申请/专利权人：中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司

申请日：2021-11-17

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN114233312B

主分类号：E21D9/10

分类号：E21D9/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明属于自动化掘进设备技术领域，具体涉及一种悬臂掘进机自由断面截割控制系统及控制方法，该方法包括操作截割臂移动截割头在断面上通过选取至少四个不共线的坐标点确定截割范围或者操作截割臂通过截割头在断面上划定待截割范围；使截割头移动至第一个位置点坐标或轮廓线的起点坐标；开启截割电机，截割头在自动截割起始点掏槽至合适深度；主控模块按照选取坐标点的顺序或指定截割路线及范围进行自动截割；在自动截割过程中，主控模块检测到运行状态反馈模块的反馈数据大于设定值时或者处于非正常状态时进行截割控制干预。本发明在不需要获取悬臂掘进机位置信息前提下，提高了悬臂掘进机掘进施工效率，提高了隧道成型质量，避免了超挖欠挖。

主权项：1.一种基于悬臂掘进机自由断面截割控制系统的控制方法，所述控制系统包括数据输入模块、运行状态反馈模块、主控模块、执行模块和显示模块，其中：数据输入模块，用于输入设备参数；运行状态反馈模块，用于检测设备运行状态并反馈至主控模块；主控模块，用于对数据输入模块和运行状态反馈模块的输入数据进行计算处理，并输出控制指令；执行模块，用于接收并执行所述主控模块的控制指令；显示模块，用于显示传感器实时数据及设备执行状态；其特征在于，所述控制方法包含以下步骤：步骤1，在悬臂掘进机进行截割工作前，将该设备移动至待截割隧道断面正前方合适位置，同时主控模块记录设备此时面向断面的方向角；步骤2，操作截割臂移动截割头在断面上通过选取至少四个不共线的坐标点确定截割范围，并且坐标点选择的顺序决定自动截割时截割头的移动路径，或者操作截割臂通过截割头在断面上划定待截割范围；步骤3，使用操作开关进行确定并记录至少四个位置点坐标或者划定轮廓线的连续点坐标；步骤4，通过操作开关使能自动截割初始化，主控模块给定执行模块控制指令使截割头移动至至少四个位置点坐标的第一个位置点坐标或者划定轮廓线的起点坐标；步骤5，开启截割电机，操作悬臂掘进机保持步骤1中主控模块记录的方向角向正前方移动至合适位置，当方向角偏差大于允许值，主控模块发出调整报警，同时截割头在自动截割起始点掏槽至合适深度；步骤6，通过操作开关自动启动截割流程，同时主控模块记录悬臂掘进机本体倾角数据，主控模块按照选取坐标点的顺序或指定截割路线及范围进行自动截割；自动截割采用左右循环向上的截割方法；当悬臂掘进机截割臂截割范围小于断面面积时，采用选取至少四个坐标点划定自动截割范围，这种方式下截割路径方向与选坐标点的顺序有关，当第一坐标点和第二坐标点是由左向右时，截割头由左向右循环向上截割，当第一坐标点和第二坐标点是由右向左时，截割头由右向左循环向上截割；在特殊情况下实现上下循环向左截割和上下循环向右截割；当悬臂掘进机截割臂截割范围大于断面面积时，采用在断面上划定待截割范围；步骤7，在自动截割过程中，主控模块检测到运行状态反馈模块的反馈数据大于设定值时进行截割控制干预；步骤8，在自动截割过程中，当主控模块判断自动截割处于非正常状态时，这里非正常状态指的是悬臂掘进机本体倾角数据与步骤6中自动截割初始化记录的倾角数据差值超出设定阈值Xmax、Ymax，这种情况下说明此时刻下悬臂掘进机与自动截割初始化的位置存在较大位移，存在超挖欠挖风险，应停止截割操作并报警，并重新设定自动截割流程；步骤9，当一个自动截割流程完成后，截割头自动复位至起始位置，进行下一循环自动截割或者设定断面上其他位置的自动截割区域选择。

全文数据：

权利要求：

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