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公开(公告)号：CN115774912A
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202211578613.4
申请日：2022-11-21
申请人： 盾构及掘进技术国家重点实验室 , 浙江大学
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/27 , G06N3/084 , G06F111/10
摘要： 本发明公开了一种机理和数据联合驱动的TBM滚刀磨损预测方法，属于滚刀磨损量预测领域。本发明一方面由滚刀与岩体的磨粒磨损、黏着磨损及疲劳磨损等磨损机理推导出的滚刀磨损量计算公式，另一方面采用数据模型对机理磨损量与实际磨损量的残差部分进行建模，将TBM掘进参数也作为滚刀磨损量的影响因素。本发明的预测方法充分结合了理论机理模型和数据模型的各自优点，能够根据TBM规格参数和现场工程数据高精度的预测出每把滚刀的实际磨损程度，较纯数据模型有更好的泛化特性，较纯机理模型有更好的拟合精度，为现场操作人员掌握滚刀信息提供帮助，为及时换刀提供数据依据，提升了滚刀的利用率和掘进机的工作效率。
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公开(公告)号：CN117685001A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202410047541.3
申请日：2024-01-12
申请人： 盾构及掘进技术国家重点实验室 , 浙江大学
IPC分类号： E21D9/093
摘要： 本发明公开了一种基于PID控制的盾构智能调向系统及控制方法。系统的盾构位姿测量模块采集盾构位姿数据并结合预设隧道设计轴线输出盾构位姿偏差值，数据采集模块采集并存储盾构位姿偏差值，PID控制器接收盾构位姿偏差值并输出推进油缸压力增量控制信号，油压位姿模块接收控制信号并控制盾构机执行动作。方法包括：仿真系统设计PID控制器，从而构建智能调向系统；系统实时采集盾构位姿数据并输出控制信号控制盾构机的推进油缸执行动作以继续进行隧道掘进工作。本发明系统利用PID控制器进行盾构调向操作，有效解决人工操作盾构机调向时出现的误操作、调整过度以及调整不及时等一系列问题，大大提升了盾构智能化程度。
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公开(公告)号：CN113338972B
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202110748582.1
申请日：2021-07-02
申请人： 浙江大学 , 中铁工程装备集团有限公司
IPC分类号： E21D9/093
摘要： 本发明公开了一种基于LSTM的泥水盾构开挖面压力动态平衡自主控制方法。混合切换模型预测控制模块根据反馈的液位高度和推进速度实际值和事先测量参数处理获得期望值参数，再经泵开关模块对泥浆泵控制输出参考值参数，经最优控制模块进行跟踪处理输出阀的实际值参数，再经阀开关模块对阀门控制获得过程的实际值参数，经泥水压力动态平衡过程模块获得液位高度实际值，反馈到事件驱动控制模块和混合切换模型预测控制模块；事件驱动控制模块接收液位高度实际值生成运行模式，再反馈到混合切换模型预测控制模块、泵开关模块和阀开关模块。本发明减轻盾构机的控制工作量，在能够实现完全自主控制的基础上显著了提高泥水压力平衡控制精度。
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公开(公告)号：CN108953244A
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201811038888.2
申请日：2018-09-06
申请人： 浙江大学
摘要： 本发明公开了一种隧道掘进机钢拱架拼装液压系统。采用三位四通电液伺服阀和电液比例压力控制阀控制系统流量和压力双向驱动液压马达实现钢拱架拼接段的精确定位和成环，左侧液压马达和右侧液压马达可采用分组控制模式，回路采用平衡阀作为闭锁元件。采用三位四通电液伺服阀和带有压力补偿的定差减压阀对撑紧液压油缸实现力位复合控制，回路采用双向液压锁作为闭锁元件。高压定量泵出口连接蓄能器和电磁卸荷阀，满足高速回路峰值流量需求的同时可减小马达启动过程的压力脉动和流量冲击。本发明能够实现变负载条件下钢拱架拼接段的精确定位和快速拼接，降低振动环境对撑紧液压回路的干扰，提高隧道掘进机施工安全性、质量和效率。
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公开(公告)号：CN113338972A
公开(公告)日：2021-09-03
申请号：CN202110748582.1
申请日：2021-07-02
申请人： 浙江大学 , 中铁工程装备集团有限公司
IPC分类号： E21D9/093
摘要： 本发明公开了一种基于LSTM的泥水盾构开挖面压力动态平衡自主控制方法。混合切换模型预测控制模块根据反馈的液位高度和推进速度实际值和事先测量参数处理获得期望值参数，再经泵开关模块对泥浆泵控制输出参考值参数，经最优控制模块进行跟踪处理输出阀的实际值参数，再经阀开关模块对阀门控制获得过程的实际值参数，经泥水压力动态平衡过程模块获得液位高度实际值，反馈到事件驱动控制模块和混合切换模型预测控制模块；事件驱动控制模块接收液位高度实际值生成运行模式，再反馈到混合切换模型预测控制模块、泵开关模块和阀开关模块。本发明减轻盾构机的控制工作量，在能够实现完全自主控制的基础上显著了提高泥水压力平衡控制精度。
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公开(公告)号：CN110552713B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201910689306.5
申请日：2019-07-29
申请人： 浙江大学
IPC分类号： E21D9/12
摘要： 本发明公开了一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣清理装置及其方法。该装置包括滑轨、机械臂、末端执行器、滑轨、主梁、滑轨油缸。机械臂通过水平滑轨悬挂在主梁上，滑轨油缸一端铰接于主梁上，一端和机械臂底座铰接，可驱动机械臂沿隧道掘进方向平移，底座回转油缸可驱动整个机械臂回转动作，肩关节俯仰摆动油缸驱动大臂回转，肘关节俯仰油缸驱动小臂回转，腕关节俯仰油缸驱动末端执行器回转，末端执行器驱动摆动油缸用来控制末端执行器的开合动作。末端执行器通过开合动作可覆盖绝大部分工况，对不同粒径的积渣进行清理；该装置可替代人工操作，实现隧道底部积渣的高效率自动清理。
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公开(公告)号：CN110568448A
公开(公告)日：2019-12-13
申请号：CN201910690063.7
申请日：2019-07-29
申请人： 浙江大学
IPC分类号： G01S17/88 , G01S17/02 , H04N13/239 , G06K9/00
摘要： 本发明提供了一种硬岩隧道掘进机隧道底部积渣识别装置及其方法。该装置包括一组导轨，该组所述导轨布置在硬岩隧道掘进机主梁底部；一组旋转机构，该组所述旋转机构通过转接架固定在导轨相应的滑块上；一对工业相机，该对所述工业相机组成双目视觉系统，并通过T形板安装在旋转机构上；一个2D激光雷达，该所述激光雷达固定在导轨相应的滑块上。本发明装置的双目视觉系统和激光雷达可以通过导轨实现沿隧道挖掘方向上的移动，从而获得隧道底部的积渣图像与点云信息，对图像信息和点云信息进行融合等后处理，实现对隧道底部积渣的识别。
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公开(公告)号：CN118094103A
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202410278248.8
申请日：2024-03-12
申请人： 浙江大学 , 中铁第一勘察设计院集团有限公司 , 陕西省引汉济渭工程建设有限公司
IPC分类号： G06F18/10 , G06F18/24 , G06F18/214 , G06F18/243 , G06N20/20
摘要： 本发明公开了一种TBM围岩类型识别与操作控制方法。方法包括：获取TBM的历史特征数据并数据清洗，构建训练集；建立围岩类型识别模型，将训练集输入训练；构建转速操作表和推速操作表；建立转速联合模型和推速联合模型；实时采集TBM的特征数据并数据清洗后输入识别模型中，输出围岩类型；在转速操作表和推速操作表中提取刀盘转速和推进速度，输入联合模型中，输出联合刀盘转速和联合推进速度，对TBM进行操作控制。本发明方法显著提升围岩类型识别的准确性，能够在不同围岩条件下智能调整TBM的参数，提高了掘进效率和安全性，为操作控制提供了智能化、综合性的解决方法，为隧道工程领域带来更高效、安全的施工实践，推动TBM技术的智能化发展。
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公开(公告)号：CN117846629A
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202410048971.7
申请日：2024-01-12
申请人： 浙江大学
IPC分类号： E21D9/093 , G06F30/27 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种基于模型预测控制的盾构智能调向系统及控制方法。系统的盾构位姿测量模块采集盾构位姿数据并结合预设隧道设计轴线输出盾构位姿偏差值；数据采集模块采集并存储盾构参数；模型预测控制器接收盾构参数并输出推进油缸压力信号；油压位姿模块接收压力信号并调整盾构机位姿。方法包括：仿真系统设计模型预测控制器，构建智能调向系统；系统采集盾构数据并输出压力信号控制盾构机的推进油缸执行动作。本发明解决人工操作盾构机调向的问题，模型预测控制算法能够处理盾构调向过程中的耦合关系，更好适应系统变化和外部干扰，大大提升盾构智能化程度，同时有效解决了利用数学模型难以精确建立或无法建立复杂的盾构‑环境交互模型的弊端。
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公开(公告)号：CN110131227A
公开(公告)日：2019-08-16
申请号：CN201910478150.6
申请日：2019-06-03
申请人： 浙江大学
IPC分类号： F15B11/20 , F15B13/06 , F15B21/041 , F15B1/02 , F15B13/16
摘要： 本发明公开了一种敞开式TBM隧道底部清渣装置电液控制系统，本系统采用带压力补偿阀的三位四通比例伺服阀控制驱动清渣装置关节运动的液压油缸和液压马达运动速度，压力传感器实时检测系统主回路压力和各执行器的工作压力，运动控制器根据各执行器压力信号变化实时调节变频电机转速使定量泵流量根据负载变化而变化，位移传感器和转矩转速传感器实时检测执行器的运动速度，在负载发生突变时运动控制器根据执行器速度信号控制压力补偿阀的开度保证各个执行器协调运动。该敞开式TBM隧道底部清渣装置电液控制系统能够保证负载突变情况下各个执行器的协调运动，同时可以有效节约能源并提高清渣装置的工作效率。
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