Система формирования сигналов отклонения проходческого щита от проектной оси тоннеля на криволинейных участках трассы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

А1 (19) (1!) (5)) 4 E 21 С 35/24

ВГЕГ0 fj)3p Я

13, ;. ",,.„1В

ВНИИ0И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий.(21) 3776838/22-03 (22) 01 08. 84 (46) 15.07.86. Бюл. Р 26 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Главмосинжстроя при Мосгорисполкоме (72) С.А.Бахов, В.Э.Калашников, В.Б.Покровский и С.Б.Рыбак (53) 622.232.72(088.8):0 (56) Авторское свидетельство СССР

9 949188, кл. E 21 D 9/06, 1980.

Устройство системы автоматической стабилизации заданного направления движения проходческого щита. Отчет

НИР, Новочеркасский политехнический институт, Новочеркасск, 1980, с. 35. (54)(57) СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ОТКЛОНЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА ОТ

ПРОЕКТНОЙ ОСИ ТОННЕЛЯ НА КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКАХ ТРАССЫ, содержащая блок считывания с программируемым носителем информации, датчик крена компенсационного типа и координатное устройство, состоящее из двух соосных с проходческим щитом дуг, на каждой из которых расположено по одной каретке с приводом, соединенной с четырехкоординатным фотодатчиком, оптически связанным с закрепленным в тоннеле лазерным источником светового луча, выходы четырехкоординатноro фотодатчика соединены с входом блока формирования команд управления, выходы которого связаны с управляющими входами исполнительного механизма выравнивания положения проходческого щита, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности управления, устройство снабжено восемью элементами ИЛИ, каждая дуга координатного устройства снабжена одной дополнительной кареткой с приводом, причем приводы кареток выполнены в виде шаговых электродвигателей, каждая каретка подвижно связана с четырехкоординатным фотодатчиком посредством двух кронштейнов с шарнирами, программируемый носитель информации выполнен в виде ленточного дальномера, на ленте которого содержится информация в унитарном коде, выходы блока считывания соединены с первыми о входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входами приводов кареток, а выходы датчика крена подключены к вторым входам элементов ИЛИ.

1244308

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано"в системах автоматического управления проходческим щитом на криволинейных участках трассы.

Цель изобретения — повышение точности управления.

На фиг.. 1 показана блок-схема системы; на фиг ° 2 — принцип работы системы; на фиг. 3 и 4 — вариант исполнения координатного устройства; на фиг. 5- подключение элементов ИЛИ.

Система содержит лазерный источник 1 света луча 2,.закрепленный на обделке 3 в верхней части пройденного участка тоннеля. Четырехкоординатный фотодатчик 4 закреплен на координатном устройстве 5 в верхней части проходческого щита 6. Выход четырехкоординатного фотодатчика связан с входом блока 7 формирования команд управления, выходы которого связаны с управляющими входами исполнитель- . ного механизма 8 выравнивания положения проходческого щита, представляющим собой группу толкающих проходческий щит домкратов. Система снабжена программным носителем информации в виде ленточного дальномера 9, закрепленного рядом с коордИнатным устройством 5. Свободный конец ленты . дальномера 9 фиксируется в месте подвески лазерного источника светового луча. На ленте в виде перфорации нанесена информация, о требуемой последовательности импульсов, которые должны поступать на приводы координатного устройства. Дальномер 9 конструктивно совмещен с блоком 10 считывания информации. В простейшем случае на ленте располагаются восемь дорожек с информацией о прямом и реверсивном движении четырех электродвигателей приводов 11 координатного устройства 5. Блок 10 считывания информации содержит восемь (по количеству дорожек) оптопар и формирова"

;телей импульсов. Выходы дальномера 9 связаны с первыми .входами элементов

12 ИЛИ.

Вторые входы элементов 12 ИЛИ, обеспечивающие параллельное управле" ние приводами, связаны с выходом датчика 13 к3рна компенсационного типа. Выходы элементов 12 ИЛИ связа" ны с входами четырех шаговых приводов координатного устройства 5.

35

Лазерный источник 1 светового

40 луча устанавливается в расчетной точке тоннеля ° Конец мерной ленты дальномера закрепляется рядом с лазерным источником 1 светового луча.

Четырехкоординатный фотодатчик 4

45 устанавливается посредством координатного устройства 5 в положение, при котором он формирует сигнал откло. нения, соответствующий реальному в данный момент отклонению проходческо50

5

10 15

Фотодатчик 4, выполненный в виде моноблока (см, фиг. 3 и 4), крепится на каретках с размещенными на них электродвигателями приводов 11 при помощи кронштейнов 14 с шар ирами, обеспечивающих его четырехстепенную подвижность. Каретки перемещаются по дугам 15, выполненным соосно с цилиндрическим корпусом проходческого щита 6. Датчик 13 крена компенсационного типа содержит чувствительный маятниковый элемент, закрепленный на подвижной каретке, снабженной электродвигателем компенсирующего привода.

Каретка датчика 13 расположена на дуге той же кривизны, и привод каретки того же типа, которые используютея в координатном устройстве.

Элемент 12 ИЛИ обеспечивает прохождение управляющего импульса либо от датчика 13 крена, либо от блока считывания дальномера 9. Поскольку информация на входе и выходе элемента .12 должна содержать сведения о на-. правлении вращения электродвигателя, то принципиальное исполнение этой части схемы требует (фйг. 5) использования восьми элементов ИЛИ, составляющих четыре группы по два элемента.

При этом на каждый элемент ИЛИ проходит сигнал соответствующего направления вращения одного из шаговых электродвигателей: либо от блока считывания дальномера, либо от датчика 13 крена компенсационного типа.

Система работает следующим образом.

ro щита 6 от трассы. Сигнал отклонения (линейное смещение и угловое отклонение в плане и профиле) используется для формирования команд управления механизмом 8 выравнивания проходческого щита, либо индицируется на табло пульта машиниста для принятия решения по управлению положением проходческого щита.

12443, . При продвижении проходческого щита 6 иэ дальномера 9 вытягивается мерная лента. Блок 10 считывания по восьми каналам формирует импульсы, обеспечивающие управление четырех 5 электродвигателей координатного устройства 5. Управление ведется в унитарном коде, при этом обеспечивается сохранность информации при полном отключении электропитания.

Поступающие на электродвигатели приводов 11 импульсы обеспечивают посредством кинематических звеньев, которыми являются каретки, установленные на дугах 15, и кронштейны 14, четырехстепенное перемещение .четырехкоординатного фотодатчика 4, .положение которого изменяется в функции ,пути, и информации,, нанесенной в унитарном коде на ленту дальномера 9. 20

Изменение положения фотодатчика 4 однозначно соответствует требуемому перемещению проходческого щита, что обеспечивается программой набивки отверстий на ленте дальномера 9. . 25

08 4

При наличии крена датчик 13 крена формирует импульсы управления, поступающие как на собственный компенсирующий привод, так и на приводы 11 координатника. Во избежание наложения сигналов от блока 10 считывания информации и датчика 13 керна последний подключается к элементам ИЛИ только в момент остановки щита 6.

Идентичность приводов и дуг 13 крена и координатника 5 обеспечивает отсутствие ошибки измерения отклоГ некий проходческого щита при наличии ro крена.

Перемещение четырехкоординатного фотодатчика 4 посредством кронштейнов и кареток обеспечивается электродвигателями приводов 11. При этом если синхронно работают все четыре электродвигателя приводов 11, то происходит разворот четырехкоординатного фотодатчика 4 относительно оси проходческого щита, что и используется при компенсации крена.

1244308

1244308

Й cfog лю юрга фиа5

Составитель И, Назаркина

Редактор И. Киштулинец Техред O.Сопка Корректор Л. Патай

Заказ 3791/34

Тираж 470

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0 о 5

Ъ

4 ь4 ь 1

1 ь

4 Ь а ъ