隨著我國城市化進程的加快,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機可以實現(xiàn)地下管道的挖掘。為保證掘進機能夠正確、高效、穩(wěn)定的工作,本文對口徑為500 mm的小口徑地下管道掘進機的糾偏系統(tǒng)進行設(shè)計與研究。首先,對總體糾偏方案進行設(shè)計,主要包括:糾偏系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)、位姿測量系統(tǒng)和糾偏系統(tǒng)工作流程的設(shè)計。提出一種適用于小口徑地下管道掘進機的內(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量系統(tǒng)。其次,為了提高糾偏系統(tǒng)的測量精度,在對當前的基于邊緣檢測和灰度分布檢測方法的研究基礎(chǔ)上,提出一種基于改進圓擬合的激光光斑定中算法,并通過仿真實驗驗證了基于改進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,提高了掘進機水平方位角與俯仰角的測量精度。再次,對小口徑地下管道掘進機的糾偏軌跡進行設(shè)計。依次設(shè)計“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,通過理論計算表明“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)計出三維空間中掘進機的糾偏軌跡路線... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學吉林省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

外部糾偏示意圖

第二種是在非開挖設(shè)備內(nèi)部布置糾偏油缸作為執(zhí)行機構(gòu),以糾偏油缸后底座為基準,通過糾偏油缸的動作,首先調(diào)整非開挖設(shè)備前端的姿態(tài),當前端回到預(yù)定路線時,然后調(diào)整非開挖設(shè)備后端的姿態(tài),使整個機身達到與預(yù)定路線重合的目的,進而實現(xiàn)整個糾偏的過程。如中國鐵建重工ZTE3730型號的掘進機采用內(nèi)部糾偏模式,非開挖設(shè)備內(nèi)部糾偏示意圖如圖2.2所示。非開挖設(shè)備兩種糾偏方式優(yōu)缺點對比如表2-1所示。可知內(nèi)部糾偏的方式能夠做到實時調(diào)整掘進機前進方向,通過對非開挖設(shè)備切削系統(tǒng)、尾盾的分步驅(qū)動,減少糾偏過程中的糾偏力矩,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)計的小口徑地下管道掘進機的糾偏方案。

小口徑地下管道掘進機糾偏油缸的數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸與糾偏油缸在掘進機內(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,掘進機頂部與底部分別有兩組糾偏油缸,相當于左側(cè)與右側(cè)同時共有兩組油缸,糾偏時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。當糾偏油缸按照“+”字型方式進行布置時,傳統(tǒng)的方式是以頂部糾偏油缸為支點,底部糾偏油缸與兩側(cè)糾偏油缸為受力點,伸出長度分別為L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,中部兩組糾偏油缸受力適中,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】：
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本文編號：2919041