一种多凿岩台车的共享联机方法及系统与流程

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种多凿岩台车的共享联机方法及系统。

背景技术：

凿岩台车是一种隧道及地下工程采用钻爆法施工的凿岩设备，其主要的工作任务是在隧道的工作面上进行钻孔，进而使得隧道掘进工作能够逐步向前推进。

随着一些大型、超大型的隧道施工工程出现，这样的工程往往需要两台或多台设备同时开工才能在预定时间内完成任务。

在现有技术中，为了保证多台凿岩台车钻孔作业的协同性，需要施工人员现场收集每一台设备的工况信息，再进行汇总，最后根据总的任务对每台设备的运作情况进行调度和调控，只有这样才能确保不出现重复、遗漏或冲突的现象，使得整个钻孔工作极其费时、费劲，严重制约了隧道施工的效率。

有鉴于此，急需一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种多凿岩台车共享联机方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种多凿岩台车的共享联机方法，包括：

建立多台凿岩台车之间的通信连接，形成共享网；

将钻孔大纲上传至共享网，并共享给全部凿岩台车；

对凿岩台车进行定位，并将定位数据上传至共享网进行共享；

各凿岩台车按照钻孔大纲进行钻孔作业，并将各自的工况数据上传至共享网进行共享。

作为进一步的改进，所述钻孔大纲包括一个工作面上全部孔的数量及编号，以及每个孔的位置、深度、角度及孔径。

作为进一步的改进，所述工况数据包括孔的编号及钻孔状态。

作为进一步的改进，所述钻孔状态包括已完成、钻孔中和未开始。

作为进一步的改进，所述多台凿岩台车之间的相对位置关系是预设的，所述对凿岩台车进行定位的步骤包括：

选取其中一台凿岩台车为基准设备，其它凿岩台车为从机设备；

对基准设备进行定位，并将定位数据共享给其它从机设备。

作为进一步的改进，在建立多台凿岩台车之间的通信连接之前，还包括选取需要联机的凿岩台车；

其中，每台凿岩台车均包括单机模式及联机模式两种工作模式，将凿岩台车的工作模式设定为联机模式即可将其连接到共享网中。

作为进一步的改进，还包括通过远程的方式对所述凿岩台车进行控制。

本发明的目的之二在于提供一种多凿岩台车的共享联机系统，包括多台凿岩台车；

每一台凿岩台车均设有数据通信端口、定位模块、数据采集模块及控制模块；

所述数据通信端口用于与其它凿岩台车建立通信连接及数据共享，所述定位模块用于给凿岩台车进行定位，所述数据采集模块用于采集凿岩台车的工况信息；所述控制模块用于对凿岩台车进行操控、对数据进行处理及实现人机交互功能。

作为进一步的改进，所述控制模块包括人机界面、操作台及主控制器；

所述人机界面用于显示和查询凿岩台车的工作状态、设定凿岩台车的作业参数、设定调整凿岩台车的操作模式，以及导入施工所需的工艺文件或施工参数；

所述操作台包括手柄及多个功能按钮，所述操作台用于对凿岩台车进行功能控制，所述功能控制包括对凿岩台车臂架动作、凿岩台车钻孔动作及底盘车架动作进行控制；

所述主控制器用于对凿岩台车的定位模块、数据采集模块、操作台、人机界面所产生的数据进行处理和存储，并与其它凿岩台车进行数据交换。

作为进一步的改进，还包括远程电脑，所述远程电脑与多台所述凿岩台车当中的一台或多台通信连接。

相比于现有技术，本发明带来如下有益效果：

本发明通过在多台凿岩台车之间建立通信连接，形成共享网，可实现将钻孔大纲在多台凿岩台车之间的共享，确保作业标准的统一性；每台凿岩台车的定位信息均上传至共享网，便于按照就近原则作出最佳的作业任务安排；同时，每台凿岩台车在工作时，能够实时地将工况信息上传至共享网，从而使得钻孔大纲的内容得到及时更新，避免出现重复作业、漏作业等现象，本发明能够极大地提高多台凿岩台车协同作业的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一种多凿岩台车的共享联机方法的一个实施例的流程示意图；

图2示出了本发明一种多凿岩台车的共享联机方法的另一个实施例的流程示意图；

图3示出了本发明一种多凿岩台车的共享联机方法的再一个实施例的流程示意图；

图4示出了本发明一种多凿岩台车的共享联机方法的又一个实施例的流程示意图；

图5示出了本发明一种多凿岩台车的共享联机系统的组成模块示意图。

主要元件符号说明：

20-数据通信端口；30-定位模块；40-数据采集模块；50-控制模块；51-人机界面；52-操作台；53-主控制器；60-远程电脑。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多台该特征。在本发明的描述中，“多台”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本发明的一个实施例提供一种多凿岩台车的共享联机方法，应用于对多台凿岩台车协同钻孔作业的场景中。本实施例的工作环境是隧道内的一个工作面，工作任务是在该工作面上钻一定数量的孔，工作设备就是所述多台凿岩台车。

请参阅图1，所述多凿岩台车的共享联机方法包括如下步骤：

步骤101、建立多台凿岩台车之间的通信连接，形成共享网；

步骤102、将钻孔大纲上传至共享网，并共享给全部凿岩台车；

步骤103、对凿岩台车进行定位，并将定位数据上传至共享网进行共享；

步骤104、各凿岩台车按照钻孔大纲进行钻孔作业，并将各自的工况数据上传至共享网进行共享。

其中，步骤101用于实现各个凿岩台车之间的数据共享及指令传递。各个凿岩台车在开始钻孔之前可以通过线缆连接，以便通过有线的方式建立多个凿岩台车之间的通信连接；或者，也可以在每个凿岩台车上分别设置无线通信模块，以便通过无线的方式建立多个凿岩台车之间的通信连接，例如设置can/wifi、蓝牙等。其中，无线通信连接方式由于没有线缆的阻碍，因此凿岩台车能够在隧道内灵活移动，也不会出现连接线缆受损而造成通信中断的现象。

步骤102中的钻孔大纲记录了一次作业的总任务，钻孔大纲包括一个工作面上全部孔的数量及编号，以及每个孔的位置、深度、角度及孔径。将钻孔大纲通过共享网进行分发，则多个凿岩台车采用的是统一的作业标准，可避免混乱。

步骤103用于实现每个凿岩台车的定位，即每个凿岩台车相对于工作面的位置关系需要在钻孔之前搞清楚。将每台凿岩台车的定位数据上传至共享网，便于按照就近原则对总的钻孔任务进行分配，每个凿岩台车都对应分配一片作业区域。

步骤104由各个凿岩台车上的控制器分别控制执行。每个凿岩台车的工况数据包括孔的编号及对应孔的钻孔状态，所述的钻孔状态包括已完成、钻孔中和未开始。

凿岩台车每完成一个孔的钻孔任务，对应孔的编号及钻孔状态就会在所述钻孔大纲上进行数据更新；工作一段时间之后，哪些孔已经完成、哪些孔还未开始及哪些孔正在作业，能在钻孔大纲上一目了然。从而可避免出现重复作业、漏作业等现象，极大地提高多台凿岩台车协同作业的效率。

需要说明的是，本实施例中步骤102和步骤103没有前后顺序的限定，可以先进行定位在上传钻孔大纲，也可以先上传钻孔大纲再进行定位。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示的流程示意图，在步骤101之前还包括步骤1011：选取需要联机的凿岩台车。

每台凿岩台车均包括单机模式及联机模式两种工作模式，在步骤101之前，将需要联机的凿岩台车的工作模式设定为联机模式即可将其连接到共享网中。

因此，联机的凿岩台车的数目可进行灵活设置。一般的，当隧道工作面的面积较大、钻孔数量较多时，可选取数量较多的凿岩台车进行联机同时作业；当工作面的面积小、钻孔数量较少时，可选取数量较少的凿岩台车进行联机同时作业。而在施工现场的凿岩台车数量有限的情况下，也可将全部凿岩台车都进行联机共同作业。

在一个优选的方案中，如图3所示的流程示意图，所述步骤103进一步包括：

步骤1031、选取其中一台凿岩台车为基准设备，其它凿岩台车为从机设备；

步骤1032、对基准设备进行定位，并将定位数据共享给其它从机设备。

其中，步骤1031的凿岩台车可以是全部联机的凿岩台车中的任一台，当然，为了便于观察及交流，一般选取中间位置的凿岩台车作为基准设备，两边位置的凿岩台车作为从机设备。

在本实施例中，全部联机的凿岩台车之间的相对位置关系是预设的，这个条件可以借助凿岩台车内部的定位模块轻易获得。

由于全部联机的凿岩台车之间的相对位置关系是已知的，因此在完成步骤1032后，便可知晓每一台凿岩台车相对隧道工作面的位置，从而完成全部凿岩台车相对于隧道工作面的定位。

本实施例选取全部联机的凿岩台车中的一台作为基准设备，因此，在对全部凿岩台车进行定位时，只需对基准设备进行一次相对隧道工作面的定位，便可计算出全部的凿岩台车相对隧道工作面的相对位置，可避免现有技术中同一工作面多台设备需要进行多次参考定位、无法保证定位的一致性的现象。

需要说明的是，如果步骤102在步骤1032之后，只需将钻孔大纲上传至所述基准设备上即可，藉由共享网便可将钻孔大纲共享给每一台凿岩台车。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，所述多凿岩台车的共享联机方法还包括通过远程的方式对所述凿岩台车进行控制。

其中，进行远程控制的凿岩台车可以是全部凿岩台车中的一台或多台。远程控制端通过有线或无线的方式与凿岩台车进行连接，实现数据传输及指令传递。该设置便于技术人员从远离施工现场的后台对凿岩台车进行远程操作。

实施例二

请参阅图5，本发明还提供了一种多凿岩台车的共享联机系统，其包括多台凿岩台车，其中，每一台凿岩台车均设有数据通信端口20、定位模块30、数据采集模块40及控制模块50。

所述数据通信端口20用于与其它凿岩台车建立通信连接及数据共享，所述定位模块30用于给凿岩台车进行定位，所述数据采集模块40用于采集凿岩台车的工况信息；所述控制模块50用于对凿岩台车进行操控、对数据进行处理及实现人机交互功能。

所述定位模块30包括测距仪、全站仪等定位设备，实现凿岩台车相对于隧道工作面的定位，在所述控制模块50中处理后保存，并通过数据通信端口20与其它凿岩台车进行数据共享。

所述数据采集模块40包括压力传感器、距离传感器、角度传感器等传感器，用于对凿岩台车的工作数据进行采集，在所述控制模块50内实现凿岩台车工作实施工作数据的存储及作业效果的判断，对这些数据进行处理后保存并通过数据通讯端口与其它凿岩台车进行数据共享。

所述控制模块50包括人机界面51、操作台52及主控制器53。

所述人机界面51用于显示和查询凿岩台车的工作状态、设定凿岩台车的作业参数、设定调整凿岩台车的操作模式，以及导入施工所需的工艺文件或施工参数。所述钻孔大纲即是通过该人机界面51输入到凿岩台车上的。

所述操作台52包括手柄及多个功能按钮，所述操作台52用于对凿岩台车进行功能控制，所述功能控制包括对凿岩台车臂架动作、凿岩台车钻孔动作及底盘车架动作进行控制。

所述主控制器53用于对凿岩台车的定位模块30、数据采集模块40、操作台52、人机界面51所产生的数据进行处理和存储，并与其它凿岩台车进行数据交换。

本实施例的共享联机系统的具体工作原理如下：

1、选取需要联机的多台凿岩台车，示范性的，选取三台凿岩台车进行联机。

该步骤可在人机界面51上完成：人机界面51上设有工作模式选择按键，将凿岩台车的工作模式选择为联机模式即可对该凿岩台车进行联机。

2、选取中间的凿岩台车为基准设备，另外两台为从机设备，三台凿岩台车形成通信连接的共享网。

对基准设备进行定位，即，通过所述基准设备的测距仪、全站仪等定位设备对其进行定位，确定基准设备相对于隧道工作面的位置，并将该定位数据在所述控制模块50中处理后保存，最后通过数据通信端口20与其它凿岩台车进行数据共享。

另外两台凿岩台车通过与基准设备之间的定位可计算出各自相对于隧道工作面的位置，从而完成全部三台凿岩台车的定位。

3、在基准设备的人机界面51上输入钻孔大纲，并共享给另外两台凿岩台车。

三台凿岩台车根据钻孔大纲对隧道工作面进行分别钻孔作业，每个凿岩台车实时将各自的工况信息上传至共享网，并对钻孔大纲的内容进行实时更新。直至完成隧道工作面上的全部孔的钻孔作业任务。

作为进一步的改进，如图4所示，所述多凿岩台车的共享联机系统还包括远程电脑60，所述远程电脑60与多台所述凿岩台车当中的一台或多台通信连接。

所述远程电脑60远离隧道施工现场，可以设置在现场工作站或远程办公室。该远程电脑60可以通过有线或无线的方式与联机的凿岩台车建立通信连接，便于技术人员从远离隧道施工现场的场所对凿岩台车进行操控。

综上所述，本发明通过在多台凿岩台车之间建立通信连接，形成共享网，可实现钻孔大纲在多台凿岩台车之间的共享，确保作业标准的统一性；每台凿岩台车的定位信息均上传至共享网，便于按照就近原则作出最佳的作业任务安排；同时，每台凿岩台车在工作时，能够实时地将各自的工况信息上传至共享网，从而使得钻孔大纲的内容得到及时更新，避免出现重复作业、漏作业等现象，本发明能够极大地提高多台凿岩台车协同作业的效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多台实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。