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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (9): 1768-1781.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.09.013
朱雁飞1, 庄欠伟1, 2, 朱叶艇1, 2, *, 杨正1, 2, 黄德中1, 赵帅3, 翟一欣1, 2, 秦元1, 2, 马志刚1
ZHU Yanfei1, ZHUANG Qianwei1, 2, ZHU Yeting1, 2, *, YANG Zheng1, 2, HUANG Dezhong1, ZHAO Shuai3, ZHAI Yixin1, 2, QIN Yuan1, 2, MA Zhigang1
摘要: 为解决传统盾构法建造依赖人工操作经验进行管片拼装造成的隧道成型质量不稳定的现实难题,从运动学模型建立、目标位姿识别计算、拼装机自动控制等方面,构建成套的盾构整环管片自动拼装技术体系。在给出视觉传感器的布置方案与标定方法的基础上,针对管片抓取与拼装2个阶段,分别详细阐述基于不同点云数据处理技术的待拼管片目标位姿计算方法。通过传统拼装机液压系统改制和执行机构动作控制流程设计,在凝练人工管片拼装经验的基础上,制定管片自动抓取与定位安装策略。最终,基于既有超大直径泥水平衡盾构建立可用于本项技术验证的试验平台,充分考量环境模拟、试验安全等问题,并对点云处理精度进行说明。主要结论如下: 1)可表征管片目标位姿重复识别精度的位置坐标和姿态角度极差分别为0.97 mm和0.031°; 2)拼装成环后管片块之间与环之间错台量最大值分别为5.28、6.29 mm,满足工程验收规范要求。