為海太長(zhǎng)江隧道管片特殊構(gòu)件拼裝量身定制

中國(guó)鐵建重工集團(tuán)10日對(duì)外透露，全球首臺(tái)管片構(gòu)件智能拼裝機(jī)器人近日順利通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。該機(jī)器人搭載在中國(guó)自主研制最大直徑16.64米的盾構(gòu)機(jī)“江海號(hào)”拼裝機(jī)前端，用于目前世界最長(zhǎng)公路水下盾構(gòu)隧道——海太長(zhǎng)江隧道管片特殊構(gòu)件拼裝。

據(jù)了解，海太長(zhǎng)江隧道的管片外徑達(dá)16米，厚度0.7米，環(huán)寬2米。其相鄰管片的接觸面采用特殊構(gòu)件設(shè)計(jì)方案，用以提升管片環(huán)向剛度，減小收斂變形，增強(qiáng)外界環(huán)境變化抵御能力，對(duì)在軟土地層、長(zhǎng)江大堤及江中深槽段等富水地層中的超大型管片支護(hù)具有重要意義。

每環(huán)管片上設(shè)置了10處特殊連接構(gòu)件組，這些構(gòu)件組的最小單元由尼龍材質(zhì)制成，長(zhǎng)度為1.55米，截面積約為4.35平方厘米。單邊安裝間隙僅為1至2毫米，傳統(tǒng)的管片拼裝設(shè)備無(wú)法滿足這種柔性連接構(gòu)件的拼裝需求。因此，研制一款新型拼裝設(shè)備來(lái)完成這種超小截面、超小安裝間隙、超長(zhǎng)柔性連接構(gòu)件的安裝顯得尤為重要。

同時(shí)，受盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部空間布置影響，管片連接構(gòu)件的拼裝需在單邊間隙僅90毫米的縫隙中完成，且人員無(wú)法直接觀察構(gòu)件拼裝時(shí)的狀態(tài)，完成該特殊連接構(gòu)件安裝相當(dāng)于在黑暗環(huán)境中快速穿針引線，對(duì)新型拼裝設(shè)備的控制精度、靈活性及穩(wěn)定性要求極高。

該機(jī)器人由鐵建重工聯(lián)合中鐵十四局集團(tuán)共同研制。針對(duì)以上功能要求，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)柔性管片構(gòu)件拼裝機(jī)器人及自動(dòng)拼裝系統(tǒng)。系統(tǒng)基于機(jī)器視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)管片構(gòu)件自動(dòng)運(yùn)輸、位姿自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)拼裝全流程智能化作業(yè)，這種創(chuàng)新性設(shè)計(jì)極大縮短構(gòu)件拼裝時(shí)間，提高構(gòu)件拼裝精度和效率，實(shí)現(xiàn)了有限空間下的管片構(gòu)件拼裝要求。

記者彭軍君 通訊員戈德旺