CN104975602B - 高陡坡混凝土滑模牵引控制装置 - Google Patents

Abstract

一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，滑模体的两端与牵引装置连接，在滑模体上设有拉力检测装置；所述的拉力检测装置的结构为：激光束发射装置位于滑模体的一端，光接收检测装置位于滑模体的另一端，光接收检测装置与信号处理装置连接。所述的光接收检测装置为陈列式光传感器。本发明提供的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，通过采用以上的结构，能够确保滑模体两端的牵引力一致。可以精确控制滑模体每仓次的拖滑牵引距离差，确保滑模体平行牵引。也使溢流曲面的结构尺寸，抗冲耐磨高强混凝土表面质量得到保证。

Description

高陡坡混凝土滑模牵引控制装置

技术领域

本发明涉及滑模混凝土施工领域，特别是一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置。

背景技术

某水利枢纽泄洪闸工程的多孔泄洪闸。每孔泄洪闸室宽15m，闸墩厚4m，泄洪闸溢流面为抗冲耐磨高强混凝土，曲面为高陡坡组合曲线型结构。溢流面设计宽度15m，曲线长度约90m，曲线最高点与最低点高差约43m。溢流面曲线由五段组成，如图1中所示：第①-②段为夹角5度的斜直线，斜直线长约25.1m。第②-③段为半径25m，夹角48.13度的园弧线，弧线长度6.68m。第③-④段为坡比为1：0.75的斜直线，斜直线长约12.3m。第④-⑤段为曲线方程：x^1.85=21.112y。曲线长度约32 m。其中第⑤-⑥段为曲线，曲线方程为：（x/4.64）²+((2.67-y)/2.67)²=1,曲线长度约6m。溢流面最低点距地面高约20余米，最高点距地面高约70m。如图1所示，混凝土溢流面下是高1m×宽1m的阶梯形钢筋混凝土台阶，即为待浇筑面，浇筑抗冲耐磨高强混凝土时，两侧闸墩已全部浇筑到顶。所以在场地如此狭窄，曲面型状如此复杂的溢流面上，浇筑防冲耐磨高强混凝土，采用常规架立钢管铺设钢模板的施工方法基本上无法施工。采用普通无轨滑模因曲面坡度太大也不可行。

如果采用有轨滑模的方案，在如此陡的溢流曲面上，如何控制滑模两端的牵引机构，使滑模平齐滑升是一项很复杂的技术与施工难题。为了保证溢流面结构尺寸与表面质量，滑模小车与轨道之间的间隙设置的较小，而滑模体承载梁的钢度较大，如拖滑过程中滑模两端差距较大，就会产生拉弯轨道等事故。为此必须让滑模在拖滑过程中两侧差距控制在一个有限的范围内。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，能够保证滑模体在拖滑时控制两端平齐，使操作人员及控制装置能及时调整并控制滑模体两端的牵引量，使滑模两端的牵引偏差控制在许可范围内。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，滑模体的两端与牵引装置连接，在滑模体上设有拉力检测装置；

所述的拉力检测装置的结构为：激光束发射装置位于滑模体的一端，光接收检测装置位于滑模体的另一端，光接收检测装置与信号处理装置连接。

所述的光接收检测装置为陈列式光传感器。

所述的陈列式光传感器由多个感光组件组成，单个感光组件的结构为：

感光元件位于反光盘小端的中心，反光盘的大端设有半透单反镜片。

所述的半透单反镜片靠近感光元件的一侧为内凹的弧形。

所述的滑模体通过滑模小车安装在滑模拖滑轨道上；

在滑模拖滑轨道上固设有多个导向滑轮，牵引装置的钢丝绳穿过导向滑轮与滑模体连接。

所述的滑模拖滑轨道固定安装在轨道支撑架上，轨道支撑架通过预埋螺栓固定安装在闸墩侧墙上；所述的滑模拖滑轨道与混凝土溢流面的侧面轮廓仿形。

所述的滑模体中，滑模支架与滑模在上游侧铰接，滑模支架与滑模在下游侧通过多个滑模倾角调整装置连接。

所述的滑模体中，在滑模上设有滑模连接杆，抹面平台通过抹面连杆与滑模连接杆铰接，在抹面平台上设有抹面支架，抹面支架通过抹面平台倾角调整装置与滑模支架连接。

所述的牵引装置为卷扬装置，在卷扬装置设有绝对值编码器。

所述的滑模体通过滑模小车安装在滑模拖滑轨道上；

在滑模拖滑轨道顶端固设有导向滑轮，牵引装置的钢丝绳穿过导向滑轮与滑模体连接，在导向滑轮附近设有用于检测钢丝绳行程的光传感器或电磁涡流传感器。

本发明提供的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，通过采用以上的结构，能够确保滑模体两端的牵引力一致。可以精确控制滑模体每仓次的拖滑牵引距离差，确保滑模体平行牵引。也使溢流曲面的结构尺寸，抗冲耐磨高强混凝土表面质量得到保证。减少了滑模小车钢轮与滑模拖滑轨道之间的磨损，避免了滑模拖滑轨道拉弯损坏等事故。确保滑模体平齐向上牵引拉升。本发明结构简单操作灵活，安全实用可靠。大大降低高溢流曲面滑模施工的安全风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构侧视示意图。

图2为本发明中滑模体的主视方向结构示意图。

图3为本发明中滑模体与牵引装置连接的结构示意图。

图4为本发明中光接收检测装置的局部放大示意图。

图5为本发明中滑模支架、抹面平台和滑模之间连接关系的侧视结构示意图，图中所示为水平状态下的连接关系。

图6为本发明中滑模支架、抹面平台和滑模之间连接关系的侧视结构示意图，图中所示为小坡度状态下的连接关系。

图7为本发明中滑模支架、抹面平台和滑模之间连接关系的侧视结构示意图，图中所示为高陡坡状态下的连接关系。

图中：卷扬装置1，导向滑轮2，钢丝绳3，混凝土溢流面4，滑模拖滑轨道5，滑模体6，滑模小车61，轨道支撑架62，滑模支架63，操作平台631，支撑杆632，抹面平台64，抹面支架641，抹面连杆642，滑模倾角调整装置65，抹面平台倾角调整装置66，滑模67，滑模连接杆671，滑模连接座672，拉力检测装置7，激光束发射装置71，光接收检测装置72，感光元件721，反光盘722，半透单反镜片723，接收座724，信号处理装置73，滑模安全保险装置8，闸墩侧墙9，待浇筑面10。

具体实施方式

如图3中，一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，滑模体6的两端与牵引装置连接，在滑模体6上设有拉力检测装置7；

所述的拉力检测装置7的结构为：激光束发射装置71位于滑模体6的一端，光接收检测装置72位于滑模体6的另一端，光接收检测装置72与信号处理装置73连接。由此结构，当牵引装置牵引力一致时，滑模体6两端平齐，则激光束发射装置71发射的激光落在光接收检测装置72上，信号处理装置73能够获得控制信号，牵引装置继续牵引；当两端牵引装置的牵引力不一致时，滑模体6两端不平齐，则滑模体6产生形变，光接收检测装置72不能接收到激光信号或接收到的激光信号超出预设的位置，则信号处理装置73得不到正确的信号，拉力检测装置7发出声光报警，提醒操作人员。

本发明的结构能够用在无轨滑模或有轨滑模中，更适于高精度的有轨滑模装置。

所述的光接收检测装置72为陈列式光传感器。对于精密的有轨滑模装置，更希望采用自动控制的牵引装置，例如本例中的牵引装置为卷扬装置1，优选的，在卷扬装置1设有绝对值编码器。当光接收检测装置72为陈列式光传感器，例如以CCD或CMOS为感光元件的光传感器，配合卷扬装置1的绝对值编码器，其中绝对值编码器采用开环控制，利用陈列式光传感器作为卷扬装置1控制的修正反馈，即当陈列式光传感器中接收的激光位于设定范围内，例如陈列式光传感器的中心位置，则卷扬装置1由绝对值编码器实行开环控制，而当陈列式光传感器中接收的激光位于设定范围之外，例如陈列式光传感器的边缘位置，则计算出修正值，进行修正。由此方案控制非常简单方便。

由于CCD或CMOS感光元件的感光面积通常较小，而随着CCD或CMOS元件感光面积的增大，成本会急剧上升，而且由于封装的原因，小块的感光元件也难以被无缝拼接。因此优选的方案如图4中所示，所述的陈列式光传感器由多个感光组件组成，单个感光组件的结构为：

感光元件721位于反光盘722小端的中心，反光盘722的大端设有半透单反镜片723。反光盘722的横截面成碗状以利于汇聚光线。从图4的左视方向观察，反光盘722和半透单反镜片723为矩形，以便于互相拼接，优选的反光盘722和半透单反镜片723尺寸最好能够拼接为预设的控制范围，例如一个3×3的阵列，正好是滑模体6的预设控制范围，超出该范围则报警或进行修正控制。由此结构，实现将多个小尺寸的感光元件721进行拼接，以降低成本，该结构非常适用于本发明体型较大的滑模体6结构中。

半透单反镜片723上设有至少两层涂层，一层是减反半透明涂层，便于使光线穿过，朝向激光束发射装置71，另一层则是反光涂层，朝向反光盘722，位于正中穿过的激光束能够直接落在感光元件上，而位于便于边缘的激光束则穿过半透单反镜片723落在反光盘722上，然后经过反光涂层的反射落在感光元件上，从而扩展了感光元件721的感光范围。

优选的方案如图4中，所述的半透单反镜片723靠近感光元件721的一侧为内凹的弧形。由此结构，利于光的汇聚。

滑模装置的整体结构为：如图1~3中，所述的滑模体6通过滑模小车61安装在滑模拖滑轨道5上；

在滑模拖滑轨道5上固设有多个导向滑轮2，牵引装置的钢丝绳3穿过导向滑轮2与滑模体6连接。由此结构，实现滑模体6沿着滑模拖滑轨道5运行，以实现滑模体6符合设计要求的运动轨迹。

所述的滑模拖滑轨道5固定安装在轨道支撑架62上，轨道支撑架62通过预埋螺栓固定安装在闸墩侧墙9上；所述的滑模拖滑轨道5与混凝土溢流面4的侧面轮廓仿形。由此结构，实现在狭窄位置的施工，并使滑模体6的拖滑轨迹与混凝土溢流面4的轮廓吻合。

如图5~7中，所述的滑模体6中，滑模支架63与滑模67在上游侧铰接，滑模支架63与滑模67在下游侧通过多个滑模倾角调整装置65连接。本例中的拉力检测装置7安装在滑模67上。滑模小车61与滑模67固定连接。在滑模支架63设有操作平台631。由此结构，便于保持操作平台631水平以便于放置施工机具和操作人员的操作。

所述的滑模体6中，在滑模67上设有滑模连接杆671，抹面平台64通过抹面连杆642与滑模连接杆671铰接，在抹面平台64上设有抹面支架641，抹面支架641通过抹面平台倾角调整装置66与滑模支架63连接。由此结构，能够方便的使抹面平台64保持水平，便于施工人员在抹面平台64上进行抹光操作。

优选的方案中，所述的滑模体6通过滑模小车61安装在滑模拖滑轨道5上；在滑模拖滑轨道5顶端固设有导向滑轮2，牵引装置的钢丝绳3穿过导向滑轮2与滑模体6连接，在导向滑轮2附近设有用于检测钢丝绳3行程的光传感器或电磁涡流传感器。在钢丝绳上因为钢丝铰制会产生螺旋的纹理，光传感器能够检测到这种纹理的变化并转换成钢丝绳的行程，从而获得钢丝绳的牵引行程，以使滑模体6的滑升保持平齐。而且钢丝铰制会也会使钢丝绳在通过磁场时产生电磁涡流变化，电磁涡流传感器能够检测到这种电磁涡流变化并转换成钢丝绳的行程，以使滑模体6的滑升保持平齐。

由此结构，能够作为拉力检测装置7的补充。

进一步优选的，在光传感器或电磁涡流传感器的两侧设置刮板，以避免钢丝绳上的润滑油影响光传感器或电磁涡流传感器的检测精度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，在不互相冲突的前提下，本发明中所记载的技术特征也能够互相进行组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：滑模体（6）的两端与牵引装置连接，在滑模体（6）上设有拉力检测装置（7）；

所述的拉力检测装置（7）的结构为：激光束发射装置（71）位于滑模体（6）的一端，光接收检测装置（72）位于滑模体（6）的另一端，光接收检测装置（72）与信号处理装置（73）连接；

所述的滑模体（6）通过滑模小车（61）安装在滑模拖滑轨道（5）上；

在滑模拖滑轨道（5）上固设有多个导向滑轮（2），牵引装置的钢丝绳（3）穿过导向滑轮（2）与滑模体（6）连接；

所述的滑模拖滑轨道（5）固定安装在轨道支撑架（62）上，轨道支撑架（62）通过预埋螺栓固定安装在闸墩侧墙（9）上；所述的滑模拖滑轨道（5）与混凝土溢流面（4）的侧面轮廓仿形；

所述的滑模体（6）中，滑模支架（63）与滑模（67）在上游侧铰接，滑模支架（63）与滑模（67）在下游侧通过多个滑模倾角调整装置（65）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的光接收检测装置（72）为陈列式光传感器。

3.根据权利要求2所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的陈列式光传感器由多个感光组件组成，单个感光组件的结构为：

感光元件（721）位于反光盘（722）小端的中心，反光盘（722）的大端设有半透单反镜片（723）。

4.根据权利要求3所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的半透单反镜片（723）靠近感光元件（721）的一侧为内凹的弧形。

5.根据权利要求1所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的滑模体（6）中，在滑模（67）上设有滑模连接杆（671），抹面平台（64）通过抹面连杆（642）与滑模连接杆（671）铰接，在抹面平台（64）上设有抹面支架（641），抹面支架（641）通过抹面平台倾角调整装置（66）与滑模支架（63）连接。

6.根据权利要求1所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的牵引装置为卷扬装置（1），在卷扬装置（1）设有绝对值编码器。

7.根据权利要求1所述的一种高陡坡混凝土滑模牵引控制装置，其特征是：所述的滑模体（6）通过滑模小车（61）安装在滑模拖滑轨道（5）上；

在滑模拖滑轨道（5）顶端固设有导向滑轮（2），牵引装置的钢丝绳（3）穿过导向滑轮（2）与滑模体（6）连接，在导向滑轮（2）附近设有用于检测钢丝绳（3）行程的光传感器或电磁涡流传感器。