CN215170010U - 一种盾构施工电瓶车溜车预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，属于盾构施工技术领域，解决了现有技术的盾构施工中，预警系统对事故判断准确率低，预警反应时间过短，自动化程度较低的问题，本装置包括振动监测装置、主控室、防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；振动监测装置设置前端台车固定防撞梁下方的轨道上；主控室与振动监测装置连接，主控室内包括控制器和操作显示屏，控制器用于接收并处理振动监测装置输入的信号，操作显示屏用于显示预警信息；防撞梁开关与控制器连接；盾构机急停系统与控制器连接；报警系统与控制器连接。其目的在于，提高预警系统的自动化程度，提升对溜车事故判断的准确率，发生溜车事故后，最大程度的避免人员伤亡和财产损失。

Description

一种盾构施工电瓶车溜车预警系统

技术领域

本实用新型属于盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构施工电瓶车溜车预警系统。

背景技术

盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。

盾构施工过程中，施工工作面常处于较深地下，需要使用电瓶车运输物料进出隧道。电瓶车溜车事故一般会出现在运输渣土出洞过程中，车内渣土重量过大导致电瓶车溜车，由于电瓶车驾驶员人为判断错误，预警不及时导致重车冲入盾构机设备内部，造成设备损坏，严重时可能导致人员伤亡。

经检索，中国专利公开号为CN207177899U，公开了一种盾构机防撞击预警系统，包括缓冲装置和防撞预警系统，缓冲装置包括分别布设在台车两端的防撞门和缓冲梁，避免在电瓶车溜车时，电瓶车撞坏盾构机；防撞预警系统包括控制器，红外距离传感器，门开关按钮，报警器和电动机，及时发出警报，防止电瓶车伤及施工人员。虽然解决了电瓶车溜车提前预警和布设防撞部件防止电瓶车撞坏盾构机。

然而，依然存在一些不足之处，如下：

1)红外线传感器感应范围只有20m，感应距离较短，留给工作人员反应时间较短，工作人员易误判断，导致没有开启防撞门，预警不及时，导致电频车冲入盾构机设备内部，造成设备损坏，其次因为反应时间较短，溜车事故发生时，设备内施工人员无法及时意识到事故发生，具有较大人身安全隐患。

2)红外线传感器利用红外线监测电瓶车是否发生溜车，容易被其他物体误触遮挡红外线，造成预警系统产生误判端，影响正常施工。

3)为防止电瓶车撞上盾构机，缓冲梁一直处于关闭状态，需要人为控制缓冲梁的开闭状态，一方面极大的影响的施工效率，其次可能存在工作人员忘记关闭防撞梁，发生溜车事故后，系统无法自动关闭防撞梁，造成盾构机设备内部受损。

4)溜车事故造成事故时，没有对设备进行自动停机，设备处于运行状态，溜车事故会对设备电气系统产生较大损伤，电气系统如若损坏需要进行较长时间的维修才能恢复生产施工；

5)溜车事故发生时，电瓶车司机无法及时发出预警提醒设备内施工人员，设备内施工人员无法及时意识到事故发生，具有较大人身安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其目的在于，提高预警系统的自动化程度，提升对电瓶车溜车事故判断的准确率，发生溜车事故后，最大程度的避免人员伤亡和财产损失，

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，包括振动监测装置、主控室、防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；

所述振动监测装置位于前端台车的固定防撞梁下方的轨道上，所述振动监测装置用于监测电瓶车溜车产生的共振信号；

所述主控室与振动监测装置连接，主控室内包括控制器和操作显示屏，所述控制器用于接收并处理振动监测装置输入的信号，所述操作显示屏用于显示预警信息；

所述防撞梁开关与控制器连接，用于自动控制位于后端台车的移动防撞梁关闭；

所述盾构机急停系统与控制器连接，用于自动控制盾构机主要系统断电；

报警系统与控制器连接。

优选的，所述振动监测装置包括对称设置在两根轨道上的振动传感器。

优选的，所述振动传感器一端设置有与轨道形状匹配的卡槽，振动传感器通过卡槽与轨道卡接连接。

优选的，所述控制器为PIC控制器，PIC控制器设置有延迟自动启动程序，所述延迟自动启动程序为控制器判断发生溜车事故后，延迟5～10s，期间无人工操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统。

优选的，所述报警系统包括数个蜂鸣器和红色LED报警灯。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1)振动传感器信号最大接收距离为800m，留给工作人员充足反应时间，工作人员不易误判断，使隧道内施工人员有充足的撤离时间，提升了事故判断的准确率，保证了施工人员的人身安全。

2)控制器接收到信号后，通过对钢轨振动能量进行测试并对信号频谱进行分析，内置算法计算出特征频率，与程序中的正常运行时电瓶车振动信号进行对比分析，测算出电瓶车的运行状态，准确性比红外线感应方式更高，振动传感器用于接收电瓶车溜车时与轨道产生的振动信号，监测振动信号比监测红外线信号对事故判断的准确性更高。

3)确认发生溜车事故后，控制器自动控制缓冲梁伸出，不需要人为手动操作，避免工作人员忘记关闭防撞梁，导致发生溜车事故后，系统无法自动关闭防撞梁，造成盾构机设备内部受损的情况，提升了预警系统的自动化程度，避免人为误操作导致的安全事故。

4)确认溜车事故造成事故时，控制器设备控制盾构机急停系统对盾构机主要系统进行自动停机断电，避免溜车事故对设备电气系统产生较大损伤。

5)通过再PIC控制器内设置有延迟自动启动程序，PIC控制器判断发生溜车事故后，会将预警信息显示在操作显示屏上，操作人员人为再判断是否发生振动传感器误触的情况，5～10s内通过操作显示屏上的确认和取消按键，可进行预警系统是否继续执行，5～10s后无人为操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统，采用控制器和操作人员同时判断的模式，极大的提高的对事故判断的准确性，设置5～10s无操作后自动执行的方式，保证了发生溜车事故后，施工人员的人身安全和盾构机财产安全。

本实用新型采用的技术方案如下：

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型中预警系统的控制原理图；

图2是本实用新型中振动传感器安装位置示意图；

图3是本实用新型中振动传感器局部放大示意图；

图4是本实用新型中振动传感器结构示意图；

附图标记

1-轨道、2-振动传感器、3-卡槽、4-固定防撞梁、5-前端台车。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅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各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供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。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

下面结合图1～图4对本实用新型作详细说明。

实施例1：

一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，包括振动监测装置、主控室、防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；

所述振动监测装置包括两个对称设置在轨道1上的振动传感器2，振动传感器2上设置有卡槽3，卡槽3与轨道1大小相匹配，振动传感器2通过卡槽3卡接在轨道1上，通过卡接的方式，防止过度抖动，便于拆装，同时设备向前掘进时便于铺设轨道1，振动传感器2安装在设置前端台车5固定防撞梁4的正下方，防止其他设备干涉，导致传感器损坏，所述振动监测装置用于接收电瓶车溜车时与轨道1产生的共振信号；

所述主控室与振动传感器2通过导线连接，主控室内包括控制器和操作显示屏，振动传感器2接收到信号后，将信号传输给控制器，控制器通过对钢轨振动能量进行测试并对信号频谱进行分析，内置算法计算出特征频率，与程序中的正常运行时电瓶车振动信号进行对比分析，测算出电瓶车的运行状态是否处于异常，判断处于异常运行状态，将预警信息显示在所述操作显示屏上，操作人员人为再判断是否是发生振动传感器2误触的情况，5s内点击操作显示屏上的确认按键，控制器开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统，5s内点击操作显示屏上的取消按键，警报解除，盾构机正常运转，5s后无人为操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；

所述防撞梁包括设置在前端台车5的固定防撞梁4，当电瓶车进入盾构机内部装载渣土时，实现对电瓶车的缓冲阻挡，所述防撞梁还包括设置在后端台车的移动防撞梁，移动防撞梁与控制器导线连接，盾构机正常工作时，移动防撞梁处于常开状态，当发生电瓶车溜车事故时，预警系统控制移动防撞梁上的电磁阀关闭，接通电流，移动防撞梁转变为闭合状态，实现对电瓶车进行阻挡，防止电瓶车撞上盾构机拼装机、螺旋输送机或者盾体。

上述优选的实施例中，防撞梁后侧面均设置有多个聚氨酯缓冲器，用于缓冲卸载电瓶车对防撞梁的冲击力，防止电瓶车在发生溜车，电瓶车与防撞梁产生刚性冲击，损坏电瓶车。

所述盾构机急停系统与控制器连接，报警触点串联到盾构机急停系统上，控制器通过控制报警触点动作，控制盾构机主要系统停机断电，避免溜车事故对设备电气系统产生较大损伤。

报警系统包括数个蜂鸣器和红色LED报警灯，蜂鸣器和红色LED报警灯与控制器导线连接，且安装在盾构台车高点处，控制器判定电瓶车失速后，发出指令给蜂鸣器和红色LED报警灯，蜂鸣器和红色LED报警灯发出警报音和红色警报灯光，用于提醒隧道内工作人员即使撤离，避免人员伤亡。

进一步的，所述控制器为PIC控制器，PIC控制器设置有延迟自动启动程序，所述延迟自动启动程序为控制器判断发生溜车事故后，延迟5s，期间无人工操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统。

实施例2：与实施1不同的是，本实施例中自动启动程序设定延迟10S，PIC控制器判断发生溜车事故后，会将预警信息显示在操作显示屏上，操作人员人为再判断是否是发生振动传感器2误触的情况，10s内点击操作显示屏上的确认按键，控制器开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统，10s内点击操作显示屏上的取消按键，警报解除，盾构机正常运转，10s后无人为操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统。

工作原理：当电瓶车在盾构机台车内部发生溜车时，固定缓冲梁实现对电瓶车的阻挡，当电瓶车在盾构机台车外部发生溜车时，振动传感器2接收到钢轨异常振动的信号，将信号传输给控制器处理，控制器通过对钢轨振动能量进行测试并对信号频谱进行分析，内置算法计算出特征频率，与程序中的电频车正常运行时钢轨振动信号进行对比分析，测算出电瓶车的运行状态是否处于异常，若判断处于异常运行状态，将预警信息显示在所述操作显示屏上，操作人员人为再判断是否是发生振动传感器2误触的情况，若确认发生溜车，则5～10s内点击操作显示屏上的确认按键，控制器开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；若确认是发生传感器误触的情况，则5～10s内点击操作显示屏上的取消按键，警报解除，盾构机正常运转，若5～10s内操作显示屏无人为操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统，关闭后端台车的移动防撞梁，实现对电瓶车的阻挡，防止电瓶车撞上盾构机拼装机、螺旋输送机或者盾体；控制盾构机主要系统停机断电，避免溜车事故对设备电气系统产生较大损伤；控制蜂鸣器和红色LED报警灯发出警报音和红色警报灯光防止，用于提醒隧道内工作人员即使撤离，避免人员伤亡。

Claims (5)

1.一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其特征在于，包括振动监测装置、主控室、防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统；

所述振动监测装置位于前端台车(5)的固定防撞梁(4)下方的轨道(1)上，所述振动监测装置用于监测电瓶车溜车产生的共振信号；

所述主控室与振动监测装置连接，主控室内包括控制器和操作显示屏，所述控制器用于接收并处理振动监测装置输入的信号，所述操作显示屏用于显示预警信息；

所述防撞梁开关与控制器连接，用于自动控制位于后端台车的移动防撞梁关闭；

所述盾构机急停系统与控制器连接，用于自动控制盾构机主要系统断电；

报警系统与控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其特征在于，所述振动监测装置包括对称设置在两根轨道(1)上的振动传感器(2)。

3.根据权利要求2所述的一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其特征在于，所述振动传感器(2)一端设置有与轨道(1)形状匹配的卡槽(3)，振动传感器(2)通过卡槽(3)与轨道(1)卡接连接。

4.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其特征在于，所述控制器为PIC控制器，PIC控制器设置有延迟自动启动程序，所述延迟自动启动程序为控制器判断发生溜车事故后，延迟5～10s，期间无人工操作，控制器自动开启防撞梁开关、盾构机急停系统和报警系统。

5.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车溜车预警系统，其特征在于，所述报警系统包括数个蜂鸣器和红色LED报警灯。

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