[发明专利]一种掘进机定位掘进方法及其系统

说明书

本发明公开了一种掘进机定位掘进方法及其系统，包括基于上述方法和新系统的针对硬岩层的定位凿孔装置；属于建筑方法设备领域，包括以下步骤，S1：根据隧道设计生成隧道模型并根据截割头活动范围生成模型；S2：确定定位原点，建立坐标系，生成隧道模型坐标和截割范围模型坐标；S3：掘进机初步定位，确定掘进机截割模型坐标；S4：选取基点，确定基准面；S5：根据基准面和每次截割深度确定待截割体坐标；S6：开始掘进作业。本发明采用小段式截割，配合自动定位控制，解决了人为控制截割机的情况下，容易产生隧道位置误差和累积误差的问题。

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，具体涉及一种掘进机定位凿孔装置和定位掘进方法。

背景技术

掘进机是用于平直底面开凿隧道的机器；通过机械破岩石。常用于隧道和采煤等。按照结构组成，可分为悬臂式掘进机和盾构机。其中，盾构机适用于长直的隧道掘进，例如地铁和超长的穿山隧道，其支护类型比较单一，只能采用环形支护；悬臂式掘进机包括截割机构、装载机构、运输机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、电气系统、冷却灭尘供水系统和操作系统；悬臂式掘进机具有较大的灵活性，能用于任何支护类型；相较于盾构机；具有投资少、施工准备时间短和再利用型高的优点。在一些较短且弯度设计较大，或者采煤需要根据煤层位置分布变换时，就需要用到其灵活性较大的特性。但是，现有的悬臂式掘进机在工作时，基本靠人工分辨方位和掘进路径；可能与设计路线发生偏差导致隧道之间不易接通；且每次截割均以之前的开采面为基础，容易产生误差累积。而在一些硬岩层，在截割机进行工作之前，则需要用凿岩机进行凿孔，以降低截割头截割时所受的阻力。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种掘进机定位掘进方法及其系统，解决了现有技术中，悬臂式掘进机掘实际进路径与设计路径发生偏差的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种掘进机定位掘进方法，包括以下步骤：

一种掘进机定位掘进方法，包括以下步骤：

S1：根据隧道设计生成隧道模型并根据截割头活动范围生成截割范围模型；

S2：确定定位原点，建立坐标系，生成隧道模型坐标和截割范围模型坐标；

S3：掘进机初步定位，确定掘进机截割范围模型坐标；

S4：在待截割面上突出的部分之外的2-5cm选取基点；确定基准面，所述基准面是隧道模型上经过所述基点的横截面；根据基准面和每次截割深度确定待截割体坐标；

S5：沿垂直于基准面的方向进行凿孔，孔相对于基准面的深度相同；

S6：以待截割体为掘进目标，沿垂直于基准面的方向开始掘进作业；

S7：重复步骤S4-S6直至隧道掘进完成。

一种掘进机定位掘进系统，用于上述掘进机定位掘进方法中，包括：

存储模块：存储隧道模型以及截割头活动范围模型并记录所述关键点信息；

定位模块：根据选取的定位原点和关键点位置，定位隧道模型和截割范围模型坐标；根据选取的基点确定基准面；同时根据基准面得出待截割体模型坐标；根据定位发射器信号，确定定位发射器在坐标中的位置；

计算模块：根据截割头所处位置和方向、目标位置和方向，计算截割头移动和旋转路径，并生成指令；

控制模块：根据所述指令，控制电机和液压设备的启动和停止。