用于掘进机导向系统的控制盒技术方案

本实用新型专利技术涉及掘进机导向控制领域，特别设计一种用于掘进机导向系统的控制盒，包含：壳体，及设于壳体内的电路板，所述壳体是由前后面板、左右面板和上下面板合围而成的腔体结构；壳体前面板上设置有分别与电路板连接的激光靶连接端口、全站仪连接端口、工控机连接端口和电源开关；壳体上面板上设置有与电路板连接的状态指示灯。本实用新型专利技术结构简单、紧凑，设计科学、合理，实际使用中接线更为便捷、线路结构更为清晰，对设备安装和故障排查有着重要意义；可以实时检测控制盒的工作状态，并可以在发生故障时初步判断故障是否在控制盒上，有利于更换、维修等操作，具有较强的应用前景，能够有效保证掘进机导向系统控制盒使用过程中的良好性能。

Control box for guiding system of roadheader

【技术实现步骤摘要】
用于掘进机导向系统的控制盒
本技术涉及掘进机导向控制领域，特别设计一种用于掘进机导向系统的控制盒。
技术介绍
当前，我国已经成为世界最大的掘进机制造基地及应用市场。随着国内城市道交通，铁路，公路，水利，市政工程等建设事业的高速度增长，我国掘进机械也迎来了飞速的发展。我国掘进机械行业已经成为国内高端装备制造业和战略性新兴产业重点支持发展产业。掘进机用于平直地面开凿巷道的机器，工作方式：主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走；在施工作业中需要通过导向系统确定掘进机掘进的位姿。隧道施工中特别是高铁、地铁等隧道掘进要求精度很高，导向系统作为掘进机的“眼睛”，有着极为重要的指引方向作用，在掘进机掘进过程中不能出任何问题，因此导向系统的稳定性和准确性至关重要。现有导向系统通信的分配中转是由一些零散的模块设备实现，这个控制中枢只是起到通讯中转分配的作用，主要承担激光靶、全站仪和工控机三者之间的通信信号分配，但是由于隧道施工环境比较恶劣，特别是在TBM掘进时对导向系统通讯的干扰很大，导致通讯偶尔会出现故障，对掘进进度有不小影响；同时由于掘进时的震动以及施工等影响，会有设备出现故障导致通讯中断，这种情况下排查故障需要耗费不少时间。
技术实现思路
为此，本技术提供一种用于掘进机导向系统的控制盒，解决现有掘进机导向控制盒使用不便等情形，提升数据通信的稳定性和可靠性，具有较好的工程应用前景。按照本技术所提供的设计方案，一种用于掘进机导向系统的控制盒，包含壳体，及设于壳体内的电路板，所述壳体是由前后面板、左右面板和上下面板合围而成的腔体结构；壳体前面板上设置有分别与电路板连接的激光靶连接端口、全站仪连接端口、工控机连接端口和电源开关；壳体上面板上设置有与电路板连接的状态指示灯。作为本技术控制盒，进一步地，所述电路板上还布设有用于对激光靶、全站仪和工控机之间交互数据进行数据传输的中继器。作为本技术控制盒，进一步地，所述电路板上还设置有：用于将外界交流电源转换为控制盒所需直流电源的电源转换模块及用于对直流电进行降压处理的直流降压模块。作为本技术控制盒，进一步地，所述通信状态指示灯包含用于显示外界交流电源接入状态的交流电源指示灯，用于显示控制盒所需直流电源连接状态的直流电源指示灯，及用于显示控制盒内外通信信号收发状态的通信状态指示灯。作为本技术控制盒，进一步地，电路板上交流电源及直流电源接入点配备有电源保护元件。作为本技术控制盒，进一步地，所述电路板上设置有用于与下面板固定的支柱安装孔。作为本技术控制盒，进一步地，所述壳体采用ADC12合金材料制作。本技术的有益效果：本技术结构简单、紧凑，设计科学、合理，电路板设于壳体内并在壳体上设置连接端口和状态指示灯，实际使用中，只需将激光靶、全站仪和工控机三者之间的线路连接到控制盒对应的连接端口即可，使接线变得更为便捷、线路结构更为清晰，对设备安装和故障排查有着重要意义；通过指示灯，可以实时检测控制盒的工作状态，并可以在发生故障时初步判断故障是否在控制盒上，有利于更换、维修等操作，具有较强的应用前景，能够有效保证掘进机导向系统控制盒使用过程中的良好性能。附图说明：图1为实施例中控制盒结构示意图；图2为实施例中控制盒上面板示意图；图3为实施例中控制盒前面板示意图；图4为实施例中控制盒左面板示意图；图5为实施例中控制盒下面板示意图。图中标号，标号1代表壳体，标号2代表激光靶连接端口，标号3代表全站仪连接端口，标号4代表工控机连接端口，标号5代表电源开关，标号6代表状态指示灯。具体实施方式：为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本技术作进一步详细的说明。隧道掘进机是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机技术为一体的隧道施工重大技术装备；控制盒在掘进机导向系统中至关重要，承担了激光靶、全站仪和工控机三者之间的通信信号分配。针对施工作业中经常出现的设备故障、通讯中断及维修不便等情形，本技术实施例，参见图1所示，提供一种用于掘进机导向系统的控制盒，包含：壳体，及设于壳体内的电路板，所述壳体是由前后面板、左右面板和上下面板合围而成的腔体结构；壳体前面板上设置有分别与电路板连接的激光靶连接端口、全站仪连接端口、工控机连接端口和电源开关；壳体上面板上设置有与电路板连接的状态指示灯。电路板设于壳体内并在壳体上设置连接端口和状态指示灯，实际使用中，只需将激光靶、全站仪和工控机三者之间的线路连接到控制盒对应的连接端口即可，使接线变得更为便捷、线路结构更为清晰，对设备安装和故障排查有着重要意义。作为本技术实施例控制盒，进一步地，参见图3和5所示，电路板上还布设有用于对激光靶、全站仪和工控机之间交互数据进行数据传输的中继器。实现对通信信号的加强，减少了信号对外传输时被干扰而对通信产生的影响，同时大大增加了导向系统设备间的通信传输距离。作为本技术实施例控制盒，进一步地，电路板上还设置有：用于将外界交流电源转换为控制盒所需直流电源的电源转换模块及用于对直流电进行降压处理的直流降压模块。将外界单相交流电转换为控制盒内设备和激光靶所需的直流电，并通过直流降压模块以实现提供给控制盒中相应设备所用电压的需求。作为本技术实施例控制盒，进一步地，通信状态指示灯包含用于显示外界交流电源接入状态的交流电源指示灯，用于显示控制盒所需直流电源连接状态的直流电源指示灯，及用于显示控制盒内外通信信号收发状态的通信状态指示灯。由于导向系统出厂前会将控制盒做封盖处理，这样可以起到现场防水、防震等作用，但这也导致了不能随意将控制盒打开，给故障的诊断和控制盒的运行状态检测带来了不便；参见图1和2所示，通过三个状态指示灯，可以实时检测控制盒的工作状态，并可以在发生故障时初步判断故障是否在控制盒上。作为本技术实施例控制盒，进一步地，电路板上交流电源及直流电源接入点配备有电源保护元件。对于电气设备以及电路设计来说，安全是大前提；本技术实施例中控制盒内有220V交流电也有十几V甚至几V的直流电，保护的点较多需要考虑多方面，由于所有直流电都来源于交流电，因此在交流电源处及各个直流电源接入点处配备保护设备，控制盒外部可通过旋钮形式更换保护设备。同时由于设备和线路较多，需要考虑接地的地方较多，实施例中可采用多点接地及相应电路以保证各处接地的多种选择性和可靠性。其中，电源保护元件根据实际使用需求，可以设置为气体放电管GDT、压敏电阻MOV、瞬态抑制二极管TVS等。作为本技术实施例控制盒，进一步地，电路板上设置有用于与下面板固定的支柱安装孔，便于控制盒中电路板的拆卸安装和维护。控制盒在使用过程中存在很强的外界电磁干扰，线缆屏蔽层无法屏蔽大部分干扰，这两个大问题对导向系统的使用及工作效率有不小的影响。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于掘进机导向系统的控制盒，包含壳体，及设于壳体内的电路板，其特征在于，所述壳体是由前后面板、左右面板和上下面板合围而成的腔体结构；壳体前面板上设置有分别与电路板连接的激光靶连接端口、全站仪连接端口、工控机连接端口和电源开关；壳体上面板上设置有与电路板连接的状态指示灯。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于掘进机导向系统的控制盒，包含壳体，及设于壳体内的电路板，其特征在于，所述壳体是由前后面板、左右面板和上下面板合围而成的腔体结构；壳体前面板上设置有分别与电路板连接的激光靶连接端口、全站仪连接端口、工控机连接端口和电源开关；壳体上面板上设置有与电路板连接的状态指示灯。


2.根据权利要求1所述的用于掘进机导向系统的控制盒，其特征在于，所述电路板上还布设有用于对激光靶、全站仪和工控机之间交互数据进行数据传输的中继器。


3.根据权利要求1所述的用于掘进机导向系统的控制盒，其特征在于，所述电路板上还设置有：用于将外界交流电源转换为控制盒所需直流电源的电源转换模块及用于对直流电进行降压处理的直流降压模块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒杰，孙浩，赵磊，齐保卫，魏云豹，赵海兵，陈良武，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41