[发明专利]一种隧道钢拱架防屈服伺服系统及变形控制方法

权利要求书

1.一种隧道钢拱架防屈服伺服系统，其特征在于：所述隧道钢拱架防屈服伺服系统包括用于向隧道钢拱架提供竖向支撑工作压力并控制隧道钢拱架工作状态的支撑头(1)、用于实时监测隧道钢拱架的竖向支撑压力和拱脚位移及应变的监测传感器(2)、用于接收、传递监测数据并依据监测数据反馈为千斤顶提供对应油压的数控泵站(3)以及用于设置相应的参数指令并监测数控泵站(3)正常运行的总控设备(4)；所述数控泵站(3)分别与监测传感器(2)以及支撑头(1)相连；所述总控设备(4)与数控泵站(3)无线连接；所述监测传感器(2)置于支撑头(1)上；所述支撑头(1)通过隧道钢拱架支撑在岩面初喷面上。

2.根据权利要求1所述的隧道钢拱架防屈服伺服系统，其特征在于：所述支撑头(1)包括液压千斤顶(11)、支承底座(12)、机械锁(13)、下部辅助构件(14)以及上部辅助构件(15)；所述支承底座(12)整体呈凸字状；所述下部辅助构件(14)套装在支承底座(12)外部；所述上部辅助构件(15)和支承底座(12)自上而下依次设置且上部辅助构件(15)和支承底座(12)之间是非接触的；所述机械锁(13)置于上部辅助构件(15)以及下部辅助构件(14)之间并分别与上部辅助构件(15)以及下部辅助构件(14)相连；所述液压千斤顶(11)置于上部辅助构件(15)内部并从上部辅助构件(15)底部伸出后止靠在支承底座(12)上表面；所述上部辅助构件(15)通过隧道钢拱架支撑在岩面初喷面上；所述数控泵站(3)与液压千斤顶(11)相连并驱动液压千斤顶(11)从上部辅助构件(15)底部伸出或缩回；所述监测传感器(2)包括分别与数控泵站(3)相连的轴力计(21)、激光位移计(22)以及应变计(23)；所述轴力计(21)置于液压千斤顶(11)和支承底座(12)之间；所述激光位移计(22)置于上部辅助构件(15)和下部辅助构件(14)之间；所述应变计(23)置于隧道钢拱架上。

3.根据权利要求2所述的隧道钢拱架防屈服伺服系统，其特征在于：所述液压千斤顶(11)包括千斤顶底座(114)以及千斤顶顶头(113)；所述千斤顶底座(114)上设置有进油管(111)以及出油管(112)；所述千斤顶底座(114)设置在上部辅助构件(15)内部；所述数控泵站(3)分别与进油管(111)以及出油管(112)相连通并通过进油管(111)以及出油管(112)向千斤顶底座(114)中输入或输出液压油；液压油驱动千斤顶顶头(113)沿千斤顶底座(114)的轴向从上部辅助构件(15)底部伸出或缩回；所述轴力计(21)置于千斤顶顶头(113)和支承底座(12)之间并与数控泵站(3)相连。

4.根据权利要求3所述的隧道钢拱架防屈服伺服系统，其特征在于：所述支承底座(12)包括底座支撑顶头(121)以及底座盘(122)；所述底座支撑顶头(121)以及底座盘(122)的结构均呈圆筒形；所述底座支撑顶头(121)的外径小于底座盘(122)的内径；所述底座支撑顶头(121)以及底座盘(122)整体呈凸字状；所述下部辅助构件(14)套装在底座支撑顶头(121)外部并止靠在底座盘(122)的上表面上；所述轴力计(21)置于千斤顶顶头(113)和底座支撑顶头(121)之间。

5.根据权利要求4所述的隧道钢拱架防屈服伺服系统，其特征在于：所述下部辅助构件(14)包括自上而下依次设置的螺杆垫板(142)和下支撑板(141)；所述螺杆垫板(142)以及下支撑板(141)上均开设有圆形通孔；所述底座支撑顶头(121)穿过螺杆垫板(142)以及下支撑板(141)的圆形通孔；所述机械锁(13)置于上部辅助构件(15)以及螺杆垫板(142)之间并分别与上部辅助构件(15)以及螺杆垫板(142)相连；所述激光位移计(22)包括激光发射头(221)以及与激光发射头(221)位置相对的反射棱镜(222)；所述激光发射头(221)设置在螺杆垫板(142)上表面；所述反射棱镜(222)设置在上部辅助构件(15)下表面；所述激光发射头(221)与数控泵站(3)相连。