本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)及暗挖臺(tái)車。

背景技術(shù)：

在采用暗挖法進(jìn)行地鐵施工時(shí)，暗挖大斷面的初期支護(hù)是必不可少的環(huán)節(jié)。目前主要以格柵和錨噴混凝土作為初期支護(hù)的手段，當(dāng)柵格放好后再進(jìn)行超前導(dǎo)管的打入。超前導(dǎo)管的打入要求較為嚴(yán)格，打入后的導(dǎo)管在斷面上的分布情況及打入深度將直接影響大斷面初期支護(hù)的質(zhì)量，如果打入導(dǎo)管的位置或質(zhì)量不好，則導(dǎo)致初期支護(hù)效果不佳，影響施工質(zhì)量。

目前在暗挖施工中超前導(dǎo)管的打入主要有兩種方式，一種是人工用風(fēng)鎬打入導(dǎo)管，另一種是利用暗挖臺(tái)車打入導(dǎo)管。其中，人工作業(yè)時(shí)，首先在隧道斷面上測(cè)量并標(biāo)記需打入工作桿的位置，然后由操作人員手持風(fēng)鎬將導(dǎo)管一個(gè)個(gè)打入。手持風(fēng)鎬的方式不但效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且打入導(dǎo)管的深度也無(wú)法保證，在打入過(guò)程中，還容易把導(dǎo)管折彎。

暗挖臺(tái)車是一種地鐵暗挖施工機(jī)械，利用工作臂前端的鑿巖機(jī)進(jìn)行超前導(dǎo)管打入工作?，F(xiàn)有的暗挖臺(tái)車采用全液壓控制系統(tǒng)，控制過(guò)程中主要依靠液壓手柄和開關(guān)按鈕進(jìn)行簡(jiǎn)單的系統(tǒng)控制，其控制精度低，當(dāng)遇到復(fù)雜的施工工況時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)較好的控制效果。

現(xiàn)有的暗挖臺(tái)車所采用的控制方案存在以下缺點(diǎn)：

1、由于隧道工作面與暗挖臺(tái)車操控臺(tái)距離較遠(yuǎn)，操作人員坐在操作座椅進(jìn)行打?qū)Ч茏鳂I(yè)時(shí)，鑿巖機(jī)前端機(jī)構(gòu)阻擋視線，使得操作人員對(duì)推進(jìn)梁與支撐面的距離、角度不好確認(rèn)，導(dǎo)致導(dǎo)管定位不準(zhǔn)確。

2、整機(jī)沒有控制器和顯示器，主要依靠繼電器的切換實(shí)現(xiàn)對(duì)鑿巖機(jī)的邏輯控制，可靠性不高，傳感器采集的數(shù)據(jù)無(wú)法和控制器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，也不能進(jìn)行人機(jī)交互，作業(yè)精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提出一種導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)及暗挖臺(tái)車，能夠提高導(dǎo)管打入的效率和定位精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)，包括：無(wú)線遙控裝置、無(wú)線接收器、控制器和電控液壓閥，所述無(wú)線遙控裝置與所述無(wú)線接收器采用無(wú)線通信信號(hào)連接，用于將操作指令以無(wú)線方式發(fā)送給所述無(wú)線接收器，所述控制器分別與所述無(wú)線接收器和所述電控液壓閥信號(hào)連接，所述電控液壓閥設(shè)置在導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)的工作油路中，用于控制所述導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)的定位和打入動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述無(wú)線遙控裝置包括無(wú)線發(fā)射器和操作面板，在所述操作面板上設(shè)有搖桿和按鈕，分別與所述無(wú)線發(fā)射器信號(hào)連接，通過(guò)操縱所述操作面板能夠?qū)⑾鄳?yīng)的操作指令通過(guò)所述無(wú)線發(fā)射器傳遞給所述無(wú)線接收器。

進(jìn)一步地，還包括車載操控裝置，所述車載操控裝置與所述控制器信號(hào)連接，所述控制器對(duì)從所述車載操控裝置和所述無(wú)線接收器接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并在確認(rèn)所述車載操控裝置有信號(hào)輸出時(shí)，拒絕采納來(lái)自所述無(wú)線接收器的操作指令，以及在確認(rèn)所述車載操控裝置無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，采納來(lái)自所述無(wú)線接收器的操作指令。

進(jìn)一步地，所述操作面板上還設(shè)有對(duì)應(yīng)于微動(dòng)模式的微動(dòng)開關(guān)，對(duì)于所述搖桿的相同操作行程，該微動(dòng)模式下所述控制器對(duì)所述電控液壓閥的控制輸出電流值I_微小于正常模式下所述控制器對(duì)所述電控液壓閥的控制輸出電流值I_正常。

進(jìn)一步地，還包括人機(jī)交互裝置，與所述控制器信號(hào)連接，能夠顯示傳感數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)接收的外部輸入進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

進(jìn)一步地，所述無(wú)線接收器和所述人機(jī)交互裝置均通過(guò)控制器局域網(wǎng)總線信號(hào)連接。

進(jìn)一步地，還包括長(zhǎng)度傳感器和壓力傳感器，與所述控制器信號(hào)連接，分別用于檢測(cè)鑿巖機(jī)的推進(jìn)長(zhǎng)度和推進(jìn)壓力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種暗挖臺(tái)車，包括鑿巖機(jī)，其中，還包括前述的導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)。

基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過(guò)無(wú)線遙控裝置向控制器發(fā)送操作指令，并通過(guò)電控液壓閥控制導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)的定位和打入動(dòng)作。無(wú)線遙控裝置使得操作人員能夠離開工作座位而到達(dá)鑿巖機(jī)前端進(jìn)行控制，視線不受影響，在打?qū)Ч芏ㄎ贿^(guò)程中能夠方便地快速定位，增加工作效率，提高導(dǎo)管打入的效率和定位精度；此外，通過(guò)電控方式簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)，能夠減少液壓元件的使用，既能降低故障率，也能夠使維修更為方便。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的原理示意圖。

圖2為本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的原理示意圖。

圖3為本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)實(shí)施例中的控制器在正常模式和微動(dòng)模式下不同的輸出結(jié)果示意圖。

圖4為基于本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的控制流程實(shí)例的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1所示，為本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的一實(shí)施例的原理示意圖。在本實(shí)施例中，導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)包括：無(wú)線遙控裝置10、無(wú)線接收器20、控制器30和電控液壓閥40，所述無(wú)線遙控裝置10與所述無(wú)線接收器20采用無(wú)線通信信號(hào)連接，用于將操作指令以無(wú)線方式發(fā)送給所述無(wú)線接收器20，所述控制器30分別與所述無(wú)線接收器20和所述電控液壓閥40信號(hào)連接，所述電控液壓閥40設(shè)置在導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)50的工作油路中，用于控制所述導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)50的定位和打入動(dòng)作。

在本實(shí)施例中，操作人員可以手持無(wú)線遙控裝置離開工作座位，并到達(dá)鑿巖機(jī)前端適合的位置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，由于該位置視線不受影響，因此在打?qū)Ч芏ㄎ贿^(guò)程中能夠方便地快速定位，提高了工作效率。另外，相比于現(xiàn)有的全液壓控制系統(tǒng)，本實(shí)施例通過(guò)電控方式簡(jiǎn)化液壓系統(tǒng)，能夠減少液壓元件的使用，既能降低故障率，也能夠使維修更為方便。

如圖2所示，為本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的另一實(shí)施例的原理示意圖。與上一實(shí)施例相比，本實(shí)施例中的無(wú)線遙控裝置10包括無(wú)線發(fā)射器11和操作面板12，在所述操作面板12上設(shè)有搖桿和按鈕，分別與所述無(wú)線發(fā)射器11信號(hào)連接，通過(guò)操縱所述操作面板12能夠?qū)⑾鄳?yīng)的操作指令通過(guò)所述無(wú)線發(fā)射器11傳遞給所述無(wú)線接收器20。在本實(shí)施例中，操作人員可以通過(guò)搖桿來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿的定位和打入動(dòng)作，通過(guò)按鈕來(lái)調(diào)整控制模式。

導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)50可以包括執(zhí)行導(dǎo)桿定位、打入等作業(yè)的液壓缸、液壓馬達(dá)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體操作可以在操作面板上通過(guò)不同的搖桿和按鈕實(shí)現(xiàn)。除了用于控制導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)位置和打入動(dòng)作的相關(guān)操作元件之外，在操作面板上還可以包括對(duì)應(yīng)于微動(dòng)模式的微動(dòng)開關(guān)。當(dāng)操作人員按下微動(dòng)開關(guān)時(shí)，則導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)從正常模式進(jìn)入微動(dòng)模式，而復(fù)位微動(dòng)開關(guān)或者按下對(duì)應(yīng)于正常模式的按鈕時(shí)，則導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)恢復(fù)成正常模式。

對(duì)于搖桿的相同操作行程，該微動(dòng)模式下控制器30對(duì)電控液壓閥40的控制輸出電流值I_微小于正常模式下所述控制器30對(duì)所述電控液壓閥40的控制輸出電流值I_正常。由于控制器在微動(dòng)模式下輸出較小，以使得導(dǎo)桿打入執(zhí)行機(jī)構(gòu)50的運(yùn)動(dòng)速度較正常模式下更慢，因此更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)桿打入執(zhí)行機(jī)構(gòu)50的細(xì)微控制，實(shí)現(xiàn)更高的控制精度。通過(guò)微動(dòng)模式和正常模式的切換，操作人員可以在導(dǎo)桿距離打入位置較遠(yuǎn)時(shí)使用正常模式來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的位置粗調(diào)，而當(dāng)導(dǎo)桿已到達(dá)打孔位置附近時(shí)，則使用微動(dòng)模式進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，提高導(dǎo)桿的定位精度。

舉例來(lái)說(shuō)，參考圖3，正常模式下所述控制器30對(duì)所述電控液壓閥40的控制輸出電流值I_正常的計(jì)算公式可如下式：

I_正常＝c*(I₁-I₀)/(b-a)+I₀；

而微動(dòng)模式下，控制器30對(duì)所述電控液壓閥40的控制輸出電流值I_微的計(jì)算公式可如下式：

I_微＝c*(I₁-I₀)/[k*(b-a)]+I₀；

其中，a、I₀分別為所述搖桿到達(dá)死區(qū)邊界時(shí)的輸出值和對(duì)應(yīng)的比例閥電流值，b、I1分別為所述搖桿最大行程時(shí)的輸出值和對(duì)應(yīng)的比例閥口全開電流值，c為搖桿當(dāng)前行程對(duì)應(yīng)的輸出值，且c∈[a，b]，k為微動(dòng)系數(shù)，且k>1。

微動(dòng)系數(shù)k可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，例如取值為2或更大，相應(yīng)的可實(shí)現(xiàn)微動(dòng)模式下更為細(xì)微的調(diào)整精度。

除了無(wú)線遙控裝置的無(wú)線遠(yuǎn)程控制之外，導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括車載操控裝置70(參見圖2)，車載操控裝置70與所述控制器30信號(hào)連接，所述控制器30對(duì)從所述車載操控裝置70和所述無(wú)線接收器20接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并在確認(rèn)所述車載操控裝置70有信號(hào)輸出時(shí)，拒絕采納來(lái)自所述無(wú)線接收器20的操作指令，以及在確認(rèn)所述車載操控裝置70無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，采納來(lái)自所述無(wú)線接收器20的操作指令。

車載操控裝置70可以實(shí)現(xiàn)操作人員在暗挖臺(tái)車上的操控要求，而且為了提高安全性能，在本實(shí)施例中采用的是車載操控裝置控制優(yōu)先的安全規(guī)則。當(dāng)車載操控裝置有車載操控信號(hào)發(fā)出時(shí)，無(wú)論無(wú)線遙控裝置是否發(fā)出無(wú)線操控信號(hào)，或者發(fā)出的無(wú)線操縱信號(hào)代表何種操作指令，都不會(huì)被控制器采納，只有當(dāng)車載操控裝置沒有信號(hào)輸出時(shí)，才會(huì)采納來(lái)自無(wú)線遙控裝置所發(fā)出的無(wú)線操縱信號(hào)所對(duì)應(yīng)的操作指令。這樣能有效地防止控制信號(hào)的混亂，提高系統(tǒng)的安全性。

為了提高作業(yè)精度，在本實(shí)用新型的導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，還可以加入人機(jī)交互裝置80，該裝置與控制器30信號(hào)連接，能夠顯示傳感數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)接收的外部輸入進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。傳感數(shù)據(jù)可以來(lái)自與控制器30信號(hào)連接的長(zhǎng)度傳感器61和壓力傳感器62，這兩種傳感器分別用于檢測(cè)鑿巖機(jī)的推進(jìn)長(zhǎng)度和推進(jìn)壓力。參數(shù)設(shè)定可以包括對(duì)k值的設(shè)定、車載操控和無(wú)線遙控模式的優(yōu)先選擇等。無(wú)線接收器20和所述人機(jī)交互裝置80均可通過(guò)控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network，簡(jiǎn)稱CAN)總線信號(hào)連接。

上述各導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)實(shí)施例可適用于各類需要進(jìn)行導(dǎo)管打入的作業(yè)設(shè)備，尤其適用于地下作業(yè)的暗挖臺(tái)車。因此本實(shí)用新型也提供了一種暗挖臺(tái)車，包括鑿巖機(jī)，還包括前述的導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)。

下面將參考圖4對(duì)本實(shí)用新型導(dǎo)管打入控制系統(tǒng)的一種控制流程實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。該控制流程包括以下步驟：

步驟100、控制器判斷是否接收到車載操控信號(hào)輸入，是則執(zhí)行步驟400，否則執(zhí)行步驟200；

步驟200、控制器判斷是否接收到無(wú)線操縱信號(hào)輸入，是則執(zhí)行步驟300，否則返回步驟100；

步驟300、控制器判斷是否接收到切換到微動(dòng)模式的操作指令，是則執(zhí)行步驟500，否則執(zhí)行步驟400；

步驟400、控制器按照正常模式對(duì)電控液壓閥進(jìn)行控制輸出，然后執(zhí)行步驟600；

步驟500、控制器按照微動(dòng)模式對(duì)電控液壓閥進(jìn)行控制輸出，然后執(zhí)行步驟600；

步驟600、電控液壓閥根據(jù)控制指令控制導(dǎo)桿打入作業(yè)機(jī)構(gòu)的定位和打入動(dòng)作。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。