[发明专利]盾构机管片拼装机驱动方法、装置、系统、设备及介质

说明书

本申请提供了一种盾构机管片拼装机驱动方法、装置、系统、设备及介质，所述方法包括步骤：所述盾构机管片拼装机的吸盘吸取管片后，根据盾构机管片拼装机的旋转架的旋转方向、管片所处角度位置确定是否需要向所述旋转架提供反扭矩；若确定需要提供反扭矩，则根据所需反扭矩的大小自适应地调节所述旋转架与发电机之间的减速比，使旋转架驱动所述发电机按相应的转速进行发电的同时，对不同负负载工况下的旋转架提供所需大小的反扭矩。本申请可对不同负负载工况下的旋转架自适应地提供大小合适的反扭矩，防止不同的负负载对旋转运动造成抖动，同时还可以将此过程的中能量进行回收，以提高拼装机系统的节能性。

技术领域

本申请涉及工程机械设备技术领域，特别地，涉及一种盾构机管片拼装机驱动方法、装置、系统、设备及介质。

背景技术

在我国，地铁、公路、铁路以及引水等基础工程需要通过盾构法修建许多隧道，盾构机在修建隧道时，需要利用管片拼装机拼装管片对已成型的隧道进行支护。在管片拼装的过程中，拼装机需要将管片抓取，并旋转运送到不同位置。由于在抓取管片旋转时，拼装机需要较大的扭矩，考虑到拼装机机械结构的紧凑性，一般采用功率密度较高的液压马达驱动拼装机旋转，而不是电机。当液压马达驱动拼装机向下旋转运动时，受重力影响，需要采用平衡阀对液压马达回油提供背压，此背压对拼装机的旋转起到反扭矩的作用，可以有效防止负负载对旋转运动造成抖动。虽然采用平衡阀保证了旋转的稳定性，但是在此过程中，平衡阀前后压差较大，浪费了一定的能量，不利于系统的节能性。

因此有必要研发一种盾构机管片拼装机的驱动系统，在拼装机向下旋转运动时，即能够防止负负载对旋转运动造成抖动，同时还可以将此过程中的能量进行回收，提高拼装机系统的节能性。

发明内容

本申请一方面提供了一种盾构机管片拼装机驱动方法，旨在解决现有的盾构机管片拼装机采用平衡阀保证旋转稳定性时，存在能量浪费，不利于系统节能的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种盾构机管片拼装机驱动方法，包括步骤：

所述盾构机管片拼装机的吸盘吸取管片后，根据盾构机管片拼装机的旋转架的旋转方向、管片所处角度位置确定是否需要向所述旋转架提供反扭矩；

若确定需要提供反扭矩，则根据所需反扭矩的大小自适应地调节所述旋转架与发电机之间的减速比，使旋转架驱动所述发电机按相应的转速进行发电的同时，对不同负负载工况下的旋转架提供所需大小的反扭矩。

进一步地，所述盾构机管片拼装机的吸盘吸取管片后，根据盾构机管片拼装机的旋转架的旋转方向、管片所处角度位置确定是否需要向所述旋转架提供反扭矩，具体包括步骤：

当所述盾构机管片拼装机的旋转架旋转方向为顺时针或逆时针方向时，若所述管片在竖直朝上与竖直朝下之间的区域内由上至下地移动时，则确定需要向所述旋转架提供反扭矩。

进一步地，所述若确定需要提供反扭矩，则根据所需反扭矩的大小自适应地调节所述旋转架与发电机之间的减速比，使旋转架驱动所述发电机按相应的转速进行发电的同时，对不同负负载工况下的旋转架提供所需大小的反扭矩，具体包括步骤：

根据管片所处角度位置θ、管片至回转中心的距离L、管片质量m建立负负载工况下的力矩T得到当前负负载大小：

T＝f(θ,L,m)；

若旋转架的转速为n，则通过减速机传到发电机上的转速为n₁＝n×i_减速机，则计算发电机产生的反扭矩为：

T_发电机＝f₁(n₁)；

为平衡所述负负载，则通过减速机和旋转架放大后的反扭矩为T_反：