RU2818093C1 - Устройство обратной связи по скорости хода и интеллектуальная туннелепроходческая машина - Google Patents

Abstract

В соответствии с раскрытием предложено устройство обратной связи по скорости хода и интеллектуальная туннелепроходческая машина. Устройство обратной связи по скорости хода включает в себя кодирующий диск, датчик и электрическое устройство, причем кодирующий диск жестко соединен со звездочкой, на кодирующем диске в окружном направлении равномерно распределены множество металлических решеток, и гидравлический двигатель выполнен с возможностью приведения во вращение редуктора скорости для приведения кодирующего диска в синхронное вращение со звездочкой; датчик соединен с защитным кожухом звездочки, датчик жестко соединен с рамой, датчик расположен перпендикулярно плоскости, в которой находится кодирующий диск, и находится точно напротив металлической решетки; и электрическое устройство электрически соединено с датчиком и выполнено с возможностью вычисления скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины. Согласно устройству обратной связи по скорости хода и интеллектуальной туннелепроходческой машине, предложенным в соответствии с раскрытием, металлическая решетка приводит в действие датчик и передает сигнал на электрическое устройство, при помощи которого вычисляют скорость хода и расстояние перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины, а преобразование на основании соотношения частот вращения редуктора скорости и гидравлического двигателя не требуется, и обеспечен простой процесс вычислений и высокая точность; и датчик расположен на внешней стороне ходовой части туннелепроходческой машины, что облегчает демонтаж и техническое обслуживание, выполняемые рабочим. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

[001] Настоящее изобретение испрашивает приоритет согласно патентной заявке Китая № 202221310942.6, поданной в Национальное управление интеллектуальной собственности Китая 27 мая 2022 г. и озаглавленной "Устройство обратной связи по скорости хода и интеллектуальная туннелепроходческая машина", которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[002] Изобретение относится к области сбора данных и обратной связи интеллектуальных туннелепроходческих машин, в частности к устройству обратной связи по скорости хода и интеллектуальной туннелепроходческой машине.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[003] Поскольку в последние годы горнодобывающая промышленность постепенно становится "интеллектуальной", были быстро разработаны интеллектуальные туннелепроходческие машины. Общая производительность интеллектуальной туннелепроходческой машины связана с важным измерительным показателем, обратной связью в режиме реального времени по данным о скорости хода и перемещении.

[004] В известном уровне техники для обратной передачи данных о скорости хода и перемещении в режиме реального времени в ходовой двигатель туннелепроходческой машины обычно встраивают высокочастотный датчик частоты вращения для считывания частоты вращения двигателя, и преобразуют передаточное число редуктора скорости, соединенного с ходовым двигателем, так что может быть вычислена частота вращения на выходном конце редуктора скорости, а затем может быть вычислена скорость хода всей интеллектуальной туннелепроходческой машины. Однако такой способ интеграции датчика частоты вращения в двигатель требует соединения датчика частоты вращения с корпусом двигателя посредством винтов и добавления уплотнения, что приводит к следующим проблемам:

[005] во-первых, после столкновения туннелепроходческой машины весьма вероятно возникновение течи корпуса двигателя;

[006] во-вторых, вероятность выхода из строя датчика высока, поскольку ходовой двигатель туннелепроходческой машины установлен на нижнем уровне всей машины, и датчик, скорее всего, будет часто смачиваться грязью и подвергаться ударам камнями.

[007] Наконец, датчик сложно заменить, поскольку он расположен в области днища туннелепроходческой машины.

[008] В связи с этим остро стоит вопрос разработки устройства обратной связи по скорости хода, имеющего простой вычислительный процесс и удобного в обслуживании, а также интеллектуальной туннелепроходческой машины.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[009] Для устранения недостатков известного уровня техники в соответствии с раскрытием предлагается устройство обратной связи по скорости хода и интеллектуальная туннелепроходческая машина, которые обеспечивают решение технических проблем, связанных с тем, что туннелепроходческая машина известного уровня техники имеет сложный процесс вычисления скорости хода и неудобна в обслуживании.

[0010] Согласно одному аспекту изобретения предложено устройство обратной связи по скорости хода для интеллектуальной туннелепроходческой машины. Интеллектуальная туннелепроходческая машина включает в себя гидравлический двигатель, редуктор скорости, звездочку и защитный кожух звездочки, причем гидравлический двигатель находится в приводном соединении с редуктором скорости, звездочка и редуктор скорости расположены соосно, и защитный кожух звездочки жестко соединен с рамой интеллектуальной туннелепроходческой машины. Устройство обратной связи по скорости хода включает в себя:

[0011] кодирующий диск, причем кодирующий диск жестко соединен со звездочкой, на кодирующем диске в окружном направлении равномерно распределены множество металлических решеток, и гидравлический двигатель выполнен с возможностью приведения во вращение редуктора скорости для приведения кодирующего диска в синхронное вращение со звездочкой;

[0012] датчик, причем датчик соединен с защитным кожухом звездочки, датчик расположен перпендикулярно плоскости, в которой расположен кодирующий диск, и датчик расположен точно напротив металлической решетки; и

[0013] электрическое устройство, причем электрическое устройство электрически соединено с датчиком, и электрическое устройство выполнено с возможностью вычисления скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины.

[0014] В варианте осуществления защитный кожух звездочки соединен с защитной крышкой, причем защитная крышка выполнена с возможностью охвата и защиты датчика, сторона защитной крышки, близкая к кодирующему диску, снабжена отверстием, и датчик считывает сигнал вращения кодирующего диска через отверстие.

[0015] В варианте осуществления защитная крышка находится в резьбовом соединении с защитным кожухом звездочки.

[0016] В варианте осуществления расстояние между датчиком и металлической решеткой меньше эффективного расстояния обнаружения датчика.

[0017] В варианте осуществления датчик представляет собой датчик Холла или фотоэлектрический датчик.

[0018] В варианте осуществления металлическая решетка имеет прямоугольную форму.

[0019] В варианте осуществления со звездочкой соединена стопорная опора со стороны, расположенной рядом с редуктором скорости, и кодирующий диск находится в сварном или резьбовом соединении со стопорной опорой.

[0020] В варианте осуществления электрическое устройство включает в себя счетчик и таймер, причем счетчик выполнен с возможностью регистрации количества металлических решеток, проходящих через датчик, а таймер выполнен с возможностью регистрации времени перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины.

[0021] В варианте осуществления электрическое устройство включает в себя вычислительное устройство, причем вычислительное устройство выполнено с возможностью расчета скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины на основе данных, зарегистрированных счетчиком и таймером.

[0022] Согласно другому аспекту изобретения предложена интеллектуальная проходка туннелей. Интеллектуальная туннелепроходческая машина включает в себя устройство обратной связи по скорости хода.

[0023] Согласно устройству обратной связи по скорости хода и интеллектуальной туннелепроходческой машине, предложенным в соответствии с раскрытием, при вращении кодирующего диска синхронно со звездочкой металлические решетки на кодирующем диске могут одна за другой приводить к срабатыванию датчика и передавать сигнал на электрическое устройство. Посредством вычисления собранных данных при помощи электрического устройства может быть получена частота вращения звездочки, скорость хода и расстояние перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины, а преобразование на основании соотношения частот вращения редуктора и гидравлического двигателя не требуется, и обеспечен простой процесс вычислений и высокая точность. Датчик расположен на внешней стороне ходовой части туннелепроходческой машины, что облегчает демонтаж и техническое обслуживание, выполняемые рабочим.

[0024] Прочие признаки и преимущества настоящего раскрытия представлены в нижеследующем описании, становятся отчасти понятными из описания или могут быть изучены посредством осуществления настоящего раскрытия. Задачи и другие преимущества настоящего раскрытия могут быть реализованы и достигнуты посредством конструкций, частично представленных в описании, формуле изобретения и сопроводительных чертежах.

[0025] Вариант осуществления раскрытия дополнительно описан подробно ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи и в сочетании с вариантами осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Сопроводительные чертежи использованы для обеспечения дополнительного понимания раскрытия как составная часть описания, служат для объяснения раскрытия вместе с вариантами осуществления раскрытия, но не представляют собой ограничения раскрытия. На сопроводительных чертежах:

[0027] на фиг. 1 схематически изображена общая конструкция устройства обратной связи по скорости хода для интеллектуальной туннелепроходческой машины согласно варианту осуществления раскрытия;

[0028] на фиг. 2 схематически изображена частичная конструкция устройства обратной связи по скорости хода согласно варианту осуществления раскрытия;

[0029] на фиг. 3 схематически изображена частичная конструкция устройства обратной связи по скорости хода, оснащенного защитной крышкой, согласно варианту осуществления раскрытия; и

[0030] на фиг. 4 схематически изображено устройство обратной связи по скорости хода согласно варианту осуществления раскрытия.

[0031] На чертежах:

[0032] 1 - кодирующий диск; 2 - датчик; 3 - электрическое устройство; 4 - гидравлический двигатель; 5 - редуктор скорости; 6 - звездочка; 7 - защитный кожух звездочки; 8 - защитная крышка; 9 - стопорная опора; 10 - гусеничная лента.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0033] В описании раскрытия изобретения необходимо понимать, что отношения ориентации или положения, обозначаемые такими терминами, как "центральный", "продольный", "боковой", "длина", "ширина", "толщина", "верх", "низ", "спереди", "сзади", "слева", "справа", "вертикальный", "горизонтальный", "сверху", "снизу", "внутри", "снаружи", "по часовой стрелке" и "против часовой стрелки", основаны на отношениях ориентации или положения, показанных на прилагаемых чертежах, предназначены только для облегчения описания настоящего раскрытия и упрощения описания, а не указывают и не подразумевают, что устройство или относящийся к нему элемент должны иметь определенную ориентацию или должны быть выполнены или эксплуатироваться в определенной ориентации, и не должны рассматриваться соответственно как ограничивающие настоящее раскрытие.

[0034] Кроме того, термины "первый" и "второй" использованы только в описательных целях и не должны пониматься как указывающие или подразумевающие относительную важность или неявно обозначающие количество указанных технических характеристик. Следовательно, признаки, заданные терминами "первый" и "второй", могут явно или неявно включать в себя один или более признаков. В описании раскрытия "множество" означает два или более двух, если иное явно и конкретно не указано.

[0035] В раскрытии, если иное явно не указано и не определено, такие термины, как "установка", "соединяющий", "соединение" и "крепление" следует понимать в широком смысле. В варианте осуществления соединение может быть неподвижным соединением, разъемным соединением или цельным соединением, может быть механическим соединением или электрическим соединением, может быть прямым соединением или непрямым соединением через промежуточную среду и может представлять собой внутреннюю связь двух элементов. Для специалистов в данной области техники конкретные значения вышеупомянутых терминов в настоящем раскрытии могут быть поняты в соответствии с конкретными обстоятельствами.

[0036] В соответствии с раскрытием предложено устройство обратной связи по скорости хода для интеллектуальной туннелепроходческой машины. Интеллектуальная туннелепроходческая машина включает в себя гидравлический двигатель 4, редуктор 5 скорости, звездочку 6 и защитный кожух 7 звездочки, причем гидравлический двигатель 4 находится в приводном соединении с редуктором 5 скорости, звездочка 6 и редуктор 5 скорости расположены соосно, и защитный кожух 7 звездочки жестко соединен с рамой интеллектуальной туннелепроходческой машины. Как показано на Фиг. 1-4, устройство обратной связи по скорости хода включает в себя кодирующий диск 1, датчик 2 и электрическое устройство 3. Кодирующий диск 1 жестко соединен со звездочкой 6, на кодирующем диске 1 в окружном направлении равномерно распределены множество металлических решеток, и гидравлический двигатель 4 приводит во вращение редуктор 5 скорости для приведения кодирующего диска 1 в синхронное вращение со звездочкой 6. Датчик 2 соединен с защитным кожухом 7 звездочки, датчик 2 расположен перпендикулярно плоскости, в которой расположен кодирующий диск 1, и датчик 2 расположен точно напротив металлической решетки. Электрическое устройство 3 электрически соединено с датчиком 2, и электрическое устройство 3 выполнено с возможностью вычисления скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины.

[0037] Согласно устройству обратной связи по скорости хода, предложенному в соответствии с раскрытием, гидравлический двигатель 4 приводит во вращение редуктор 5 скорости для приведения в движение кодирующего диска 1 синхронно со звездочкой 6. Звездочка 6 соединена с гусеничной лентой 10 с сопряжением, и звездочка 6 приводит во вращение гусеничную ленту 10 для приведения в движение интеллектуальной туннелепроходческой машины. Когда кодирующий диск 1 вращается синхронно со звездочкой 6, металлические решетки на кодирующем диске 1 могут одна за другой приводить в действие датчик 2 и передавать сигнал на электрическое устройство 3. Посредством вычисления собранных данных при помощи электрического устройства 3 может быть получена частота вращения звездочки 6, скорость хода и расстояние перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины, а преобразование на основании соотношения частот вращения редуктора 5 и гидравлического двигателя 4 не требуется, и обеспечен простой процесс вычислений и высокая точность. Датчик 2 расположен на внешней стороне ходовой части туннелепроходческой машины, что облегчает демонтаж и техническое обслуживание, выполняемые рабочим.

[0038] В вышеприведенном варианте осуществления защитный кожух 7 звездочки соединен с защитной крышкой 8, причем защитная крышка 8 выполнена с возможностью охвата и защиты датчика 2, сторона защитной крышки 8, близкая к кодирующему диску 1, снабжена отверстием, и датчик 2 считывает сигнал вращения кодирующего диска 1 через отверстие. В данном варианте осуществления предложено устройство обратной связи по скорости хода для интеллектуальной туннелепроходческой машины. При неблагоприятных условиях работы могут возникнуть такие ситуации, как удар камнем, приводящие к разрушительному повреждению датчика 2. Защитный кожух 7 звездочки обычно имеет L-образную форму. L-образная более короткая пластина защитного кожуха 7 звездочки находится в резьбовом соединении с рамой, L-образная более длинная пластина защитного кожуха 7 звездочки параллельна плоскости, в которой расположена звездочка 6, и L-образная более длинная пластина защитного кожуха 7 звездочки оснащена монтажным отверстием для датчика 2. Датчик 2 соединен с монтажным отверстием с сопряжением. Защитная крышка 8 дополнительно установлена на L-образной более длинной пластине защитного кожуха 7 звездочки. На стороне датчика 2, удаленной от кодирующего диска 1, защитная крышка 8 полностью охватывает датчик 2 для предотвращения повреждения датчика 2. На стороне датчика 2, близкой к кодирующему диску 1, защитная крышка 8 снабжена отверстием, и датчик 2 может удобно считывать сигнал вращения кодирующего диска 1 через отверстие, датчик 2 гарантированно выполняет функцию и дополнительно защищен.

[0039] Кроме того, защитная крышка 8 находится в резьбовом соединении с защитным кожухом 7 звездочки. В этом варианте осуществления сторона защитной крышки 8, удаленная от кодирующего диска 1, находится в резьбовом соединении с защитным кожухом 7 звездочки, и защитная крышка 8 находится в резьбовом соединении с боковой поверхностью защитного кожуха 7 звездочки для обеспечения стабильности конструкции соединения защитной крышки 8. Использовано резьбовое соединение, и рабочий имеет возможность удобного демонтажа защитной крышки 8 в любой момент и возможность своевременного ремонта или замены датчика 2.

[0040] В вышеприведенном варианте осуществления расстояние между датчиком 2 и металлической решеткой меньше эффективного расстояния обнаружения датчика 2. В этом варианте осуществления кодирующий диск 1 вращается синхронно со звездочкой 6, и металлические решетки в окружном направлении кодирующего диска 1 вращаются одна за другой. Датчик 2 получает данные о частоте вращения звездочки 6 посредством определения количества металлических решеток, проходящих через датчик 2 за определенный период времени, так что расстояние между датчиком 2 и металлической решеткой на кодирующем диске 1 меньше, чем минимальное эффективное расстояние обнаружения самого датчика 2, и датчик 2 гарантированно точно подсчитывает количество проходящих металлических решеток.

[0041] В вышеприведенном варианте осуществления датчик 2 представляет собой датчик Холла или фотоэлектрический датчик. В этом варианте осуществления в качестве датчика 2 может быть выбран датчик Холла или фотоэлектрический датчик, и датчик Холла представляет собой датчик магнитного поля, выполненный на основе эффекта Холла. Эффект Холла представляет собой разновидность магнитоэлектрического эффекта. Датчик Холла отличается износостойкостью, длительным сроком службы, низкой стоимостью, небольшим размером и удобной установкой. Датчик Холла невосприимчив к пыли, водяному пару и т.д. и может измерять движущийся с высокой скоростью объект в широком диапазоне измерений. Фотоэлектрический датчик может преобразовывать оптический сигнал в электрический сигнал, и принцип работы фотоэлектрического датчика основан на фотоэлектрическом эффекте. Фотоэлектрический эффект относится к явлению, заключающемуся в том, что при попадании света на некоторые типы веществ электроны веществ поглощают энергию фотонов и генерируют соответствующий электрический эффект. Фотоэлектрический датчик имеет длительный срок службы и требует низкой частоты технического обслуживания при использовании в нормальных условиях.

[0042] В вышеприведенном варианте осуществления металлическая решетка имеет прямоугольную форму. В этом варианте осуществления металлические решетки имеют прямоугольную форму, и области металлических решеток, соответствующие датчику 2, всегда могут быть одинаковыми, время срабатывания и временные интервалы также являются согласованными, а датчик 2 имеет лучший чувствительный эффект и более высокую точность. Однако когда металлические решетки имеют другую форму, например форму конуса, области металлических решеток, соответствующие датчику 2, могут быть разными, что приводит к несогласованным временным интервалам срабатывания датчика 2 и большим погрешностям.

[0043] В вышеприведенном варианте осуществления со звездочкой 6 соединена стопорная опора 9 со стороны, расположенной рядом с редуктором 5 скорости, и кодирующий диск 1 находится в сварном или резьбовом соединении со стопорной опорой 9. В этом варианте осуществления стопорная опора 9 расположена соосно со звездочкой 6 со стороны звездочки 6, расположенной рядом с редуктором 5 скорости, для предотвращения ослабления звездочки 6 во время вращения. Кодирующий диск 1 находится в сварном или резьбовом соединении со стопорной опорой 9, и исключено влияние на вращение звездочки 6 в случае прямого соединения со звездочкой 6, а также гарантирована возможность синхронного вращения кодирующего диска 1 и звездочки 6.

[0044] В вышеприведенном варианте осуществления электрическое устройство 3 включает в себя счетчик и таймер. Счетчик выполнен с возможностью регистрации количества металлических решеток, проходящих через датчик 2. Таймер выполнен с возможностью регистрации времени перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины. В этом варианте осуществления электрическое устройство 3 электрически соединено с датчиком 3 и выполнено с возможностью получения данных, собранных датчиком, для последующего вычисления.

[0045] Кроме того, электрическое устройство 3 включает в себя вычислительное устройство. Вычислительное устройство выполнено с возможностью расчета скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины на основе данных, зарегистрированных счетчиком и таймером. В этом варианте осуществления таймер в электрическом устройстве 3 регистрирует время продвижения интеллектуальной туннелепроходческой машины, а счетчик подсчитывает количество металлических решеток, проходящих через датчик 2. Частота вращения звездочки 6 может быть рассчитана в соответствии с данными счетчика и таймера, а затем может быть дополнительно рассчитано расстояние продвижения интеллектуальной туннелепроходческой машины в течение времени продвижения в соответствии с заданными данными диаметра делительной окружности звездочки 6.

[0046] В соответствии с настоящим раскрытием дополнительно предложена интеллектуальная туннелепроходческая машина. Интеллектуальная туннелепроходческая машина включает в себя устройство соединения датчиков. В интеллектуальной туннелепроходческой машине в соответствии с раскрытием использовано устройство соединения датчиков, и обеспечен простой процесс вычислений и высокая точность при расчете скорости хода туннелепроходческой машины, и устройство соединения датчиков удобно в демонтаже и обслуживании.

[0047] Очевидно, что специалисты в данной области техники могут вносить различные модификации и изменения в раскрытие в пределах сущности и объема настоящего изобретения. Таким образом, если эти модификации и изменения раскрытия находятся в пределах объема формулы изобретения и их эквивалентных технологий, раскрытие дополнительно включает в себя эти модификации и изменения.

Claims (13)

1. Устройство обратной связи по скорости хода для интеллектуальной туннелепроходческой машины, причем интеллектуальная туннелепроходческая машина содержит гидравлический двигатель (4), редуктор (5) скорости, звездочку (6) и защитный кожух (7) звездочки, при этом гидравлический двигатель (4) находится в приводном соединении с редуктором (5) скорости, звездочка (6) и редуктор (5) скорости расположены соосно, и защитный кожух (7) звездочки жестко соединен с рамой интеллектуальной туннелепроходческой машины; причем устройство обратной связи по скорости хода содержит:

кодирующий диск (1), причем кодирующий диск (1) жестко соединен со звездочкой (6), на кодирующем диске (1) в окружном направлении равномерно распределены множество металлических решеток, и гидравлический двигатель (4) выполнен с возможностью приведения во вращение редуктора (5) скорости для приведения кодирующего диска (1) в синхронное вращение со звездочкой (6);

датчик (2), причем датчик (2) соединен с защитным кожухом (7) звездочки, датчик (2) расположен перпендикулярно плоскости, в которой расположен кодирующий диск (1), и датчик (2) расположен точно напротив металлической решетки; и

электрическое устройство (3), причем электрическое устройство (3) электрически соединено с датчиком (2), и электрическое устройство (3) выполнено с возможностью вычисления скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины.

2. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, в котором защитный кожух (7) звездочки соединен с защитной крышкой (8), причем защитная крышка (8) выполнена с возможностью охвата и защиты датчика (2), сторона защитной крышки (8), близкая к кодирующему диску (1), снабжена отверстием, и датчик (2) выполнен с возможностью считывания сигнала вращения кодирующего диска (1) через отверстие.

3. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 2, в котором защитная крышка (8) находится в резьбовом соединении с защитным кожухом (7) звездочки.

4. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, в котором расстояние между датчиком (2) и металлической решеткой меньше эффективного расстояния обнаружения датчика (2).

5. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, в котором датчик (2) представляет собой датчик Холла или фотоэлектрический датчик.

6. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, в котором металлическая решетка имеет прямоугольную форму.

7. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, дополнительно содержащее стопорную опору (9), соединенную со звездочкой (6) со стороны, расположенной рядом с редуктором (5) скорости, причем кодирующий диск (1) находится в сварном или резьбовом соединении со стопорной опорой (9).

8. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 1, в котором электрическое устройство (3) содержит счетчик и таймер, причем счетчик выполнен с возможностью регистрации количества металлических решеток, проходящих через датчик (2), а таймер выполнен с возможностью регистрации времени перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины.

9. Устройство обратной связи по скорости хода по п. 8, в котором электрическое устройство (3) содержит вычислительное устройство, причем вычислительное устройство выполнено с возможностью расчета скорости хода и расстояния перемещения интеллектуальной туннелепроходческой машины на основе данных, зарегистрированных счетчиком и таймером.

10. Интеллектуальная туннелепроходческая машина, содержащая устройство обратной связи по скорости хода по любому из пп. 1-9.