盾构机自动姿态修正系统及修正方法技术方案

本发明专利技术提供了一种盾构机自动姿态修正系统及修正方法；其中盾构机自动姿态修正方法包括以下步骤：提供盾构机的推进系统，推进系统包括推进油缸和用于控制推进油缸伸缩的第一比例阀；提供安装于推进油缸内的第一行程传感器；提供联接于第一行程传感和第一比例阀的中央控制器，推进油缸伸缩以推进盾构机，利用第一行程传感器获取推进油缸的行程，并反馈给中央控制器；中央控制器将获取的推进油缸的行程与盾构机的预定轨迹进行比较，利用PID算法计算出推进油缸的行程修正偏差；中央控制器根据推进油缸的行程修正偏差控制第一比例阀做出调整，调节推进油缸的伸缩。利于盾构机自动姿态修正方法可实时对盾构机的姿态进行修正，修正精度高且修正周期短。

【技术实现步骤摘要】
盾构机自动姿态修正系统及修正方法
本专利技术涉及盾构施工领域，尤其涉及一种盾构机自动姿态修正系统及修正方法。
技术介绍
盾构机姿态的控制是盾构隧道施工过程中的一个十分重要的环节，在推进过程中能否保持良好的盾构姿态是管片拼装顺利进行和提高成环隧道质量的关键。就目前的盾构施工而言，盾构姿态的修正大多通过对推进系统或/和铰接系统进行调节，完成对盾构姿态的修正，但是由于在对推进系统或/和铰接系统进行调节过程中，没有动态的控制目标，所以无法精确控制推进系统或铰接系统的油缸伸缩(行程和速度)，姿态的修正精度较差，并且由于推进系统或/和铰接系统没有同步控制，多个推进油缸或/和铰接油缸的行程及速度很难在一个大的系统上精准的体现出姿态的调整。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供了一种盾构机自动姿态修正系统及修正方法；可以实时对推进油缸的伸缩进行调节，盾构机姿态修正的精度较高。为实现上述目的，本专利技术公开了一种盾构机自动姿态修正方法，包括以下步骤：提供盾构机的推进系统，所述推进系统包括推进油缸和用于控制所述推进油缸伸缩的第一比例阀；提供第一行程传感器，将所述第一行程传感器安装于所述推进油缸内，用于获取所述推进油缸的行程；提供中央控制器，将所述中央控制器联接于所述第一行程传感器，将所述中央控制器联接于所述第一比例阀；推进油缸伸缩以推进所述盾构机，利用第一行程传感器获取所述推进油缸的行程，并将所述推进油缸的行程反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的推进油缸的行程与盾构机的预定轨迹进行比较，利用PID算法计算出所述推进油缸的行程修正偏差；所述中央控制器根据所述推进油缸的行程修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。本专利技术的有益效果在于：1.利用中央控制器控制第一比例阀做出调整，进而达到调节推进油缸的伸缩，完成盾构机姿态的修正。2.通过第一行程传感器、中央控制器和第一比例阀实现对推进油缸伸缩的实时控制，并形成了推进油缸伸缩的闭环控制系统，可保证推进油缸的伸缩精度，进而提高盾构机姿态的修正精度。本专利技术一种盾构机自动姿态修正方法的进一步改进在于，还包括安装于所述推进油缸内且用于获取所述推进油缸的压力的第一压力传感器，所述中央控制器联接于所述第一压力传感器；于推进油缸伸缩过程中，利用所述第一压力传感器获取所述推进油缸中的压力，并将所述推进油缸中的压力反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的所述推进油缸中的压力与所述推进油缸的预定压力进行比较，计算出所述推进油缸的压力修正偏差，并利于PID算法计算出所述推进油缸的第一速度修正偏差；并且，在调节所述推进油缸的伸缩的过程中，所述中央控制器根据所述推进油缸的行程修正偏差和所述第一速度修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。本专利技术一种盾构机自动姿态修正方法的更进一步改进在于，还包括安装于盾构机的头部且用于获取所述盾构机的头部承受的土体压力的土压传感器，所述中央控制器联接于所述土压传感器；于推进油缸伸缩过程中，利用所述土压传感器获取所述盾构机的头部承受的土体压力，并将所述土体压力反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将土体压力和所述盾构机的头部预定承受的土体压力进行比较，利用PID算法计算出所述推进油缸的第二速度修正偏差；并且，在调节所述推进油缸的伸缩的过程中，所述中央控制器根据所述行程修正偏差、所述第一速度修正偏差以及所述第二速度修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。本专利技术一种盾构机自动姿态修正方法的进一步改进在于，所述盾构机还包括铰接系统，所述铰接系统包括铰接油缸和用于控制所述铰接油缸的伸缩的第二比例阀，所述中央控制器联接于所述第二比例阀；所述铰接油缸中安装有用于获取所述铰接油缸的行程的第二行程传感器，所述中央控制器联接于所述第二行程传感器；于推进油缸伸缩过程中，铰接油缸伸缩，利用第二行程传感器获取所述铰接油缸的行程，并将所述铰接油缸的行程反馈给所述中央控制器；并且，在计算出所述推进油缸的行程修正偏差的过程中，所述中央控制器利用平行四边形法则将获取的所述铰接进油缸的行程和所述推进油缸的行程进行叠加，计算出所述盾构机的行程，并将所述盾构机的行程与所述盾构机的预定轨迹进行比较，利用PID算法分别计算出所述推进油缸的行程修正偏差和所述铰接油缸的行程修正偏差；所述中央控制器根据所述铰接油缸的行程修正偏差控制所述第二比例阀做出调整，调节所述铰接油缸的伸缩。本专利技术一种盾构机自动姿态修正方法的更进一步改进在于，还包括安装于所述铰接油缸内且用于获取所述铰接油缸的压力的第二压力传感器，所述中央控制器联接于所述第二压力传感器；于铰接油缸伸缩过程中，利用所述第二压力传感器获取所述铰接油缸中的压力，并将所述铰接油缸的压力反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的所述铰接油缸中的压力与所述铰接油缸的预定压力进行比较，计算出所述铰接油缸的压力修正偏差，并利于PID算法计算出所述铰接油缸的第四速度修正偏差；并且，在调节所述铰接油缸的伸缩的过程中，所述中央控制器根据所述铰接油缸的行程修正偏差和所述第四速度修正偏差控制所述第二比例阀做出调整，调节所述铰接油缸的伸缩。本专利技术还公开了一种盾构机自动姿态修正系统，包括：推进系统，包括推进油缸和用于控制所述推进油缸伸缩的第一比例阀；第一行程传感器，安装于所述推进油缸内；中央控制器，联接于所述第一比例阀，所述第一行程传感器联接于所述中央控制器，所述中央控制器中设有比较模块和PID计算模块，所述比较模块中预设有盾构机的预定轨迹。本专利技术一种盾构机自动姿态修正系统进一步改进在于，所述推进油缸内还安装有第一压力传感器，所述中央控制器联接于所述第一压力传感器，所述中央控制器的所述比较模块中还预设有推进油缸的预定压力。本专利技术一种盾构机自动姿态修正系统的进一步改进在于，还包括：铰接系统，包括铰接油缸和用于控制所述铰接油缸伸缩的第二比例阀，所述中央控制器联接于所述第二比例阀，所述中央控制器还设有叠加计算模块；第二行程传感器，安装于所述铰接油缸内，所述中央控制器联接于所述第二行程传感器。本专利技术一种盾构机自动姿态修正系统的更进一步改进在于，所述铰接油缸内还安装有第二压力传感器，所述中央控制器联接于所述第二压力传感器，所述中央控制器的所述比较模块中预设有铰接油缸的预定压力。本专利技术一种盾构机自动姿态修正系统的进一步改进在于，盾构机的头部安装有土压传感器，所述中央控制器的联接于所述土压传感器，所述中央控制器的所述比较模块中预设有盾构机的头部预定承受的土体压力。附图说明图1是本专利技术一种盾构机自动姿态修正系统的组成框图。图2是本专利技术一种盾构机自动姿态修正方法的流程图。具体实施方式为利于对本专利技术的了解，以下结合附图及实施例进行说明。参阅图1和图2可知，本专利技术公开了一种盾构机自动姿态修正方法，包括以下步骤：步骤101：提供盾构机的推进系统，推进系统包括推进油缸和用于控制推进油缸伸缩的第一比例阀；步骤102：提供第一行程传感器，将第一行程传感器安装于推进油缸内，用于获取推进油缸的行程；步骤103：提供中央控制器，将中央控制器联接于第一行程传感器，将中央控制器联接于第一比例阀；步骤104：推进油缸伸缩以推进盾构机，利用第一行程传感器获取推进油缸的行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盾构机自动姿态修正方法，其特征在于，包括以下步骤：提供盾构机的推进系统，所述推进系统包括推进油缸和用于控制所述推进油缸伸缩的第一比例阀；提供第一行程传感器，将所述第一行程传感器安装于所述推进油缸内，用于获取所述推进油缸的行程；提供中央控制器，将所述中央控制器联接于所述第一行程传感器，将所述中央控制器联接于所述第一比例阀；推进油缸伸缩以推进所述盾构机，利用第一行程传感器获取所述推进油缸的行程，并将所述推进油缸的行程反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的推进油缸的行程与盾构机的预定轨迹进行比较，利用PID算法计算出所述推进油缸的行程修正偏差；所述中央控制器根据所述推进油缸的行程修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机自动姿态修正方法，其特征在于，包括以下步骤：提供盾构机的推进系统，所述推进系统包括推进油缸和用于控制所述推进油缸伸缩的第一比例阀；提供第一行程传感器，将所述第一行程传感器安装于所述推进油缸内，用于获取所述推进油缸的行程；提供中央控制器，将所述中央控制器联接于所述第一行程传感器，将所述中央控制器联接于所述第一比例阀；推进油缸伸缩以推进所述盾构机，利用第一行程传感器获取所述推进油缸的行程，并将所述推进油缸的行程反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的推进油缸的行程与盾构机的预定轨迹进行比较，利用PID算法计算出所述推进油缸的行程修正偏差；所述中央控制器根据所述推进油缸的行程修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。2.根据权利要求1所述的盾构机自动姿态修正方法，其特征在于：还包括安装于所述推进油缸内且用于获取所述推进油缸的压力的第一压力传感器，所述中央控制器联接于所述第一压力传感器；于推进油缸伸缩过程中，利用所述第一压力传感器获取所述推进油缸中的压力，并将所述推进油缸中的压力反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将获取的所述推进油缸中的压力与所述推进油缸的预定压力进行比较，计算出所述推进油缸的压力修正偏差，并利于PID算法计算出所述推进油缸的第一速度修正偏差；并且，在调节所述推进油缸的伸缩的过程中，所述中央控制器根据所述推进油缸的行程修正偏差和所述第一速度修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。3.根据权利要求2所述的盾构机自动姿态修正方法，其特征在于：还包括安装于盾构机的头部且用于获取所述盾构机的头部承受的土体压力的土压传感器，所述中央控制器联接于所述土压传感器；于推进油缸伸缩过程中，利用所述土压传感器获取所述盾构机的头部承受的土体压力，并将所述土体压力反馈给所述中央控制器；所述中央控制器将土体压力和所述盾构机的头部预定承受的土体压力进行比较，利用PID算法计算出所述推进油缸的第二速度修正偏差；并且，在调节所述推进油缸的伸缩的过程中，所述中央控制器根据所述行程修正偏差、所述第一速度修正偏差以及所述第二速度修正偏差控制所述第一比例阀做出调整，调节所述推进油缸的伸缩。4.根据权利要求1所述的盾构机自动姿态修正方法，其特征在于：所述盾构机还包括铰接系统，所述铰接系统包括铰接油缸和用于控制所述铰接油缸的伸缩的第二比例阀，所述中央控制器联接于所述第二比例阀；所述铰接油缸中安装有用于获取所述铰接油缸的行程的第二行程传感器，所述中央控制器联接于所述第二行程传感器；于推进油缸伸缩过程中，铰接油缸伸缩，利用第二行程传感器获取所述铰接油缸的行程，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦元，黄圣，闵锐，顾建江，陈柳锋，程瀛，屠垒，徐晓磊，袁向华，李浩，赵晨煜，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31