一种隧道施工安全防护系统及控制方法与流程

1.本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种隧道施工安全防护系统及控制方法。

背景技术：

2.隧道施工已经成为当代交通工程领域不可或缺的施工形态，现有技术中很多施工工程都是人工搭建施工平台，但是，由于人工搭建施工平台会导致跟随施工进度的改变出现频繁搭建和拆卸的过程，使用效率难以提高，为了提高施工的便捷性，各类功能性简易台车大量使用，例如隧道防水板台车、隧道开挖台车以及大型拱涵施工台车等等。目前简易台车的安全问题始终存在，由于隧道施工过程中会出现高低位置不同，地面平整性不同等复杂施工环境，会出现台车倾倒或滑动，以及由于施工人员的位置改变导致台车的倾斜受力发生改变等，极大的危及到施工人员的人生安全。如果更根据检测数据实时有效的提高隧道施工的安全防护是一个隧道施工的难题。

技术实现要素：

3.本发明公开了一种隧道施工安全防护系统，包括：横梁、立柱、滚轮、安全设备、检测装置和控制装置；所述安全设备包括侧推液压装置和安全支撑杆；所述安全支撑杆包括倾斜调节端、地面支撑端、支撑距离控制面和联动机构；所述联动机构用于控制所述支撑距离控制面与所述倾斜调节端的互斥卡锁；所述立柱包括第一立柱和第二立柱；所述检测装置包括第一角度传感器、第一高度传感器、第二高度传感器和距离检测传感器，所述第一角度传感器设置在所述横梁下底面，用于检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平；所述第一高度传感器设置在所述第一立柱侧边，所述第二高度传感器设置在所述第二立柱侧边，所述第一高度传感器用于检测所述第一立柱与水平面的第一距离，所述第二高度传感器用于检测所述第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态。
4.所述的隧道施工安全防护系统，所述立柱设置在所述横梁下侧，所述横梁中设置有第一液压装置，通过所述第一液压装置能够控制所述立柱之前的间隔距离，并控制所述横梁的伸缩；所述立柱中均设置有液压升降机，所述立柱中液压升降机能够控制立柱的升降以带动所述横梁升高或降低；所述侧推液压装置能够推动所述安全支撑杆的打开支撑距
离；所述安全支撑杆的所述倾斜调节端连接所述立柱的外表面上，所述地面支撑端连接地面支撑部件，所述支撑距离控制面用于与所述侧推液压装置连接。
5.所述的隧道施工安全防护系统，所述互斥卡锁包括所述支撑距离控制面锁定后，则所述倾斜调节端可以调节；或者所述支撑距离控制面未锁定状态时，则所述倾斜调节端处于锁定状态。
6.所述的隧道施工安全防护系统，所述滚轮包括第一滚轮和第二滚轮；所述第一立柱的下端连接第一滚轮，上端连接所述横梁的第一端，所述第二立柱的下端连接第二滚轮，上端连接所述横梁的第二端，所述第一立柱的内部设置第一液压升降机，所述第二立柱的内部设置第二液压升降机，所述第一液压升降机和所述第二液压升降机通过所述控制装置独立控制升降。
7.所述的隧道施工安全防护系统，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具体包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零。
8.所述的隧道施工安全防护系统，所述距离检测传感器包括发送端和接收端，所述发送端设置在所述第一高度传感器中，所述接收端设置在所述第二高度传感器中，所述发送端发送红外信号，所述接收端接收所述发送端发送的红外信号后将感测的红外距离信息发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值，如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变。
9.所述的隧道施工安全防护系统，还包括转向装置，所述转向装置设置在所述滚轮上方，用于控制所述滚轮改变滚动的方向。
10.如上述任意一项所述的隧道施工安全防护系统的控制方法，包括如下步骤：s1）、滚轮转动移动到隧道施工现场；s2）、确定安全防护装置打开的位置；第一高度传感器检测所述第一立柱与水平面的第一距离，第二高度传感器检测第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒
的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态；s3）、控制横梁维持在水平状态；通过第一角度传感器检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平；s4）、进行动态实时调节安全防护装置；通过所述距离检测传感器检测第一高度传感器和所述第二高度传感器的红外距离信息，并发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置；当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值；如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变；s5）、重新匹配调节所述横梁的水平状态；检测所述步骤s4）中的所述第三倾斜角度是否发生改变，如果发生改变，则执行步骤s3）中控制横梁维持在水平状态的控制过程，如果未发生改变，则结束。
11.所述的控制方法，所述步骤s3）中所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具备包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零。
12.本发明提出隧道施工安全防护系统及控制方法，通过所述检测装置检测数据，并通过控制装置控制所述系统实现安全施工，克服了现有技术中未根据实时工作状态进行安全防护匹配的技术问题；通过设置多个自动控制的放置倾斜的支撑工具以及检测装置，能够根据隧道施工环境及时调整隧道施工设备，提高施工安全，通过滚轮能够控制施工匹配施工进度实时调整施工位置，提高了隧道施工效率。作为本发明的一个主要改进点，在于设置了所述联动机构用于控制所述支撑距离控制面与所述倾斜调节端的互斥卡锁，能够实现支撑距离控制面控制安全支撑杆的粗调和倾斜调节端的微调向结合，更加实时迅速的匹配隧道施工设备的安全防护；作为本发明的另一改进之处是，通过多个检测装置进行数据检测和配合，实现多个角度的安全防护，如第一角度传感器能够实现横梁的检测并根据检测
结果通过控制装置控制第一立柱和第二立柱中的液压装置调整高度，以实现保持横梁始终处于水平状态，方便施工人员的处于水平状态下进行施工，保持施工人员的安全施工；通过第一高度传感器、第二高度传感器能够控制所述整个施工装置整体上虽然处于非水平状态下，如倾斜状态下能够收到支撑杆的支撑，避免倾倒，通过所述距离检测传感器能够获取整个施工装置的轻微的受力改变，提供微调支撑杆的支撑角度。本发明能够时刻保持隧道施工设备匹配隧道的高度以及倾斜角度，对于施工的效率大大提高，施工人员的安全也大大提高。
附图说明
13.图1为本发明一种隧道施工安全防护系统的示意图。
14.图2为本发明一种隧道施工安全防护系统的控制方法示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
16.如图1所示，为本发明的一种隧道施工安全防护系统的示意图，包括：横梁1、立柱2、立柱液压升降机3、立柱侧面微调齿轮4、倾斜调节端5、安全支撑杆6、支撑距离控制面7、推液压装置8、滚轮9、转向装置10、第二距离传感器11、第一液压装置12、第一角度传感器13、控制装置14、第一距离传感器15、地面支撑端16、地面支撑结构17。
17.所述第一液压装置12根据施工的隧道对应位置的宽度，能够适应性的进行调整横梁的宽度。
18.所述立柱设置在所述横梁下侧，所述横梁中设置有第一液压装置，通过所述第一液压装置能够控制所述立柱之前的间隔距离，并控制所述横梁的伸缩；所述立柱中均设置有液压升降机，所述立柱中液压升降机能够控制立柱的升降以带动所述横梁升高或降低；所述安全设备包括侧推液压装置和安全支撑杆，所述侧推液压装置能够推动所述安全支撑杆的打开支撑距离；所述安全支撑杆包括倾斜调节端、地面支撑端、支撑距离控制面和联动机构；所述安全支撑杆的所述倾斜调节端连接所述立柱的外表面上，所述地面支撑端连接地面支撑部件，所述支撑距离控制面用于与所述侧推液压装置连接，所述联动机构用于控制所述支撑距离控制面与所述倾斜调节端的互斥卡锁；所述检测装置包括第一角度传感器、第一高度传感器、第二高度传感器和距离检测传感器，所述第一角度传感器设置在所述横梁下底面，用于检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平。
19.所述的隧道施工安全防护系统，所述互斥卡锁包括所述支撑距离控制面锁定后，则所述倾斜调节端可以调节；或者所述支撑距离控制面未锁定状态时，则所述倾斜调节端处于锁定状态。
20.所述的隧道施工安全防护系统，所述立柱包括第一立柱和第二立柱，所述滚轮包括第一滚轮和第二滚轮；所述第一立柱的下端连接第一滚轮，上端连接所述横梁的第一端，
所述第二立柱的下端连接第二滚轮，上端连接所述横梁的第二端，所述第一立柱的内部设置第一液压升降机，所述第二立柱的内部设置第二液压升降机，所述第一液压升降机和所述第二液压升降机通过所述控制装置独立控制升降。
21.所述的隧道施工安全防护系统，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具体包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零。
22.所述的隧道施工安全防护系统，所述第一高度传感器设置在所述第一立柱侧边，所述第二高度传感器设置在所述第二立柱侧边，所述第一高度传感器用于检测所述第一立柱与水平面的第一距离，所述第二高度传感器用于检测所述第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态。
23.所述的隧道施工安全防护系统，所述距离检测传感器包括发送端和接收端，所述发送端设置在所述第一高度传感器中，所述接收端设置在所述第二高度传感器中，所述发送端发送红外信号，所述接收端接收所述发送端发送的红外信号后将感测的红外距离信息发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值，如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变。
24.所述的隧道施工安全防护系统，还包括转向装置，所述转向装置设置在所述滚轮上方，用于控制所述滚轮改变滚动的方向。
25.如图2所示，为本发明隧道施工安全防护系统的控制方法的示意图，包括如下步骤：s1）、滚轮转动移动到隧道施工现场；
s2）、确定安全防护装置打开的位置；第一高度传感器检测所述第一立柱与水平面的第一距离，第二高度传感器检测第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态；s3）、控制横梁维持在水平状态；通过第一角度传感器检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平；s4）、进行动态实时调节安全防护装置；通过所述距离检测传感器检测第一高度传感器和所述第二高度传感器的红外距离信息，并发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置；当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值；如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变；s5）、重新匹配调节所述横梁的水平状态；检测所述步骤s4）中的所述第三倾斜角度是否发生改变，如果发生改变，则执行步骤s3）中控制横梁维持在水平状态的控制过程，如果未发生改变，则结束。
26.所述的控制方法，所述步骤s3）中所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具备包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零。
27.本发明提出隧道施工安全防护系统及控制方法，通过所述检测装置检测数据，并通过控制装置控制所述系统实现安全施工，克服了现有技术中未根据实时工作状态进行安全防护匹配的技术问题；通过设置多个自动控制的放置倾斜的支撑工具以及检测装置，能够根据隧道施工环境及时调整隧道施工设备，提高施工安全，通过滚轮能够控制施工匹配施工进度实时调整施工位置，提高了隧道施工效率。作为本发明的一个主要改进点，在于设
置了所述联动机构用于控制所述支撑距离控制面与所述倾斜调节端的互斥卡锁，能够实现支撑距离控制面控制安全支撑杆的粗调和倾斜调节端的微调向结合，更加实时迅速的匹配隧道施工设备的安全防护；作为本发明的另一改进之处是，通过多个检测装置进行数据检测和配合，实现多个角度的安全防护，如第一角度传感器能够实现横梁的检测并根据检测结果通过控制装置控制第一立柱和第二立柱中的液压装置调整高度，以实现保持横梁始终处于水平状态，方便施工人员的处于水平状态下进行施工，保持施工人员的安全施工；通过第一高度传感器、第二高度传感器能够控制所述整个施工装置整体上虽然处于非水平状态下，如倾斜状态下能够收到支撑杆的支撑，避免倾倒，通过所述距离检测传感器能够获取整个施工装置的轻微的受力改变，提供微调支撑杆的支撑角度。本发明能够时刻保持隧道施工设备匹配隧道的高度以及倾斜角度，对于施工的效率大大提高，施工人员的安全也大大提高。

技术特征：

1.一种隧道施工安全防护系统，其特征在于，包括：横梁、立柱、滚轮、安全设备、检测装置和控制装置；所述安全设备包括侧推液压装置和安全支撑杆；所述安全支撑杆包括倾斜调节端、地面支撑端、支撑距离控制面和联动机构；所述联动机构用于控制所述支撑距离控制面与所述倾斜调节端的互斥卡锁；所述立柱包括第一立柱和第二立柱；所述检测装置包括第一角度传感器、第一高度传感器、第二高度传感器和距离检测传感器，所述第一角度传感器设置在所述横梁下底面，用于检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平；所述第一高度传感器设置在所述第一立柱侧边，所述第二高度传感器设置在所述第二立柱侧边，所述第一高度传感器用于检测所述第一立柱与水平面的第一距离，所述第二高度传感器用于检测所述第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态。2.如权利要求1所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，所述立柱设置在所述横梁下侧，所述横梁中设置有第一液压装置，通过所述第一液压装置能够控制所述立柱之前的间隔距离，并控制所述横梁的伸缩；所述立柱中均设置有液压升降机，所述立柱中液压升降机能够控制立柱的升降以带动所述横梁升高或降低；所述侧推液压装置能够推动所述安全支撑杆的打开支撑距离；所述安全支撑杆的所述倾斜调节端连接所述立柱的外表面上，所述地面支撑端连接地面支撑部件，所述支撑距离控制面用于与所述侧推液压装置连接。3.如权利要求2所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，所述互斥卡锁包括所述支撑距离控制面锁定后，则所述倾斜调节端可以调节；或者所述支撑距离控制面未锁定状态时，则所述倾斜调节端处于锁定状态。4.如权利要求3所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，所述滚轮包括第一滚轮和第二滚轮；所述第一立柱的下端连接第一滚轮，上端连接所述横梁的第一端，所述第二立柱的下端连接第二滚轮，上端连接所述横梁的第二端，所述第一立柱的内部设置第一液压升降机，所述第二立柱的内部设置第二液压升降机，所述第一液压升降机和所述第二液压升降机通过所述控制装置独立控制升降。5.如权利要求4所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具体包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的
高度，直至所述第一倾斜角度为零。6.如权利要求5所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，所述距离检测传感器包括发送端和接收端，所述发送端设置在所述第一高度传感器中，所述接收端设置在所述第二高度传感器中，所述发送端发送红外信号，所述接收端接收所述发送端发送的红外信号后将感测的红外距离信息发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值，如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变。7.如权利要求1所述的隧道施工安全防护系统，其特征在于，还包括转向装置，所述转向装置设置在所述滚轮上方，用于控制所述滚轮改变滚动的方向。8.如权利要求1-7任意一项所述的隧道施工安全防护系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1）、滚轮转动移动到隧道施工现场；s2）、确定安全防护装置打开的位置；第一高度传感器检测所述第一立柱与水平面的第一距离，第二高度传感器检测第二立柱与水平面的第二距离，求取所述第一距离和所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值传送给所述控制装置，所述控制装置根据所述距离差值计算出所述安全防护系统的第二倾斜角度，并根据所述第二倾斜角度计算出倾倒的受力情况，通过所述受力情况控制所述互斥卡锁的第一卡锁解除锁定，所述侧推液压装置向外推动所述安全支撑杆，以使得所述地面支撑端达到对应的位置，然后将所述第一卡锁锁定，则此时第二卡锁解除锁定，所述控制装置控制所述倾斜调节端沿着所述立柱的外表面上下移动到相应的位置，并保持所述第二卡锁处于解除锁定的状态；s3）、控制横梁维持在水平状态；通过第一角度传感器检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平；s4）、进行动态实时调节安全防护装置；通过所述距离检测传感器检测第一高度传感器和所述第二高度传感器的红外距离信息，并发送到所述控制装置，所述控制装置根据所述红外距离信息计算出第三倾斜角度，将所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度进行比较求差，当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度相等时，则保持当前的所述倾斜调节端的第一位置；当所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度不相等时，则求取所述第三倾斜角度与所述第二倾斜角度的误差值，判断所述误差值是否大于预设误差阈值；如果是，则发出预警信息，所述控制装置接收到所述预警信息后，锁定所述第二卡锁并解除所述第一卡锁，重新调整侧推液压装置，以使得所述安全支撑杆重新调整打开距离，然后锁定所述第一卡锁并解除所述第二卡锁；如果否，根据所述误差值微调所述倾斜调节端到第二位置，通过由第一
位置调整到第二位置，能够实时匹配所述第三倾斜角度的实时改变；s5）、重新匹配调节所述横梁的水平状态；检测所述步骤s4）中的所述第三倾斜角度是否发生改变，如果发生改变，则执行步骤s3）中控制横梁维持在水平状态的控制过程，如果未发生改变，则结束。9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤s3）中所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出所述第一立柱和所述第二立柱需要调整的高度，并控制所述第一立柱和所述第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平具备包括：当所述第一倾斜角度为大于零时，则所述第一立柱高于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱降低的高度或者所述第二立柱升高的高度，或者降低所述第一立柱的高度并升高第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零；当所述第一倾斜角度为小于零时，则所述第一立柱低于所述第二立柱，根据所述第一倾斜角度通过三角函数计算出所述第一立柱升低的高度或者所述第二立柱降低的高度，或者升高所述第一立柱的高度并降低第二立柱的高度，直至所述第一倾斜角度为零。

技术总结

本发明涉及一种隧道施工安全防护系统及控制方法，包括：横梁、立柱、滚轮、安全设备、检测装置和控制装置；所述安全设备包括侧推液压装置和安全支撑杆，所述检测装置包括第一角度传感器、第一高度传感器、第二高度传感器和距离检测传感器，所述第一角度传感器设置在所述横梁下底面，用于检测所述横梁第一倾斜角度，并将所述第一倾斜角度传输给所述控制装置，所述控制装置接收所述第一倾斜角度后计算出第一立柱和第二立柱需要调整的高度，并控制第一立柱和第二立柱调整高度以使得所述横梁保持水平。本发明通过所述检测装置检测多项数据进行综合对比，并通过控制装置控制所述系统实现安全施工。安全施工。安全施工。