CN103758822A

CN103758822A - 盾构机及其油缸位移检测装置

Info

Publication number: CN103758822A
Application number: CN201310743374.8A
Authority: CN
Inventors: 吴玉鹏; 肖琪; 杜文友
Original assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Current assignee: Beijing Sany Heavy Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明公开了一种盾构机及其油缸位移检测装置，该油缸位移检测装置包括：用于感测盾构机的油缸中液压油体积变化信息，并根据所述液压油体积变化信息生成流量感测信号的流量传感器；所述流量传感器安装在所述油缸的进油管路或回油管路上；用于根据所述流量感测信号确定所述油缸中液压油的体积变化量，以及根据所述体积变化量计算得到所述油缸的位移量的控制器，所述控制器与所述流量传感器信号连接。本发明提供的盾构机的油缸位移检测装置不会影响油缸的钢结构，且传感器安装位置灵活，维修方便。

Description

盾构机及其油缸位移检测装置

技术领域

本发明涉及油缸位移检测领域，特别涉及盾构机及其油缸位移检测装置。

背景技术

目前，盾构机中油缸行程的检测大多数是外加拉绳式行程计或内置磁滞式位移传感器的形式。如专利号为CN03153106，名称为“一种内置式液压油缸位移传感器”的专利公开了一种液压油缸位移测量的内置式传感器，其结构如图1所示，具体包括：一个固定在液压油缸一端的壳体2、转子1和旋转主轴19，所述内置式传感器还包括一个一端缠绕在所述的转子1上，另一端与液压油缸活塞相连的缆绳11，所述内置式传感器还包括弹簧5和一个与所述旋转主轴19连接的编码器17，所述的转子1和旋转主轴19固定连接成为一体；所述的弹簧5为平面涡卷弹簧，且该平面涡卷弹簧安装在所述壳体2外侧。

上述测试方式存在以下缺点：

1）弹簧为内置式，弹簧的形状和尺寸受油缸壳体大小的限制；

2）弹簧属于传感装置中的易损件，传感器的使用寿命主要受弹簧限制，更换弹簧比较困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种盾构机的油缸位移检测装置及履带行走机构，其不受限制于油缸结构并不会影响油缸的钢结构，且维修方便。

一方面，提供一种盾构机的油缸位移检测装置，包括：用于感测盾构机的油缸中液压油体积变化信息，并根据所述液压油体积变化信息生成流量感测信号的流量传感器；所述流量传感器安装在所述油缸的进油管路或回油管路上；用于根据所述流量感测信号确定所述油缸中液压油的体积变化量，以及根据所述体积变化量计算得到所述油缸的位移量的控制器，所述控制器与所述流量传感器信号连接。

进一步地，所述流量感测信号为脉冲信号；所述油缸位移检测装置还包括用于接收所述流量传感器发送的所述脉冲信号，并计算所述脉冲信号的数量，以及将计算结果发送给所述控制器的高速计数器；所述控制器包括用于根据所述脉冲信号的数量计算确定所述油缸中液压油的体积变化量的计算单元。

进一步地，所述高速计数器集成设置在所述控制器内。

进一步地，所述高速计数器为单相单计数器。

进一步地，所述高速计数器为单相双计数器。

进一步地，所述高速计数器为双相双计数器。

进一步地，所述流量感测信号为电压/电流模拟信号；所述控制器包括用于根据预设的电压/电流值与流量的对应关系，确定所述电压/电流模拟信号对应的流量值，并将所述流量值作为所述油缸中液压油的体积变化量的处理单元。

进一步地，所述盾构机的油缸位移检测装置还包括用于显示所述位移量的显示器，所述显示器与所述控制器信号连接。

进一步地，所述流量传感器为涡街式流量传感器。

另一方面，提供一种盾构机，包括油缸，还设置有所述的盾构机的油缸位移检测装置。

本发明盾构机的油缸位移检测装置通过流量传感器测量油缸的位移，油缸伸缩时，引起油缸油腔中的液压油体积发生变化，流量传感器可以感测液压油体积的变化并生成流量感测信号，再通过控制器确定液压油的体积变化量（流量变化量），进而根据体积变化量可计算得出油缸的位移，流量传感器的安装无需改变油缸结构，不会影响油缸的钢结构，且传感器安装位置灵活，维修方便。

该盾构机具有上述盾构机的油缸位移检测装置，且具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有盾构机的油缸位移检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的盾构机的油缸位移检测装置的结构框图；

图3为本发明实施例二提供的盾构机的油缸位移检测装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2为本发明实施例一提供的盾构机的油缸位移检测装置的结构框图；如图2所示，该油缸位移检测装置包括流量传感器3，用于感测盾构机的油缸1中液压油体积变化信息，并根据所述液压油体积变化信息生成流量感测信号（本实施例中以该流量感测信号为脉冲信号为例进行解释说明）；所述流量传感器3安装在所述油缸1的进油管路或回油管路上；高速计数器7，用于计算所述脉冲信号的数量，以及将计算结果发送给所述控制器4；所述高速计数器7与所述流量传感器3信号线连接；控制器4，用于与所述高速计数器7信号连接，并根据所述脉冲信号的数量计算确定所述油缸1中液压油的体积变化量（该计算操作可以由控制器的计算单元（图未示出）来完成），以及根据所述体积变化量计算得到所述油缸1的位移量。

具体操作时，所述高速计数器7可以集成设置在所述控制器4内，也可以与所述控制器4独立设置。所述高速计数器7可以为单相单计数器、单相双计数器及双相双计数器中的任一种。流量传感器3的安装位置灵活，安装在所述油缸1的进油管路或回油管路上均可。

上述盾构机的油缸位移检测装置的工作原理简述如下：由于油缸1活塞杆的横截面积S是确定的，当油缸1伸出时，由SL=V可知，活塞杆行程L（即油缸位移量）的变化会引起无杆腔内液压油体积V的变化，通过在油缸1的进油管路或回油管路上安装流量传感器3，通过高速计数模块7计算流量传感器3发出的脉冲信号的数量，并将计算结果传入控制器4进行计算；其计算依据为：液压油体积与脉冲信号数量的关系式，V=Qt=λn（其中，Q为单位时间的流量，t为时间，λ为与流体和压力有关的转换常数，n为脉冲信号的数量），即液压油缸行程与脉冲数量n的关系式SL=λn，其中该参数n由高速计数模块7计算得到，无杆腔内活塞杆的横截面积S是确定的，即可计算得到活塞杆行程L。

本实施例通过采用外置流量传感器测量油缸的位移，油缸伸缩时，引起油缸油腔中的液压油体积发生变化，流量传感器可以将液压油体积的变化转化为脉冲信号，进而通过高速计数模块计算脉冲信号数量，再通过控制器的计算就可以得出油缸的位移，流量传感器的安装无需改变油缸结构，不会影响油缸的钢结构，且传感器安装位置灵活，维修方便。

图3为本发明实施例二提供的盾构机的油缸位移检测装置的结构框图；本实施例与图2所示实施例的区别在于：流量传感器3′输出的流量感测信号为电压/电流模拟信号，流量传感器3′直接将电压/电流模拟信号发送给控制器4′，即由于流量感测信号为电压/电流模拟信号，流量传感器3′与控制器4′之间无需设置高速计数器，而是由控制器4′内的处理单元（图未示出）根据预设的电压/电流值与流量的对应关系，确定所述电压/电流模拟信号对应的流量值，并将所述流量值作为所述油缸中液压油的体积变化量，进而根据所述体积变化量计算得到所述油缸1的位移量。

流量传感器3′的安装位置也可灵活选择，如图3所示，所述流量传感器3′安装在与所述油缸1的无杆腔连通的液压管路6上（该液压管路6上还设置有液压阀块2）。流量传感器3′及图2中的流量传感器3可以为涡街式流量传感器等，涡街式流量传感器利用液体流过阻碍物时产生稳定的涡流，通过测量其涡流产生频率而实现流量测量，它可以根据液压油体积变化信息生成脉冲信号或者模拟电流信号。

优选地，所述盾构机的油缸位移检测装置还可以包括显示器5，用于显示所述油缸1的位移量，所述显示器5与所述控制器4′信号连接（可以理解的是图2所示实施例也可以设置显示器5以实现同样的功能）。通过显示器5的设置，可以便于操作人员实时查阅油缸1的位移量等信息。

本发明还提供一种盾构机，其包括油缸，还设置有上述各种盾构机的油缸位移检测装置。该盾构机具有上述盾构机的油缸位移检测装置，也具有相应的技术效果，不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，包括：

用于感测盾构机的油缸中液压油体积变化信息，并根据所述液压油体积变化信息生成流量感测信号的流量传感器；所述流量传感器安装在所述油缸的进油管路或回油管路上；

用于根据所述流量感测信号确定所述油缸中液压油的体积变化量，以及根据所述体积变化量计算得到所述油缸的位移量的控制器，所述控制器与所述流量传感器信号连接。

2.根据权利要求1所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述流量感测信号为脉冲信号；

所述油缸位移检测装置还包括用于接收所述流量传感器（3）发送的所述脉冲信号，并计算所述脉冲信号的数量，以及将计算结果发送给所述控制器的高速计数器（7）；

所述控制器包括用于根据所述脉冲信号的数量计算确定所述油缸中液压油的体积变化量的计算单元。

3.根据权利要求2所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述高速计数器（7）集成设置在所述控制器内。

4.根据权利要求3所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述高速计数器（7）为单相单计数器。

5.根据权利要求3所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述高速计数器（7）为单相双计数器。

6.根据权利要求3所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述高速计数器（7）为双相双计数器。

7.根据权利要求1所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述流量感测信号为电压/电流模拟信号；所述控制器包括用于根据预设的电压/电流值与流量的对应关系，确定所述电压/电流模拟信号对应的流量值，并将所述流量值作为所述油缸中液压油的体积变化量的处理单元。

8.根据权利要求1-7中任一项所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，还包括用于显示所述位移量的显示器（5），所述显示器（5）与所述控制器信号连接。

9.根据权利要求8所述盾构机的油缸位移检测装置，其特征在于，所述流量传感器为涡街式流量传感器。

10.一种盾构机，包括油缸，其特征在于，还设置有如权利要求1-9中任一项所述的盾构机的油缸位移检测装置。