一种用于隧道衬砌模板台车的对中调节装置及控制方法与流程

本发明属于隧道衬砌模板台车的位置调节领域，实现隧道衬砌模板台车的对中调节。

背景技术：

目前，隧道台车广泛的使用在隧道的建造中，而在隧道二次衬砌的施工过程中，为了保证隧道衬砌模板可以和一次施工形成的隧道口更好的形成一体，需要保证隧道衬砌模板的中心点与一次施工形成的隧道口的中心点重合在一起。由于隧道衬砌模板台车沿着铺设的轨道前进时，无法保证台车的中心点与隧道口的中心点重合，所以当隧道衬砌模板台车进入隧道指定位置后，台车上的隧道衬砌模板中心总会与隧道中心不重合，需要进行隧道衬砌模板与隧道进行对中调节，传统的调节方法是通过人工手动来使得这两个中心点重合。该调节方法需要人员进入一次施工形成的隧道中，容易遇到隧道坍塌的危险，无法保证人员的人身安全；而且其主要是通过肉眼判断其两点是否对中，调节的精度较低，无法保证隧道衬砌模板的中心点与一次施工形成的隧道口的中心点完全重合在一起，影响隧道二次衬砌的施工的质量。因此，需要设计出一套对中调节装置及控制方法，来满足其工作要求。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种用于隧道衬砌模板台车的对中调节装置及控制方法，该对中调节装置构造简单，设计合理，自动化操作，液压系统、控制器等相互配合，实现精确化的对中调节目的，提高隧道二次衬砌的施工的质量

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于隧道衬砌模板台车的对中调节装置，所述对中调节装置包括液压系统、超声波测距仪Ⅰ、超声波测距仪Ⅱ、悬挂重板以及控制器，其中，

所述液压系统安装在台车车架的横梁上，且所述液压系统的活塞杆通过挡板与隧道衬砌模板的模板调节梁固定连接；

所述模板调节梁位于所述隧道衬砌模板的下端位置，且横向设置在所述隧道内；

所述超声波测距仪Ⅰ和所述超声波测距仪Ⅱ分别安装在所述模板调节梁上；

所述悬挂重板垂直安装于隧道口中心线上，且与所述超声波测距仪Ⅰ和所述超声波测距仪Ⅱ处于同一直线上，且所述超声波测距仪Ⅰ和所述超声波测距仪Ⅱ两者的安装位置关于所述悬挂重板位置对称；

所述控制器，用于采集所述超声波测距仪Ⅰ、超声波测距仪Ⅱ与悬挂重板距离的信号，向所述液压系统发出指令，控制所述液压系统的活塞杆伸长或者收缩，且通过所述模板调节梁调节所述隧道衬砌模板左右横向位置，使其做出位置调整，完成对中调节。

作为优选，所述液压系统包括液压油缸、三位四通电磁换向阀、液压泵和油箱，所述液压油缸、三位四通电磁换向阀、液压泵和油箱通过液压油路顺序相连。

作为优选，所述液压油缸的活塞杆通过销铰接在所述挡板上。

作为优选，所述液压油缸通过销铰接安装在台车车架的横梁上。

作为优选，所述液压油缸通过油路与所述三位四通电磁换向阀的两个工作油口连接，分为进油口和回油口，所述进油口与所述液压泵相连，所述回油口接入所述邮箱。

本发明对中调节装置的技术方案是如下实现的：

所述液压油缸铰接安装在台车车架的横梁上，液压油缸的活塞杆通过销铰接于挡板上，且该挡板与台车模板调节梁焊成一体，通过活塞杆可以推动挡板进而控制隧道衬砌模板的调节板横向位置；所述超声波测距仪Ⅰ、超声波测距仪Ⅱ分别对称安装于台车模板调节板上，其距模板中心的距离均为L；所述悬挂重板垂直安装于隧道口中心线上，并且其与超声波测距仪Ⅰ、Ⅱ处于同一直线上；所述控制器，用来采集超声波测距仪与悬挂重板距离的信号，向液压油缸发出指令，使得液压油缸活塞伸长或者收缩，通过模板调节梁调节模板左右横向位置，使其做出位置调整，完成对中调节。

所述液压油缸、三位四通电磁换向阀、液压泵和油箱通过液压油路顺序相连；所述三位四通电磁换向阀采用O型中位机能，其特点是换向阀处于中位机能时，油口切断，整个油路断开；液压油缸通过油路与三位四通电磁换向阀的两个工作油口相连，三位四通电磁换向阀进油口与液压泵连接，回油口接入油箱，液压泵与油箱相连。当三位四通电磁换向阀电磁阀的电磁铁DT1得电，换向阀处于左侧工作位置，液压油缸的活塞杆收缩；当三位四通电磁换向阀的电磁铁DT2得电，换向阀处于右侧工作位置，液压油缸的活塞杆伸长。

一种用于隧道衬砌模板台车的对中调节装置的控制方法，包括以下步骤：

1)在台车车架上安装好液压系统、控制器，在隧道衬砌模板的模板调节梁上安装好超声波测距仪Ⅰ、超声波测距仪Ⅱ，并在隧道口中心线上垂直安装悬挂重板，同时调整超声波测距仪Ⅰ、超声波测距仪Ⅱ对称设在所述悬挂重板两侧，液压系统的活塞杆与模板调节梁之间设置挡板；

2)液压系统中液压油缸的活塞杆通过销铰接于挡板上，其距隧道衬砌模板的中心线的距离为l₁；

3)测定超声波测距仪距离隧道衬砌模板中心线距离为l₂，超声波测距仪距离隧道衬砌模板中心距离为l₃，离台车车架横梁的垂直向下距离为l₄，悬挂重板从一次施工形成的隧道口的中心线处垂直悬挂下，其距台车车架横梁的向下垂直距离同为l₄；

4)设定实施需要调节的精度为dl，超声波测距仪Ⅰ测得其与悬挂重板的距离为l₅，超声波测距仪Ⅱ测得其与悬挂重板的距离为l₆，当控制器接收超声波测距仪Ⅰ和超声波测距仪Ⅱ的距离信号l₅和l₆，经过比较，当超声波测距仪Ⅰ和超声波测距仪Ⅱ的距离差的绝对值小于dl，即|l₆-l₅|＜dl时，说明此时隧道衬砌模板的中心点与隧道口的中心点重合，无需进行对中调节；

当l₅-l₆≥dl时，控制器认为隧道衬砌模板的中心与隧道口的中心不重合，需要进行对中调节，通过控制器分析判断液压系统的三位四通电磁换向阀指令发出，控制活塞杆收缩带动模板调节梁向右横向移动，使得整个隧道衬砌模板向右横向移动，这样l₅-l₆的差值就逐渐减小，当其差值小于dl时，控制器发出指令，三位四通电磁换向阀工作在中位，油路断开，对中调节工作完成；

当l₆-l₅≥dl时，控制器认为隧道衬砌模板的中心与隧道口的中心不重合，需要进行对中调节，控制器经过分析判断后，向三位四通电磁换向阀发出指令，液压系统的活塞杆伸长带动模板调节梁向左横向移动，整个隧道衬砌模板向左横向移动，直到超声波测距仪(3)和(4)的距离差满足l₆-l₅＜dl时，控制器发出指令，三位四通电磁换向阀工作在中位，油路断开，对中调节工作完成。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

首先，本发明的方案避免了人员进入一次施工形成的隧道中，实现隧道衬砌模板对中的自动化控制，保证了施工人员的人身安全；

其次，本发明的方案提高了台车对中调节的精度，更好的保证了模板和隧道口中心的重合，提高了施工的质量。

附图说明

图1是本发明所述对中调节装置的安装实施图；

图2是本发明所述对中调节装置液压系统的原理图；

图3是本发明所述对中调节装置的控制原理图；

图1中：1.液压油缸；2.模板调节梁；3.超声波测距仪Ⅰ；4.超声波测距仪Ⅱ；5.悬挂重板；6.三位四通电磁换向阀；7.挡板；8.隧道口；9.隧道衬砌模板；10.控制器；

图2中：11.液压油缸；12.三位四通电磁换向阀；13.液压泵；14.油箱。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-2所示的一种用于隧道衬砌模板9台车的对中调节装置，所述对中调节装置包括液压系统、超声波测距仪Ⅰ3、超声波测距仪Ⅱ4、悬挂重板5以及控制器10，其中，

所述液压系统安装在台车车架的横梁上，且所述液压系统的活塞杆通过挡板7与隧道衬砌模板9的模板调节梁2固定连接；所述液压系统包括液压油缸1、三位四通电磁换向阀6、液压泵11和油箱12，所述液压油缸1、三位四通电磁换向阀6、液压泵11和油箱12通过液压油路顺序相连；所述液压油缸1的活塞杆通过销铰接在所述挡板7上，所述液压油缸1通过销铰接安装在台车车架的横梁上，所述液压油缸1通过油路与所述三位四通电磁换向阀6的两个工作油口连接，分为进油口和回油口，所述进油口与所述液压泵11相连，所述回油口接入所述邮箱；

所述模板调节梁2位于所述隧道衬砌模板9的下端位置，且横向设置在所述隧道内；

所述超声波测距仪Ⅰ3和所述超声波测距仪Ⅱ4分别安装在所述模板调节梁2上；

所述悬挂重板5垂直安装于隧道口8中心线上，且与所述超声波测距仪Ⅰ3和所述超声波测距仪Ⅱ4处于同一直线上，且所述超声波测距仪Ⅰ3和所述超声波测距仪Ⅱ4两者的安装位置关于所述悬挂重板5位置对称；

所述控制器10，用于采集所述超声波测距仪Ⅰ3、超声波测距仪Ⅱ4与悬挂重板5距离的信号，向所述液压系统发出指令，控制所述液压系统的活塞杆伸长或者收缩，且通过所述模板调节梁2调节所述隧道衬砌模板9左右横向位置，使其做出位置调整，完成对中调节。

一种用于隧道衬砌模板台车的对中调节装置的控制方法，按照以下操作步骤实现：

图1所示为某种隧道衬砌模板台车的对中调节装置的安装实施图，液压油缸1通过销铰接于台车车架的横梁上，液压油缸1的活塞杆通过销铰接于挡板7上，其距隧道衬砌模板9的中心线的距离为l₁；超声波测距仪3和4对称安装于台车模板9的模板调节梁2上，超声波测距仪Ⅰ3距离隧道衬砌模板9中心线距离为l₂，超声波测距仪Ⅱ4距离隧道衬砌模板9中心距离为l₃，离台车车架横梁的垂直向下距离为l₄；悬挂重板5从一次施工形成的隧道口8的中心线处垂直悬挂下，其距台车车架横梁的向下垂直距离同为l₄；控制器10用来接收超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4的距离信号，并且通过分析判断，以此控制三位四通电磁换向阀6的工作位置，通过控制液压油缸1活塞杆伸长或者收缩，调节隧道衬砌模板9的位置。

设定本次调节的调节精度为dl，超声波测距仪Ⅰ3测得其与悬挂重板5的距离为l₅，超声波测距仪Ⅱ4测得其与悬挂重板5的距离为l₆，当控制器10接收超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4的距离信号l₅和l₆，经过比较，当超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4的距离差的绝对值小于dl，即|l₆-l₅|＜dl时，说明此时隧道衬砌模板的中心点与隧道口的中心点重合，无需进行对中调节；

当l₅-l₆≥dl时，控制器认为隧道衬砌模板的中心与隧道口的中心不重合，需要进行对中调节；控制器10经过分析判断后，向三位四通电磁换向阀发出指令，三位四通电磁换向阀的电磁铁DT2得电，换向阀工作在右位，油路接通，液压油缸1收缩，活塞杆收缩带动模板调节梁2向右横向移动，使得整个隧道衬砌模板向右横向移动，这样l₅-l₆的差值就逐渐减小，当其差值小于dl时，控制器发出指令，三位四通电磁换向阀工作在中位，油路断开，对中调节工作完成；

当l₆-l₅≥dl时，控制器认为隧道衬砌模板的中心与隧道口的中心不重合，需要进行对中调节；控制器10经过分析判断后，向三位四通电磁换向阀发出指令，三位四通电磁换向阀的电磁铁DT1得电，换向阀工作在左位，接通油路，液压油缸1伸长，活塞杆伸长带动模板调节梁2向左横向移动，整个隧道衬砌模板向左横向移动，直到超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4的距离差满足l₆-l₅＜dl时，控制器发出指令，三位四通电磁换向阀工作在中位，油路断开，对中调节工作完成。

图3所示为本发明所述的对中调节装置的控制原理，主要是通过将第一次超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4测到的距离l₅和l₆输入到控制器中，控制器10分析判断后，发出指令，调节三位四通电磁换向阀的工作位置，接通或断开油路，控制液压油缸1伸长或收缩，液压油缸的活塞杆带动模板调节梁左右横向移动，调节整个隧道衬砌模板的位置，并且设定其调节的精度dl，在调节过程中，超声波测距仪Ⅰ3和超声波测距仪Ⅱ4不断将其距离l₅和l₆反馈给控制器，控制器10进行处理，继续控制其调节系统，直到其距离差绝对值满足|l₅-l₆|＜dl时，控制器发出指令，使得三位四通电磁换向阀6工作在中位，油路断开，液压油缸1也稳定不动，隧道衬砌模板9不再左右横向移动，对中调节完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。