專利名稱：模型盾構(gòu)機的掘進導(dǎo)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模型盾構(gòu)機的部件，尤其涉及一種模型盾構(gòu)機的掘進 導(dǎo)向器。
背景技術(shù)：
采用模型盾構(gòu)機進行室內(nèi)模型試驗是研究盾構(gòu)機對地層的適應(yīng)性或影響的 一種重要手段。
一些盾構(gòu)模型以模擬原型局部為目的開展試驗，如日本學(xué)者森
麟(1984)制造的半截面模型盾構(gòu)機、栗原和夫等(1989)制造的泥水式模型盾構(gòu) 機，Nomoto等(1999)制造的微型盾構(gòu)機裝置以及同濟大學(xué)(2006)制造的雙殼單 螺旋模型盾構(gòu)等，這些模型盾構(gòu)機由于尺寸小，推進距離短，都沒有釆用專門 的導(dǎo)向裝置。真實盾構(gòu)機在施工過程中有專門的導(dǎo)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)由激光全站 儀、信號傳輸和供電裝置、激光接收靶、盾構(gòu)機主控室、油缸桿伸長量測量裝 置等構(gòu)成，其中盾構(gòu)機主控室是激光導(dǎo)向系統(tǒng)的核心。顯然，真實盾構(gòu)機導(dǎo)向 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，操作不便，不適合室內(nèi)模型試驗。隨著研究的深入， 近年來已開發(fā)出更大尺寸的模型盾構(gòu)機，使得室內(nèi)試驗?zāi)軌驅(qū)υ投軜?gòu)機的整 個過程進行模擬。由于模型盾構(gòu)機尺寸的增加，必需采用簡單而有效的導(dǎo)向方 法來實現(xiàn)掘進過程的實時控制，從而使模型盾構(gòu)機沿既定直線前進。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的就是提供一種模型盾構(gòu)機的掘進導(dǎo)向器，該裝置可方便 實時地對模型盾構(gòu)機的前進方向進行觀察，為掘進方向的調(diào)整提供依據(jù)；且其 結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術(shù)方案是 一種模型盾構(gòu)機的掘 進導(dǎo)向器，其組成是在模型盾構(gòu)機機體上固定鏡面向后的反射鏡，且反射鏡 鏡面與模型盾構(gòu)機的軸線垂直；在模型盾構(gòu)機掘進方向后方的隧道上固定激光 源，激光源與反射鏡之間的隧道上固定白板，白板上開有對位孔，激光源與對 位孔中心的連線與反光鏡鏡面垂直。
本實用新型的工作過程和工作原理是當模型盾構(gòu)機沿激光源與定位孔中 心連線方向直線推進時，激光源射出的激光束穿過其前方白板上的定位孔，射到反射鏡上，反射后的反射光與入射光重合并穿過定位孔，在白板上不產(chǎn)生任何光 點，此時無需對盾構(gòu)機的前進方向進行調(diào)整。 一旦盾構(gòu)機機體發(fā)生傾斜，安裝 在盾構(gòu)機機體上的反射鏡也會隨之發(fā)生相同角度的傾斜。由于激光源與白板固
定于隧道上，此時入射光仍然沿原來的直線方向入射到反射鏡上；但由于反射 鏡的傾斜，反射光的方向發(fā)生改變，將沿著以反射鏡垂線為對稱軸與入射光對 稱的方向射出，反射光偏離原來的直線方向射到白板上的某一位置，形成一個 光點，該光點與開孔間的距離及偏離開孔的方向，表明了模型盾構(gòu)機掘進方向 的偏離，反射光點偏離中心開孔越遠，模型盾構(gòu)機傾斜的角度越大。搡縱者據(jù) 此調(diào)整盾構(gòu)機的前進方向，使其恢復(fù)到原設(shè)定的直線方向。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是
利用盾構(gòu)機后的激光束及盾構(gòu)機體上反射鏡的反射作用，可以精確有效地 判定模型盾構(gòu)機在前進方向上是否發(fā)生偏離及其偏離程度，為操作者實時調(diào)整 掘進方向提供依據(jù)，保證掘進方向沿既定直線方向前進。由于激光源與反射鏡 間之間可設(shè)置為較長的距離，使盾構(gòu)機發(fā)生微小偏移角度時，即可使光點在白 板上產(chǎn)生較大的偏移，可以清楚、直觀、方便地對盾構(gòu)模型的前進(掘進)方 向進行觀察。整個裝置僅由激光源、反射鏡、白板組成，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方 便。
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型實施例當盾構(gòu)機發(fā)生下傾斜時，激光束的入射及反射路線 示意圖。
具體實施方式
實施例
圖1示出，本實用新型的一種具體實施方式
為， 一種模型盾構(gòu)機的掘進導(dǎo) 向器，其組成是在模型盾構(gòu)機機體上固定鏡面向后的反射鏡l,且反射鏡l鏡 面與模型盾構(gòu)機的軸線垂直；在模型盾構(gòu)機開挖隧道的后方固定激光源2,激光 源2與反射鏡1之間固定白板3,白板3上開有對位孔4，激光源2與對位孔4 中心的連線與反光鏡1鏡面垂直。
本例中，反射鏡1具體安裝在模型盾構(gòu)機的土倉隔板5上。因為模型盾構(gòu)機的中軸線即為刀盤6軸承的中軸線，而土倉隔板5是垂直于刀盤6軸承的， 這樣即可保證反射鏡1垂直于模型盾構(gòu)機中軸線。
線示意圖。從圖2可以看出，反射鏡1距離白板3的距離為L時，如盾構(gòu)機機 體軸線向下傾斜了 a角，相當于反射鏡1逆時針轉(zhuǎn)動了 a角，那么反射光在白 板上將向上移動，設(shè)移動距離為S,那么各參數(shù)之間存在下面的關(guān)系
同時通常盾構(gòu)機的傾斜角a為一微小量，故有:
tan 2"
那么，(i)式變?yōu)?br> (1)
(2)
(3)
該式表明，采用本實用新型裝置，在白板3上將盾構(gòu)機的傾斜量放大了幾 倍，可以清楚、直觀、方便地對盾構(gòu)模型的前進方向進行觀察。同樣，盾構(gòu)機 朝上、左、右及其它方向的傾斜微量，也被放大2L倍后在后方白板3上體現(xiàn)出 來，從而起到實時導(dǎo)向的作用，便于模型盾構(gòu)機前進方向的及時調(diào)整。
權(quán)利要求1、一種模型盾構(gòu)機的掘進導(dǎo)向器，其組成是在模型盾構(gòu)機機體上固定鏡面向后的反射鏡(1)，且反射鏡(1)鏡面與模型盾構(gòu)機的軸線垂直；在模型盾構(gòu)機開挖隧道(7)的后方固定激光源(2)，激光源(2)與反射鏡(1)之間固定白板(3)，白板(3)上開有對位孔(4)，激光源(2)與對位孔(4)中心的連線與反光鏡(1)鏡面垂直。
專利摘要一種模型盾構(gòu)機的掘進導(dǎo)向器，其組成是在模型盾構(gòu)機機體上固定鏡面向后的反射鏡(1)，且反射鏡(1)鏡面與模型盾構(gòu)機的軸線垂直；在模型盾構(gòu)機開挖隧道(7)的后方固定激光源(2)，激光源(2)與反射鏡(1)之間的隧道上固定白板(3)，白板(3)上開有對位孔(4)，激光源(2)與對位孔(4)中心的連線與反光鏡(1)鏡面垂直。該裝置可方便實時地對模型盾構(gòu)機的前進方向進行觀察，為掘進方向的調(diào)整提供依據(jù)；且其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
文檔編號E21D9/06GK201294059SQ20082022289
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者川 何, 科 華, 吳成剛, 周偉天, 勇 方, 俊 謝 申請人:西南交通大學(xué)