CN213067462U - 一种盾尾间隙测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了盾构施工设备技术领域的一种盾尾间隙测量装置，至少设有四组，并周向均匀布置在盾尾内壁上，每组均包括固定在盾尾内壁上的支架、固定在支架上的驱动组件，以及通过驱动组件驱动沿径向移动的第一激光测距仪与第二激光测距仪，所述第一激光测距仪的测距面朝向盾尾内壁，第二激光测距仪的测距面朝向管片的轴向端面，且驱动组件、第一激光测距仪、第二激光测距仪均与控制器无线通讯连接。本实用新型结构新颖，在操作室控制驱动组件驱使第一激光测距仪与第二激光测距仪沿径向移动，即可完成盾尾间隙的测量，节省了人力与机械，节约了成本，提高了盾构机盾尾间隙测量的精度，并且安全性大大提高。

Description

一种盾尾间隙测量装置

技术领域

本实用新型涉及盾构施工设备技术领域，具体是一种盾尾间隙测量装置。

背景技术

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政等隧道工程。在隧道掘进施工中，盾构机可以极大的减少施工难度，提高施工效率，同时还能够降低施工过程中的资源成本。

盾构机在掘进以及管片拼装的过程中，需要及时地对管片外侧壁以及盾尾内侧壁的距离(以下简称“盾尾间隙”)进行测量，以便及时、合理的进行盾构机姿态的纠偏，同时盾尾间隙也是在管片拼装过程中选择下一环管片拼装点位的关键参数。传统的盾尾间隙测量的方法均为利用钢尺人工进行测量，但是一方面盾尾顶部高达6～15米不等，且工作环境含有污水、油渍及灰尘等，空间狭小环境相当恶劣，同时一般盾尾间隙需要沿着盾尾一圈测量8个点，人工测量具有一定的危险性、工作困难且存在数据不精准的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盾尾间隙测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种盾尾间隙测量装置，至少设有四组，并周向均匀布置在盾尾内壁上，每组均包括固定在盾尾内壁上的支架、固定在支架上的驱动组件，以及通过驱动组件驱动沿径向移动的第一激光测距仪与第二激光测距仪，所述第一激光测距仪的测距面朝向盾尾内壁，第二激光测距仪的测距面朝向管片的轴向端面，且驱动组件、第一激光测距仪、第二激光测距仪均与控制器无线通讯连接。

作为本实用新型的改进方案，所述驱动组件包括固定在支架上的伺服电机、通过联轴器与伺服电机的输出轴连接的丝杠与连接在丝杠上的螺母，所述丝杠两端沿径向设置，并与支架通过轴承连接，所述第一激光测距仪与第二激光测距仪均固定在螺母上。

作为本实用新型的改进方案，所述支架侧面沿螺母移动方向开设有供螺母导向的槽孔。

作为本实用新型的改进方案，所述支架内的上下侧各安装有机械限位开关，用于被螺母碰触时关断伺服电机。

有益效果：本实用新型结构新颖，至少设有四组，并均匀分布在盾尾内侧壁上，在操作室控制驱动组件驱使第一激光测距仪与第二激光测距仪沿径向移动，即可完成盾尾间隙的测量，节省了人力与机械，节约了成本，提高了盾构机盾尾间隙测量的精度，并且安全性大大提高。

附图说明

图1为本实用新型应用一组盾尾间隙测量装置时的主视图。

图2为图1的侧向剖视图。

图3为图1的立体图。

图4为本实用新型单组盾尾间隙测量装置的放大示意图1。

图5为本实用新型单组盾尾间隙测量装置侧向的放大示意图2。

图6为本实用新型的实施结构示意图1。

图7为本实用新型的实施结构示意图2。

图中：1-伺服电机、2-电机基座、3-支架、4-联轴器、5-丝杠、6-螺母、7-第一激光测距仪、8-底座、9-轴承、10-第二激光测距仪、11-管片、12-盾尾、13-机械限位开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1-3，一种盾尾间隙测量装置，至少设有四组，并周向均匀布置在盾尾12内侧壁上；每组均包括固定在盾尾12内侧壁上的支架3、固定在支架3上的驱动组件，以及通过驱动组件驱动沿径向移动的第一激光测距仪7与第二激光测距仪10。

其中，支架3通过底座8固定在盾尾12的内侧壁上，第一激光测距仪7的测距面朝向盾尾12内侧壁，第二激光测距仪10的测距面朝向管片11的轴向端面，且驱动组件、第一激光测距仪7、第二激光测距仪10均与控制器无线通讯连接，第二激光测距仪10以及第一激光测距仪7通过电路将位移显示器安装在盾构机操作室，控制器也安装在盾构机操作室内。

当驱动组件驱动第二激光测距仪10与第一激光测距仪7沿径向升降时，由于第二激光测距仪10的测距面朝向管片11的轴向端面，因此第二激光测距仪10可以通过升降运动测量出管片12内侧壁与外侧壁的分界线。当第二激光测距仪10在升降的过程中，测距显示器读数由定值突变为相当大的一个数值或者由相当大的一个数值突变为定值，在数值变化的此处位置，第一激光测距仪7测量该位置高度与底座8上表面之间的距离，由此即可推算出盾尾间隙。

如图6-7所示，当第二激光测距仪10在管片11的内侧壁与外侧壁之间的位置运动时，第二激光测距仪10测量的S1会是一个基本稳定的固定值，此时定义第二激光测距仪10测得的距离S1为水平有效距离。当激光测距仪10不在管片11的内侧壁与外侧壁之间的位置运动时，激光测距仪10测量的S1会是一个明显超大值的数字，此时定义激光测距仪10测得的距离S1为水平无效距离。

第一激光测距仪7随着驱动组件的驱动实时测量一个距离，该距离为测量盾尾间隙L，可定义测量盾尾间隙L＝L1+L2+L3，其中L1以及L3均为固定值，L2为变量值；L1为第二激光测距仪10与第一激光测距仪7之间的垂直距离，L2为第一激光测距仪7与底座8上表面之间的距离，L3为底座8上表面与盾尾12内侧壁之间的距离。

第二激光测距仪10测得的有效水平距离与无效水平距离会产生两个分界面，定义分界面M管片的内侧壁分界以及分界面N管片的外侧壁分界。仅当测量盾尾间隙L在分界面M以及分界面N处测得的测量盾尾间隙L定义为临界盾尾间隙L，此时会对应产生两个临界盾尾间隙L1’以及L1”。工程中定义管片外侧表面至尾盾内侧表面的垂直距离为实际盾尾间隙L，则实际盾尾间隙L＝min{L1’，L1”}。

可选地，参见图4-5，驱动组件包括固定在支架3上的伺服电机1、通过联轴器4与伺服电机1的输出轴连接的丝杠5与连接在丝杠5上的螺母6，丝杠5两端沿径向设置，并与支架3通过轴承9连接，第一激光测距仪7与第二激光测距仪10均固定在螺母6上。

伺服电机1通过电机基座2固定在支架3上，伺服电机1具有低转速、高精度、低振动以及易控制的特点，可以在操作室内通过无线通讯人为控制伺服电机1的低速正、反转动。

伺服电机1与丝杠5构成丝杠升降机构，通过联轴器4带动丝杠5的正、反转动，进而带动螺母6的升降。优选地，支架3侧面沿螺母6移动方向开设有供螺母6导向的槽孔，螺母6的端面设有边沿部，槽孔的槽宽比螺母外径大2～5mm，配合起到限位的作用。

优选地，支架3内的上下侧各安装有机械限位开关13，可以限制螺母6升降行程的作用，当螺母6碰触到机械限位开关13时，伺服电机1自动断电，此时人工操作使伺服电机1反转，保持伺服电机1的继续运行。

可选地，驱动组件还可以设置为电动推杆、涡轮蜗杆升降装置、齿轮齿条升降装置等，并不局限，均可驱动第一激光测距仪7与第二激光测距仪10的沿径向升降。

本实用新型结构新颖，至少设有四组，并均匀分布在盾尾内侧壁上，在操作室控制驱动组件驱使第一激光测距仪与第二激光测距仪沿径向移动，即可完成盾尾间隙的测量，节省了人力与机械，节约了成本，提高了盾构机盾尾间隙测量的精度，并且安全性大大提高。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种盾尾间隙测量装置，至少设有四组，并周向均匀布置在盾尾(12)内侧壁上；其特征在于，每组均包括固定在盾尾(12)内侧壁上的支架(3)、固定在支架(3)上的驱动组件，以及通过驱动组件驱动沿径向移动的第一激光测距仪(7)与第二激光测距仪(10)，所述第一激光测距仪(7)的测距面朝向盾尾(12)内侧壁，第二激光测距仪(10)的测距面朝向管片(11)的轴向端面，且驱动组件、第一激光测距仪(7)、第二激光测距仪(10)均与控制器无线通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾尾间隙测量装置，其特征在于，所述驱动组件包括固定在支架(3)上的伺服电机(1)、通过联轴器(4)与伺服电机(1)的输出轴连接的丝杠(5)与连接在丝杠(5)上的螺母(6)，所述丝杠(5)两端沿径向设置，并与支架(3)通过轴承(9)连接，所述第一激光测距仪(7)与第二激光测距仪(10)均固定在螺母(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种盾尾间隙测量装置，其特征在于，所述支架(3)侧面沿螺母(6)移动方向开设有供螺母(6)导向的槽孔。

4.根据权利要求2或3所述的一种盾尾间隙测量装置，其特征在于，所述支架(3)内的上下侧各安装有机械限位开关(13)，用于被螺母(6)碰触时关断伺服电机(1)。

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