[发明专利]管涵预制构件自动化装配系统及施工方法

说明书

本发明提供一种管涵类预制构件自动化装配系统及施工方法，属于装配式管涵类工程建设技术领域，安装状态测量装置测量待安装预制构件的实际安装状态，并连接后台控制模块，后台控制模块内预设有待安装预制构件的符合安装要求的预设安装状态，用于根据实际安装状态，结合预设安装状态，给出待安装预制构件拼装设备运行状态的控制参数，根据控制参数输出控制待安装预制构件拼装设备运行状态的控制指令，实现待安装预制构件的状态调整。本发明实现了待安装预制构件状态的实时测量，自动获取预制构件的位置及姿态的数据，实现对构件进行六自由度的高精度位置及姿态的调整功能，实现预制构件对位安装过程的减人增效、安全可靠、精确控制、绿色环保。

技术领域

本发明涉及装配式管涵类工程建设技术领域，具体涉及一种实现管涵类预制构件装配过程的自动化无人化作业的装配系统及施工方法。

背景技术

装配式管涵类工程适用于多种市政基础设施工程，包括城市综合管廊、城市地下隧道、城市地下人行通道、电力管沟、排水涵、地下调蓄设施、桥涵等市政类线性工程。

上述各类工程的施工方法主要包括明挖预制法和盾构(顶管)法。相比盾构(顶管)法，明挖预制法的机械自动化水平不高，普遍采用的方法是起重吊装法，即使用吊车吊装预制构件进行装配施工，需要人工配合进行装配施工的测量、对位、调整、校准等工作。用工数量较多、施工效率不高、对位精度不高。

常规采用的装配构件的方法是起重吊装法，其装配精度有限。原因如下：预制构件在被吊装的过程中，其处于底部悬空状态，易发生微小的晃动、偏转，因此，整个构件处于一种位置和姿态不断发生动态变化的状态。在这种不可定量分析的过程态下，无论是将预制构件吊运就位，还是对其进行位置或姿态的调整，在实施过程中都不能做到精确的量化控制，只能在吊装过程中通过目测标记物、凭借感觉和经验等进行非精确量化的对位装配。在吊装工序结束后，预制构件最终被放置于稳定的位置上，构件的位置和姿态才能处于稳定状态，才能对其进行测量并获取其准确的位置和姿态数据。将测量数据与要求的数据进行比对后，如果装配误差超过限值，则需要再次吊起构件，再次进行非精确量化的调整，如此反复，耗时耗力，降低了施工效率，各个构件的装配精度也存在较大的离散性。

此外，由于起重吊装法主要使用大型起重机进行预制构件的吊装，因此，起重机需要随着构件的装配过程不断的移动其自身的位置，这就意味着在基坑侧面需要预留大量的场地，供给起重机站位使用，有的时候还要对起重机站位的地基做加强处理，施工成本高。同时，起重机吊臂较高，意味着其上部空间不能受障碍物阻碍。而在诸如老旧城区、桥下、高压线下等情况下，起重机不一定有足够的场地和条件开展作业。此外，起重机频繁的转移，也加大了的安全风险。

现有的装配式综合管廊的机械化装配施工技术及装备，一方面设备系统体量较大，不能灵活适用于不同类型、尺寸的工程，功能扩展性低，另一方面，装备周转使用能力也比较差。此外，该设备系统虽然在一定程度上实现了机械化装配、提高了装配精度，但仍需要人工测量、校核，同时需要人工操作该设备进行对位装配，未能实现自动化装配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低了人工成本、提高了装配效率和精度、降低了装配风险的管涵类预制构件的自动化装配系统及施工方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种管涵预制构件自动化装配系统，包括：

待安装预制构件安装状态测量装置，用于测量待安装预制构件的实际安装状态；

所述待安装预制构件安装状态测量装置的控制器连接后台控制模块，所述后台控制模块内预设有待安装预制构件的符合安装要求的预设安装状态；

所述后台控制模块，用于根据待安装预制构件的实际安装状态，结合预设安装状态，给出待安装预制构件拼装设备运行状态的控制参数，根据控制参数输出控制待安装预制构件拼装设备运行状态的控制指令；