一种衬砌台车防碰壁的装置及应用于所述装置的控制方法转让专利
申请号 : CN202010043824.2
文献号 : CN111119942B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 周桢
申请人 : 长沙仪秀兴智能科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:包括设于衬砌台车模板一端左右两侧的多个激光发射器(1)和激光测距传感器(2)、设于模板另一端对应位置的多个激光接收器(3)和激光测距传感器(2),所述激光接收器用于接收所述激光发射器发射的信号,所述激光测距传感器用于测量离隧道侧壁的距离,还包括控制系统(4)、走行系统(5)和液压系统(6),所述控制系统通过接收所述激光接收器、所述激光测距传感器传送的信号来控制所述液压系统和所述走行系统,所述走行系统通过控制行走电机的启停完成衬砌台车的运动,所述液压系统通过横移调整衬砌台车模板(7)以防止碰壁;
所述激光发射器布置在衬砌台车所述模板的一端,沿环向左右两侧布置,至少布置两处,激光发射方向为沿着台车长度方向;
所述激光接收器布置在衬砌台车模板的另一端,沿环向布置位置及数量同所述激光发射器一致,激光接收方向为朝向所述激光发射器发射方向,用于分别接收各对应所述激光发射器发射的信号;
所述激光测距传感器布置在衬砌台车模板两端左右两侧,分前端左侧、前端右侧、后端左侧、后端右侧共四处,激光发射方向为沿着水平方向,左侧激光测距传感器激光发射方向向左,右侧激光测距传感器激光发射方向向右,用于测量各激光测距传感器布置点离侧壁的水平距离。
2.根据权利要求1所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:所述激光发射器发射两束激光,位置分别在隧道断面上沿模板面法向往外超出模板面的远、近两个不同距离,远的激光发射点为远发射点,近的激光发射点为近发射点。
3.根据权利要求2所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:所述激光发射器安装在发射器安装板上,所述发射器安装板固定在模板一端法兰板上,所述发射器安装板上设有腰形孔槽,可以调节所述激光发射器的安装位置,从而调整远发射点和近发射点的位置。
4.根据权利要求2所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:每个所述激光接收器有两个接收点,远接收点和近接收点分别对应所述激光发射器远发射点和近发射点两束激光的位置。
5.根据权利要求4所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:所述激光接收器安装在接收器安装板上,所述接收器安装板固定在模板的另一端法兰板上,所述接收器安装板上设有腰形孔槽,可以调节所述激光接收器的安装位置,从而调整远接收点和近接收点的位置。
6.根据权利要求1所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:所述激光测距传感器安装在接收器激光测距传感器安装板上,所述激光测距传感器安装板固定在模板两端法兰板的两侧,使所述激光测距传感器的测距方向为水平方向。
7.根据权利要求1所述衬砌台车防碰壁的装置,其特征在于:所述液压系统包括三位四通电液换向阀,还包括由所述控制系统控制且输入端与油箱连接的液压泵,所述液压泵的输出端连接三位四通电液换向阀,所述三位四通电液换向阀的输出端连接至横向调节油缸,另一端连接油箱,所述横向调节油缸一端与衬砌台车门架铰接、另一端与衬砌台车模板铰接,所述横向调节油缸的伸缩可以使衬砌台车模板左右横移。
说明书 :
一种衬砌台车防碰壁的装置及应用于所述装置的控制方法
技术领域
背景技术
降,使顶模脱开衬砌面,从而使整个衬砌台车模板脱开衬砌面,脱模完成后,衬砌台车就可
以进行移动了。由于脱模空间一般不会太大,尤其是单线铁路台车,脱模空间受到隧道宽度
的限制,脱模空间非常小,在经过曲线段时侧模容易碰到侧壁。所以在衬砌台车移动时,要
派专人检查并要适时调整,但是由于衬砌台车较长、脱模空间狭窄、隧道光线不佳等原因,
人不能很清楚的看到侧壁,碰壁并不能完全避免,容易造成侧模变形,影响衬砌质量和设备
使用寿命,同时在移动过程中要经常停止检查,移动速度慢,影响施工效率。
发明内容
对应位置的多个激光接收器和激光测距传感器,所述激光接收器用于接收激光发射器发射
的信号,所述激光测距传感器用于测量离隧道侧壁的距离,还包括控制系统、走行系统和液
压系统,所述控制系统通过接收激光接收器、激光测距传感器传送的信号来控制液压系统
和走行系统,所述走行系统通过控制行走电机的启停完成衬砌台车的运动,所述液压系统
通过横移调整衬砌台车模板以防止碰壁。
向,激光发射器发射两束激光,位置分别在隧道断面上沿模板面法向往外超出模板面的远、
近两个不同距离,远的激光发射点为远发射点,优选80mm,近的激光发射点为近发射点,优
选30mm。
光发射器发射的信号,每个激光接收器有两个接收点,远接收点和近接收点分别对应激光
发射器远发射点和近发射点两束激光的位置。
近接收点都能接收到对应激光发射器近发射点发送过来的激光信号时,说明所有激光接收
器布置位置的模板离隧道侧壁的距离至少还有安全距离;当某一个或多个激光接收器的近
接收点接收不到对应激光发射器近发射点发送过来的激光信号时,说明激光已经被隧道开
挖面阻挡,此位置的模板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时需要控制衬砌台车的
走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动,再根据激光接收器的布置位置控制液压系
统的前端、后端横向调节油缸使模板反向移动直到所有的激光接收器的远接收点都能接收
到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机
启动使衬砌台车向前移动。
板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使
衬砌台车停止移动,控制液压系统的横向调节油缸使模板向右移动直到所有的激光接收器
的远接收点都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的
走行系统的走行电机启动使衬砌台车继续向前移动;当右侧某一个或多个激光接收器的近
接收点接收不到对应激光发射器的近发射点发送过来的激光信号时,说明右侧一处或多处
激光已经被隧道开挖面阻挡,说明右侧的模板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时
控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动,控制液压系统的前端、后
端横向调节油缸使模板向左移动直到所有的激光接收器的远接收点都能接收到对应激光
发射器的远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬
砌台车继续向前移动。
平方向,左侧激光测距传感器激光发射方向向左,右侧激光测距传感器激光发射方向向右,
用于测量各激光测距传感器布置点离侧壁的水平距离。
衬砌台车停止移动,再根据激光测距传感器的布置位置控制液压系统的横向调节油缸使模
板反向移动直到控制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移
动。安全距离优选30mm,控制距离优选80mm。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的后端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的后端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
电液换向阀的输出端连接至横向调节油缸,另一端连接油箱。
发射点和近发射点的位置。
远接收点和近接收点的位置。
测距探头的位置在模板板面以内,离模板面的距离为5mm。
台车的工作效率。
号控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动;
液压系统的前端、后端横向调节油缸使模板整体向右移动直到所有的激光接收器的远接收
点都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号;
压系统的前端、后端横向调节油缸使模板整体向左移动直到所有的激光接收器的远接收点
都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号;
走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动;
出控制信号控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的后端横向调节油缸使后端模板向右移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的后端横向调节油缸使后端模板向左移动直到控制距离;
附图说明
具体实施方式
距传感器(2),所述激光接收器用于接收激光发射器发射的信号,所述激光测距传感器用于
测量离隧道侧壁的距离,还包括控制系统(4)、走行系统(5)和液压系统(6),所述控制系统
通过接收激光接收器、激光测距传感器传送的信号来控制液压系统和走行系统,所述走行
系统通过控制行走电机的启停完成衬砌台车的运动,所述液压系统通过横移调整衬砌台车
模板(7)以防止碰壁,所述横移可通过横向调节油缸(6a)、(6b)实现,所述横向调节油缸一
端与衬砌台车门架(8)连接、另一端与衬砌台车模板(7)连接,该连接可采取铰接等方式。
射器发射两束激光,位置分别在隧道断面上沿模板面法向往外超出模板面的远、近两个不
同距离,远的激光发射点为远发射点,优选80mm,近的激光发射点为近发射点,优选30mm。
射的信号,每个激光接收器有两个接收点,远接收点和近接收点分别对应激光发射器远发
射点和近发射点两束激光的位置。
近接收点都能接收到对应激光发射器近发射点发送过来的激光信号时,说明所有激光接收
器布置位置的模板离隧道侧壁的距离至少还有安全距离;当某一个或多个激光接收器的近
接收点接收不到对应激光发射器近发射点发送过来的激光信号时,说明激光已经被隧道开
挖面阻挡,此位置的模板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时需要控制衬砌台车的
走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动,再根据激光接收器的布置位置控制液压系
统的前端、后端横向调节油缸使模板反向移动直到所有的激光接收器的远接收点都能接收
到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机
启动使衬砌台车向前移动。
板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使
衬砌台车停止移动,控制液压系统的横向调节油缸使模板向右移动直到所有的激光接收器
的远接收点都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的
走行系统的走行电机启动使衬砌台车继续向前移动;当右侧某一个或多个激光接收器的近
接收点接收不到对应激光发射器的近发射点发送过来的激光信号时,说明右侧一处或多处
激光已经被隧道开挖面阻挡,说明右侧的模板离隧道侧壁的距离已经小于安全距离,此时
控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动,控制液压系统的前端、后
端横向调节油缸使模板向左移动直到所有的激光接收器的远接收点都能接收到对应激光
发射器的远发射点发送过来的激光信号,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬
砌台车继续向前移动。
侧激光测距传感器激光发射方向向左,右侧激光测距传感器激光发射方向向右,用于测量
各激光测距传感器布置点离侧壁的水平距离。
衬砌台车停止移动,再根据激光测距传感器的布置位置控制液压系统的横向调节油缸使模
板反向移动直到控制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移
动。安全距离优选30mm,控制距离优选80mm。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的后端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
止使衬砌台车停止移动,再控制液压系统的后端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控
制距离,再控制衬砌台车的走行系统的走行电机启动使衬砌台车向前移动。
的输出端连接至横向调节油缸,另一端连接油箱。
发射点的位置。
近接收点的位置。
位置在模板板面以内,离模板面的距离优选为10mm。
号控制衬砌台车的走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动;
液压系统的前端、后端横向调节油缸使模板整体向右移动直到所有的激光接收器的远接收
点都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号;
压系统的前端、后端横向调节油缸使模板整体向左移动直到所有的激光接收器的远接收点
都能接收到对应激光发射器远发射点发送过来的激光信号;
走行系统的走行电机停止使衬砌台车停止移动;
出控制信号控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向右移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的前端横向调节油缸使前端模板向左移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的后端横向调节油缸使后端模板向右移动直到控制距离;
出控制信号控制液压系统的后端横向调节油缸使后端模板向左移动直到控制距离;
距传感器,其布置位置分别为A1、B1、C1、D1,1a、1b分别为右侧、左侧的激光发射器,A2、B2分
别为右侧、左侧的激光发射器的近发射点,A3、B3分别为右侧、左侧的激光发射器的远发射
点,3a、3b分别为右侧、左侧的激光接收器,C2、C2分别为右侧、左侧的激光发射器的近接收
点,D3、D3分别为右侧、左侧的激光发射器的远接收点,6a、6b分别为前端横向调节油缸、后
端横向调节油缸。
于安全距离,控制系统检测到此处低电平信号后,控制衬砌台车的走行系统的走行电机停
止使衬砌台车停止移动,控制前端横向调节油缸6a、后端横向调节油缸6b使模板整体向右
横移,直至D处激光接收器的远接收点D3接收到B处激光发射器的远发射点B3的发射信号,
调整完成后自动进入下一步控制操作。
衬砌台车停止移动,控制前端横向调节油缸6a使前端模板向右横移,直至B1处激光测距传
感器2b测得的距离大于控制距离,调整完成后自动进入下一步控制操作。
发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方
式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。