12月10日,全球首台管片构件智能拼装机器人顺利完成试验验证。这款机器人将被安装在中国自主研制的最大直径达16.64米的盾构机“江海号”的拼装机前端,专门用于目前世界上最长的公路水下盾构隧道——海太长江隧道的管片特殊构件拼装工作。
中铁十四局集团海太长江隧道盾构经理孟德峰介绍,海太长江隧道的管片外径达16米,厚度为0.7米,环宽为2米。其相邻管片的接触面采用了特殊构件设计方案,旨在提升管片的环向刚度,减小收敛变形,并增强对外界环境变化的抵御能力。“这一设计对于在软土地层、长江大堤及江中深槽段等富水地层中的超大型管片支护具有重要意义。”孟德峰说。
每环管片上设置了10处特殊连接构件组,这些构件组的最小单元由聚酰胺材质制成,长度为1.55米,截面积约为4.35平方厘米。孟德峰说:“单边安装间隙仅为1至2毫米,传统的管片拼装设备无法满足这种柔性连接构件的拼装需求。因此,研制一款新型拼装设备来完成这种超小截面、超小安装间隙、超长柔性连接构件的安装显得尤为重要。”
同时,受盾构机内部空间布局的限制,管片连接构件的拼装工作需要在单边间隙仅为90毫米的缝隙中进行,且人员无法直接观察构件拼装时的状态。这使得特殊连接构件的安装过程犹如在黑暗环境中进行快速而精确的穿针引线工作,对新型拼装设备的控制精度、灵活性及稳定性提出了极高要求。
据悉,这款拼装机器人是由铁建重工联合中铁十四局集团共同研制的。研发设计团队自主研发了柔性管片构件拼装机器人及自动拼装系统。“该系统融合了机器视觉、运动控制等先进技术,能够实现管片构件的自动运输、位姿自动识别以及自动拼装的全流程智能化作业。”孟德峰说。这一创新性设计不仅极大地缩短了构件的拼装时间,还提高了拼装的精度和效率,满足了有限空间下的管片构件拼装要求。
这款机器人预计本月底运达海太长江隧道项目现场,组装完毕后于明年2月初吊装下井。