一種用于隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置及控制方法與流程

本發明屬于隧道襯砌模板臺車的位置調節領域，實現隧道襯砌模板臺車的對中調節。

背景技術：

目前，隧道臺車廣泛的使用在隧道的建造中，而在隧道二次襯砌的施工過程中，為了保證隧道襯砌模板可以和一次施工形成的隧道口更好的形成一體，需要保證隧道襯砌模板的中心點與一次施工形成的隧道口的中心點重合在一起。由于隧道襯砌模板臺車沿著鋪設的軌道前進時，無法保證臺車的中心點與隧道口的中心點重合，所以當隧道襯砌模板臺車進入隧道指定位置后，臺車上的隧道襯砌模板中心總會與隧道中心不重合，需要進行隧道襯砌模板與隧道進行對中調節，傳統的調節方法是通過人工手動來使得這兩個中心點重合。該調節方法需要人員進入一次施工形成的隧道中，容易遇到隧道坍塌的危險，無法保證人員的人身安全；而且其主要是通過肉眼判斷其兩點是否對中，調節的精度較低，無法保證隧道襯砌模板的中心點與一次施工形成的隧道口的中心點完全重合在一起，影響隧道二次襯砌的施工的質量。因此，需要設計出一套對中調節裝置及控制方法，來滿足其工作要求。

技術實現要素：

針對上述存在的問題，本發明旨在提供一種用于隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置及控制方法，該對中調節裝置構造簡單，設計合理，自動化操作，液壓系統、控制器等相互配合，實現精確化的對中調節目的，提高隧道二次襯砌的施工的質量

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種用于隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置，所述對中調節裝置包括液壓系統、超聲波測距儀Ⅰ、超聲波測距儀Ⅱ、懸掛重板以及控制器，其中，

所述液壓系統安裝在臺車車架的橫梁上，且所述液壓系統的活塞桿通過擋板與隧道襯砌模板的模板調節梁固定連接；

所述模板調節梁位于所述隧道襯砌模板的下端位置，且橫向設置在所述隧道內；

所述超聲波測距儀Ⅰ和所述超聲波測距儀Ⅱ分別安裝在所述模板調節梁上；

所述懸掛重板垂直安裝于隧道口中心線上，且與所述超聲波測距儀Ⅰ和所述超聲波測距儀Ⅱ處于同一直線上，且所述超聲波測距儀Ⅰ和所述超聲波測距儀Ⅱ兩者的安裝位置關于所述懸掛重板位置對稱；

所述控制器，用于采集所述超聲波測距儀Ⅰ、超聲波測距儀Ⅱ與懸掛重板距離的信號，向所述液壓系統發出指令，控制所述液壓系統的活塞桿伸長或者收縮，且通過所述模板調節梁調節所述隧道襯砌模板左右橫向位置，使其做出位置調整，完成對中調節。

作為優選，所述液壓系統包括液壓油缸、三位四通電磁換向閥、液壓泵和油箱，所述液壓油缸、三位四通電磁換向閥、液壓泵和油箱通過液壓油路順序相連。

作為優選，所述液壓油缸的活塞桿通過銷鉸接在所述擋板上。

作為優選，所述液壓油缸通過銷鉸接安裝在臺車車架的橫梁上。

作為優選，所述液壓油缸通過油路與所述三位四通電磁換向閥的兩個工作油口連接，分為進油口和回油口，所述進油口與所述液壓泵相連，所述回油口接入所述郵箱。

本發明對中調節裝置的技術方案是如下實現的：

所述液壓油缸鉸接安裝在臺車車架的橫梁上，液壓油缸的活塞桿通過銷鉸接于擋板上，且該擋板與臺車模板調節梁焊成一體，通過活塞桿可以推動擋板進而控制隧道襯砌模板的調節板橫向位置；所述超聲波測距儀Ⅰ、超聲波測距儀Ⅱ分別對稱安裝于臺車模板調節板上，其距模板中心的距離均為L；所述懸掛重板垂直安裝于隧道口中心線上，并且其與超聲波測距儀Ⅰ、Ⅱ處于同一直線上；所述控制器，用來采集超聲波測距儀與懸掛重板距離的信號，向液壓油缸發出指令，使得液壓油缸活塞伸長或者收縮，通過模板調節梁調節模板左右橫向位置，使其做出位置調整，完成對中調節。

所述液壓油缸、三位四通電磁換向閥、液壓泵和油箱通過液壓油路順序相連；所述三位四通電磁換向閥采用O型中位機能，其特點是換向閥處于中位機能時，油口切斷，整個油路斷開；液壓油缸通過油路與三位四通電磁換向閥的兩個工作油口相連，三位四通電磁換向閥進油口與液壓泵連接，回油口接入油箱，液壓泵與油箱相連。當三位四通電磁換向閥電磁閥的電磁鐵DT1得電，換向閥處于左側工作位置，液壓油缸的活塞桿收縮；當三位四通電磁換向閥的電磁鐵DT2得電，換向閥處于右側工作位置，液壓油缸的活塞桿伸長。

一種用于隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置的控制方法，包括以下步驟：

1)在臺車車架上安裝好液壓系統、控制器，在隧道襯砌模板的模板調節梁上安裝好超聲波測距儀Ⅰ、超聲波測距儀Ⅱ，并在隧道口中心線上垂直安裝懸掛重板，同時調整超聲波測距儀Ⅰ、超聲波測距儀Ⅱ對稱設在所述懸掛重板兩側，液壓系統的活塞桿與模板調節梁之間設置擋板；

2)液壓系統中液壓油缸的活塞桿通過銷鉸接于擋板上，其距隧道襯砌模板的中心線的距離為l₁；

3)測定超聲波測距儀距離隧道襯砌模板中心線距離為l₂，超聲波測距儀距離隧道襯砌模板中心距離為l₃，離臺車車架橫梁的垂直向下距離為l₄，懸掛重板從一次施工形成的隧道口的中心線處垂直懸掛下，其距臺車車架橫梁的向下垂直距離同為l₄；

4)設定實施需要調節的精度為dl，超聲波測距儀Ⅰ測得其與懸掛重板的距離為l₅，超聲波測距儀Ⅱ測得其與懸掛重板的距離為l₆，當控制器接收超聲波測距儀Ⅰ和超聲波測距儀Ⅱ的距離信號l₅和l₆，經過比較，當超聲波測距儀Ⅰ和超聲波測距儀Ⅱ的距離差的絕對值小于dl，即|l₆-l₅|＜dl時，說明此時隧道襯砌模板的中心點與隧道口的中心點重合，無需進行對中調節；

當l₅-l₆≥dl時，控制器認為隧道襯砌模板的中心與隧道口的中心不重合，需要進行對中調節，通過控制器分析判斷液壓系統的三位四通電磁換向閥指令發出，控制活塞桿收縮帶動模板調節梁向右橫向移動，使得整個隧道襯砌模板向右橫向移動，這樣l₅-l₆的差值就逐漸減小，當其差值小于dl時，控制器發出指令，三位四通電磁換向閥工作在中位，油路斷開，對中調節工作完成；

當l₆-l₅≥dl時，控制器認為隧道襯砌模板的中心與隧道口的中心不重合，需要進行對中調節，控制器經過分析判斷后，向三位四通電磁換向閥發出指令，液壓系統的活塞桿伸長帶動模板調節梁向左橫向移動，整個隧道襯砌模板向左橫向移動，直到超聲波測距儀(3)和(4)的距離差滿足l₆-l₅＜dl時，控制器發出指令，三位四通電磁換向閥工作在中位，油路斷開，對中調節工作完成。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明的改進之處在于，

首先，本發明的方案避免了人員進入一次施工形成的隧道中，實現隧道襯砌模板對中的自動化控制，保證了施工人員的人身安全；

其次，本發明的方案提高了臺車對中調節的精度，更好的保證了模板和隧道口中心的重合，提高了施工的質量。

附圖說明

圖1是本發明所述對中調節裝置的安裝實施圖；

圖2是本發明所述對中調節裝置液壓系統的原理圖；

圖3是本發明所述對中調節裝置的控制原理圖；

圖1中：1.液壓油缸；2.模板調節梁；3.超聲波測距儀Ⅰ；4.超聲波測距儀Ⅱ；5.懸掛重板；6.三位四通電磁換向閥；7.擋板；8.隧道口；9.隧道襯砌模板；10.控制器；

圖2中：11.液壓油缸；12.三位四通電磁換向閥；13.液壓泵；14.油箱。

具體實施方式

為了使本領域的普通技術人員能更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的描述。

參照附圖1-2所示的一種用于隧道襯砌模板9臺車的對中調節裝置，所述對中調節裝置包括液壓系統、超聲波測距儀Ⅰ3、超聲波測距儀Ⅱ4、懸掛重板5以及控制器10，其中，

所述液壓系統安裝在臺車車架的橫梁上，且所述液壓系統的活塞桿通過擋板7與隧道襯砌模板9的模板調節梁2固定連接；所述液壓系統包括液壓油缸1、三位四通電磁換向閥6、液壓泵11和油箱12，所述液壓油缸1、三位四通電磁換向閥6、液壓泵11和油箱12通過液壓油路順序相連；所述液壓油缸1的活塞桿通過銷鉸接在所述擋板7上，所述液壓油缸1通過銷鉸接安裝在臺車車架的橫梁上，所述液壓油缸1通過油路與所述三位四通電磁換向閥6的兩個工作油口連接，分為進油口和回油口，所述進油口與所述液壓泵11相連，所述回油口接入所述郵箱；

所述模板調節梁2位于所述隧道襯砌模板9的下端位置，且橫向設置在所述隧道內；

所述超聲波測距儀Ⅰ3和所述超聲波測距儀Ⅱ4分別安裝在所述模板調節梁2上；

所述懸掛重板5垂直安裝于隧道口8中心線上，且與所述超聲波測距儀Ⅰ3和所述超聲波測距儀Ⅱ4處于同一直線上，且所述超聲波測距儀Ⅰ3和所述超聲波測距儀Ⅱ4兩者的安裝位置關于所述懸掛重板5位置對稱；

所述控制器10，用于采集所述超聲波測距儀Ⅰ3、超聲波測距儀Ⅱ4與懸掛重板5距離的信號，向所述液壓系統發出指令，控制所述液壓系統的活塞桿伸長或者收縮，且通過所述模板調節梁2調節所述隧道襯砌模板9左右橫向位置，使其做出位置調整，完成對中調節。

一種用于隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置的控制方法，按照以下操作步驟實現：

圖1所示為某種隧道襯砌模板臺車的對中調節裝置的安裝實施圖，液壓油缸1通過銷鉸接于臺車車架的橫梁上，液壓油缸1的活塞桿通過銷鉸接于擋板7上，其距隧道襯砌模板9的中心線的距離為l₁；超聲波測距儀3和4對稱安裝于臺車模板9的模板調節梁2上，超聲波測距儀Ⅰ3距離隧道襯砌模板9中心線距離為l₂，超聲波測距儀Ⅱ4距離隧道襯砌模板9中心距離為l₃，離臺車車架橫梁的垂直向下距離為l₄；懸掛重板5從一次施工形成的隧道口8的中心線處垂直懸掛下，其距臺車車架橫梁的向下垂直距離同為l₄；控制器10用來接收超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4的距離信號，并且通過分析判斷，以此控制三位四通電磁換向閥6的工作位置，通過控制液壓油缸1活塞桿伸長或者收縮，調節隧道襯砌模板9的位置。

設定本次調節的調節精度為dl，超聲波測距儀Ⅰ3測得其與懸掛重板5的距離為l₅，超聲波測距儀Ⅱ4測得其與懸掛重板5的距離為l₆，當控制器10接收超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4的距離信號l₅和l₆，經過比較，當超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4的距離差的絕對值小于dl，即|l₆-l₅|＜dl時，說明此時隧道襯砌模板的中心點與隧道口的中心點重合，無需進行對中調節；

當l₅-l₆≥dl時，控制器認為隧道襯砌模板的中心與隧道口的中心不重合，需要進行對中調節；控制器10經過分析判斷后，向三位四通電磁換向閥發出指令，三位四通電磁換向閥的電磁鐵DT2得電，換向閥工作在右位，油路接通，液壓油缸1收縮，活塞桿收縮帶動模板調節梁2向右橫向移動，使得整個隧道襯砌模板向右橫向移動，這樣l₅-l₆的差值就逐漸減小，當其差值小于dl時，控制器發出指令，三位四通電磁換向閥工作在中位，油路斷開，對中調節工作完成；

當l₆-l₅≥dl時，控制器認為隧道襯砌模板的中心與隧道口的中心不重合，需要進行對中調節；控制器10經過分析判斷后，向三位四通電磁換向閥發出指令，三位四通電磁換向閥的電磁鐵DT1得電，換向閥工作在左位，接通油路，液壓油缸1伸長，活塞桿伸長帶動模板調節梁2向左橫向移動，整個隧道襯砌模板向左橫向移動，直到超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4的距離差滿足l₆-l₅＜dl時，控制器發出指令，三位四通電磁換向閥工作在中位，油路斷開，對中調節工作完成。

圖3所示為本發明所述的對中調節裝置的控制原理，主要是通過將第一次超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4測到的距離l₅和l₆輸入到控制器中，控制器10分析判斷后，發出指令，調節三位四通電磁換向閥的工作位置，接通或斷開油路，控制液壓油缸1伸長或收縮，液壓油缸的活塞桿帶動模板調節梁左右橫向移動，調節整個隧道襯砌模板的位置，并且設定其調節的精度dl，在調節過程中，超聲波測距儀Ⅰ3和超聲波測距儀Ⅱ4不斷將其距離l₅和l₆反饋給控制器，控制器10進行處理，繼續控制其調節系統，直到其距離差絕對值滿足|l₅-l₆|＜dl時，控制器發出指令，使得三位四通電磁換向閥6工作在中位，油路斷開，液壓油缸1也穩定不動，隧道襯砌模板9不再左右橫向移動，對中調節完成。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。