【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及盾構機領域，具體涉及一種盾構機水射流多通道自動控制系統。
技術介紹
1、盾構機已是隧道施工中不可或缺的設備，硬巖及極硬巖地層對于盾構施工造成了很大挑戰，例如刀具磨損數量增加和掘進速度變慢等。基于此很多人提出將水射流應用于盾構施工用于切割硬巖，但是目前的水射流都是適于tbm(隧道掘進機)的單通道控制方法，水射流開啟后整個刀盤的所有噴口就會打開。而土壓平衡盾構機一般用于復合地層的挖掘，復合地層很少存在全是硬巖的情況，不需要水射流噴口全部打開，只需要巖石對應位置的水射流噴口打開即可，并且噴口全部打開會造成噴水量過大影響渣土出渣，造成洞內污水過多影響施工。
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種盾構機水射流多通道自動控制系統，以解決目前土壓平衡盾構機在進行復合地層挖掘時，水射流噴口會全部打開造成洞內污水過多影響施工的問題。
2、為達到上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種盾構機水射流多通道自動控制系統，包括壓力檢測裝置、綜合分析模塊、水射流輸出執行單元、參數設置控制單元和處理器，所述壓力檢測裝置用于采集刀盤不同水射流噴口分區的每個轉動角度的壓力值信息，并將每個轉動角度的壓力值信息發送到綜合分析模塊；所述參數設置控制單元用于輸入刀盤參數信息，并將刀盤參數信息發送到處理器；所述處理器用于接收刀盤參數信息，并將刀盤參數信息發送到綜合分析模塊；所述綜合分析模塊用于接收每個轉動角度的壓力值信息和刀盤參數信息，并根據每個轉動角度的壓力值信息和刀盤參數信息生成水射流分析信
3、優選的，所述水射流噴口分區包括中心區和邊緣區，所述邊緣區大小相同。刀盤的中心區和邊緣區受力情況不同，將水流噴射口區分為中心區和邊緣區，可以根據刀盤具體區域對應調整水射流噴口區的噴射水流大小，以便達到更好的破巖效果。
4、優選的，所述綜合分析模塊還用于獲取刀盤邊緣區旋轉預設連續周數內壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息，并將壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息發送到處理器。通過綜合分析模塊進行數據的初步處理，可以加快處理器的處理速度；同時通過綜合分析模塊的初步分析，篩選掉部分數據，減少處理器的數據處理量。
5、優選的，所述壓力檢測裝置位于每個邊緣區的壓力采集點與刀盤中心的徑向距離均不相同。這樣可獲取刀盤不同半徑處的壓力，刀盤的壓力檢測范圍更大，對刀盤進行更全面的壓力檢測。
6、優選的，所述水射流分析信息包括：壓力值與預設壓力值的比較信息、刀盤扭矩值與預設刀盤扭矩值比較信息、刀具貫入度值與預設刀具貫入度值比較信息和推進壓力值與預設推進壓力值比較信息。
7、優選的，所述壓力值大于預設壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為自動省流模式時，所述處理器獲取中心區和邊緣區的壓力值大于預設壓力值時的中心角度值和邊緣角度區間，并將邊緣角度區間進行相與運算獲取邊緣區水流噴射角度區間，并根據中心角度區間和邊緣區水流噴射角度區間生成水射流控制信息，所述水射流輸出執行單元控制中心區水射流噴口在位于中心角度值處打開，所述水射流輸出執行單元控制邊緣區水射流噴口在邊緣區水流噴射角度區間內時打開。
8、優選的，所述壓力值大于預設壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時，所述處理器獲取中心區和邊緣區的壓力值大于預設壓力值時的中心角度值和邊緣角度區間，并將邊緣角度區間進行或運算獲取邊緣區水流噴射角度區間，并根據中心角度區間和邊緣區水流噴射角度區間生成水射流控制信息，所述水射流輸出執行單元控制中心區水射流噴口在位于中心角度值處打開，所述水射流輸出執行單元控制邊緣區水射流噴口在邊緣區水流噴射角度區間內時打開。
9、優選的，所述壓力值小于預設壓力值時，當刀盤扭矩值大于預設刀盤扭矩值且刀具貫入度值小于預設刀具貫入度值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時或自動省流模式時，所述水射流輸出執行單元控制中心區和邊緣區的水射流噴口打開。
10、優選的，所述壓力值小于預設壓力值時，當刀盤扭矩值小于或等于預設刀盤扭矩值且推進壓力值小于預設推進壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時或自動省流模式時，所述水射流輸出執行單元控制中心區和邊緣區的水射流噴口打開。
11、優選的，所述壓力檢測裝置包括壓力傳感器、傳感器信號發射裝置和信號接收裝置，所述壓力傳感器與傳感信號發射裝置連接，所述信號接收裝置和傳感器信號發射裝置連接，所述壓力傳感器用于采集刀盤不同水射流噴口分區的壓力值，所述傳感器信號發射裝置用于獲取刀盤水流噴口分區的轉動角度。
12、本方案有益效果：
13、1.本方案根據刀盤中心區和邊緣區受力情況不同，將水流噴射口區分為中心區和邊緣區，達到更好的破巖效果。
14、2.通過獲取對應分區的壓力值和轉過的角度值，進行控制對應分區在壓力值大于預設壓力值時打開水射流噴口進行輔助破巖，在需要巖石對應位置的水射流噴口打開即可，避免洞內污水過多影響施工和節約資源。
15、3.先根據壓力值和預設壓力值判斷是否需要水流輔助破巖，壓力值小于預設壓力值時再結合刀盤扭矩值、刀具貫入度值和推進力值進行判斷，從多個參數角度進行補充判斷，使刀盤的水射流噴口及時打開輔助破巖，加快刀具的破巖速度和減少刀具的磨損。
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1.一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于，包括壓力檢測裝置、綜合分析模塊、水射流輸出執行單元、參數設置控制單元和處理器，
2.根據權利要求1所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述水射流噴口分區包括中心區和邊緣區，所述邊緣區大小相同。
3.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述綜合分析模塊還用于獲取刀盤邊緣區旋轉預設連續周數內壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息，并將壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息發送到處理器。
4.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力檢測裝置位于每個邊緣區的壓力采集點與刀盤中心的徑向距離均不相同。
5.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述水射流分析信息包括：壓力值與預設壓力值的比較信息、刀盤扭矩值與預設刀盤扭矩值比較信息、刀具貫入度值與預設刀具貫入度值比較信息和推進壓力值與預設推進壓力值比較信息。
6.根據權利要求5所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，
7.根據權利要求5所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力值大于預設壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時，所述處理器獲取中心區和邊緣區的壓力值大于預設壓力值時的中心角度值和邊緣角度區間，并將邊緣角度區間進行或運算獲取邊緣區水流噴射角度區間，并根據中心角度區間和邊緣區水流噴射角度區間生成水射流控制信息，所述水射流輸出執行單元控制中心區水射流噴口在位于中心角度值處打開，所述水射流輸出執行單元控制邊緣區水射流噴口在邊緣區水流噴射角度區間內時打開。
8.根據權利要求5所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力值小于預設壓力值時，當刀盤扭矩值大于預設刀盤扭矩值且刀具貫入度值小于預設刀具貫入度值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時或自動省流模式時，所述水射流輸出執行單元控制中心區和邊緣區的水射流噴口打開。
9.根據權利要求5所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力值小于預設壓力值時，當刀盤扭矩值小于或等于預設刀盤扭矩值且推進壓力值小于預設推進壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為一般自動模式時或自動省流模式時，所述水射流輸出執行單元控制中心區和邊緣區的水射流噴口打開。
10.根據權利要求1所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力檢測裝置包括壓力傳感器、傳感器信號發射裝置和信號接收裝置，所述壓力傳感器與傳感信號發射裝置連接，所述信號接收裝置和傳感器信號發射裝置連接，所述壓力傳感器用于采集刀盤不同水射流噴口分區的壓力值，所述傳感器信號發射裝置用于獲取刀盤水流噴口分區的轉動角度。
...【技術特征摘要】
1.一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于，包括壓力檢測裝置、綜合分析模塊、水射流輸出執行單元、參數設置控制單元和處理器，
2.根據權利要求1所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述水射流噴口分區包括中心區和邊緣區，所述邊緣區大小相同。
3.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述綜合分析模塊還用于獲取刀盤邊緣區旋轉預設連續周數內壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息，并將壓力值持續大于預設值的邊緣角度區間信息發送到處理器。
4.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力檢測裝置位于每個邊緣區的壓力采集點與刀盤中心的徑向距離均不相同。
5.根據權利要求2所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述水射流分析信息包括：壓力值與預設壓力值的比較信息、刀盤扭矩值與預設刀盤扭矩值比較信息、刀具貫入度值與預設刀具貫入度值比較信息和推進壓力值與預設推進壓力值比較信息。
6.根據權利要求5所述的一種盾構機水射流多通道自動控制系統，其特征在于：所述壓力值大于預設壓力值時，所述處理器根據刀盤參數信息獲取的系統運行模式為自動省流模式時，所述處理器獲取中心區和邊緣區的壓力值大于預設壓力值時的中心角度值和邊緣角度區間，并將邊緣角度區間進行相與運算獲取邊緣區水流噴射角度區間，并根據中心角度區間和邊緣區水流噴射角度區間生成水射流控制信息，所述水射流輸出執行單元控制中心區水射流噴口在位于中心角度值處打開，所述水射流輸出執行單元控制邊緣區水射流噴口在邊緣區水流噴射角度區間內時打開。
7.根據權利要求5...
【專利技術屬性】
技術研發人員：許磊，盧慶亮，喬俊偉，楊海山，王博，李志偉，
申請(專利權)人：濟南重工集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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