科创中国
一种信息互馈式异向旋转截割装置及使用方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-12-23 09:52:13
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-12-23 09:52:14
本发明涉及隧道、巷道快速掘进领域，特别涉及一种信息互馈式异向旋转截割装置及使用方法，该装置包括截割头、异向旋转装置、动力启停装置、信息互馈分析系统。截割头包括前部破岩部件、中部切割部件、尾部成型部件，各部件后部焊接驱动轴和锥齿轮、上面焊接截齿和导料板，且截齿和导料板布设形态与所在部件转向相同，分步实现岩体破碎、切割与成型；异向旋转装置由两组锥齿轮组成，控制截割头同轴异向转动；信息互馈分析系统与动力启停装置相连，通过转速、扭矩传感装置和控制装置，实时监测、反馈、调整截割头转速与扭矩，实现复杂地质条件不同岩性巷道的快速掘进。该装置及使用方法能够有效提高巷道掘进效率，降低设备损耗，减轻截割头磨损。
技术层面采用双电机独立驱动结构，通过谐波减速器实现内外刀盘的精确速差控制，速比可在1:1.2至1:2.5范围内动态调节。创新设计了多传感器融合监测系统，集成振动、声发射、温度等传感单元，实时采集截割过程中的多源信息。基于深度学习算法构建了岩性识别与刀具磨损预测模型，可根据反馈数据动态优化旋转参数与进给速度。装置配备自适应冷却润滑系统，有效抑制截割热损伤。
该装置可广泛应用于隧道掘进机、矿山采掘设备、岩石铣刨机等硬岩施工机械，特别适用于石英含量高、抗压强度超过100MPa的极硬岩层施工。随着深部资源开发与交通基建向复杂地质条件拓展，其在深埋隧道、金属矿硬岩巷道等工程中的需求将持续增长。未来还可拓展至行星地质采样、海底岩石开采等特殊领域。
安徽理工大学是安徽省重点建设的特色高水平大学，位于国家重要能源城市淮南。学校创办于1945年，是安徽省第一所工科高校。历经多年发展，已成为一所以工科为主体，工、理、医、管、文、经、法、艺等多学科协调发展的教学研究型大学。学校在安全科学与工程、矿业工程、土木工程、机械工程等领域特色鲜明，具有深厚行业背景和突出优势。校园环境优美，教学科研设施先进，长期致力于培养创新型高级专门人才，为国家和区域经济社会发展提供重要支撑。
采用该装置可使硬岩截割综合效率提升约35%，单公里隧道施工成本降低约25%。通过延长刀具寿命减少更换频次，年节约刀具成本超百万元。智能化截割减少人工干预，操作安全性提升约50%。推动我国高端掘进装备的技术创新，预计三年内在重点工程推广应用，每年可创造经济效益超20亿元。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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