[发明专利]一种衬砌台车模板收束系统及其控制方法

权利要求书

1.一种衬砌台车模板收束系统，其特征在于，包括拱形模板、托架、四角门架和顶升机构，

所述拱形模板，包括第一边模、第二边模和顶模，所述第一边模、所述顶模和所述第二边模依次铰接呈拱形，且所述第一边模和与所述顶模之间，以及所述第二边模和与所述顶模之间，均可在设定角度范围内相对转动；

所述托架，包括顶架本体、支撑机构、伸缩机构；

所述顶架本体的顶面沿轴向间隔设置多个承载单元，顶架本体的两个侧端，以及每个承载单元的末端，均与所述顶模的内侧连接；

所述支撑机构包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部连接在所述顶架本体的底面与所述第一边模之间，所述第二支撑部连接在所述顶架本体的底面与所述第二边模之间，所述第一支撑部和所述第二支撑部分别位于所述顶架本体的两侧，其中，所述第一支撑部和所述第二支撑部均设有铰接点，均可沿其铰接点进行折叠；

所述第一支撑部与所述顶架本体之间，以及所述第二支撑部与所述顶架本体之间，均连接有所述伸缩机构，通过所述伸缩机构的伸缩控制所述第一支撑部和所述第二支撑部的铰接点的折叠或伸展，带动所述第一边模和所述第二边模转动，实现衬砌台车的收模和立模；

所述顶升机构设置在所述四角门架底部，用于顶升或下放所述四角门架，实现对所述顶模的抬升和下放；

所述四角门架，设置在所述托架的底部，用于承载和支撑所述拱形模板和所述托架。

2.根据权利要求1所述的衬砌台车模板收束系统，其特征在于，所述第一边模与所述顶模的连接处的侧边沿、所述第二边模与所述顶模的连接处的侧边沿均为斜面，所述第一边模和所述第二边模分别与所述顶模铰接后，其各自的连接处均存在一凹角，以使所述第一边模和所述第二边模均可向所述顶模内侧进行折叠。

3.根据权利要求1所述的衬砌台车模板收束系统，其特征在于，所述顶架本体包含并列连接设置的n个顶架子单元，对应的，所述第一支撑部和所述第二支撑部各包含一个连接横杆和n个支撑臂，

所述第一支撑部的每个支撑臂的同一位置设有铰接点，其连接横杆与所述第一支撑部的每个支撑臂连接，以使所述第一支撑部的每个支撑臂保持同步运作；

所述第二支撑部的每个支撑臂的同一位置设有铰接点，其连接横杆与所述第二支撑部的每个支撑臂连接，以使所述第二支撑部的每个支撑臂保持同步运作。

4.根据权利要求3所述的衬砌台车模板收束系统，其特征在于，每个所述顶架子单元的顶面设有多个立柱，位置靠近中部的立柱高度越高，且每个顶架子单元在同一位置上的立柱相互连接，最靠近中部的两个立柱之间间隔的距离最远，

每个所述顶架子单元的底面的两个侧端各设有一个伸缩连接座和一个支撑连接座，针对为首的和末尾的顶架子单元的每一侧端，该侧端的伸缩连接座与一个伸缩杆的一端铰接，该侧端的支撑连接座与一个支撑臂的一端铰接，而该伸缩杆的另一端则与该支撑臂铰接，其中，伸缩杆与支撑臂的铰接位置，同时也是该支撑臂与其连接横杆连接的位置，且该铰接位置高于该支撑臂上的铰接点的位置。

5.根据权利要求4所述的衬砌台车模板收束系统，其特征在于，针对每个侧端的伸缩连接座和支撑连接座的设置位置，以及对应的支撑臂上的铰接位置，满足以下条件：

当所述衬砌台车模板收束系统处于收模状态时，所述支撑连接座的设置位置，对应的支撑臂上的铰接位置，以及，支撑臂与边模的铰接位置，呈钝角等腰三角形，锐角角度为α，其中，α不超过30°。

6.根据权利要求5所述的衬砌台车模板收束系统，其特征在于，所述第一边模、所述第二边模和所述顶模上均设有传感器安装点，

所述顶模上的传感器安装点位于顶部，所述第一边模上的传感器安装点位于第一设定位置，所述第二边模上的传感器安装点位于第二设定位置，所述第一设定位置和所述第二设定位置位于同一高度，且均位于所述拱形模板整体高度的1/2～2/3位置处；

所述衬砌台车模板收束系统还包括主控设备，在每个传感器安装点安装测距传感器，每个测距传感器与所述主控设备连接，用于获取该传感器安装点与隧道内壁面之间的实时距离信息，并将实时距离信息发送给所述主控设备，以使所述主控设备控制所述伸缩机构的运行。