一种隧道台车智能布料系统的制作方法

1.本实用新型涉及隧道混凝土浇筑领域，具体涉及一种隧道台车智能布料系统。


背景技术：

2.目前，隧道内壁的混凝土主要通过隧道衬砌台车来进行浇筑。隧道混凝土衬砌是人工操作，操作隧道台车门架上的布料小车，通过手动控制方式将布料小车的出料管道逐个地对齐模板出料孔上的管道，以此对模板顶部的工作窗口向下进行整体地浇筑。
3.在现有技术中，为了提升隧道二衬混凝土的质量，目前的改良方案主要为：在浇筑过程中通常采用分流管道系统来进行逐窗分层浇筑。入料口会根据施工需要设置2-6层，每层有1到4个入料口或入料窗，一般每个入料口对应设置一条输送管道，每条管道逐层连通且均连通于主出料装置下方。目前的改良方案主要依赖于人工操作，在进行主出料装置的出料控制、观察各浇筑层的混凝土容量等工作都需要人力进行，缺少有效的自动化工序，导致对人工操作的专注度要求较高，使得工人的工作内容较多。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于进一步提高隧道混凝土浇筑的工作效率，提供一种隧道台车智能布料系统，解决隧道台车在混凝土布料时自动化程度不高的问题。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一种隧道台车智能布料系统，包括隧道台车，所述隧道台车包括门架和有多个出料口的模板；还包括分流管道系统和主控制台，所述分流管道系统包括出料装置及连通接于出料装置的输送管，所述出料装置设于门架上端，所述输送管沿门架左右两侧对称设置，其端部延伸至出料口；所述输送管包括顶部浇筑管和侧部浇筑管，每个侧部浇筑管出料口下方的模板内均设有光源照至模板外侧的光电传感器；每条所述输送管上均设有电动阀门；所述出料装置、光电传感器和电动阀门分别与主控制台信号连接。
7.具体地，所述隧道台车为常见的用于隧道混凝土布料的隧道衬砌台车。所述分流管道系统为目前隧道台车中较为常用的改良混凝土布料方案，该方案主要为将管道逐层延伸于模板出料口上。所述出料装置设于隧道台车内部的门架上方，即可利用高度差带来的重力作用对混凝土的传输进行辅助推进。所述输送管按浇筑部位分为顶部浇筑管和侧部浇筑管，所述侧部浇筑管下方设有光电传感器，所述光电传感器的发光部件朝向隧道台车左右两侧模板外部，且所述发光部件指向的部分模板外壳应使用透明材料，使得所述光源能够正常照射出去。所述光电传感器用于快速监测从侧部浇筑管涌出的混凝土堆积高度是否已经接近该层的侧部浇筑管。所述光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，其基本原理是当光量发生变化时，光电传感器会把光信号的变化转化为电信号传到出去，它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。当在光电传感器监测下，隧道内侧岩壁填充有混凝土时，此时光电传感器即发出电信号到主控制台，使得主控制台可获取到侧方模板
外混凝土的大致填充量。每条输送管上均设有电动阀门，通过关闭和开启不同的电动阀门来进行不同浇筑管的出料选择控制。所述出料装置、光电传感器和电动阀门分别与主控制台信号连接，即主控制台可控制所述出料装置、光电传感器及电动阀门的开关，同时还可获取到光电传感器发出的电信号。通过主控制台来设置出料装置与电动阀门的工作参数，在固定好光电传感器的前提下，使得所述出料装置和电动阀门具有一定的自动化工作效果，以此可节省人力工作，减少人工负担。
8.进一步地，所述侧部浇筑管按层级分为第一浇筑管和第二浇筑管；所述出料口从下往上按高度均等设置为第一出料口、第二出料口和顶部出料口；所述第二浇筑管一端与出料装置连通，另一端延伸至第二出料口；所述第一浇筑管的一端连通接于第二浇筑管下侧壁，另一端延伸至第一出料口；所述顶部浇筑管的一端连通接于第二浇筑管上侧壁，另一端延伸至顶部出料口。将分流管道系统中的侧部浇筑管设为两层，低层为第一浇筑管，高层为第二浇筑管，其端部分别对应第一出料口和第二出料口。将所述顶部浇筑管竖直设于第二浇筑管与顶部出料口之间，以保证顶部出料口两侧的模板顶部均得到充分的布料，使得顶部浇筑管的出料不会朝向一侧倾斜。
9.进一步地，所述主控制台内设有微控制器，所述微控制器上连接有显示屏，所述出料装置、光电传感器和电动阀门分别与微控制器信号连接。所述微控制器为常用的集成电路式中央处理器芯片，可以将外界输入的信号经过中央处理器进行命令处理后，按照使用者的设定将对应的输出信号输送至输出端的部件，使得输出端部件根据接收到的信号进行需要的操作。所述显示屏为常用的led显示屏，可将接收到的和即将输出的数据信息显示至屏幕上。
10.进一步地，所述微控制器上还连接有控制模块，所述控制模块分别与出料装置及电动阀门信号连接。所述控制模块可用于在主控制台将自动处理命令模式切换至手动操作时，使得使用者可以根据显示屏上获取到的信息来手动控制电动阀门的开合与出料装置的运转。
11.进一步地，所述隧道台车一侧的每层所述输送管的数量至少为两个且均匀分布。
12.进一步地，所述主控制台设于门架上端面上；所述电动阀门可单独拆卸。
13.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
14.1、在利用分流管道系统布料时，通过主控制台的信息交互来自动控制电动阀门，提高了布料工序的自动化程度；
15.2、选用光电传感器用于监测混凝土的累积程度，具有非接触、响应快、性能可靠等优点；
16.3、将单侧的每层管路数量均匀设为两个以上，可使得混凝土在高度上更加均等累积。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
18.图1为本实用新型正视结构示意图；
19.图2为本实用新型侧视结构示意图；
20.图3为本实用新型侧向俯视结构示意图；
21.附图中标记及对应的零部件名称：
22.1-主控制台，2-出料装置，3-顶部浇筑管，31-第一浇筑管，32-第二浇筑管，4—顶部出料口，41-第一出料口，42-第二出料口，5-模板，51-门架，6-光电传感器，7-电动阀门。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
24.如图1-图2所示，本实用新型一种隧道台车智能布料系统，包括隧道台车，所述隧道台车包括门架51和带有多个出料口的模板5；还包括分流管道系统和主控制台1，所述分流管道系统包括出料装置2及连通接于出料装置2的输送管，所述出料装置2设于门架51上端，所述输送管沿门架51左右两侧对称设置，其端部延伸至出料口；所述输送管包括顶部浇筑管3和侧部浇筑管，每个侧部浇筑管出料口下方的模板5内均设有光源照至模板5外侧的光电传感器6；每条所述输送管上均设有电动阀门7；所述出料装置2、光电传感器6和电动阀门7分别与主控制台1信号连接。
25.具体地，所述门架51为隧道台车的主要支撑主体，且外形是可移动的立方体框架结构。由于布料过程中出料口需要关闭，故出料口内侧壁上设有常见的可使得出料口开合的电动挡板。在使用所述隧道台车进行混凝土布料时，先将隧道台车通过轨道沿预设路径驶入隧道中，准备就绪后即可在主控制台1上启动分流管道系统。根据布料工作的工序流程，先从高度最低的侧部浇筑管起进行混凝土浇筑，此时主控制台1在默认状态下关闭其他侧部浇筑管和顶部浇筑管的电动阀门7，出料装置2启动并对输送管灌入混凝土，使得混凝土只沿着高度最低的侧部浇筑管进行布料浇筑。当侧方模板的混凝土堆积到一定量且高度上快接近最低侧部浇筑管的时候，此时光电传感器6便可起到作用。当主控制台启动分流管道系统后，光电传感器6也会随之启动，并将监测光源指向出料口下方的模板外侧。当混凝土布料到一定量时，混凝土在隧道内壁处的累积高度逐渐靠近该出料口，这时由于光电传感器6光源照射位置处的隧道内壁出现混凝土，使得光电传感器6照射到的物体表面材质和光源的照射距离发生了变化，使得光的照射总量发生了变化，此时光电传感器6会把光信号的变化转化为电信号并将其发送到主控制台1，主控制台1收到来自该位置的光电传感器6的电信号后，便可发出停止该出料口的混凝土布料工作指令，该指令可将出料装置2暂停，并将该处输送管的电动阀门及出料口一并同时关闭，使得混凝土不再流入该位置的侧部浇筑管。之后主控制台1发出指令开启位置更高一层的输送管上的电动阀门7并启动出料装置2，照此方法依次来进行隧道台车的混凝土布料。当启动高度最高的输送管完成最后的混凝土浇筑收尾工作后，操作员在主控制台1手动关闭整个布料系统，隧道台车此时即完成该路段混凝土布料的整体任务。
26.需要说明的是，由于所述光电传感器6的发光部件朝向隧道台车左右两侧模板5外部，所述发光部件指向的该部分模板5外壳应使用透光材料，使得所述光源能够正常照射出
去。所述门架51为隧道台车的支撑主体，且外形是可移动的立方体框架结构。由于布料过程中出料口需关闭，故出料口内侧壁上设有常见的可将出料口进行开合的装置，如电动挡板等。
27.优选的，为了便于所述光电传感器能够精确地监测到出料口附近混凝土的高度变化，作为一种具体运用，在具体实施时，所述光电传感器6的光源照射方向应设为与其上方对应的出料口的出料方向一致。关于所述出料装置2的选用，在具体运用中，为了便于提高混凝土的输送能力，可将所述出料装置2设为液压混凝土泵。
28.进一步地，作为一种可行的实施方式，如图1-图3所示，所述侧部浇筑管按层级分为第一浇筑管31和第二浇筑管32；所述出料口从下往上按高度均等设置为第一出料口41、第二出料口42和顶部出料口4；所述第二浇筑管32一端与出料装置2连通，另一端延伸至第二出料口42；所述第一浇筑管31的一端连通接于第二浇筑管32下侧壁，另一端延伸至第一出料口41；所述顶部浇筑管3的一端连通接于第二浇筑管32上侧壁，另一端延伸至顶部出料口4。在进行浇筑工作时，先往位于第一层的所述第一浇筑管31内输送混凝土，待到主控制台1获取到第一出料口41处的光电传感器6信号时，便关闭第一浇筑管31的电动阀门7和第一出料口41，之后启动位于第二层的第二浇筑管32上的电动阀门7和第二出料口42，此时输送管的通路只通往第二浇筑管32，使得混凝土只送至第二浇筑管32进行布料。待第二浇筑管32将混凝土布料至其高度附近后，通过主控制台1以同样的方式将第二浇筑管32的电动阀门7和第二出料口42关闭，启动进行浇筑收尾工作的顶部浇筑管4上的电动阀门7以及顶部出料口4，所述顶部浇筑管3将混凝土浇筑至隧道台车上方左右两侧与隧道内壁的缝隙中，完成该路段的隧道混凝土浇筑。
29.进一步地，作为一种可行的实施方式，所述主控制台1内设有微控制器，所述微控制器上连接有显示屏，所述出料装置2、光电传感器6和电动阀门7分别与微控制器信号连接。所述微控制器为常用的集成电路式中央处理器芯片，可以将外界输入的信号经过中央处理器进行命令处理后，按照使用者的设定将对应的输出信号输送至输出端的部件，使得输出端部件根据接收到的信号进行需要的操作。所述显示屏为常用的led显示屏，可将接收到的和即将输出的数据信息显示至屏幕上，例如在浇筑时接收到的光电传感器6电信号来自于哪个位置的出料口，或者是当前电动阀门7的打开或关闭的状态，均可显示在屏幕上。使用时，需要将微控制器即将可能有的输入命令与该情况相应的输出命令预先编辑进微控制器内，例如所有第一出料口41处的光电传感器6均发出了光量发生变化的信号，此时即可满足并需要实施关闭第一浇筑管31上的电动阀门7及第一出料口41的命令。
30.在上述实施例中，各层输送管的浇筑工作主要以微控制器收发命令来自动进行处理，当操作员需要逐个单独手动操作时，作为一种可行的实施方式，所述微控制器上还连接有控制模块，所述控制模块分别与出料装置2及电动阀门7信号连接。所述控制模块可用于在主控制台将自动处理命令模式切换至手动操作时，使得使用者可以根据显示屏上获取到的光电传感器6的位置信息和各出料口的开关状态，来手动控制电动阀门的开合与出料装置的运转。当工作人员较多且能够帮助监测混凝土布料状态的情况下，操作员可以对部分步骤选择手动操作，来进一步减少误差提高布料精确度。
31.在上述实施例中，未对隧道台车单侧的每一层输送管进行数量限定，即包含了只有一个的情况，当隧道台车单侧每层只有一个输送管及出料口时，混凝土容易出现在高度
上分布不均匀、过于集中某一点的情况，基于此，如图2-图3所示，所述隧道台车一侧的每层所述输送管的数量至少为两个且均匀分布。在操作某一层输送管进行浇筑混凝土时，当其中一个高度达标后，便可以先通过电动阀门7对其进行管道关闭后，对同一层的另一个输送管进行混凝土输送。优选的，在具体运用中，根据常见的隧道台车长度估算，所述隧道台车单侧的每层输送管数量设为3至5个为适合数量。
32.进一步地，作为一种实施方式，如图1-图3所示，所述主控制台1设于门架51上端面上；所述电动阀门7可单独拆卸。所述主控制台1设于门架51上便于操作者结合主控制台1和出料装置2观察总体的运转情况；所述电动阀门7可拆卸便于对电动阀门7进行混凝土清理。
33.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。