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龙图腾网获悉洛阳理工学院;华北水利水电大学;中铁工程装备集团有限公司申请的专利一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置及其结构优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121111274B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511672834.1，技术领域涉及：E21D9/02；该发明授权一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置及其结构优化方法是由李冰;刘军明;上官林建;贾连辉;郑文韬;贺飞;鲁义强;张玉香;彭晗;李金兴;许闯设计研发完成，并于2025-11-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置及其结构优化方法在说明书摘要公布了：本发明属于斜井TBM防坠落支撑的技术领域，具体为一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置及其结构优化方法，包括：以ABS支撑装置的撑靴的中心作为原点建立坐标系；建立ABS支撑装置的液压缸、连杆所需提供推力的推力方程；根据得到的推力方程推导出推力系数及推力系数的积分值，并构建ABS支撑装置的结构优化函数；以ABS支撑装置的撑靴与机架之间的水平距离、以及液压缸、连杆的推力系数之比作为约束条件，求解ABS支撑装置的最优结构尺寸。以ABS支撑装置的撑靴与TBM主机的机架之间的水平距离等为约束条件，得到ABS支撑装置的最优结构尺寸，能提高ABS支撑装置的防坠落支撑能力，降低斜井TBM坠落风险，进而避免造成严重的人员伤亡和财产损失。

本发明授权一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置及其结构优化方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置的结构优化方法，其特征在于，包括： 步骤1：建立ABS支撑装置的简化模型，以ABS支撑装置的撑靴的中心作为原点建立坐标系； 步骤2：建立ABS支撑装置的液压缸、连杆所需提供推力的推力方程； 步骤3：根据步骤2得到的推力方程推导出ABS支撑装置的液压缸、连杆所需提供的推力系数，并采用梯形积分方法计算液压缸、连杆所需提供推力系数的积分值，并构建ABS支撑装置的结构优化函数； 步骤4：以ABS支撑装置的撑靴与TBM主机的机架之间的水平距离、以及液压缸、连杆的推力系数之比作为约束条件，求解ABS支撑装置的结构优化函数的最小值，进而得到ABS支撑装置的最优结构尺寸； 步骤2包括：对ABS支撑装置的撑靴进行受力分析，液压缸推力沿y轴方向的分力与连杆推力沿y轴方向的分力相互抵消；液压缸推力沿x轴方向的分力与连杆推力沿x轴方向的分力叠加提供ABS支撑装置的撑靴所需的压紧力，活塞杆伸出长度d时，液压缸所需提供推力的推力方程为： ； 式中，F压为ABS支撑装置的撑靴所需压紧力；F缸为液压缸所需提供的推力；F连为连杆所需提供的推力；α为连杆与x轴的夹角；β为液压缸与y轴的夹角；L1为不含活塞杆的液压缸长度，L2为连杆的长度，L3与L4分别为连杆左端点距液压缸左端点的水平距离与垂直距离，d为活塞杆的伸出长度； 活塞杆伸出长度d时，连杆所需提供推力的推力方程为： ； 步骤3包括：将液压缸所需提供推力的推力方程中的撑靴所需撑紧力移出后，得到在活塞杆伸出长度d时，液压缸所需提供的推力系数： ； 将连杆所需提供推力的推力方程中的撑靴所需撑紧力移出后，得到在活塞杆伸出长度d时，连杆所需提供的推力系数： ； 使用梯形积分的方法近似计算液压缸所需提供推力系数的积分值： ； 式中，c为积分的步长，表示计算一次推力系数后，活塞杆伸出的长度；D为液压缸中活塞杆的总伸出长度； 使用梯形积分的方法近似计算连杆所需提供推力系数的积分值： ； 分别对液压缸所需提供推力系数的积分值与连杆所需提供推力系数的积分值赋予权重，得到ABS支撑装置的结构优化函数： ； 式中，w1为液压缸所需提供推力系数积分值的权重；w2,为连杆所需提供推力系数积分值的权重；f1为液压缸所需提供推力系数的积分值；f2为连杆所需提供推力系数的积分值； 步骤4中约束条件包括：将液压缸、连杆所需提供推力系数的积分值之比作为第一约束条件，第一约束条件的公式为： ； 式中，C1为液压缸、连杆所需提供推力系数积分值的最小比值；C2为液压缸、连杆所需提供推力系数积分值的最大比值； 对液压缸中的活塞杆未伸出以及完全伸出状态下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的水平距离范围作为第二约束条件，第二约束条件的公式为： ； 式中，D1为液压缸中的活塞杆未伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的最小水平距离；D2为液压缸中的活塞杆未伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的最大水平距离；E1为液压缸中的活塞杆全部伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的最小水平距离，E2为液压缸中的活塞杆全部伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的最大水平距离；L5为液压缸中的活塞杆未伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的水平距离；L6为液压缸中的活塞杆全部伸出情况下，ABS支撑装置的撑靴与机架之间的水平距离； 所述适用于大倾角斜井TBM的ABS支撑装置包括用于压紧围岩的撑靴、蓄能器，撑靴包括与连杆3一端连接的若干第一铰支座602、呈弧形的撑靴板601，撑靴板与第一铰支座通过凸台5连接，连杆另一端与第二铰支座2连接，第二铰支座与TBM主机的机架1连接，液压缸4的输出端与任意一个第一铰支座连接、其另一端与TBM主机的机架连接。

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