盾构机拼装机角度无线测量系统及盾构机技术方案

本实用新型专利技术提供一种盾构机拼装机角度无线测量系统以及应用该测量系统的盾构机，属于盾构机拼装机角度无线测量的一项技术，利用蓝牙信号的传输装置，把拼装机的位置信号反馈给控制中心PLC，控制中心PLC根据当前位置信号，限制或者控制拼装机的各项动作在安全范围内动作。单轴倾斜仪与第一蓝牙模块组通过测量电缆连接，并随拼装机一同旋转，节省了旋转抗拉的特殊电缆，解决了拼装机旋转布线的烦恼。本实用新型专利技术方案无需布置控制电缆或者通讯电缆经过卷筒或者坦克链，简化了机械结构设计，节约成本，而且安装方便，拆装机无需拆接控制电缆，减少人工，提高效率，非常适合盾构机高效组装，快速掘进的理念，具有巨大的推广价值。具有巨大的推广价值。具有巨大的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
盾构机拼装机角度无线测量系统及盾构机


[0001]本技术涉及盾构机拼装机拼装旋转优化及无线角度测量领域，特别涉及到一种盾构机拼装机角度无线测量系统以及应用该测量系统的盾构机。

技术介绍

[0002]盾构机在掘进隧道时一般都采用拼装管片的方式，将新掘进出来的隧道形成有支撑内衬的隧道，这些隧道可用于地铁、铁路、公路、引水、地下管廊等等。
[0003]目前中国铁建、中铁装备、海瑞克、小松、石川岛、华遂通等盾构机大多数拼装机采用的是坦克链或者电缆卷筒方式布置控制和信号电缆，普遍存在以下缺点：(1) 易产生各种机械损伤，包括由于机械振动、碰撞、冲击、磨损造成线缆损伤，以及倾斜仪损坏；(2)在拼装机操作过程中，抓举管片，启动或者停止时，伴随较大的振动，造成线缆卷筒和坦克链损坏；(3)日本品牌的盾构机，很多没有角度测量装置，只有机械结构的开关限位，知道拼装机的角度或者调节限位非常困难；(4)角度测量装置保护不够，防水等级不够，恶劣环境中使用寿命下降；(5)采用绝对值编码器的测量方式，这种编码器对机械结构要求高，价格也十分昂贵。
[0004]采用有线方式测量角度，拼装机旋转时，拼装机大臂、前后及小爪部分采用有线的方式通讯,即导缆固定于坦克链装置上,随拼装机旋转往返于坦克链中运行,并把控制电缆及通讯电缆引入接线箱内,靠旋转拉动坦克链在其导轨上运动，带动传输数据,缆线在拼装机旋转时存在被拉断的风险。
[0005]无线测量技术在拼装机旋转时可以有效避免以上风险。基于此技术一种盾构机拼装机角度无线测量技术，对于盾构机工程技术改进有重要意义。

技术实现思路

[0006]本技术针对现有技术的不足，提供一种盾构机拼装机角无线测量技术方案，属于盾构机拼装机角度无线测量的一项技术，利用蓝牙信号的传输装置，把拼装机的位置信号反馈给控制中心PLC，控制中心PLC根据当前位置信号，限制或者控制拼装机的各项动作在安全范围内动作，不仅解决了拼装机旋转布线的烦恼，简化了机械结构设计，节约成本，而且安装方便，拆装机无需拆接控制电缆，减少人工，提高效率，非常适合盾构机高效组装，快速掘进的理念，采用两个倾斜仪交叉使用，准确性能高，防水等级好，使用寿命长。
[0007]本技术采取以下方式实现：
[0008]本技术一个方面，提供一种盾构机拼装机角度无线测量系统，包括两个单轴倾斜仪、蓝牙I/O模块套装和可编程逻辑控制器(PLC)；
[0009]所述单轴倾斜仪包括第一单轴倾斜仪和第二单轴倾斜仪，并按以下方式设置安装：在拼装机为0点位置时，第一单轴倾斜仪角度为360度，第二单轴倾斜仪角度为0度，允许误差3度；顺时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由360度往下减少，第二单轴倾斜仪角度由0度往上增加，逆时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由0度往上增加，第二单轴倾斜仪角度由360
度往下减少；
[0010]所述蓝牙I/O模块套装包括第一蓝牙模块组和第二蓝牙模块组，第一蓝牙模块组安装在拼装机上，并跟随拼装机一起转动；通过测量电缆与单轴倾斜仪连接，用于接收单轴倾斜仪测量的角度信号并通过蓝牙协议向第二蓝牙模块组传输角度信号；所述第二蓝牙模块组安装在控制柜上，用于接收第一蓝牙模块组通过蓝牙协议传输的角度信号并保存，并通过信号电缆接入可编程逻辑控制器的输入端，供可编程逻辑控制器拾取角度信号；
[0011]所述可编程逻辑控制器配置为：从第二蓝牙模块组拾取角度信号，并对拾取的两个单轴倾斜仪角度进行分析和逻辑运算，确认拼装机的实际角度。
[0012]进一步地，所述单轴倾斜仪按下表(表一)方式设置安装：
[0013][0014][0015]其中，角度数字单位为度；
[0016]可编程逻辑控制器进一步配置为：从第二蓝牙模块组拾取角度信号，并根据表一对拾取的两个单轴倾斜仪角度进行分析和逻辑运算。
[0017]进一步地，所述单轴倾斜仪按以下方式封装：将两个单轴倾斜仪互补组装在防水盒内，出线口用PG锁头防护。
[0018]所述防水盒采用铸铝材料制作，用环氧树脂胶填充封装。
[0019]所述单轴倾斜仪输出信号为4
‑
20mA模拟信号。
[0020]进一步地，所述盾构机拼装机还包括：人机界面，所述人机界面用于接收并显示可编程逻辑控制器反馈的拼装机实际角度数据，并用于对拼装机角度进行设定；
[0021]所述可编程逻辑控制器还用于向人机界面反馈拼装机实际角度数据。
[0022]本技术的第二个方面，
[0023]提供一种盾构机拼装机，包括以上角度测量系统。
[0024]本技术通过以上方式，实现以下技术效果：
[0025]1、利用蓝牙信号的传输装置，把拼装机的位置信号反馈给控制中心PLC，控制中心PLC根据当前位置信号，已限制或者控制拼装机的各项动作在安全范围内动作。
[0026]2、单轴倾斜仪与第一蓝牙模块组通过测量电缆连接，并随拼装机一同旋转，节省了旋转抗拉的特殊电缆，解决了拼装机旋转布线的烦恼。
[0027]3、无需布置控制电缆或者通讯电缆经过卷筒或者坦克链，简化了机械结构设计，节约成本，而且安装方便，拆装机无需拆接控制电缆，减少人工，提高效率，非常适合盾构机高效组装，快速掘进的理念，具有巨大的推广价值。
附图说明
[0028]图1为本技术盾构机拼装机角度无线测量系统结构图；
[0029]图2为本技术蓝牙传输的基本电路原理图；
[0030]图3为本技术蓝牙传输的电路连接示例。
具体实施方式
[0031]为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述技术。
[0032]实施例一
[0033]本技术一个方面，提供一种盾构机拼装机角度无线测量系统，本技术盾构机拼装机角度无线测量系统结构见图1，包括两个单轴倾斜仪、蓝牙I/O模块套装、可编程逻辑控制器(PLC)和人机界面；
[0034]所述单轴倾斜仪包括第一单轴倾斜仪和第二单轴倾斜仪，并按以下方式设置安装：在拼装机为0点位置时，第一单轴倾斜仪角度为360度，第二单轴倾斜仪角度为0度，允许误差3度；顺时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由360度往下减少，第二单轴倾斜仪角度由0度往上增加，逆时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由0度往上增加，第二单轴倾斜仪角度由360度往下减少，具体安装角度对应如表一；以上条件满足时，所述单轴倾斜仪按以下方式封装：将两个单轴倾斜仪互补组装在防水盒内，出线口用PG锁头防护，使防水等级符合要求，并且紧紧固定在拼装机上，防止抖动造成角度不够精确。
[0035]所述防水盒采用铸铝材料制作，用环氧树脂胶填充封装。
[0036]所述单轴倾斜仪输出信号为4
‑
20mA信号。
[0037]所述蓝牙I/O模块套装包括第一蓝牙模块组和第二蓝牙模块组，第一蓝牙模块组安装在拼装机上，并跟随拼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机拼装机角度无线测量系统，包括两个单轴倾斜仪、蓝牙I/O模块套装和可编程逻辑控制器；其特征在于：所述单轴倾斜仪包括第一单轴倾斜仪和第二单轴倾斜仪，并按以下方式设置安装：在拼装机为0点位置时，第一单轴倾斜仪角度为360度，第二单轴倾斜仪角度为0度，允许误差3度；顺时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由360度往下减少，第二单轴倾斜仪角度由0度往上增加，逆时针旋转时第一单轴倾斜仪角度由0度往上增加，第二单轴倾斜仪角度由360度往下减少；所述蓝牙I/O模块套装包括第一蓝牙模块组和第二蓝牙模块组，第一蓝牙模块组安装在拼装机上，并跟随拼装机一起转动；通过测量电缆与单轴倾斜仪连接，用于接收单轴倾斜仪测量的角度信号并通过蓝牙协议向第二蓝牙模块组传输角度信号；所述第二蓝牙模块组安装在控制柜上，用于接收第一蓝牙模块组通过蓝牙协议传输的角度信号并保存，并通过信号电缆接入可编程逻辑控制器的输入端，供可编程逻辑控制器拾取角度信号；所述可编程逻辑控制器配置为：从第二蓝牙模块组拾取角度信号，并对拾取的两个单轴倾斜仪角度进行分析和逻辑运算，确认拼装机的实际角度。2.根据权利要求1所述的一种盾构机拼装机角度无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏延奇，徐昊朗，李修保，
申请(专利权)人：江苏凯宫隧道机械有限公司，
类型：新型
国别省市：