[发明专利]盾构机控制系统检测试验台

说明书

技术领域

本发明属于隧道掘进工程设备功能的模拟试验装置，尤其涉及盾构机控制系统检测试验装置。

背景技术

盾构机是一种结构较复杂的大型设备，要制造出性能良好盾构机，其控制系统的研发至关重要，科研人员在控制系统的研发中都会投入较长的时间和很大的精力；尽管如此还会出现一些设计不合理的部分，而这些不合理之处，只有在控制系统与盾构机的实际执行机构联系在一起并进行施工时才能得知；这不仅给施工带来了隐患而且也延误了工程进度，因此研制一台能够检测盾构机控制系统正确性的设备势在必行。

发明内容

本发明的目的是，提供一种盾构机控制系统检测试验台，在控制系统完成设计后便能对它进行检测，进而达到盾构机产品中的控制系统均能实现预期功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：这种盾构机控制系统检测试验台，包括盾构机功能仿真系统，及设置在功能仿真系统内的传感装置，传感装置与被检测的盾构机控制系统相联系。

所述的盾构机功能仿真系统，由物理仿真系统和数学仿真系统组成，它们分别通过设置在仿真系统内的传感器、控制按钮、触摸屏与被检测的盾构机控制系统联系。

物理仿真系统，是由与盾体装配在一起的刀盘驱动装置、刀盘、刀盘切削模拟加载装置、模拟管片、盾构机推进装置、盾构机推进模拟加载装置、排渣模拟装置、泥水输送模拟装置、压力平衡模拟装置、盾构机姿态调整模拟装置组成。

在物理仿真系统中，刀盘安装在盾体的前端，刀盘驱动装置安装在盾体内，刀盘驱动装置由动力装置连同减速机及大轴承组成；在刀盘的前方装有刀盘切削模拟加载装置；

盾构推进装置由盾构机推进油缸组成，它装配在盾体之内，盾构机推进模拟加载装置由装配在盾体外边的盾构机推进模拟加载油缸组成；

排渣模拟装置，由进口位于泥水气压密封舱内的渣浆排出管道和与它相连的渣浆泵组成；

泥水输送模拟装置，由出口位于泥水气压密封舱内的泥水输送管道和与其相连的泥水泵及位于泥水气压密封舱内的液位计组成；

位于盾体内，装有调节阀的压缩空气管道，及与被检测的控制系统相连通的压力传感器组成压力平衡模拟装置；

盾构机姿态调整模拟装置，由安装在盾体下部的万向铰支座、推进油缸和模拟管片组成。

所述的数学仿真系统，是通过计算机对盾构机中的管片拼装机构、注浆机构、密封润滑机构、添加剂注入机构、石渣破碎机构、管片转运机构、压缩空气供给机构、工业用水供给机构、通风机构的工作过程建立的数学模型并进行试验。

所述的盾构机功能仿真系统，是物理仿真系统，它是由与盾体装配在一起的刀盘驱动装置、刀盘、刀盘切削模拟加载装置、模拟管片、盾构机推进装置、盾构机推进模拟加载装置、排渣模拟装置、泥水输送模拟装置、压力平衡模拟装置、盾构机姿态调整模拟装置组成，它们通过设置在仿真系统内的传感器、控制按钮、触摸屏与被检测的盾构机控制系统联系。

所述盾构机功能仿真系统是数学仿真系统，它是通过计算机对盾构机中的刀盘切削模拟加载装置、盾构机推进模拟加载装置、压力平衡模拟加载装置、盾构机姿态调整模拟装置、管片拼装机构、注浆机构、密封润滑机构、添加剂注入机构、石渣破碎机构、管片转运机构、压缩空气供给机构、工业用水供给机构、通风机构的工作过程建立的数学模型；并通过与盾构机控制系统的联系，对控制系统正确性进行检验。

该盾构机控制系统检测试验台，可全面模拟多种类型盾构机的各种功能，从而对盾构机控制系统在设计、组装与调试上的正确性进行检验，避免了在控制系统设计不完善时直接与盾构机联机所带来的风险，缩短了新机型的研发周期。同时，便于对盾构机控制系统的优化与改型，还便于对正在隧道中施工的盾构机实行远程故障诊断。

本发明中的“盾构机控制系统”检测试验台具有功能全面、仿真度高、主次分明、虚实结合、结构简单、便于扩展的优点。

附图说明

图1为实施例1的功能仿真系统组成示意框图；

图2为实施例1的物理仿真系统结构示意图；

图3为盾构机控制系统组成示意框图；

图4为盾构机控制系统检测试验台工作原理示意图；

具体实施方式

实施例1：本实施例中的盾构机控制系统检测试验台中，有一个盾构机功能仿真系统2，它由物理仿真系统3与数学仿真系统4组成。

盾构机功能物理仿真系统3，由与盾体21装配在一起的刀盘驱动装置9、刀盘8、刀盘切削模拟加载装置7、模拟管片12、盾构机推进装置11、盾构机推进模拟加载装置10、排渣模拟装置15、泥水输送模拟装置14、压力平衡模拟装置13、盾构机姿态调整模拟装置16等组成。