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1、演算工房导向系统运用、故障分析及解决方法,基本原理 组成及功能 工作特点 ROBOTEC测量基本操作 导向系统的安装 导向系统调试 导向系统故障分析及解决办法,一、基本原理,演算工房自动导向系统是通过全站仪测量设置在盾构机中盾体上方固定位子上的三个目标棱镜的绝对三维坐标（一般设置三个，其中一个备用，三号棱镜为必测目标），根据预先设定棱镜与盾构机切口和盾尾的相对位置关系以及盾构的府仰角、滚动角推算出切口和盾尾的绝对三维坐标。然后将切口和盾尾的绝对三维坐标与设计轴线相比较得出盾构机的偏离情况，即平面偏差和高程偏差。根据系统显示的轴线偏差和偏差趋势，与隧道设计轴线为目标，把偏差控制在设计要求范围内，
2、从而达到通过控制盾构机姿态来指导隧道掘进的目的。,二、组成及功能,1、导向系统的组成： 导向系统主要由全站仪、后视棱镜、前视棱镜（三个小棱镜）、倾斜仪、通讯线、电源线、黄盒子、白盒子、中央控制箱、中央电脑等组成，导向系统是一个整体缺少任意一个组件都会导致系统正常的运转。,二、组成及功能,2、导向系统的主要功能： （1）具有自动找准目标功能的全自动马达全站仪，主要用于测量角度（水平角、垂直角）、距离和发射激光。 （2）高精度圆棱镜（前视、后视棱镜），主要用于接收、反射激光信号。 （3）计算机和隧道掘进软件，演算工法软件是自动测量系统的核心，它从全站仪等通信设备接收数据，并通过软件计算把数据以数字
3、和图形的形式显示在计算机上。 （4）通信电源箱，供给全站仪电源，保证全站仪和计算机之间的数据传输和通信。,三、工作特点,自动导向系统工作特点有以下几点: 1、自能全天候工作降低测量作业劳动强度、提高工作质量 2、可以通过隧道设计的几何元素计算出隧道的理论轴线； 3、通过倾斜仪器测量盾构的俯仰角和滚动角并予以显示； 4、在显示器上实时以图形直观显示盾构轴线相对于隧道设计轴线的偏差，根据偏差调整掘进姿态，使盾构轴线逼近隧道设计轴线； 5、通过调制解调器和电话线与地面监控室电脑建立网络联系，将盾构掘进数据传输到监控室，便于工程管理人员实时监控盾构的掘进情况，查阅各环的掘进资料，测量资料及其他资料。,
4、四、ROBOTEC测量基本操作,这是ROBOTEC 测量的其本画面，由此画面进行测量指令的发送及设定等。 画面的顶部环号位置是显示现在的环号。 要想观看过去的环号上的测量结果时，直接输入环号或点击换号框（鼠标左键1 次）的话，就会显示出环清单。选择（点击）清单中的任意一个环号后，就显示出选择的环的结果。寻找清单中没有的过去的环时，暂且先选择最下位的环，于是其环会向最上位移动，显示出更早的环。 环号旁边是测量的日期时间 显示进行了测量的日期时间、测量方式、ML、管理行程（开始时为0 的行程延长）,四、ROBOTEC测量基本操作,相关测量数据 已知点 显示后视点、站的坐标及登录名称。 目标数据 显
5、示用测量的基本数据计算的坐标。 距离为进行补正设定时的补正完了的值。 盾构机数据 显示现在的值及测量时的值。 计算结果 为计算的机械前端、中心、后端的结果。 方位偏差：测量方位和目标方位的差,四、ROBOTEC测量基本操作,功能 通过单击单独操作打开。 在此画面中，以进行个别的动作为目的，有以下内容： 后视点原点复位 进行已知点的换位时，对后视点进行原点复位。 后视点确认 只对后视点平行校正，确认已知点是否有移动，异常时显示信息。另外，有时会因电磁波的影响产生误差。大的时候，进行，再一次确认。即使这样仍然有很大误差的话，有可能是后视点或器械点移动的原因。此时有必要重新测量后视点、器械点，进行修
6、改。允许确认的范围是在设定画面内可以任意设定。可能的话，尽量进行每日一次的后视点确认。,四、ROBOTEC测量基本操作,目标检索 指定要平行校正的目标，进行检索。 在目标可正常地进行平行校正或确认等情况下使用。 ROBOTEC 测量 与基本画面的ROBOTEC 测量键同等的功能 目标间确认 测量机器上设置的目标，计算各目标间的距离。求出其距离与事先在棱镜设定画面上设定的相对坐标的差进行确认。 电源 开闭器械的电源。在基本画面的动画显示状态下，机械上有X 标记显示时为通信异常或电池关闭。此时，由计算机再发出电源ON 的指令。如果仍不能打开电源，关闭再起机械侧的电源，后由电脑再发出打开电源指令。,
7、四、ROBOTEC测量基本操作,自动水平补偿 在器械的2 轴补偿器构进行校平。在事先的人工作业中，如未将校平配合量调整到5.5 分以内的话，不能进行补正。另外，补正1 度后，由于某种原因偏出5.5 分以上时，信息会在动作状态表内显示出来。电源ON 时补偿器会自动地进行。 棱镜挡板 开 强制打开棱镜上设置的开开闭器。进行新设点设置、确认开闭器是否正常动作时使用。 棱镜挡板 闭 强制关闭设置在棱镜上的开闭器。 信号灯 强制开闭信号灯。在器械进行测距过程中，让信号灯闪动，告知正在测量中。为在坑内显眼，可以使作业人员充分注意。,Robotec 测量 目标棱镜号码 设定检索目标棱镜号码1、3，测角回数通
8、常只测一次没有问题，如进行了复数次（Max：5）的设定话，就会进行设定次数的测角、测距，求出标准偏差值，只计算有效数据的平均数，对其采用。虽然比1 次测量精度要高，但测量时间变长。（5 次：约2 分） 在挖掘中去了Robotec 测量的时候，作为设定:1 被处理的尽可能短时间测量 测角摇动量 指定了测角次数为复数次时，每一次都要将器械解锁摇头。设定此摇头量（角度）。（2GRAD 足够） 后视点确认时的有效误差 将后视点（X、Y、Z）和后视点检索时测量的X、Y、Z 之间的距离做为误差计算，设定有效范围。,四、ROBOTEC测量基本操作,五、导向系统的安装,在盾构机和所有台车吊到井下后，我们需要将
9、导向系统的各部件分别安装好，在一号和五号台车位置的始发井顶板上分别各装一个托架（如下图），一号台车位置上面的架子安装全站仪和黄盒子并用数据线把全站仪与黄盒连接，黄盒子的数据线与盾构机操作室的中央控制箱连接，黄盒子接上电源。,五、导向系统的安装,5号台车位置上面的架子安装后视靶棱镜并接通电源。在盾构机盾体的中间铰接处安装三个与天宝全站仪配套的小圆棱镜。这三个小圆棱镜一定要安装牢固避免在盾构机掘进时松动，这三个小棱镜有一个专门配置机盒分别将这三个小圆棱镜上面的数据线连接到这个机盒上。机盒有一条数据线是与盾构机操作室的中央控制箱连接的，在布设这条数据线时一定要和盾构机上的其它线放在一起避免以后被损坏
10、的可能。,五、导向系统的安装,倾斜仪安装在盾体铰接刀盘回转体的位子（盾构机型号不一样安装的位置也不一样），上面的数据线请专业电工进行连接。,小松盾构机,石川岛盾构机,五、导向系统的安装,在盾构机操作室里面有一台小电脑（注意这台小电脑的电源是110伏）电脑主机用网线与盾构机操作室的中央控制箱连接，这台电脑将显示盾构机的所有姿态，在隧道掘进过程中操作手将根据电脑上所显示的姿态对盾构机进行调整使盾构机姿态始终保持在与设计隧道中心线上。在地面上有一个监控室，监控室的电脑也要通过数据线与盾构机操作室的中央控制箱连接，这样在地上和地下都可以看到盾构机的所有姿态信息和操作盾构机导向系统。,六、导向系统的调试
11、,演算工房导向系统始发调试 清空ARIGATAYA里面除了KMT-TM634-65（代表盾构机的型号和编号）所有的文件夹。 在KMT-TM634-65里面点击青蛙图标（Fileinit.exe）、全选、执行。 将计算好的设计线路复制到enzan里面，然后将计划线格式重命名为.CSV的（计划线格式为5列分别为：里程、距离、X、Y、Z）。,点击enzan里面的Senkei.exe，在Input里面输入修改后格式为.CSV的文件名称，点击RUN。 把生成的PlnDvlp.csv文件复制到Mesu里面。 重启电脑。点击选择画面测量线性计划设定，查看数据是否导入。 在单独操作里面后视点复位、后视点确认，
12、而后依次检索目标三个棱镜，分别记录三个棱镜坐标高程。,六、导向系统的调试,在KMT-TM634-65里面点击enzan文件夹，打开TargetCalc2（kantai.exercise）程序，在里面输入盾首、盾尾、盾构机长度、俯仰角、滚动角以及三个棱镜坐标高程，然后点击计算。 把计算好的棱镜几何坐标数据复制到ARIGATAYA Main界面设定里面棱镜位置里面（棱镜名称请勿随意修改）。 修改累计距离。选择画面维护情报项目维护204206项里面，乘法系数默认为1、加减系数修改为计划线起点里程（不是区间起点）。如果是从小里程到大里程方向，乘法系数为1；从大里程到小里程方向，乘法系数为-1。,六、导
13、向系统的调试,六、导向系统的调试,修改数据监控里面的累计距离204206项、TD值278280项。在ARIGATAYA Main界面点击关闭数据监控204206项。累计距离当前值即为人工计算出来的盾首、盾尾、铰接里程。278280项TD值即为盾首到计划线起点里程的距离，盾尾跟铰接一样。 调整倾斜仪参数，如果倾斜仪是手动调整的，即调到实测的俯仰、滚动角为止。如果倾斜仪是自动的，在情报项目维护里面修改910项的加减系数，找出实测的与显示的差值输入即可。,七、导向系统故障分析及解决办法,1、导向系统初始化设置问题： 修改累计距离。选择画面维护情报项目维护204206项里面，乘法系数默认为1、加减系数
14、修改为计划线起点里程（不是区间起点）。如果是从小里程到大里程方向，乘法系数为1；从大里程到小里程方向，乘法系数为-1。 修改数据监控里面的累计距离204206项、TD值278280项。在ARIGATAYA Main界面点击关闭数据监控204206项。累计距离当前值即为人工计算出来的盾首、盾尾、铰接里程。278280项TD值即为盾首到计划线起点里程的距离，盾尾跟铰接一样。,七、导向系统故障分析及解决办法,2、全站仪只测后视不测前视： 可能是TD参数设置有误， TD前端、铰接、后端值即为盾首、铰接、后端里程到计划线起点里程的距离。 全站仪的键盘不要安装，安装后会与电脑操作命令冲突，导致全站仪显示正
15、常但是无法操控全站仪。,七、导向系统故障分析及解决办法,3、倾斜以安装调试问题： 安装时注意倾斜仪表面的备注和连接板的螺杆分布，避免装错导致导向系统显示错误。手动调节倾斜仪角度的时候要注意，左边高倾斜仪是正值，左边低倾斜仪是负值。,七、导向系统故障分析及解决办法,4、盾构机盾尾变形检测方法 在盾构机正上方在以切口为参考面取三对同一标高处的测量点，位置可以是盾构+任意距离（一般选择前盾上的）+盾尾，用皮尺分别量出三对点位的中心，然后测量中心点的实际三维坐标，根据前盾上的两个点来推算出盾尾的三维坐标，这样就可以对实测和推算的盾尾进行比较 在盾构机内部还是用横尺法在盾尾测量两个点，推算出盾首盾尾的三维坐标。,七、导向系统故障分析及解决办法,七、导向系统故障分析及解决办法,5、导向系统显示姿态与实测姿态对不上： 由于盾构机没有铰接，盾构机系统设置为直线盾构（一般来说都是铰接盾构），但是我们导向系统程序里面是考虑了铰接的，我们把盾构机与棱镜相对位置关系、倾斜仪调整、初始设置都调试好了之后，导向系统测的姿态和我们人工测的姿态还是对不上。 解决办法： 1、找专家进行远程调试，修改内部程 序文件。 2、把系统里面的一个程序代码文件进行修改，改成三个棱镜模式。,