一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置。所述装置包括：与支架固定在一起的刻度板，用牵引绳悬挂在托架上的锤球。刻度板上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线和纵向刻度线。盾构机掘进时支架固定在盾壳上使刻度板水平放置，纵向刻度线与盾构机的轴向平行，锤球位于刻度板的正上方，锤球的尖端指向的横向刻度线和纵向刻度线对应的角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。本实用新型专利技术能够在盾构机掘进过程中通过观察锤球尖端所指向的刻度板的位置确定盾构机的姿态，即使盾构机的自动导向系统在掘进过程中发生故障，使用所述装置人工测量盾构机的俯仰角和滚转角，仍能保证盾构机进行正常掘进，提高了盾构机工作的可靠性。

Device for measuring elevation angle and roll angle of shield machine

The utility model relates to a measuring device for the elevation angle and roll angle of a shield machine. The device comprises a scale plate which is fixed with the bracket and a hammer ball suspended on the bracket by a traction rope. The scale board is respectively provided with a horizontal scale line and a vertical scale line which are respectively corresponding to the pitch angle and the roll angle of the shield machine. Shield tunneling when the bracket is fixed on the shield shell makes the scale plate horizontal, vertical and axial line of shield machine in parallel, just above the hammer ball in the scale plate, lateral line scale hammer ball tip pointing and vertical scale line corresponding to the angles of pitching angle and roll angle of shield machine. The utility model can scale plate during tunneling process by observing the hammer the ball to determine the position of the tip of the shield machine attitude, even if the automatic guidance system of shield machine fault occurs in the tunneling process, using the artificial measurement device of pitch angle and roll angle of the shield, the shield machine can still ensure the normal driving, improve the reliability of shield machine work.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于盾构机掘进过程中测量盾构机的俯仰角、滚转角的装置。
技术介绍
盾构机掘进过程中，盾构姿态的俯仰角、滚转角的测量是由自动导向系统完成的。在盾构机始发前先进行人工测量，然后通过对自动导向系统进行参数设置来确定盾构机的俯仰角和滚转角。但是，一旦盾构机在掘进过程中自动导向系统发生异常，或者测量俯仰角和滚转角的器具硬件出现问题，将完全没有办法确定盾构机的姿态，对施工造成很大的影响。公开号为CN101251367A的专利公开了一种盾构掘进姿态实时测量系统，在盾构机后方设置具有自动目标识别功能的全站仪，在盾构机内沿盾构机的纵向逐个设置多个目标棱镜，在盾构机内的专用安装基座上安装双轴角度传感器。需要在盾构机的多个位置上，放置多个测量元件，由于整个测量装置比较分散，增加了安装的难度和维护的成本，使用光学元件，易受通视条件影响，存在诸多使用不便。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提出一种盾构机俯仰角、滚转角的人工测量装置，能够配合自动导向系统进行盾构姿态测量，提高了测量效率。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置，包括：与支架固定在一起的刻度板，由牵引绳悬挂在托架上的锤球，所述托架位于盾尾(即盾构机的尾部)的底部。所述刻度板上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线和纵向刻度线。盾构机掘进时所述支架固定在盾壳(即盾构机外壳)上并使所述刻度板水平放置，所述纵向刻度线与所述盾构机的轴向平行，所述锤球位于所述刻度板的正上方，所述锤球的尖端指向的横向刻度线和纵向刻度线对应的角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。进一步地，所述刻度板通过螺丝与所述支架固定。进一步地，所述刻度板采用环氧板材料，表面光滑、平整。进一步地，所述横向刻度线的一端标有俯仰角刻度值，所述纵向刻度线的一端标有滚转角刻度值。进一步地，所述锤球的重量为0.1～0.2kg。进一步地，所述锤球的尖端与所述刻度板的垂直距离不大于2mm。进一步地，所述刻度板为30cm×40cm的矩形板，悬挂锤球的牵引绳长1m，相邻横向刻度线的间距为10mm，对应的俯仰角为34′(1′＝(1/60)°，对应盾构机的坡度为0.01)；相邻纵向刻度线的间距为17mm，对应的滚转角为1°。进一步地，所述横向刻度线和纵向刻度线均为20根。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术提出的俯仰角、滚转角测量装置，能够在盾构机掘进过程中通过随时观察锤球尖端所指向的刻度板的位置确定盾构机的俯仰角和滚转角。因此，即使盾构机的自动导向系统在掘进过程中发生故障，使用所述测量装置人工测量盾构机的俯仰角和滚转角，仍然能够保证盾构机进行正常掘进，大大提高了盾构机工作的可靠性。附图说明图1为刻度板的平面图；图2为盾构机在掘进过程中使用的本技术所述盾构机俯仰角、滚转角测量装置的布置示意图。图中：1-刻度板，11-横向刻度线，12-纵向刻度线，13-俯仰角刻度值，14-滚转角刻度值，2-支架，3-锤球，4-牵引绳，5-托架，6-盾壳。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明。一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置，如图1、图2所示，包括：与支架2固定在一起的刻度板1，由牵引绳4悬挂在托架5上的锤球3，所述托架5位于盾尾的底部。所述刻度板1上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线11和纵向刻度线12。盾构机掘进时所述支架2固定在盾壳上并使所述刻度板1水平放置，所述纵向刻度线12与所述盾构机的轴向平行，所述锤球3位于所述刻度板1的正上方，所述锤球3的尖端指向的横向刻度线11和纵向刻度线12对应的角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。所述刻度板1的四角位置开有螺孔，通过螺丝与所述支架2固定在一起。所述刻度板1采用环氧板材料制造。为了方便读数，所述横向刻度线11的一端标有俯仰角刻度值，所述纵向刻度线12的一端标有滚转角刻度值。所述锤球3的重量为0.1～0.2kg。所述锤球3的尖端与所述刻度板1的垂直距离不大于2mm。该距离越小，测量误差越小。本技术所述测量装置的测量原理是：牵引绳4在锤球3的重力作用下，始终处于竖直方向，而刻度板1在盾构机的掘进过程中会发生倾斜，利用解直角三角形的知识，根据牵引绳4与刻度板1所在平面的法线及刻度板1所在平面的夹角求出盾构机的俯仰角和滚转角。刻度板1的一种实施方式为：刻度板1为30cm×40cm大小的矩形板。悬挂锤球3的牵引绳4长1m时，相邻横向刻度线11的间距为10mm，对应的俯仰角为34′；相邻纵向刻度线12的间距为17mm，对应的滚转角为1°。牵引绳4的长度、相邻横向刻度线11的间距及相邻纵向刻度线12的间距按照与上一实施方式相同的比例变化，能够得到多种不同的实施方式。相邻刻度线的间距越小，测量误差越小。刻度线的数量由所测角度的最大量程决定。作为一个最佳实施例，所述横向刻度线11和纵向刻度线12均为20根。本技术所述测量装置在测量前需要进行标定，根据盾构机初始的俯仰角和滚动角，调整刻度板的位置，使锤球3的尖端指向刻度板1上对应所述初始的俯仰角和滚动角的位置。本技术不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本技术的构思和所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置，其特征在于，所述装置包括：与支架(2)固定在一起的刻度板(1)，由牵引绳(4)悬挂在托架(5)上的锤球(3)，所述托架(5)位于盾尾底部；所述刻度板(1)上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线(11)和纵向刻度线(12)；所述盾构机掘进时所述支架(2)固定在盾壳(6)上并使所述刻度板(1)水平放置，所述纵向刻度线(12)与所述盾构机的轴向平行，所述锤球(3)位于所述刻度板(1)的正上方，所述锤球(3)的尖端指向的横向刻度线(11)和纵向刻度线(12)对应的角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。

【技术特征摘要】
1.一种盾构机俯仰角、滚转角测量装置，其特征在于，所述装置包括：与支架(2)固
定在一起的刻度板(1)，由牵引绳(4)悬挂在托架(5)上的锤球(3)，所述托架(5)位于
盾尾底部；所述刻度板(1)上设置分别对应盾构机的俯仰角和滚转角的横向刻度线(11)和
纵向刻度线(12)；所述盾构机掘进时所述支架(2)固定在盾壳(6)上并使所述刻度板(1)
水平放置，所述纵向刻度线(12)与所述盾构机的轴向平行，所述锤球(3)位于所述刻度板
(1)的正上方，所述锤球(3)的尖端指向的横向刻度线(11)和纵向刻度线(12)对应的
角度分别为盾构机的俯仰角和滚转角。
2.根据权利要求1所述的盾构机俯仰角、滚转角测量装置，其特征在于，所述刻度板(1)
通过螺丝与所述支架(2)固定。
3.根据权利要求1所述的盾构机俯仰角、滚转角测量装置，其特征在于，所述刻度板(1)
采用环氧板材料制造。
4.根据权利要求1所述的盾...

【专利技术属性】
技术研发人员：包高强，李雁召，吴祥，赵新民，郝伟，张林，
申请(专利权)人：中国水利水电第十一工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41