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公开(公告)号：CN110186396B
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN201910486552.0
申请日：2019-06-05
Applicant: 中南大学 , 中国铁建重工集团有限公司 , 中铁第四勘察设计院集团有限公司
IPC: G01B11/25
Abstract: 本发明提供了一种获取TBM隧洞形貌三维点云数据的装置及方法，包括以下步骤：步骤一：TBM始发前，定位主梁上所有的扫描装置；步骤二：停机后，启动扫描装置获取三维点云数据，将各个扫描装置获取的三维点云数据拼接成完整的隧洞形貌；步骤三：将获取的三维点云数据截取成两次停机所在的隧道截面之间的长度；步骤四：将基于云台转轴坐标系下的三维点云数据转换成基于大地坐标系下的三维点云数据；步骤五：将处理后的三维点云数据保存到工控机中，并拼接到已完成掘进的隧洞形貌三维点云数据中；步骤六：扫描装置复位，等待下一次扫描开始。本发明解决了施工中TBM主梁阻挡扫描的问题，提供高精度的隧洞形貌三维模型。
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公开(公告)号：CN111468932A
公开(公告)日：2020-07-31
申请号：CN202010298611.4
申请日：2020-04-16
Applicant: 中南大学 , 中国铁建重工集团股份有限公司
Abstract: 本发明提供了一种适用于盾构的换刀机器人执行机构，包括滚刀拆装机构、换刀机械手和动作执行机构，滚刀拆装机构与滚刀连接，滚刀拆装机构同时与盾构机刀盘上的刀箱可拆卸连接，换刀机械手设置在动作执行机构的执行端部，能切换滚刀拆装机构的状态，使滚刀拆装机构与刀箱锁紧或松开，同时换刀机械手能夹持滚刀以及滚刀拆装机构的整体，并通过多自由度的动作执行机构驱动而沿换刀的路径移动。本发明实现了盾构狭窄空间的机器换刀作业，可完成刀盘全盘面滚刀的拆装更换，完全代替传统的人工换刀，提高了换刀效率和盾构整体施工效率，保障了盾构施工的安全性。
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公开(公告)号：CN112983491B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202110071321.0
申请日：2021-01-19
Applicant: 中南大学 , 中国铁建重工集团股份有限公司 , 中铁第四勘察设计院集团有限公司
Abstract: 本发明提供的一种新型TBM钢拱架自动拼装作业装置，包括主梁、储放框架、拼装小车、机壳、拼装环和拼装环驱动装置，主梁设置在机壳内部，拼装小车可移动的设置在主梁上，储放框架设置在主梁上，且位于拼装小车的上方，拼装环的一端位于机壳的内部、另一端位于机壳的外部，且拼装环可相对机壳旋转，拼装环驱动装置设置在机壳的内壁上，拼装环驱动装置用于驱动拼装环转动，本发明提供的一种新型TBM钢拱架自动拼装作业装置及作业方法，省去了目前传统的钢拱架连接过程中较为繁琐的螺旋连接工序，实现了钢拱架的自动拼装作业，大大提高了钢拱架的拼装效率，减轻了施工人员的劳动强度，提高了施工的安全性。
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公开(公告)号：CN112096396B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202011003161.8
申请日：2020-09-22
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及隧道掘进技术领域，特别涉及一种微波、激光与空化射流组合的破岩刀盘及破岩方法，刀盘包括刀盘面板和设置在所述刀盘面板上的滚刀，所述滚刀将所述刀盘面板分成多个区域，每个区域均设置有微波发射装置、激光发射装置和空化射流装置，所述微波发射装置能发射微波，所述激光发射装置能发射激光，所述空化射流装置能发射空化射流。本发明将微波与激光辅助破岩、空化射流冲蚀岩石、冷热循环应力破岩和滚刀破岩结合，克服了刀盘在极硬岩环境下掘进速度较慢、滚刀损坏过快等问题，提升了刀盘的破岩效率，节约了破岩成本。
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公开(公告)号：CN111468932B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202010298611.4
申请日：2020-04-16
Applicant: 中南大学 , 中国铁建重工集团股份有限公司
Abstract: 本发明提供了一种适用于盾构的换刀机器人执行机构，包括滚刀拆装机构、换刀机械手和动作执行机构，滚刀拆装机构与滚刀连接，滚刀拆装机构同时与盾构机刀盘上的刀箱可拆卸连接，换刀机械手设置在动作执行机构的执行端部，能切换滚刀拆装机构的状态，使滚刀拆装机构与刀箱锁紧或松开，同时换刀机械手能夹持滚刀以及滚刀拆装机构的整体，并通过多自由度的动作执行机构驱动而沿换刀的路径移动。本发明实现了盾构狭窄空间的机器换刀作业，可完成刀盘全盘面滚刀的拆装更换，完全代替传统的人工换刀，提高了换刀效率和盾构整体施工效率，保障了盾构施工的安全性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111441787B
公开(公告)日：2021-03-26
申请号：CN202010298585.5
申请日：2020-04-16
Applicant: 中南大学 , 中国铁建重工集团股份有限公司
IPC: E21D9/08
Abstract: 本发明提供了一种适用于盾构换刀机器人的滚刀拆装机构，包括刀轴安装座，滚刀的刀轴与所述刀轴安装座固定连接，所述刀轴安装座与盾构机刀盘上的刀箱可拆卸连接；所述刀轴安装座上设置有一锁紧部，主要包括中间滑块和边滑块，通过中间滑块竖直移动，驱动边滑块水平移动，完成刀轴安装座以及滚刀与内刀箱之间的锁紧及松开过程。本发明同时考虑了刀箱的有限内部空间和滚刀重载特性，提供了一种紧凑可靠的滚刀拆装机构，通过刀轴安装座、中间滑块与边滑块的配合，实现了滚刀与刀箱的可靠连接和安全拆装，代替了人工换刀作业，提高了换刀效率，降低了盾构施工风险。
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公开(公告)号：CN112096395A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202011003153.3
申请日：2020-09-22
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及隧道掘进技术领域，特别涉及一种微波与空化射流组合的破岩刀盘及方法，刀盘包括刀盘面板和设置在所述刀盘面板上的滚刀，所述滚刀将所述刀盘面板分成多个区域，每个区域均设置有所述微波发射装置以及所述空化射流装置，所述微波发射装置能发射微波，所述空化射流装置能发射空化射流。本发明通过微波、空化射流对岩石作用，且让岩石冷热循环，使岩石内部结构发生了变化，其物理、力学性质的降低更有利于滚刀的破岩，从而克服了刀盘在极硬岩环境下掘进速度较慢、滚刀损坏过快等问题，提升了刀盘的破岩效率，节约了破岩成本。
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公开(公告)号：CN111442917A
公开(公告)日：2020-07-24
申请号：CN202010298552.0
申请日：2020-04-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，包括：基座；计算机，所述计算机与所述基座平行设置，所述计算机的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机用于进行数据的实时记录与保存；电控柜，所述电控柜固定设置在所述基座的第一桥臂上，所述电控柜与所述计算机的第二端电连接。本发明可实现不同压力环境、不同预压缩量、不同材料和结构的盾构机储存舱闸门密封件的闸门密封性能测试试验，通过试验可以得到特定服役条件下盾构机储存舱闸门密封件疲劳寿命测试结果，为盾构机换刀机器人储存舱闸门不同位置盾构机储存舱闸门密封件材料和结构的可靠性设计提供依据。
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公开(公告)号：CN112324448A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011204294.1
申请日：2020-11-02
Applicant: 中南大学 , 中铁十四局集团隧道工程有限公司
Abstract: 本发明提供了一种掘进机刀盘主驱动螺栓状态实时监测装置，包括：测量光纤、光纤旋转接头、连接光纤和布里渊时域反射分析仪；所述测量光纤的首端固定设置在掘进机刀盘法兰上，所述测量光纤的中部依次穿设在所述掘进机刀盘法兰的每个连接螺栓上，所述测量光纤的尾部呈U型设置在所述掘进机刀盘法兰的温度补偿孔内，所述测量光纤的末端通过所述光纤旋转接头连接所述连接光纤，所述连线光纤连通所述布里渊时域反射分析仪；本发明还提供了一种掘进机刀盘主驱动螺栓状态实时监测方法。本发明可以实时监测刀盘主驱动螺栓的应变、应力和受力情况，有利于判断连接螺栓紧固情况和受挤压情况，预防连接螺栓断裂和疲劳破坏。
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公开(公告)号：CN111442917B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN202010298552.0
申请日：2020-04-16
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种盾构换刀机器人储存舱闸门密封件服役疲劳性能测试装置，包括：基座；计算机，所述计算机与所述基座平行设置，所述计算机的第一端与PLC控制器电连接，所述计算机用于进行数据的实时记录与保存；电控柜，所述电控柜固定设置在所述基座的第一桥臂上，所述电控柜与所述计算机的第二端电连接。本发明可实现不同压力环境、不同预压缩量、不同材料和结构的盾构机储存舱闸门密封件的闸门密封性能测试试验，通过试验可以得到特定服役条件下盾构机储存舱闸门密封件疲劳寿命测试结果，为盾构机换刀机器人储存舱闸门不同位置盾构机储存舱闸门密封件材料和结构的可靠性设计提供依据。
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