一种凿岩台车及其钻臂挠度补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种凿岩台车及其钻臂挠度补偿方法，属于隧道掘进设备领域。通过获取炮孔位置和对应的目标点位，并采用神经网络模型进行训练，从而得到钻臂挠度补偿模型，在凿岩台车钻孔时，向模型中输入各炮孔的炮孔位置，输出对应炮孔的目标点位，根据目标点位控制钻臂运动，即可使钻臂末端到达预定的炮孔位置。采用本发明专利技术，计算量小，降低了对硬件设备的要求，而且不需要使用高精度的测量设备，降低了凿岩台车的成本。凿岩台车的成本。凿岩台车的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种凿岩台车及其钻臂挠度补偿方法


[0001]本专利技术提供了一种凿岩台车及其钻臂挠度补偿方法，属于隧道掘进设备领域，尤其涉及一种在凿岩台车开凿炮孔时，对其钻臂末端挠度进行补偿的方法。

技术介绍

[0002]隧道掘进时，通常采用凿岩台车在隧道断面上钻设炮孔，进而通过在炮孔中装填炸药进行爆破的方法来开挖隧道。凿岩台车包括控制器和钻臂，钻臂自动定位是凿岩台车的核心功能，若无法保证钻臂准确达到预定的炮孔点位进行开凿，容易导致钻设出的炮孔不符合施工要求，影响施工质量，降低了施工效率。
[0003]根据钻臂的结构和材料，可将其简化为刚性体，通过对刚性体进行运动学分析，可以得到钻臂上各关节的运动量，进而控制钻臂到达炮孔点位。然而，实际情况下，钻臂会受到重力的影响，存在较大的竖向变形，即钻臂末端存在挠度形变。挠度形变使得定位误差较大，从而导致钻臂末端无法准确到达预定的炮孔点位，钻臂的自动定位功能难以满足施工要求。
[0004]现有挠度补偿方法通常需要借助高精度的检测设备，且需要在装配现场耗费较多的人力，采集大量测试数据，并通过复杂的计算才能实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凿岩台车的钻臂挠度补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取各炮孔的炮孔位置；2)将炮孔位置输入预先获取的钻臂挠度补偿模型，得到对应炮孔的目标点位；3)将所述目标点位作为钻臂的控制目标，以控制钻臂到达对应的炮孔位置；所述钻臂挠度补偿模型通过如下方法得到：获取钻臂在各个炮孔位置处的挠度形变量，将炮孔位置加上对应的挠度形变量得到与该炮孔位置对应的目标点位；将各炮孔位置和对应的目标点位作为训练集，通过神经网络模型进行训练得到钻臂挠度补偿模型。2.根据权利要求1所述的凿岩台车的钻臂挠度补偿方法，其特征在于，钻臂在各个炮孔位置处的挠度形变量通过如下方法得到：根据获取的炮孔位置，计算钻臂末端到达炮孔位置时钻臂中各关节的关节运动量；建立钻臂三维模型，并根据所述关节运动量确定钻臂三维模型中各运动构件的位置；对钻臂三维模型进有限元分析，计算出钻臂在各个炮孔位置处的挠度形变量。3.根据权利要求2所述的凿岩台车的钻臂挠度补偿方法，其特征在于，采用解析法计算钻臂末端到达炮孔位置时钻臂中各关节的关节运动量。4.根据权利要求3所述的凿岩台车的钻臂挠度补偿方法，其特征在于，所述神经网络模型为BP神经网络模型。5.根据权利要求4所述的凿岩台车的钻臂挠度补偿方法，其特征在于，步骤1)中，通过炮孔点位图得到各炮孔的炮孔位置，所述炮孔点位图至少包括炮孔坐标。6.一种凿岩台车，包括用于在待开挖断面上开凿炮孔的钻臂以及控制钻臂运动的控制器，其特征在于，还包括用...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾连辉，牛孔肖，荆留杰，陈帅，李荣鑫，宋江涛，李鹏宇，刘涛，郑赢豪，谭娜，
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：