CN114278330B - 一种隧道圆盘锯挖掘预警装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隧道圆盘锯挖掘预警装置，属于隧道挖掘技术领域，其包括安装座、电机、传动轴、锯盘、传动座、接触开关以及第一报警器。电机安装在安装座内，电机依次驱动连接传动轴和锯盘。传动座套设在传动轴外，传动座的第一端与锯盘转动连接，传动座的第二端与安装座滑动连接。接触开关和第一报警器均安装于安装座上，且接触开关位于传动座的移动路径上，当传动座将接触开关触发时，第一报警器报警。本发明公开的隧道圆盘锯挖掘预警装置利用传动座能够传递锯盘的轴向抖动，传动座在轴向抖动时能够与位于其移动路径上的接触开关接触，并将之触发，之后报警器报警，工作人员可以在听到报警器报警后将电机关闭，从而实现安全施工。

Description

一种隧道圆盘锯挖掘预警装置

技术领域

本发明涉及隧道挖掘技术领域，具体而言，涉及一种隧道圆盘锯挖掘预警装置。

背景技术

矿山法(钻爆法)一直是隧道掘进的主要方法，但在爆破施工作业过程中，产生的震动较大，常常令隧道线路周边的老旧民房出现受损的情况，严重影响与周边居民的关系，甚至会出现阻工等社会事件。当前机械开挖吸引了更多技术人员的关注，也是未来地下工程开挖方法的重要组成部分。

机械开挖是指利用悬臂式掘进机、破碎锤、圆盘锯等设备联合破碎岩石的开挖方法，机械开挖方式灵活，对周边结构物扰动小，施工进度可控，成本相对于集成式隧道掘进机低，在禁爆区域已经成为唯一可行的隧道开挖方法。

当前制约隧道机械开挖的关键问题之一就是浅埋隧道开挖时可能产生的冒顶风险，急需监测预警技术方法的突破，保证机械开挖施工过程中的安全要求。

发明内容

本发明公开了一种隧道圆盘锯挖掘预警装置，以改善上述的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于上述的目的，本发明公开了一种隧道圆盘锯挖掘预警装置，包括：

安装座；

电机，所述电机安装于所述安装座；

传动轴、锯盘，所述电机与所述传动轴传动连接，所述锯盘安装于所述传动轴，且所述锯盘能够随所述传动轴同步转动；

传动座，所述传动座套设在所述传动轴外，所述传动座的第一端与所述锯盘转动连接，所述传动座的第二端与所述安装座滑动连接；以及

接触开关、第一报警器，所述接触开关和所述第一报警器均安装于所述安装座上，且所述接触开关位于所述传动座的移动路径上，当所述传动座将所述接触开关触发时，所述第一报警器报警。

可选地：所述接触开关与所述安装座滑动连接，所述接触开关的滑动方向与所述传动座的滑动方向平行。

可选地：还包括滑块，所述滑块与所述安装座滑动连接，所述滑块位于所述传动座的移动路径上，且所述滑块与所述接触开关沿所述传动座的周向错开设置，所述滑块上设置有转动条，所述转动条与所述滑块转动连接，所述安装座上设置有多个卡块，多个所述卡块沿所述传动座的滑动方向依次设置，所述转动条与所述卡块配合，以使所述滑块只能沿所述锯盘朝向所述安装座的方向移动

可选地：所述安装座上设置有转动块，所述转动块与所述安装座转动连接，且所述转动块的转动轴线与所述传动轴的转动轴线平行；多个所述卡块均设置于所述转动块，转动所述转动块以使所述卡块与所述转动条形成卡接或者相互错开，当所述卡块与所述转动条相互错开时，所述滑块能够沿朝向所述锯盘的方向滑动。

可选地：所述卡块包括斜面和抵接面，所述斜面位于所述卡块朝向所述锯盘的一侧，所述抵接面位于所述卡块背离所述锯盘的一侧，且所述抵接面沿所述传动轴的径向设置；

所述滑块上设置有凹槽，所述凹槽朝向所述安装座的一端设置有限位面，所述限位面的倾斜角度与所述斜面的倾斜角度相等。

可选地：所述安装座上设置有第一槽、第二槽和第三槽，所述第一槽位于所述安装座的顶部，所述第一槽朝向所述滑块设置，且所述第一槽与所述凹槽连通，所述第二槽和所述第三槽均与所述第一槽连通，且所述第二槽和所述第三槽同轴设置，所述第二槽位于所述第一槽朝向所述锯盘的一侧，所述第三槽位于所述第一槽背离所述锯盘的一侧，所述第三槽背离所述第一槽的一端沿所述传动轴的轴线方向贯穿所述安装座，所述转动块沿所述第三槽依次伸入所述第一槽和所述第二槽内，所述卡块位于所述第二槽内。

可选地：所述安装座背离所述锯盘的一端设置有第一卡槽和第二卡槽，所述第一槽和所述第二卡槽均与所述第三槽连通，且所述第一卡槽和所述第二卡槽垂直设置；

所述转动块背离锯盘的一端设置有用于与所述第一卡槽和所述第二卡槽配合的把手。

可选地：所述第一槽的横截面呈扇形，且所述第一槽所对应的圆心角为90度。

可选地：所述转动块包括第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第三段分别位于所述第二段的两侧，所述第一段和所述第三段的横截面均呈圆形，所述第二段的横截面呈矩形，所述卡块设置于所述第二段上。

可选地：还包括用于对所述锯盘的温度进行测量的温度传感器和第二报警器，所述温度传感器安装于所述传动座，所述温度传感器朝向所述锯盘设置，当所述温度传感器检测到所述锯盘的温度低于预设值时，所述第二报警器报警。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明公开的隧道圆盘锯挖掘预警装置利用传动座能够传递锯盘的轴向抖动，传动座在轴向抖动时能够与位于其移动路径上的接触开关接触，并将之触发，之后报警器报警，工作人员可以在听到报警器报警后将电机关闭，从而实现安全施工。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例公开的隧道圆盘锯挖掘预警装置的示意图；

图2示出了本发明实施例公开的图1的局部放大图；

图3示出了本发明实施例公开的滑块的示意图；

图4示出了本发明实施例公开的图3的局部放大图；

图5示出了本发明实施例公开的安装座的示意图；

图6示出了本发明实施例公开的转动块的示意图。

图中：

110-安装座；111-卡块；1111-斜面；1112-抵接面；112-转动块；1121-第一段；1122-第二段；1123-第三段；113-第一槽；114-第二槽；115-第三槽；120-传动轴；130-锯盘；140-传动座；150-接触开关；160-滑块；161-转动条；162-凹槽；163-限位面；170-温度传感器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中公开的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例：

参阅图1至图4，本发明实施例公开了一种隧道圆盘锯挖掘预警装置，其包括安装座110、电机、传动轴120、锯盘130、传动座140、接触开关150以及第一报警器。电机安装在安装座110内，电机依次驱动连接传动轴120和锯盘130。传动座140套设在传动轴120外，传动座140的第一端与锯盘130转动连接，传动座140的第二端与安装座110滑动连接。接触开关150和第一报警器均安装于安装座110上，且接触开关150位于传动座140的移动路径上，当传动座140将接触开关150触发时，第一报警器报警。

浅埋隧道的冒顶的原因，主要是由于隧道围岩的变化而导致的，圆盘锯机械开挖锯片是与围岩直接接触的，围岩也会以破碎对象的方式参与切削过程。围岩变化因素包括遇水软化，以及地质作用强化致使围岩结构面增多等原因。而圆盘锯破碎过程中，一旦遇水会出现比较明显的温度下降现象。围岩结构面增多后，圆盘切削不均质岩块会出现明显的轴向抖动。本实施例公开的隧道圆盘锯挖掘预警装置利用传动座140能够传递锯盘130的轴向抖动，传动座140在轴向抖动时能够与位于其移动路径上的接触开关150接触，并将之触发，之后报警器报警，工作人员可以在听到报警器报警后将电机关闭，从而实现安全施工。

锯盘130在进行正常工作时，也会产生一定的轴向抖动，安装接触开关150时，为避免报警器误报，可以对接触开关150与传动座140之间的距离进行设定，以使锯盘130的轴向抖动达到一定的幅度后才能将该接触开关150触发。

参阅图1，传动座140套设在传动轴120外，传动座140的第一端通过连接环与锯盘130形成转动连接，传动座140的第二端与安装座110滑动连接。电机工作时，电机通过出传动轴120带动锯盘130转动，锯盘130转动时，传动座140不会随之转动，但是当锯盘130沿轴向振动时，传动座140的第二端会相对于安装座110滑动。当传动座140的振动达到一定的幅度时，会触发位于其移动路径上的接触开关150，进而令第一报警器报警。

温度传感器170安装在传动座140上，温度传感器170用于对锯盘130的温度进行测量。温度传感器170与第二报警器电连接，当温度传感器170检测到锯盘130的温度低于预设的温度值时，第二报警器报警。

通过第一报警器和第二报警器的预警，可以令工作人员快速了解隧道圆盘锯挖掘预警装置的实时工作情况，当第一报警器或者第二报警器报警时，可以快速关停电机，从而避免造成冒顶。

此外，在安装时，还可以令接触开关150和温度传感器170均与电机电连接，当接触开关150被触发，或者温度传感器170测到锯盘130的温度低于预设的温度值时，都会令电机直接关闭。

其中，温度传感器170内的预设值可以根据情况的不同而设定为不同的值。接触开关150可以是与安装座110滑动连接，接触开关150的滑动方向与传动座140的滑动方向平行。通过滑动该接触开关150，可以改变接触开关150与传动座140之间的距离，从而调整改变传动座140的触发振幅。

参阅图1和图2，安装座110上有一个滑块160，滑块160与接触开关150错开设置，且该滑块160与安装座110滑动连接，滑块160的滑动方向与传动轴120的轴线平行。传动座140在出现轴向振动时，会推动该滑块160沿锯盘130朝向安装座110的方向移动，以此可以记录传动座140的最大振幅，以方便后续对不均质岩块进行研究。

具体的，参阅图1至图4，在滑块160上设置有转动条161，转动条161的转动轴线与传动轴120的轴线垂直。在滑块160的底部还设置有凹槽162，转动条161位于该凹槽162内，且在转动条161转动时，转动条161的自由端能够伸出或者回到该凹槽162内。凹槽162朝向安装座110的一端设置有限位面163，利用该限位面163能够对转动条161的转动角度进行限制。

转动条161在其自身的重力作用下，其自由端具有向下转动的趋势。为了进一步提高转动条161工作的稳定性，可以在转动条161与滑块160之间设置弹性件，该弹性件令转动条161具有朝向凹槽162外转动的趋势。

参阅图1和图5，安装座110上设置有第一槽113、第二槽114和第三槽115。第一槽113位于安装座110的顶部，第一槽113朝向滑块160设置，且第一槽113与凹槽162连通。第二槽114和第三槽115均与第一槽113连通，且第二槽114和第三槽115同轴设置。第二槽114位于第一槽113朝向锯盘130的一侧，第三槽115位于第一槽113背离锯盘130的一侧，且第三槽115背离第一槽113的一端沿传动轴120的轴线方向贯穿安装座110。其中，第一槽113的横截面呈扇形，且第一槽113所对应的圆心角为90度，这样在转动块112转动时，利用第一槽113的侧壁可以对转动块112形成限制和定位，以使转动块112能够快速准确的转动至合适的位置。

参阅图1和图6，安装座110内设置有转动块112和多个用于与转动条161配合的卡块111。卡块111与转动条161配合，令滑块160只能沿锯盘130朝向安装座110的方向移动。转动块112包括第一段1121、第二段1122和第三段1123，第一段1121和第三段1123分别位于第二段1122的两侧，第一段1121和第三段1123的横截面均呈圆形，第二段1122的横截面呈矩形，多个卡块111均设置于第二段1122上。第一段1121位于第二槽114内，第二段1122位于第一槽113内，第三段1123位于第三槽115内。在第三段1123背离第二段1122的一端还设置有把手。第三段1123能够在第三槽115内转动，且第三段1123能够沿第三槽115的轴线方向相对于第三槽115滑动。

在本实施例中，第二槽114可以包括两部分，其接近第一槽113的部分呈矩形，且其形状大小与转动块112的第二段1122相同，第二槽114背离第一槽113的一端横截面呈圆形。这样可以令第二段1122的一部分可以卡入该第二槽114内，当第二段1122卡入该第二槽114内时，可以对转动块112形成限制，此时转动块112无法继续沿其轴线转动，以方便卡块111与转动条161配合对滑块160的位置进行限制。当然，将第二段1122的横截面设置为矩形仅为本实施例的一种实施方式，在其他的实施例中，令第二段1122的横截面呈其他的不为圆形的形状都是可以的，然后令第二槽114朝向第一槽113的一端的形状与该第二段1122的形状相同即可。

在安装座110背离锯盘130的一端的端面上设置有第一卡槽和第二卡槽，第一槽113和第二卡槽均与第三槽115连通，且第一卡槽和第二卡槽垂直设置。把手与该第一卡槽和第二卡槽卡接配合，即把手能够卡入第一卡槽内或者卡入第二卡槽内。当把手卡入第一卡槽或者第二卡槽内之后，转动块112无法相对于安装座110转动。

卡块111包括斜面1111和抵接面1112，斜面1111位于卡块111朝向锯盘130的一侧，抵接面1112位于卡块111背离锯盘130的一侧，且抵接面1112沿传动轴120的径向设置。凹槽162上的限位面163的倾斜角度与斜面1111的倾斜角度相等。

本实施例公开的隧道圆盘锯挖掘预警装置是这样工作的：

首先把滑块160移动至离传动座140最近的位置，然后把把手卡接在第一卡槽内，此时卡块111刚好与转动条161形成配合。

然后电机启动，锯盘130开始转动，在锯盘130转动的过程中，如果遇到水或者不均质岩块，第一报警器和第二报警器就会报警，给现场的工作人员进行提示。

隧道挖掘完成后，滑块160所在的位置即为此次锯盘130的最大轴向振动幅度。

之后拉动把手，令转动块112沿背离锯盘130的方向移动，此时滑块160会随着转动块112一起移动。当把手离开第一卡槽的范围后，转动把手90度，令卡块111完全离开转动条161的范围，然后再推动把手卡入第二卡槽内，此时滑块160可以朝向传动座140移动。

当滑块160移动至离传动座140最近的位置后，将把手从第二卡槽内拉出，然后反向转动把手90，由于限位面163的倾斜角度与斜面1111的倾斜角度相等，因此，位于端部的卡块111的斜面1111恰好可以与转动条161的底面相配合，之后再推动把手卡入第一卡槽内即可。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，包括：

安装座；

电机，所述电机安装于所述安装座；

传动轴、锯盘，所述电机与所述传动轴传动连接，所述锯盘安装于所述传动轴，且所述锯盘能够随所述传动轴同步转动；

传动座，所述传动座套设在所述传动轴外，所述传动座的第一端与所述锯盘转动连接，所述传动座的第二端与所述安装座滑动连接；

接触开关、第一报警器，所述接触开关和所述第一报警器均安装于所述安装座上，且所述接触开关位于所述传动座的移动路径上，当所述传动座将所述接触开关触发时，所述第一报警器报警；以及

滑块，所述滑块与所述安装座滑动连接，所述滑块位于所述传动座的移动路径上，且所述滑块与所述接触开关沿所述传动座的周向错开设置，所述滑块上设置有转动条，所述转动条与所述滑块转动连接，所述安装座上设置有转动块和多个卡块，所述转动块与所述安装座转动连接，且所述转动块的转动轴线与所述传动轴的转动轴线平行，多个所述卡块沿所述传动座的滑动方向依次设置，所述转动条与所述卡块配合，以使所述滑块只能沿所述锯盘朝向所述安装座的方向移动，多个所述卡块均设置于所述转动块，转动所述转动块以使所述卡块与所述转动条形成卡接或者相互错开，当所述卡块与所述转动条相互错开时，所述滑块能够沿朝向所述锯盘的方向滑动，所述卡块包括斜面和抵接面，所述斜面位于所述卡块朝向所述锯盘的一侧，所述抵接面位于所述卡块背离所述锯盘的一侧，且所述抵接面沿所述传动轴的径向设置，所述滑块上设置有凹槽，所述凹槽朝向所述安装座的一端设置有限位面，所述限位面的倾斜角度与所述斜面的倾斜角度相等，所述安装座上设置有第一槽、第二槽和第三槽，所述第一槽位于所述安装座的顶部，所述第一槽朝向所述滑块设置，且所述第一槽与所述凹槽连通，所述第二槽和所述第三槽均与所述第一槽连通，且所述第二槽和所述第三槽同轴设置，所述第二槽位于所述第一槽朝向所述锯盘的一侧，所述第三槽位于所述第一槽背离所述锯盘的一侧，所述第三槽背离所述第一槽的一端沿所述传动轴的轴线方向贯穿所述安装座，所述转动块沿所述第三槽依次伸入所述第一槽和所述第二槽内，所述卡块位于所述第二槽内。

2.根据权利要求1所述的隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，所述接触开关与所述安装座滑动连接，所述接触开关的滑动方向与所述传动座的滑动方向平行。

3.根据权利要求1所述的隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，所述安装座背离所述锯盘的一端设置有第一卡槽和第二卡槽，所述第一槽和所述第二卡槽均与所述第三槽连通，且所述第一卡槽和所述第二卡槽垂直设置；

所述转动块背离锯盘的一端设置有用于与所述第一卡槽和所述第二卡槽配合的把手。

4.根据权利要求1所述的隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，所述第一槽的横截面呈扇形，且所述第一槽所对应的圆心角为90度。

5.根据权利要求1所述的隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，所述转动块包括第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第三段分别位于所述第二段的两侧，所述第一段和所述第三段的横截面均呈圆形，所述第二段的横截面呈矩形，所述卡块设置于所述第二段上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的隧道圆盘锯挖掘预警装置，其特征在于，还包括用于对所述锯盘的温度进行测量的温度传感器和第二报警器，所述温度传感器安装于所述传动座，所述温度传感器朝向所述锯盘设置，当所述温度传感器检测到所述锯盘的温度低于预设值时，所述第二报警器报警。