【技术实现步骤摘要】
一种新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法
本专利技术涉及隧道施工
，特别是指一种新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法。
技术介绍
柔臂掘进机采用六自由度并联机器人实时控制刀盘位置，同时刀盘随着主轴承的回转进行破岩，实现以小直径刀盘开挖任意形状断面的目的，能够有效解决特殊硬岩隧道施工中的问题。但以小直径刀盘开挖大断面隧道可能出现超挖、欠挖、人工控制难度大以及如何最大程度增加系统工作效率等问题，同时施工方对隧道信息化需求明显增加，因此需要对柔臂掘进机的控制方式进行改进，以实现轨迹自动规划、自动刷帮、根据地质条件选择最优掘进工艺、提高隧道边界成型质量、为业主提供施工数据等一些列功能。但是现有柔臂掘进机在串联油缸臂控制方面的设计精度低、误差大，过程繁琐；使柔臂掘进机施工的自动化、少人化低。因此，研制简便的一种柔臂掘进串联油缸臂伸缩量控制计算方法很有必要。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出一种新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法，以解决上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一...
【技术保护点】
1.一种新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1：根据预先设计的隧道轮廓边界和刀盘直径，规划出刀盘掘进路径；/nS2：对步骤S1中规划出的刀盘掘进路径进行离散化处理，得到轨迹路径坐标数据，根据轨迹路径坐标数据算出串联摆动臂相应的回转角度β及相应的摆动角度α；/nS3：根据步骤S2中得到串联摆动臂相应的回转角度β及相应的摆动角度α，计算出串联摆动臂的摆动油缸的理论伸缩量△l及仰俯油缸的理论伸缩量△c；/nS4：对串联摆动臂的摆动油缸的理论伸缩量△l与摆动油缸中的位移传感器实测的实际伸缩量进行对比，仰俯油缸的理论伸缩量△c与仰俯油缸中的位移传感器实...
【技术特征摘要】
1.一种新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：根据预先设计的隧道轮廓边界和刀盘直径，规划出刀盘掘进路径；
S2：对步骤S1中规划出的刀盘掘进路径进行离散化处理，得到轨迹路径坐标数据，根据轨迹路径坐标数据算出串联摆动臂相应的回转角度β及相应的摆动角度α；
S3：根据步骤S2中得到串联摆动臂相应的回转角度β及相应的摆动角度α，计算出串联摆动臂的摆动油缸的理论伸缩量△l及仰俯油缸的理论伸缩量△c；
S4：对串联摆动臂的摆动油缸的理论伸缩量△l与摆动油缸中的位移传感器实测的实际伸缩量进行对比，仰俯油缸的理论伸缩量△c与仰俯油缸中的位移传感器实测的实际伸缩量进行对比，理论伸缩量与实际伸缩量的差值超出误差值时，要对串联摆动臂的摆动油缸及仰俯油缸实际伸缩量进行修正，使刀盘按照预定轨迹进行开挖。
2.根据权利要求1所述的新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法，其特征在于：在步骤S2中得到回转角度β及摆动角度α的方法如下：
S2.1：串联摆动臂的回转轴的轴线为Z轴建立坐标系，y方向垂直于纸面方向向外，坐标系原点O位于回转轴上端面，刀盘中心点A的坐标表示刀盘位置，A的坐标为A((L2cosα+L1+L3)cosβ，-(L2cosα+L1+L3)sinβ，L2sinα)；
S2.2：将轨迹路径坐标数据投影至坐标系yz平面，将轨迹路径曲线高频采样离散后，得到轨迹路径坐标表示为(y0，z0)；
S2.3：在施工过程中结合串联摆动臂具体结构，则：
其中：L1为串联摆动臂的摆动臂后端铰接位置距离回转轴的轴线的水平距离，
L2为串联摆动臂的摆动臂长度，
L3表示刀盘的径向中心面距离刀盘背部铰接位置的水平距离；
S2.4：控制器根据步骤S2.3中的公式①得到回转角度β及摆动角度α。
3.根据权利要求2所述的新型柔臂掘进机推进系统控制计算方法，其特征在于：在步骤S3中得到摆动油缸的理论伸缩量△l的步骤如下：
S...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建斌，文勇亮，姜礼杰，贾连辉，杨航，原晓伟，赵梦媛，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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