CN106835939A - 可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置及其控制方法，在栈桥前后两侧面各安装两组超声波传感器，其高度一致、沿栈桥中线对称并垂直于中线布置。传感器将其位置信号经由控制器处理后输出横向位移指令给执行元件控制器(液压阀)，在位移指令运行过程中，传感器实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统。采用本发明的方案，可使隧道液压栈桥在横向移动中实现自动化，避免因人为因素造成栈桥移动不到位的情况发生。

Description

可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体说涉及一种用于调整隧道液压栈桥的横向偏移的装置。
背景技术
目前，调整隧道液压栈桥横向偏移的技术主要是人工操作，操作者一边目测栈桥左右位置，如图1所示，一边操作控制按钮控制前横移装置2、后横移装置3使前横移执行元件5和后横移执行元件6做出相应的动作，以调整隧道液压栈桥横向偏移。
但是，现有的隧道液压栈桥体积大，操作者目测栈桥位置进行横向移动，在操作过程中难免出现视线盲区，往往需要3-4位监测人员位于栈桥左右并实时告知操作者栈桥移动情况。由于隧道施工过程中噪音很大，监测人员的反馈信息不可能每次都清晰准确地传递给操作人员，而且操作人员的反应延迟也是每每发生安全事故的主要原因。
发明内容
鉴于现有技术的缺点，本发明的目的是设计一种可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置，避免因人为因素造成栈桥移动不到位的情况发生。
本发明的目的是通过如下手段实现的。
一种可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置,用于实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统控制隧道液压栈桥自动调整栈桥横向偏移，主要包括：液压栈桥上置有前横移装置2、后横移装置3，前横移执行元件5、后横移执行元件6。在栈桥前后端对称设置两组用于测定栈桥主体侧面与隧道壁间距离的超声波传感器4，超声波传感器置于栈桥主体侧面的同一平面上。
本发明的装置中,两组超声波传感器安装在栈桥主体的四角，沿栈桥中线对称且垂直中线布置。
本发明的另一个目的是获得一种实现自动调整隧道液压栈桥横向偏移的控制方法。其具体方案如下：
一种实现自动调整隧道液压栈桥横向偏移的控制方法,采用上述装置，装置的传感器将其位置信号经由常规控制器处理后输出横向位移指令给执行元件控制器，在位移指令运行过程中，传感器实时测量栈桥位置并反馈给控制器，包括如下主要步骤：
1)两侧传感器检测栈桥相对隧道位置，并得栈桥距左侧前后距离L1、L3及右侧前后距离L2、L4；并将其传输至控制器；
2)控制器处理反馈数据：若：|X1|＝|L1-L2|＞200mm，|X2|＝|L3-L4|＞200mm，控制器给前横移装置2发送左动作指令使得栈桥向上前端向左移动或发送动作指令给后横移装置3使得栈桥右移动；栈桥移动过程中传感器实时反馈新的一组检测距离数据L1＇、L2＇、L3＇、L4＇，控制器判断X1＇、X2＇其大小及正负后发送动作指令给前横移装置2和后横移装置3使得栈桥再次进行横向移动……如此循环动作；
超声波传感器4将其位置信号经由控制器处理后输出横向位移指令给执行元件(5和6)，在位移指令运行过程中，超声波传感器4实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统。
本发明装置中的超声波传感器将其位置信号经由控制器处理后输出横向位移指令给执行元件(5和6)，在位移指令运行过程中，超声波传感器实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统。
本发明与现有技术相比,具有以下优点：
本发明通过超声波传感器测量栈桥位置并反馈给控制器，以确定横移装置上横移执行元件移动栈桥，同时，再测量栈桥位置，再移动，一直达到目标。
整个过程自动调整，避免因人为因素造成栈桥移动不到位的情况发生。本发明装置和方法响应快速、横移精准、且可避免因人为误操作而引发安全事故。
附图说明
图1为本发明使用示意图。
图2为本发明液压栈桥横向移动到位后相应位置关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构作进一步的详述。
图1中，1为栈桥主体，2为前横移装置，3为后横移装置，4为超声波传感器，5为前横移执行元件，6为后横移执行元件，前横移执行元件和后横移执行元件在实际中用液压阀系统实现位移运动。
前端传感器：当栈桥横向移动时，两侧传感器检测栈桥相对隧道位置，并得栈桥距左侧距离L1及右侧距离L2。
后端传感器：当栈桥横向移动时，两侧传感器检测栈桥相对隧道位置，并得栈桥距左侧距离L3及右侧距离L4。
本装置配合常规的控制器实现横向偏移的控制。控制器处理反馈数据：|X1|＝|L1-L2|＞200mm，|X2|＝|L3-L4|＞200mm，控制器发送动作指令给前横移装置2使得栈桥向上(视图方向)移动、发送动作指令给后横移装置3使得栈桥向下(视图方向)移动，在移动过程中传感器实时反馈新的一组检测数据L1＇L2＇L3＇L4＇，控制器判断X1＇、X2＇其大小及正负后发送动作指令给横向移动装置(5和6)使得栈桥再次进行横向移动……如此循环动作。
最终栈桥移动到位后，检测响应数据，其中|X1n|＝|L1n-L2n|≤200mm，|X2n|＝|L3n-L4n|≤200mm，并且X1与X2同为负值，且液压栈桥中线与隧道中线大致平行且偏差不超过200mm。
如图2所示实例，图中为液压栈桥横向移动到位后响应位置关系，其具体的一个控制过程如下：
采用图1的结构，1)控制板处理反馈数据：|X1|＝|L1-L2|＝650mm＞100mm，|X2|＝|L3-L4|＝770mm＞100mm，控制器发送动作指令(最大行程指令200mm)给前横移装置2使得栈桥向上(视图方向)移动、发送动作指令(最大行程指令200mm)给后横移装置3使得栈桥向下(视图方向)移动。2)在移动过程中传感器实时反馈检测数据L1＇(1550)、L2＇(1330)、L3＇(1240)、L4＇(1610)，控制器判断X1＇＝230、X2＇＝-370发送动作指令(微调指令行程100mm)给前横移装置2(向上)；发送动作指令(最大行程指令200mm)给后横移装置3(向下)使得栈桥再次进行横向移动。3)在移动过程中传感器实时反馈新的一组检测数据L1"(1450)、L2"(1430)、L3"(1440)、L4"(1410)，控制器判断X1"＝20mm≤100mm、X2"＝30mm≤100mm且X1"与X2"同为正值，且液压栈桥中线与隧道中线大致平行且偏差不超过100mm。停止发送动作指令。此时液压栈桥移动到位。
最终栈桥移动到位后(如图2)
综上所述，本发明自动调整栈桥横向偏移的装置是可行的，同时克服了现有隧道液压栈桥的诸多缺陷。

Claims (3)

1.一种可自动调整隧道液压栈桥横向偏移的装置,用于实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统控制隧道液压栈桥自动调整栈桥横向偏移，主要包括：液压栈桥上置有前横移装置(2)、后横移装置(3)，前横移执行元件(5)、后横移执行元件(6)，其特征在于，在栈桥前后端对称设置两组用于测定栈桥主体侧面与隧道壁间距离的超声波传感器(4)，超声波传感器置于栈桥主体侧面的同一平面上。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于，两组超声波传感器安装在栈桥主体的四角，沿栈桥中线对称且垂直中线布置。
3.一种实现自动调整隧道液压栈桥横向偏移的控制方法,采用权利要求1至4所述的装置，装置的传感器将其所得位置信号经由常规控制器处理后输出横向位移指令给执行元件控制器，在位移指令运行过程中，传感器实时测量栈桥位置并反馈给控制器，包括如下主要步骤：
1)两侧传感器检测栈桥相对隧道位置，并得栈桥距左侧前后距离L1、L3及右侧前后距离L2、L4；并将其传输至控制器；
2)控制器处理反馈数据：若：|X1|＝|L1-L2|＞200mm，|X2|＝|L3-L4|＞200mm，控制器给前横移装置(2)发送左动作指令使得栈桥向上前端向左移动或发送动作指令给后横移装置(3)使得栈桥右移动；栈桥移动过程中传感器实时反馈检测数据L1＇L2＇L3＇L4＇，控制器判断X1＇、X2＇其大小及正负后发送动作指令给前横移装置(2)和后横移装置(3)使得栈桥再次进行横向移动……如此循环动作；
超声波传感器(4)将其位置信号经由控制器处理后输出横向位移指令给执行元件，在位移指令运行过程中，超声波传感器(4)实时测量栈桥位置并反馈给控制器形成闭环控制系统。
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