[发明专利]一种盾构机用自动纠偏系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盾构机用纠偏系统，尤其涉及一种盾构机用自动纠偏系统，本发明还提供了该纠偏系统的工作方法。

背景技术

众所周知，盾构法是用带防护罩的特制机械(即盾构机)在破碎岩层或土层中掘进隧洞的施工方法。在盾构机的掘进过程中，盾构机是按照预订轨迹向前行进的。但在施工过程中，很难避免盾构机偏离预定轨迹的情况，一旦盾构机偏离预订轨迹，就需要对盾构机施行纠偏。

目前，盾构机纠偏多采用传统的人工操作纠偏方式，其首先需要对盾构机进行定位，然后进行计数测量，最后再对盾构机进行水平，垂直方向的纠偏。这种纠偏方式不仅操作繁琐，纠正速度慢，精度不高，而且会加大施工量，降低施工效率。同时由于盾构机是在隧洞中进行掘进，工作环境非常恶劣，如采用人工操作进行纠偏，存在着较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构机用自动纠偏系统，可以自动纠正盾构机的运行轨迹，并且具有高精度、高效率等优点，同时减少了人工参与纠偏操作，提高了施工的安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种盾构机用自动纠偏系统，包括：

激光自动位姿测量系统，用于对盾构机的位置和姿态实施实时监测；

数据存储装置，输入端连接激光自动位姿测量系统的输出端，用于接收激光自动位姿测量系统所传输的盾构机的位置和姿态的数据并储存，并存储有盾构机正确的位置和姿态的数据；

工控机，输入端连接激光自动位姿测量系统的输出端和接数据存储装置输出端，用于接收并比较两系统输出的盾构机位置和姿态的数据，并根据比较结果输出盾构机纠偏控制信号；

控制器，输入端连接工控机输出端，用于接收工控机输出的盾构机纠偏控制信号，并根据工控机输出的盾构机纠偏控制信号，带动驱动机构对盾构机进行纠偏；

驱动机构，输入端连接控制器输出端，根据控制器发出的驱动信号，进行运动，对盾构机进行纠偏。

进一步的，所述驱动机构包括推进千斤顶和中折千斤顶。

进一步的，所述激光自动位姿测量系统安装在盾构机推进系统上。

本发明还提供一种盾构机用自动纠偏系统的工作方法，该方法用于上述盾构机用自动纠偏系统，该工作方法包括如下步骤：

步骤A：激光自动位姿测量系统对盾构机的位置和姿态实施实时监测并得到盾构机位置和姿态的数据；

步骤B：将步骤A中获得的盾构机位置和姿态的数据存储至数据存储装置中；

步骤C：将步骤A中得到的盾构机位置和姿态的数据同步输送至工控机中，同时将数据存储装置中的存储的盾构机正确的位置和姿态的数据输送至工控机中；

步骤D：在工控机中，将接收到的激光自动位姿测量系统所传输的盾构机位置和姿态的数据，与接收到的数据存储装置所传输的盾构机正确的位置和姿态的数据进行比较，判断是否要向控制器发出纠偏控制信号；

步骤E：控制器接收到工控机发出的纠偏控制信号后，向驱动机构发出驱动信号；

步骤F：驱动机构接收到控制器的驱动信号后，控制推进千斤顶和中折千斤顶对盾构机的位置和姿态进行调整，从而实现对盾构机运行轨迹的纠偏。

本发明的有益效果为，所述盾构机用自动纠偏系统，其通过激光自动位姿测量系统测量盾构机的位置和姿态，同时与数据存储装置中的预设值进行比较，产生盾构机纠偏控制信号并通过控制器控制驱动机构进行纠偏，其相应速度快、纠偏效率高，并且纠偏精度较人工纠偏有很大提高，从而保证了盾构施工中，盾构机运行轨迹与预设值一致，保证隧洞的施工质量，同时减少了人工参与纠偏操作，提高了施工的安全性；采用数据存储装置接收激光自动位姿测量系统输出的位置和姿态数据并储存，可对整个施工过程进行监控，并留有盾构机运行轨迹的数据；驱动机构同时采用推进千斤顶和中折千斤顶，保证了纠偏系统的快速响应，提高了纠偏效率。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的盾构机用自动纠偏系统的组成框图。

图中：

1、激光自动位姿测量系统，2、数据存储装置，3、工控机，4、控制器，5、驱动机构，6、推进千斤顶，7、中折千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，所述盾构机用自动纠偏系统，包括：激光自动位姿测量系统1、数据存储装置2、工控机3、控制器4和驱动机构5。

其连接方式为：