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长大隧道全断面岩石掘进机掘进技术研究与应用
开展适应于不同围岩条件的开敞式TBM施工技术研究，在多项重大工程中成功应用。
石家庄铁道大学
2021-05-04
隧道掘进机关键技术及其产业化
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
本项目历经10余年产学研用联合攻关，攻克了TBM设计制造关键技术。解决了TBM“掘不动、掘不快、掘不准”三大国际行业难题，实现了TBM自主设计制造和产业化生产。该项目突破的关键技术包括高效破岩刀盘刀具、大扭矩多源驱动与脱困技术、掘进方向精准调控。
硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。未来10年，我国需用TBM开挖的隧道达2万公里，占全球市场80%以上。立项之初，我国TBM长期被国外垄断，单台TBM售价高达3~5亿元。即使采用国外TBM也存在地质适应性差、故障率高、工期拖延严重乃至人员伤亡等严重问题。
项目成果孵化了铁建重工和中铁装备国内两家龙头企业，产品主要技术指标达到或超过国际同类产品，替代了进口，出口到黎巴嫩、秘鲁、越南等国家，累计生产3-10m 系列TBM 产品百余台套，占国内新增市场份额93%，取代了美国罗宾斯、德国海瑞克成为全球TBM 最大制造商。
浙江大学
2022-07-22
基于交替供电及全断面隧道掘进机的地质超前探测方法
本发明公开了一种基于交替电流及全断面隧道掘进机的地质超 前探测方法，其包括以下步骤:(1)提供一个地质超前探测系统，所述 地质超前探测系统包括位于隧道内的隧道掘进机、恒流源、程控继电 器及光纤电流传感器，所述隧道掘进机包括护盾、刀盘及连接所述护 盾及所述刀盘的主驱动轴承;(2)以预定周期切换所述恒流源的电流施 加位置，以使所述恒流源交替供电给所述护盾及所述刀盘，同时测量 对应的电压(3)根据基尔霍夫电流定律及电压与电流的关系计算出所述 隧道掘进机的侧向地质体及前方地质体的视电阻率，进而分别分析所 述
华中科技大学
2021-04-14
一种基于双路电流平衡及隧道掘进机的地质超前探测方法
本发明公开了一种基于双路电流平衡及隧道掘进机的地质超前 探测方法，其包括以下步骤:(1)提供位于待测地质体内的隧道掘进机 及光纤电流传感器，所述隧道掘进机包括护盾、刀盘及连接所述护盾 及所述刀盘的主驱动轴承;所述光纤电流传感器缠绕在所述主驱动轴 承上，其用于测量流经所述主驱动轴承的电流值;(2)提供双路恒流源，所述双路恒流源的两路电流同时分别施加于所述护盾及所述刀盘;(3) 调节两路电流的大小，使所述光纤电流传感器的示数保持为 0;(4)根 据电压与电流的关系分别计算出所述隧道掘
华中科技大学
2021-04-14
一种基于二维激光扫描的掘进机掘进窗口快速检测方法
本发明公开了一种基于二维激光扫描的掘进机掘进窗口快速检测方法，首先，对掘进工作面分别进行水平和垂直二维扫描，对采集到的原始点云数据进行去离群点处理；然后，分别对去离群点之后的水平和垂直二维扫描点云数据进行直线拟合、求中心线、确定基点的操作，完成窗口检测的准备工作；最后，输入目标距离，分别在水平与垂直中心线上，以基点为原点的目标距离处作垂线与拟合得到的两条直线相交，获得点对，水平点对的空间距离是目标距离处的掘进窗
华中科技大学
2021-04-14
智能矿用掘进机井下导航控制技术
针对矿井恶劣环境中绝对定位信息缺失，利用多源融合感知技术，构建可行驶区域两侧边缘，利用中心参考轨迹种子点生成拟合跟踪轨迹。建立势场态势图，实现智能矿用掘进机井下动态避障，并设计了自适应变参数的轨迹跟踪导航控制方法，突破了智能矿用掘进机矿井下自主导航规划的技术瓶颈。
提供了一种矿井下智能驾驶的局部路径规划方法及系统，自适应调整轨迹，实现路口前矿车的横向校正，保证矿车安全的通过路口，提高下无人矿车在分岔路口的安全性；提供了一种智能掘进机横向优化控制方法及系统，在粉尘碎石恶劣环境下，并缺乏绝对定位信息时，实现智能矿用掘进机井下精确横向轨迹跟踪控制技术；提供了一种智能驾驶的自底向上平滑轨迹生成方法及系统，保证在直线路线参考点处于道路中间，在弯道路段参考点处于弯道内侧，提高掘进机行驶过程中的安全性。
中南大学
2023-03-17
智能矿用掘进机井下导航控制技术
针对矿井恶劣环境中绝对定位信息缺失，利用多源融合感知技术，构建可行驶区域两侧边缘，利用中心参考轨迹种子点生成拟合跟踪轨迹。建立势场态势图，实现智能矿用掘进机井下动态避障，并设计了自适应变参数的轨迹跟踪导航控制方法，突破了智能矿用掘进机矿井下自主导航规划的技术瓶颈。
提供了一种矿井下智能驾驶的局部路径规划方法及系统，自适应调整轨迹，实现路口前矿车的横向校正，保证矿车安全的通过路口，提高下无人矿车在分岔路口的安全性；提供了一种智能掘进机横向优化控制方法及系统，在粉尘碎石恶劣环境下，并缺乏绝对定位信息时，实现智能矿用掘进机井下精确横向轨迹跟踪控制技术；提供了一种智能驾驶的自底向上平滑轨迹生成方法及系统，保证在直线路线参考点处于道路中间，在弯道路段参考点处于弯道内侧，提高掘进机行驶过程中的安全性。
智能矿用掘进机井下导航控制技术
中南大学
2023-08-22
一种掘进机刀盘双模式电液驱动系统
本实用新型公开了一种掘进机刀盘双模式电液驱动系统。包括连接到主油路的变排量液压泵组、可分离式定排量液压马达组和不可分离式定排量液压马达组，变排量液压泵组输入流量到主油路，两个马达组从主油路得到流量，通过可分离式定排量液压马达组和不可分离式定排量液压马达组的组合控制实现两种转速输出模式。本实用新型可达到降低工程成本、提高系统工作效率和可靠性的目的。
浙江大学
2021-04-13
一种土压平衡盾构机隧道掘进参数智能控制方法
本发明公开了一种土压平衡盾构机隧道掘进参数智能控制方法， 其特征在于：该方法包括如下步骤：S1：采集数据提取影响盾构机掘 进性能的因素节点，S2：构建影响盾构机掘进性能所述因素节点的拓 扑结构，获取各节点之间的模糊关联矩阵 Wij，S3：构建土压平衡盾 构机掘进模糊控制网络图，根据迭代推理公式动态演化计算各个因素 节点在 t+1 时刻上的状态值，S4：利用所述模糊控制网络图进行多阶 段决策分析，实现对土压平衡盾构机掘进参数的实时分析与纠偏控制。 本发明的方法，通过统筹采用专家先验知识、模糊逻辑、图论
华中科技大学
2021-04-14
隧道掘进施工导向系统的电子激光靶
隧道掘进施工导向系统的电子激光靶，属于定位测量装置，可用于矿井、水工隧道、地铁隧道、市政管道、共同沟等领域，本发明在筒状机箱内沿轴向依序装有棱镜、平凸透镜、位置敏感传感器、倾角计和处理电路；位置敏感传感器的光敏面位于平凸透镜的焦平面上·78·且与平凸透镜轴线垂直，该光敏面的中心在轴线上；位置敏感传感器与处理电路电信号连接。本发明将 ELS 与棱镜合二为一极大地减小ELS 的体积，简化操作，直接利用全站仪的红外线，经凸透镜聚焦，打在处于焦平面上的位置敏感传感器上，产生电流，经处理产生信号输出到外部计算
华中科技大学
2021-04-14