[發(fā)明專利]隧道掘進機刀具安裝尺寸測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710612457.1
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107218911B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張厚美
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州市盾建地下工程有限公司;張厚美
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 劉培培

1.一種隧道掘進機刀具安裝尺寸測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、在刀盤面板上安裝第一反射片，定義所述第一反射片的中心點為M，測量出所述刀盤面板的中心點O和所述第一反射片的中心點M的三維坐標(biāo)值；

S2、在待測刀具的定位點上安裝第二反射片，定義所述第二反射片的中心點為A，測量出所述第二反射片的中心點A的三維坐標(biāo)值；

S3、應(yīng)用空間解析幾何方法對所述第一反射片的中心點M、所述刀盤面板的中心點O以及所述第二反射片的中心點A的三維坐標(biāo)值進行組合計算，得出待測刀具的安裝尺寸數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道掘進機刀具安裝尺寸測量方法，其特征在于，在步驟S1測量所述刀盤面板的中心點O的三維坐標(biāo)值中，以每120度為轉(zhuǎn)動角度旋轉(zhuǎn)刀盤三次，并用全站儀測量刀盤每次轉(zhuǎn)動120度之后的所述第一反射片的中心點的三維坐標(biāo)并分別記為M1(x_m1，y_m1，z_m1)、M₂(x_m2，y_m2，z_m2)、M₃(x_m3，y_m3，z_m3)，由點M₁、M₂和M₃確定一個外接圓，則該外接圓的圓心即為所述刀盤面板的中心點O。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道掘進機刀具安裝尺寸測量方法，其特征在于，所述刀盤面板的中心點O的三維坐標(biāo)值的解析幾何計算方法為：定義所述刀盤面板的中心點O的坐標(biāo)為(x_o，y_o，z_o)，所述外接圓的半徑為R_m，由M₁、M₂、M₃三點坐標(biāo)確定平面方程：

將上式展開變換得到：

A₁x+B₁y+C₁z+D₁＝0 (2)

其中：

A₁＝y(tǒng)_m1z_m2-y_m1z_m3-z_m1y_m2+y_m3z_m1+y_m2z_m3-y_m3z_m2

B₁＝-x_m1z_m2+x_m1z_m3+x_m2z_m1-x_m3z_m1-x_m2z_m3+x_m3z_m2

C₁＝x_m1y_m2-x_m1y_m3-x_m2y_m1+x_m3y_m1+x_m2y_m3-x_m3y_m2

D₁＝-x_m1y_m2z_m3+x_m1y_m3z_m2+x_m2y_m1z_m3-x_m3y_m1z_m2-x_m2y_m3z_m1+x_m3y_m2z_m1

將圓心坐標(biāo)(x_o，y_o，z_o)代入式(2)得：

A₁x_o+B₁y_o+C₁z_o+D₁＝0 (3)

根據(jù)圓心O點到M點三個不同位置的距離都相等可得：

由(5)-(4)得：

記A₂＝2(x_m2-x_m1)；B₂＝2(y_m2-y_m1)；C₂＝2(z_m2-z_m1)；

則上式簡化為：

A₂x_o+B₂y_o+C₂z_o+D₂＝0 (7)

由(6)-(4)得：

記A₃＝2(x_m3-x_m1)；B₃＝2(y_m3-y_m1)；C₃＝2(z_m3-z_m1)；

則上式簡化為：

A₃x_o+B₃y_o+C₃z_o+D₃＝0 (8)

由式(3)、式(7)、式(8)組成一個關(guān)于(x_o，y_o，z_o)的三元一次線性方程組，用矩陣形式表示為：

解此方程組可求得所述刀盤面板的中心點O的三維坐標(biāo)(x_o，y_o，z_o)：

將上式所得圓心坐標(biāo)代入式(4)可求出圓半徑：

上面求出了刀盤面板的平面方程式(2)和刀盤面板的中心點O的三維坐標(biāo)(x_o，y_o，z_o)，而刀盤旋轉(zhuǎn)軸線就是過刀盤旋轉(zhuǎn)中心點的平面法線，故刀盤旋轉(zhuǎn)軸的直線方程為：