隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善與發(fā)展,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開(kāi)始從地表空間向地下空間轉(zhuǎn)移,利用小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)地下管道的挖掘。為保證掘進(jìn)機(jī)能夠正確、高效、穩(wěn)定的工作,本文對(duì)口徑為500 mm的小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)的糾偏系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。首先,對(duì)總體糾偏方案進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括:糾偏系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、位姿測(cè)量系統(tǒng)和糾偏系統(tǒng)工作流程的設(shè)計(jì)。提出一種適用于小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)的內(nèi)部糾偏模式、糾偏油缸“+”字型雙向鉸接方式布置的方案以及外置式激光位姿測(cè)量系統(tǒng)。其次,為了提高糾偏系統(tǒng)的測(cè)量精度,在對(duì)當(dāng)前的基于邊緣檢測(cè)和灰度分布檢測(cè)方法的研究基礎(chǔ)上,提出一種基于改進(jìn)圓擬合的激光光斑定中算法,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于改進(jìn)圓擬合的激光光斑定中算法相較于Hough變化法、圓擬合法具有更高的精度,提高了掘進(jìn)機(jī)水平方位角與俯仰角的測(cè)量精度。再次,對(duì)小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)的糾偏軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)。依次設(shè)計(jì)“圓弧-圓弧”、“圓弧-阿基米德螺線-圓弧”、“圓弧-直線-圓弧”三種平面糾偏軌跡路線,通過(guò)理論計(jì)算表明“圓弧-直線-圓弧”軌跡路線具有最短的糾偏位移。以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出三維空間中掘進(jìn)機(jī)的糾偏軌跡路線... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

外部糾偏示意圖

第二種是在非開(kāi)挖設(shè)備內(nèi)部布置糾偏油缸作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),以糾偏油缸后底座為基準(zhǔn),通過(guò)糾偏油缸的動(dòng)作,首先調(diào)整非開(kāi)挖設(shè)備前端的姿態(tài),當(dāng)前端回到預(yù)定路線時(shí),然后調(diào)整非開(kāi)挖設(shè)備后端的姿態(tài),使整個(gè)機(jī)身達(dá)到與預(yù)定路線重合的目的,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)糾偏的過(guò)程。如中國(guó)鐵建重工ZTE3730型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)采用內(nèi)部糾偏模式,非開(kāi)挖設(shè)備內(nèi)部糾偏示意圖如圖2.2所示。非開(kāi)挖設(shè)備兩種糾偏方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表2-1所示�？芍獌�(nèi)部糾偏的方式能夠做到實(shí)時(shí)調(diào)整掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)方向,通過(guò)對(duì)非開(kāi)挖設(shè)備切削系統(tǒng)、尾盾的分步驅(qū)動(dòng),減少糾偏過(guò)程中的糾偏力矩,從而減少能量損耗,節(jié)約資源。因此,選用內(nèi)部糾偏模式為本文所設(shè)計(jì)的小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)的糾偏方案。

小口徑地下管道掘進(jìn)機(jī)糾偏油缸的數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸與糾偏油缸在掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的安裝形式有關(guān),糾偏油缸安裝形式主要有兩種,分別為“#”字型安裝與“+”字型安裝,如圖2.3所示[13]。以“#”字型方式四周布置時(shí),掘進(jìn)機(jī)頂部與底部分別有兩組糾偏油缸,相當(dāng)于左側(cè)與右側(cè)同時(shí)共有兩組油缸,糾偏時(shí)糾偏油缸受力更為均勻,但一側(cè)糾偏油缸易出現(xiàn)載荷集中的現(xiàn)象。當(dāng)糾偏油缸按照“+”字型方式進(jìn)行布置時(shí),傳統(tǒng)的方式是以頂部糾偏油缸為支點(diǎn),底部糾偏油缸與兩側(cè)糾偏油缸為受力點(diǎn),伸出長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)與L/2,出現(xiàn)受力不均勻的現(xiàn)象。由于重力作用的原因,底部的土壓力較大,底部糾偏油缸受力最大,中部?jī)山M糾偏油缸受力適中,故底部糾偏油缸需要提供較大的扭矩,容易發(fā)生故障。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于模糊自整定PID算法的劃片機(jī)DD馬達(dá)位置控制[J]. 劉濤,周虎,高金杰,蘇炳望,周強(qiáng).  制造業(yè)自動(dòng)化. 2019(12)
[2]盾構(gòu)機(jī)鉸接系統(tǒng)淺析[J]. 高丙歡,任潔.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(09)
[3]基于光纖陀螺的頂管糾偏控制系統(tǒng)[J]. 呂慶洲,翟華,萬(wàn)文松,王曉,唐飛飛,唐素文.  機(jī)床與液壓. 2017(20)
[4]Coupling Leveling Control Based on Fuzzy PID for Synchronous Loading System of Load-Bearing Test Bed[J]. ZUO Duquan,QIAN Lixia,YANG Tianen,CUI Xiaojin,LUO Qiang.  Chinese Journal of Electronics. 2017(06)
[5]基于MATLAB-AMESim的電液伺服系統(tǒng)模糊PID控制[J]. 付甜甜,朱玉川,顧亞軍.  機(jī)床與液壓. 2016(20)
[6]基于改進(jìn)圓擬合算法的激光光斑中心檢測(cè)[J]. 吳澤楷,李恭強(qiáng),王文濤,楊雪,唐曉軍,姜東升.  激光與紅外. 2016(03)
[7]基于Ziegler-Nichols法則的PID控制器參數(shù)整定[J]. 東方.  自動(dòng)化與儀器儀表. 2015(07)
[8]微型隧道技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 仇和兵,王興,王凱,趙舉,朱洪亮.  機(jī)械制造. 2015(05)
[9]盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李月強(qiáng),陳青山,潘志康.  北京信息科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[10]基于模糊PID方法的盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制研究[J]. 龔國(guó)芳,洪開(kāi)榮,周天宇,侯典清,王林濤.  隧道建設(shè). 2014(07)

博士論文
[1]大型裝備裝配位姿視覺(jué)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊博文.南京航空航天大學(xué) 2013

碩士論文
[1]地鐵隧道盾構(gòu)智能糾偏優(yōu)化控制研究[D]. 李洋.長(zhǎng)安大學(xué) 2019
[2]全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)姿態(tài)調(diào)整控制系統(tǒng)研究[D]. 張冰.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2018
[3]地下管道挖掘機(jī)切削刀盤(pán)、刀具的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王影杰.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于模糊滑模算法的四缸等溫鍛造液壓機(jī)同步控制方法研究[D]. 韓金運(yùn).合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]電液伺服系統(tǒng)參數(shù)魯棒控制方法的設(shè)計(jì)與仿真[D]. 馮業(yè)恒.電子科技大學(xué) 2017
[6]小直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)[D]. 李周男.石家莊鐵道大學(xué) 2016
[7]魯棒控制液壓伺服系統(tǒng)的仿真研究[D]. 劉景成.遼寧科技大學(xué) 2016
[8]地下管道挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D]. 劉洪螢.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2015
[9]雙向鎖定可控沖擊矛的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化與分析[D]. 武國(guó)峰.吉林大學(xué) 2015
[10]土壓平衡頂管機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 謝賽南.安徽理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2919041