[實用新型]一種撐靴防滑檢測自動處理裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822185612.9
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN209261588U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張合沛;褚長海;高會中;任穎瑩;周振建;許華國
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵隧道局集團(tuán)有限公司;盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國家重點實驗室
• 主分類號: E21D9/11
• 分類號: E21D9/11
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 靳錦;邊延松

本實用新型公開了一種撐靴防滑檢測自動處理裝置，它包括主機(jī)模塊；所述主機(jī)模塊包括電源模塊、CPU模塊以及A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述CPU模塊的輸入輸出端連接有外設(shè)單元；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接信號采集單元；所述外設(shè)單元包括數(shù)據(jù)存儲模塊和PLC以太網(wǎng)通訊接口模塊；所述信號采集單元由振動傳感器、超聲波行程傳感器、以及接口模塊組成；所述接口模塊的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連接；它能夠在地下復(fù)雜工況環(huán)境下，提高TBM施工過程中撐靴滑動檢測及處理，能夠根據(jù)撐靴滑動情況實時采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行自動調(diào)整，增強(qiáng)TBM設(shè)備的自我狀態(tài)調(diào)節(jié)能力，同時降低施工成本、提高掘進(jìn)效率和節(jié)能降耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及TBM裝備掘進(jìn)過程中信號檢測及自動控制領(lǐng)域，具體為一種用于TBM掘進(jìn)過程這種特定工況下?lián)窝プ鳂I(yè)過程中滑動狀態(tài)檢測和自適應(yīng)調(diào)整的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，特別是現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，給人們的出行帶來了很大的便利。

談到現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，就不得不提到在地下山嶺隧道施工建設(shè)過程中起著關(guān)鍵作用的TBM，極大地提高了施工安全性和施工效率，尤其對于一些地質(zhì)比較復(fù)雜的地區(qū)，TBM在施工過程中發(fā)揮著巨大的作用。

由于TBM多在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜工況條件下的硬巖隧道開挖，地下工作環(huán)境不穩(wěn)定，設(shè)備震動較強(qiáng)烈，由于TBM推進(jìn)油缸鉸接末端和撐靴相連接，另一端與主梁連接，撐靴在掘進(jìn)過程中容易在主梁上有限移動，在現(xiàn)有TBM裝備施工過程中，針對撐靴滑動現(xiàn)象主要是靠人工現(xiàn)場觀察、提前處理，防止撐靴滑動導(dǎo)致姿態(tài)出現(xiàn)偏差。但在現(xiàn)場實際掘進(jìn)過程中人工現(xiàn)場觀察或根據(jù)設(shè)備限位報警進(jìn)行事后處理，對現(xiàn)場施工來說存在影響施工效率、成本增加的問題，且有較嚴(yán)重的能耗損失，在全球節(jié)能減排的大背景下尤其不合時宜。

因此，提供一種能夠在地下復(fù)雜工況環(huán)境下，提高TBM施工過程中撐靴滑動檢測及處理，能夠根據(jù)撐靴滑動情況實時采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行自動調(diào)整的控制裝置，增強(qiáng)TBM設(shè)備的自我狀態(tài)調(diào)節(jié)能力，同時降低施工成本、提高掘進(jìn)效率和節(jié)能降耗，已經(jīng)是一個值得研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供了一種能夠有效地對TBM掘進(jìn)過程中撐靴滑動過程中撐靴限位、撐靴滑動行程、推進(jìn)油缸推力及工作狀態(tài)信息進(jìn)行采集處理，有效反映出掘進(jìn)過程撐靴的狀態(tài)參量，從而能夠?qū)ι鲜鲂盘栠M(jìn)行運(yùn)算、分析，利用多組掘進(jìn)周期參數(shù)求加權(quán)平均值方法調(diào)節(jié)、閾值判斷等算法進(jìn)行處理，根據(jù)TBM施工當(dāng)前撐靴狀態(tài)參數(shù)，實時調(diào)整左右撐靴位移和撐緊力，逐步減少由于外界因素造成撐靴滑動行程量的自動處理裝置。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種撐靴防滑檢測自動處理裝置，它包括主機(jī)模塊；所述主機(jī)模塊包括電源模塊、與電源模塊電源輸出端連接的CPU模塊以及與CPU模塊的信號輸入端連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述CPU模塊的輸入輸出端連接有外設(shè)單元；所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接信號采集單元；所述外設(shè)單元包括分別與CPU模塊輸入輸出端相連的數(shù)據(jù)存儲模塊和PLC以太網(wǎng)通訊接口模塊；所述信號采集單元由安裝在撐靴油缸與TBM主梁導(dǎo)軌連接件上的振動傳感器、安裝在撐靴油缸與TBM主梁導(dǎo)軌連接件側(cè)面上的超聲波行程傳感器、以及信號輸入端分別與振動傳感器和超聲波行程傳感器的信號輸出端相連的接口模塊組成；所述接口模塊的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連接。

進(jìn)一步的，所述接口模塊為可擴(kuò)展接口型，其內(nèi)置有采集線束和傳輸線束。

利用上述的撐靴防滑檢測自動處理裝置進(jìn)行撐靴防滑檢測處理的方法的步驟如下：

步驟1：振動傳感器、超聲波行程傳感器采集信號，通過接口模塊傳輸A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號處理，同時CPU模塊通過PLC以太網(wǎng)通訊接口提取初始TBM機(jī)器參數(shù)，并進(jìn)行本地存儲；

步驟2：A/D轉(zhuǎn)換模塊將處理后的振動傳感器、超聲波行程傳感器信號傳輸至CPU模塊；