一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，包含油泵站、控制模塊和鉸接油缸組，控制模塊包含控制器、行程傳感器及油路控制單元，油路控制單元的出油口與鉸接油缸的進(jìn)油口連通，所述油路控制單元包含電磁換向閥和電子球閥，油泵站的輸出油管與電磁換向閥的進(jìn)油口連通，電磁換向閥分別與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔、有桿腔、油泵站的主回油路連通，其有桿腔與回油路一連通，其無(wú)桿腔與回油路二連通，回油路一和回油路二分別與主回油路連通。本實(shí)用新型既能夠?qū)崿F(xiàn)鉸接油缸的隨動(dòng)動(dòng)作，又能夠?qū)崿F(xiàn)任意位置的保壓動(dòng)作，鉸接油缸實(shí)現(xiàn)任意分組，并高效控制盾構(gòu)的姿態(tài)調(diào)整，且成本較低，維護(hù)方便，轉(zhuǎn)向和糾偏效率高，廣泛應(yīng)用于矩形盾構(gòu)的鉸接控制中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)鉸接液壓控制領(lǐng)域，特別涉及一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系 統(tǒng)。 一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 盾構(gòu)的鉸接分為被動(dòng)鉸接和主動(dòng)鉸接兩種，被動(dòng)鉸接連接中盾和尾盾，本身不具 備轉(zhuǎn)向功能，僅起輔助轉(zhuǎn)向作用。隨著盾構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的盾構(gòu)采用主動(dòng)鉸接系 統(tǒng)，主動(dòng)鉸接可以實(shí)現(xiàn)自身調(diào)向，當(dāng)掘進(jìn)出現(xiàn)誤差時(shí)，還可以用來(lái)進(jìn)行調(diào)整誤差，優(yōu)勢(shì)明顯。 現(xiàn)有的主動(dòng)鉸接液壓系統(tǒng)主要是針對(duì)開(kāi)挖截面是圓形的盾構(gòu)，在矩形盾構(gòu)上面的實(shí)用性不 大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供一種實(shí)現(xiàn)任意分組、轉(zhuǎn)向糾偏效率高，且 鉸接控制高效、快捷的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)。
[0004] 按照本實(shí)用新型所提供的設(shè)計(jì)方案，一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，包含油泵 站、控制模塊和鉸接油缸組，控制模塊包含控制器、行程傳感器及與控制器連接的N個(gè)油路 控制單元，N個(gè)油路控制單元的出油口分別與N組鉸接油缸的進(jìn)油口連通，N均為大于1的 自然數(shù)，所述油路控制單元包含電磁換向閥和電子球閥，油泵站的輸出油管與電磁換向閥 的進(jìn)油口連通，電磁換向閥的第一出油口與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向閥的 第二出油口與該鉸接油缸組的有桿腔連通，電磁換向閥的回油口與油泵站的主回油路連 通，該鉸接油缸組的有桿腔通過(guò)電磁球閥與回油路一連通，該鉸接油缸的無(wú)桿腔通過(guò)電磁 球閥與回油路二連通，回油路一和回油路二分別與主回油路連通。
[0005] 根據(jù)上述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，每個(gè)鉸接油缸組含有Μ個(gè)鉸接油缸，Μ個(gè) 鉸接油缸的有桿腔并接在一起形成該組鉸接油缸的有桿腔，其無(wú)桿腔并接在一起形成該組 鉸接油缸的無(wú)桿腔，Μ為大于1的自然數(shù)。
[0006] 優(yōu)選的，控制模塊包含8個(gè)油路控制單元，分別為：A、B、C、D、E、F、G、Η，所述行程 傳感器設(shè)置于分別與B、D、E、G油路控制單元連接的鉸接油缸上。
[0007] 根據(jù)上述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，電磁換向閥的第一出油口通過(guò)平衡閥與 對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向閥的第二出油口通過(guò)平衡閥與該鉸接油缸組的有 桿腔連通。
[0008] 根據(jù)上述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，所述回油路一和回油路二分別依次通過(guò) 電磁球閥、溢流閥與主回油路連通。
[0009] 本實(shí)用新型矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)的有益效果：
[0010] 1.本實(shí)用新型根據(jù)實(shí)際使用工況和液壓特性，通過(guò)鉸接油缸的有桿腔和無(wú)桿腔串 聯(lián)回油路一和回油路二，既能夠?qū)崿F(xiàn)鉸接油缸的隨動(dòng)動(dòng)作，又能夠?qū)崿F(xiàn)任意位置的保壓動(dòng) 作，控制器給鉸接油缸實(shí)現(xiàn)任意分組，高效控制盾構(gòu)的姿態(tài)調(diào)整，成本較低，維護(hù)方便，具有 較好的市場(chǎng)前景和社會(huì)推廣價(jià)值。
[0011] 2.本實(shí)用新型中行程傳感器檢測(cè)行程數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳送給控制器，從而控制 鉸接油缸繼續(xù)動(dòng)作或停止動(dòng)作，控制器控制電磁換向閥和電磁球閥的得電和失電情況，實(shí) 現(xiàn)鉸接油缸的任意分組、任意位置的鎖定和油缸中有桿腔和無(wú)桿腔的補(bǔ)油功能，轉(zhuǎn)向和糾 偏效率高，可廣泛應(yīng)用于隧道非開(kāi)挖設(shè)備的主動(dòng)鉸接上，尤其是在矩形盾構(gòu)(截面近似矩 形）的鉸接控制中有很好的應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0012] ：
[0013] 圖1為本實(shí)用新型矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一中鉸接油缸的分布示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一中鉸接方向的選擇界面的示意圖。

【具體實(shí)施方式】 [0016] ：
[0017] 圖中所示，P為油泵站油源，T為到油泵站油箱的回油，A、B、C、D、E、F、G、Η為8 個(gè)油路控制單元，Μ、X為電磁球閥，Ν、Υ為溢流閥，1、5、9、13、17、21、25、29均為電磁換向 閥，2、6、10、14、18、22、26、30均為平衡閥，3、4、7、8、11、12、15、16、19、20、23、24、27、28、31、 32均為電磁球閥，33、34、35、36、37、38、39、40均為鉸接油缸組，41為回油路一，42為回油路 二，Τ為主回油路。
[0018] 下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，并通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施 例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不限于此。
[0019] 參見(jiàn)附圖1~3所示，一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，包含油泵站、控制模塊和鉸 接油缸組，控制模塊包含控制器、行程傳感器及與控制器連接的Ν個(gè)油路控制單元，Ν個(gè)油 路控制單元的出油口分別與Ν組鉸接油缸的進(jìn)油口連通，Ν均為大于1的自然數(shù)，所述油 路控制單元包含電磁換向閥和電子球閥，油泵站的輸出油管與電磁換向閥的進(jìn)油口連通， 電磁換向閥的第一出油口與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向閥的第二出油口與該 鉸接油缸組的有桿腔連通，電磁換向閥的回油口與油泵站的主回油路連通，該鉸接油缸組 的有桿腔通過(guò)電磁球閥與回油路一連通，該鉸接油缸的無(wú)桿腔通過(guò)電磁球閥與回油路二連 通，回油路一和回油路二分別與主回油路連通，通過(guò)回油路一和回油路二的配合，實(shí)現(xiàn)鉸接 油缸的隨動(dòng)動(dòng)作。
[0020] 每個(gè)鉸接油缸組含有Μ個(gè)鉸接油缸，Μ個(gè)鉸接油缸的有桿腔并接在一起形成該組 鉸接油缸的有桿腔，其無(wú)桿腔并接在一起形成該組鉸接油缸的無(wú)桿腔，Μ為大于1的自然 數(shù)。
[0021] 優(yōu)選的，控制模塊包含8個(gè)油路控制單元，分別為：A、B、C、D、E、F、G、Η，所述行程 傳感器設(shè)置于分別與B、D、E、G油路控制單元連接的鉸接油缸上，檢測(cè)鉸接油缸的位移。通 過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)鉸接油缸的任意分組，實(shí)現(xiàn)矩形盾構(gòu)上、下、左、右四個(gè)方向的調(diào)向動(dòng)作。
[0022] 電磁換向閥的第一出油口通過(guò)平衡閥與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向 閥的第二出油口通過(guò)平衡閥與該鉸接油缸組的有桿腔連通，控制對(duì)應(yīng)油路控制單元上的鉸 接油缸的伸縮動(dòng)作，平衡閥實(shí)現(xiàn)對(duì)鉸接油缸的鎖定功能。平衡閥對(duì)鉸接油缸起保壓作用。
[0023] 所述回油路一和回油路二分別依次通過(guò)電磁球閥、溢流閥與主回油路連通。
[0024] 為了實(shí)現(xiàn)矩形盾構(gòu)四個(gè)方向的調(diào)向功能，控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)8組油路控制單元的鉸接 油缸進(jìn)行任意分組，達(dá)到精確調(diào)向，且實(shí)現(xiàn)讓鉸接油缸在任意位置鎖定的功能，鉸接油缸在 矩形盾構(gòu)截面上的分布位置如圖2所示。
[0025] 矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制按鈕如圖3所示，有四個(gè)方向的組合伸出動(dòng)作，分別是左 轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上仰和下俯，鉸接油缸做伸出動(dòng)作；同時(shí)，相對(duì)應(yīng)這四個(gè)方向的伸出組合動(dòng)作，還 有四個(gè)回收動(dòng)作，跟伸出動(dòng)作相反，在調(diào)向時(shí)做微調(diào)；同時(shí)設(shè)置有鉸接油缸的全伸和全縮按 鈕。為保證使用的安全，只有按著按鈕的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的鉸接油缸才會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，手松 開(kāi)的時(shí)候，所有鉸接油缸處于鎖定狀態(tài)。
[0026] 鉸接油缸的無(wú)桿腔通過(guò)電磁球閥4連接到回油路二42上面，鉸接油缸的有桿腔通 過(guò)電磁球閥3連接到回油路一 41上面，回油路一 41通過(guò)電磁球閥Μ和溢流閥N連接到主 回油路Τ上，回油路二42通過(guò)電磁球閥X和溢流閥Υ連接到主回油路Τ上。電磁球閥Μ和 X有連鎖條件，當(dāng)電磁球閥3、7、11、15、19、23、27、31任意一個(gè)得電換向時(shí)，電磁球閥Μ得電； 當(dāng)電磁球閥4、8、12、16、20、24、28、32任意一個(gè)得電換向時(shí)，電磁球閥Ν得電。溢流閥Ν和 Υ在回油路上起背壓作用，讓油缸的隨動(dòng)更穩(wěn)定。
[0027] 以左轉(zhuǎn)為例，如圖2所示，矩形盾構(gòu)需要左轉(zhuǎn)時(shí)，其中，G和Η組油路控制單元的鉸 接油缸處于鎖定狀態(tài)，A、B、E、F組油路控制單元的鉸接油缸處于隨動(dòng)狀態(tài)，C、D兩組油路控 制單元的鉸接油缸做伸出動(dòng)作。按圖3中的左轉(zhuǎn)按鈕，圖1中油源P通電磁換向閥的進(jìn)油 口，三位四通電磁換向閥9和13的左位得電換向，油液經(jīng)平衡閥10和14的右位進(jìn)35和36 兩組鉸接油缸的無(wú)桿腔，鉸接油缸伸出，有桿腔的油液通過(guò)平衡閥10和14的左位分別到達(dá) 電磁換向閥9和13的回油口，最終回到主回油路T上。同時(shí)，油路控制單元G和Η的電磁 閥、平衡閥等所有閥都處失電狀態(tài)，平衡閥對(duì)39和40組鉸接油缸處于鎖定狀態(tài)。主回油路 Τ上的油液經(jīng)過(guò)中位為Υ型機(jī)能的三位四通電磁換向閥1、5、17、21進(jìn)平衡閥2、6、18、22的 右位，再分別到33、34、37、38組的鉸接油缸組的無(wú)桿腔，電磁球閥3、7、19、23得電，這四組 鉸接油缸的有桿腔油液分別通過(guò)電磁球閥3、7、19、23回到回油路41上面，回油由41通過(guò) 電磁球閥Μ和溢流閥Ν回到主回油路Τ上，油路控制單元A、B、E、F組的鉸接油缸實(shí)現(xiàn)隨動(dòng) 伸出功能。
[0028] 如圖2所示，矩形盾構(gòu)需要左回收時(shí)，其中，G和Η組油路控制單元的鉸接油缸處 于鎖定狀態(tài)，A、B、E、F組油路控制單元的鉸接油缸處于隨動(dòng)狀態(tài)，C、D兩組油路控制單元的 鉸接油缸做縮回動(dòng)作。按圖3中的左回收按鈕，圖1中油源P通電磁換向閥的進(jìn)油口，三位 四通電磁換向閥9和13的右位得電換向，油液經(jīng)平衡閥10和14的左位進(jìn)35和36兩組鉸 接油缸的有桿腔，鉸接油缸縮回，有桿腔的油液通過(guò)平衡閥10和14的右位分別到達(dá)電磁換 向閥9和13的回油口，最終回到主回油路T上。同時(shí)，油路控制單元G和Η的所有閥都處 失電狀態(tài)，平衡閥對(duì)39和40組鉸接油缸處于鎖定狀態(tài)。主回油路Τ上的油液經(jīng)過(guò)中位為 Υ型機(jī)能的三位四通電磁換向閥1、5、17、21進(jìn)平衡閥2、6、18、22的左位，再分別到33、34、 37、38組的鉸接油缸的有桿腔，電磁球閥4、8、20、24得電，這四組鉸接油缸的無(wú)桿腔油液分 別通過(guò)電磁球閥4、8、20、24回到回油路42上面，回油由42通過(guò)電磁球閥X和溢流閥Υ回 到主回油路Τ上,油路控制單元A、B、E、F組的鉸接油缸實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)縮回功能。
[0029] 本實(shí)用新型可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)矩形盾構(gòu)的四個(gè)組合伸出動(dòng)作，即左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上 仰、下俯，和四個(gè)組合縮回動(dòng)作，即左回收、右回收、上回收、下回收。全伸模式時(shí)，所有三位 四通電磁換向閥左位得電，油液進(jìn)油缸的無(wú)桿腔，有桿腔油液回主回油路，所有油缸做伸出 動(dòng)作；全縮模式時(shí)，所有三位四通電磁換向閥右位得電，油液進(jìn)油缸的有桿腔，無(wú)桿腔油液 回主回油路，所有油缸做縮回動(dòng)作。
[0030] 本實(shí)用新型并不局限于上述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可據(jù)此做出多種變 化，但任何與本實(shí)用新型等同或者類(lèi)似的變化都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，包含油泵站、控制模塊和鉸接油缸組，其特征在 于：控制模塊包含控制器、行程傳感器及與控制器連接的N個(gè)油路控制單元，N個(gè)油路控制 單元的出油口分別與N組鉸接油缸的進(jìn)油口連通，N均為大于1的自然數(shù)，所述油路控制單 元包含電磁換向閥和電子球閥，油泵站的輸出油管與電磁換向閥的進(jìn)油口連通，電磁換向 閥的第一出油口與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向閥的第二出油口與該鉸接油缸 組的有桿腔連通，電磁換向閥的回油口與油泵站的主回油路連通，該鉸接油缸組的有桿腔 通過(guò)電磁球閥與回油路一連通，該鉸接油缸的無(wú)桿腔通過(guò)電磁球閥與回油路二連通，回油 路一和回油路二分別與主回油路連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，其特征在于：每個(gè)鉸接油缸組 含有Μ個(gè)鉸接油缸，Μ個(gè)鉸接油缸的有桿腔并接在一起形成該組鉸接油缸的有桿腔，其無(wú)桿 腔并接在一起形成該組鉸接油缸的無(wú)桿腔，Μ為大于1的自然數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，其特征在于：控制模塊依次包 含8個(gè)油路控制單元，分別為：A、B、C、D、E、F、G、Η，行程傳感器設(shè)置于分別與B、D、E、G油 路控制單元連接的鉸接油缸上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，其特征在于：電磁換向閥的第 一出油口通過(guò)平衡閥與對(duì)應(yīng)鉸接油缸組的無(wú)桿腔連通，電磁換向閥的第二出油口通過(guò)平衡 閥與該鉸接油缸組的有桿腔連通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形盾構(gòu)主動(dòng)鉸接控制系統(tǒng)，其特征在于：所述回油路一和 回油路二分別依次通過(guò)電磁球閥、溢流閥與主回油路連通。
【文檔編號(hào)】E21D9/093GK203905959SQ201420336033
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】許順海, 賈連輝, 李光, 朱英, 高博 申請(qǐng)人:中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司