Устройство для определения уклона проходческого щита

 

Изобретение относится к подземному Строительству и м.б. использовано на проходческих щитах при строительстве тоннелей. Цель изобретения - повышение точности определения уклона проходческого щита. На корпусе 2 устр-ва шарнирно закреплена платформа 1, на которой расположена ампула 6 уровня, содержащая жидкость 7 и пузырек 8 газа. Снизу от ампулы 6 расположены светодиоды (СД) 14, 15, а сверху - фотодиоды (ФД) 17, 18. Устр-во имеет электродвигатель 3 с блоком управления 10, соединенным с винтом 5 через редуктор 11. С электродвигателем 9 соединен цилиндр (Ц) 12 с СД 16 внутри и ФД 19 снаружи . По периметру Ц 12 имеются отверстия 13, через которые СД 16 освещают ФД 19. При изменении уклона щита зырек 8 газа смещается. При этом перестает освещаться ФД 18, электродвигатель 9 через блок 10 управления включается и начнет вращать винт 5, Платформа 1 поднимется и лузьфек газа вернется в центр ампулы 6. При этом вращается Ц 12 и на ФД 19 поступают импульсы света от СД 16. Импуль сы света подаются на вход реверсивного счетчика 37, который учитывает наклон щита. 1 ип. СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК дд 4 Е 21 С 35/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4225818/22-03 (22) 07.04.87 (46) 30,01,89. Бюл. Р 4 .(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Главмосинжстроя при Мосгорисполкоме. (72) О.В.Аристов, В.Б.Горовиц, А.В.Дубровин, З.С.Менакер и В..М.Хасиев (53) 624.19:622.232.8:528.421 (088.8) (56) Авторское свидетельство .СССР В 298818, кл. G 01 С 9/06, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Р 1224581, кл. G 01 С 9/08, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УКЛОНА ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА (57) Изобретение относится к подземному строительству и м.б. использовано на проходческих щитах при строительстве тоннелей. Цель изобретения— повышение точности определения уклона проходческого щита. На корпусе 2 устр-ва шарнирно закреплена платфорÄÄSUÄÄ 1454965 А1 ма 1, на которой расположена ампула

6 уровня, содержащая жидкость 7 и пузырек 8 газа. Снизу от ампулы 6 расположены светодиоды (СД) 14, 15, а сверху — фотодиоды (ФД) 17, 18.

Устр-во имеет электродвигатель 3 с блоком управления 10, соединенным с винтом 5 через редуктор 11. С электродвигателем 9 соединен цилиндр (Ц) 12 с СД 16 внутри и ФД 19 снаружи. По периметру Ц 12 имеются отверстия 13, через которые СД 16 освещают

ФД 19. При изменении уклона щита пузырек 8 rasa смещается. При этом перестает освещаться ФД 18, электродвигатель 9 через блок 10 управления включается и начнет вращать винт 5.

Платформа 1 поднимется н пузырек Ц) газа вернется в центр ампулы 6. При этом вращается Ц 12 и на ФД 19 посту %м лают импульсы света от СД 16. Импуль". сы света подаются на вход реверсивного счетчика 37, который учитывает наклон щита. 1 ил.

l454965

Изобретение относится к подземному строительству, а именно к устройствам для определения уклона проходческого щита, и может быть использовано на проходческих щитах при строительстве тоннелей.

Целью изобретения является повыше- ние точности определения уклона проходческого щита. 10

На чертеже изображена схема уст- " ройства для определения уклона проходческого щита.

Устройство для определения уклона проходческого щита содержит платформу 15

1, шарнирно закрепленную на корпусе

2 устройства, и взаимодействующую посредством пружин 3 с -гайкой 4, ус- тановленной в корпусе 2 с возможностью перемещения винта 5, укрепленную на платформе 1 ампулу уровня 6, содержащую жидкость 7 и пузырек 8 газа, электродвигатель 10, взаимодействующий с блоком 10 управления и соединенный с винтом 5 через редук- 25 тор 11, цилиндр 12, насаженный на вал электродвигателя 9, причем по периметру цилиндра 12 имеются отверстия 13, три светодиода 14 — 16 и три фотодиода 1? — 19, причем первые два светодиода 14, 15 и первые два фотодиода 17, 18 расположены попарно друг против друга с противоположных сторон ампулы уровня 6 таким образом, что они находятся по разным сторонам от центра ампулы уровня 6, а третий светодиод 16 и третий фотодиод t9 расцоложены вдоль одной оси, проходящей через отверстия 13 в стенке цилиндра 12, причем светодиод 16 рас- 40 положен внутри цилиндра 12 и перпендикулярно к его поверхности, а фотодиод 19 — снаружи цилиндра 12, три компаратора 20 — 22, к первым входам которых подключены соответственно регулировочные резисторы 23 — 25, элементы НЕ 26, 27, входы которых подключены соответстввнно к выходам второго 21 и первого 20 компараторов, пять элементов И 28 — 32, два RSтриггера 33 и 34, первые входы кото50 рых соединены с соответствующими входами двух ключей 35 и 36, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 10 управления, реверсивный счетчик 37, задатчик 38 уклона, сумматор 39., Устройство работает следующим образом.

Компаратор 20 настраивается резистором 23 таким образом, что если свет от светодиода 14 проходит на фотодиод 17 через пузырек 8 газа, то с выхода компаратора 20 снимается "1", Если свет от светодиода 14 проходит на фотодиод 17 только через жидкость

7, то с выхода компаратора 20 снимается "0". Точно также настраиваются элементы: светодиод 15, фотодиод

13, компаратор 21 и резистор 24. Таким образом, если пузырек 8: газа находится в центре ампулы уровня 6, то оба фотодиода 17, 18 освещены и с выхода компаратора 20, 21 снимается

"1". Если пузырек газа находится в окресности центра ампулы уровня 6, например, и смещен вправо, то фотодиод 17 освещен, а фотодиод 18 неосвещен и с выхода компаратора 20 снн» мается "1", а с выхода компаратора

21 - "0". Если пузырек 8 газа находится далеко от центра ампулы уровня

6, то оба фотодиода 17 и 18 неосвещены и с выходов компараторов 20, 21 снимается "0"., Если в начальный момент времени пузырек 8 газа находится в центре ампулы уровня б,тогда фотодиоды 17, t8 освещеныи с выходов компараторов

20 н 21 снимаются "1",которые подаются на элемент И 28, с выхода которого снимается "1", поступающая на первые входы триггеров 33, 34. Последние устанавливаются в такое положение, что с их первых выходов — 1.снимается "0", ключи 35, 36 размыкаются и на блок 10 управления не подаются команды, электродвигатель 9 остановлен и не вращается. Если при движении щита его уклон не меняется, то содержимое сумматора 39 также не меняется. Если при движении щита его уклон изменился, то пузырек 8 газа покидает центр ампулы уровня б и nei ремещается к его краю, например вправо. При движении пузырька 8 .ваза сначала перестанет освещаться фотодиод 18, а затем — фотодиод 17 ° Когда фотодиод t8 перестанет освещаться, на выходе компаратора 21 появляется

"0", с выхода элемента И ?8 снимется

"0" и триггеры ЗЗ, 34 готовы воспринять информацию, причем с их первых выходов снимаются по-прежнему "0", а со вторых — "1". При появлении "0" на выходе компаратора 21 появляется "1" на выходе элемента НЕ 26, на входы

4 мется "1", с выхода элемента И 28—

"1", и триггеры 33, 34 приведены в исходное состояние, что приводит к появлению "0" на первом выходе триг5 гера 33, отключению ключа 35 и остаа новке электродвигателя 9.

Если при изменении уклона пузырек де отклонился влево, то опрокидывается триггер 34, срабатывает ключ 35 и электродвигатель 9 начинает вращение в другую сторону. Счетные импульсы с а компаратора 22 теперь проходят через элемент И 32 на второй вход счетчика

1- 15 37, содержание которого с приходом очередного импульса уменьшается. я Пружина 3, соединенная с корпусом

2 и платформой 1, предохраняет а- устройство от ложных срабатываний, вызванных тряской и вибрацией щита.

Начальная установка устройства т- производится следующим образом.

Геодезическими методами щит выводится на проектный уклон. Вращая ре— 25 дуктор 11, платформа 1 выводится на середину винта 5. Перемещая корпус да 2 устройства относительно щита, пузырек 8 газа выводят в центр уровня 6. а- Информацию о проектном уклоне вводят

Зо в задатчик 38 проектного уклона.

Сумматор 39 реализует функцию е- П см П e + (1) где U - содержимое сумматора З9; ,а U, — содержимое счетчика 37;

U — содержимое задатчика 38.

В начальном положении

Псм 1 3 (2) и равно проектному уклону. Если щит двигается, не меняя уклона, то U =0

4О и равенство (2) сохраняется. Если щит получил уклон, то справедливо условие (f), причем U, может быть больше или меньше нуля.

Использование предлагаемого уст-.

45 ройства значительно повышает точность определения уклона щита, а значит, и точность ведения его по трассе, что уменьшает время проходки, так как оно не теряется на корректировку по5О ложения щита относительно проектной оси тоннеля. элемента И 29 приходят "1": одна с выхода элемента НЕ 26, вторая с вто рого выхода триггера 34. На выходе элемента И 29 появляется 1, триггер

33 опрокидывается. Теперь с первого выхода триггера 33 снимается "1", со второго — "0".

При появлении "1" на первом выхо триггера 33 ключ 35 замыкается и че рез блок управления 10 включается электродвигатель 9. Через редуктор

11 он начинает вращать винт 5. Гайк .4 перемещается вдоль винта 5, платформа 1 начинает подниматься и пузь рек 8 газа в ампуле уровня 6 начинает перемещаться влево. В это врем начинает вращательное движение цилиндр 12. При этом на фотодиод 19 н чинают поступать импульсы света, об разованные излучением светодиода 16 и цилиндра 12 с отверстиями 1 3, Нас роечным резисторрм 25 компаратор 22 настраивается таким образом, что если фотодиод 19 освещен, то с выхо да компаратора 22 снимается "t", ес ли фотодиод 19 неосвещен, то с выхо компаратора 22 снимается "0". При вращении цилиндра 12 на выходе комп ратора 22 начинают образовываться счетные импульсы, которые проходят через элемент И 31 на первый вход р версивного счетчика 37, содержимое счетчика 37 начинает увеличиваться содержимое сумматора 39 также начинает увеличиваться. В то же время счетные импульсы не могут пройти че реэ элемент И 32, поскольку с перво го выхода триггера 34 снимается "0 счетные импульсы проходят через эл мент И 32, поскольку с первого выхода триггера 33 снимается "1".

При перемещении пузырька вправо вслед за фотодиодом 18 теряет освещенность фотодиод 17 и с выхода эле мента "НЕ" 27 начинает сниматься "1

Однако триггер 34 не опрокинется, поскольку с второго выхода триггера

33, который опрокинулся раньше (сра зу после того как фотодиод 18 перестал освещаться), снимается "0", поэтому с выхода элемента И 30 также снимается "0".

После включения электродвигателя

9 пузырек 8 газа перемещается влево до тех пор, пока оба фотодиода 17 и

18 не станут освещены. В этот момент! с выходов компараторов 20, 21 сниФормула изобретения

Устройство для определения уклона проходческого щита, включающее платформу, шарнирно соединенную с корпусом и подпружиненную относительно него, винтогаечный ме.,1низм поворота платформы, укрепленную на плат1454965 6 реверсивного счетчика, подключенного к первому входу сумматора, к второму входу которого подключен задатчик уклона, а выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к входам первого и второго элементов НЕ и соответственно к первому и второму входам третьего элемента И, 10 выход которого подключен к первым входам первого и второго Rs-тригге-. ров, а выход первого и второго элементов НЕ подключены соответственно

Ф к первым входам четвертого и пятого

16 элементов И, выходы которых соответственно подключены к вторым входам первого и второго RS-триггеров, первый выход первого КФтриггера подклю" чен к второму входу пятого элемента

2О И, второй - к второму входу первого элемента И и к входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход второго RS-триггера подключен к вто25 рому входу четвертого элемента И, а второй - к второму входу второго элемента И и к входу второго ключа, выход которого подключен к второму входу блока управления. форме ампулу уровня, содержащую жид кость с пузырьком газа, два свето-. диода и два фотодиода, установленные попарно с разных, сторон ампулы, причем выходы фотодиодовi подключены к входам компараторов, о т л и ч а ю . щ е е с я тем, что,, с целью повышения точности определения уклона проходческого щита, оно снабжено электродвигателем, соединенным с винтом через редуктор, цилиндром с отверстиями, расположенными на его пери-. метру и насаженным на вал электродвигателя, третьим светодиодом, . третьим фотодиодом, третьим компаратором, пятью элементами И, двумя элементами НЕ, реверсивным счетчиком, сумматором, задатчиком уклона, двумя

М-триггерами, двумя ключами и блоком управления, выход которого подключен к входу электродвигателя, причем третий свотодиод размещен-внутри цилиндра, а выход третьего фотодиода подключен к входу третьего компаратора, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов

И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам

Составитель Л.Виноградов

Техред А.Кравчук

Корректор В.Бутяга

Редактор М.Келемеш

Производственно;полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7422!36 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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