[发明专利]一种TBM水平纠偏轨迹规划方法

权利要求书

1.一种TBM水平纠偏轨迹规划方法，全断面硬岩掘进机包括刀盘、水平支撑油缸和TBM导航系统，TBM水平纠偏轨迹由相互外切的圆弧BC和圆弧CD构成，其中，B点为纠偏轨迹的起始点，即在TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离为e且刀盘掘进方向与预定轨迹夹角为时TBM刀盘中心的位置，C点为圆弧BC和圆弧CD的切点，D点为纠偏轨迹的终点；圆弧BC在B点与TBM刀盘前面垂直，圆弧CD在D点与预定轨迹相切；其特征在于，

该TBM水平纠偏轨迹规划方法包括以下步骤：

步骤一、当TBM导航系统中的激光靶靶点超出设定范围时，通过TBM导航系统获得TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离e和刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角

步骤二、确定TBM掘进作业中最小转弯半径R_min：

在TBM掘进距离s内，边刀移动量≤边刀移动限制值Δa，即

化简为：

式(1)、式(2)中：是边刀移动量，R为TBM转弯半径，从而确定TBM最小转弯半径R_min；

步骤三、根据TBM刀盘中心与预定轨迹偏离的水平距离e、刀盘掘进方向与预定轨迹的夹角以及TBM最小转弯半径R_min，规划出TBM水平纠偏轨迹，

式(3)和式(4)，R₁为纠偏轨迹中圆弧BC的半径，R₂为纠偏轨迹中圆弧CD的半径，θ₁为纠偏轨迹中圆弧BC的圆心角，θ₂为纠偏轨迹中圆弧CD的圆心角，

且满足

R_i≥R_min i＝1,2 (5)。

2.根据权利要求1所述TBM水平纠偏轨迹规划方法，其特征在于，

所述水平纠偏的掘进距离为l

l＝R₁θ₁+R₂θ₂ (6)。

3.根据权利要求1所述TBM水平纠偏轨迹规划方法，其特征在于，根据步骤三规划出的TBM水平纠偏轨迹，通过控制所述水平支撑油缸的位移进而控制TBM调向完成水平纠偏。

4.根据权利要求3所述TBM水平纠偏轨迹规划方法，其特征在于，控制TBM调向是采用相切法进行，即掘进过程中控制TBM刀盘中心线与预定轨迹中心线相切。