[發明專利]雙輪銑槽機成槽施工的測深裝置及方法

有效

• 申請號: 202011153572.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112323894B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 吳波;黃惟;黃宗輝;李小龍;蒙國往;陳輝浩;徐世祥;李錦;萬榮強;姚夢然;付偉偉;井坤
• 申請（專利權）人: 廣西大學;中鐵北京工程局集團城市軌道交通工程有限公司
• 主分類號: E02F5/14
• 分類號: E02F5/14;E02F5/08;E02F3/26
• 代理公司: 北京翔甌知識產權代理有限公司 11480
• 代理人: 向維登

本發明公開了一種雙輪銑槽機成槽施工的測深裝置及方法：該裝置具有鋼絲繩，鋼絲繩繞過雙輪銑槽機鵝頭架上的一號滑輪與二號滑輪、且兩端牽引連接至銑刀裝置和卷揚裝置，一號滑輪與二號滑輪對應鋼絲繩設有張緊輪，張緊輪上安裝有旋轉編碼器；鋼絲繩在一號滑輪與張緊輪之間或二號滑輪與張緊輪之間的其中一段上設置有測速裝置；測速裝置包括間隙傳感器，用于測定鋼絲繩在檢測截面處外周壁的周期性位置變動；還包括控制裝置。本發明與現有的裝置及方法相同，也是采用旋轉編碼器作為主要測距元件，但本發明設置有專門的測速裝置來獲得鋼絲繩的即時速度，用于判斷鋼絲繩是否打滑，從而保證旋轉編碼器在雙輪銑槽機成槽施工中測深的準確性。

技術領域

本發明涉及工程機械技術領域，具體涉及到一種雙輪銑槽機成槽施工的測深裝置及方法。

背景技術

目前地下連續墻工藝已有了良好的發展，尤其是在軟土層中的應用，使用抓斗、旋挖鉆等機械均可實現，但是在硬地層如礫石等硬巖，則需要依靠雙輪銑槽機。在雙輪銑槽機的施工過程中，其成槽的實時深度是非常重要的數據，不僅使操作者能及時掌握工程進度、確定銑刀的具體位置，而且對于雙輪銑施工的可靠性也是一種保證。

目前，雙輪銑槽機測深主要方式如圖1所示，在雙輪銑鵝頭兩端的一號滑輪1、二號滑輪2的其中一個上設置同軸的旋轉編碼器3，保證同步轉動，利用旋轉編碼器3旋轉的圈數即可測得滑輪1旋轉的圈數，根據滑輪1旋轉圈數來計算鋼絲繩4伸展的長度，即雙輪銑成槽的深度，成槽深度=2×π×滑輪半徑×旋轉圈數。

在實際施工過程中，雙輪銑槽機測得的深度存在一定的誤差，主要來源于雙輪銑的鋼絲繩與滑輪會發生打滑現象，而且使用的時間越久，就越容易發生打滑，當滑輪與鋼絲繩發生打滑現象時，就很難保證雙輪銑測深的準確度。

專利文獻1（CN103603402B）公開了一種改進后的測深裝置，如圖2所示，其核心是在雙輪銑鵝頭兩端的一號滑輪1、二號滑輪2之間設置張緊輪5，旋轉編碼器3也設置在張緊輪5上。張緊輪5本身能緩解鋼絲繩與滑輪間的打滑現象，而旋轉編碼器3設置在張緊輪5上也能減小鋼絲繩4張力變化所造成的誤差，因此測深精確度明顯提高。

但是，上述兩種裝置都是通過編碼器測量滑輪旋轉的圈數來測深，測量的精度取決于滑輪與鋼絲繩之間的打滑現象。第二種裝置雖然通過設置張緊輪減少了滑輪與鋼絲繩的打滑，但無法徹底消除上述測量裝置的這種系統誤差。

發明內容

為了提高對雙輪銑槽機成槽施工進行準確的測深，本發明提供了一種雙輪銑槽機成槽施工的測深裝置及方法。

本發明采用的技術方案如下：一種雙輪銑槽機成槽施工的測深裝置，具有鋼絲繩，所述鋼絲繩繞過雙輪銑槽機鵝頭架上的一號滑輪與二號滑輪、且兩端牽引連接至銑刀裝置和卷揚裝置，所述一號滑輪與二號滑輪對應所述鋼絲繩設有張緊輪，所述張緊輪上安裝有旋轉編碼器；所述鋼絲繩在所述一號滑輪與張緊輪之間或所述二號滑輪與張緊輪之間的其中一段上設置有測速裝置；所述測速裝置包括間隙傳感器，用于測定所述鋼絲繩在檢測截面處外周壁的周期性位置變動；還包括控制裝置，用于獲取旋轉編碼器與測速裝置的信號并計算成槽深度。

優選的：所述間隙傳感器具有多個，在所述檢測截面處沿圓周方向均勻的布置在所述鋼絲繩的外周；或，所述間隙傳感器為環狀，在所述檢測截面處同心設置在所述鋼絲繩的外周。

優選的：所述間隙傳感器為光電傳感器，具有間隔錯位設置的發光部與受光部，所述發光部用于向所述鋼絲繩的表面照光，所述受光部用于接受所述鋼絲繩的反射光。

優選的：所述光電傳感器的數量為2~4件，在所述檢測截面處沿圓周方向均勻的布置在所述鋼絲繩的外周。

優選的：所述間隙傳感器包括線圈、磁芯、電源及霍爾元件，所述線圈纏繞在磁芯外部、所述電源與所述線圈電連接、一起用于產生磁力線穿過所述鋼絲繩的磁場，所述霍爾元件設置在所述線圈的一端、用于檢測磁場強度。