申请/专利权人：盾构及掘进技术国家重点实验室;中铁隧道局集团有限公司

申请日：2019-07-31

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110454193B

主分类号：E21D11/10

分类号：E21D11/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.12.10#实质审查的生效;2019.11.15#公开

摘要：本发明公开了一种TBM施工前置式湿喷机智能控制装置，它包括信号处理单元、信号采集单元以及外设单元；所述信号处理单元包括CPU模块、与CPU模块连接的电源模块、以及与CPU模块信号输入端连接的AD转换模块；所述信号采集单元包括设置在湿喷机喷嘴下面并与喷嘴呈115～120度夹角的超声波传感器、以及固定在湿喷机喷嘴机械臂和支撑力臂夹角处的扭矩传感器；所述超声波传感器以及扭矩传感器的信号输出端分别与接口模块连接；所述接口模块的信号输出端与AD转换模块的信号输入端连接；所述外设单元包括分别与CPU模块的输入输出端连接的数据存储模块以及TBM主控PLC以太网接口模块。

主权项：1.一种TBM施工前置式湿喷机智能控制装置，其特征在于：包括信号处理单元、信号采集单元以及外设单元；所述信号处理单元包括CPU模块（1）、与CPU模块连接的电源模块（2）、以及与CPU模块信号输入端连接的AD转换模块（3）；所述信号采集单元包括设置在湿喷机喷嘴下面并与喷嘴呈115～120度夹角的超声波传感器（4）、以及固定在湿喷机喷嘴机械臂和支撑力臂夹角处的扭矩传感器（5）；所述超声波传感器（4）以及扭矩传感器（5）的信号输出端分别与接口模块（6）连接；所述接口模块（6）的信号输出端与AD转换模块（3）的信号输入端连接；所述外设单元包括分别与CPU模块（1）的输入输出端连接的数据存储模块（7）以及TBM主控PLC以太网接口模块（8）；所述超声波传感器（4）固定在系统喷射回弹物弹射最大距离之外；所述的接口模块（6）为可扩展接口类型，其包括采集线束和传输线束；所述湿喷机智能控制装置操作方法的步骤如下：步骤1：超声波传感器、扭矩传感器采集信号，通过采集线束和传输线束传输到主机模块，同时主机模块通过TBM主控PLC以太网接口提取TBM掘进参数，并进行本地存储；步骤2：信号采集单元输出信号到信号处理单元的AD转换模块进行信号处理；步骤3：CPU模块对信号处理单元的AD转换模块输出信号进行处理，将处理结果推送本地存储或与TBM主控PLC以太网接口模块相连的扩展模块进行二次数据处理；使用时：检查装置电源状态指示灯是否正常，选择超声波传感器和扭矩传感器输出信号对应的参数类型，将超声波传感器固定在湿喷机喷嘴下面，和喷嘴成115～120度夹角，固定位置控制在系统喷射回弹物弹射最大距离之外，有效避免影响传感器探测精度；扭矩传感器固定在喷嘴机械臂和支撑力臂夹角处，既不影响湿喷机设备正常工作，能够实时多频次采集喷射物回弹信息和喷嘴喷射反向力矩信息，通过采集线束和传输线束传输到主机模块，然后信号采集单元输出信号到信号处理单元的AD转换模块，信号处理单元的AD转换模块输出信号到CPU模块，建立湿喷机不同类型喷射物的超声波多频次探测和喷嘴喷射方向力矩对应关联关系；通过多组参数求加权平均值、自适应算法设计与阈值设置及模糊控制的技术手段，实时调整湿喷机工作状态，有效降低湿喷回弹量。

全文数据：

权利要求：

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