[發(fā)明專利]盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正系統(tǒng)及修正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810598431.0
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108798692B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦元;黃圣;閔銳;顧建江;陳柳鋒;程瀛;屠壘;徐曉磊;袁向華;李浩;趙晨煜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海隧道工程有限公司
• 主分類號: E21D9/093
• 分類號: E21D9/093
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 曾耀先

本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正系統(tǒng)及修正方法；其中盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正方法包括以下步驟：提供盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)包括推進(jìn)油缸和用于控制推進(jìn)油缸伸縮的第一比例閥；提供安裝于推進(jìn)油缸內(nèi)的第一行程傳感器；提供聯(lián)接于第一行程傳感和第一比例閥的中央控制器，推進(jìn)油缸伸縮以推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，利用第一行程傳感器獲取推進(jìn)油缸的行程，并反饋給中央控制器；中央控制器將獲取的推進(jìn)油缸的行程與盾構(gòu)機(jī)的預(yù)定軌跡進(jìn)行比較，利用PID算法計(jì)算出推進(jìn)油缸的行程修正偏差；中央控制器根據(jù)推進(jìn)油缸的行程修正偏差控制第一比例閥做出調(diào)整，調(diào)節(jié)推進(jìn)油缸的伸縮。利于盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正方法可實(shí)時(shí)對盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)進(jìn)行修正，修正精度高且修正周期短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)施工領(lǐng)域，尤其涉及一種盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正系統(tǒng)及修正方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的控制是盾構(gòu)隧道施工過程中的一個十分重要的環(huán)節(jié)，在推進(jìn)過程中能否保持良好的盾構(gòu)姿態(tài)是管片拼裝順利進(jìn)行和提高成環(huán)隧道質(zhì)量的關(guān)鍵。就目前的盾構(gòu)施工而言，盾構(gòu)姿態(tài)的修正大多通過對推進(jìn)系統(tǒng)或/和鉸接系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對盾構(gòu)姿態(tài)的修正，但是由于在對推進(jìn)系統(tǒng)或/和鉸接系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)過程中，沒有動態(tài)的控制目標(biāo)，所以無法精確控制推進(jìn)系統(tǒng)或鉸接系統(tǒng)的油缸伸縮(行程和速度)，姿態(tài)的修正精度較差，并且由于推進(jìn)系統(tǒng)或/和鉸接系統(tǒng)沒有同步控制，多個推進(jìn)油缸或/和鉸接油缸的行程及速度很難在一個大的系統(tǒng)上精準(zhǔn)的體現(xiàn)出姿態(tài)的調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述情況，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正系統(tǒng)及修正方法；可以實(shí)時(shí)對推進(jìn)油缸的伸縮進(jìn)行調(diào)節(jié)，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)修正的精度較高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正方法，包括以下步驟：

提供盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括推進(jìn)油缸和用于控制所述推進(jìn)油缸伸縮的第一比例閥；

提供第一行程傳感器，將所述第一行程傳感器安裝于所述推進(jìn)油缸內(nèi)，用于獲取所述推進(jìn)油缸的行程；

提供中央控制器，將所述中央控制器聯(lián)接于所述第一行程傳感器，將所述中央控制器聯(lián)接于所述第一比例閥；

推進(jìn)油缸伸縮以推進(jìn)所述盾構(gòu)機(jī)，利用第一行程傳感器獲取所述推進(jìn)油缸的行程，并將所述推進(jìn)油缸的行程反饋給所述中央控制器；

所述中央控制器將獲取的推進(jìn)油缸的行程與盾構(gòu)機(jī)的預(yù)定軌跡進(jìn)行比較，利用PID算法計(jì)算出所述推進(jìn)油缸的行程修正偏差；

所述中央控制器根據(jù)所述推進(jìn)油缸的行程修正偏差控制所述第一比例閥做出調(diào)整，調(diào)節(jié)所述推進(jìn)油缸的伸縮。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.利用中央控制器控制第一比例閥做出調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)推進(jìn)油缸的伸縮，完成盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的修正。

2.通過第一行程傳感器、中央控制器和第一比例閥實(shí)現(xiàn)對推進(jìn)油缸伸縮的實(shí)時(shí)控制，并形成了推進(jìn)油缸伸縮的閉環(huán)控制系統(tǒng)，可保證推進(jìn)油缸的伸縮精度，進(jìn)而提高盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的修正精度。

本發(fā)明一種盾構(gòu)機(jī)自動姿態(tài)修正方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括安裝于所述推進(jìn)油缸內(nèi)且用于獲取所述推進(jìn)油缸的壓力的第一壓力傳感器，所述中央控制器聯(lián)接于所述第一壓力傳感器；

于推進(jìn)油缸伸縮過程中，利用所述第一壓力傳感器獲取所述推進(jìn)油缸中的壓力，并將所述推進(jìn)油缸中的壓力反饋給所述中央控制器；

所述中央控制器將獲取的所述推進(jìn)油缸中的壓力與所述推進(jìn)油缸的預(yù)定壓力進(jìn)行比較，計(jì)算出所述推進(jìn)油缸的壓力修正偏差，并利于PID算法計(jì)算出所述推進(jìn)油缸的第一速度修正偏差；

并且，在調(diào)節(jié)所述推進(jìn)油缸的伸縮的過程中，所述中央控制器根據(jù)所述推進(jìn)油缸的行程修正偏差和所述第一速度修正偏差控制所述第一比例閥做出調(diào)整，調(diào)節(jié)所述推進(jìn)油缸的伸縮。