机械预切槽机的建模方法及系统技术方案

本公开提出了机械预切槽机的建模方法及系统，包括：绘制待开挖的隧道的断面图，并创建虚拟场景；初步绘制机械预切槽机的模型；将上述模型导入创建的虚拟场景；根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数。本公开技术方案所确定的预切槽机能够适用至待开挖的隧道，精确无误的定制可以提高施工效率。精确无误的定制可以提高施工效率。精确无误的定制可以提高施工效率。

【技术实现步骤摘要】
机械预切槽机的建模方法及系统


[0001]本公开属于预切槽机建模
，尤其涉及机械预切槽机的建模方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来隧道建设工程开展较多，预切槽技术是在开挖工作面之前，用特制的链式机械切刀沿隧道断面周边连续切割出一条厚约数十厘米深数米的窄槽，同时应用和切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土，从而形成一个连续的起预先支护作用的混凝土壳体。
[0004]预切槽法是一种独特的施工技术，是介于浅埋暗挖法和盾构法之间的一种方法，它和浅埋暗挖法配合可以形成复杂地质和地面环境下的新型隧道施工技术。采用此法可大大提高施工的机械化水平，同时可有效地控制地表沉降。
[0005]专利技术人在研究中发现，由于不同隧道地质情况不一样，根据提供的隧道断面图，预切槽机需要提前定制，而预切槽机的费用较高，且所有零件总和上千种，仅根据简单的二维隧道断面图精确度无法达到理想要求。若由于前期对隧道地质特点没有足够的判断，则将导致定制的预切槽机无法适应该隧道地质情况，最终导致定制的预切槽机无法正常使用。
[0006]而现有的数字孪生方案中，大都应用在小型设备中，零件总数少，且可批量生产。机械预切槽机需要根据不同的隧道断面图进行不同的定制。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本公开提供了机械预切槽机的建模方法，确保定制的预切槽机能够适用对应的隧道地质。
[0008]为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0009]第一方面，公开了机械预切槽机的建模方法，包括：
[0010]绘制待开挖的隧道的断面图及隧道围岩，并创建虚拟场景；
[0011]初步绘制机械预切槽机的模型；
[0012]将上述模型导入创建的虚拟场景；
[0013]根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数。
[0014]进一步的技术方案，所述断面图用于显示隧道的高度和跨度相关尺寸信息。
[0015]进一步的技术方案，创建虚拟场景之前，还包括获取隧道围岩的信息，包括：围岩等级、结构面组数及产状，基于围岩的信息及断面图创建虚拟场景。
[0016]进一步的技术方案，所述绘制的待开挖的隧道的断面图及隧道围岩均为基于真实场景得到的。
[0017]进一步的技术方案，所述根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数，包括需要虚拟链刀的切削线速度、链刀额定环切速度、链刀最大偏摆角度及链刀仰角范围，将上述多因素进行融合获得所需的链刀。
[0018]进一步的技术方案，还包括：将虚拟链刀的切削线速度、链刀额定环切速度、链刀最大偏摆角度、链刀仰角范围四个因素与对围岩的实际切割效果形成闭环反馈。
[0019]进一步的技术方案，根据场景调节机械预切槽机零件的大小、尺寸之后，还包括：设置每个零件之间的配合关系，最终完成装配体；
[0020]装配时一次性地完成装配，或将按产品结构关系分成一个个子装配体，先进行子装配体的装配，再按照顺序完成三维模型的装配。
[0021]第二方面，公开了机械预切槽机的数字孪生建模系统，包括：
[0022]虚拟场景创建模块，被配置为：绘制待开挖的隧道的断面图，并创建虚拟场景；
[0023]预切槽机参数确定模块，被配置为：初步绘制机械预切槽机的模型；
[0024]将上述模型导入创建的虚拟场景；
[0025]根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数。
[0026]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0027]本公开技术方案首先绘制隧道断面图，整理勘察的隧道围岩情况，由于所绘制的隧道断面图及隧道围岩情况均为基于真实场景得到的，因此，为后续建模建立了真实的基础。
[0028]本公开技术方案所建的预切槽机首先初步建立模型，根据实际场景进行模拟，调整机械预切槽机的设备参数数，实现在获得设备之前就能模拟出预切槽机的效果图。
[0029]本公开技术方案所确定的预切槽机能够适用至待开挖的隧道，精确无误的定制可以提高施工效率。
[0030]本专利技术附加方面的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
[0031]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0032]图1为本公开实施例流程图；
[0033]图2为本公开实施例隧道断面示意图；
[0034]图3为本公开实施例预切槽机模拟图。
具体实施方式
[0035]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0036]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0037]在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]实施例一
[0039]本实施例公开了机械预切槽机的建模方法，参见附图1所示，包括：
[0040]参见附图2所示，S1.根据设计方提供的地勘资料绘制隧道的断面图并整理勘察的围岩情况。
[0041]在步骤S1，通过断面图显示隧道的高度和跨度等相关尺寸信息，根据围岩的信息包括围岩等级、结构面组数、产状等围岩信息。
[0042]S2.使用solidwork软件，根据零件的形状，从前视、上视、右视基准面中选出一个基准面作为草图绘制的平面，通过添加图素之间的几何关系以及图素的尺寸信息完成机械预切槽机的CAD模型。
[0043]上述步骤S2使用solidwork软件绘制机械预切槽机的初步模型。
[0044]S3.依据零件的形状，在CAD模型上选择某一条边或者某一面，对模型进行拉伸、旋转等操作命令，最后完成对零件模型的设计。
[0045]在步骤S3中根据设计方提供的隧道断面图和勘察情况，创建虚拟使用场景。
[0046]S4.将装配所需的零件依次导入unity创建虚拟场景。
[0047]在步骤S4中，根据虚拟场景调节零件的尺寸，确定最后的机械预切槽设备。
[0048]S5.根据场景调节机械预切槽机零件的大小、尺寸等。
[0049]具体的，上述调节的核心在于：机械预切槽机的链刀，因此，需要虚拟链刀的切削线速度、链刀额定环切速度、链刀最大偏摆角度、链刀仰角范围，将上述多因素进行融合获得所需的链刀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机械预切槽机的建模方法，其特征是，包括：绘制待开挖的隧道的断面图及隧道围岩，并创建虚拟场景；初步绘制机械预切槽机的模型；将上述模型导入创建的虚拟场景；根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数。2.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法，其特征是，所述断面图用于显示隧道的高度和跨度相关尺寸信息。3.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法，其特征是，创建虚拟场景之前，还包括获取隧道围岩的信息，包括：围岩等级、结构面组数及产状，基于围岩的信息及断面图创建虚拟场景。4.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法，其特征是，所述绘制的待开挖的隧道的断面图及隧道围岩均为基于真实场景得到的。5.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法，其特征是，所述根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构参数，包括需要虚拟链刀的切削线速度、链刀额定环切速度、链刀最大偏摆角度及链刀仰角范围，将上述多因素进行融合获得所需的链刀。6.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法，其特征是，还包括：将虚拟链刀的切削线速度、链刀额定环切速度、链刀最大偏摆角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李术才，冀笑瑀，陈文尹，刘洪亮，李利平，魏亮，周宗青，成帅，范宏运，杨光宇，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：