專利名稱：渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置。
技術(shù)背景渠道機(jī)械化襯砌技術(shù)在國外發(fā)展已有幾十年的歷史。在初砌過程中，會 因?qū)к壐叱套兓斐梢r砌成型面不平整，襯砌厚度不符合要求的情況，因 此需要加裝自動平衡控制裝置以自動調(diào)整襯砌機(jī)的高度，保證襯砌成型面的 表面平整度和成型厚度符合精度要求。目前只有國外履帶式襯砌機(jī)具有接觸 式傳感器加請教傳感器的自動平衡裝置。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備在運(yùn)行時由于波動 或擺動甚至傳感器的壓迫造成的基準(zhǔn)繩的形變等，使控制精度低，不適合長 斜坡襯砌機(jī)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于工作穩(wěn)定、可靠、精度高的渠道成型機(jī)自動平 衡控制裝置。本實(shí)用新型有左上、右上、左下、右下四組數(shù)據(jù)釆集傳感器，每組數(shù)據(jù) 采集傳感器包括至少一個超聲波傳感器，每組傳感器分別與控制電路連接， 控制電路控制輸出端接四角處支腿上的油缸。使用時，四組數(shù)據(jù)采集傳感器 的位置與兩個提前設(shè)置的基準(zhǔn)繩對應(yīng)。由于本實(shí)用新型采用的是超聲波這種 無接觸式的數(shù)據(jù)采集方式，不與基準(zhǔn)繩直接接觸，因而在設(shè)備運(yùn)行過程中， 不會引起基準(zhǔn)繩的形變，因此，數(shù)據(jù)采集會更加準(zhǔn)確。在上述的每組數(shù)據(jù)采集傳感器，可只設(shè)置一個傳感器，但為了避免傳感 器的擺動等因素造成較大的誤差，可采用幾個傳感器，并采用離基準(zhǔn)繩最近 的傳感器采集的數(shù)據(jù)。這時， 一般將每組傳感器安裝在一支架上，每個支架 上設(shè)置至少2-6個超聲波數(shù)據(jù)采集傳感器。具體加工時，支架的結(jié)構(gòu)可至少 包括與設(shè)備運(yùn)行方向垂直的直桿，超聲波數(shù)據(jù)采集傳感器沿直桿長度方向布 置。由于超聲波的傳播速度與溫度等外界參數(shù)有關(guān)，為準(zhǔn)確確定數(shù)據(jù)采集傳 感器與基準(zhǔn)繩之間的距離，可以在設(shè)備上設(shè)置超聲波校正傳感器，對于前述將一組數(shù)據(jù)釆集傳感器設(shè)置在一橫桿的這種結(jié)構(gòu)，可將支架進(jìn)一步設(shè)計(jì)為n
形，在其中一個縱邊上安裝超聲波校正傳感器，在工作前，首先通過超聲波 校正傳感器向支架的另一側(cè)邊發(fā)出并收集信號，由于兩側(cè)邊的距離一定，因 此，由此可以確定此時超聲波的傳播速度，從而對數(shù)據(jù)釆集傳感器進(jìn)行校正。此外，本實(shí)用新型中，各超聲傳感器可通過CAN通訊電路與控制電路連 接，這種通訊方式具有穩(wěn)定、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對襯砌機(jī)高度自動控制，保證混凝土襯砌成型面平 整度和厚度符合精度要求。自動平衡系統(tǒng)在工作前對襯砌厚度進(jìn)行設(shè)定，在 工作過程中，裝置自動完成對襯砌機(jī)的平衡調(diào)整工作。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例使用狀態(tài)的主視圖；圖2為圖1的右視圖；圖3為圖2中A點(diǎn)的放大圖；圖4為超聲數(shù)據(jù)采集傳感器側(cè)面圖；圖5為本實(shí)施例液壓系統(tǒng)圖；其中，1、上部主控器，2、左上液壓支腿油缸，3、上基準(zhǔn)繩，4、上部 基準(zhǔn)繩支撐，5、左上傳感器組，6、上部液壓站，7、右上液壓支腿油缸，8、 右上傳感器組，9、下基準(zhǔn)繩支撐，10、下基準(zhǔn)繩，11、左下傳感器組，12、 下部主控器，13、右下液壓支腿油缸，14、右下傳感器組，15、下部液壓站， 16、支架，17、超聲波數(shù)據(jù)釆集傳感器，18、超聲波校正傳感器。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例包括上、下行走機(jī)構(gòu)以及安裝在上、下行走機(jī)構(gòu)上的襯砌機(jī)構(gòu)。 在上、下行走機(jī)構(gòu)上分別安裝有左上、右上、左下、右下四個液壓支腿油缸， 其油路分別與上、下兩個液壓站連接。在上下行走機(jī)構(gòu)上還分別有與各液壓 支腿油缸對應(yīng)的左上、右上、左下、右下四個傳感器組，每個傳感器組安裝在與設(shè)備行走方向垂直的n形支架上，每個支架的橫邊上沿其長度方向裝有五個超聲數(shù)據(jù)采集傳感器，在其一個側(cè)邊上安裝有一個與另一側(cè)邊相對的超 聲校正傳感器。各超聲傳感器通過CAN通訊電路與包括控制電路的主控器連 接。主控器的控制線控制液壓站工作，并根據(jù)主控器的命令控制液壓系統(tǒng)的 相應(yīng)液壓閥，使左上或右上或左下或右下四個液壓油缸工作。從而使其能夠 調(diào)整其行程、進(jìn)而達(dá)到控制設(shè)備平衡的目的。在使用本實(shí)用新型的設(shè)備前，需要在襯砌機(jī)上下兩端各設(shè)置一道鋼絲基
準(zhǔn)繩，每隔一定間距設(shè)置支撐樁支撐基準(zhǔn)繩，基準(zhǔn)繩敷設(shè)時使用水平儀使其 水平度符合要求，并且與渠道軸心平行，在基準(zhǔn)繩上部一定距離處，設(shè)備上 安裝超聲波傳感器檢測傳感器到基準(zhǔn)繩的距離，當(dāng)設(shè)備由于導(dǎo)軌高度變化造 成高度變化時，超聲波就會檢測到距離的變化。超聲波傳感器將檢測的距離型號通過CAN方式傳輸之主控器，主控器獲得超聲波傳感器探測的實(shí)際距離 數(shù)據(jù)后，用實(shí)際距離與設(shè)定的基準(zhǔn)距離比較，根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)時輸出PWM 信號，控制液壓系統(tǒng)的液壓閥開斷，使液壓系統(tǒng)對襯砌機(jī)液壓支退進(jìn)行不同 方向和脈寬的供油，實(shí)現(xiàn)對襯砌機(jī)高度自動控制，保證混凝土襯砌成型面平 整度和厚度符合精度要求。自動平衡系統(tǒng)在工作前對襯砌厚度進(jìn)行設(shè)定，在 工作過程中，裝置自動完成對襯砌機(jī)的平衡調(diào)整工作。本裝置液壓部分由電動機(jī)、液壓泵、電磁/手動換向閥組、油箱、液壓鎖 以及液壓支腿油缸組成，系統(tǒng)設(shè)有兩套液壓站，分別設(shè)置于設(shè)備上部與下部， 下部液壓站給設(shè)備下端兩液壓支腿油缸提供動力，上部液壓站給設(shè)備上端兩 液壓支腿油缸提供動力。本實(shí)施例的液壓系統(tǒng)工作原理如圖5所示，其工作過程如下液壓系統(tǒng) 供電后，電動機(jī)帶動工作液壓泵泵油，液壓泵輸出的油經(jīng)分流閥分出兩路， 分別至1#電磁/手動閥組和2#電磁/手動閥組。l弁閥組給前方油缸供油，2#閥組給后方油缸供油。當(dāng)時用手動控制方式 時，操作1#手動閥，可以使前方油缸伸縮，設(shè)備前方升高或者降低。操作2#手動闊，可以使后方油缸伸縮，設(shè)備后方升高或者降低。當(dāng)自動平衡控制與自動檢測系統(tǒng)處于自動控制方式時，電磁閥在主控器 PWM信號作用下，根據(jù)設(shè)備高度偏差情況脈動控制設(shè)備升降，使襯砌機(jī)處于 正確的位置，保證襯砌精度符合要求。
權(quán)利要求1、一種渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置，其特征是它有左上、右上、左下、右下四組數(shù)據(jù)采集傳感器，每組數(shù)據(jù)采集傳感器包括至少一個超聲波傳感器，每組傳感器分別與控制電路連接，控制電路控制輸出端接四角處支腿上的油缸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置，其特征是所 述的每組傳感器安裝在一支架上，每個支架上設(shè)置至少2-6個超聲波數(shù)據(jù)采 集傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置，其特征是所 述支架至少包括與設(shè)備運(yùn)行方向垂直的直桿，超聲波數(shù)據(jù)采集傳感器沿直桿 長度方向布置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置，其特征是所述的支架為n形支架上，數(shù)據(jù)采集傳感器安裝在中間的橫桿上；其一個側(cè)邊上設(shè)置有朝向另一側(cè)另的超聲波校正傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置， 其特征是各超聲傳感器通過CAN通訊電路與控制電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型為一種渠道成型機(jī)自動平衡控制裝置。它有左上、右上、左下、右下四組數(shù)據(jù)采集傳感器，每組數(shù)據(jù)采集傳感器包括至少一個超聲波傳感器，每組傳感器分別與控制電路連接，控制電路控制輸出端接四角處支腿上的油缸。使用時，四組數(shù)據(jù)采集傳感器的位置與兩個提前設(shè)置的基準(zhǔn)繩對應(yīng)。由于本實(shí)用新型采用的是超聲波這種無接觸式的數(shù)據(jù)采集方式，不與基準(zhǔn)繩直接接觸，因而在設(shè)備運(yùn)行過程中，不會引起基準(zhǔn)繩的形變，因此，數(shù)據(jù)采集會更加準(zhǔn)確。
文檔編號G05B19/04GK201027304SQ20072001925
公開日2008年2月27日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者劉長余, 琳 朱, 楊海波, 耿福明, 賈乃波, 韓其華 申請人:耿福明;韓其華;楊海波