[发明专利]一种用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法

权利要求书

1.一种用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，应用于掘进机，其特征在于，所述掘进机截割作业部分包括控制器和可旋转的转盘(1)，所述转盘(1)上设有可摆动的截割臂(2)，所述截割臂(2)上设有驱动油缸，所述转盘(1)上设有转角传感器，所述驱动油缸上设有位移传感器和压力传感器，所述转角传感器、位移传感器和压力传感器与所述控制器相连，所述控制方法包括以下步骤：

步骤1，通过所述位移传感器测量所述驱动油缸的位移，所述控制器计算出所述截割臂(2)的摆角θ；

步骤2，所述控制器通过所述转角传感器测量所述转盘(1)的转角ψ；

步骤3，通过所述压力传感器测量所述驱动油缸的压力，并根据所述掘进机的工作状态，所述控制器计算出所述截割臂(2)最佳切削宽度；

步骤4，所述控制器根据所述截割臂(2)的摆角θ、转盘(1)的转角ψ和截割臂(2)最佳切削宽度实时控制所述截割臂(2)，实现对不同尺寸任意形状截面的截割作业。

2.如权利要求1所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述转盘(1)包括底座和凸台，所述底座上设有若干的外截割臂，所述凸台上设有若干的内截割臂。

3.如权利要求2所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述压力传感器设于所述驱动油缸的两端，并实时测量所述驱动油缸两端的压力。

4.如权利要求1所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述截割臂(2)的末端设有可旋转的刀盘。

5.如权利要求3所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述掘进机的工作状态包括功率分配、截割臂受力、整机振动和截割臂(2)姿态。

6.如权利要求5所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述截面形状包括但不限于圆形断面、马蹄形断面、矩形断面和拱形断面形状。

7.如权利要求1所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述步骤4中包括以所述转盘(1)回转轴在截面上的点为原点设定X、Y轴，所述控制器通过实时综合考虑截割臂(2)与原点的位置关系、截割臂(2)的摆角、转盘(1)的转角以及截面形状控制截割臂(2)的运动轨迹。

8.如权利要求7所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述步骤4中的截割臂的运动轨迹包括转角小于90度阶段、截割臂与原点的距离小于截面形状与原点最小距离的阶段、截割臂与原点的距离小于截面形状与原点最大距离的阶段和截割臂与原点的距离等于截面形状与原点最大距离的阶段。

9.如权利要求8所述的用于掘进机任意断面成形截割臂运动轨迹的控制方法，其特征在于，所述步骤4中截割臂(2)的摆动包括沿所述转盘(1)回转轴向内摆动和向外摆动。