(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111470001.9 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 申请人 中铁四局集团有限公司 (72)发明人 李术才　冀笑瑀　陈文尹　刘洪亮　 李利平　魏亮　周宗青　成帅　 范宏运　杨光宇　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 李圣梅 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01)E21D 9/10(2006.01) (54)发明名称 机械预切槽 机的建模方法及系统 (57)摘要 本公开提出了机械预切槽机的建模方法及 系统， 包括： 绘制待开挖的隧道的断面图， 并创建 虚拟场景； 初步绘制机械预切槽机的模型； 将上 述模型导入创建的虚拟场景； 根据模 型在虚拟场 景中的状态调节机械预切槽机的结构参数。 本公 开技术方案所确定的预切槽机能够适用至待开 挖的隧道， 精确无误的定制可以提高施工效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 114417515 A 2022.04.29 CN 114417515 A 1.机械预切槽 机的建模方法， 其特 征是， 包括： 绘制待开挖的隧道的断面图及隧道围岩， 并创建虚拟场景； 初步绘制机 械预切槽 机的模型； 将上述模型导入创建的虚拟场景； 根据模型在虚拟场景中的状态调节机 械预切槽 机的结构参数。 2.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 所述断面图用于显示隧道 的高度和跨度相关尺寸信息 。 3.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 创建虚拟场景之前， 还包 括获取隧道围岩的信息， 包括： 围岩等级、 结构面组数及产状， 基于围岩的信息及断面图创 建虚拟场景。 4.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 所述绘制的待开挖的隧道 的断面图及隧道围岩均为基于真实场景 得到的。 5.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 所述根据模型在虚拟场景 中的状态调节机械预切槽机的结构参数， 包括需要虚拟链刀的切削线速度、 链刀额定环切 速度、 链刀最大偏摆角度及链刀仰角范围， 将上述多因素进行融合获得 所需的链刀。 6.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 还包括： 将虚拟链刀的切 削线速度、 链刀额定环切速度、 链刀最大偏摆角度、 链刀仰角范围四个因素与对围岩的实际 切割效果形成闭环反馈 。 7.如权利要求1所述的机械预切槽机的建模方法， 其特征是， 根据场景调节机械预切槽 机零件的 的结构参数之后， 还 包括： 设置每 个零件之间的配合关系， 最终完成装配 体； 装配时一次性地完成装配， 或将按产品结构关系分成一个个子装配体， 先进行子装配 体的装配， 再按照顺序完成三维模型的装配。 8.机械预切槽 机的数字 孪生建模系统， 其特 征是， 包括： 虚拟场景创建模块， 被 配置为： 绘制待开挖的隧道的断面图， 并创建虚拟场景； 预切槽机参数确定模块， 被 配置为： 初步绘制机 械预切槽 机的模型； 将上述模型导入创建的虚拟场景； 根据模型在虚拟场景中的状态调节机 械预切槽 机的结构参数。 9.一种计算装置,包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征是， 所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求 1‑7任一所述的方法的步 骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征是， 该程序被处理器执 行时执行上述权利要求1 ‑7任一所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114417515 A 2机械预切槽机的建模方 法及系统 技术领域 [0001]本公开属于预切槽 机建模技 术领域， 尤其涉及机 械预切槽 机的建模方法及系统。 背景技术 [0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息， 不必然构成在先技 术。 [0003]近年来隧道建设工程开展较多， 预切槽技术是在开挖工作面之前， 用特制的链式 机械切刀沿隧道断面周边连续切割出一条厚约数十厘米深数米的窄槽， 同时应用和切刀一 体化的混凝 土灌注设备注入混凝 土， 从而形成一个连续的起预 先支护作用的混凝 土壳体。 [0004]预切槽法是一种独特的施工技术， 是介于浅埋暗挖法和盾构法之间的一种方法， 它和浅埋暗挖法配合可以形成复杂地质和地面环 境下的新型隧道施工技术。 采用此法可大 大提高施工的机 械化水平， 同时可有效地控制地表沉降。 [0005]发明人在研究中发现， 由于不同隧道地质情况不一样， 根据提供的隧道断面图， 预 切槽机需要提前定制， 而 预切槽机的费用较高， 且 所有零件总和上千种， 仅根据简单的二 维 隧道断面图精确度无法达到理想要求。 若由于前期对隧道地质特点没有足够的判断， 则将 导致定制的预切槽 机无法适应该隧道地质情况， 最终导 致定制的预切槽 机无法正常使用。 [0006]而现有的数字孪生方案中， 大都应用在小型设备中， 零件总数少， 且可批量生产。 机械预切槽 机需要根据不同的隧道断面图进行不同的定制。 发明内容 [0007]为克服上述现有技术的不足， 本公开提供了机械预切槽机 的建模方法， 确保定制 的预切槽 机能够适用对应的隧道地质。 [0008]为实现上述目的， 本公开的一个或多个实施例提供了如下技 术方案： [0009]第一方面， 公开了 机械预切槽 机的建模方法， 包括： [0010]绘制待开挖的隧道的断面图及隧道围岩， 并创建虚拟场景； [0011]初步绘制机 械预切槽 机的模型； [0012]将上述模型导入创建的虚拟场景； [0013]根据模型在虚拟场景中的状态调节机 械预切槽 机的结构参数。 [0014]进一步的技术方案， 所述断面图用于 显示隧道的高度和跨度相关尺寸信息 。 [0015]进一步的技术方案， 创建虚拟场景之前， 还包括获取 隧道围岩的信息， 包括： 围岩 等级、 结构面组数及产状， 基于围岩的信息及断面图创建虚拟场景。 [0016]进一步的技术方案， 所述绘制的待开挖的隧道的断面图及隧道围岩均为基于真实 场景得到的。 [0017]进一步的技术方案， 所述根据模型在虚拟场景中的状态调节机械预切槽机的结构 参数， 包括需要虚拟链刀的切削线速度、 链刀额定环切速度、 链刀最大偏摆角度及链刀仰角 范围， 将上述多因素进行融合获得 所需的链刀。说　明　书 1/4 页 3 CN 114417515 A 3