[實(shí)用新型]模擬盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420021934.9
• 申請(qǐng)日: 2014-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN203730006U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李懷俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): E21D9/093
• 分類號(hào): E21D9/093
• 代理公司: 廣州市一新專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44220
• 代理人: 王德祥

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種模擬盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鑒于隧道施工對(duì)于盾構(gòu)掘進(jìn)裝備和施工安全的特殊要求及施工環(huán)境的特殊性，無法通過實(shí)際施工進(jìn)行盾構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)的研究，因此模擬試驗(yàn)是研究和掌握掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的重要手段。

我國(guó)模擬盾構(gòu)平臺(tái)相比于國(guó)外起步較晚，從總體上講我國(guó)掘進(jìn)裝備關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平存在階段性差距。主要表現(xiàn)在有：1、規(guī)模較小、模擬掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)化過多，模擬盾構(gòu)掘進(jìn)環(huán)境與實(shí)際掘進(jìn)環(huán)境有較大的差異；2、現(xiàn)有的模擬試驗(yàn)多偏重于在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中以及隧道形成后的土體變形、應(yīng)力變化特性的研究，對(duì)掘進(jìn)裝備本身的機(jī)械和控制特性研究較少；3、目前大多模擬盾構(gòu)設(shè)備已經(jīng)設(shè)定好固定的控制系統(tǒng)，在教學(xué)環(huán)節(jié)中缺乏對(duì)控制系統(tǒng)的二次開發(fā)功能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供模擬盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)，能夠增加模擬試驗(yàn)的真實(shí)性和完整性，并且降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

一種模擬盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)，包括刀盤控制裝置、推進(jìn)部控制裝置、螺旋輸送機(jī)控制裝置，以及與上述各裝置連接的液壓控制單元和電控單元，其特別之處在于：

其中液壓控制單元包括液壓泵機(jī)構(gòu)，該液壓泵機(jī)構(gòu)的進(jìn)油口和出油口分別與螺旋輸送機(jī)控制電磁閥連通，而該螺旋輸送機(jī)控制電磁閥還與螺旋輸送機(jī)控制裝置連通，從而驅(qū)動(dòng)螺旋輸送機(jī)；

該液壓泵機(jī)構(gòu)的進(jìn)油口和出油口還分別與刀盤控制電磁閥連通，而該刀盤控制電磁閥還與刀盤控制裝置連通，從而驅(qū)動(dòng)刀盤；

該液壓泵機(jī)構(gòu)的進(jìn)油口和出油口還分別與推進(jìn)控制電磁閥連通，而該推進(jìn)控制電磁閥還與推進(jìn)部控制裝置連通，從而驅(qū)動(dòng)推進(jìn)部；

其中電控單元包括控制器，該控制器分別與前述的螺旋輸送機(jī)控制電磁閥、刀盤控制電磁閥和推進(jìn)控制電磁閥電連接，而該控制器還與人機(jī)界面電連接。

其中刀盤控制裝置采用雙向液壓馬達(dá)，推進(jìn)部控制裝置采用推進(jìn)液壓缸，螺旋輸送機(jī)控制裝置采用單向液壓馬達(dá)。

其中液壓泵機(jī)構(gòu)包括相串聯(lián)的定量液壓泵和濾油器，并且該定量液壓泵和濾油器串聯(lián)后的兩端還通過一溢流閥連通，另外該定量液壓泵還與控制器電連接。

其中溢流閥采用電磁溢流閥，并且該電磁溢流閥與所述的控制器電連接。

其中溢流閥還與壓力表連通。

其中在液壓泵機(jī)構(gòu)分別與螺旋輸送機(jī)控制電磁閥、刀盤控制電磁閥、推進(jìn)控制電磁閥之間均安裝有調(diào)速閥，所有調(diào)速閥均采用電動(dòng)調(diào)速閥并且所有電動(dòng)調(diào)速閥均分別與控制器電連接。

其中在液壓泵機(jī)構(gòu)與推進(jìn)控制電磁閥之間的調(diào)速閥兩端還并聯(lián)有推進(jìn)控制電磁換向閥，該推進(jìn)控制電磁換向閥還與所述的控制器電連接。

其中螺旋輸送機(jī)控制電磁閥采用二位三通電磁換向閥，刀盤控制電磁閥采用三位四通電磁換向閥，推進(jìn)控制電磁閥采用電液比例伺服閥。

其中控制器還分別與溫度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、扭矩傳感器和油壓傳感器連接。

其中控制器還與上位機(jī)電連接，該上位機(jī)與打印機(jī)電連接。

經(jīng)過試用證明，本實(shí)用新型采用大型地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)，使用時(shí)可以安裝配備實(shí)際盾構(gòu)掘進(jìn)所涉及的各種系統(tǒng)和設(shè)備，增加了模擬試驗(yàn)的真實(shí)性和完整性；真實(shí)再現(xiàn)了盾構(gòu)掘進(jìn)環(huán)境。采用可編程序控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)等，在實(shí)現(xiàn)實(shí)際盾構(gòu)測(cè)控基本功能要求的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)的綜合模擬試驗(yàn)平臺(tái)和單元技術(shù)試驗(yàn)臺(tái)。既能夠滿足基本的盾構(gòu)機(jī)基本元部件拆裝教學(xué)實(shí)訓(xùn)，也能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)機(jī)電控系統(tǒng)二次開發(fā)功能。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型中液壓控制單元的原理圖；

附圖2為本實(shí)用新型中控制器主要工作流程的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，首先為了描述方便，定義其中定量液壓泵3中包含第一電磁鐵1YA，推進(jìn)控制電磁換向閥6中包含第二電磁鐵2YA，電液比例伺服閥9中包含第三電磁鐵3YA和第四電磁鐵4YA，三位四通電磁換向閥10中包含第五電磁鐵5YA和第六電磁鐵6YA，二位三通電磁換向閥11中包含第七電磁鐵7YA。

如圖1所示，本實(shí)用新型是一種模擬盾構(gòu)機(jī)試驗(yàn)控制系統(tǒng)，包括刀盤控制裝置、推進(jìn)部控制裝置、螺旋輸送機(jī)控制裝置，以及與上述各裝置連接的液壓控制單元和電控單元。