CN207991458U - 全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及盾构制造技术领域，特别涉及一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，包含万向固定座、夹具、激光测距传感器和控制器；所述的万向固定座包含横向伸缩杆、竖向伸缩杆及磁性座，磁性座与刀盘外圆固定，竖向伸缩杆一端与磁性座铰接，另一端与横向伸缩杆端部铰接，夹具与横向伸缩杆另一端部固定，激光测距传感器装夹在夹具上；激光测距传感器输出端与控制器输入端连接，竖向伸缩杆一端与磁性座可旋转连接。本实用新型结构简单，设计科学、合理，将可连续测量距离并可连续输出信号的激光测距传感器，利用磁性座吸附固定在刀盘外圆面上，转动刀盘，边扫描盾体，边将传感器数据信号传递给控制器进行后期数据处理，操作便捷，测量精度高。

Description

全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置

技术领域

本实用新型涉及盾构制造技术领域，特别涉及一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置。

背景技术

在盾构制造领域，盾体的圆度，尤其是前盾的圆度，一直都是盾构制造企业以及盾体设计工程师关注的重点。因为该尺寸直接影响着分块式刀盘边刀的定位尺寸，以及盾体是否能在刀盘最大开挖尺寸下顺利通过。而盾体本身属于薄壁类零件，在重力以及后续装配误差的影响下，盾体与刀盘装配后的圆度较盾体加工环节会变化很大，所以，盾体与刀盘装配后盾体圆度的测量意义重大。现阶段，放眼整个盾构制造行业，在盾体与刀盘整体装配后，盾体真实圆度的测量方法。先将测量支架固定在刀盘外圆某一点上，然后用点动测距仪（或盒尺）测量支架与盾体之间的距离，一点测量完毕后转动刀盘再进行下一点测量，直至将盾体均分的12（或以上）个点位全部测量结束，最后将各点位测量值手动输入电脑，进行数据分析，找出盾体最高点、最低点、圆度值。该方法存在以下弊端：（一）操作复杂，每次测量都需要准备一个相对平直的支架，并将其焊接在刀盘上，测量高点位时，还需要借助工程升降设备辅助，前期准备工作量过大；（二）操作不安全，测量每个点位都需要测量人员跟随测量支架的移动而移动，进行手动测量，以测量中铁306号盾构机为例，在测量盾体上半圆点位时，测量人员需要在距离地面15米的高空进行测量、读数、记录，操作很不安全；（三）测量误差大，每个点位测量，都需要手动操作测量仪一次，或者拉盒尺一次，测量误差大；（四）分析效果差，由于测量方法的局限性，测量点位较疏散，最多24个，所以测量出的最高点的未必是真实最高点。

发明内容

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，设计科学、合理，操作便捷，测量精度高。

按照本实用新型所提供的设计方案， 一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，包含万向固定座、夹具、激光测距传感器和控制器；所述的万向固定座包含横向伸缩杆、竖向伸缩杆及磁性座，磁性座与刀盘外圆固定，竖向伸缩杆一端与磁性座铰接，另一端与横向伸缩杆端部铰接，夹具与横向伸缩杆另一端部固定，激光测距传感器装夹在夹具上；激光测距传感器输出端与控制器输入端连接，竖向伸缩杆一端与磁性座可旋转连接。

上述的，控制器还连接有显示屏和上位机，控制器的输出端分别与显示器输入端和上位机输入端连接。

上述的，控制器为掘进机原有PLC控制器。

上述的，显示屏和上位机分别为掘进机原有显示屏和上位机。

上述的，所述的磁性座为磁性万向接头结构。

上述的，所述的夹具为与横向伸缩杆另一端固定的卡箍。

上述的，横向伸缩杆和竖向伸缩杆均为相邻套筒套装固定的可伸缩结构。

上述的，所述的磁性座上设有用于磁性调节的旋钮。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计科学、合理，将可连续测量距离并可连续输出信号的激光测距传感器，利用磁性座吸附固定在刀盘外圆面上，然后转动刀盘，边扫描盾体，边将传感器数据信号传递给控制器进行后期数据处理，操作便捷,盾体圆度测量精度高，可大规模推广使用。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为实施例中万向固定座结构示意图；

图3为实施例中控制器连接示意图；

图4为实施例中圆度数据分析示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表盾体，标号2代表刀盘，标号3代表万向固定座，标号31代表磁性座，标号32代表横向伸缩杆，标号33代表竖向伸缩杆，标号34代表夹具，标号35代表铰接块一，标号36代表铰接块儿，标号4代表激光测距传感器，标号5代表控制器，标号6代表上位机。

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

现有盾体圆度测量通过点动测距仪器测量支架与盾体距离，操作复杂、不安全，测量误差大。为此，本实施例，参见图1和2所示，一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，包含万向固定座、夹具、激光测距传感器和控制器；所述的万向固定座包含横向伸缩杆、竖向伸缩杆及磁性座，磁性座与刀盘外圆固定，竖向伸缩杆一端与磁性座铰接，另一端与横向伸缩杆端部铰接，夹具与横向伸缩杆另一端部固定，激光测距传感器装夹在夹具上；激光测距传感器输出端与控制器输入端连接，竖向伸缩杆一端与磁性座可旋转连接。将可连续测量距离并可连续输出信号的激光测距传感器，通过磁性座吸附固定在刀盘外圆面上，横向伸缩杆、竖向伸缩杆和磁性座之间可通过图2中所示的铰接块一、铰接块二进行固定并通过锁紧件如锁紧螺栓进行紧固，利用横向伸缩杆、竖向伸缩杆进行位移调节固定，然后转动刀盘，边扫描盾体，边将传感器数据信号传递给控制器进行后期数据处理，操作方便、快捷，盾体圆度测量数据精确。

参见图3所示，控制器还连接有显示屏（图中未画出）和上位机，控制器的输出端分别与显示器输入端和上位机输入端连接。将经过PLC数据分析后的数据信号传递给上位机和显示屏。参见图4所示的圆度分析结果，届时可以直观读出盾体最高点、盾体最低点、圆度值，并可形象的看出各点所处的位置。

上述的，控制器为掘进机原有PLC控制器。显示屏和上位机分别为掘进机原有显示屏和上位机。通过直接利用盾构机自带的PLC，将其预留一个点位即可与传感器进行数据传输，节约成本。同样，上位机可以直接利用盾构机自带上位机及显示器。

上述的，所述的磁性座为磁性万向接头结构。利用现有磁性万向连接器结构，实现激光测距传感器与盾体之间测距方向的定位。

上述的，所述的夹具为与横向伸缩杆另一端固定的卡箍，通过卡箍将激光测距传感器进行卡固，固定稳定、牢靠。

上述的，横向伸缩杆和竖向伸缩杆均为相邻套筒套装固定的可伸缩结构，通过套装在一起的套筒进行伸缩调节，结构简单，或利用现有伸缩天线结构进行伸缩可调，实现激光测距传感器与盾体测点之间的位移调节，使用效果好。

上述的，所述的磁性座上设有用于磁性调节的旋钮。通过转动旋钮进行磁性座磁性调控使其定位在刀盘。

本实用新型中，激光测距传感器技术已经非常成熟，价格平实，几千元左右；型号齐全，测量距离从30mm--600mm选择性非常广泛；激光测距传感器的模拟量通过模电转换模块即可转化为数字量，再经过上位机编程即可实现最终输出。本实用新型直接利用盾构机本身PLC以及上位机，测量时只需要将激光测距传感仪吸附在刀盘即可，通过上位机即可控制测量开始、测量结束，不再需要测人员随着测量位置的变化而爬上爬下，操作更加方便、快捷；可直接将传感器读数上传至上位机，精度可达μm级，测量点位任意设置，并且0—360°一次读数，操作误差几乎不存在，测量精度更准确；将数据上传至上位机后，可以快捷、直观的分析盾体圆度情况，并且在现场即可对比盾体真实情况，分析效果更直观。现有盾体测量需要2名测量人员、1名升降车司机、1台升降车，耗时需要3个小时，总费用约1000元，以公司每年出厂200台盾构测算，每年需要耗费约20万元；采用本实用新型，预计材料费一次投入不超过2万元，单次测量1人0.5小时即可完成；综上，每年可为公司年节约费用18万元。通过对盾体圆度的精确测量，可以完全避免盾体尺寸大于刀盘尺寸，盾构机进洞后无法工作的风险；对整个中国盾构行业，在盾体与刀盘组装后盾体圆度测量手段的一次革命，具有较好的市场前景和社会效益。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，包含万向固定座、夹具、激光测距传感器和控制器；所述的万向固定座包含横向伸缩杆、竖向伸缩杆及磁性座，磁性座与刀盘外圆固定，竖向伸缩杆一端与磁性座铰接，另一端与横向伸缩杆端部铰接，夹具与横向伸缩杆另一端部固定，激光测距传感器装夹在夹具上；激光测距传感器输出端与控制器输入端连接，竖向伸缩杆一端与磁性座可旋转连接。

2.根据权利要求1所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，控制器还连接有显示屏和上位机，控制器的输出端分别与显示器输入端和上位机输入端连接。

3.根据权利要求1或2所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，控制器为掘进机原有PLC控制器。

4.根据权利要求2所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，显示屏和上位机分别为掘进机原有显示屏和上位机。

5.根据权利要求1所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，所述的磁性座为磁性万向接头结构。

6.根据权利要求1所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，所述的夹具为与横向伸缩杆另一端固定的卡箍。

7.根据权利要求1所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，横向伸缩杆和竖向伸缩杆均为相邻套筒套装固定的可伸缩结构。

8.根据权利要求1所述的全自动隧道掘进机盾体圆度测量装置，其特征在于，所述的磁性座上设有用于磁性调节的旋钮。