專利名稱：襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)該方法的渠道成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)該方法的渠道成型機(jī)。
背景技術(shù)：
渠道機(jī)械化襯砌技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)外發(fā)展已有幾十年的歷史，各種襯砌設(shè)備在襯砌技術(shù)的提高方面各有特色，但目前的設(shè)備均不具備在襯砌的同時(shí)檢測(cè)襯砌層斷面厚度的功能，因此，襯砌時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)襯砌缺陷而及時(shí)改正，以提高襯砌質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)該方法的渠道成型機(jī)。
本發(fā)明通過(guò)傳感器對(duì)未進(jìn)行襯砌位置的底面與傳感器的間距進(jìn)行測(cè)量，然后由計(jì)算電路減去傳感器與襯砌設(shè)備上襯砌點(diǎn)的垂直距離，得到混凝土斷面厚度。由此可見，本發(fā)明采用了簡(jiǎn)單的方法，能夠在襯砌操作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)襯砌層厚度的測(cè)量。
上述的方法可以根據(jù)施工需要間斷進(jìn)行，即根據(jù)需要測(cè)量某一確定位置的襯砌層厚度。但也可以在設(shè)備運(yùn)行時(shí)同時(shí)自動(dòng)記錄被測(cè)點(diǎn)的位置，輸入計(jì)算電路，自動(dòng)記錄不同位置的襯砌層厚度。要達(dá)到這一目的，將要在設(shè)備上設(shè)置有位置確定機(jī)構(gòu)，并使該機(jī)構(gòu)與計(jì)算電路連接。具體可采用下述方法位置確定機(jī)構(gòu)包括帶有編碼器的滾輪，編碼器與計(jì)算電路連接，計(jì)量其脈沖次數(shù)和順序，并由計(jì)算電路轉(zhuǎn)換為位置數(shù)據(jù)，與同時(shí)測(cè)得的厚度參數(shù)編為一組。這樣，根據(jù)多組數(shù)據(jù)，便能做出以橫向位置為坐標(biāo)的斷面厚度曲線，從而及時(shí)掌握襯砌質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明所述方法設(shè)計(jì)的渠道成型機(jī)，包括行走機(jī)構(gòu)以及安裝在行走機(jī)構(gòu)上的襯砌機(jī)構(gòu)，其技術(shù)方案為在襯砌機(jī)構(gòu)上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置檢測(cè)與地面距離的超聲波傳感器，其位置處于襯砌機(jī)構(gòu)的襯砌點(diǎn)前側(cè)；超聲波傳感器與計(jì)算電路連接。
若要同時(shí)記錄位置參數(shù)，而根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，要在機(jī)架上設(shè)置行走編碼滾輪，并使行走編碼滾輪與計(jì)算電路連接。
為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，超聲波傳感器可選用CAN通訊方式，即CAN通訊電路與計(jì)算電路連接。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思，各超聲波傳感器只要設(shè)置在襯砌工作點(diǎn)前方即可，但為便于安裝和維修，另外，考慮到周圍環(huán)境的影響，一般將超聲波傳感器設(shè)置于襯砌機(jī)構(gòu)機(jī)架前方。
此外，對(duì)于目前一般長(zhǎng)度的渠道成型機(jī)，可沿其坡度方向設(shè)置2至12個(gè)超聲波傳感器，另外還可在頂部或底部——即坡道的上沿及下沿各設(shè)置一個(gè)超聲波傳感器。
本發(fā)明能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以等功能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的主視圖；圖2為該實(shí)施例的電路控制部分的原理圖；圖3為本實(shí)用新型計(jì)算機(jī)編程框圖；其中，1、2、3、4超聲波傳感器，5、滾輪，6、襯砌機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例的設(shè)備是對(duì)現(xiàn)有渠道成型機(jī)上安裝襯砌層斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)包括上、下行走機(jī)構(gòu)以及安裝在行走機(jī)構(gòu)上的襯砌機(jī)構(gòu)6，在襯砌機(jī)構(gòu)6的前側(cè)沿襯砌機(jī)構(gòu)6長(zhǎng)度方向裝有四個(gè)超聲波傳感器1-4，各超聲波傳感器1-4與襯砌基礎(chǔ)面的間距大于設(shè)計(jì)襯砌厚度。其中超聲波傳感器1與坡頂位置對(duì)應(yīng)，另外三個(gè)與坡面對(duì)應(yīng)。它們通過(guò)CAN通訊總線與CAN模塊連接，并進(jìn)一步與PLC編程控制器連接。PLC編程控制器安裝在襯砌機(jī)構(gòu)6的機(jī)架上。在機(jī)架的后端上頂處有一在行走時(shí)與地面接觸的帶有編碼器的滾輪5，其計(jì)數(shù)器同樣通過(guò)CAN通訊方式與PLC編程控制器連接。
具體施工時(shí)，超聲傳感器器對(duì)未進(jìn)行襯砌位置的基礎(chǔ)面與傳感器的間距進(jìn)行測(cè)量，然后由計(jì)算電路減去傳感器與襯砌設(shè)備上襯砌點(diǎn)的垂直距離，得到混凝土斷面厚度。即在設(shè)備就位之后，標(biāo)定超聲波探頭到襯砌滑模板的距離，這一距離決定于超聲波探頭安裝的相對(duì)于設(shè)備的高度，通過(guò)調(diào)整探頭的安裝位置，使探頭至滑模板的距離為設(shè)定值，此時(shí)，探頭檢測(cè)到的到坡面的距離減去到滑模板的距離，就是設(shè)備襯砌厚度。
帶有編碼器的滾輪用來(lái)確定渠道成型機(jī)的位置，具體方法是通過(guò)計(jì)量其脈沖次數(shù)和順序，并由計(jì)算電路轉(zhuǎn)換為位置參數(shù)。即位置數(shù)據(jù)采集單元由增量型編碼器、PLC組成。本系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)增量編碼器與可編程控制器(PLC)。旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測(cè)量裝置，它將被測(cè)的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(高速脈沖信號(hào))。因些可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號(hào)直接輸入給PLC，利用PLC的高速計(jì)數(shù)器對(duì)其脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得測(cè)量結(jié)果。編碼器可以直接安裝在設(shè)備上端行走輪組后部。具體結(jié)構(gòu)為編碼器安裝在測(cè)量輪一側(cè)的圓柱形鐵盒內(nèi)，設(shè)備行走時(shí)，測(cè)量輪跟隨設(shè)備行走并轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器跟隨測(cè)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器輸出的計(jì)數(shù)脈沖通過(guò)屏蔽電纜輸送至操作臺(tái)數(shù)據(jù)采集電腦下方的PLC。PLC高速計(jì)數(shù)器對(duì)編碼器送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，轉(zhuǎn)換成位置數(shù)據(jù)通過(guò)PC-PPI數(shù)據(jù)線，送至嵌入式計(jì)算機(jī)的R232口，進(jìn)行處理與記錄。
某一時(shí)間確定的位置參數(shù)與同時(shí)測(cè)得的厚度參數(shù)編為一組，成為以位置為橫向坐標(biāo)、襯砌層該點(diǎn)的厚度為縱向坐標(biāo)的曲線上的一點(diǎn)。
上述的方法采集到的數(shù)據(jù)輸送到PLC可編程控制器進(jìn)行處理，最終可以圖表、列表、曲線等各種方式輸出。
權(quán)利要求
1.一種襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是它通過(guò)傳感器對(duì)未進(jìn)行襯砌位置的底面與傳感器的間距進(jìn)行測(cè)量，然后由計(jì)算電路減去傳感器與襯砌設(shè)備上襯砌點(diǎn)的垂直距離，得到混凝土斷面厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是設(shè)備上設(shè)置有位置確定機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)與計(jì)算電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征是所述的位置確定機(jī)構(gòu)包括帶有編碼器的滾輪(5)，編碼器與計(jì)算電路連接，計(jì)量其脈沖次數(shù)和順序，并由計(jì)算電路轉(zhuǎn)換為位置數(shù)據(jù)，與同時(shí)測(cè)得的厚度參數(shù)編為一組。
4.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的的渠道成型機(jī)，包括行走機(jī)構(gòu)以及安裝在行走機(jī)構(gòu)上的襯砌機(jī)構(gòu)，其特征是在襯砌機(jī)構(gòu)(6)上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有檢測(cè)與地面距離的超聲波傳感器(1-4)，其位置處于襯砌機(jī)構(gòu)(6)的襯砌點(diǎn)前側(cè)；超聲波傳感器(1-4)與計(jì)算電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渠道成型機(jī)，其特征是在機(jī)架上設(shè)置行走編碼滾輪(5)，行走編碼滾輪(5)與計(jì)算電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的渠道成型機(jī)，其特征是超聲波傳感器(1-4)通過(guò)CAN通訊電路與計(jì)算電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的渠道成型機(jī)，其特征是超聲波傳感器(1-4)設(shè)置于襯砌機(jī)構(gòu)(6)機(jī)架前方。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的渠道成型機(jī)，其特征是在襯砌機(jī)構(gòu)(6)上設(shè)置有2至12超聲波傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渠道成型機(jī)，其特征是頂部或底部各有一個(gè)超聲波傳感器。
全文摘要
本發(fā)明為襯砌斷面厚度自動(dòng)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)該方法的渠道成型機(jī)。它通過(guò)傳感器對(duì)未進(jìn)行襯砌位置的底面與傳感器的間距進(jìn)行測(cè)量，然后由計(jì)算電路減去傳感器與襯砌設(shè)備上襯砌點(diǎn)的垂直距離，得到混凝土斷面厚度。其設(shè)備包括行走機(jī)構(gòu)以及安裝在行走機(jī)構(gòu)上的襯砌機(jī)構(gòu)，在襯砌機(jī)構(gòu)上沿其長(zhǎng)度方向設(shè)置有檢測(cè)與地面距離的超聲波傳感器，其位置處于襯砌機(jī)構(gòu)的襯砌點(diǎn)前側(cè)；超聲波傳感器與計(jì)算電路連接。本發(fā)明采用了簡(jiǎn)單的方法，能夠在襯砌操作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)襯砌層厚度的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01D5/00GK101021412SQ20071001336
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者韓其華, 耿福明, 楊海波, 祝鳳山, 賈乃波, 劉長(zhǎng)余 申請(qǐng)人:韓其華, 耿福明, 楊海波