Система формирования сигналов отклонения проходческого щита от проектной оси тоннеля на криволинейных участках трассы Советский патент 1986 года по МПК E21C35/24 

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

Цель изобретения - повышение точности управления.

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

Система содержит лазерный источ- ник 1 света луча 2,.закрепленный на обделке 3 в верхней части пройденного участка тоннеля. Четырехкоординат- ный фотодатчик 4 закреплен на координатном устройстве 5 в верхней части проходческого щита 6, Выход четьфех- координатного 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 мес те 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 электро- . двигателей 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 управление приводами, связаны с выходом датчика 13 компенсационного

типа. Выходы элементов 12 ИЛИ связа ны с входами четьфех шаговых приводов 1 оординатного устройства 5.

12443082

Фотодатчик 4, выполненный в виде моноблока (см. фиг. 3 и 4), крепится на каретках с размещенными на них электродвигателями приводов 11 при 5 помощи кронштейнов 14с шарнирами, обеспечивающих его четырёхстепенную подвижность. Каретки перемещаются по дугам 15, выполненным соосно с цилиндрическим корпусом проходческого О щита 6. Датчик 13 крена компенсационного типа содержит чувствительньй маятниковый элемент, закрепленный на подвижной каретке, снабженной электродвигателем компенсирующего привода. 5 , Каретка датчика 13 расположена на

дуге той же кривизны,- и привод ка- . ретки того же типа, которые используются в координатном устройстве.

Элемент 12 ИЛИ обеспечивает про- 20 хождение 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-. 25 правлении вращения электродвигателя, то принципиально.е исполнение этой части схемы требует (фиг. 5) использования восьми элементов ИЛИ, составляющих четыре группы по два элемента. 30 При 3ITOM на каждьй элемент ШШ проходит сигнал соответствующего направ- ления вращения одного из шаговых электродвигателей: либо от блока считывания дальномера, либо от дат- чжа 13 крена компенсационного типа.

35

Система работает следующим разом.

об40

45

50

55

Лазерньй источник 1 светового луча устанавливается в расчетной точке тоннеля. Конец мерной ленты дальномера закрепляется рядом с лазерным источником 1 светового луча. Четьфехкоординатный фотодатчик 4 устанавливается посредством координатного устройства 5 в положение, при котором он формирует сигнал отклонения , соответствующий реальному в данный момент отклонению проходческого щита 6 от трассы. Сигнал отклонения (линейное смещение и угловое отклонение в плане и профиле) используется для формирования команд управления механизмом 8 вьфавнивания проходческого щита, либо индицируется на табло пульта машиниста для принятия решения по управлению положением .проходческого щита.

Система работает следующим разом.

об

Лазерньй источник 1 светового луча устанавливается в расчетной точке тоннеля. Конец мерной ленты дальномера закрепляется рядом с лазерным источником 1 светового луча. Четьфехкоординатный фотодатчик 4 устанавливается посредством координатного устройства 5 в положение, при котором он формирует сигнал отклонения , соответствующий реальному в данный момент отклонению проходческого щита 6 от трассы. Сигнал отклонения (линейное смещение и угловое отклонение в плане и профиле) используется для формирования команд управления механизмом 8 вьфавнивания проходческого щита, либо индицируется на табло пульта машиниста для принятия решения по управлению положением .проходческого щита.

3 . 1244308 продвижении.проходческого щифоту . си

та 6 из дальномера 9 вытягивается мерная лента. Блок 10 считывания по восьми каналам формирует импульсы, обеспечивающие управление четьфех 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 .четьфех- координатного фотодатчика 4, положение которого изменяется в функции .пути, и информации., нанесенной в унитарном коде на ленту дальномера 9.

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

08

При наличии крена датчик 13 крена формирует импульсы управления, поступающие как на собственный компен- сирующий 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 отклонений проходческого щита при наличии го .

Перемещение четьфехкоордина.тного фотодатчика 4 посредством кронштейнов и кареток обеспечивается электродвигателями приводов 11. При этом

если синхронно работают все четьфе электродвигателя приводов 11, то происходит разворот четьфехкоординат- ного фотодатчика 4 относительно оси проходческого щита, что и используется при компенсации крена.

сраз.2

11

фив.ИРедактор И. Киштулинец

Составитель И. Назаркина

Техред О.Сопко Корректор Л. Пат.ай

Заказ 3791/34

Тираж 470 .

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

Подписное