CN112240787A - 一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，包括基架、支撑板、支撑块、连接杆和延长杆。该顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，使用时，首先基架正对已经开挖完成的管道，然后从管道的另一侧引出牵引绳，并将牵引绳绑在牵引环上，然后拉动牵引绳将基架拉动到管道内，此时支撑板对基架形成支撑，然后通过开关控制电动缸开始工作，此时导向套和滑动套起到对电动缸的防护和托板上升的导向作用，最终使得基架上升到管道中间位置，然后转动螺纹套，在螺纹套的转动下延长杆开始远离连接杆，同时延长杆开始带动矩形插杆在矩形槽内向外滑动，最终支撑块被延长杆带动压在管道的内壁上。

Description

一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统

技术领域

本发明涉及一种顶管施工领域，具体是一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统。

背景技术

随着社会的发展及人口密度的迅速增长，人们对城市地下空间开发的步伐也在加快，而轨道交通、城市管廊以及地下电力管网等作为城市地下空间开发利用的主要形式，常常需要穿越建(构)筑密集区。由于传统明挖顺作法施工在这些区域受到严重限制，因此采用对地面和周围环境影响都相对较小的暗挖施工方法称为趋势和必然。其中，顶管法因其不阻碍交通、不破坏环境、噪音少、污染少，对周围居民影响较小，同时开挖量小、作业小、施工工期短、综合成本低等优点，成为了一种比较常见和重要的暗挖施工方法。

在顶管管道施工过程中需要对施工过程进行预先模拟，在顶管施工过程中当挖掘多个管道时，后施工的管道施工过程总会对已经施工完成的管道产生影响，因此需要在模拟实验中对施工管道的变化进行检测，所以需要一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，以便于对变化数据进行采集。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，包括基架，所述基架的底面对称固定连接有托板，基架的顶面对称固定连接有滑轨，基架的上方设移动台，移动台的底面两侧对称固定连接有滑块，滑块与滑轨对应且适配，滑块与滑轨滑动连接，移动台的底面中部固定连接有螺纹座，基架的内侧对称设有固定座，固定座分别固定安装在托板的顶面，固定座的内侧转动连接有丝杆，丝杆的外壁和螺纹座螺纹连接，丝杆的一端穿过固定座且通过联轴器固定连接有齿轮箱，齿轮箱固定安装在托板的顶面，齿轮箱的顶面固定安装有电机，电机的输出轴与齿轮箱传动连接，电机的顶面固定安装有开关，基架和移动台外共同套设有安装环，安装环的顶底两面对称固定连接有安装板，安装环的两侧对称固定连接有第一传感器，安装板的一侧固定连接有第二传感器，托板的顶面一侧固定连接有支撑杆，支撑杆的顶端固定连接有灯，托板的下方设有支撑板，支撑板的顶面固定连接有电动缸，电动缸的伸缩端与托板的底面固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述安装环由两个U形板拼接固定而成，所述支撑板的底面为圆弧状。

作为本发明再进一步的方案：所述电动缸外套设有导向套，导向套的一端固定连接在支撑板的顶面，导向套的内壁滑动连接有与其相适配的滑动套，滑动套套设在电动缸的外侧，滑动套的一端固定连接在托板的底面。

作为本发明再进一步的方案：所述托板的两侧对称固定连接有连接杆，连接杆的一端开设有矩形槽，连接杆的外壁转动连接有螺纹套，螺纹套的内壁螺纹连接有延长杆。

作为本发明再进一步的方案：所述延长杆的一端固定连接有矩形插杆，矩形插杆与矩形槽对应且适配，矩形插杆与矩形槽滑动连接，延长杆的另一端固定连接有支撑块，支撑块的一侧为圆弧状。

作为本发明再进一步的方案：所述基架的两侧对称固定连接有牵引环，所述第二传感器与第一传感器相同。

作为本发明再进一步的方案：所述电机、第一传感器、第二传感器、灯、电动缸均通过电线与开关电性连接，第一传感器和第二传感器通过电线与外界电脑电性连接，开关外接有电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过安装环、安装板、第一传感器、第二传感器之间的配合使用，使得第一传感器和第二传感器可以形成四个检测采集点，通过基架、托板、滑轨、移动台、滑块、螺纹座、固定座、丝杆、齿轮箱和电机之间的配合使用，使得第一传感器和第二传感器可以在基架上移动，从而使得本顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统可以随顶管隧道施工的深度对不同位置的已挖掘管道的内壁相对位置进行较为准确的检测采集。

2、本发明通过托板、支撑板、电动缸、导向套和滑动套之间的配合使用，使得基架可以在管道内升降，方便基架的居中，通过托板、连接杆、矩形槽、螺纹套、延长杆、矩形插杆和支撑块之间的配合使用，使得延长杆可以带动支撑块抵在管道内壁上，从而使得顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统可以方便快速的固定在管道内壁上。

3、本发明通过支撑杆和灯之间的配合使用，使得管道内部被照亮，通过牵引环的使用，使得基架在管道内的移动更加方便，从而使得本顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统的使用更加方便。

附图说明

图1为一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统的结构示意图。

图2为一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统的正面剖视图。

图3为一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统的侧面剖视图。

图4为一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统的局部剖视图。

图中：基架1、托板2、滑轨3、移动台4、滑块5、螺纹座6、固定座7、丝杆8、齿轮箱9、电机10、开关11、安装环12、安装板13、第一传感器14、第二传感器15、支撑杆16、灯17、牵引环18、支撑板19、电动缸20、导向套21、滑动套22、连接杆23、矩形槽24、螺纹套25、延长杆26、矩形插杆27、支撑块28。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，包括基架1，基架1的底面对称固定连接有托板2，基架1的顶面对称固定连接有滑轨3，基架1的上方设移动台4，移动台4的底面两侧对称固定连接有滑块5，滑块5与滑轨3对应且适配，滑块5与滑轨3滑动连接，移动台4的底面中部固定连接有螺纹座6，基架1的内侧对称设有固定座7，固定座7分别固定安装在托板2的顶面，固定座7的内侧转动连接有丝杆8，丝杆8的外壁和螺纹座6螺纹连接，丝杆8的一端穿过固定座7且通过联轴器固定连接有齿轮箱9，齿轮箱9固定安装在托板2的顶面，齿轮箱9的顶面固定安装有电机10，电机10的输出轴与齿轮箱9传动连接，电机10的顶面固定安装有开关11，基架1和移动台4外共同套设有安装环12，安装环12由两个U形板拼接固定而成，安装环12的顶底两面对称固定连接有安装板13，安装环12的两侧对称固定连接有第一传感器14，安装板13的一侧固定连接有第二传感器15，第二传感器15与第一传感器14相同，托板2的顶面一侧固定连接有支撑杆16，支撑杆16的顶端固定连接有灯17，基架1的两侧对称固定连接有牵引环18，托板2的下方设有支撑板19，支撑板19的底面为圆弧状，支撑板19的顶面固定连接有电动缸20，电动缸20的伸缩端与托板2的底面固定连接，电动缸20外套设有导向套21，导向套21的一端固定连接在支撑板19的顶面，导向套21的内壁滑动连接有与其相适配的滑动套22，滑动套22套设在电动缸20的外侧，滑动套22的一端固定连接在托板2的底面，托板2的两侧对称固定连接有连接杆23，连接杆23的一端开设有矩形槽24，连接杆23的外壁转动连接有螺纹套25，螺纹套25的内壁螺纹连接有延长杆26，延长杆26的一端固定连接有矩形插杆27，矩形插杆27与矩形槽24对应且适配，矩形插杆27与矩形槽24滑动连接，延长杆26的另一端固定连接有支撑块28，支撑块28的一侧为圆弧状，电机10、第一传感器14、第二传感器15、灯17、电动缸20均通过电线与开关11电性连接，第一传感器14和第二传感器15通过电线与外界电脑电性连接，开关11外接有电源。

本发明的工作原理是：

使用时，首先将基架1正对已经开挖完成的管道，然后从管道的另一侧引出牵引绳，并将牵引绳绑在牵引环18上，然后拉动牵引绳将基架1拉动到管道内，此时支撑板19对基架1形成支撑，然后通过开关11控制电动缸20开始工作，电动缸20开始带动托板2上升，此时导向套21和滑动套22起到对电动缸20的防护和托板2上升的导向作用，最终使得基架1上升到管道中间位置，然后转动螺纹套25，此时矩形槽24和矩形插杆27对延长杆26起到限位和导向的作用，在螺纹套25的转动下延长杆26开始远离连接杆23，同时延长杆26开始带动矩形插杆27在矩形槽24内向外滑动，最终支撑块28被延长杆26带动压在管道的内壁上，此时基架1被固定在管道内侧，然后通过开关11控制灯17、第一传感器14和第二传感器15开始工作，灯17开始对管道内部提供照明，方便操作人员对管道内部的情况观察，防止管道变化过大发生坍塌将基架1掩埋，同时第一传感器14和第二传感器15开始对管道内的变化情况进行检测，四点式检测使得检测数据更加准确，当开始第二管道顶管隧道施工时，此时随着顶管施工的衍伸，通过开关11控制电机10开始工作，电机10开始通过齿轮箱9带动丝杆8转动，丝杆8开始通过螺纹座带动移动台4移动，移动台4开始通过滑块5在滑轨3上滑动，移动台4开始通过安装环12和安装板13带动第一传感器14和第二传感器15向管道内部移动，从而保持第一传感器14和第二传感器15与顶管施工长度一致，使得第一传感器14和第二传感器15持续对管道内的施工变化进行检测采集，然后第一传感器14和第二传感器15将所采集到的信息传输到外界电脑上供操作人员观察。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (7)

1.一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，包括基架(1)，其特征在于：所述基架(1)的底面对称固定连接有托板(2)，基架(1)的顶面对称固定连接有滑轨(3)，基架(1)的上方设移动台(4)，移动台(4)的底面两侧对称固定连接有滑块(5)，滑块(5)与滑轨(3)对应且适配，滑块(5)与滑轨(3)滑动连接，移动台(4)的底面中部固定连接有螺纹座(6)，基架(1)的内侧对称设有固定座(7)，固定座(7)分别固定安装在托板(2)的顶面，固定座(7)的内侧转动连接有丝杆(8)，丝杆(8)的外壁和螺纹座(6)螺纹连接，丝杆(8)的一端穿过固定座(7)且通过联轴器固定连接有齿轮箱(9)，齿轮箱(9)固定安装在托板(2)的顶面，齿轮箱(9)的顶面固定安装有电机(10)，电机(10)的输出轴与齿轮箱(9)传动连接，电机(10)的顶面固定安装有开关(11)，基架(1)和移动台(4)外共同套设有安装环(12)，安装环(12)的顶底两面对称固定连接有安装板(13)，安装环(12)的两侧对称固定连接有第一传感器(14)，安装板(13)的一侧固定连接有第二传感器(15)，托板(2)的顶面一侧固定连接有支撑杆(16)，支撑杆(16)的顶端固定连接有灯(17)，托板(2)的下方设有支撑板(19)，支撑板(19)的顶面固定连接有电动缸(20)，电动缸(20)的伸缩端与托板(2)的底面固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述安装环(12)由两个U形板拼接固定而成，所述支撑板(19)的底面为圆弧状。

3.根据权利要求1所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述电动缸(20)外套设有导向套(21)，导向套(21)的一端固定连接在支撑板(19)的顶面，导向套(21)的内壁滑动连接有与其相适配的滑动套(22)，滑动套(22)套设在电动缸(20)的外侧，滑动套(22)的一端固定连接在托板(2)的底面。

4.根据权利要求1所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述托板(2)的两侧对称固定连接有连接杆(23)，连接杆(23)的一端开设有矩形槽(24)，连接杆(23)的外壁转动连接有螺纹套(25)，螺纹套(25)的内壁螺纹连接有延长杆(26)。

5.根据权利要求4所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述延长杆(26)的一端固定连接有矩形插杆(27)，矩形插杆(27)与矩形槽(24)对应且适配，矩形插杆(27)与矩形槽(24)滑动连接，延长杆(26)的另一端固定连接有支撑块(28)，支撑块(28)的一侧为圆弧状。

6.根据权利要求4所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述基架(1)的两侧对称固定连接有牵引环(18)，所述第二传感器(15)与第一传感器(14)相同。

7.根据权利要求1所述的一种顶管隧道施工模拟实验管道变化检测采集系统，其特征在于：所述电机(10)、第一传感器(14)、第二传感器(15)、灯(17)、电动缸(20)均通过电线与开关(11)电性连接，第一传感器(14)和第二传感器(15)通过电线与外界电脑电性连接，开关(11)外接有电源。

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