[发明专利]一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节系统及方法

说明书

本发明提出了一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节系统，包括用于对盾构机水管进行卷动的卷管机，还包括：电机、电机转速调节模块、控制模块、参数采集模块，所述电机的输出端与卷管机的转速控制端连接，所述电机转速调节模块的输出端与电机的输入端连接，所述控制模块获取参数采集模块采集的位置信息、盾构机推进速度信息，根据采集的位置信息、盾构机推进速度信息确定电机理论转速信息，并将确定的电机理论转速信息发送至电机转速调节模块进行电机转速调节，本发明还提出了一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节方法，根据确定的电机理论转速控制调节释放水管长度，使得卷管机行程与盾构机推进位移保持一致，有利于盾构机施工正常运行。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，尤其是涉及一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节系统及方法。

背景技术

隧道施工中的盾构机尾部水管主要是与竖井上方的蓄水池进行连接，在盾构机掘进时，水管里的水主要对盾构机的电气部件及刀盘驱动进行冷却、提供泡沫剂的水的来源以及用于给盾构机或隧道进行清洁等功能。

现有技术中，盾构机的水管卷管机主要是利用点对点的方式通过人工方式释放，水管长度释放过长或过短都会有一定的影响。例如。水管的释放不及时或过短可能会出现由于水管的拖拽出现水管外壁破裂或者连接处断开等隐患；水管的长度释放过多，会出现水管的层层叠压现象，在盾构机前进过程中，出现水管缠成一团等现象，不利于盾构机施工过程中的正常运行。

因此，利用盾构机前进过程中，卷管机根据盾构机的转速按需释放水管长度显得尤为重要。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节系统及方法，可以根据盾构机的转速自动调节释放水管长度，有利于盾构机施工过程中的正常运行。

本发明第一方面提供了一种用于盾构机的卷管机水管释放自动调节系统，包括用于对盾构机水管进行卷动的卷管机，还包括：电机、电机转速调节模块、控制模块、参数采集模块，所述电机的输出端与卷管机的转速控制端连接，所述电机转速调节模块的输出端与电机的输入端连接，所述控制模块的参数输入端与参数采集模块的输出端连接，所述控制模块的控制输出端与电机转速调节模块输入端连接，用于获取参数采集模块采集的位置信息、盾构机推进速度信息，根据采集的位置信息、盾构机推进速度信息确定电机理论转速信息，并将确定的电机理论转速信息发送至电机转速调节模块进行电机转速调节。

可选地，所述参数采集模块包括距离采集子模块、盾构机速度采集子模块，所述距离采集子模块设置于卷管机的顶部，用于分别获取卷管机最外侧水管至距离采集子模块的第一采集距离，以及卷管机圆心至距离采集子模块的第二采集距离，所述距离采集子模块的输出端与控制模块的第一参数输入端连接；所述盾构机速度采集子模块的输入端与盾构机通信连接，用于获取盾构机的推进速度，所述盾构机速度采集子模块的输出端与控制模块的第二参数输入端连接。

进一步地，根据采集的位置信息、盾构机推进速度信息确定电机理论转速信息具体是：

其中，n₁为电机理论转速信息，v₁为盾构机推进速度信息，r为卷管机最外侧水管至卷管机圆心的距离。

可选地，所述参数采集模块还包括电机转速采集子模块，所述电机转速采集子模块与电机通信连接，用于获取电机实际转速信息，所述电机转速采集子模块的输出端与控制模块的第三参数输入端连接。

进一步地，控制模块还包括模糊控制器，所述模糊控制器根据电机理论转速信息以及电机实际转速信息通过模糊推理，确定电机新的转速信息，并将确定的电机理论转速信息发送至电机转速调节模块进行电机转速调节。

可选地，还包括：支撑模块，所述支撑模块设置于卷管机底部，与卷管机固定连接，与卷管机固定连接，实现对卷管机的支撑。