[發明專利]一種TBM水平糾偏軌跡規劃方法

有效

• 申請號: 201711173429.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108005672B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 楊玉虎;王少凱;沈兆光;肖聚亮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種TBM水平糾偏軌跡規劃方法，全斷面硬巖掘進機包括刀盤、水平支撐油缸和TBM導航系統，TBM水平糾偏軌跡由相互外切的圓弧BC和圓弧CD構成，其中，B點為糾偏軌跡的起始點，即在TBM刀盤中心與預定軌跡偏離的水平距離為e且刀盤掘進方向與預定軌跡夾角為時TBM刀盤中心的位置，C點為圓弧BC和圓弧CD的切點，D點為糾偏軌跡的終點；圓弧BC在B點與TBM刀盤前面垂直，圓弧CD在D點與預定軌跡相切；其特征在于，

該TBM水平糾偏軌跡規劃方法包括以下步驟：

步驟一、當TBM導航系統中的激光靶靶點超出設定范圍時，通過TBM導航系統獲得TBM刀盤中心與預定軌跡偏離的水平距離e和刀盤掘進方向與預定軌跡的夾角

步驟二、確定TBM掘進作業中最小轉彎半徑R_min：

在TBM掘進距離s內，邊刀移動量≤邊刀移動限制值Δa，即

化簡為：

式(1)、式(2)中：是邊刀移動量，R為TBM轉彎半徑，從而確定TBM最小轉彎半徑R_min；

步驟三、根據TBM刀盤中心與預定軌跡偏離的水平距離e、刀盤掘進方向與預定軌跡的夾角以及TBM最小轉彎半徑R_min，規劃出TBM水平糾偏軌跡，

式(3)和式(4)，R₁為糾偏軌跡中圓弧BC的半徑，R₂為糾偏軌跡中圓弧CD的半徑，θ₁為糾偏軌跡中圓弧BC的圓心角，θ₂為糾偏軌跡中圓弧CD的圓心角，

且滿足

R_i≥R_min i＝1,2 (5)。

2.根據權利要求1所述TBM水平糾偏軌跡規劃方法，其特征在于，

所述水平糾偏的掘進距離為l

l＝R₁θ₁+R₂θ₂ (6)。

3.根據權利要求1所述TBM水平糾偏軌跡規劃方法，其特征在于，根據步驟三規劃出的TBM水平糾偏軌跡，通過控制所述水平支撐油缸的位移進而控制TBM調向完成水平糾偏。

4.根據權利要求3所述TBM水平糾偏軌跡規劃方法，其特征在于，控制TBM調向是采用相切法進行，即掘進過程中控制TBM刀盤中心線與預定軌跡中心線相切。