SU949188A1 - Device for controlling movement of tunneling shield - Google Patents

Device for controlling movement of tunneling shield Download PDF

Info

Publication number
SU949188A1
SU949188A1 SU803212934A SU3212934A SU949188A1 SU 949188 A1 SU949188 A1 SU 949188A1 SU 803212934 A SU803212934 A SU 803212934A SU 3212934 A SU3212934 A SU 3212934A SU 949188 A1 SU949188 A1 SU 949188A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
shield
modulator
tunnel
photodetector
focusing lens
Prior art date
Application number
SU803212934A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Покровский
Сергей Анатольевич Бахов
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Главмосинжстроя" При Мосгорисполкоме
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Главмосинжстроя" При Мосгорисполкоме filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Главмосинжстроя" При Мосгорисполкоме
Priority to SU803212934A priority Critical patent/SU949188A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU949188A1 publication Critical patent/SU949188A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C7/00—Tracing profiles
    • G01C7/06—Tracing profiles of cavities, e.g. tunnels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА(54) DEVICE OF TRAFFIC BOARD MOTION CONTROL DEVICE

1one

Изобретение относитс  к горной промышленности , а именно к устройствам управлени  движением проходческого щита, и может быть использовано при сооружении тоннелей щитовым способом.The invention relates to the mining industry, namely to devices for controlling the movement of a tunnel shield, and can be used in the construction of tunnels by a shield method.

Известно-устройство управлени  движением проходческого щита, содержащее источник светового луча, установленный в верхней части тоннел , фотоприемник, включающий две координатные системы с четырьм  фотодатчиками кажда , установленные в хвостовой части и ножевой части щита, блок управлени  и исполнительный механизм выравнивани  положени  щита. След ща  система приемного устройства всегда выводит матрицу с фотодатчиками на луч лазера таким образом, чтобы луч падал на все четыре фотодатчика, в каком бы направлении не происходило смещение щита с заданного курса 1.A known motion control device for a tunneling shield containing a light beam source mounted in the upper part of the tunnel, a photodetector comprising two coordinate systems with four photosensors each installed in the tail and blade sections of the shield, and the control unit of the shield alignment actuator. The follower receiver system always outputs a matrix with photo sensors to a laser beam so that the beam falls on all four photo sensors, in whatever direction the shield will not shift from a given course 1.

Недостатками такого устройства  вл ютс  мала  надежность в работе и его большие габариты.The disadvantages of such a device are low reliability and large dimensions.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство управлени  движением проходческого щита, включающее исполнительный механизм выравнивани  положени  щита, блок управлени , источник светового луча, установленный в верхней части тоннел , и закрепленный на корпусеThe closest to the invention to the technical essence and the achieved result is the device for controlling the movement of the tunneling shield, which includes the actuator of the shield alignment, the control unit, the source of the light beam mounted in the upper part of the tunnel and mounted on the body

5 щита (|)отоприемник, содержащий фокусирующую линзу, а также элементы регистрации линейного и углового смещени  щита. Средство дл  регистрации линейного смещени  проходческого щита выполнено в виде5 of the shield (|) is the receiver, containing a focusing lens, as well as elements of the registration of the linear and angular displacement of the shield. The means for registering the linear displacement of the tunnel shield is in the form

10 фотоприемной матрицы с набором фоточувствительных элементов. Дл  регистрации углового отклонени  щита использована сложна  оптическа  система, проектирующа  луч на вторую фотоприемную матрицу 2. Недостатком этого устройства  вл етс 10 photodetector array with a set of photosensitive elements. A complex optical system projecting the beam onto the second photodetector array 2 is used to register the angular deflection of the shield. The disadvantage of this device is

Claims (2)

больщое количество фоточувствительных элементов , образуюц1их фотоприемные матрицы требующие сложную аппаратуру усилени  и обработки поступающих от них информации . Размещение больщого количества фо20 точувствительных элементов на подвижной конструкции требует использовани  гибких подвижных жгутов или кабелей, что уменьщает эксплуатационную надежность устройства . Оптическа  система, состо ща  из неСКОЛЬКИХ линз, сложна и увеличивает габаритный размер фотоприемника вдоль оптической оси. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности работы устройства и уменьшение его габаритов. Цель достигаетс  тем, что каждый элемент регистрации выполнен в виде вращающегос  модул тора со светопроницаемыми радиальной и спиралеобразной щел ми, при этом одни из модул торов размещены в фокальной плоскости фокусирующей линзы и имеют скорость вращени  больще скорости вращени  модул тора, расположенного в плоскости линзы. На фиг. 1 изображено устройство управлени  движением проходческого Ц1,ита; на фиг. 2 - фотоприемник устройства управлени  движением проходческого щита; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2. Устройство управлени  движением проходческого щита содержит источник светового луча 1, установленный в верхней части тоннели, фотоприемник 2, закрепленный на корпусе проходческого щита 3, блок управлени  4 и исполнительный механизм 5 выравнивани  положени  щита 3. Фотоприемник 2 выполнен в виде моноблока и состоит из корпуса 6, в котором размещены фокусирующа  линза 7 и установленные на ее оптической оси модул торы 8 и 9, и фотодатчика 10. Модул тор 8 установлен в плоскости фокусирующей линзы 7 и служит дл  определени  линейного смещени  проходческого щита в плане и профиле трассы проходки. Модул тор 9 установлен в фокальной плоскости фокусирующей линзы 7 и служит дл  определени  углового отклонени  проходческого щита от проектной оси тоннел . Оба модул тора кинематически св -i заны с электродвигателем 11. Цри этом модул тор 8 св зан с электродвигателем 11 посредством редуктора 12, который обеспечивает большую скорость вращени  модул тору 9. Модул торы 8 и 9 выполнены в виде диска с радиальной щелью 13 и 14 соответственно и спиралеобразной щелью 15 и 16 соответственно. Датчики угла поворота 17 и 18 служат дл  определени  координат линейного смещени  и углового отклонени  про ходческого щита 3. В пол рных координатах как при линейном смещении проходческого щита, так и при его угловом отклонении пол рный угол определ ет угол смещени  проходческого щита относительно заданного направлени , а модуль радиуса-вектора - величину этого смещени . Устройство работает следующим образом . Луч от источника светового луча 1 задает направление движению проходческого щита 3. В случае отклонени  оптической оси фокусирующей линзы 7, совпадающей с осью проходческого щита 3, от заданного направлени  луч, проход  сквозь радиальную щель 13 вращающегос  модул тора 8, регистрируетс  фотодатчиком 10. Сигнал, зарегистрированный фотодатчиком 10, соответствует углу смещени  проходческого щита 3, определ емому датчиком угла поворота 17, и поступает в блок управлени  4. Цри последующем вращении модул тора 8 луч проходит сквозь спиралеобразную щель 15. Фотодатчик 10 регистрирует момент прохождени  луча сквозь спиралеобразную щель 15. Величина угла поворота модул тора 8, определенна  датчиком угла поворота 17 между моментами прохождени  луча через радиальную 13 и спиралеобразную 15 щели , соответствует величине радиуса-вектора смещени  проходческого щита 3 относительно луча, заданного источником светового луча 1. Таким образом, за один оборот вращени  модул тора 8 в блок управлени  4 поступает информаци  о линейном смещении проходческого щита 3. Аналогичным образом в блок управлени  4 поступает информаци  об угловом отклонении проходческого щита 3, определ ема  при помощи модул тора 9. Дл  обеспечени  прохождени  луча сквозь щели обоих модул торов модул тор 9 вращаетс  примерно в 5-10 раз быстрее модул тора 8 посредством редуктора 12. Сигналы с фотоприемника 2 поступают в блок управлени  4, в котором формируютс  команды управлени  исполнительным механизмом 5 выравнивани  положени  проходческого щита 3. Использование данного изобретени  позвол ет повысить эксплуатационную надежность устройства за счет исключени  большого числа фоточувствительных элементов на подвижной конструкции, требующих сложную аппаратуру усилени  и обработки поступающей от них информации, за счет уменьшени  габаритов устройства путем выполнени  фотоприемника в виде моноблока. Формула изобретени  Устройство управлени  движением проходческого щита, включающее исполнительный механизм выравнивани  положени  щита , блок управлени , источник светового луча , установленный в верхней части тоннел , и закрепленный на корпусе щита фотоприемник , содержащий фокусирующую линзу, а также элементы регистрации линейного и углового смещений щита, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежнЬсти и уменьшени  габаритов устройства , каждый элемент регистрации выполнен в виде вращающегос  модул тора со светопроницаемыми радиальной и спиралеобразной щел ми, при этом одни из модул торов размещены в фокальной плоскости фокусирующей линзы и имеют скорость вращени  больще скорости вращени  модул тора, расположенного в плоскости линзы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Клорикь  В. X. и Ходощ В. А. Горнопроходческие щиты и комплексы. М., «Недра , 1977, с. 149.  A large number of photosensitive elements, forming photodetector arrays requiring complex amplification equipment and processing information from them. Placing a large number of photosensitive elements on a moving structure requires the use of flexible moving harnesses or cables, which reduces the operational reliability of the device. An optical system consisting of MULTIPLE lenses is complex and increases the overall size of the photodetector along the optical axis. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the device and reduce its size. The goal is achieved by the fact that each registration element is designed as a rotating modulator with translucent radial and spiral slots, with one of the modulators placed in the focal plane of the focusing lens and having a rotation speed greater than the rotation speed of the modulator located in the plane of the lens. FIG. 1 shows a device for controlling the movement of the tunneling C1, ita; in fig. 2 — photodetector of the driving shield motion control device; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 shows a section BB in FIG. 2. The motion control device of the tunneling shield contains a source of light beam 1 installed in the upper part of the tunnel, a photodetector 2 mounted on the body of the tunneling shield 3, a control unit 4 and the actuator 5 of the alignment of the shield 3. The photodetector 2 is made in the form of a monoblock and consists of the housing 6 in which the focusing lens 7 and the modulators 8 and 9 installed on its optical axis and the photosensor 10 are placed. The modulator 8 is installed in the plane of the focusing lens 7 and serves to determine the linear displacement running shield in the plan and profile of the route of penetration. The modulator 9 is installed in the focal plane of the focusing lens 7 and serves to determine the angular deviation of the tunneling shield from the design axis of the tunnel. Both modulators are kinematically connected with the electric motor 11. In this case, the modulator 8 is connected to the electric motor 11 by means of a gear 12, which provides a greater rotational speed to the modulator 9. The modulators 8 and 9 are made in the form of a disk with a radial slit 13 and 14 respectively, and a spiral-shaped slot 15 and 16, respectively. The rotation angle sensors 17 and 18 serve to determine the coordinates of the linear displacement and the angular deviation of the passage shield 3. In polar coordinates, both at the linear displacement of the tunnel shield and at its angular deviation, the polar angle determines the angle of displacement of the tunnel shield relative to a predetermined direction, and the module of the radius-vector is the magnitude of this displacement. The device works as follows. The beam from the source of the light beam 1 specifies the direction of movement of the tunnel shield 3. If the optical axis of the focusing lens 7, which coincides with the axis of the tunnel shield 3, deviates from the predetermined direction of the beam, the passage through the radial slit 13 of the rotating modulator 8 is recorded by the photosensor 10. A signal, registered by the photo sensor 10, corresponds to the angle of displacement of the tunnel shield 3, determined by the angle sensor 17, and enters the control unit 4. When the modulator 8 is rotated, the beam passes through a spiral-shaped slit 15. Photo sensor 10 registers the moment of beam passing through spiral-shaped slit 15. The angle of rotation of the modulator 8, determined by the angle of rotation sensor 17 between the moments of beam passing through the radial 13 and spiral-shaped 15 slits, corresponds to the radius vector of displacement of the pilot shield 3 relative to the beam, given by the source of the light beam 1. Thus, for one rotation of the modulator 8 rotation, the control unit 4 receives information about the linear displacement of the tunneling shield 3. Similarly, the control unit 4, information is received on the angular deviation of the tunnel shield 3, determined with the help of modulator 9. To ensure the beam passes through the slots of both modulators, modulator 9 rotates about 5-10 times faster than modulator 8 by means of gear 12. Signals from photodetector 2 are received control unit 4, in which control commands are formed by the actuator 5 to align the position of the tunnel shield 3. The use of this invention improves the operational reliability of the device by eliminating Olsha number of photosensitive elements on the mobile structure requiring complicated apparatus and processing gain input from the information by reducing the dimensions of the device by performing a photodetector in the form of a monoblock. The invention of the motion control device of the tunneling shield, which includes an actuator for leveling the shield position, a control unit, a light beam source installed in the upper part of the tunnel, and a photodetector containing a focusing lens as well as registration elements for the shield that are different in the shield body the fact that, in order to increase operational reliability and reduce the size of the device, each registration element is designed as a rotating modulator with etopronitsaemymi radial and helical slots, wherein one of the modulators are arranged in the focal plane of the focusing lens and the rotational speed are rotational speeds Large Live modulator located in the plane of the lens. Sources of information taken into account in the examination 1. Korrik V. X. and Hodosch V. Mining shields and complexes. M., “Nedra, 1977, p. 149. 2. Патент ФРГ № 1658721, кл. Е 01 g 3/00, опублик. 1973.2. Patent of Germany No. 1658721, cl. Е 01 g 3/00, published. 1973. (Риг.З(Riga.Z ФигЛFy
SU803212934A 1980-12-08 1980-12-08 Device for controlling movement of tunneling shield SU949188A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803212934A SU949188A1 (en) 1980-12-08 1980-12-08 Device for controlling movement of tunneling shield

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803212934A SU949188A1 (en) 1980-12-08 1980-12-08 Device for controlling movement of tunneling shield

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU949188A1 true SU949188A1 (en) 1982-08-07

Family

ID=20930046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803212934A SU949188A1 (en) 1980-12-08 1980-12-08 Device for controlling movement of tunneling shield

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU949188A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509892C1 (en) * 2012-07-26 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Control method of shield of tunnel boring complex, and tracking system for its implementation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509892C1 (en) * 2012-07-26 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Control method of shield of tunnel boring complex, and tracking system for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2930894A (en) Optical sighting and tracking device
US2513367A (en) Radiant energy tracking apparatus
US3642233A (en) System for the optical automatic and autonomous guiding of self-rotating missiles
US3743217A (en) Infrared control system for missile teleguiding
EP0295152B1 (en) Apparatus for following sun light
US5155327A (en) Laser pointing system
SU949188A1 (en) Device for controlling movement of tunneling shield
GB2200223A (en) Apparatus for controlling the direction of a beam of optical radiation
US3217170A (en) Rotary optical servomechanism
US3494576A (en) Self-contained and automatic guidance system for directing a missile towards a radiation-emitting target
US3046541A (en) Angle digitizer
US4914291A (en) Gimbal angle detector
US5259568A (en) Command optics
US3653737A (en) Optical scanning seeker
US3599001A (en) Multifield sensor arrangement
US3872299A (en) Process and device for deflection of a radiation beam
US4656349A (en) Optical scanning device for a missile and the like
US2706855A (en) Continuous fix indicator
US2992334A (en) Follow-up or motion duplicating systems
US3281094A (en) Self-contained guidance system
JPH0480405B2 (en)
SU1711003A1 (en) Gyrocompass
US3415126A (en) Azimuth laying system
US3274393A (en) Single modulation star tracker
SU748127A1 (en) Photoelectric angular-displacement transducer