本發(fā)明屬于隧道襯砌模板臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)及控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于隧道襯砌模板臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

目前軌道式隧道襯砌模板臺車廣泛應用于各種隧道施工中，而其在進行作業(yè)時，若是無法保證臺車在處于水平平面就進行施工時，會導致施工形成的隧道不牢固，影響施工質(zhì)量。為了能夠使得臺車更好的進行施工，則必須保證其整車處于水平平面。傳統(tǒng)的姿態(tài)調(diào)節(jié)方法是通過手動來調(diào)節(jié)位于臺車四個角的液壓閥，實現(xiàn)其整車的姿態(tài)調(diào)節(jié)。但是，臺車所處于的實際工作環(huán)境往往是一次施工形成的隧道口，容易坍塌，會對進入隧道進行手動姿態(tài)調(diào)節(jié)的人員造成人身危險。而且，這種姿態(tài)調(diào)節(jié)方法往往是通過人的肉眼去判斷臺車是否水平，精度難以控制，從而影響施工，且操作強度大，復雜、難度大。因此，需要設(shè)計出一套可以自動進行臺車姿態(tài)調(diào)節(jié)的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種用于隧道襯砌模板臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置及控制方法，該姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)合計合理，操作便捷，自動化程度高，成本低，姿態(tài)調(diào)節(jié)的精度高，而且信號傳輸穩(wěn)定，降低施工人員的勞動強度和難度，提高施工的安全性、可靠性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于隧道襯砌模板臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，所述姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置包括液壓部件、感應部件以及控制器；其中

所述液壓部件包括液壓泵以及四個液壓油缸，四個所述液壓油缸分別對應設(shè)置在臺車車架底部四角，四個所述液壓油缸分別對應一個三位四通電磁換向閥，每個所述三位四通電磁換向閥通過所述控制器控制運作；

所述感應部件包括三個傾角傳感器，分別為傾角傳感器Ⅰ、傾角傳感器Ⅱ、傾角傳感器Ⅲ，所述傾角傳感器Ⅰ安裝于臺車車架的前橫梁的X方向上，所述傾角傳感器Ⅱ安裝于臺車車架上與前橫梁相垂直的Y方向的側(cè)橫梁上，所述傾角傳感器Ⅲ安裝于臺車車架X方向的另一根前橫梁上，所述傾角傳感器Ⅰ與所述傾角傳感器Ⅲ前后平行設(shè)置。

作為優(yōu)選，每個所述三位四通電磁換向閥均是O型中位機能。

作為優(yōu)選，每個所述液壓油缸通過銷鉸接在臺車車架底部的支撐塊上。

作為優(yōu)選，每個所述液壓油缸的活塞桿連接在臺車的車架上，且在所述液壓油缸的四周設(shè)置定位塊。

作為優(yōu)選，所述三位四通電磁換向閥的進油口連接所述液壓泵，回油口連接油箱。

一種用于隧道襯砌模板臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在臺車的四角處均安裝液壓油缸，在臺車車架上端的前后橫梁上分別安裝傾角傳感器Ⅰ與傾角傳感器Ⅲ，在臺車車架且與前橫梁相垂直的側(cè)邊橫梁上安裝傾角傳感器Ⅱ，每個液壓油缸配一個三位四通電磁換向閥，且將每個三位四通電磁換向閥其中一端對應連接液壓油缸，另一端連接至控制器；

2)將平行于隧道口的方向且垂直于臺車的前進方向定為X軸，臺車的前進方向定為Y軸，垂直于路面的方向為Z軸；

3)通過傾角傳感器Ⅰ與傾角傳感器Ⅲ測得臺車車架的X軸角度偏移量θ₁和θ₂，傾角傳感器ⅡY軸的角度偏移量θ₃，控制器采集θ₁、θ₂以及θ₃，控制器經(jīng)過分析向三位四通電磁換向閥發(fā)出指令，進行臺車水平姿態(tài)的調(diào)節(jié)；

初始狀態(tài)時，四個三位四通電磁換向閥均工作在中位，油路均斷開，當角度偏移量θ₁為零，無需進行調(diào)整；

當角度偏移量θ₁不為零，調(diào)節(jié)臺車車架前橫梁底部兩角處液壓氣缸所述連接的三位四通電磁換向閥的工作位置，接通其油路，直到角度偏移量θ₁歸于零時，使兩個前側(cè)的三位四通電磁換向閥工作在中位，斷開油路；

接著再判斷角度偏移量θ₃是否為零，若其為零，無需進行調(diào)整；若其不為零，此時需保持前側(cè)的兩個三位四通電磁換向閥工作在中位，調(diào)節(jié)后側(cè)橫梁底部的一個三位四通電磁換向閥的工作位置，接通其油路，直到角度偏移量θ₃歸于零，使后側(cè)的該三位四通電磁換向閥工作在中位，斷開油路；

最后判斷角度偏移量θ₂是否為零，若其為零，表示臺車的水平姿態(tài)調(diào)節(jié)完成；若其不為零，保持上述三個三位四通電磁換向閥工作在中位，調(diào)節(jié)最后一個三位四通電磁換向閥的工作位置，直到角度偏移量θ₂歸于零，使最后一個三位四通電磁換向閥工作在中位，斷開油路，姿態(tài)調(diào)節(jié)完成。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的改進之處在于，

首先，與傳統(tǒng)式臺車進行的姿態(tài)調(diào)節(jié)相比，本發(fā)明可以自動進行臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)，避免人員進入隧道，保證了施工人員的安全；

其次，調(diào)節(jié)精度高，誤差小，保證了隧道二次施工的質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施方式的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明一實施方式的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的安裝實施圖；

圖1中：1.液壓油缸Ⅰ；2.液壓油缸Ⅱ；3.液壓油缸Ⅲ；4.液壓油缸Ⅳ；5.三位四通電磁換向閥Ⅰ；6.三位四通電磁換向閥Ⅱ；7.三位四通電磁換向閥Ⅲ；8.三位四通電磁換向閥Ⅳ；9.液壓泵；10.油箱；11.支撐塊Ⅰ；12.支撐塊Ⅱ；13.支撐塊Ⅲ；14.支撐塊Ⅳ；15.臺車車架；16.傾角傳感器Ⅰ；17.傾角傳感器Ⅲ；18.傾角傳感器Ⅱ；19.控制器；

圖2中：20.模板；21.隧道口；22.姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的描述。

參照附圖1-2所示的一種用于隧道襯砌模板20臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，所述姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置包括液壓部件、感應部件以及控制器19；其中

所述液壓部件包括液壓泵9以及四個液壓油缸，四個所述液壓油缸分別對應設(shè)置在臺車車架15底部四角，每個所述液壓油缸通過銷鉸接在臺車車架15底部的支撐塊上，每個所述液壓油缸的活塞桿連接在臺車的車架上，且在所述液壓油缸的四周設(shè)置定位塊，通過定位塊將液壓油缸的四周固定安裝，保證液壓油缸位置的準確性；四個所述液壓油缸分別對應一個三位四通電磁換向閥，每個所述三位四通電磁換向閥均是O型中位機能，其特點是處于中位時，油口全部切斷；每個所述三位四通電磁換向閥通過所述控制器19控制運作，每個所述三位四通電磁換向閥的進油口連接所述液壓泵9，回油口連接油箱10；

四個液壓油缸分別為液壓油缸Ⅰ1、液壓油缸Ⅱ2、液壓油缸Ⅲ3以及液壓油缸Ⅳ4；

支撐塊也分別四塊，分為支撐塊Ⅰ11、支撐塊Ⅱ12；支撐塊Ⅲ13；支撐塊Ⅳ14；分別位于臺車車架15四角處，并與液壓氣缸一一對應；

四個三位四通電磁換向閥分別為三位四通電磁換向閥Ⅰ5、三位四通電磁換向閥Ⅱ6、三位四通電磁換向閥Ⅲ7、三位四通電磁換向閥Ⅳ8；液壓油缸Ⅰ1與三位四通電磁換向閥Ⅰ5對應連接，以此類推。

所述感應部件包括三個傾角傳感器，分別為傾角傳感器Ⅰ16、傾角傳感器Ⅱ18、傾角傳感器Ⅲ17，所述傾角傳感器Ⅰ16安裝于臺車車架15的前橫梁的X方向上，所述傾角傳感器Ⅱ18安裝于臺車車架15上與前橫梁相垂直的Y方向的側(cè)橫梁上，所述傾角傳感器Ⅲ17安裝于臺車車架15X方向的另一根前橫梁上，所述傾角傳感器Ⅰ16與所述傾角傳感器Ⅲ17前后平行設(shè)置。

所述的姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)順序是先對傾角傳感器Ⅰ16的角度偏移量θ₁進行調(diào)整，再對傾角傳感器Ⅱ18的角度偏移量θ₃進行調(diào)整，最后調(diào)整傾角傳感器Ⅲ17的角度偏移量θ₂。

如圖1所示，所述液壓油缸Ⅰ1、液壓油缸Ⅱ2、液壓油缸Ⅲ3、液壓油缸Ⅳ4均通過銷鉸接在臺車的支撐塊上，其活塞桿連在臺車的車架上；所述液壓油缸Ⅰ1、三位四通電磁換向閥Ⅰ5、液壓泵9通過液壓油路相連；所述液壓油缸Ⅱ2、三位四通電磁換向閥Ⅱ6、液壓泵9通過液壓油路相連；所述液壓油缸Ⅲ3、三位四通電磁換向閥Ⅲ7、液壓泵9通過液壓油路相連；所述液壓油缸Ⅳ4、三位四通電磁換向閥Ⅳ8、液壓泵9通過液壓油路相連；所述傾角傳感器Ⅰ16安裝于臺車的X軸(X軸是指平行于隧道口21的方向且垂直于臺車的前進方向)的橫梁上，所述傾角傳感器Ⅲ17安裝于X方向的另一根臺車的橫梁上；所述傾角傳感器Ⅱ18安裝于臺車的Y軸(Y軸是指臺車的前進方向)的橫梁上；

具體的，液壓油缸Ⅰ1通過液壓油路與三位四通電磁換向閥Ⅰ5的工作油口相連，三位四通電磁換向閥Ⅰ5的進油口連接液壓泵9，回油口接入油箱10，液壓油缸Ⅱ2通過液壓油路與三位四通電磁換向閥Ⅱ6的工作油口相連，三位四通電磁換向閥Ⅱ6的進油口連接液壓泵9，回油口接入油箱10，液壓油缸Ⅲ3通過液壓油路與三位四通電磁換向閥Ⅲ7的工作油口相連，三位四通電磁換向閥Ⅲ7的進油口連接液壓泵9，回油口接入油箱10，液壓油缸Ⅳ4通過液壓油路與三位四通電磁換向閥Ⅳ8的工作油口相連，三位四通電磁換向閥Ⅳ8的進油口連接液壓泵9，回油口接入油箱10。

當三位四通電磁換向閥Ⅰ5、三位四通電磁換向閥Ⅱ6、Ⅲ和Ⅳ處于中位時，油口全部切斷，油路斷開，液壓油缸Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ位置被鎖定；當換向閥Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的電磁鐵DT1、DT3、DT5和DT7分別得電時，換向閥處于左側(cè)工作位置，液壓油缸Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的活塞桿收縮；當換向閥Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的電磁鐵DT2、DT4、DT6和DT8分別得電時，換向閥處于右側(cè)工作位置，液壓油缸Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的活塞桿伸長。

控制器19接收到傾角傳感器Ⅰ16、傾角傳感器Ⅲ17和傾角傳感器Ⅱ18的角度偏移信號，經(jīng)過分析判斷后，按照要求調(diào)節(jié)三位四通電磁換向閥Ⅰ5、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的工作位置，液壓油缸Ⅰ1、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的活塞桿伸長或者收縮，完成臺車的水平姿態(tài)調(diào)節(jié)。

所述傾角傳感器Ⅰ16、傾角傳感器Ⅲ17用于測量臺車的X軸向的角度偏移量；所述傾角傳感器Ⅱ18用于測量臺車的Y軸向的角度偏移量；所述控制器19用來接收傾角傳感器的角度偏移信號，并通過分析判斷后向三位四通電磁換向閥發(fā)出指令，調(diào)整其工作位置，控制液壓缸上升或者下降，從而完成臺車的水平姿態(tài)調(diào)節(jié)。

一種用于隧道襯砌模板20臺車的姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

圖2為該姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置的在臺車上的具體安裝實施圖，平行于隧道口21的方向且垂直于臺車的前進方向為X軸，臺車的前進方向為Y軸，垂直于路面的方向為Z軸。結(jié)合圖1和圖2，來分析某種隧道襯砌模板20臺車的具體實施方式。傾角傳感器Ⅰ16、傾角傳感器Ⅲ17和測得臺車的X軸角度偏移量θ₁和θ₂，傾角傳感器Ⅱ18Y軸的角度偏移量θ₃，控制器19采集傾角傳感器Ⅰ16、傾角傳感器Ⅲ17，傾角傳感器Ⅱ18的信號θ₁、θ₂和θ₃；控制器19經(jīng)過分析判斷，向姿態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)22發(fā)出指令，進行臺車水平姿態(tài)調(diào)節(jié)。

具體的姿態(tài)調(diào)節(jié)步驟如下所示：初始狀態(tài)時，三位四通電磁換向閥Ⅰ5、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均工作在中位，油路均斷開。當角度偏移量θ₁為零，無需進行調(diào)整；當角度偏移量θ₁不為零，調(diào)節(jié)三位四通電磁換向閥Ⅰ5和Ⅲ的工作位置，接通其油路，直到角度偏移量θ₁歸于零時，使三位四通電磁換向閥Ⅰ5和Ⅲ工作在中位，斷開油路。再判斷角度偏移量θ₃是否為零，若其為零，無需進行調(diào)整；若其不為零，此時需保持三位四通電磁換向閥Ⅰ5和Ⅲ工作在中位，調(diào)節(jié)三位四通電磁換向閥Ⅱ6的工作位置，接通其油路，直到角度偏移量θ₃歸于零，使三位四通電磁換向閥Ⅱ6工作在中位，斷開油路；最后判斷角度偏移量θ₂是否為零，若其為零，表示臺車的水平姿態(tài)調(diào)節(jié)完成；若其不為零，保持三位四通電磁換向閥Ⅰ5、Ⅱ和Ⅲ工作在中位，調(diào)節(jié)三位四通電磁換向閥Ⅳ8的工作位置，直到角度偏移量θ₂歸于零，使三位四通電磁換向閥Ⅳ8工作在中位，斷開油路，姿態(tài)調(diào)節(jié)完成。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。