一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110318811 A(43)申请公布日 2019.10.11

(21)申请号 201910718306.3(22)申请日 2019.08.05

(71)申请人 辽宁三三工业有限公司

地址 111200 辽宁省辽阳市辽阳县向阳工

业园区(72)发明人 刘远征　刘永刚　

(74)专利代理机构 天津滨海科纬知识产权代理

有限公司 12211

代理人 戴文仪(51)Int.Cl.

E21F 17/18(2006.01)E21D 9/06(2006.01)E21D 11/08(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图3页

(54)发明名称

一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置(57)摘要

传统盾构机中的管片拼装系统与控制系统利用电缆连接，由于拼装机经常旋转，并且移动，所以有可能拉伤电缆，严重时造成电缆断裂，设备停工。未解决此问题，本发明设计一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，包括液压设备、电力转换机构、管片拼装机设备和中央控制系统，电力转换机构利用液压设备提供的高压油将液压动力转换为电能，并给管片拼装机设备供电，管片拼装机设备采集与之相连的传感器信息并将采集的信息发送给中央控制系统，管片拼装机设备接收中央控制系统发送的控制指令，并控制与之相连的电磁阀。本发明可应用于各种盾构机以及工程机械，节省了电缆的链接，为盾构机的发展提供了新的方向。

CN 110318811 ACN 110318811 A

权　利　要　求　书

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1.一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，包括液压设备、电力转换机构、管片拼装机设备和中央控制系统，电力转换机构利用液压设备提供的高压油将液压动力转换为电能，并给管片拼装机设备供电，管片拼装机设备采集与之相连的传感器信息并将采集的信息发送给中央控制系统，管片拼装机设备接收中央控制系统发送的控制指令，并控制与之相连的电磁阀。

2.如权利要求1所述一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，管片拼装机设备包括A/D转换模块、光耦隔离模块、继电器模块和第一无线模块，A/D转换模块用于接收压力传感器的模拟量信号，并将其转换为数字信号，光耦隔离模块用于接收接近开关传感器信号，继电器模块控制电磁阀动作，第一无线模块用于与中央控制系统交互通信。

3.如权利要求1所述一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，中央控制系统包括中央控制芯片，盾构机交互单元和第二无线模块，盾构机交互单元用于与盾构机系统进行信号互换，第二无线模块用于与管片拼装机设备交互通信。

4.如权利要求3所述一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，中央控制芯片为ARM芯片。

5.如权利要求3所述一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，盾构机交互单元中使用Devicent芯片。

6.如权利要求1所述一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，其特征在于，电力转换机构包括液压马达、发电机和整流模块，发电机产生380V交流电，整流模块将交流电转换为24V直流电。

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CN 110318811 A

说　明　书

一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置

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技术领域

[0001]本发明属于管片拼装机领域，尤其是一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置。背景技术

[0002]管片拼装机控制系统是盾构机的重要组成部分，它是一种设置在盾构机尾部，可以迅速把管片拼装成确定形式的起重机械。盾构机顺利掘进完成一环后，管片拼装机负责将预先制好的管片安装到刚开挖的隧道表面。传统盾构机中的管片拼装系统与控制系统利用电缆连接，由于拼装机经常旋转，并且移动，所以有可能拉伤电缆，严重时造成电缆断裂，设备停工。

发明内容

[0003]基于此提出一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，采用的技术方案如下：[0004]一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，包括液压设备、电力转换机构、管片拼装机设备和中央控制系统。[0005]进一步的，管片拼装机设备采集与之相连的传感器信息并将采集的信息发送给中央控制系统，管片拼装机设备接收中央控制系统发送的控制指令，并控制与之相连的电磁阀。

[0006]进一步的，液压设备包括电机、油泵、单向阀、压力表和电磁阀。[0007]进一步的，电力转换机构包括液压马达、发电机和整流模块，液压设备产生的高压液压油驱动电力转换机构上的液压马达旋转，液压马达旋转带动发电机旋转，发电机旋转产生380V交流电，整流模块将交流电转换为24V直流电。[0008]进一步的，直流电给管片拼装机设备中的电路板供电。[0009]进一步的，管片拼装机设备采集与之相连的传感器信息并将采集的信息发送给中央控制系统，管片拼装机设备接收中央控制系统发送的控制指令，并控制与之相连的电磁阀。

[0010]进一步的，管片拼装机设备包括A/D转换模块、光耦隔离模块、继电器模块和第一无线模块，A/D转换模块用于接收压力传感器的模拟量信号，并将其转换为数字信号，光耦隔离模块用于接收接近开关传感器信号，继电器模块控制电磁阀动作，第一无线模块用于与中央控制系统交互通信。[0011]进一步的，中央控制系统包括中央控制芯片，盾构机交互单元和第二无线模块，盾构机交互单元用于与盾构机系统进行信号互换，第二无线模块用于与管片拼装机设备交互通信。

[0012]进一步的，中央控制芯片为ARM芯片。[0013]进一步的，盾构机交互单元中使用Devicent芯片。[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果在于：[0015]1.采用液压电力转换机构，输出电压稳定，并简化了盾构机结构。

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说　明　书

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2.盾构机管片控制系统与中央控制系统之间采用无线方式通信，避免了因电缆损

耗或损耗造成盾构机停止工作的问题。

附图说明

[0017]图1是本发明装置组成图；[0018]图2是液压设备组成示意图；[0019]图3是电力转换机构示意图；

[0020]图4是管片拼装机设备中的控制单元示意图。

具体实施方式

[0021]如图1所示，本发明一种用于盾构机管片拼装的无线通信装置，包括液压设备、电力转换机构、管片拼装机设备和中央控制系统。管片拼装机设备采集与之相连的压力传感器和接近开关传感器信息并将采集的信息发送给中央控制系统，管片拼装机设备接收中央控制系统发送的控制指令，并控制与之相连的电磁阀。[0022]如图2所示，液压设备包括电机、油泵、单向阀、压力表和电磁阀。液压设备中电机驱动油泵运转，控制油控制油泵头的斜盘角度。单向阀用于防止液压油反向流动。电磁阀用于控制液压油压力，当电磁阀得电时压力为0bar。当电磁阀失电时，压力为241bar。[0023]如图3所示，电力转换机构包括液压马达、发电机和整流模块，液压设备产生的高压液压油驱动电力转换机构上的液压马达旋转，液压马达旋转带动发电机旋转，发电机旋转产生380V交流电，整流模块将交流电转换为24V直流电。直流电给管片拼装机设备中的电路板供电。

[0024]如图4所示，管片拼装机设备包括A/D转换模块、光耦隔离模块、继电器模块和第一无线模块，A/D转换模块用于接收压力传感器的模拟量信号，并将其转换为数字信号，光耦隔离模块用于接收接近开关传感器信号，继电器模块控制电磁阀动作，第一无线模块用于与中央控制系统交互通信。[0025]该装置工作时，液压设备向电力转换机构输送高压油，电力转换机构将液压动力转化为直流电以备给管片拼装机设备供电，中央控制系统向管片拼装机设备发送控制指令，管片拼装机设备依据接收到的控制指令控制与之相连的电磁阀，电磁阀动作时管片拼装机设备实时采集压力传感器的信息，并发送给中央控制系统，中央控制系统依据接收到的传感器信息生成下一控制指令。

[0026]以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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图2

图3

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图4

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