一种气动式撑靴滑动检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及检测领域，具体涉及一种气动式撑靴滑动检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长，掘进时，依靠撑靴油缸提供的压力，将中心支撑机构牢固的定位在已挖掘生成的隧道中，为全断面隧道掘进机的推进油缸提供稳固的支撑点，推进油缸作用在撑靴上的作用力主要依靠撑靴与洞壁之间的摩擦力提供，因此对撑靴与洞壁间的滑动检测具有重要意义；

2、但是在现有的气动量测量检测滑动时，由于岩壁表面并不平整，导致接触岩壁时出现间隙，并不是按照岩壁的表面纹理进行排气，导致在出现细微滑动时，无法准确测量气动量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气动式撑靴滑动检测装置，包括外管，所述外管的外表面固定连接有连通盘，所述连通盘的外表面固定连接有气动量处理器，气动量测量仪对通过的气体进行测量，所述气动量测量仪的输出端通过导线固定连接有处理器，所述处理器的输出端固定连接有警报器，气动量测量仪的数值通过导线以电信号的方式传递给处理器的接收单元，处理器的接收单元将信号传递给分析单元，分析单元分析出气动量测量仪的数值变化后，将信号传递给输出单元，输出单元将处理信号传递给警报器，使警报器报警提醒工作人员，所述外管的外表面固定连接有保护机构，所述气动量测量仪的外表面固定连接有通气机构，所述通气机构的外表面滑动连接有气头机构，所述气头机构包括筛筒，所述筛筒的内壁固定连接有滑管，所述滑管的外表面对称设置有连接板，所述连接板的内壁与滑管的外表面固定连接；

2、调节机构，包括与筛筒的外表面固定连接的连接环，调节机构贴紧岩壁表面时，通过连接环与筛筒的内壁固定连接，所述连接环的外表面对称设置有压板，所述压板的内壁与连接环的外表面固定连接，所述压板的外表面固定连接有顶板，顶板与压板的带动下对调节筒在转动调节过程中的位置改变进行压动，通过压板与顶板的配合，将调节筒向筛筒的内壁进行压动，避免调节筒调节时，筛筒与调节筒之间出现漏气现象，所述顶板远离压板的一端固定连接有调节筒，连接环与筛筒的内壁固定连接，使通过筛筒的气体通过调节筒与连接盘连接橡胶环形成的管道流动，所述调节筒远离顶板的一端固定连接有连接盘，所述连接盘的外表面固定连接有橡胶环，通过橡胶环与岩壁紧贴后，由于岩壁表面纹理形成的间隙进行固定流速的排出，在出现滑动的过程中由于岩壁贴合面位置改变，气体流过的间隙也改变，造成气体流动速度改变，此时气动量测量仪的测量值也将发生改变，所述连接盘的外表面对称设置有曲板，所述曲板的内壁与连接盘的外表面固定连接，在橡胶环与岩壁表面接触时，由于岩壁表面并不平整，此时调节筒根据橡胶环的接触调整进行调节，使调节筒在筛筒的内壁转动调整，使橡胶环与岩壁的贴合效果提高，更好地按照岩壁的纹理进行排气，提高测量精度，避免测量时由于岩壁的倾斜造成橡胶环贴合度降低，影响测量数值的变化。

3、该气动式撑靴滑动检测装置，还包括气动式撑靴滑动检测报警系统，所述气动式撑靴滑动检测报警系统包括：气动量处理器与警报器，所述气动量处理器与警报器之间通过电信号连接，所述气动量处理器包括气动量测量仪与处理器。

4、气动量测量仪，用于对装置与岩壁之间的气动量进行数据采集；

5、处理器，用于对采集单元提供的数据进行处理；

6、警报器，用于报警对工人进行提醒；

7、所述处理器包括接收单元、分析单元和输出单元；

8、接收单元：用于对气动量测量仪的数据进行接收，并传递给分析单元；

9、分析单元：分析处理接收单元传递的信号，并且将信号进行处理，然后传递给输出单元；

10、输出单元：用于对分析单元的信号进行接收，并将信号传递给警报器。

11、所述曲板远离连接盘的一端与筛筒的外表面固定连接，所述压板远离连接环的一端与调节筒的内壁相贴合，所述调节筒是一种高弹性金属薄筒，所述外管的外表面对称设置有气缸，所述气缸的输出端与连接板的外表面固定连接，所述连接板的外表面与外管的内壁滑动连接，所述外管的外表面对称设置有支撑板，所述支撑板的内壁与外管的外表面固定连接，首先通过支撑板与撑靴的表面进行固定，将保护机构的一侧在固定时对应靠近岩壁的一侧，在撑靴与岩壁固定后，通过连通盘与气管连接，气体首先通过气动量测量仪后进入通气机构，随后进入气头机构中，通过气头机构先对与撑靴固定的岩壁表面进行吹动，将表面的泥土颗粒与灰尘进行吹动清除，避免在滑动检测过程中泥土颗粒与灰尘影响检测，吹动清除后，气缸推动气头机构，使气头机构紧贴岩壁表面。

12、所述保护机构包括固定环，所述固定环的内壁与外管的外表面固定连接，在出现滑动时，保护机构中的固定环通过固定在外管的表面，所述固定环的外表面对称设置有固定板，所述固定板的内壁与固定环的外表面固定连接，所述固定板的外表面对称开设有滑槽，所述固定板的外表面固定连接有弧板，利用弧板连接卡环，使卡环卡接在橡胶环的表面，随橡胶环一起运动，所述弧板远离固定板的一端固定连接有卡环，所述卡环的内壁与橡胶环的外表面卡接。

13、所述固定板的滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块的外表面固定连接有滑环，在出现滑动的过程中，由于岩壁表面凹凸不平，在滑动过程中，岩壁的凸起在滑动过程中推动滑环在滑块的限制在固定板的内壁滑动，所述滑环的内壁对称设置有弹板，所述弹板靠近滑环的一端与滑环的内壁固定连接，所述弹板远离滑环的一端固定连接有压环，所述压环靠近弧板的一端与弧板的外表面相贴合，滑环通过弹板带动压环向内压动弧板，使弧板形变，通过卡环与橡胶环的连接向内部推动气头机构向内滑动。

14、所述通气机构包括固定盘，所述固定盘的内壁与气动量测量仪的外表面固定连接，所述固定盘的外表面固定连接有漏筒，所述漏筒的外表面对称开设有透气孔，通过漏筒表面的透气孔进入外管内壁的气体在封气机构的封闭下，气压大于气头机构中的气压，所述漏筒的外表面固定连接有封气机构，在通气过程中气体首先经过通气机构，气体经过漏筒的自身管道与表面的透气孔分别进入外管内部与气头机构中，在气头机构紧贴岩壁后，由于岩壁表面的纹理间隙，导致漏气。

15、所述封气机构包括弧筒，所述弧筒的内壁与漏筒的外表面固定连接，所述弧筒远离漏筒的一端固定连接有滑盘，撑靴出现滑动时，保护机构向内推动气头机构，使气头机构中的气体更加快速的排出，气压大幅降低，气头机构向内滑动，滑盘在外管的气压下被推动，向弧筒一侧滑动，在滑动过程中顶环压动卡板形变，所述滑盘的外表面固定连接有橡胶圈，所述橡胶圈的外表面紧贴滑管的内壁，所述滑盘的内壁固定连接有顶环，所述弧筒的内壁对称设置有卡板，所述卡板的外表面与弧筒的内壁卡接，所述卡板远离弧筒的一端与漏筒的外表面固定连接，所述顶环靠近卡板的一端与卡板的外表面相贴合，气头机构向内滑动，使弧筒向外侧形变，加大与气头机构内壁的紧贴程度，防止气体从气头机构中进入外管的内部，防止由于气头机构中的气体进入外管中，造成气动量测量仪的测量数据不准确，影响对于滑动的检测。

16、一种气动式撑靴滑动检测方法，包括以下几个步骤：

17、s1、通气除尘，在撑靴与岩壁固定后，通过连通盘与气管进行连接后通气，气体通过通气机构与气头机构对检测装置的检测处进行吹动，将岩壁表面的灰尘颗粒进行清除；

18、s2、紧贴岩壁，通过气缸推动气头机构向岩壁靠近，使岩壁与气头机构中的橡胶环紧贴，气体通过橡胶环与岩壁之间的细小间隙，缓慢溢出，使气动量测量仪测量出此时岩壁位置通气时的气动量，此时的气动量为初始值，通过导线传递给处理器；

19、s3、滑动保护，当岩壁与撑靴的位置出现相对滑动时，通过保护机构在滑动过程中遇到岩壁的凸起时，向检测装置内侧推动橡胶环，加大排气间隙，改变气动量测量仪的检测数据；

20、s4、滑动报警，当撑靴滑动时，气动量测量仪的检测数据改变，通过导线将检测数据传递给处理器，通过处理器在检测数据与初始值不同时，向警报器传递信号，使警报器报警。

21、本发明的有益效果如下：

22、1.本发明通过设置调节筒，调节筒在筛筒的内壁转动调整，使橡胶环与岩壁的贴合效果提高，更好地按照岩壁的纹理进行排气，提高测量精度，避免测量时由于岩壁的倾斜造成橡胶环贴合度降低，影响测量数值的变化。

23、2.本发明通过设置压板与顶板，通过压板与顶板的配合，将调节筒向筛筒的内壁进行压动，避免调节筒调节时，筛筒与调节筒之间出现漏气现象。

24、3.本发明通过设置弹板与压环，在滑动过程中，使橡胶环远离岩壁，表面在滑动过程中岩壁的凸起划伤橡胶环，造成检测装置受损，影响后续使用，同时在将橡胶环向内推动的过程中，加大气体排出速度，使气动量测量仪测量出的变化幅度加大，避免测量数值变化较小，未达到报警范围。

25、4.本发明通过设置漏筒，使封气机构更好地进行气体封闭，避免气体在气头机构与外管中穿梭，在气头机构滑动的过程中影响气动量测量仪的检测效果，造成错误报警。

26、5.本发明通过设置弧筒与卡板，弧筒向外侧形变，加大与气头机构内壁的紧贴程度，防止气体从气头机构中进入外管的内部，防止由于气头机构中的气体进入外管中，造成气动量测量仪的测量数据不准确，影响对于滑动的检测。