[发明专利]隧道衬砌智能养护台车及控制方法

权利要求书

1.一种隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述隧道衬砌智能养护台车包括主门架(2)、行走机构(20)、喷雾系统、喷雾控制系统以及行走控制系统；所述行走机构(20)置于主门架(2)底部；所述喷雾系统、喷雾控制系统以及行走控制系统分别设置在主门架(2)上；所述主门架(2)整体呈梯形门架式结构；所述喷雾系统设置在主门架(2)的顶部；所述喷雾控制系统与喷雾系统相连并驱动喷雾系统工作；所述行走控制系统与行走机构(20)相连并驱动行走机构(20)移动。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述行走机构(20)包括驱动电机(23)以及与驱动电机(23)皮带相连的行走车轮(24)；所述驱动电机(23)设置在主门架的底部；所述行走控制系统与驱动电机(23)相连。

3.根据权利要求1所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述喷雾系统包括水泵(13)以及与水泵(13)相贯通的输水管线；所述输水管线设置在主门架(2)的顶部；所述输水管线上设置有喷头(7)；所述喷雾控制系统与喷头相连。

4.根据权利要求3所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述输水管线包括环形喷水管(9)以及连接管线；所述水泵(13)通过连接管线与环形喷水管(9)相贯通；所述环形喷水管(9)通过水管支撑部件(5)设置在主门架(2)的顶部；所述环形喷水管(9)上设置有喷头(7)。

5.根据权利要求4所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述喷雾控制系统包括喷雾控制箱(16)以及激光测距仪(8)；所述激光测距仪(8)与喷头(7)并行设置；所述喷雾控制箱(16)分别与激光测距仪(8)和喷头(7)相连。

6.根据权利要求5所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述行走控制系统包括行走控制箱(15)、距离记录仪(17)以及环境参数传感器组19；所述距离记录仪(17)以及环境参数传感器组19分别设置在主门架(2)上；所述行走控制箱(15)分别与行走机构(20)、距离记录仪(17)以及环境参数传感器组(19)相连；所述环境参数传感器组(19)包括温度传感器、湿度传感器以及风力传感器。

7.根据权利要求6所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述行走控制系统还包括设置在主门架(2)上且与行走控制箱(15)相连的碰撞感应器(21)。

8.根据权利要求7所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述隧道衬砌智能养护台车还包括喷雾系统维修通道，所述喷雾系统维修通道包括分别设置在主门架(2)上的检修楼梯(12)以及上平台护栏(6)。

9.根据权利要求8所述的隧道衬砌智能养护台车，其特征在于：所述隧道衬砌智能养护台车还包括显示器(22)；所述行走控制箱(15)以及喷雾控制箱(16)分别与显示器(22)相连。

10.一种针对权利要求9所述的隧道衬砌智能养护台车的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括行走控制方法以及喷雾控制方法；

所述行走控制方法的具体实现方式是：

当距离记录仪(17)检测到养护段长度达到要求时，通过行走控制箱(15)控制驱动电机(23)，使台车自动停止，并在一定时间t'后进行反向行走养护；通过环境参数传感器组19测量隧道内的施工环境条件，由测得的环境条件，控制台车的养护间歇时间t’，所述t’的表达式是：

其中：

t'₀是标准养护条件下的养护间歇时间，所述标准养护条件下的间歇时间是2小时；

T是隧道内实测温度，℃；

T₀是混凝土标准养护温度，所述混凝土标准养护温度是20℃；

是隧道内实测湿度，％；

是混凝土标准养护湿度，所述混凝土标准养护湿度是95％；

v是隧道内实测风速；

所述喷雾控制方法的具体实现方式是：

从风管旁边的喷头(7)往两侧进行计算，通过调节各个喷头(7)喷雾范围的大小，实现衬砌环向全断面的喷雾养护，再通过台车的行走实现整个隧道衬砌段的养护；喷头(7)喷雾范围L应不小于衬砌环向距离S；所述喷雾范围L的表达式是：

其中：

d₁、d₂分别是相邻两喷头(7)到衬砌表面的距离；

α₁、α₁分别是相邻两喷头(7)的喷雾角；

S是相邻两喷头(7)喷雾角平分线与衬砌交点的距离，其取值为：

其中：

S₀是相邻两喷头(7)之间的间距；

d₁、d₂分别是相邻两喷头(7)到衬砌表面的距离；

θ是相邻两喷头(7)到管线圆心的夹角；

所述喷头(7)的喷雾角α，满足以下关系：

其中：

P是喷头(7)的水压力。