CN112253844A - 自监测导轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自监测导轨，包括轨道，设有两个，均安装在工作坑内的支架上，用于支撑并引导管道的移动；顶管机，位于轨道的一侧，所述顶管机刀盘的一侧设有激光靶；全站仪，安装在工作坑内，位于油缸和轨道之间，其投射的激光可以投射在顶管机的激光靶上；校准机构，安装在轨道与支架之间，当所述轨道发生偏移后，通过转动校准机构使得轨道被校准回初始位置，本发明可以使用两个螺杆同步带动两组呈锥形的校准块将两个导轨同步校准，校准方式较为方便。

Description

自监测导轨

技术领域

本发明涉及顶管施工技术领域，具体为自监测导轨。

背景技术

随着国家现代化的进程，城市建设脚步越来越快，各种市政管线在地下纵横交错、层叠密布，地面上的市政建筑越来越多，开挖施工使道路质量变差、破坏环境，同时给人们的生活、工作带来诸多不便，施工成本越来越高。为了解决现有市政设施与施工的矛盾，诞生了一项新的施工技术—非开挖技术。非开挖技术是指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复和更换管道，它高效、优质、成本适中、对环境友善，具有不影响交通、不污染环境等优点，传统非开挖顶管施工过程中，采用在基坑内架设电子经纬仪(或全站仪)，将激光靶点投射在机头悬挂的激光靶上，根据投射在激光靶上激光点判定管道在顶进过程中是否需要纠偏、纠偏度数、纠偏方向等参数。

在非开挖顶管施工前，需要在工作坑内安装导轨、千斤顶和油泵等设备，在安装导轨时，在工作坑内架设钢结构支架或者在工作坑内壁底部预填混凝土层，在滚凝土层上直接使用螺栓安装导轨，导轨的纵坡与管道设计坡度一致，在安装全站仪时，需要将全站仪安装在导轨与千斤顶之间，全站仪的焦点与顶管机刀盘的旋转中心对齐，刀盘的旋转中心处设有激光靶。

但是，导轨在安装时，需要不断的矫正导轨的位置，在导轨安装完毕后，顶管机放置在导轨上后，导轨受到顶管机的重力影响，还需再次调整导轨的坡度，而且导轨长时间使用受到管道的摩擦，一段时间后，得检查和校核导轨，防止导轨产生位移，导轨需要不断的使用校准仪器校准，校准过程较为繁琐。

为此，我们提出自监测导轨。

发明内容

本发明的目的在于提供自监测导轨，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：自监测导轨，包括：

轨道，设有两个，均安装在工作坑内的支架上，用于支撑并引导管道的移动；

顶管机，位于轨道的一侧，所述顶管机刀盘的一侧设有激光靶；

全站仪，安装在工作坑内，位于油缸和轨道之间，其投射的激光可以投射在顶管机的激光靶上；

校准机构，安装在轨道与支架之间，当所述轨道发生偏移后，通过转动校准机构使得轨道被校准回初始位置。

优选的，所述轨道与支架之间通过四个螺栓连接，所述校准机构包括若干组位于轨道两侧的校准块，每对所述校准块之间通过螺杆连接，所述螺杆沿长度方向等分呈两个抵紧部，两个所述抵紧部的螺牙呈反向设置。

优选的，同一横排所述螺杆之间通过连接杆连接，使得转动其中一个螺杆，同一横排的校准块同步相向或相背运动。

优选的，两个所述轨道的相背面还设有两个沿轨道长度方向错位分布的辅助校准机构，所述全站仪的发射端可发射至辅助校准机构上的激光靶，使得全站仪可通过投射在辅助校准机构激光靶上激光对轨道进行校准。

优选的，所述辅助校准机构包括安装在轨道外侧的校准架，所述校准架内转动连接有支撑杆，所述支撑杆的端部设有用于放置激光靶的放置框，所述校准架的一侧用于阻挡支撑杆转动的凸出部。

优选的，所述支撑杆的底部设有顶出部，在所述支撑杆上的放置框反向转动至轨道的侧面时，所述顶出部位于管道的底部，使得管道受到顶出部的支撑。

优选的，所述校准架的一侧设有螺栓，所述螺栓贯穿校准架后可抵接在支撑杆的侧面，使得支撑杆处于稳定状态。

优选的，两个所述校准架的相对面均设有一与支撑杆转轴分别连接的锥齿轮一，两个所述锥齿轮一分别与同一连接轴连接的两个锥齿轮二啮合，当转动其中一个支撑杆时，其中另一个所述支撑杆与其中一个支撑杆同步相向或相背转动。

优选的，两个所述放置框的底部均开设有两个校准孔，每相对的一组所述校准孔之间可贯穿同一直径的金属杆。

本发明至少具备以下有益效果：

松开轨道与支架之间的螺栓，转动需要调节的螺杆，螺杆联动两侧导轨的校准块同步运动，呈锥形的校准块***或退出支架与轨道之间，进而调整轨道与支架之间的距离，可以调整轨道的坡度，相对于现有技术中，一段时间后，得检查和校核导轨，防止导轨产生位移，导轨需要不断的使用校准仪器校准，校准过程较为繁琐，本发明可以使用两个螺杆同步带动两组呈锥形的校准块将两个导轨同步校准，校准方式较为方便；

通过将激光靶分别插在两个辅助校准机构上，再次使用全站仪对其进行测量，分别得出数据，将与之前测量的数据对比，若有偏差，就使用校准机构对轨道校准，进而更加方便对轨道的校准。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明局部结构图；

图3为本发明校准机构结构图；

图4为本发明辅助校准机构局部结构图；

图5为图4中局部结构图；

图6为图5中A区域放大图；

图7为图5另一视角结构图；

图8为图7中B区域放大图；

图9为图7中C区域放大图。

图中：1-轨道；2-支架；3-顶管机；4-激光靶；5-全站仪；6-校准机构；7-校准块；8-螺杆；9-连接杆；10-辅助校准机构；11-螺栓；12-校准架；13-支撑杆；14-放置框；15-凸出部；16-顶出部；17-锥齿轮一；18-锥齿轮二；19-转轴；20-校准孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：自监测导轨，包括：

轨道1，设有两个，均安装在工作坑内的支架2上，用于支撑并引导管道的移动；

顶管机3，位于轨道1的一侧，所述顶管机3刀盘的一侧设有激光靶4；

全站仪5，安装在工作坑内，全站仪5通过金属架安装在工作坑底部的混凝土层上，位于油缸和轨道1之间，其投射的激光可以投射在顶管机3的激光靶4上；

校准机构6，安装在轨道1与支架2之间，当所述轨道1发生偏移后，通过转动校准机构6使得轨道1被校准回初始位置。

所述轨道1与支架2之间通过四个螺栓11连接，所述校准机构6包括若干组位于轨道1两侧的校准块7，校准块7呈锥形，一对校准块7呈相对分布，相对分布的校准块7支撑导轨与支架2较为稳定，每对所述校准块7之间通过螺杆8连接，所述螺杆8沿长度方向等分呈两个抵紧部，螺杆8与支架2转动连接，校准块7与螺杆8螺纹连接，两个所述抵紧部的螺牙呈反向设置，通过相反螺纹的抵紧部的转动，两个校准块7可以同步的***或退出轨道1与支架2之间，进而方便轨道1与之间相对稳定的调节。

同一横排所述螺杆8之间通过连接杆9连接，使得转动其中一个螺杆8，同一横排的校准块7同步相向或相背运动，通过连接杆9将两个呈纵排分布的螺杆8连接在一起，使得两侧导轨的同一端同步的上升或下降，保证导轨的同步，进而更加方便导轨的校准。

在顶管机3在工作坑内工作时，顶管机3内刀盘部位的激光靶4接收到全站仪5的激光束后，全站仪5对光束进行分析，通过PLC分析后，再通过设备各个部位的传感器传输至设备各个部件位置处，刀盘内的液压缸工作，将顶管机3机头部位自动纠偏，在轨道1长时间工作后，轨道1由于与管道之间的摩擦，导致轨道1与支架2之间的连接部位容易松动，而且在轨道1安装完毕后，放置上顶管机3时，顶管机3的重力较大，导致轨道1发生偏移，轨道1的松动也可能导致顶管机3机头的偏移，此时，通过外部的测量设备测量轨道1的水平与竖直位置，测量后若轨道1发生偏移，松开轨道1与支架2之间的螺栓11，转动需要调节的螺杆8，螺杆8联动两侧导轨的校准块7同步运动，呈锥形的校准块7***或退出支架2与轨道1之间，进而调整轨道1与支架2之间的距离，可以调整轨道1的坡度，从而方便轨道1的校准。

在对轨道1进行校准时，可以通过两组联动的螺杆8带动成对的校准块7进行修正，进而对管道的初始位置校准，进而更加方便对顶管机3机头部位的校准修正，两根导轨同步校准，校准准确度较高，校准速度较快。

两个所述轨道1的相背面还设有两个沿轨道1长度方向错位分布的辅助校准机构10，两个辅助校准机构10分别与两个轨道1固定连接，所述全站仪5的发射端可发射至辅助校准机构10上的激光靶4，使得全站仪5可通过投射在辅助校准机构10激光靶4上激光对轨道1进行校准，在轨道1安装完毕后，使用全站仪5分别激光投射在两个辅助校准机构10的激光靶4上，两组辅助校准机构10呈错位分布，这样可以检测两个轨道1的不同部位之间的数值，随后记录数值，在轨道1使用一段时间后，千斤顶和顶管机3停止工作，将激光靶4分别插在两个辅助校准机构10上，再次使用全站仪5对其进行测量，分别得出数据，将与之前测量的数据对比，若有偏差，就使用校准机构6对轨道1校准，校准完毕后，再启动顶管机3和千斤顶的油缸，设备继续正常工作，全站仪5不仅可以测量顶管机3行进时管道是否偏移，而且还可以校准轨道1是否偏移，通过将轨道1放置激光靶4的放置框14设置在全站仪5的激光发出位置，进而减小人工使用其它设备再次测量的繁琐操作，进而方便轨道1的校准。

所述辅助校准机构10包括安装在轨道1外侧的校准架12，校准架12与轨道1固定连接，所述校准架12内转动连接有支撑杆13，支撑杆13通过转轴19与校准架12转动连接，所述支撑杆13的端部设有用于放置激光靶4的放置框14，放置框14与支撑架固定连接，所述校准架12的一侧用于阻挡支撑杆13转动的凸出部15，在放置框14和支撑杆13的重力作用下，放置框14处于静止状态，凸出部15直接限制支撑杆13的过度转动，进而使得放置框14放置激光靶4时更为稳定。

所述支撑杆13的底部设有顶出部16，在所述支撑杆13上的放置框14反向转动至轨道1的侧面时，所述顶出部16位于管道的底部，使得管道受到顶出部16的支撑，顶出部16的端部呈圆弧形，顶出部16在支撑框转动后的重力作用下对管道的外侧抵紧，从而提升管道输送的的稳定性。

所述校准架12的一侧设有螺栓11，所述螺栓11贯穿校准架12后可抵接在支撑杆13的侧面，使得支撑杆13处于稳定状态，在校准架12的侧面设置螺栓11，利用螺栓11的抵紧力抵紧支撑杆13，一方面可以提升放置框14内激光靶4的稳定性，另一方面在顶出部16转动至管道的底部时，保证顶出部16对管道的支撑力，进而提升管道的稳定性。

两个所述校准架12的相对面均设有一与支撑杆13转轴19分别连接的锥齿轮一17，锥齿轮一17与支撑杆13相对固定，在支撑杆13转动时，锥齿轮一17同步转动，两个所述锥齿轮一17分别与同一连接轴连接的两个锥齿轮二18啮合，当转动其中一个支撑杆13时，其中另一个所述支撑杆13与其中一个支撑杆13同步相向或相背转动，通过两个锥齿轮二18的传动，联动两个辅助校准机构10，在转动其中一个校准杆时，另一个校准杆也同步转动，进而保证两个校准杆同步的升起和降下，进而方便辅助校准机构10的使用，节省员工分别操作的工序，而且同步转动还可以提升两个放置框14内激光靶4检测的稳定性。

两个所述放置框14的底部均开设有两个校准孔20，每相对的一组所述校准孔20之间可贯穿同一直径的金属杆，两个设置在校准框底部的校准孔20，一方面可以通过***金属杆，保证两个放置框14处于初始位置，保证两个放置框14之间的相对稳定性，而且，金属杆若无法贯穿两个校准孔20，则可能时其中一个导轨被挂管道压变形了，此时就得需要更换轨道1或维修轨道1。

上述方案具备以下工作过程：

步骤一，将全站仪5安装在工作坑内，将轨道1安装在支架2上，顶管机3放置在轨道1上，使用全站仪5侧得两个轨道1上辅助校准机构10上激光靶4的两组数据，定位初始数据A，顶管机3、油缸和全站仪5开始工作；

步骤二，在工作时，全站仪5将激光投射到顶管机3刀盘中心处的激光靶4上，全站仪5持续监测顶管机3的行进路线和方向；

步骤三，在轨道1工作一段时间后，停止设备，将两个轨道1测量的辅助校准机构10的支撑杆13从轨道1的两侧转动至轨道1的中部，分别将激光靶4放置在放置框14内，全站仪5发出激光检测，全站仪5测得两组数据，定为数据A1，再将A1与A对比，数据相似或者误差不大则不需要校准轨道1，若数据偏差较大，则需要校准轨道1，

在转动其中一个辅助校准机构10的支撑杆13时，支撑杆13在校准架12上转动，支撑杆13带动其中一个锥齿轮一17转动，锥齿轮一17带动其中一个锥齿轮二18转动，其中一个锥齿轮二18通过转轴19带动其中另一个锥齿轮二18转动，其中另一个锥齿轮二18电动其中另一个锥齿轮一17转动，进而带动另一个支撑杆13转动，两个支撑杆13相互靠近；

步骤四，在检测轨道1发生偏移后，松开轨道1与支架2之间的螺栓11，转动螺杆8，此时，全站仪5继续工作，螺杆8通过连接杆9联动两个校准块7靠近或者远离，从而调节至全站仪5检测数据A1与A相接近或者相同时，停止调节，更加方便轨道1的同步调节，轨道1校准完毕后，重新拧紧螺栓11；

步骤五，待轨道1校准完毕后，油缸、顶管机3和全站仪5继续工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.自监测导轨，其特征在于，包括：

轨道(1)，设有两个，均安装在工作坑内的支架(2)上，用于支撑并引导管道的移动；

顶管机(3)，位于轨道(1)的一侧，所述顶管机(3)刀盘的一侧设有激光靶(4)；

全站仪(5)，安装在工作坑内，位于油缸和轨道(1)之间，其投射的激光可以投射在顶管机(3)的激光靶(4)上；

校准机构(6)，安装在轨道(1)与支架(2)之间，当所述轨道(1)发生偏移后，通过转动校准机构(6)使得轨道(1)被校准回初始位置。

2.根据权利要求1所述的自监测导轨，其特征在于：所述轨道(1)与支架(2)之间通过四个螺栓(11)连接，所述校准机构(6)包括若干组位于轨道(1)两侧的校准块(7)，每对所述校准块(7)之间通过螺杆(8)连接，所述螺杆(8)沿长度方向等分呈两个抵紧部，两个所述抵紧部的螺牙呈反向设置。

3.根据权利要求2所述的自监测导轨，其特征在于：同一横排所述螺杆(8)之间通过连接杆(9)连接，使得转动其中一个螺杆(8)，同一横排的校准块(7)同步相向或相背运动。

4.根据权利要求1所述的自监测导轨，其特征在于：两个所述轨道(1)的相背面还设有两个沿轨道(1)长度方向错位分布的辅助校准机构(10)，所述全站仪(5)的发射端可发射至辅助校准机构(10)上的激光靶(4)，使得全站仪(5)可通过投射在辅助校准机构(10)激光靶(4)上激光对轨道(1)进行校准。

5.根据权利要求4所述的自监测导轨，其特征在于：所述辅助校准机构(10)包括安装在轨道(1)外侧的校准架(12)，所述校准架(12)内转动连接有支撑杆(13)，所述支撑杆(13)的端部设有用于放置激光靶(4)的放置框(14)，所述校准架(12)的一侧用于阻挡支撑杆(13)转动的凸出部(15)。

6.根据权利要求5所述的自监测导轨，其特征在于：所述支撑杆(13)的底部设有顶出部(16)，在所述支撑杆(13)上的放置框(14)反向转动至轨道(1)的侧面时，所述顶出部(16)位于管道的底部，使得管道受到顶出部(16)的支撑。

7.根据权利要求5或6所述的自监测导轨，其特征在于：所述校准架(12)的一侧设有螺栓(11)，所述螺栓(11)贯穿校准架(12)后可抵接在支撑杆(13)的侧面，使得支撑杆(13)处于稳定状态。

8.根据权利要求5所述的自监测导轨，其特征在于：两个所述校准架(12)的相对面均设有一与支撑杆(13)转轴(19)分别连接的锥齿轮一(17)，两个所述锥齿轮一(17)分别与同一连接轴连接的两个锥齿轮二(18)啮合，当转动其中一个支撑杆(13)时，其中另一个所述支撑杆(13)与其中一个支撑杆(13)同步相向或相背转动。

9.根据权利要求5所述的自监测导轨，其特征在于：两个所述放置框(14)的底部均开设有两个校准孔(20)，每相对的一组所述校准孔(20)之间可贯穿同一直径的金属杆。

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