一种盾构机姿态测量系统及其测量方法技术方案

一种盾构机姿态测量系统及其测量方法，属于定位测量装置及测量方法，解决棱镜导向系统测量的滞后性、陀螺仪导向系统的漂移以及激光标靶导向系统中水平偏航角量程受限和通视空间易受遮挡的问题。本发明专利技术测量系统包括姿态角测量单元、行程位移量测量单元和主控计算机，姿态角测量单元和行程位移量测量单元分别与主控计算机通过有线或无线方式实现通信连接。本发明专利技术测量方法实时采集盾构机掘进状态下姿态数据，通过陀螺仪和倾角仪相互补偿修正来获取盾构机的三个角度信息，同时利用第二加速度计与行程位移传感器相结合来测量盾构掘进的位置距离。本发明专利技术解决了现有技术的问题，提高了测量的精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种盾构机姿态测量系统，包括姿态角测量单元(2)、行程位移量测量单元(3)和主控计算机(4)，所述姿态角测量单元(2)安装在盾构机(1)内靠近盾构机刀盘的一端，用于盾构机姿态角的测量；所述行程位移量测量单元(3)安装在盾构机(1)内千斤顶附近，用于盾构机行程位移量的测量，姿态角测量单元(2)和行程位移量测量单元(3)分别与主控计算机(4)通过有线或无线方式实现通信连接；其特征在于：所述姿态角测量单元(2)包括第一加速度计、双轴倾角仪、第一陀螺仪、第二陀螺仪和第三陀螺仪，所述第一加速度计的测量敏感方向与盾构机轴线竖直垂直；所述第一陀螺仪用于测量盾构机的滚动角，其回转轴与盾构机的中心轴线平行；所述第二陀螺仪用于测量盾构机的俯仰角，其回转轴平行于地平线并与所述第一陀螺仪的回转轴垂直；所述第三陀螺仪用于测量盾构机的水平方位角，其回转轴竖直向下指向地心；所述双轴倾角仪的两个敏感轴分别与第一陀螺仪、第二陀螺仪的回转轴平行，分别用于测量盾构机的滚动角、俯仰角；第一陀螺仪、第二陀螺仪、第三陀螺仪得到盾构机的滚动角、俯仰角及水平方位角送入主控计算机(4)；双轴倾角仪测量得到盾构机的滚动角、俯仰角送入主控计算机(4)；所述行程位移量测量单元(3)包括第二加速度计和行程位移传感器，所述第二加速度计和行程位移传感器的测量敏感方向与所述千斤顶轴线方向平行，用于测量所述千斤顶轴向位移；第二加速度计和行程位移传感器获得盾构机的行程位移量，送入主控计算机(4)；主控计算机根据输入的盾构机的滚动角、俯仰角及水平方位角以及行程位移量，计算得到盾构机的实时位姿状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱国力，张剑波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：