CS200978B1

CS200978B1 - Facility for the control of the driving the tunnels

Info

Publication number: CS200978B1
Application number: CS124579A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Tlusty
Original assignee: Jaromir Tlusty
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1980-10-31

Description

Dosavadní známé prostředky a systémy pro vedeni Štítu laserem umístěným na ostění, jehož světelný svazek se zobrazuje na terěíeh v prostoru razícího Štítu, jsou založeny na tom, že na začátku razícího cyklu se odečte poloha předního a zadního terče, pokuá jsou dva terče na Štítu a obsluha štítu, zvýšením tlaků válců orientuje razící hlavu tak, aby štít po skončení cyklického pracovního kroku byl správně orientován nebo postupně zaujal polohu správnou vzhledem k projektovanému směru a sklonu raženého díla. Dokonalejší je systém, kde obsluha odečítá na začátku pracovního cyklu polohu středu světelného svazku na dvou terčích, z nichž první průhledný je umístěn na zadní straně prachutěsného tubusu, čímž se určuje poloha zadní strany štítu a po projití tímto terčem se na rovinných odrazných plochách odrazí na přední část tubusu na terč, kde obsluha odečte polohu přední části štítu. Elektronické systémy jsou v podstatě založeny na stejných principech jen s tím rozdílem, že namísto terčů a signálního odečítání středu jsou zde umístěny citlivé detektory, které po osvětlení předávají informace o poloze štítu na řídicí pult. Hlavní nevýhodou těchto systémů je, že obsluha nemůže nepřetržitě kontrolovat průběh ražení a tím i zásah do razícího systému a hlavně to, že je světelný svazek velmi často přerušen různými překážkami, například výstrojí, kabely, růz200978The prior art known means and systems for guiding the shield with a laser mounted on the lining whose light beam is displayed on the ground in the area of the embossing shield are based on the fact that at the beginning of the embossing cycle the shield operator, by increasing the cylinder pressures, directs the embossing head so that the shield is correctly oriented or gradually assumes the correct position with respect to the projected direction and inclination of the excavated work after the cyclic working step. A more advanced system is where the operator reads the center of the beam at the beginning of the duty cycle on two targets, the first transparent at the rear of the dustproof tube, which determines the position of the back of the shield and after passing through the target the front of the target tube where the operator reads the front of the shield. The electronic systems are basically based on the same principles except that sensitive detectors are located instead of targets and center-reading, which, after illumination, transmit shield position information to the control panel. The main disadvantage of these systems is that the operator cannot continuously control the course of the punching and hence the interference with the punching system and especially that the light beam is very often interrupted by various obstacles, such as equipment, cables,

200 978 nými předměty, osvětlovacími tělesy a podobně, které se do vymezeného prostoru pro průchod světelného svazku laseru velmi často dostanou.200 978 objects, lighting fixtures, and the like, which very often reach the laser beam passage.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata je, že laseru nebo jinému zdroji světla je předřazena dvojice zrcadel, z nichž první zrcadlo je umístěno pod úhlem 45° k ose světelného svazku laseru a druhé zrcadlo je umístěno na opačné straně tunelu rovnoběžně s prvním zrcadlem. V místě dopadu světelného svazku na povrch tubusu je zpředu umístěna průhledná deska, kdežto uvnitř tubusu je o 90° otoč né polopropustné zrcadlo a na zadní části tubusu terč udávající polohu zadní části Štítu a na druhém konci tubusu je uvnitř uloženo překlopně o 90° dalSÍ polopropustné zrcadlo a na zadní části tubusu je další terč s vyrytou stupnici.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device according to the invention, the principle being that a pair of mirrors are arranged upstream of the laser or other light source, the first mirror being positioned at 45 ° to the laser beam axis and the second mirror located on the opposite side of the tunnel parallel to the first mirror. A transparent plate is placed in front of the light beam on the tube surface, while a 90 ° rotatable semi-transparent mirror is placed inside the tube and a 90 ° rotatable target on the back of the tube and 90 ° other semi-transparent inside mirror and on the back of the tube is another target with engraved scale.

Zařízení funguje tak, že světelný svazek z laseru umístěného například na pravé straně tunelu se odrazí na zrcadle umístěném v dráze světelného svazku a skloněném o 45°, na druhé zrcadlo umístěné v levé straně tunelu a skloněné vůči prvnímu zrcadlu o 90°. Světelný svazek takto dvakrát odražený dopadne na otočné polopropustné zrcadlo v tubusu a jednak projde na terč, jednak se odrazí na dalSí polopropustné zrcadlo 8 ter čem. Obě polopropustné zrcadla v tubusu musí být otočena o 90° proti poloze, kdy se pracovalo bez dvou zrcadel v dráze tunelu pře vrádějících světelný svazek laseru na druhou stranu.The device works by reflecting a laser beam located, for example, on the right side of the tunnel, on a mirror positioned in the light beam path and inclined by 45 °, on a second mirror placed on the left side of the tunnel and inclined by 90 ° relative to the first mirror. The light beam thus reflected twice hits the rotatable semipermeable mirror in the tube and, on the one hand, passes onto the target and, on the other, it is reflected on another semipermeable mirror 8 with the target. The two semipermeable mirrors in the tube must be rotated 90 ° against the position where two mirrors were operated in the tunnel path through the laser light beam on the other side.

Výhodou je, že systém umožňuje vedení štítu při umístění laseru v levé nebo v pravé části tunelu ve směru ražení a to převedením světelného svazku dvěma rovinnými zrcad ly z jedné strany na druhou nebo přemístěním a orientováním laseru z pravé části tunelu na levou stranu. U velkoprofilových tunelů nad 0 3® není třeba uskutečňovat dalSí opatření z hlediska bezpečnosti při práci s lasery. U maloprofilových je pak třeba, aby obsluhou Štítu pomocí dálkového ovládání byl vypnut laser, jestliže se pohybuje osoba v prostoru vyhraženém pro chůzi pracovníků, tj. zpravidla na levé straně.The advantage is that the system allows the shield to be guided when placing the laser in the left or right part of the tunnel in the driving direction by converting the light beam with two planar mirrors from one side to the other or by moving and orienting the laser from the right side of the tunnel to the left side. For large-profile tunnels above 0 3®, there is no need for additional safety precautions when working with lasers. In the case of small-profile cameras, the laser must be switched off by the operator of the Shield by means of the remote control when the person is moving in the area reserved for the walking of workers, ie usually on the left side.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde:An exemplary embodiment of the device according to the invention is illustrated in the accompanying drawings, in which:

na obr. 1 je schematický pohled shora na štít, uložení vlastního optického systému a zdroje záření buS v postavení základním nebo s převedením světelného svazku na druhou stranu chodby, na obr. 2 je příčný řez v rovině A-A tubusu v místě dopadu světelného svazku I a na obr. 3 je příkladné provedení terčů a vyznačením osové souřadné soustavy a sítí pro odečítání polohy středu stopy světelného svazku.Fig. 1 is a schematic top view of the shield, deployment of the optical system and radiation source either in the basic or beam position, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the AA plane of the tube at the incident point of the beam I; Fig. 3 shows an exemplary embodiment of targets and indicates an axis coordinate system and a grid for reading the center of the light beam trace.

Na obr. 1 je štít 1 8 osou totožnou s osou ražení a zdroj světla-laser 2 orientovaný rovnoběžně s osou ražení, jehož světelný svazek prochází průhlednou deskou J tubusu 5 ^na polopropustné zrcadlo 2» které je o 90° otočné v ose 10 a dále na terč 8; zde se světelný svazek kolmo odráží do osy tubusu 5 ® světlo dopadá na druhé otočné polopropustné zrcadlo 14, od něhož se světelný svazek kolmo odráží na terč 16. TakéIn FIG. 1, the shield 18 is an axis identical to the embossing axis and a laser-light source 2 oriented parallel to the embossing axis, the light beam passing through the transparent plate 6 of the tube 5 ^{onto a} semipermeable mirror 2 rotatable through the axis 10; on target 8; here, the light beam is reflected perpendicularly to the axis of the tube 5 ® and light impinges on a second rotatable semipermeable mirror 14 from which the light beam is reflected perpendicularly on the target 16. Also

200 97 toto zrcadlo 1£ lze natočit o 90° tak, aby bylo možno přijmout světelný svazek z levé strany tunelu, který projde druhou propustnou plochou lg a část polopropustným zrcadlem 14 na zadní terč 16 a část se odrazí do středu tubusu a od zrcadla g, které je o 90° natočeno, se kolmo odráží na terč 8. V prvém případě, kdy laser g je vpravo - je ná terči 8 odečítána poloha přední a na druhém terči 16 poloha zadní části štítu 1 ve směru ražby.200 97, this mirror 16 can be rotated 90 ° to receive a light beam from the left side of the tunnel which passes through the second transparent surface lg and a portion of the semi-transparent mirror 14 onto the rear target 16 and a portion is reflected in the center of the tube and from the mirror g which is rotated by 90 ° is perpendicular to the target 8. In the first case when the laser g is to the right - the position 8 is read from the front position and the second target 16 reads the back of the shield 1 in the driving direction.

V druhém případě, kdy světelný svazek dopadá zleva - na průhlednou desku lg je odrážen o 90° pootočeným zrcadlem 1£ na o 90° pootočené zrcadlo g na terč 8, který vyznačuje polohu přední části 1J štítu 1 a současně polopropustným zrcadlem lg prochází na terč 16, který vyznačuje polohu pravé části štítu 1. Tubus g je nakláněn v příčném směru kolem čepu 18 podle údajů hadicové vodováhy 24, která reaguje na skrut štítu 1 kolem podélné osy. Nrazí-li světelný svazek z laseru g na jakoukoliv překážku a tím dojde k přerušení jeho dopadu, převede se orientovaný světelný svazek pomocí dvo jice zrcadel 21_ a 22 tak, aby procházel levou stranou tunelu rovnoběžně se světelným svazkem.In the second case, when the light beam falls from the left - the transparent plate 18 is reflected by a 90 ° rotated mirror 18 onto a 90 ° rotated mirror g on the target 8, which indicates the position of the front portion 11 of the shield 1 and 16, which indicates the position of the right part of the shield 1. The tube g is tilted in the transverse direction about the pin 18 according to the data of the hose level 24 which responds to the bolt of the shield 1 about the longitudinal axis. If the light beam from the laser g strikes any obstacle and thereby interrupts its impact, the oriented light beam is converted by means of two mirrors 21 and 22 so that it passes through the left side of the tunnel parallel to the light beam.

Obr. 2 je příčný řez tubusem g v rovině A-A v místě průhledné desky J o 90° otočného polopropustného zrcadla gel osou 10, terče 8 a zrcadla 11, jehož funkce je ta, aby obraz terče 8 byl pozorovatelný obsluhou*Giant. 2 is a cross-section of the tube g in the plane A-A at the position of the transparent plate J of the 90 ° rotatable semipermeable gel gel by axis 10, the target 8 and the mirror 11 whose function is to make the image of the target 8 observable by the operator

Zařízení podle vynálezu umožňuje kontrolu průběhu razících prací v podzemí pomocí mechanizovaných i nemechanizovaných štítů, sledování reakce hlavy štítu na způsob ovlá dání. Je realizováno tak, aby jeho funkce nebyla prakticky vyřazena z provozu v důsled ku přerušení světelného svazku z různých příčin, například i z nedodržení směru ve vybudované části tunelu. Současně toto zařízení lze umístit i na jiné stavební stroje, například na buldozer, grader, finišer aj. s tím, že lze nastavit žádaný sklon i náklon pracovního nástroje a řidič tohoto mechanizmu sleduje dodržování přípustných tolerancí v zemních úpravách. V hornictví je tento systém použitelný zejména při řízení uhelných kombajnů a razících strojů, kde jejich obsluha má neustálou kontrolu v prostorové poloze mechanizmu, přičemž obeluha mechanizmu může plynule provádět potřebné korekce tak, aby ražená chodba byla přímá a vodorovná bez nežádoucích výklonů a zlomů.The device according to the invention makes it possible to control the progress of the excavation work underground by means of mechanized and non-mechanized shields, monitoring of the reaction of the shield head to the manner of control. It is implemented in such a way that its function is not practically put out of operation due to the interruption of the light beam for various reasons, for example due to non-observance of the direction in the built part of the tunnel. At the same time, the machine can also be placed on other construction machines, such as a bulldozer, grader, finisher, etc. with the desired inclination and tilt of the working tool, and the driver of this mechanism monitors compliance with the permissible ground tolerances. In the mining industry, this system is particularly useful in the control of coal harvesters and punching machines, where their operation is constantly monitored in the spatial position of the mechanism.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A tunnel driving device consisting of a radiation source, preferably a laser, is a light beam indicating a specified direction and inclination, directed towards the rear of a shield or other machine where the tube is arranged perpendicular to the shield axis, the center of rotation of which is vertical interspersed with the longitudinal axis of the shield and at one end of the front is placed on a transparent surface, inside the tube is a flat rotating semipermeable mirror and on the front transparent target indicating II. a rearward position of the shield, at the other end of which is a second rotatable semipermeable mirror which reflects the light beam towards the operator on a visible scale with a graduated scale relative to the front of the shield, characterized in that the laser (3) or other light source preceded by a pair of mirrors (21, 22), of which the first mirror (21) is positioned at 45 ° to the axis of the laser light beam (3) and the second mirror (22) is located on the opposite side of the tunnel parallel to the first mirror (21) and a transparent plate (13) is placed in front of the light beam on the tube surface (5), while a 90 ° rotatable semi-transparent mirror (14) is located inside the tube and on the rear of the tube (5) a target (16) indicating On the shield and at the other end of the tube (5), another semi-transparent mirror (9) is mounted in a tilting position by 90 °, and on the back of the tube (5) is another target (8) engraved with a scale.