[发明专利]基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其方法

摘要

本发明公开了基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统及其方法。所述装置包括安装在顶管机工作的井内的激光器，以竖直的方式安装在顶管机的机头处并与激光器正对的平面光电传感器阵列，采集平面光电传感器阵列输出电压信号的数据采集卡，接收数据采集卡采集的数据信号进行数据处理的PLC控制器。平面光电传感器阵列随机头摆动时，激光器的激光束水平照射到平面光电传感器阵列上，PLC控制器根据数据采集卡连续性采集来的数据信号，对每次获得的相应光电传感器进行轨迹连线，由此获取顶管机的管道轴线的方位变化，根据一个设计轴线实时计算轴线偏差，根据轴线偏差控制PLC控制器实时控制纠偏油缸运动。

主权项

一种基于光电传感器阵列的顶管机自动纠偏控制系统，其包括：PLC控制器，其根据施工要求驱动顶管机的纠偏油缸进行纠偏；其特征在于：所述顶管机自动纠偏控制系统还包括：激光器，其安装在顶管机工作的井内；平面光电传感器阵列，其以竖直的方式安装在顶管机的机头处，并与所述激光器正对，所述平面光电传感器阵列随所述机头摆动时，所述激光器的激光束水平照射到所述平面光电传感器阵列上，使所述平面光电传感器阵列中相应的光电传感器因感受激光束而输出电压信号；数据采集卡，其采集所述平面光电传感器阵列输出的电压信号；其中，所述PLC控制器接收所述数据采集卡采集的数据信号进行数据处理，实时控制所述纠偏油缸运动；所述PLC控制器的数据处理方法为：步骤一、得到所述数据采集卡采集的数据信号；步骤二、根据所述数据信号，获得所述平面光电传感器阵列上因感受激光束而输出电压信号的光电传感器；步骤三、根据所述数据采集卡连续性采集来的数据信号，对每次获得的相应光电传感器进行轨迹连线，由此获取所述顶管机的管道轴线的方位变化，根据一个设计轴线实时计算轴线偏差，根据所述轴线偏差控制所述PLC控制器实时控制所述纠偏油缸运动；步骤四、判断所述数据采集卡采集的数据信号传送是否中断，是中断，则结束，否则返回步骤二；在步骤三的纠偏控制中，当管道轴线与设计轴线偏离值大于10％时，所述纠偏油缸开始进行纠偏作业，次纠偏角度不大于1°，依次逐步控制纠偏油缸，不断调整到设计轴线。