Устройство управления движением проходческого щита

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >949188 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.80 (21) 3212934/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) М, Кл, E 21 D 9/06

Опубликовано 07.08.82. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 17.08.82 (53) УДК 624.19 (088.8) лв делам кзабретеиик и аткрмтий г

В. Б. Покровский и С. А. Бахов

1 (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторско-технологическое бюро

Главмосинжстроя при Мосгори полкоме (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА

Гасударственный комитет (23) Приоритет—

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам управле- ° ния движением проходческого щита, и может быть использовано при сооружении тоннелей щитовым способом.

Известно устройство управления движением проходческого щита, содержащее источник светового луча, установленный в верхней части тоннеля, фотоприемник, включающий две координатные системы с четырьмя фотодатчиками каждая, установленные в 1р хвостовой части и ножевой части щита, блок управления и исполнительный механизм выравнивания положения щита. Следящая 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) .

Недостатками такого устройства являются малая надежность в работе и его большие 2о габариты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления движением проходческого щита, включающее исполнительный механизм выравнивания положения щита, блок управления, источник светового луча, установленный в верхней части тоннеля, и закрепленный на корпусе щита фотоприемник, содержащий фокусирующую линзу, а также элементы регистрации линейного и углового смещения щита.

Средство для регистрации линеиного смещения проходческого щита выполнено в виде фотоприемной матрицы с набором фоточувствительных элементов. Для регистрации углового отклонения щита использована сложная оптическая система, проектирующая луч на вторую фотоприемную матрицу (2).

Недостатком этого устройства является большое количество фоточувствительных элементов, образующих фотоприемные матрицы требующие сложную аппаратуру усиления и обработки поступающих от них информации. Размещение большого количества фоточувствительных элементов на подвижной конструкции требует использования гибких подвижных жгутов или кабелей, что уменьшает эксплуатационную надежность устройства. Оптическая система, состоящая из не949188

3 скольких линз, сложна и увеличивает габаритный размер фотоприемника вдоль оптической оси.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности работы устройства и уменьшение его габаритов.

Цель достигается тем, что каждый элемент регистрации выполнен в виде вращающегося модулятора со светопроницаемыми радиальной и спиралеобразной щелями, при этом одни из модуляторов размещены в 1О фокальной плоскости фокусирующей линзы и имеют скорость вращения больше скорости вращения модулятора, расположенного в плоскости линзы.

На фиг. 1 изображено устройство управления движением проходческого щита; на 15 фиг. 2 — фотоприемник устройства управления движением проходческого щита; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4— разрез Б — Б на фиг. 2.

Устройство управления движением проходческого щита содержит источник светового луча 1, установленный в верхней части тоннели, фотоприемник 2, закрепленный на корпусе проходческого щита 3, блок управления 4 и исполнительный механизм 5 выравнивания положения щита 3. 25

Фотоприемник 2 выполнен в виде моноблока и состоит из корпуса 6, в котором размешены фокусирующая линза 7 и установленные на ее оптической оси модуляторы 8 и 9, и фотодатчика 10. Модулятор 8 установлен в плоскости фокусирующей линзы 7 и служит для определения линейного смещения проходческого щита в плане и профиле трассы проходки. Модулятор 9 установлен в фокальной плоскости фокусирующей линзы

7 и служит для определения углового откло- з5 нения проходческого щита от проектной оси тоннеля. Оба модулятора кинематически свя4 заны с электродвигателем 11. При этом модулятор 8 связан с электродвигателем 11 посредством редуктора 12, который обеспечивает большую скорость вращения модулято- 4О ру 9. Модуляторы 8 и 9 выполнены в виде диска с радиальной щелью 13 и 14 соответственно и спиралеобразной щелью 15 и 16 соответственно. Датчики угла поворота 1? и 18 служат для определения координат ли- 45 нейного смещения и углового отклонения проходческого щита 3.

В полярных координатах как при линейном смещении проходческого щита, так и при его угловом отклонении полярный угол определяет угол смещения проходческого щита относительно заданного направления, а модуль радиуса-вектора — величину этого смешения.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника светового луча 1 задает направление движению проходческого щита 3.

В случае отклонения оптической оси фокусирующей линзы 7, совпадающей с осью проходческого щита 3, от заданного направления луч, проходя сквозь радиальную щель

13 вращающегося модулятора 8, регистрируется фотодатчиком 10. Сигнал, зарегистрированный фотодатчиком 10, соответствует углу смещения проходческого щита 3, определяемому датчиком угла поворота 17, и поступает в блок управления 4.

При последующем вращении модулятора

8 луч проходит сквозь спиралеобразную щель 15. Фотодатчик 10 регистрирует момент прохождения луча сквозь спиралеобразную щель 15. Величина угла поворота модулятора 8, определенная датчиком угла поворота

17 между моментами прохождения луча через радиальную 13 и спиралеобразную 15 щели, соответствует величине радиуса-вектора смещения проходческого щита 3 относительно луча, заданного источником светового луча 1.

Таким образом, за один оборот вращения модулятора 8 в блок управления 4 поступает информация о линейном смещении проходческого щита 3. Аналогичным образом в блок управления 4 поступает информация об угловом отклонении проходческого щита 3, определяемая при помощи модулятора 9.

Для обеспечения прохождения луча сквозь щели обоих модуляторов модулятор 9 врашается примерно в 5 — 10 раз быстрее модулятора 8 посредством редуктора 12.

Сигналы с фотоприемника 2 поступают в блок управления 4, в котором формируются команды управления исполнительным механизмом 5 выравнивания положения проходческого щита 3.

Использование данного изобретения позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства за счет исключения большого числа фоточувствительных элементов на подвижной конструкции, требующих сложную аппаратуру усиления и обработки поступающей от них информации, за счет уменьшения габаритов устройства путем выполнения фотоприемника в виде моноблока.

Формула изобретения

Устройство управления движением проходческого щита, включающее исполнительный механизм выравнивания положения щита, блок управления, источник светового луча, установленный в верхней части тоннеля, и закрепленный на корпусе щита фотоприемник, содержащий фокусирующую линзу, а также элементы регистрации линейного и углового смещений щита, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной

t надежности и уменьшения габаритов устройства, каждый элемент регистрации выполнен

949188 в виде вращающегося модулятора со светопроницаемыми радиальной и спиралеобразной щелями, при этом одни из модуляторов размещены в фокальной плоскости фокусируюгцей линзы и имеют скорость вращения больше скорости вращения модулятора, рас- > положенного в плоскости линзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Клорикья В. X. и Ходош В. А. Горнопроходческие щиты и комплексы. М., «Недра», 1977, с. 149.

2. Патент ФРГ № 1658721, кл. Е 01 g 3/00, опублик. 1973.

949188

Составитель М. Кочнев

Редактор Л. Тюрина Техред А. Бойкас Корректор М. Шароши

Заказ 5463/16 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4