一种盾构机仿真操作平台专利检索- 教育;密码术;显示;广告;印鉴专利检索查询-专利查询网

一种盾构机仿真操作平台
申请号	CN201710902193.3	申请日	2017-09-29	公开(公告)号	CN107492280A	公开(公告)日	2017-12-19
申请人	中铁工程装备集团技术服务有限公司;			发明人	陈良武; 王龙; 李海洋; 蒲晓波; 王杨鹏; 马传智;
摘要	本发明属于隧道盾构机掘进仿真装置技术领域，尤其涉及一种盾构机仿真操作平台，包括电器柜，所述电器柜的内部设置有PLC可编程控制器，所述电器柜的正面设置有开合门，所述电器柜的底部设置有万向轮，所述电器柜的两侧均匀开设有散热孔和对称安装有两个散热风扇，所述电器柜的上端倾斜设置有操作盘，所述电器柜的上端竖直设置有主显示屏和多个副显示屏，所述操作盘与PLC可编程控制器的输入端连接，所述PLC可编程控制器的输出端与主显示屏和副显示屏连接。通过操作该盾构机仿真操作平台可以真实了解盾构工作过程，大大缩减了新学员的培养周期。
权利要求	1.一种盾构机仿真操作平台，其特征在于，包括电器柜，所述电器柜的内部设置有PLC可编程控制器，所述电器柜的正面设置有开合门，所述电器柜的底部设置有万向轮，所述电器柜的两侧均匀开设有散热孔和对称安装有两台散热风扇，所述电器柜的上端倾斜设置有操作盘，所述电器柜的上端竖直设置有主显示屏和多个副显示屏，所述操作盘与PLC可编程控制器的输入端连接，所述PLC可编程控制器的输出端与主显示屏和副显示屏连接。 2.根据权利要求1所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述电器柜的内部还设置有电位计隔离器、中间继电器和端子排。 3.根据权利要求1所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述操作盘被划分为主驱动控制区、刀盘控制区、推进速度控制区、螺旋输送机控制区、泡沫控制区以及膨润土控制区。 4.根据权利要求1或者3所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述操作盘与电器柜的上端铰接。 5.根据权利要求1所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述主显示屏显示盾构机仿真运动效果。 6.根据权利要求1所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述副显示屏显示刀盘推进速度、扭矩、刀盘压力、补油压力、螺旋机转速、螺旋机扭矩、螺旋机压力、皮带机转速以及膨润土流量的参数。 7.根据权利要求1所述的盾构机仿真操作平台，其特征在于，所述PLC可编程控制器通过HTTP协议与工控机进行通讯。
说明书全文	一种盾构机仿真操作平台技术领域 [0001] 本发明属于隧道盾构机掘进仿真装置技术领域，尤其涉及一种盾构机仿真操作平台。背景技术 [0002] 随着国民经济快速发展，城市化进程加快，城市地铁、水利水电、公路、铁路等隧道都需要盾构来进行开挖，盾构以其安全快速等诸多优势而逐渐普及。 [0003] 传统盾构机司机培训方式为学员进入隧道盾构现场跟随操作熟练的盾构机司机进行现场学习操作知识，该种培养方式周期长往往需要六个月以上的时间，学员动手操作几率少学习速度慢，同时新学员动手操作过程中存在操作不熟练及存在操作错误造成危险情况发生的问题。随着虚拟现实技术的快速发展，各类虚拟训练考评系统被广泛应用于生产实践，发挥着越来越重要的作用。虚拟训练操作考核不受时间、场地、气候等因素的影响，具有投资小，效率高，可操作性好等特点。发明内容 [0004] 为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种盾构机仿真操作平台，通过操作该盾构机仿真操作平台可以真实了解盾构工作过程，大大缩减了新学员的培养周期。 [0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：本发明提供一种盾构机仿真操作平台，包括电器柜，所述电器柜的内部设置有PLC可编程控制器，所述电器柜的正面设置有开合门，所述电器柜的底部设置有万向轮，所述电器柜的两侧均匀开设有散热孔和对称安装有两个散热风扇，所述电器柜的上端倾斜设置有操作盘，所述电器柜的上端竖直设置有主显示屏和多个副显示屏，所述操作盘与PLC可编程控制器的输入端连接，所述PLC可编程控制器的输出端与主显示屏和副显示屏连接。 [0006] 进一步地，所述电器柜的内部还设置有电位计隔离器、中间继电器和端子排。 [0007] 进一步地，所述操作盘被划分为主驱动控制区、刀盘控制区、推进速度控制区、螺旋输送机控制区、泡沫控制区以及膨润土控制区。 [0008] 进一步地，所述操作盘与电器柜的上端铰接。 [0009] 进一步地，所述主显示屏显示盾构机仿真运动效果。 [0010] 进一步地，所述副显示屏显示刀盘推进速度、扭矩、刀盘压力、补油压力、螺旋机转速、螺旋机扭矩、螺旋机压力、皮带机转速以及膨润土流量的参数。 [0011] 进一步地，所述PLC可编程控制器通过HTTP协议与工控机进行通讯。 [0012] 由于采用了以上技术方案，本发明的积极有益效果是：本发明的盾构机仿真操作平台依据真实盾构机结构及工作过程进行搭建，能够实现盾构机的动作仿真。盾构机司机新学员使用该盾构机仿真操作平台首先能够清晰的观察盾构机的整体结构、工作过程；新学员在了解盾构机结构及工作过程的基础上可以对该平台进行操作，通过操作该平台可以真实了解盾构工作过程，通过使用该盾构机仿真操作平台可以缩减新学员培养周期。附图说明 [0013] 图1是本发明一种盾构机仿真操作平台的结构示意图；图2是本发明一种盾构机仿真操作平台仿真运动三维结构图；图3是本发明一种盾构机仿真操作平台的控制流程示意图。 [0014] 图中序号所代表的含义为：1.电器柜，2.开合门，3.万向轮，4.散热孔，5.散热风扇，6.操作盘，7.主显示屏，8.副显示屏，9.刀盘，10.盾壳膨润土喷射模拟，11.盾体，12.管片拼装机，13.螺旋机，14.皮带机。具体实施方式 [0015] 下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细描述。 [0016] 实施例一：如图1所示，一种盾构机仿真操作平台，包括电器柜1，所述电器柜1的内部布置有PLC可编程控制器、电位计隔离器、中间继电器和端子排等电气元件，所述电器柜1的正面设置有开合门2，通过开合门2上的手柄打开电器柜1便于后期的维修；所述电器柜1的底部设置有万向轮3，方便该操作平台移动；所述电器柜1的两侧均匀开设有散热孔4和对称安装有两台散热风扇5，通过散热风扇5的转动和散热孔4使电器柜1散热；所述电器柜1的上端倾斜设置有操作盘6，所述电器柜1的上端竖直设置有主显示屏7和4个副显示屏8，所述操作盘6与PLC可编程控制器的输入端连接，所述PLC可编程控制器的输出端与主显示屏7和副显示屏8连接。 [0017] 所述操作盘6被划分为主驱动控制区、刀盘控制区、推进速度控制区、螺旋输送机控制区、泡沫控制区以及膨润土控制区，另外，所述操作盘与电器柜的上端铰接。 [0018] 所述副显示屏8显示刀盘推进速度、扭矩、刀盘压力、补油压力、螺旋机转速、螺旋机扭矩、螺旋机压力、皮带机转速以及膨润土流量等重要参数，同时，还显示盾构机导向系统和报警显示界面。 [0019] 所述主显示屏7使用曲面显示屏方便操作人员观看盾构机仿真运动效果，通过盾构机模型动作显示刀盘正反转与速度调节，皮带机启动与停止显示，螺旋机正反转与转动速度调节，管片拼装时的运动动作。 [0020] 该盾构机仿真操作平台还具有声控启动演示功能，语音输入需要演示的内容，然后系统进行动画演示，例如，语音输入刀盘左转启动，然后系统控制刀盘进行左转，进行刀盘左转动画演示。 [0021] 图2是使用3dmax 软件为该盾构机仿真操作平台构建的盾构机三维模型，该模型以真实的盾构机为模型进行构建，在主屏幕7上进行显示，操作盘6对电器柜1中的PLC进行三维模型控制信号的输入，PLC与工控机以HTTP协议进行通讯，通过操作盘6 控制信号的输入实现三维模型运动，实现盾构机工作过程仿真；标号9为进行土壤挖掘的刀盘，操作人员通过控制操作盘6设定刀盘的转速与方向，然后启动刀盘，刀盘启动前首先启动螺旋机与皮带机为渣土输送做准备；标号10为盾壳膨润土喷射模拟，通过操作盘6上盾壳膨润土按钮的闭合与断开控制盾壳膨润土的启动与停止；标号11为盾体，推进油缸等重要部件在其中布置；标号12为管片拼装机，通过对管片拼装模式的控制可进行管片拼装过程的模拟；标号13为螺旋机，通过对操作盘的控制启动螺旋机，并对螺旋机的转速转动方向进行设定，然后螺旋机模拟渣土从土仓传送到皮带机上的过程；标号14为皮带机，通过操作盘6启动皮带机并进行速度设定，然后观察模拟皮带机把渣土传送到渣土车的过程。 [0022] 如图3所示，从图中可以看出，调节操作盘6上按钮开关及电位计，然后信号输入PLC可编程控制器，经PLC可编程控制器的判断与计算进行信号的输出。PLC可编程控制器与工控机通过通信线进行通信连接，以HTTP协议作为通讯协议，PLC可编程控制器输出的信号对盾构机进行运动控制以及重要参数的传输与显示。 [0023] 该盾构机仿真操作平台主要使用对象为土压盾构机，同时该平台具有非常好的拓展性，通过适当的修改也可以适用于TBM盾构机及其他类型的盾构机。 [0024] 上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

意见反馈