本發(fā)明涉及隧道施工機械，尤其涉及一種用于地鐵隧道懸掛打孔臺車的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術：

為緩解城市交通、拉動國民經(jīng)濟、兼做人防的需要，近年來我國開展了大規(guī)模的地鐵建設。在地鐵隧道施工中，土建工程完成后，即站后工程開始時，許多專業(yè)需要沿隧道的線路方向在隧道壁上打成千上萬組安裝孔，用于安裝不同專業(yè)的電纜支架、接觸網(wǎng)支架、給排水支架等，每一專業(yè)的安裝孔大小和橫向及縱向尺寸基本相同。參見圖1和圖2，其中圖1示出了明挖隧道斷面上需要安裝的支架情形，圖2示出了使用盾構法形成的隧道斷面上需要安裝的支架情形。

使用人工打懸掛孔之前，各專業(yè)要根據(jù)圖紙要求，在隧道壁上進行橫向和縱向孔距的測量定位，還要保證懸掛孔沿線路方向的直線度，測量定位完成后，再使用普通的沖擊鉆進行人工打孔，造成打孔作業(yè)效率低，勞動強度大，交叉作業(yè)相互影響等不利因素，尤其是在隧道頂部打孔，需要梯車登高作業(yè)，存在安全隱患。

目前，實際用于隧道施工的有隧道打孔臺車，隧道襯砌臺車等，前者主要用于正線隧道斷面打放炮孔，后者用于隧道二次澆注的模板襯砌。對于懸掛打孔，中國發(fā)明專利申請?zhí)?01210151763.7公開了一種隧道打孔機，以及中國實用新型專利申請?zhí)?01320675236.6公開了一種可升降激光定位高空間吊桿打孔裝置，該兩種技術方案只解決了打單一孔不用人登高打孔作業(yè)的技術問題，沒有解決連續(xù)打孔自動化問題，顯然不適應地鐵隧道自動化打孔的需要。目前，現(xiàn)有技術中還未見能連續(xù)自動控制臺車打孔、測距、定位，實現(xiàn)打孔自動化的一種控制系統(tǒng)及電路控制方法的技術解決方案。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能連續(xù)自動控制臺車打孔、測距、定位的一種用于地鐵隧道懸掛打孔臺車的控制系統(tǒng)及控制方法。

為解決上述技術問題，作為本發(fā)明的一個方面，控制系統(tǒng)包括：電源模塊、臺車走行模塊、走行距離模塊、打孔驅(qū)動模塊；

電源模塊，用于向控制系統(tǒng)提供工作電壓；

臺車走行模塊，用于控制臺車走行電機的正、反轉(zhuǎn)和停止，以及剎車電磁閥的啟動和停止；

走行距離模塊，用于檢測和控制臺車走行距離和剎車狀態(tài)；

打孔驅(qū)動模塊，用于控制沖擊鉆電機的的啟動和停止，以及驅(qū)動推桿的正、反轉(zhuǎn)和停止。

作為本發(fā)明的另一個方面，電路控制方法，包括以下步驟：

(1)由電源模塊向控制系統(tǒng)提供工作電壓；

(2)啟動臺車走行，臺車走行模塊向剎車電磁閥及走行電機發(fā)出解鎖信號和行車信號，剎車電磁閥啟動，剎車解除，走行電機啟動，臺車開始走行，并向走行距離模塊發(fā)出走行距離信號；

(3)走行距離模塊檢測到設定的走行距離，向剎車電磁閥及走行電機發(fā)出停止信號，剎車電磁閥釋放，臺車剎車，走行電機停止，當剎車到位時，走行距離模塊向打孔驅(qū)動模塊發(fā)出剎車到位信號；

(4)打孔驅(qū)動模塊檢測到剎車到位信號，向沖擊鉆及驅(qū)動推桿發(fā)出啟動信號，沖擊鉆和驅(qū)動推桿的電機啟動，沖擊鉆轉(zhuǎn)動，驅(qū)動推桿伸出，開始打孔；驅(qū)動推桿伸出到設定的打孔深度時，設置在驅(qū)動推桿上的行程控制裝置動作，驅(qū)動推桿的電機停止并反轉(zhuǎn)，驅(qū)動推桿縮回；當打孔驅(qū)動模塊檢測到最后一個驅(qū)動推桿縮回到初始位置時，向走行模塊發(fā)出打孔完成信號；

(5)走行模塊收到打孔完成信號后，再次向剎車電磁閥及走行電機發(fā)出解鎖信號和行車信號，剎車電磁閥啟動，剎車解除，走行電機啟動，臺車開始走行；

(6)重復以上循環(huán)過程，直到打完設定的懸掛孔。

本發(fā)明的一種用于地鐵隧道懸掛自動打孔臺車的控制系統(tǒng)統(tǒng)及電路控制方法，確保了臺車在地鐵隧道內(nèi)連續(xù)實現(xiàn)打孔、測距、定位的自動化，大幅度提高打孔效率，顯著減輕勞動強度，提高打孔質(zhì)量，消除登高作業(yè)安全隱患。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是一種用于地鐵隧道懸掛打孔臺車的主視圖示意圖；

圖2是圖1的側視圖示意圖；

圖3是安裝在臺車上的打孔驅(qū)動裝置；以及

圖4是本發(fā)明的一種用于地鐵隧道懸掛自動打孔臺車的控制系統(tǒng)統(tǒng)及電路控制方法方框圖。

具體實施方式

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明的構成及工作原理。

附圖1和附圖2示出了一種用于地鐵隧道懸掛打孔臺車安裝在隧道內(nèi)的情形，其中打孔臺車1包括設有一個與圓形隧道斷面8相應的環(huán)形滑道1.1，在環(huán)形滑道1.1上安裝有若干組打孔驅(qū)動裝置2，打孔驅(qū)動裝置2可以沿環(huán)形滑道1.1移動并能在任意位置固定。

臺車1上還安裝有驅(qū)動臺車走行的走行裝置7和走行電機7.1，走行剎車裝置4和剎車電磁閥4.1，檢測走行距離的探頭5，打孔臺車1通過走行輪3在鋪好的走行軌6上走行。

結合參見附圖3，其中打孔驅(qū)動裝置2包括沖擊鉆2.1，安裝在沖擊鉆2.1上的沖擊鉆頭2.1.1，驅(qū)動推桿2.2，以及安裝在驅(qū)動推桿2.2上控制驅(qū)動推桿2.2行程的行程控制裝置2.3。其中驅(qū)動推桿2.2的底座通過螺栓連接于環(huán)形滑道1.1上。

臺車在打孔時，根據(jù)同一隧道斷面上需要打孔數(shù)量，安裝相應數(shù)量的打孔驅(qū)動裝置2，根據(jù)設計圖的要求，沿環(huán)形滑道1.1調(diào)整各打孔驅(qū)動裝置2的相互位置便可確定橫向打孔距離。

參見附圖4，并結合參見附圖1至3，本實施例的一種用于地鐵隧道懸掛自動打孔臺車的控制系統(tǒng)統(tǒng)及電路控制方法，其控制系統(tǒng)包括：

電源模塊10、臺車走行模塊20、走行距離模塊30、打孔驅(qū)動模塊40。

電源模塊10，用于向控制系統(tǒng)提供工作電壓。

臺車走行模塊20，用于控制臺車走行電機7.1的正、反轉(zhuǎn)和停止，以及剎車電磁閥4.1的啟動和停止。

走行距離模塊30，用于檢測臺車走行距離和剎車到位狀態(tài)。

打孔驅(qū)動模塊40，用于控制沖擊鉆2.1電機的的啟動和停止，以及驅(qū)動推桿2.2的正、反轉(zhuǎn)和停止。

其電路控制方法的步驟包括：

(1)由電源模塊10向系統(tǒng)提供工作電壓；

(2)啟動臺車1走行，臺車1走行模塊20向剎車電磁閥4.1及走行電機7.1發(fā)出剎車解鎖信號和行車信號，剎車電磁閥4.1啟動，剎車解除，走行電機7.1啟動，臺車1通過一對驅(qū)動輪3開始在鋼軌6上走行，并向走行距離模塊30發(fā)出走行距離信號；

(3)走行距離模塊30檢測到設定的走行距離時，向剎車電磁閥4.1及走行電機7.1發(fā)出停止信號，剎車電磁閥4.1釋放，臺車1剎車，走行電機7.1停止，當剎車到位時，走行距離模塊30向打孔驅(qū)動模塊40發(fā)出剎車到位信號；

(4)打孔驅(qū)動模塊40檢測到剎車到位信號，向打孔驅(qū)動裝置2的沖擊鉆2.1及驅(qū)動推桿2.2發(fā)出啟動信號，沖擊鉆2.1和驅(qū)動推桿2.2的電機啟動，沖擊鉆2.1帶動鉆頭2.1.1轉(zhuǎn)動，驅(qū)動推桿2.2伸出，開始打孔；驅(qū)動推桿2.2伸出到設定的打孔深度時，設置在驅(qū)動推桿2.2上的行程控制裝置2.3動作，驅(qū)動推桿2.2的電機停止并反轉(zhuǎn)，驅(qū)動推桿2.2縮回，當打孔驅(qū)動模塊40檢測最后一個打孔驅(qū)動裝置2的驅(qū)動推桿2.2縮回到初始位置時，向走行模塊20發(fā)出打孔完成信號；

(5)走行模塊20收到打孔完成信號后，再次向剎車電磁閥4.1及走行電機7.1發(fā)出剎車解鎖信號和行車信號，剎車電磁閥4.1啟動，剎車解除，走行電機7.1啟動，臺車1開始走行；

(6)重復以上循環(huán)過程，直到打完設定的懸掛孔。

從以上描述中可以看出，本發(fā)明的一種用于地鐵隧道懸掛自動打孔臺車的控制系統(tǒng)統(tǒng)及電路控制方法，確保了臺車1在地鐵隧道內(nèi)連續(xù)實現(xiàn)打孔、測距、定位的自動化，大幅度提高打孔效率，顯著減輕勞動強度，提高打孔質(zhì)量，消除登高作業(yè)安全隱患。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明的控制系統(tǒng)及電路控制方法可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。