[發明專利]盾構機的激光導向控制系統及方法無效
| 申請號: | 201210004770.4 | 申請日: | 2012-01-09 |
| 公開(公告)號: | CN102518445A | 公開(公告)日: | 2012-06-27 |
| 發明(設計)人: | 鄭仔弟;方依文;李月強;陳青山;劉亞克;趙海;王海濤 | 申請(專利權)人: | 北京眾策創晟掘進裝備有限公司;北京信息科技大學 |
| 主分類號: | E21D9/093 | 分類號: | E21D9/093 |
| 代理公司: | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人: | 宋松 |
| 地址: | 100024 北京市朝陽*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 盾構 激光 導向 控制系統 方法 | ||
1.一種盾構機的激光導向控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
A、激光全站儀測量盾構機中的棱鏡在地面坐標系下的坐標;
B、通過激光接收靶和傳感器確定盾構機的姿態參數;
C、控制器計算刀頭中心點、盾構機中折點和盾尾中心點在地面坐標系下的坐標,并確定刀頭中心點、盾構機中折點和盾尾中心點相對于掘進計劃線的軸向偏移量;
D、控制器對盾構機的掘進曲線進行修正和擬合,并控制盾構機進行掘進。
2.根據權利要求1所述的盾構機的激光導向控制方法,其特征在于,步驟B中,所述盾構機的姿態參數包括:
偏角,表示盾構機的中心軸線和隧道設計軸線在水平投影面的夾角;
旋角,表示盾構機繞中心軸線相對于水平位置旋轉的角度;
傾角,表示盾構機的中心軸線和隧道設計軸線在垂直投影面的夾角。
3.根據權利要求2所述的盾構機的激光導向控制方法,其特征在于,通過油缸伸縮量傳感器測量的盾構機各油缸的伸縮量計算偏角;通過轉角傳感器測量旋角;通過傾角傳感器測量傾角。
4.根據權利要求1所述的盾構機的激光導向控制方法,其特征在于,步驟D中,控制器基于修正和擬合的掘進曲線調整各油缸的伸縮量,從而控制盾構機沿隧道設計軸線進行掘進。
5.一種盾構機的激光導向控制系統,其特征在于,包括:
激光全站儀,用于發射激光并測量盾構機中的棱鏡在地面坐標系下的坐標;
激光接收靶,用于接收激光全站儀發射的激光來確定盾構機的姿態參數;
傳感器,用于測量盾構機的姿態參數;
油缸伸縮控制單元,用于調整各油缸的伸縮量;
控制器,用于計算刀頭中心點、盾構機中折點和盾尾中心點在地面坐標系下的坐標和相對于掘進計劃線的軸向偏移量,并對盾構機的掘進曲線進行修正和擬合,控制油缸伸縮控制單元;
其中,控制器分別與激光全站儀、傳感器和油缸伸縮控制單元連接。
6.根據權利要求5所述的盾構機的激光導向控制系統,其特征在于,所述傳感器包括:油缸伸縮量傳感器,用于測量盾構機的各油缸的伸縮量,控制器基于測量的各油缸的伸縮量計算偏角;轉角傳感器,用于測量旋角;傾角傳感器,用于測量傾角。
7.根據權利要求5所述的盾構機的激光導向控制系統,其特征在于,所述控制器為可編程邏輯控制器。
8.根據權利要求5所述的盾構機的激光導向控制系統,其特征在于,掘進曲線為直線時,激光全站儀與盾構機中的棱鏡的距離小于200米;掘進曲線為曲線時,激光全站儀與盾構機中的棱鏡的距離小于100米。
9.根據權利要求5-7任一所述的盾構機的激光導向控制系統,其特征在于,還包括顯示單元,用于顯示刀頭中心點的里程和軸向偏移量、盾構機中折點的里程和軸向偏移量、盾尾中心的里程和軸向偏移量、偏角、旋角和傾角。
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