[实用新型]一种TBM搭载的超前地质探测仪器的集成接线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安装在隧道硬岩掘进机TBM中的为地质超前预报探测设备提供电源、数据传输通道和液压油的TBM搭载的超前地质探测仪器的集成接线装置，属地质勘探设备领域。

背景技术

隧道施工主要有两种方法：钻爆法和隧道掘进机施工方法。其中隧道掘进机施工方法具有“施工速度快、质量好、安全环保”等优点，在美国、日本和欧洲等隧道强国，隧道掘进机施工方法占据主导地位，一般超过3公里的隧道都要用隧道掘进机施工方法。但是隧道掘进机对地层的适应性较差，比较适合硬岩或中硬岩层。若存在断层破裂带、裂隙密集带、岩溶含水体、软弱地层等不良地层条件，在隧道掘进机的施工扰动下，会容易诱发塌方、大变形、突涌水等地质灾害，轻者造成卡机事故，重者导致机毁人亡的严重后果。为了确保掘进机施工安全、避免上述灾害和事故的发生，十分有必要开展隧道掘进机施工环境下的超前地质预报工作。所谓施工期超前地质预报，就是利用地球物理探测、钻探等方法提前探明隧道掘进面前方的地质情况，为制定合理安全的施工方案、避免重大事故灾害提供可靠信息。由于掘进机是自动化、集成化程度较高的巨大机械系统，要求超前地质预报仪器必须搭载到隧道掘进机上，实现与隧道掘进机的一体化和融合化。一般而言，地球物理探测仪器系统的激发和采集单元须安装在掘进机刀盘上，而主机和控制单元须安装在刀盘后方的盾体中，这就需要有大量的线缆、管路穿过刀盘向激发采集系统传输电力（用于提供激发激励源的能量）、控制通讯信号（用于控制激发采集系统工作）、液压油（用于提供激发采集系统移动的动力），同时把采集到的信息和数据传回到主机。掘进机刀盘在施工时通过转动来切削岩石，这种转动会导致地球物理仪器线缆和管路的损坏。如何在掘进环境下实现地球物理探测仪器的供电、供油和信息传输，是一个难题，目前国内外还没有可行的方法和装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型设计一种TBM搭载的超前地质探测仪器的集成接线装置，这种装置在掘进机转动工作时，随掘进机进行转动；在掘进机停止转动工作时，负责为探测设备供电、供油以及数据传输和控制通信，为实施超前地质工作提供条件。本装置包括双定子导电滑环以及安装在导电滑环动子上的旋转接头，可以为随刀盘旋转的多个探测设备提供多路电源、控制通信信号和液压油，并且占据空间不大，密封性好。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种TBM搭载的超前地质探测仪器的集成接线装置，在TBM刀盘与TBM前支架之间设有双定子导电滑环；其中，双定子导电滑环包括与旋转刀盘固连的滑环动子、与TBM前支架固连并密封套在滑环动子外侧的外滑环定子、与外滑环定子固连并密封套在滑环动子内侧的内滑环定子，内滑环定子、外滑环定子分别设有电刷装置与滑环动子的相应滑道装置电连接，导线将电刷装置、滑道装置、探测设备连接起来进行电流和信号传输；多通道旋转接头密封则连接在滑环动子后端的供油孔中。

所述滑环动子包括滑环动子本体，滑环动子本体内侧和外侧设有相应的滑环环道，各滑环环道的设计呈Π型，其内分别设有相应的滑道装置；滑环动子本体一侧同TBM刀盘固连，通过球轴承支撑固定；滑环动子本体的两端放置防尘密封圈，并且与滑环定子本体形成曲路密封。

所述外滑环定子包括电刷装置与外滑环定子本体，各对电刷装置呈Π型，分为输入电刷和输出电刷，并与相应滑道装置对称接触，传递控制信号以及检测数据；外滑环定子本体安放球轴承为滑环动子本体提供固定支撑；外滑环定子本体一侧同TBM前支架固连，并开一通孔用于放置导线组，导线组中的定子输入导线和定子输出导线分别与相应的输入电刷和输出电刷连接。

所述内滑环定子包括电刷装置和内滑环定子本体，内滑环定子本体上安装的电刷装置数量比外滑环定子本体上安装的少；各对电刷装置呈Π型，分为输入电刷和输出电刷，并与相应滑道装置对称接触，为检测装置提供驱动电流；内滑环定子本体安放球轴承为滑环动子本体提供固定支撑；内滑环定子本体一侧同TBM前支架固连，并开一通孔用于放置导线组，导线组中的输入导线和输出导线分别与相应的输入电刷和输出电刷连接。

所述滑道装置包括绝缘层，绝缘层分隔为多个滑道单元，每个滑道单元分为输入滑道和输出滑道，输入滑道和输出滑道与绝缘层间设有弹簧，在弹簧作用下与电刷装置的输入电刷和输出电刷电接触；输入滑道和输出滑道分别与相应的动子输入导线和动子输出导线连接，绝缘层与滑环动子间形成导线通道用来放置导线组，导线组的动子输入导线和动子输出导线与探测设备连接。