盾构/TBM滚刀磨损测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107300369A(43)申请公布日2017.10.27(21)申请号201710644196.1(22)申请日2017.07.31(71)申请人中铁隧道集团有限公司地址471000河南省洛阳市老城区状元红路申请人盾构及掘进技术国家重点实验室(72)发明人孙振川李凤远王凯张良辉张兵陈桥于飞李宏波王利明孙振中郭海坡杨书江王超峰程俊瑞汪朋李云涛彭美坤李沿宗(51)Int.Cl.G01B21/00(2006.01)G01B21/20(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称盾构/TBM滚刀磨损测量装置及测量方法(57)摘要本发明公开了一种盾构/TBM滚刀磨损测量装置及测量方法，该测量装置包括架体、紧固组件和移动测量组件，架体包括横梁、分别设置在横梁两端且与横梁垂直连接的固定支杆和可调支杆；紧固组件包括与可调支杆活动连接的活动支腿和设置在活动支腿下端的紧固螺栓；移动测量组件包括测量头、用于移动测量头的水平导轨和竖直导轨；在水平导轨的固定端和竖直导轨的上端分别设有位移传感器。本发明测量装置使用方便、测量精度高、效率高，与测量尺相比避免了人员的读数误差，能够采集磨损处的横、竖向位置信息，进而获得滚刀刀圈磨损后截面较全面的信息，通过数据的后处理可实现滚刀磨损后二维截面图像再现，从而准确判断滚刀的磨损类别。CN107300369ACN107300369A权利要求书1/2页1.一种盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，包括架体、紧固组件和移动测量组件；所述架体包括横梁、分别设置在所述横梁两端且与所述横梁垂直连接的固定支杆和可调支杆，在所述可调支杆的竖直方向上设有轨道；所述紧固组件包括活动支腿和设置在所述活动支腿下端的紧固螺栓，所述活动支腿的上端滑动安装在所述轨道内，在所述轨道上还设置有用于调整和固定所述活动支腿位置的限位螺栓；所述移动测量组件包括测量头、设置在所述横梁上的水平导轨、设置在所述水平导轨内的水平滑块、与所述水平滑块固定在一起的竖直导轨，以及设置在所述竖直导轨内的竖直滑块，所述测量头的上端与所述竖直滑块固定安装在一起；在所述水平导轨的固定端和竖直导轨的上端分别设有位移传感器。2.根据权利要求1所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，还包括数据采集组件，所述数据采集组件包括与所述位移传感器对应连接的单片机，还包括无线通信发射器和无线通信接收器，所述无线通信发射器与所述单片机对应连接，所述无线通信接收器与数据终端进行通信。3.根据权利要求2所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，所述无线通信发射器和无线通信接收器之间采用ZigBee、蓝牙、WiFi或LiFi进行无线通信。4.根据权利要求1所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，所述位移传感器为拉线式光栅光纤传感器或LVDT位移传感器。5.根据权利要求1所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，所述测量头是下端为锥形的圆柱杆件。6.根据权利要求1所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，所述测量头的上端与所述竖直滑块之间为螺纹连接。7.根据权利要求1所述的盾构/TBM滚刀磨损测量装置，其特征在于，所述固定支杆与可调支杆之间的距离大于待测盾构/TBM滚刀台阶面的宽度。8.一种盾构/TBM滚刀磨损测量方法，其特征在于，使用权利要求1所述的测量装置进行测量，包括下列步骤：(1)测量未磨损的同类型滚刀的参考数据：a.安装测量装置：先将固定支杆的下端与滚刀台阶面贴合在一起，然后将活动支腿的高度调整至合适位置，使用限位螺栓将活动支腿与可调支杆固定在一起，再拧紧紧固螺栓，使滚刀被夹紧在固定支杆与活动支腿之间；b.测量参考数据：分别调整水平滑块在水平导轨中的位置、竖直滑块在竖直导轨中的位置，使测量头在滚刀的轮廓面上移动，通过位移传感器得到滚刀轮廓面上各参考点的位置坐标，并将得到的位移参数数据传输至单片机，将测量数据拟合得到未磨损的同类型滚刀的标准轮廓线；(2)测量待测滚刀数据：按照步骤a中的方法将测量装置安装在待测的滚刀上，按照步骤b中的方法使测量头在滚刀轮廓面上移动，通过位移传感器得到待测滚刀对应参考点处的位置坐标，并将得到的位移参数数据传输至单片机，将测量数据拟合得到待测滚刀的轮廓线；2CN107300369A权利要求书2/2页(3)将步骤(2)拟合得到的待测滚刀的轮廓线与步骤(1)得到的未磨损滚刀的标准轮廓线进行比对，计算出待测滚刀磨损的最大值，并根据轮廓线形状判断磨损的形式；(4)测量得到的数据经由单片机处理，并通过无线通信的方式传输至数据终端。3CN107300369A说明书1/4页盾构/TBM滚刀磨损测量装置及测量方法技术领域[0001]本发明涉及隧道