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[发明专利]一种自动调节盾构机姿态的控制系统-CN202111192770.7有效
发明人：丁晓辉;吴志洋;李雪冰;胡青山;徐胜;权帅;黄政 -专利权人：中交天和机械设备制造有限公司
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： E21D9/093 文献下载
摘要：本发明公开了自动控制技术领域的一种自动调节盾构机姿态的控制系统，包括上位机、下位机、盾构机姿态测量系统、盾构机推进系统以及反馈传感器，上位机与下位机之间通过以太网相互通讯，盾构机姿态测量系统与下位机之间通过以太网单向通讯，反馈传感器与下位机之间通过CCLINK单向通讯，本发明得益于算法自动计算控制，取盾构机后盾体与计划线的偏离程度以及偏转角度，以统一标准量化盾构机当前姿态，再结合盾构机姿态的实时变化情况来调整推进系统各个分区的油缸压力可以更加稳定、高效地调整盾构机姿态，进而提高了盾构机施工的质量、降低施工的风险，以及提升盾构机施工行业的智能化水平。
一种自动调节盾构姿态控制系统

[发明专利]一种盾构机始发姿态人工测量方法-CN202011620447.0在审
发明人：丁保华;李志杰;刘建华;郭奇;翟永亮;陈伟;丁信宇;张旗;李永刚;张继永;于海宾;陈晓阳;王中伟;刘志勇;杨涛;王政;王闹 -专利权人：郑州一建集团有限公司
申请日： 2020-12-31 - 公布日： 2021-05-14 - 主分类号： G01C5/00 文献下载
摘要：本发明属于盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机始发姿态人工测量方法，该方法通过布设盾构机姿态测量的控制网，然后对盾构机姿态人工进行平面测量、高程测量、滚动角测量和俯仰角测量，能够为盾构机始发初始姿态的调试和盾构机导向系统显示姿态的核验提供依据，具有良好的可靠性和准确性，使区间隧道施工时盾构机按设计轴线掘进提供基础，确保满足设计和规范的要求，使隧道施工按设计图纸进行高精度的施工。
一种盾构始发姿态人工测量方法

[发明专利]盾构隧道施工盾构机姿态仿真检测系统-CN201010592472.2无效
发明人：王华伟;杨颜志;李学乾;金先龙;夏晓中;张伟伟;陈健;王新;李东升 -专利权人：中铁十四局集团有限公司;上海交通大学
申请日： 2010-12-17 - 公布日： 2011-04-27 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：一种机械检测技术领域的盾构隧道施工盾构机姿态仿真检测系统，包括：隧道施工力学建模模块、地质勘测数据输入模块、隧道施工参数管理模块、盾构机姿态虚拟检测模块、存储模块和数据处理模块，其中：隧道施工力学建模模块分别与盾构机姿态虚拟检测模块和存储模块相连，地质勘测数据输入模块与隧道施工参数管理模块相连，隧道施工参数管理模块分别与盾构机姿态虚拟检测模块和存储模块相连，盾构机姿态虚拟检测模块与存储模块相连，存储模块与数据处理模块相连。本发明实现盾构施工前盾构机姿态的虚拟检测，避免施工过程中出现较大盾构机轴线偏移，摆脱了对检测硬件的依赖，大大降低了系统的构造成本和维护成本。
盾构隧道施工姿态仿真检测系统

[发明专利]一种盾构机自动导向控制系统及方法-CN202211316130.7在审
发明人：宋鹏杰;李春新;张国政;张涛涛;赵海清;张子超;张恩浩;李宇航;封江;常晓亮;刘鹤亭 -专利权人：中铁二十局集团南方工程有限公司;中铁二十局集团有限公司
申请日： 2022-10-25 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： E21D9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种盾构机自动导向控制系统及方法，其中，控制方法包括以下步骤：步骤S1：测量盾构机中棱镜在地面坐标系下的坐标，以及测量参考点在地面坐标系下的坐标；步骤S2：测量盾构机前端、盾构机中端以及盾构机后端的初始姿态数据；步骤S3：盾构机进行挖进作业后，再次测量盾构机前端、盾构机中端以及盾构机后端的实时姿态数据；步骤S4：根据所述初始姿态数据和所述实时姿态数据，确定盾构机与设计路线的平面偏差、高程偏差及掘进里程，且实时获取盾构机的修正角度；步骤S5：依据修正角度对盾构机的挖进曲线进行修正和拟合，并控制盾构机进行挖进；实现盾构机自动纠偏和自动导向的施工作业，提高施工效率。
一种盾构自动导向控制系统方法

[发明专利]一种基于大数据的盾构姿态控制方法及系统-CN202211388877.3有效
发明人：刘凯文;邱睿哲;高军;汪小龙;方勇;倪芃芃;宁玻;苟杰 -专利权人：西南交通大学
申请日： 2022-11-08 - 公布日： 2023-02-17 - 主分类号： E21D9/093 文献下载
摘要：本发明提供一种基于大数据的盾构姿态控制方法及系统，包括以下步骤：步骤1：收集既有隧道盾构参数样本；步骤2：计算参数均值和协方差矩阵的定值估计；步骤3：赋予超参数初始值，并采用吉布斯抽样获取基于既有隧道盾构信息的超参数稳定状态的概率分布模型；步骤4：收集目标隧道盾构参数样本，并计算目标隧道盾构参数均值和协方差矩阵的定值估计；步骤5：采用吉布斯抽样，获取当前区段盾构机姿态偏移量稳定状态的概率分布模型；步骤6：计算当前区段盾构机姿态偏移量，调整盾体油缸千斤顶顶推压力，减小盾构姿态失准。本发明对盾构机掘进姿态偏移量进行超前预测，为减小盾构机姿态失准提供指导。
一种基于数据盾构姿态控制方法系统

[发明专利]一种盾构隧道的小半径曲线段的施工方法-CN201811615852.6有效
发明人：孙林;韩根福;黄炜焱;方华;张峥;林海骏;戚晓东;王振峰;赵培 -专利权人：上海市机械施工集团有限公司
申请日： 2018-12-27 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： E21D9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种盾构隧道的小半径曲线段的施工方法，在盾构隧道施工过程中，盾构机每推进一定距离，采用小半径测量校核方法校核盾构机的自动测量系统，控制盾构机的盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，并通过盾构纠偏使盾构机的盾构姿态趋向所述盾构隧道的设计中心线本发明通过控制盾构机的盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，使所述偏差符合国家验收规范，同时通过减小盾构姿态与隧道的设计中心线之间的偏差，保证盾构间隙，根据隧道曲线楔形量设置止水带，解决了管片碎裂、渗漏水的质量问题
一种盾构隧道半径曲线施工方法

[发明专利]盾构机姿态预测方法、装置、终端设备以及存储介质-CN202010944273.7在审
发明人：于祥涛;李增良;岳琳辉;仲维玲;徐娜;谢江胜;余雄军 -专利权人：中铁二十局集团有限公司
申请日： 2020-09-09 - 公布日： 2020-12-18 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开一种盾构机姿态预测方法，所述方法包括以下步骤：获取盾构机的盾构姿态数据，所述盾构姿态数据包括所述盾构机的俯仰角数据、横摆角数据和滚动角数据；将所述俯仰角数据、所述横摆角数据和所述滚动角数据分别输入俯仰角预测模型、横摆角预测模型和滚动角预测模型中，获得预测俯仰角数据、预测横摆角数据和预测滚动角数据；根据所述预测俯仰角数据、所述预测横摆角数据和所述预测滚动角数据，获得所述盾构机的姿态预测结果。本发明还公开了一种盾构机姿态预测装置、终端设备以及存储介质。根据预测俯仰角数据、预测横摆角数据和预测滚动角数据获得所述盾构机的姿态预测结果准确率高。
盾构姿态预测方法装置终端设备以及存储介质

[发明专利]盾构掘进纠偏的智能控制方法-CN201811041242.X有效
发明人：陈刚;王浩 -专利权人：上海隧道工程有限公司
申请日： 2018-09-07 - 公布日： 2019-11-08 - 主分类号： E21D9/093 文献下载
摘要：本发明提供了一种盾构掘进纠偏的智能控制方法，通过自动测量系统获得盾构姿态及盾尾间隙实时数据并传输给智能控制模块，根据所述实时数据进行特征量提取并结合基本参数计算获得纠偏曲线及盾构推进距离，所述控制器控制千斤顶油缸输出油压对盾构机进行盾构姿态调整，使盾构姿态趋向于目标姿态；盾构推进一段距离后，保持当前输出油压，盾构机姿态延伸至下个调整距离，计算该盾构机姿态与纠偏曲线之间的差距，得到纠偏评估量，在下次调整姿态时，将纠偏评估量加入到盾构推进距离中，历史数据库模块存储存储输出油压及盾构姿态变化情况。本发明智能控制方法通用性较好，可以适应于各种类型盾构掘进纠偏控制，对异常操作可能会导致事故会进行预警。
纠偏盾构掘进盾构推进盾构姿态输出油压智能控制盾构机姿态实时数据评估量盾构姿态调整智能控制模块自动测量系统控制器控制历史数据库千斤顶油缸特征量提取调整距离盾尾间隙基本参数纠偏控制模块存储目标姿态一段距离异常操作盾构机存储预警传输延伸

[发明专利]一种基于模糊自适应神经网络的盾构机姿态控制方法-CN202010063111.2在审
发明人：苏宏业;马龙华;章海超;虞斌超 -专利权人：浙江中创天成科技有限公司
申请日： 2020-01-19 - 公布日： 2020-06-12 - 主分类号： E21D9/093 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模糊自适应神经网络的盾构机姿态控制方法。首先选择测量盾构机的位置和方位的绝对坐标系，描述和测量盾构机姿态；计算盾构机与隧道设计轴线之间的位置偏差和角度偏差；初始化盾构机姿态模型；确定盾构机姿态模型中偏角和偏差的初始值及采样距离；计算上下区油压差；构建针对水平、竖直方向的模糊自适应神经网络控制器；分别训练水平、竖直方向的控制器的控制规则；在盾构机实时姿态控制时，将实时获取的盾构机的水平角度偏差和俯仰角偏差输入训练好的控制器输出上下区油缸油压差。本发明通过应用模糊控制理论解决了盾构机姿态控制过度依靠操作员经验的问题，有效的提高了模糊控制器设计效率，计算量小、可操作性较高。
一种基于模糊自适应神经网络盾构姿态控制方法

[发明专利]盾构机无人化自主掘进的轴线控制方法-CN202310134662.7在审
发明人：朱叶艇;王浩;秦元;陈刚;朱雁飞;吴惠明;孙骏;沈辉;李程;王志杰;段崧;郑宜枫;章博雅;蔡丹丹;谭露 -专利权人：上海隧道工程有限公司;上海城建隧道装备有限公司
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： E21D9/093 文献下载
摘要：本发明涉及一种盾构机无人化自主掘进的轴线控制方法，包括如下步骤：获取盾构施工的设计隧道轴线；实时获取盾构机的盾构姿态，确定盾构施工控制轴线；控制盾构机进行掘进施工，当盾构机掘进施工偏离盾构施工控制轴线时，对盾构机进行纠偏：在盾构机上选取一特征点，基于所选取的特征点和盾构姿态确定盾构机与盾构施工控制轴线相重合的回归距离；生成纠偏曲线并控制盾构机进行掘进施工，直至盾构机回归到盾构施工控制轴线上。本发明在盾构姿态超出安全区域、偏离设定路径后能完成纠偏路径的自动规划，并自适应主动控制盾构机进行自主掘进，降低施工风险并确保隧道高质量建造。
盾构人化自主掘进轴线控制方法

[发明专利]盾构机及其姿态偏移检测方法、装置、设备与存储介质-CN202110021425.0有效
发明人：田茂义;王文博;张燕;徐飞 -专利权人：山东科技大学
申请日： 2021-01-08 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： G06T7/70 文献下载
摘要：本发明适用于计算机技术领域，提供了一种盾构机及其实时姿态偏移检测方法、装置、设备与存储介质，所述方法包括：根据扫描仪坐标系和盾构机坐标系之间的第一转换参数确定在盾构机坐标下的扫描仪点云数据；根据扫描仪点云数据与基础点云数据确定盾构机坐标系与基础点云坐标系之间的第二转换参数；确定盾构机轴线上的多个轴线点并确定其盾构机坐标系下的坐标；根据第二转换参数确定多个轴线点在基础点云坐标系下的坐标，并确定盾构机实时姿态实时轴线，可与设计轴线对比确定盾构机实时姿态是否存在偏移。本发明提供的姿态偏移检测方法能够很好的对盾构机实时姿态偏移进行实时检测，自动化程度高，可实现盾构机在工作状态下的姿态实时调整。
盾构及其姿态偏移检测方法装置设备存储介质

[发明专利]一种曲线段盾构掘进方法-CN202310107453.3在审
发明人：宋鹏杰;吕永军;胡立正;周虎兵;贾颖刚;唐喜奎;袁悦 -专利权人：中铁二十局集团南方工程有限公司;中铁二十局集团有限公司
申请日： 2023-02-09 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： E21D9/06 文献下载
摘要：本发明公开一种曲线段盾构掘进方法，用于在施工过程中调整盾构机掘进的施工策略，曲线段盾构掘进方法包括：获取盾构机当前掘进的隧道段的当前环境参数；获取盾构机当前的施工姿态参数；根据当前环境参数与施工姿态参数，调整盾构机的施工姿态；根据当前环境参数，计算盾构机的最佳机体长度参数；根据最佳机体长度参数，调整盾构机的尾盾位置；根据当前环境参数，确定拼装管片类型，并控制盾构机进行管片拼装；如此，可减小盾构机的姿态偏离程度，从而保证掘进轨迹符合设计轴线；并且调整盾构机的尾盾位置，使得盾构机能够顺利通过曲线隧道段；同时可保证管片在曲线段处拟合设计轴线的过程中曲线缓和且能够保持隧道的施工质量。
一种曲线盾构掘进方法

[发明专利]盾构机姿态的动态检测方法及其装置-CN201811423387.6在审
发明人：苏延奇;徐昊朗;雷忠卿;李留涛 -专利权人：江苏凯宫隧道机械有限公司
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： G01C1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种盾构机姿态的动态检测方法及其装置，利用常见的拉线式直线位移传感器及简单的机械零件,巧妙的定义了盾构机姿态被测平面和地球坐标的水平基准参考平面；在2个平面间选择三点,利用传感器与浮球建立起关联关系,随时动态检测三个点的高程值；提供给盾构机的PLC进行数据运算,即就实现了盾构机姿态的动态测量与姿态控制.本发明简单、实用性强、成本相对低，可满足目前盾构机的自动控制及未来的智能控制检测盾构机姿态之需要
盾构机姿态动态检测盾构机直线位移传感器参考平面地球坐标动态测量关联关系机械零件数据运算水平基准智能控制姿态控制拉线式传感器浮球高程检测

[实用新型]盾构机姿态的动态检测装置-CN201821961705.X有效
发明人：苏延奇;徐昊朗;雷忠卿;李留涛 -专利权人：江苏凯宫隧道机械有限公司
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2019-06-07 - 主分类号： G01C1/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种盾构机姿态的动态检测装置，利用常见的拉线式直线位移传感器及简单的机械零件,巧妙的定义了盾构机姿态被测平面和地球坐标的水平基准参考平面；在2个平面间选择三点,利用传感器与浮球建立起关联关系,随时动态检测三个点的高程值；提供给盾构机的PLC进行数据运算,即就实现了盾构机姿态的动态测量与姿态控制.本实用新型简单、实用性强、成本相对低，可满足目前盾构机的自动控制及未来的智能控制检测盾构机姿态之需要
盾构机姿态动态检测装置本实用新型盾构机直线位移传感器参考平面地球坐标动态测量动态检测关联关系机械零件数据运算水平基准智能控制姿态控制拉线式传感器浮球高程检测

[发明专利]一种盾构掘进方法-CN201610213037.1有效
发明人：黄刚;王金鑫 -专利权人：国家电网公司;重庆电力设计院
申请日： 2016-04-07 - 公布日： 2018-08-24 - 主分类号： E21D9/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种盾构掘进方法，包括：盾构始发时，推力由0逐步增大，推进速度小于等于10mm/min；盾构过程中，注浆与掘进同步进行；在预设的时间间隔内对盾构机的姿态以及管片的姿态进行测量、并根据测量数值进行姿态调整；盾构到达前100米时，对盾构轴线进行测量与调整。上盾构掘进方法，可以解决掘进过程中姿态偏移量较大的问题，并且能够减少盾构机的磨损，有益于降低施工成本。
一种盾构掘进方法

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