Устройстсо для автол\атичнекого контроля и управления движением проходческогощита

Устройстсо для автол\атичнекого контроля и управления движением проходческогощита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

3I0lll

Союз Соввтоких

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. Свидетельств", №

Заявлено 12 «111.1969 (:::: 1,2"-.55704, 18-10) МПК G Olc 7/00 с присоед11нгнием заявки ¹â€”

Приоритгт

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

CCQP

Опубликовано 26Х11.! 971. Ьюллетепь ¹ 23

УДК 528.421:528.52 (088.8) Дата опубликования описания 17.IX.1971

Авторы изобретения

Заявитель

К. П. Кацов, А. С. Гридии, В. П. Самойлов и П. А. Часовитин

Научно-исследовательский и: ститут оснований и подземных сооружений Госстроя СССР

УСТРОЙСТ" О ДЛЯ ABTOMAi 14×ÅÑÊÎ ГО КОНТРОЛЯ

И УПРАВЛЕНИЯ ДВ11ЖЕНИЕМ ПРОХОДЧЕСКОГО

ЩИТА

Изобретение относится к области приборостроения.

Известны устройства для автоматического контроля и управления движением проходческого щита в плане и профиле, содержащие персдающее устройство с модулированным источником света и оптической системой, установленное в верхней части тоннеля, приемное устройство, закрепленное на щите в пределах опорного кольца, логический блок, ьь1рабатыва1ощий командные сигналы в зависимости оТ положения приемного у;тройства относительно оси луча передающего устройства, и исполнительные механизмы.

Предлагаемое устройство по,ã,o:Iÿåò повысить точность ведения щига по проектной линии, упростить оптическую систему прожектора (источника света) путем изменения принципа модуляции луча и увеличения базы контролируемых точек и обеспе швагт ведение автоматического контроля положения щита при проходке, а таки г позволяет исключить ошибки за счет кручения щита вокруг своей продольной оси.

Это достигается тгм, что в фокальной плоскости объектива передающего устройства установлен полудисковый вращающийся модулятор, создающий зону постоянного сигнала, а приемное устройство содержит два фотоприемника опорного сигнала, расположенпыс на вертикальной и горизонтальной осях внг его центра, а также светоделительное зерка10 и два фотоприемника сигнала рассогласования, которые устаповлгны на оси светоделительного зеркала в точках, соответствующих проектированию одного или двух фото1 ригмтIиков сиги я,7я ряссоглясовя11ия В мгсTB проходческого щита, подлежащие контролю, причем дальний от передающего устройства

10 фотопригмник имеет диаметр входного зрачка больший, чем у переднего фотоприемника.

На фиг. 1 покязап проходческий щпт, снабженный описываемым устройством; ня фиг. - — Оптическая система прожектора с

15 модулятором; на фиг. 3-- общий вид приемного устройства; ня фиг. 4 — то жг, вид спереди.

Устройство (см. фпг. 1) содержит источник модулированного света (прожектор) 1, под20 всшиваемый к верхней части отделки готово1о тоннеля 2; приемног устройство 8, расположенное на дуговых направляющих 4, прикреплгннь1х к Опорному кольц1 корпуса щит;1

5 и концентричных последнему; индуктивный

25 маятник 6, расположенный на однои площадке с приемныъ("стройством В плоскости, перпендикулярной продольной горизонтальной оси; логическое устройство 7, вырабать1вающее командный сигнал и устанавливаемое не

З0 и;птг в удобном месте для оператора; испол3101!? нительные органы, выправляющие положение щита: домкраты 8 и поворотные горизонтальные полки 9 с приводами 10; роторный ковшовый погрузчик 11 и транспортер 12.

Для создания в пространстве на всей дистанции управления зоны постоянного сигнала внутри прожектора рdñïoëоже??а осветительная лампа 18 (см. фиг. 2), пучок света которой при помощи конденсатора И и зеркала 15 проектируется на полудисковый вращающийся модулятор 16, представляющий из себя стеклянный диск, половина площади которого выполнена зеркальной. Центр вращения модулятора находится в фокальной плоскости объектив 17 прожектора. Модулятор вращается от двигателя 18.

Приемное устройство (см. фиг. 3) состоит из двух фотоприемников сигнала рассогласования: переднего 19 и заднего 20 с собирательным объективом 21, расположенных на оси светоделительного растрового зеркала 22.

Для разделения потока излучения и для того, чтобы передний фотоприемн??к не экранировал задний, дальний от передающего устройства фотоприемник имеет диаметр входного зрачка больший, чем у переднего фотоприемника. Растровое зеркало 22 дает мнимое изображение фотоприемника 19 в плоскость непосредственно ножевой части щита. Подобным же образом можно получить изображение фотоприемника 20, íî с противоположной стороны.

Фотоприемник 19 укреплен на стойке 28, прикрепленной к «ласточ?<????у хвосту» 24, которую при помощи рукояток эксцентриками

25 можно перемещать в горизонтальной и вертикальной плоскостях, задавая тем самым необходимый угол наклона относительно фотоприемника 20. Приемное устройство собирается в корпусе 26, в передней части которого установлено защитное стекло 27.

На осях управления Х и У (см. фиг. 4) на корпусе 26 приемного устройства крепятся по одному фотоприемнику 28 и 29 опорного сигнала вертикального и горизонтального капалов. Рукоятки имеют шкалы 80 и 81 соответственно горизонтального и вертикального перемещений.

Каждый из фотоприемников 19, 20 и 28, 29 включает только по одному фотоэлементу.

Площадь растрового зеркала 22 разбита на квадратные ячейки 82. Половина этих ячеек (на фиг. 4 они показаны темными) равномерно по всей площади зеркала сделана зеркальными и отражает 50% лучистого потока в плоскость фотоприемника 19, другая половина ячеек пропускает 50% лучистого потока в плоскость объектива 21.

Устройство работает следующим образом.

Прожектор 1 задает направление трассы. При вращении от двигателя 18 полудискового зеркального модулятора 16 в пространстве создается модулированный пучок света с резко выраженной зоной постоянного сигнала на всей дистанции управления, направление которой

65 задается линией, проходящей через центры объектива 17 прожектора и полудискового модулятора 16.

Модулированный луч, попадая на приемное устройство 8, закрепленное на щите, частью (50%) отражается от зеркальных ячеек 82 зеркала 22 и попадает на передний фотоприемник 19, который зеркалом проектируется в плоскость ножевой части щита, а час?ь?о (50% ) проходит через незеркальные ячейки зеркала и объективом 21 направляется на второй фотоприемник 20 сигнала рассогласования. Когда оба фотоприемника 19 и 20 находятся точно в зоне постоянного сигнала, то в любую единицу времени у них засвечена ровно половина рабочей площадки. Если один или оба фотоприемника сигнала рассогласования сходят с зоны постоянного сигнала, то в них появляется определенного вида переменный сигнал, который снимается и подается в логическое устройство, пода?ощее сигналы на исполнительные органы устройства.

Для ведения щита под определенным углом к оси луча прожектора, фотоприемник 19, укрепленный на стойке 28, с помощью рукоятки 88, заведомо опускается»а необходимую линейну?о величину, которая определяется по шкале. Этим самым задается необходимое опережение по оси управления у ножевой плоскости щита, так как в этой плос?

Для ведения автоматического контроля положения ножевой и хвостовой частей проходческого щита, т. е. получения координат точек этих частей по осям управления Х и У, сигнал рассогласования с логического устройства 7 подается»а приводы перемещения фотоприемника 19 в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Когда фотоприемник 19 вернется в зону постоянного сигнала, то его перемещение прекратится, так как с него не будет сниматься переменная составляющая сигнала рассогласования.

Величина возврата фотоприемника 19 по осям управления Х и Y считывается по шкалам 80 и 81 (см. фиг. 4) и равна величине отклонения контролируемых точек.

Для исключения ошибок при автоматическом контроле и ведении щита за счет вра?цсния последного вокруг своей продольной оси, приемное устройство 8 (фиг. 1) постоянно возвращается на первîHà÷àëüíó?o вертикальную ось. Перемещение приемного устройства происходит по дуговым направляющим 1, концентричных корпусу щита 5, от сигнала прибора следящего за кручением щита, например индуктив??о о маятника 6. Индуктивный маятник 6 расположен па одной площадке с присмшям устройством 8, в плоскости перпснд???<улярной продольной горизонтальной оси. Как только приемное устройство (а вместе с ним и индуктивный маятник) вернется на первоначальную ось, сигнал от маятника на привод перемещения приемного устЗ1О»1

Фиг 7 ройства по дуговым направляющим 4 прекращается.

Предмет изобретения

Устройство для автоматического контроля и управления движением проходческого щита, содержащее передающее устройство с модулированным источником света и оптической системой, устанавливаемое в верхней части тоннеля, приемное устройство, закрепленное на щите в пределах опорного кольца, логический блок, вырабатывающий командные сигналы в зависимости от положения приемного устройства относительно оси луча передающего устройства, и исполнительные механизмы, отлачающееся тем, что, с целью повышения точности ведения щита по трассе и упрощения оптической схемы передающего устройства, в фокальной плоскости объектива передающего устройства установлен полудисковый вращающийся модулятор, создающий зону постоянного сигнала, а приемное устройство содержит два фотоприемника опорного сигнала, расположенные на вертикальной и горизонтальной осях вне его центра, а также светоделительное зеркало и два фотоприемника сигнала рассогласования, установленные на оси светоделительного зеркала в точках, изображение которых совпадает плоскостью контролируемых точек проходческого щита.

Сосгавип и Л. А. Колюбакина

Редактор С. И. Хейфиц Тс.крсд Е. Ьорисова Корректор Jl. А. Царькова

Заказ 25(6yl5 Изд. М 10 5 Тираж 473 Подписио(.

ПНИИПИ Комитета ио делам изобрсгсиий и открипий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35. Р;. ииская иаб., д. 4:5

Типография, ир. Сапунова, 2