盾构机纠偏系统技术方案

本发明专利技术提出一种盾构机纠偏系统，该盾构机纠偏系统包括盾构机；导向测量装置，导向测量装置用于在盾构机纠偏系统启动后，采集盾构机的当前运行情况，并将当前运行情况发送至计算装置；计算装置，用于接收当前运行情况，并对当前运行情况进行保存；控制装置，用于从计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对盾构机进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机进行纠偏。通过本发明专利技术能够实现盾构机的精确导向和自动纠偏，有效提高盾构机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构法隧道施工
，尤其涉及一种盾构机纠偏系统。
技术介绍
随着盾构法隧道施工技术的不断发展，导向测量技术逐渐形成了以激光靶测量技术和光学棱镜测量技术为主的两类盾构机掘进自动导向测量系统，满足了盾构机当前运行情况精确测量的要求。相关技术中，盾构机在施工中，导向测量装置与盾构机掘进控制系统相互独立，盾构机操作人员人工读取导向测量装置屏幕偏差值，人工判断盾构机当前运行情况，手动调整操作面板上各组推进油缸动作旋钮，进行导向纠偏工作。这种方式下，由于控制方式依赖盾构机操作人员的业务素质，盾构机的工作效率较低、导向和纠偏控制难度大，且易发生误操作。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种盾构机纠偏系统，能够实现盾构机的精确导向和自动纠偏，有效提高盾构机的工作效率。为达到上述目的，本专利技术实施例提出的盾构机纠偏系统，包括：盾构机；导向测量装置，所述导向测量装置用于在所述盾构机纠偏系统启动后，采集盾构机的当前运行情况，并将所述当前运行情况发送至计算装置；所述计算装置，用于接收所述当前运行情况，并对所述当前运行情况进行保存；所述控制装置，用于从所述计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对所述盾构机进行控制的控制指令，根据所述控制指令对所述盾构机进行纠偏。本专利技术实施例提出的盾构机纠偏系统，通过导向测量装置采集盾构机的当前运行情况，并将当前运行情况发送至计算装置，控制装置从计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对盾构机进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机进行纠偏，能够实现盾构机的精确导向和自动纠偏，有效提高盾构机的工作效率。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术一实施例提出的盾构机纠偏系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例中控制程序流程示意图；图3是本专利技术实施例自动纠偏算法模块示意图；图4是本专利技术另一实施例提出的盾构机纠偏系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例中盾构机纠偏系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。相反，本专利技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。图1是本专利技术一实施例提出的盾构机纠偏系统的结构示意图。参见图1，该盾构机纠偏系统包括：盾构机100、导向测量装置200、计算装置300，以及控制装置400。在本专利技术的实施例中，该盾构机纠偏系统包括：盾构机100。可以理解的是，盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌，以及测量导向纠偏等功能。由于盾构机在施工过程中，刀盘切削地层会对盾构机有个反方向的作用力，若盾构机长时间工作，就会产生滚动角，即产生一定的偏转量，而本专利技术实施例主要是对此偏转量进行控制，采取改变刀盘旋转方向的操作方式对偏转量进行修正。在本专利技术的实施例中，该盾构机纠偏系统包括：导向测量装置200，导向测量装置200用于在盾构机100纠偏系统启动后，采集盾构机100的当前运行情况，并将当前运行情况发送至计算装置300。在本专利技术的实施例中，当前运行情况包括：盾首水平偏差值、盾首垂直偏差值、盾尾水平偏差值、盾尾垂直偏差值、滚动角、俯仰角和偏航角中的至少一种。在本专利技术的实施例中，基于用于过程控制的OLE(OLEforProcessControl,OPC)技术建立导向测量装置200与计算装置300的通信连接。可选地，导向测量装置200在盾构机100纠偏系统启动后，将采集的盾首水平偏差值、盾首垂直偏差值、盾尾水平偏差值、盾尾垂直偏差值、滚动角、俯仰角和偏航角中的至少一种发送至计算装置300，以对当前运行情况进行保存。在本专利技术的实施例中，该盾构机纠偏系统包括：计算装置300，用于接收当前运行情况，并对当前运行情况进行保存。在本专利技术的实施例中，计算装置300可以例如为可编程控制器PLC。可选地，在盾构机100纠偏系统启动后，初始化计算装置300的数据，并检测系统是否为自动纠偏状态，如果检测系统不为自动纠偏状态，则转为手动控制，由盾构机操作人员人工输入命令，系统根据人工输入的命令对盾构机100进行纠偏，如果系统为自动纠偏状态，则由系统生成需要对盾构机100进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机100进行纠偏，导向测量装置200将采集的盾首水平偏差值、盾首垂直偏差值、盾尾水平偏差值、盾尾垂直偏差值、滚动角、俯仰角和偏航角中的至少一种发送至计算装置300，计算装置300将接收的数据进行保存，以供控制装置400进行读取。在本专利技术的实施例中，该盾构机纠偏系统包括：控制装置400，用于从计算装置300中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对盾构机100进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机100进行纠偏。在本专利技术的实施例中，基于OPC技术建立控制装置400与计算装置300的通信连接。在本专利技术的实施例中，控制装置可以例如为工业计算机IPC。可选地，控制装置400可以基于OPC技术从计算装置300读取当前运行情况。作为一种示例，参见图2，图2为本专利技术实施例中控制程序流程示意图，通过导向测量装置采集盾构机的当前运行情况，当前运行情况包括下列参数值：盾首水平偏差值、盾首垂直偏差值、盾尾水平偏差值、盾尾垂直偏差值、滚动角、俯仰角、偏航角中的至少一种，导向测量装置将上述至少一种的参数值保存至可编程控制器PLC内存中，工业计算机IPC通过OPC技术读取PLC内存中的参数值。可选地，控制装置400根据当前运行情况生成需要对盾构机100进行控制的控制指令，根据控制指令对盾构机100进行纠偏。作为一种示例，参见图3，图3为本专利技术实施例自动纠偏算法模块示意图，由于盾构机纠偏当前运行情况的控制为复杂相互耦合的多状态变量非线性系统控制，导致无法获取准确的系统模型，而本专利技术实施例按照众多盾构机操作人员的施工过程经验，对多状态变量控制过程进行简单的解耦，从而借助IPC软件编程对盾构机当前运行情况中的参数值按照模糊规则转换为控制量，来完成自动控制。由于盾构机在施工过程中，刀盘切削地层会对盾构机有个反方向的作用力，若盾构机长时间工作，就会产生滚动角，即产生一定的偏转量，而本专利技术实施例主要是对此偏转量进行控制，采取改变刀盘旋转方向的操作方式对偏转量进行修正。对于盾构机当前运行情况的控制，主要是针对俯仰角和偏航角的调节，即，盾构机盾体上仰时俯仰角为正，盾构机盾体下俯时俯仰角为负；盾构机盾体右偏时偏航角为正，盾构机盾体左偏时偏航角为负；四组油缸中的上下两个分组推进油缸对应于俯仰角，左右两个分组推进油缸对应于偏航角，当上下两个分组推进油缸油压差为正时，俯仰角向负方向运动，当上下两个分组推进油缸油压差为负时，俯仰角向正方向运动；当左右两个分组推进油缸油压差为正时，偏航角向正方向运动，当左右两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构机纠偏系统，其特征在于，包括：盾构机；导向测量装置，所述导向测量装置用于在所述盾构机纠偏系统启动后，采集盾构机的当前运行情况，并将所述当前运行情况发送至计算装置；所述计算装置，用于接收所述当前运行情况，并对所述当前运行情况进行保存；所述控制装置，用于从所述计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对所述盾构机进行控制的控制指令，根据所述控制指令对所述盾构机进行纠偏。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机纠偏系统，其特征在于，包括：盾构机；导向测量装置，所述导向测量装置用于在所述盾构机纠偏系统启动后，采集盾构机的当前运行情况，并将所述当前运行情况发送至计算装置；所述计算装置，用于接收所述当前运行情况，并对所述当前运行情况进行保存；所述控制装置，用于从所述计算装置中读取当前运行情况，并根据当前运行情况生成需要对所述盾构机进行控制的控制指令，根据所述控制指令对所述盾构机进行纠偏。2.如权利要求1所述的盾构机纠偏系统，其特征在于，所述控制装置还包括：判断模块，用于根据所述运行情况判断是否需要对所述盾构机进行纠偏，并在需要对所述盾构机进行纠偏时，触发所述控制装置根据当前运行情况生成需要对所述盾构机进行控制的控制指令。3.如权利要求1所述的盾构机纠偏系统，其特征在于，还包括备选计算装...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏延奇，徐昊朗，马恩宝，
申请(专利权)人：徐工集团凯宫重工南京有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32