盾构自动导向系统研发与应用

2006年公司成立
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2. 研发背景
20世纪70年代以来，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。我国内在盾构施 工中普遍还是采用人工测量来控制盾构方向。人工测量完成一次至少需要15分 钟的时间，测量精度依赖于测量人员的作业素质，出错率高、工作效率比较低 下。伴随着测绘技术、激光传感技术、计算机技术、机械电子与自动控制等技 术的发展成熟，自动导向系统在盾构机中逐渐得到成功运用、发展和完善。
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2. 研发背景 --- 产品延伸
数据采集系统
TBM/盾构/顶管自动导向
远程监控系统
三维激光靶
自动导向 软件开发 系统集成
测量设备与工业检测
盾尾间隙
风险预报
管片选型
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
自动导向系统的发展：三点法 两点法 激光靶法
计算原理
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
品牌名称：瑞士徕卡全站仪 型 号：TS 15A R30（自动加强型） 精 度：2″，1mm+1.5PPm 激光等级：Ⅲ级，人眼无害 防护等级：IP55/95%，防冷凝
品牌名称：上海力信三维激光靶 型 号：RT102 工作电源：9-36VDC 、0.5A 通讯方式：TCP/IP 测量量程：±45° 方位精度：0.01° 工作距离：10m-300m
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盾构自动导向系统的研发与应用
目录大纲
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• 公司概述
2
• 研发背景
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• 自动导向系统
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• 施工管理与监控
5
• 应用介绍
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1. 公司概述
上海力信测量技术有限公司成立于2006年初，总部位于上海市浦东新区—张江高科。 现有全职员工30余名，其中技术&研发类员工占80%以上，外聘及合作顾问专家20余名。 基于将最先进的计算机技术、无线自动控制技术和工业测量测试技术与TBM/隧道/轨道的 工程实践相结合，进行专业测量检测系统的研发和集成，并提供相关技术服务。产品涉 及盾构/TBM/顶管/煤机等大型工业设备的自动导向系统、信息化管理平台及工业三维数 字化检测系统等。目前设有“上海软件中心、天津硬件中心、长沙应用中心”三大分部。
硬件介绍
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
软件界面
源自文库
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
主界面： 首页面 硬件状态 测量信息 换站检核 管片管理 管片数据 环号修改 用户管理 关键退出 其他 趋势时时图 危险源预报
公司已全面通过ISO9001:2008国际质量体系认证，CMMI软件成熟度企业认证。同 时还是上海市双软认定企业和高新技术企业、上海市软件协会常务理事单位、中国工程 测量学会/掘进机协会/隧道协会的常务理事单位，国家科技部“技术创新基金”免费资助 单位。
上海力信是目前唯一提供“隧道/盾构/轨道”全生命周期测量检测和信息化整体解决 方案的技术供应商，先后参与了相关国家规范的制定： GB《城市轨道交通工程测量规范》的参编单位 GB《盾构法隧道施工及验收规范》的参编单位
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
激光靶原理介绍
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
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（ △X，△Y，△Z ） （ △α，△β，△γ ）
两个不同的三维空间直角坐标系之间转换时，通 常使用七参数模型，即： ➢ 三个坐标平移量（△X，△Y，△Z）； ➢ 三个坐标轴的旋转角度（△α，△β，△γ）； ➢ 尺度因子K； 以上七个参数通常称为七参数。
2006年上海力信测量技术有限公司全力开展技术攻关，自主研发的“第一 代RMS-D自动导向系统”打破长期由国外导向系统垄断的局面。随着激光传感 技术发展，力信公司最新研发的“RMS-D激光靶自动导向系统”已达到世界领 先水平与国外进口产品技术同步。在扎根盾构自动导向系统领域10年的同时， 力信公司自主开发的盾构机数据采集系统、管片管理系统、盾尾间隙测量系统 也保持着国际领先水平。从而使盾构掘进工艺变得更机械化、智能化、高精度 化。
硬件介绍
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
品牌名称：深圳研祥工控机 型 号：PPC-1561V 面板尺寸：可定制 类 型：电阻式触控屏 贮存温度：-20℃～60℃
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品牌名称：瑞士徕卡无线电台 型 号：TCPS29 防护等级：IP67 通讯距离：≤350m 核心技术：采用超级蓝牙技术，信号稳定
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
系统结构图
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3. 自动导向系统 --- TBM/盾构/顶管自动导向
EPB姿态定位的基础是两个已知的大地坐标，一个作为全站仪的站点，另一个 作为后视棱镜坐标点。全站仪通过这两个点确定北方向，在通过测量激光靶确定EPB 掘进的实际方位。EPB自身的旋转角（或“滚动角”）和俯仰角是通过靶内高精度倾 斜仪获得。所有测量的数据都会传输到工业一体机内，通过自动导向软件计算出EPB 准确的姿态。EPB的姿态通过轴线上的基准点（盾首、中、尾）来体现。利用基准点 与轴线之间的距离，软件通过进一步的换算得出这些基准点坐标。并以图像和数字双 形式显示在工业一体机屏幕上。
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2016年推出自动导向 软件2.0（激光靶法） 2014年推出第二代激光靶（拥有核心知识产权） 2012年推出第一代激光靶及自动导向软件1.0（激光靶法）
2011年测试三维激光靶，完善盾构配套数据采集系统及监控系统 2009年推出两棱镜法自动导向（盾构版）
2008年推出第一代自动导向系统（顶管版）
功能模块
系统配置： 基本配置 盾构参数 PLC读写
工程配置： 计划线 管片设置 危险源设置