轨道板多点协同智能顶升设备及方法

申请号 CN202310814060.6 申请日 2023-07-05 公开(公告)号 CN116730236A 公开(公告)日 2023-09-12
申请人 北京城建设计发展集团股份有限公司; 北京金穗联创科技有限公司; 发明人 陈鹏; 杨秀仁; 廖翌棋; 李天升; 李静敏; 左敬闯; 段玉振; 李文英;
摘要 一种轨道板多点协同智能顶升设备及方法,顶升设备包括顶升设备主机、测控平板和顶升千斤顶,所述顶升设备主机和测控平板之间通过无线通信连接,所述顶升设备主机通过千斤顶油管连接至顶升千斤顶,所述顶升设备主机的前端设置有千斤顶放置区以将顶升千斤顶收纳其中进行移动,所述顶升设备主机的后部可设有推手,其底部设有多个万向轮;由此,本 发明 具有吊车、 起重机 设备顶升轨道板的同步性、智能性、精准性和人工 液压千斤顶 顶升的轻便性、通用性等优点,可以适应目前轨道板铺设地形环境下的施工。设备配备智能测控系统,一键启动、自动停止,利用更少的人 力 投入,精准、便捷的完成轨道板顶升操作。
权利要求

1.一种轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于包含如下步骤:
步骤一:准备步骤,即将顶升设备运送到目的位置,把四个顶升千斤顶分别摆放在轨道板的内侧四个部;
步骤二:顶升设备主机开始工作,输入四个顶升千斤顶的目标顶升高度Ln,开始进行顶升过程;
步骤三:在顶升千斤顶启动时采集各路千斤顶油压值P0n,以在后续顶升过程中实时监测各路千斤顶油压值P1n;
步骤四:顶升过程中实时计算每个顶升千斤顶的受值F△n,当顶升千斤顶顶升到一定高度接触到轨道板下表面时,各路顶升千斤顶会因顶升受阻而导致受力值F△n增大,故设定一个受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶受力值达到受力临界阈值后,判定对应的顶升千斤顶完成就位工作,停止该千斤顶的顶升动作;
步骤五:分别针对每个顶升千斤顶重复步骤四直至所有顶升千斤顶都已完成就位阶段并停止顶升,完成整体就位;
步骤六:开始实际抬升,记录此时四个顶升千斤顶对应的千斤顶位移传感器测量值L0n,以此为起点开始实际的顶升过程,此时四路顶升千斤顶的初始运行速度为V0n;
步骤七:在顶升过程中实时监测各个千斤顶位移传感器的测量值L1n,并同步计算四个千斤顶对应点位的实际顶升量L△n升,实际顶升量计算方法为L△n升=L1n‑L0n;结合各路顶升千斤顶的目标顶升高度Ln,计算各路顶升千斤顶3的顶升进度Pern升为 根据
四路顶升千斤顶的顶升进度Pern升判断是否发生因千斤顶顶升不协同导致轨道板倾斜,如发生倾斜,跳到步骤八,未倾斜,跳到步骤九;
步骤八:轨道板发生倾斜后,通过调整对应顶升千斤顶的运行速度来纠正倾斜;
步骤九:为提高顶升高度的控制精度以及顶升平稳性,在顶升高度接近目标顶升高度时,将各路顶升千斤顶的速度整体降低,直至平稳到达目标顶升高度;
步骤十:根据各路顶升千斤顶的顶升进度Pern升判别是否有千斤顶已达到目标顶升高度,如果Pern升≥1,千斤顶已达到目标顶升高度,停止对应顶升千斤顶的顶升动作,如果Pern升<1,千斤顶尚未达到目标顶升高度,继续顶升;
步骤十一:判断是否所有千斤顶都已达到目标顶升高度;
如果是,完成目标轨道板的顶升工作;
如果否,跳转到步骤七,继续执行智能顶升工作;
步骤十二:在轨道板顶升完成后开始进行轨道板修复工作;
步骤十三:完成目标轨道板的修复工作后,进行回落过程;
步骤十四:以轨道板当前的高度为起始点,以Ln为轨道板目标回落的距离,实现轨道板按照顶升轨迹回落;
步骤十五:在轨道板回落过程中,实时监测各个千斤顶位移传感器的测量值L1n,并同步计算四个千斤顶对应点位的实际回落量L△n落,实际回落量为L△n落=L0n+Ln‑L1n;
结合各路顶升千斤顶的目标回落高度Ln,计算各路顶升千斤顶的回落进度Pern落为根据四路顶升千斤顶的顶升进度Pern落判断是否发生因千斤顶回落不协同导致轨道板倾斜,如果发生倾斜,跳到步骤十六,未倾斜,跳到步骤十七;
步骤十六:轨道板发生倾斜后,需要通过调整对应顶升千斤顶的运行速度来纠正倾斜;
步骤十七:在轨道板回落过程中,实时计算每个顶升千斤顶的受力值F△n,当顶升千斤顶回落至轨道板下表面接触到修复后的轨道板槽上表面时,顶升千斤顶会因此导致受力值F△n突然减小,取步骤四中的受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶受力降至受力临界阈值后,判定对应顶升千斤顶完成回落工作,停止该千斤顶的回落动作;
步骤十八:判断是否所有千斤顶都已停止回落,如果是,完成目标轨道板的回落,如果否,跳转到步骤十五,继续回落过程;
步骤十九:完成轨道板的回落后设置所有顶升千斤顶以最大速度回落,完成千斤顶复位。
2.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤四中顶升千斤顶的受力值通过千斤顶油缸内液压油接触面和千斤顶对应油压值计算,千斤顶油缸内液压油接触面属于千斤顶生产尺寸,是已知值,已知接触面直径为D,结合实时监测到各路千斤顶油压值P1n,四路千斤顶对应P11,P12,P13,P14,计算千斤顶实时受力变化为(1)如果F△n≥F临界,停止对应千斤顶的顶升;
(2)否则,继续顶升。
3.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤七中倾斜判断方法如下:
将四路顶升千斤顶的顶升进度Per1升,Per2升,Per3升,Per4升按照大小排序,得出最快进度Permax升和最慢进度Permin升,得出四个顶升千斤顶之间的最大进度差为Per△max升=Permax升‑Permin升;
设定一最大进度差阈值Per△临界:
(1)如果Per△max升≥Per△临界,判定轨道板发生倾斜,跳到步骤八;
(2)否则,未倾斜,跳到步骤九。
4.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤八中根据四路顶升千斤顶的实时顶升进度Pern升计算出平均进度Per平均为
然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n升为Per△n升=Pern升‑Per平均,由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为V1n=V旧n+Per△n升*eps;
其中:V旧n为对应千斤顶调整前的速度,第一次调整速度时V旧n等于初始运行速度V0n,eps为速度调整计算系数。
5.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤九中按照千斤顶的顶升进度,设定降速阈值Per降,在顶升过程中,实时比对各路顶升千斤顶3的顶升进度,当顶升进度Pern升≥Per降时,进入降速流程;否则,跳转到步骤七;
其中:Per降为降速阈值,为固定值,顶升进度超过此值的顶升千斤顶启动降速流程;
对于进入降速流程中的顶升千斤顶3,将其运行速度V1n调整为V1n降为V1n降=V1n*eps降;
其中:eps降为降速系数,为固定值,具体取值根据使用者对运行速度的等级选择而定,分为快速、中速、慢速三档位,每个档位对应不同的降速系数。
6.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤十五中倾斜的判断方法如下:
将四路顶升千斤顶的回落进度Per1落,Per2落,Per3落,Per4落按照大小排序,得出最快进度Permax落和最慢进度Permin落,得出四个顶升千斤顶之间的最大进度差为Per△max落=Permax落‑Permin落,取最大进度差阈值Per△临界;
(1)如果Per△max落≥Per△临界,轨道板发生倾斜,跳到步骤十六;
(2)否则,未倾斜,跳到步骤十七。
7.如权利要求1所述的轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于:步骤十六中根据四路顶升千斤顶3的实时顶升进度Pern落计算出平均进度Per平均:
然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n落:
Per△n落=Pern落‑Per平均
由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为:
V1n=V旧n+Per△n落*eps
其中:eps为速度调整计算系数。
8.一种实现上述权利要求1‑7中任一所述的轨道板多点协同智能顶升方法的顶升设备,包括顶升设备主机、测控平板和顶升千斤顶,所述顶升设备主机和测控平板之间通过无线通信连接,所述顶升设备主机通过千斤顶油管连接至顶升千斤顶,其特征在于:
所述顶升设备主机的前端设置有千斤顶放置区以将顶升千斤顶收纳其中进行移动,所述顶升设备主机的后部可设有推手,其底部设有多个万向轮。
9.如权利要求8所述的轨道板多点协同智能顶升设备,其特征在于:所述顶升千斤顶包含千斤顶位移传感器、千斤顶顶升脚、千斤顶顶升头和千斤顶顶升柱,所述千斤顶顶升脚和千斤顶顶升头为一体设置,与一根竖向结构组成形 的结构,所述千斤顶顶升柱的顶端与千斤顶顶升头之间采用螺杆连接。

说明书全文

轨道板多点协同智能顶升设备及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及技术领域,尤其涉及一种轨道板多点协同智能顶升设备及方法。

背景技术

[0002] 预制轨道板是一种在路建设中广泛使用的预制混凝土元件,随着城市化进程的加快,城市轨道交通建设的需求日益增加,预制轨道板的应用市场也在不断扩大。加上国家对于城市轨道交通建设给予了大支持,相关政策的出台也促进了预制轨道板的应用。如今,预制轨道板因其高施工效率、高平整性、高稳定性等特点,已在高铁线路、地铁线路、市区轨道交通线路中扮演着重要的色。
[0003] 预制轨道板在轨道交通工程项目中应用日益增多,随之而来也有一些问题产生。预制轨道板施工后,因下部基础不均匀或不稳定、环境变化、施工质量等问题,日积月累,预制轨道板可能会有产生下沉,影响行车安全和乘客舒适性,此时就需要对下沉轨道板做维修复位。对此,目前普遍做法是根据施工场地条件,在天窗时间段选择使用吊车、起重机、人工液压千斤顶等方法进行修复,但现有方法因设备笨重、效率较低、误差大等原因,无法保证在有限的天窗时间内快速、准确完成预制轨道板的修复、就位工作。
[0004] 为此,本发明的设计者有鉴于上述缺陷,通过潜心研究和设计,综合长期多年从事相关产业的经验和成果,研究设计出一种轨道板多点协同智能顶升设备及方法,以克服上述缺陷。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种轨道板多点协同智能顶升设备及方法,体积小、效率高、智能协同、操作简单等优点,可以利用少量的人工在天窗时间内高效、高精度地完成轨道板顶升工作。
[0006] 为实现上述目的,本发明公开了一种轨道板多点协同智能顶升方法,其特征在于包含如下步骤:
[0007] 步骤一:准备步骤,即将顶升设备运送到目的位置,把四个顶升千斤顶分别摆放在轨道板的内侧四个角部;
[0008] 步骤二:顶升设备主机开始工作,输入四个顶升千斤顶的目标顶升高度Ln,开始进行顶升过程;
[0009] 步骤三:在顶升千斤顶启动时采集各路千斤顶油压值P0n,以在后续顶升过程中实时监测各路千斤顶油压值P1n;
[0010] 步骤四:顶升过程中实时计算每个顶升千斤顶的受力值F△n,当顶升千斤顶顶升到一定高度接触到轨道板下表面时,各路顶升千斤顶会因顶升受阻而导致受力值F△n增大,故设定一个受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶受力值达到受力临界阈值后,判定对应的顶升千斤顶完成就位工作,停止该千斤顶的顶升动作;
[0011] 步骤五:分别针对每个顶升千斤顶重复步骤四直至所有顶升千斤顶都已完成就位阶段并停止顶升,完成整体就位;
[0012] 步骤六:开始实际抬升,记录此时四个顶升千斤顶对应的千斤顶位移传感器测量值L0n,以此为起点开始实际的顶升过程,此时四路顶升千斤顶的初始运行速度为V0n;
[0013] 步骤七:在顶升过程中实时监测各个千斤顶位移传感器的测量值L1n,并同步计算四个千斤顶对应点位的实际顶升量L△n升,实际顶升量计算方法为L△n升=L1n‑L0n;结合各路顶升千斤顶的目标顶升高度Ln,计算各路顶升千斤顶3的顶升进度Pern升为根据四路顶升千斤顶的顶升进度Pern升判断是否发生因千斤顶顶升不协同导致轨道板倾斜,如发生倾斜,跳到步骤八,未倾斜,跳到步骤九;
[0014] 步骤八:轨道板发生倾斜后,通过调整对应顶升千斤顶的运行速度来纠正倾斜;
[0015] 步骤九:为提高顶升高度的控制精度以及顶升平稳性,在顶升高度接近目标顶升高度时,将各路顶升千斤顶的速度整体降低,直至平稳到达目标顶升高度;
[0016] 步骤十:根据各路顶升千斤顶的顶升进度Pern升判别是否有千斤顶已达到目标顶升高度,如果Pern升≥1,千斤顶已达到目标顶升高度,停止对应顶升千斤顶的顶升动作,如果Pern升<1,千斤顶尚未达到目标顶升高度,继续顶升;
[0017] 步骤十一:判断是否所有千斤顶都已达到目标顶升高度;
[0018] 如果是,完成目标轨道板的顶升工作;
[0019] 如果否,跳转到步骤七,继续执行智能顶升工作;
[0020] 步骤十二:在轨道板顶升完成后开始进行轨道板修复工作;
[0021] 步骤十三:完成目标轨道板的修复工作后,进行回落过程;
[0022] 步骤十四:以轨道板当前的高度为起始点,以Ln为轨道板目标回落的距离,实现轨道板按照顶升轨迹回落;
[0023] 步骤十五:在轨道板回落过程中,实时监测各个千斤顶位移传感器的测量值L1n,并同步计算四个千斤顶对应点位的实际回落量L△n落,实际回落量为L△n落=L0n+Ln‑L1n;
[0024] 结合各路顶升千斤顶的目标回落高度Ln,计算各路顶升千斤顶的回落进度Pern落为[0025] 根据四路顶升千斤顶的顶升进度Pern落判断是否发生因千斤顶回落不协同导致轨道板倾斜,如果发生倾斜,跳到步骤十六,未倾斜,跳到步骤十七;
[0026] 步骤十六:轨道板发生倾斜后,需要通过调整对应顶升千斤顶的运行速度来纠正倾斜;
[0027] 步骤十七:在轨道板回落过程中,实时计算每个顶升千斤顶的受力值F△n,当顶升千斤顶回落至轨道板下表面接触到修复后的轨道板槽上表面时,顶升千斤顶会因此导致受力值F△n突然减小,取步骤四中的受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶受力降至受力临界阈值后,判定对应顶升千斤顶完成回落工作,停止该千斤顶的回落动作;
[0028] 步骤十八:判断是否所有千斤顶都已停止回落,如果是,完成目标轨道板的回落,如果否,跳转到步骤十五,继续回落过程;
[0029] 步骤十九:完成轨道板的回落后设置所有顶升千斤顶以最大速度回落,完成千斤顶复位。
[0030] 其中:步骤四中顶升千斤顶的受力值通过千斤顶油缸内液压油接触面和千斤顶对应油压值计算,千斤顶油缸内液压油接触面属于千斤顶生产尺寸,是已知值,已知接触面直径为D,结合实时监测到各路千斤顶油压值P1n,四路千斤顶对应P11,P12,P13,P14,计算千斤顶实时受力变化为
[0031] (1)如果F△n≥F临界,停止对应千斤顶的顶升;
[0032] (2)否则,继续顶升。
[0033] 其中:步骤七中倾斜判断方法如下:
[0034] 将四路顶升千斤顶的顶升进度Per1升,Per2升,Per3升,Per4升按照大小排序,得出最快进度Permax升和最慢进度Permin升,得出四个顶升千斤顶之间的最大进度差为Per△max升=Permax升‑Permin升;
[0035] 设定一最大进度差阈值Per△临界:
[0036] (1)如果Per△max升≥Per△临界,判定轨道板发生倾斜,跳到步骤八;
[0037] (2)否则,未倾斜,跳到步骤九。
[0038] 其中:步骤八中根据四路顶升千斤顶的实时顶升进度Pern升计算出平均进度Per平均为 然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n升为Per△n升=Pern升‑Per平均,由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为V1n=V旧n+Per△n升*eps;
[0039] 其中:V旧n为对应千斤顶调整前的速度,第一次调整速度时V旧n等于初始运行速度V0n,eps为速度调整计算系数。
[0040] 其中:步骤九中按照千斤顶的顶升进度,设定降速阈值Per降,在顶升过程中,实时比对各路顶升千斤顶3的顶升进度,当顶升进度Pern升≥Per降时,进入降速流程;否则,跳转到步骤七;
[0041] 其中:Per降为降速阈值,为固定值,顶升进度超过此值的顶升千斤顶启动降速流程;
[0042] 对于进入降速流程中的顶升千斤顶3,将其运行速度V1n调整为V1n降为V1n降=V1n*eps降;
[0043] 其中:eps降为降速系数,为固定值,具体取值根据使用者对运行速度的等级选择而定,分为快速、中速、慢速三档位,每个档位对应不同的降速系数。
[0044] 其中:步骤十五中倾斜的判断方法如下:
[0045] 将四路顶升千斤顶的回落进度Per1落,Per2落,Per3落,Per4落按照大小排序,得出最快进度Permax落和最慢进度Permin落,得出四个顶升千斤顶之间的最大进度差为Per△max落=Permax落‑Permin落,取最大进度差阈值Per△临界;
[0046] (1)如果Per△max落≥Per△临界,轨道板发生倾斜,跳到步骤十六;
[0047] (2)否则,未倾斜,跳到步骤十七。
[0048] 其中:步骤十六中根据四路顶升千斤顶3的实时顶升进度Pern落计算出平均进度Per平均:
[0049]
[0050] 然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n落:
[0051] Per△n落=Pern落‑Per平均
[0052] 由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为:
[0053] V1n=V旧n+Per△n落*eps
[0054] 其中:eps为速度调整计算系数。
[0055] 还公开了一种轨道板多点协同智能顶升方法的顶升设备,包括顶升设备主机、测控平板和顶升千斤顶,所述顶升设备主机和测控平板之间通过无线通信连接,所述顶升设备主机通过千斤顶油管连接至顶升千斤顶,其特征在于:
[0056] 所述顶升设备主机的前端设置有千斤顶放置区以将顶升千斤顶收纳其中进行移动,所述顶升设备主机的后部可设有推手,其底部设有多个万向轮。
[0057] 其中:所述顶升千斤顶包含千斤顶位移传感器、千斤顶顶升脚、千斤顶顶升头和千斤顶顶升柱,所述千斤顶顶升脚和千斤顶顶升头为一体设置,与一根竖向结构组成形的结构,所述千斤顶顶升柱的顶端与千斤顶顶升头之间采用螺杆连接。
[0058] 通过上述内容可知,本发明的轨道板多点协同智能顶升设备及方法具有如下效果:
[0059] 1、体积小、效率高、智能协同、操作简单等优点,可以利用少量的人工在天窗时间内高效、高精度地完成轨道板顶升工作。
[0060] 2、具有吊车、起重机设备顶升轨道板的同步性、智能性、精准性和人工液压千斤顶顶升的轻便性、通用性等优点,可以适应目前轨道板铺设地形环境下的施工。设备配备智能测控系统,一键启动、自动停止,利用更少的人力投入,精准、便捷的完成轨道板顶升操作。
[0061] 本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

[0062] 图1显示了本发明的轨道板多点协同智能顶升设备的侧前方示意图。
[0063] 图2显示了本发明的轨道板多点协同智能顶升设备的侧后方示意图。
[0064] 图3显示了本发明的轨道板多点协同智能顶升设备的工作原理图。
[0065] 图4显示了本发明的千斤顶与轨道板结构关系剖面图。
[0066] 图5显示了本发明的千斤顶与轨道板结构关系俯视图。
[0067] 图6显示了本发明的轨道板多点协同智能顶升设备的隧道中轨道板顶升前的剖面图。
[0068] 图7显示了本发明的多点协同智能顶升流程图
[0069] 图8显示了本发明的多点协同智能复位流程。
[0070] 附图说明:
[0071] 1:顶升装置主机;11:推手;12:万向轮;13:电源插头;14:千斤顶放置区;15:读数区;16:控制区;17:千斤顶油管接口;18:油位计;2:测控平板;3:顶升千斤顶;31:千斤顶位移传感器;32:千斤顶顶升脚;33:千斤顶顶升头;34:千斤顶顶升柱;4:千斤顶油管;5:轨道板;6:隧道壁;7:轨道板槽。

具体实施方式

[0072] 参见图1、图2和图3,显示了本发明的轨道板多点协同智能顶升设备及方法。
[0073] 所述轨道板多点协同智能顶升设备及方法包括顶升设备主机1、测控平板2和顶升千斤顶3,所述顶升设备主机1和测控平板2之间可通过无线通信连接,所述顶升设备主机1通过千斤顶油管4连接至顶升千斤顶3。
[0074] 所述顶升设备主机1的前端可设置有千斤顶放置区14,以便于将顶升千斤顶3收纳其中进行移动,所述顶升设备主机1的后部可设有推手11,其底部可设有多个万向轮12,在进行轨道板5的维护工作前,可以像推车一样携带所有相关装备出发前往目标的轨道板5所在位置,可以起到省时省力、节约维修成本的效果,所述顶升设备主机1的侧面设有电源插头13和控制区16,顶面设有读数区15,前部设有千斤顶油管接口17和油位计18。
[0075] 由于轨道板5安装在现场之后,在轨道板5的四周和下部会填充上混凝土、橡胶垫等介质,紧密的贴合在轨道板5外围,形成一个紧密贴合的轨道板槽7,如图6所示。而轨道板5因产生下沉、损坏等病害需要检修时,往往要将轨道板5先从轨道板槽7中抬起,抬起时轨道板5四周因贴合太紧密,抬升稍有倾斜都将会导致轨道板5卡在轨道板槽7中无法行动。
[0076] 所述顶升千斤顶3包含千斤顶位移传感器31、千斤顶顶升脚32、千斤顶顶升头33和千斤顶顶升柱34,所述千斤顶顶升脚32和千斤顶顶升头33为一体设置,与一根竖向钢结构组成形如 的结构,所述千斤顶顶升柱34的顶端与千斤顶顶升头33之间采用螺杆连接。
[0077] 因此本发明的轨道板多点协同智能顶升设备通过测控平板2实时监测各个顶升千斤顶3的顶升高度、速度和受力等,实时计算各个千斤顶的顶升趋势并调整速度,保持各个顶升千斤顶3之间的协同性,确保可以顺利完成整个过程,参见图7和图8,故本发明的轨道板多点协同智能顶升方法包含如下步骤:
[0078] 步骤一:准备步骤,即将顶升设备运送到目的位置,把四个顶升千斤顶3分别摆放在轨道板5的内侧四个角部(如图5所示),将四个顶升千斤顶3的千斤顶顶升脚32分别伸到轨道板5边沿的下方(如图4所示)。
[0079] 其中:四个顶升千斤顶3与轨道板5之间的摆放位置关系如图5所示,开始顶升后,顶升设备主机1给四个顶升千斤顶3分别供油,所述千斤顶顶升柱34在油压驱动下带动千斤顶顶升头33向上顶升,千斤顶顶升头33再带动千斤顶顶升脚32向上顶升。
[0080] 步骤二:顶升设备主机1开始工作,可打开控制的测控平板2,并在测控平板2上启动测控程序,测控程序可与顶升设备主机1建立无线通信连接,在测控程序的操作界面输入四个顶升千斤顶3的目标顶升高度Ln(四路顶升千斤顶分别对应L1,L2,L3,L4),点击开始以进行顶升过程,优选的在测控平板2进行一键开启智能顶升。
[0081] 其中:由步骤一可知,顶升前千斤顶顶升脚32并未直接接触到轨道板5。千斤顶顶升脚32开始启动到轨道板5实际开始顶升还有一段距离,需要千斤顶顶升脚32先顶升一段距离,和轨道板5接触之后才开始真正顶升,此部分称为顶升千斤顶3的就位阶段。在这个就位阶段顶升千斤顶3处于0负载状态,此时各路千斤顶油压稳定。
[0082] 其中:目标顶升高度指的是轨道板5被顶升的高度,显而易见,此高度不包含就位阶段顶升千斤顶3顶升的距离,就位阶段轨道板5并未移动。目标顶升高度L1,L2,L3,L4即为对应顶升千斤顶3在就位阶段结束到完成最终顶升之间的伸长量差值。
[0083] 步骤三:在顶升千斤顶3刚启动时采集各路千斤顶油压值P0n(四路千斤顶对应P01,P02,P03,P04)。以在后续顶升过程中实时监测各路千斤顶油压值P1n(四路千斤顶对应P11,P12,P13,P14)。
[0084] 步骤四:顶升过程中实时计算每个顶升千斤顶3的受力值F△n,当顶升千斤顶3顶升到一定高度接触到轨道板5下表面时,各路顶升千斤顶3会因顶升受阻而导致受力值F△n增大,故设定一个受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶3受力值达到受力临界阈值后,判定对应的顶升千斤顶3完成就位工作,停止该千斤顶的顶升动作。
[0085] 其中:顶升千斤顶3的受力值可通过千斤顶油缸内液压油接触面和千斤顶对应油压值计算,千斤顶油缸内液压油接触面属于千斤顶生产尺寸,是已知值,已知接触面直径为D。结合实时监测到各路千斤顶油压值P1n(四路千斤顶对应P11,P12,P13,P14),计算千斤顶实时受力变化为
[0086] (1)如果F△n≥F临界,停止对应千斤顶的顶升;
[0087] (2)否则,继续顶升。
[0088] 步骤五:分别针对每个顶升千斤顶重复步骤四直至所有顶升千斤顶3都已完成就位阶段并停止顶升,完成整体就位,开始后续的智能顶升流程。
[0089] 步骤六:从此步骤开始,轨道板5才开始实际抬升,记录此时四个顶升千斤顶3对应的千斤顶位移传感器31测量值L0n(四路千斤顶对应L01,L02,L03,L04),以此为起点开始实际的顶升过程。此时四路顶升千斤顶3的初始运行速度为V0n(四路千斤顶对应V01,V02,V03,V04)。
[0090] 步骤七:在顶升过程中实时监测各个千斤顶位移传感器31的测量值L1n(四路千斤顶对应L11,L12,L13,L14),并同步计算四个千斤顶对应点位的实际顶升量L△n升,实际顶升量计算方法为L△n升=L1n‑L0n。
[0091] 结合各路顶升千斤顶3的目标顶升高度Ln(四路千斤顶对应L1,L2,L3,L4),计算各路顶升千斤顶3的顶升进度Pern升为
[0092] 根据四路顶升千斤顶3的顶升进度Pern升判断是否发生因千斤顶顶升不协同导致轨道板5倾斜。判断方法如下:
[0093] 将四路顶升千斤顶3的顶升进度Per1升,Per2升,Per3升,Per4升按照大小排序,得出最快进度Permax升和最慢进度Permin升,得出四个顶升千斤顶3之间的最大进度差为Per△max升=Permax升‑Permin升。
[0094] 设定一最大进度差阈值Per△临界:
[0095] (1)如果Per△max升≥Per△临界,判定轨道板5发生倾斜,跳到步骤八;
[0096] (2)否则,未倾斜,跳到步骤九。
[0097] 其中:轨道板5顶升前,因下沉不均,轨道板5可能处于倾斜状态,且板四周已被橡胶垫等填充物充满,在轨道板5四周以及下面形成了一个贴合严密的轨道板槽7,轨道板5和轨道板槽7之间已无缝隙或缝隙极小,如果四个千斤顶顶升不协调,可能导致轨道板5发生倾斜,致使轨道板5因倾斜而卡在轨道板槽7中上不去下不来。因此,轨道板5在顶升过程中,应根据轨道板5的初始姿态,自适应协调四个千斤顶的顶升动作,确保多个点位协同顶升,以实现顶升过程中的准确和安全。
[0098] 步骤八:轨道板5发生倾斜后,通过调整对应顶升千斤顶3的运行速度来纠正倾斜。
[0099] 其中:千斤顶的运行速度取决于顶升设备主机1将液压油压进千斤顶的速度,每一路千斤顶的液压油流量由一个液压电磁比例控制,由液压电磁比例阀开合度决定,而液压电磁比例阀开合度随输入控制电压变化。由此可知,千斤顶的运行速度无法直接控制,由液压电磁比例阀的输入电压间接控制。因千斤顶生产误差、各路千斤顶对应油路工作压力不完全相同等因素,液压电磁比例阀的输入电压值和千斤顶的运行速度之间无明确的转换关系,极大增加了协同难度。因此,为确保各个千斤顶之间协同顶升,设计了一套针对顶升千斤顶3的智能顶升方法,根据轨道板5的倾斜姿态,实现动态实时调整对应运行速度。
[0100] 具体而言,根据四路顶升千斤顶3的实时顶升进度Pern升计算出平均进度Per平均为[0101] 然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n升为Per△n升=Pern升‑Per平均。
[0102] 由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为V1n=V旧n+Per△n升*eps。
[0103] 其中:V旧n为对应千斤顶调整前的速度,第一次调整速度时V旧n等于初始运行速度V0n。
[0104] 其中:eps为速度调整计算系数,为固定值,具体取值根据使用者对运行速度的等级选择而定,分为快速、中速、慢速三档位,每个档位对应固定的计算系数。
[0105] 步骤九:为提高顶升高度的控制精度以及顶升平稳性,在顶升高度接近目标顶升高度时(例如,顶升高度达到距离目标顶升高度剩余10%的时候),将各路顶升千斤顶3的速度整体降低,直至平稳到达目标顶升高度。
[0106] 按照千斤顶的顶升进度,设定降速阈值Per降,在顶升过程中,实时比对各路顶升千斤顶3的顶升进度,当顶升进度Pern升≥Per降时,进入降速流程;否则,跳转到步骤七。
[0107] 其中:Per降为降速阈值,为固定值,顶升进度超过此值的顶升千斤顶启动降速流程。
[0108] 对于进入降速流程中的顶升千斤顶3,将其运行速度V1n调整为V1n降为V1n降=V1n*eps降。
[0109] 其中:eps降为降速系数,为固定值,具体取值根据使用者对运行速度的等级选择而定,分为快速、中速、慢速三档位,每个档位对应不同的降速系数。
[0110] 步骤十:根据各路顶升千斤顶3的顶升进度Pern升判别是否有千斤顶已达到目标顶升高度。
[0111] 如果Pern升≥1,千斤顶已达到目标顶升高度,停止对应顶升千斤顶3的顶升动作。
[0112] 如果Pern升<1,千斤顶尚未达到目标顶升高度,继续顶升。
[0113] 步骤十一:判断是否所有千斤顶都已达到目标顶升高度。
[0114] 如果是,完成目标轨道板5的智能顶升工作。
[0115] 如果否,跳转到步骤七,继续执行智能顶升工作。
[0116] 步骤十二:维修人员在轨道板5顶升完成后开始进行轨道板5修复工作。
[0117] 步骤十三:完成目标轨道板5的修复工作后,进行回落过程,可在测控平板2点击下降按钮,启动一键回落流程。
[0118] 步骤十四:轨道板5回落时,由于此时已在轨道板槽7中做了修复工作,且对轨道板槽7四个角的高度影响未知,无法确定轨道板5四角分别需要回落多少距离。但可以预见的是轨道板5如果按照顶升轨迹回落,则不会导致倾斜或卡在轨道板槽7中,因此,以轨道板5当前的高度为起始点,以Ln(四路千斤顶对应L1,L2,L3,L4)为轨道板5目标回落的距离,即可实现轨道板5按照顶升轨迹回落。
[0119] 其中:轨道板5回落时,四个角回落的实际高度通常会小于Ln,但要确保轨道板5顺利回落,故以Ln为目标回落距离,轨道板5完成回落后顶升千斤顶3实际下降距离不足Ln已不重要,直接继续下降,直至千斤顶行程回归零位。
[0120] 步骤十五:在轨道板5回落过程中,实时监测各个千斤顶位移传感器31的测量值L1n(四路千斤顶对应L11,L12,L13,L14),并同步计算四个千斤顶对应点位的实际回落量L△n落,实际回落量为L△n落=L0n+Ln‑L1n。
[0121] 结合各路顶升千斤顶3的目标回落高度Ln(四路千斤顶对应L1,L2,L3,L4),计算各路顶升千斤顶3的回落进度Pern落为
[0122] 根据四路顶升千斤顶3的顶升进度Pern落判断是否发生因千斤顶回落不协同导致轨道板5倾斜。判断方法如下:
[0123] 将四路顶升千斤顶3的回落进度Per1落,Per2落,Per3落,Per4落按照大小排序,得出最快进度Permax落和最慢进度Permin落,得出四个顶升千斤顶3之间的最大进度差为Per△max落=Permax落‑Permin落。
[0124] 取步骤七中最大进度差阈值Per△临界:
[0125] (1)如果Per△max落≥Per△临界,轨道板5发生倾斜,跳到步骤十六;
[0126] (2)否则,未倾斜,跳到步骤十七。
[0127] 步骤十六:轨道板5发生倾斜后,需要通过调整对应顶升千斤顶3的运行速度来纠正倾斜,速度调整按照进度过慢加速进度过快减速的原则。
[0128] 根据四路顶升千斤顶3的实时顶升进度Pern落计算出平均进度Per平均:
[0129]
[0130] 然后计算每一路千斤顶顶升进度与平均进度之间的差值Per△n落:
[0131] Per△n落=Pern落‑Per平均
[0132] 由此,计算出顶升千斤顶3对应调整后的速度V1n为:
[0133] V1n=V旧n+Per△n落*eps
[0134] 其中:eps为速度调整计算系数,取值同步骤八中eps定义。
[0135] 步骤十七:在轨道板5回落过程中,实时计算每个顶升千斤顶3的受力值F△n,当顶升千斤顶3回落至轨道板5下表面接触到修复后的轨道板槽7上表面时,顶升千斤顶3会因此导致受力值F△n突然减小,取步骤四中的受力临界阈值F临界,当某一个顶升千斤顶3受力降至受力临界阈值后,判定对应顶升千斤顶3完成回落工作,停止该千斤顶的回落动作。
[0136] 步骤十八:判断是否所有千斤顶都已停止回落。
[0137] 如果是,完成目标轨道板5的一键回落工作。
[0138] 如果否,跳转到步骤十五,继续回落过程。
[0139] 步骤十九:至此,轨道板5四个角都已接触轨道板槽7,完成轨道板5的智能协同回落,之后设置所有顶升千斤顶3以最大速度回落,直至所有顶升千斤顶3伸长量归零,完成千斤顶复位。
[0140] 由此可见,本发明具有如下优点:
[0141] 1、体积小、效率高、智能协同、操作简单等优点,可以利用少量的人工在天窗时间内高效、高精度地完成轨道板顶升工作。
[0142] 2、具有吊车、起重机设备顶升轨道板的同步性、智能性、精准性和人工液压千斤顶顶升的轻便性、通用性等优点,可以适应目前轨道板铺设地形环境下的施工。设备配备智能测控系统,一键启动、自动停止,利用更少的人力投入,精准、便捷的完成轨道板顶升操作。
[0143] 显而易见的是,以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例,但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子,本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
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