CN118065189A - 一种智能预制轨道板精调***及精调方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能预制轨道板精调***及精调方法，属于轨道板智能调节技术领域，精调***包括测量硬件子模块、测量算法子模块、精调机构子模块、精调算法模块；测量硬件子模块包括四个光学发射器、八个接收器，测量算法子模块基于测量硬件子模块的光信号发射接收情况计算轨道板位姿，四个精调机构子模块分别安装在轨道板两侧，精调算法模块计算各精调机构子模块中电推缸的运动参数以实现精调控制。本发明采用光学测量方案，测量精度高，采用分布式轨道板精调机构，单个子机构尺寸小、布置灵活，可适用狭小空间隧道，本发明采用智能化方法进行轨道板位姿测量和精调工作，精调过程无需人员参与，劳动强度低，且施工精度、效率、安全性都很高。

Description

一种智能预制轨道板精调***及精调方法

技术领域

本发明属于轨道板智能调节技术领域，尤其涉及一种智能预制轨道板精调***及精调方法。

背景技术

预制轨道板具有铺设质量精度高、外形美观、铺设现场道床整洁且后期方便维修、符合国家装配化、标准化的发展方向等优点，被广泛应用于城市轨道交通站后工程建设领域。工人将预制轨道板运输到预定位置后，需进行轨道板精调工作，使轨道板的位姿满足设计的精度要求。现有技术1（CN114561840A）公开了一种地铁轨道板精调装置、***及其使用方法，装置包括反射棱镜、上柱体、中柱体、下柱体、基座、激光对中器、反射棱镜、激光发生器、倾角传感器、控制器和电源等，可提高轨道板的精调速度，降低操作员劳动强度甚至能解放操作员，但是其只是能实现提高轨道板位姿测量速度，而调整轨道板仍需人工操作，整体施工效率低。现有技术2（CN116200977A）公开了一种基于末反馈检测的轨道板精调***及操作方法，该精调***包括精调爪、连接板、框架、动力轮、棱镜、传感器安装架、激光位移传感器等，虽然可减少人工操作，对轨道板的调节精度高，调整繁琐度大量减少，但是设备外形尺寸大，工作时所需空间大，仅适用大空间隧道，部分狭小隧道无法使用。现有技术3（CN116516752A）公开了一种城市轨道交通预制轨道板智能化精调***及方法，包括三向精调器、多功能精调标架、PLC液压控制***，通过全站仪对准多功能精调标架上的定位棱镜，测量坐标数据并传递至PLC液压控制***，PLC液压控制***结合双向倾斜传感器测得的倾角数据，计算三向精调器调整量，据此控制三向精调器中各液压缸工作，该设备采用锥齿轮传动形式，隧道环境复杂，制造和装配锥齿轮困难，且容易磨损。针对上述问题，本发明设计了一种新型的智能预制轨道板精调***及精调方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种智能预制轨道板精调***及精调方法，精调***自动化程度高、位姿定位精度高、效率高，能够解决隧道内轨道板铺设效率低、工人劳动强度大、智能化程度不高等问题。

本发明通过以下技术手段实现上述技术目的。

一种智能预制轨道板精调***，包括测量硬件子模块、测量算法子模块、四个精调机构子模块、精调算法模块，测量算法子模块、精调算法模块均安装在服务器内，分别用于计算轨道板的位姿、精调机构子模块各电推缸的运动参数；测量硬件子模块包括四个光学发射器、八个接收器，其中，四个光学发射器布置在轨道板四周，记作第1～4号光学发射器，四个接收器分别安装在四个精调机构子模块上，记作第1～4号接收器，四个接收器安装在轨道板上，记作第5～8号接收器；四个精调机构子模块分别安装在轨道板两侧靠近拐角位置处，记作第1～4号精调机构子模块。

进一步地，所述光学发射器包括放置在隧道内的发射器基座，发射器基座上安装有电机，电机旋转轴中心线垂直于水平面，电机）旋转轴通过联轴器与主轴相连，主轴上安装有旋转盘；旋转盘上安装有三个一字线激光器，分别记作1～3号一字线激光器，三个一字线激光器的中心线相互之间夹角为120度，每个一字线激光器发出的光平面法向与水平面之间的夹角均为45度；主轴还安装有用于测量电机转动角速度的编码器，主轴顶部安装有全向光源；发射器基座上还安装有光电二级管及转换电路A，用于接收并处理对应光学发射器的一字线激光器光信号。

进一步地，所述接收器包括安装在接收器基座的光电二级管及转换电路B用于接收光学发射器和全向光源发出的光信号，转换成电信号并发送到测量算法子模块。

进一步地，所述精调机构子模块包括基座以及三个电推缸，基座包括球铰，球铰一端连接在底板上，另一端连接在反力架上，三个电推缸轴线零位时分别与世界坐标系X轴、Y轴、Z轴方向一致，三个电推缸的一端均通过销轴与反力架铰接，另一端均通过销轴与连接平台铰接，连接平台连接在轨道板上；基座上还安装有三轴倾角传感器，用于测量基座的倾角，四个精调机构子模块上的三轴倾角传感器分别与第1～4号接收器连接。

一种利用上述智能预制轨道板精调***的智能预制轨道板精调方法，包括如下过程：

步骤1：光学发射器通电，电机旋转轴带动主轴旋转，进而带动主轴上的旋转盘旋转，一字线激光器发出平面激光，扫描隧道空间；

当第号光学发射器中的光电二级管及转换电路A接收到第/>号光学发射器中的1号一字线激光器发出的平面激光时，测量算法子模块控制第/>号光学发射器的全向光源发出全向脉冲光，各接收器的光电二级管及转换电路B接收该脉冲光，转换为电信号发送到测量算法子模块，并将此时第/>号接收器接收到第/>号光学发射器的激光的时间记为/>，，/>；

步骤2：随着旋转盘的旋转，第号光学发射器的2号、3号一字线激光器发出的平面激光依次扫描到第/>号接收器的光电二级管及转换电路B，光电二级管及转换电路B将激光信号转换为电信号发送到测量算法子模块，并将时间依次记为/>、/>，且/>；

步骤3：测量算法子模块计算各接收器的坐标；

步骤4：测量算法子模块将计算得到的八个接收器的坐标发送到精调算法模块，精调算法模块计算出精调机构子模块中各电推缸的位移量；

步骤5：精调算法模块根据计算得到的对应精调机构子模块中对应电推缸的控制变化量，控制该电推缸伸缩运动到目标位置；

步骤6：完成轨道板精调工作。

进一步地，所述步骤3的具体过程如下：

以第1号光学发射器的中心为原点，以第1号光学发射器指向第2号光学发射器的方向为X轴，以垂直地面向上为Z轴，Y轴符合右手定则，建立世界坐标系；设定第号光学发射器的中心在世界坐标系下的坐标为/>，第/>号接收器在世界坐标系下的坐标为，第/>号光学发射器的编码器测得电机角速度/>，则第/>号接收器在世界坐标系下的坐标/>由下列方程组求得：

式中，

式中，和/>为第/>号接收器在第/>号光学发射器坐标系下的方位角和俯仰角；、/>表示第/>号光学发射器的光平面旋转角度；/>表示第/>号接收器在世界坐标系下的坐标向量；/>表示最小二乘解系数矩阵；/>表示最小二乘解系数向量；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的X轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Y轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Z轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第/>号接收器在第1～4号光学发射器坐标系下的俯仰角；/>、/>、/>、/>分别表示第/>号接收器在第1～4号光学发射器坐标系下的方位角；/>表示矩阵转置。

进一步地，所述步骤4的具体过程如下：

步骤4.1：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸与基座铰接点/>的坐标：

第号精调机构子模块上安装第/>号接收器，第1～4号接收器坐标为/>，，第/>号精调机构子模块的三轴倾角传感器测得其基座倾角为/>；则第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸与基座铰接点/>的坐标/>由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号电推缸在零位时第/>号接收器与铰接点/>沿X轴、Y轴、Z轴方向的坐标差，/>，/>；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵；

步骤4.2：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台铰接点/>的坐标/>：

第5～8号接收器坐标为，/>，采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为/>，平面方程为/>，轨道板上表面中心的坐标为，其值由下式求得：/>

式中，为接收器中的光电二级管及转换电路B距轨道板上表面的距离；

则第个精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台铰接点/>的坐标由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸在零位时轨道板上表面中心与铰接点/>沿X、Y、Z轴方向的坐标差，/>，/>；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵；

步骤4.3：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的伸出量/>：

式中，为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸的初始长度，/>，；

步骤4.4：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量/>：

根据轨道设计图，精调完成后轨道板四个角目标坐标为，，/>表示角标，无实际意义，采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为/>，面方程为/>，精调完成后轨道板中心的坐标由下列方程求得：

当轨道板完成精调时，第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台铰接点的坐标/>由下列方程求得，/>：

式中，、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z的旋转角度；

则第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量/>为：

步骤4.5：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的控制变化量/>：

。

本发明具有如下有益效果：

针对隧道内轨道板铺设效率低、工人劳动强度大、智能化程度不高等问题，本发明的***采用光学测量方案，测量精度高，采用分布式轨道板精调机构，单个子机构尺寸小，布置灵活，效率高，不仅适用大空间隧道，也可适用狭小空间隧道，适用范围广且制造装配相对较容易；采用智能化方法进行轨道板位姿测量和精调工作，精调过程无需人员参与，降低了工人劳动强度，提高了施工现场施工精度、效率和安全性，减少了人力投入和成本。

附图说明

图1为智能预制轨道板精调***三维示意图；

图2为智能预制轨道板精调***平面布置示意图；

图3为光学发射器示意图；

图4为一字线激光器示意图；

图5为接收器示意图；

图6为精调机构子模块主视图；

图7为精调机构子模块俯视图；

图中：1-光学发射器；11-编码器；12-主轴；13-全向光源；14-一字线激光器；15-旋转盘；16-电机；17-光电二级管及转换电路A；18-发射器基座；2-接收器；21-光电二级管及转换电路B；22-接收器基座；3-精调机构子模块；31-连接平台；32-基座；33-第1号电推缸；34-三轴倾角传感器；35-第2号电推缸；36-第3号电推缸；321-反力架；322-底板；323-球铰；324-固定螺栓；4-轨道板；5-服务器；6-隧道。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明所述智能预制轨道板精调***，包括测量模块和精调机构模块两部分，测量模块用于测量轨道板的位姿，精调机构模块用于调整轨道板位姿以使其满足安装要求。

测量模块包括测量硬件子模块、测量算法子模块。

如图1、2所示，测量硬件子模块包括四个光学发射器1（第1号光学发射器、第2号光学发射器、第3号光学发射器、第4号光学发射器）以及八个接收器2（第1号接收器、第2号接收器、第3号接收器、第4号接收器、第5号接收器、第6号接收器、第7号接收器、第8号接收器）。

如图2所示，各光学发射器1的硬件结构相同，发出的光信号频率和波长不同，分别布置在轨道板4四周相应的测量位置处。如图3所示，光学发射器1包括编码器11、主轴12、全向光源13、一字线激光器14、旋转盘15、电机16、光电二级管及转换电路A17、发射器基座18。发射器基座18放置在隧道6内相应测量位置上，电机16通过螺栓安装在发射器基座18上，其旋转轴中心线垂直于水平面，主轴12通过联轴器与电机16旋转轴相连，旋转盘15通过螺栓连接安装在主轴12上，当电机16通电时，旋转盘15可以绕主轴12旋转。一字线激光器14通过螺栓连接安装在旋转盘15上，如图4所示，每个光学发射器1配置有三个一字线激光器14（1号一字线激光器、2号一字线激光器、3号一字线激光器），三个一字线激光器14的中心线相互夹角为120度,每个一字线激光器14发出的光平面法向与水平面之间的夹角均为45度。编码器11安装在主轴12上，用于测量电机16转动角速度；全向光源13通过螺栓连接安装在主轴12顶部，能够以自身为球心，向空间各个方向发射光信号；光电二级管及转换电路A17安装在发射器基座18上，用于接收并处理对应光学发射器1的一字线激光器14光信号，通过分辨激光频率和波长等信息分辨一字线激光器14。

如图2、5所示，接收器2包括光电二级管及转换电路B21、接收器基座22，各接收器2的硬件结构相同，其中，第1～4号接收器的接收器基座22通过螺栓连接安装在精调机构模块的基座32上，第5～8号接收器的接收器基座22通过螺栓连接安装在轨道板4上的相应测量位置处。光电二级管及转换电路B21通过螺栓连接安装在接收器基座22上，光电二级管及转换电路B21用于接收光学发射器1和全向光源13发出的光信号，将其转换成电信号，发送到测量算法子模块，每个光学发射器1的一字线激光器14和全向光源13发出的激光频率和波长等信息不同，通过识别这些信息，可以判断接收到的光信号与激光器之间的所属关系。

测量算法子模块安装在服务器5内，用于计算轨道板4的位姿。

精调机构模块包括精调机构子模块、精调算法模块。

如图1、2所示，四个精调机构子模块（第1号精调机构子模块、第2号精调机构子模块、第3号精调机构子模块、第4号精调机构子模块）结构相同，分别安装在轨道板4两侧靠近拐角位置处。如图1、2、6、7所示，精调机构子模块包括连接平台31、基座32、第1号电推缸33、三轴倾角传感器34、第2号电推缸35、第3号电推缸36。基座32包括反力架321、底板322、球铰323、固定螺栓324，底板322与隧道6接触，用于支撑精调机构子模块，每个基座32有两个球铰323，球铰323一端通过螺栓连接在底板322上，另一端通过螺栓连接在反力架321上。第1号电推缸33、第2号电推缸35、第3号电推缸36轴线零位时分别与世界坐标系X轴、Y轴、Z轴方向一致；第1号电推缸33、第2号电推缸35、第3号电推缸36一端均通过销轴与反力架321铰接，另一端均通过销轴与连接平台31铰接，连接平台31通过螺栓连接在轨道板4上。精调机构子模块通过采用球铰323的方式能够适应不同的隧道6形式，使底板322与隧道6紧密接触，提高了精调机构子模块的稳定性，当底板322与隧道6充分接触后，通过拧紧固定螺栓324，可以固定基座32的位姿。三轴倾角传感器34通过螺栓连接安装在基座32上，用于测量基座32的倾角。四个精调机构子模块上的三轴倾角传感器34分别与第1～4号接收器连接。

精调算法模块安装在服务器5内，用于计算各个电推缸的运动参数。

本实施例中，优选地，以靠近轨道板4左上角的光学发射器1作为第1号光学发射器，以顺时针方向依次按顺序布置其余三个光学发射器1，而接收器2、精调机构子模块的布置序号设定均与光学发射器1相同，不再赘述。

基于上述智能预制轨道板精调***的智能预制轨道板精调方法，包括如下过程：

步骤1：四个光学发射器1通电，电机16开始旋转，电机16旋转轴带动主轴12旋转，进而带动主轴12上的旋转盘15旋转，每个光学发射器1的一字线激光器14均发出平面激光，扫描隧道6空间；

当第号光学发射器中的光电二级管及转换电路A17接收到第/>号光学发射器中的1号一字线激光器发出的平面激光时，测量算法子模块控制第/>号光学发射器的全向光源13发出全向脉冲光，各接收器2的光电二级管及转换电路B21接收该脉冲光，转换为电信号发送到测量算法子模块；本实施例中，将第/>号接收器接收到第/>号光学发射器的激光的时间记为/>，/>，/>。

步骤2： 在时间后，随着旋转盘15旋转，第/>号光学发射器的2号一字线激光器发出的平面激光第一次扫描到第/>号接收器的光电二级管及转换电路B21，光电二级管及转换电路B21将激光信号转换为电信号发送到测量算法子模块，时间记为/>，/>。

步骤3： 在时间后，随着旋转盘15旋转，第/>号光学发射器的3号一字线激光器发出的平面激光第一次扫描到第/>号接收器的光电二级管及转换电路B21，光电二级管及转换电路B21将激光信号转换为电信号发送到测量算法子模块，时间记为/>，/>。

步骤4：测量算法子模块计算各接收器2的坐标，计算方法如下：

以第1号光学发射器的中心为原点，以第1号光学发射器指向第2号光学发射器的方向为X轴，以垂直地面向上为Z轴，Y轴符合右手定则，建立世界坐标系；设定第/>号光学发射器的中心在世界坐标系下的坐标为/>，第/>号接收器在世界坐标系下的坐标为/>，第/>号光学发射器的编码器11测得电机16角速度/>，则第/>号接收器在世界坐标系下的坐标/>由下列方程组求得：

式中，

式中，和/>为第/>号接收器在第/>号光学发射器坐标系下的方位角和俯仰角，第/>号光学发射器坐标系以第/>号光学发射器中心为原点，以电机旋转轴为Z轴，以/>时刻1号一字线激光器发出的激光平面和过原点与Z轴垂直的平面的交线为X轴，Y轴符合右手定则；/>、/>表示第/>号光学发射器的光平面旋转角度；/>表示第/>号接收器在世界坐标系下的坐标向量；/>表示最小二乘解系数矩阵；/>表示最小二乘解系数向量；/>、/>、/>、/>分别表示第1号、2号、3号、4号光学发射器的中心在世界坐标系下的X轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第1号、2号、3号、4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Y轴坐标值；/>、/>、/>、分别表示第1号、2号、3号、4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Z轴坐标值；/>、/>、、/>分别表示第/>号接收器在第1号、2号、3号、4号光学发射器坐标系下的俯仰角；/>、、/>、/>分别表示第/>号接收器在第1号、2号、3号、4号光学发射器坐标系下的方位角；/>表示矩阵转置。

步骤5：测量算法子模块将第1～8号接收器的坐标发送到精调算法模块，精调算法模块计算出精调机构子模块中各个电推缸的位移量，具体如下：

步骤5.1：计算第（/>）号精调机构子模块的第/>（/>）号电推缸与基座32铰接点/>的坐标/>：

第1～4号接收器分别安装在第1～4号精调机构子模块的基座32上，第号精调机构子模块上安装第/>号接收器（/>；/>），满足/>；第1～4号接收器坐标为，第/>号精调机构子模块的三轴倾角传感器34测得其基座32倾角为；则第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸与基座32铰接点/>的坐标由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号电推缸在零位时第/>号接收器与铰接点/>沿X、Y、Z轴方向的坐标差，/>，/>，/>。

步骤5.2：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台31铰接点/>的坐标/>：

第5～8号接收器坐标为（/>），采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为/>，平面方程为/>，轨道板4上表面中心的坐标为，其值由下式求得：

式中，为接收器2中的光电二级管及转换电路B21距轨道板4上表面的距离；

则第个精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台31铰接点/>的坐标由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸在零位时轨道板4上表面中心与铰接点/>沿X、Y、Z轴方向的坐标差，/>，/>，/>；/>、/>、/>分别表示绕X、Y、Z轴的旋转矩阵。

步骤5.3：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的伸出量：

第号精调机构子模块的第/>号电推缸的伸出量/>为：

式中，为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸的初始长度，/>，。

步骤5.4：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量：

根据轨道设计图，精调完成后轨道板4的4个角目标坐标为（）， 采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为/>，平面方程为/>，精调完成后轨道板4中心的坐标/>由下列方程求得：

当轨道板4完成精调时，第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台31铰接点/>的坐标/>由下列方程求得：

则第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量/>为：

步骤5.5：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的控制变化量；

第号精调机构子模块的第/>号电推缸的控制变化量/>为：

。

步骤6：精调算法模块根据步骤5计算得到的第号精调机构子模块的第/>号电推缸的控制变化量，控制第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸伸缩运动到目标位置。

步骤7：完成轨道板4精调工作。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能预制轨道板精调***，其特征在于，包括测量硬件子模块、测量算法子模块、四个精调机构子模块、精调算法模块，测量算法子模块、精调算法模块均安装在服务器内，分别用于计算轨道板（4）的位姿、精调机构子模块各电推缸的运动参数；

测量硬件子模块包括四个光学发射器（1）、八个接收器（2），其中，四个光学发射器（1）布置在轨道板（4）四周，记作第1～4号光学发射器；四个接收器（2）分别安装在四个精调机构子模块上，记作第1～4号接收器；四个接收器（2）安装在轨道板（4）上，记作第5～8号接收器；四个精调机构子模块分别安装在轨道板（4）两侧靠近拐角位置处，记作第1～4号精调机构子模块。

2.根据权利要求1所述的智能预制轨道板精调***，其特征在于，所述光学发射器（1）包括放置在隧道（6）内的发射器基座（18），发射器基座（18）上安装有电机（16），电机（16）旋转轴中心线垂直于水平面，电机（16）旋转轴通过联轴器与主轴（12）相连，主轴（12）上安装有旋转盘（15）；旋转盘（15）上安装有三个一字线激光器（14），分别记作1～3号一字线激光器，三个一字线激光器（14）的中心线相互之间夹角为120度，每个一字线激光器（14）发出的光平面法向与水平面之间的夹角均为45度；主轴（12）还安装有用于测量电机（16）转动角速度的编码器（11），主轴（12）顶部安装有全向光源（13）；发射器基座（18）上还安装有光电二级管及转换电路A（17），用于接收并处理对应光学发射器（1）的一字线激光器（14）光信号。

3.根据权利要求2所述的智能预制轨道板精调***，其特征在于，所述接收器（2）包括安装在接收器基座（22）的光电二级管及转换电路B（21）用于接收光学发射器（1）和全向光源（13）发出的光信号，转换成电信号并发送到测量算法子模块。

4.根据权利要求3所述的智能预制轨道板精调***，其特征在于，所述精调机构子模块包括基座（32）以及三个电推缸，基座（32）包括球铰（323），球铰（323）一端连接在底板（322）上，另一端连接在反力架（321）上，三个电推缸轴线零位时分别与世界坐标系X轴、Y轴、Z轴方向一致，三个电推缸的一端均通过销轴与反力架（321）铰接，另一端均通过销轴与连接平台（31）铰接，连接平台（31）连接在轨道板（4）上；基座（32）上还安装有三轴倾角传感器（34），用于测量基座（32）的倾角，四个精调机构子模块上的三轴倾角传感器（34）分别与第1～4号接收器连接。

5.一种利用权利要求4所述智能预制轨道板精调***的智能预制轨道板精调方法，其特征在于，包括如下过程：

步骤1：光学发射器（1）通电，电机（16）旋转轴带动主轴（12）旋转，进而带动主轴（12）上的旋转盘（15）旋转，一字线激光器（14）发出平面激光，扫描隧道（6）空间；

当第号光学发射器中的光电二级管及转换电路A（17）接收到第/>号光学发射器中的1号一字线激光器发出的平面激光时，测量算法子模块控制第/>号光学发射器的全向光源（13）发出全向脉冲光，各接收器（2）的光电二级管及转换电路B（21）接收该脉冲光，转换为电信号发送到测量算法子模块，并将此时第/>号接收器接收到第/>号光学发射器的激光的时间记为/>，/>，/>；

步骤2：随着旋转盘（15）的旋转，第号光学发射器的2号、3号一字线激光器发出的平面激光依次扫描到第/>号接收器的光电二级管及转换电路B（21），光电二级管及转换电路B（21）将激光信号转换为电信号发送到测量算法子模块，并将时间依次记为/>、/>，且；

步骤3：测量算法子模块计算各接收器（2）的坐标；

步骤4：测量算法子模块将计算得到的八个接收器（2）的坐标发送到精调算法模块，精调算法模块计算出精调机构子模块中各电推缸的位移量；

步骤5：精调算法模块根据计算得到的对应精调机构子模块中对应电推缸的控制变化量，控制该电推缸伸缩运动到目标位置；

步骤6：完成轨道板（4）精调工作。

6.根据权利要求5所述的智能预制轨道板精调方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程如下：

以第1号光学发射器的中心为原点，以第1号光学发射器指向第2号光学发射器的方向为X轴，以垂直地面向上为Z轴，Y轴符合右手定则，建立世界坐标系；设定第号光学发射器的中心在世界坐标系下的坐标为/>，第/>号接收器在世界坐标系下的坐标为，第/>号光学发射器的编码器（11）测得电机（16）角速度/>，则第/>号接收器在世界坐标系下的坐标/>由下列方程组求得：

式中，

式中，和/>为第/>号接收器在第/>号光学发射器坐标系下的方位角和俯仰角；/>、/>表示第/>号光学发射器的光平面旋转角度；/>表示第/>号接收器在世界坐标系下的坐标向量；/>表示最小二乘解系数矩阵；/>表示最小二乘解系数向量；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的X轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Y轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第1～4号光学发射器的中心在世界坐标系下的Z轴坐标值；/>、/>、/>、/>分别表示第/>号接收器在第1～4号光学发射器坐标系下的俯仰角；/>、/>、/>、/>分别表示第/>号接收器在第1～4号光学发射器坐标系下的方位角；/>表示矩阵转置。

7.根据权利要求5所述的智能预制轨道板精调方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程如下：

步骤4.1：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸与基座（32）铰接点/>的坐标，/>；/>；

步骤4.2：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台（31）铰接点/>的坐标，/>；/>；

步骤4.3：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的伸出量/>：

式中，为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸的初始长度，/>，/>；

步骤4.4：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量/>：

根据轨道设计图，精调完成后轨道板（4）四个角目标坐标为，/>，/>表示角标，无实际意义，采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为，平面方程/>，精调完成后轨道板（4）中心的坐标由下列方程求得：

当轨道板（4）完成精调时，第号精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台（31）铰接点/>的坐标/>由下列方程求得，/>；/>：

式中，、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z的旋转角度；

则第号精调机构子模块的第/>号电推缸的目标伸出量/>为：

步骤4.5：计算第号精调机构子模块的第/>号电推缸的控制变化量/>：

。

8.根据权利要求7所述的智能预制轨道板精调方法，其特征在于，所述步骤4.1的具体过程如下：

第号精调机构子模块上安装第/>号接收器，第1～4号接收器坐标为/>，，第/>号精调机构子模块的三轴倾角传感器（34）测得其基座（32）倾角为；则第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸与基座（32）铰接点/>的坐标由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号电推缸在零位时第/>号接收器与铰接点/>沿X轴、Y轴、Z轴方向的坐标差；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵。

9.根据权利要求7所述的智能预制轨道板精调方法，其特征在于，所述步骤4.2的具体过程如下：

第5～8号接收器坐标为，/>，采用特征值最小二乘法拟合平面，其平面单位法向量为/>，平面方程为/>，轨道板（4）上表面中心的坐标为，其值由下式求得：

式中，为接收器（2）中的光电二级管及转换电路B（21）距轨道板（4）上表面的距离；

则第个精调机构子模块的第/>号电推缸与连接平台（31）铰接点/>的坐标由下列方程求得：

式中，、/>、/>分别为第/>号精调机构子模块的第/>号电推缸在零位时轨道板（4）上表面中心与铰接点/>沿X、Y、Z轴方向的坐标差；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的旋转矩阵；/>、/>、/>分别表示绕X轴、Y轴、Z的旋转角度。