盾构机刀具在线检测装置.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CN113607212A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110829177.2(22)申请日2021.07.22(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）地址518000广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区(72)发明人杜建军李长林李洁(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414代理人田甜(51)Int.Cl.G01D21/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称盾构机刀具在线检测装置(57)摘要本发明提供了一种盾构机刀具在线检测装置，涉及盾构机技术领域，包括盲孔、反光片、激光传感器、透明堵头、磁性待测物、磁力传感器、加速度传感器、信号采集及控制系统；盲孔孔口开设于刀毂内壁处并延伸至刀圈内；反光片设于盲孔孔底；激光传感器设于刀轴轴套上向盲孔内发射激光信号并接收反射激光信号；透明堵头设于盲孔靠近孔口的一端；磁性待测物设于刀毂内壁处；磁力传感器设于刀轴轴套上用于检测磁性待测物；加速度传感器设于刀轴轴套上，用于监测刀具运行过程中的振动状态，以及信号采集及控制系统。旨在解决现有技术中传统检测方法工艺复杂、可靠性安全性低、难以应对较为复杂的地质以及容易对系统造成破坏的技术问题。CN113607212ACN113607212A权利要求书1/1页1.盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，包括：盲孔，孔口开设于刀毂内壁处，并延伸至刀圈内；反光片，设于所述盲孔的孔底；激光传感器，设于刀轴的轴套上，用于向所述盲孔内发射激光信号并接收反射的激光信号；透明堵头，设于所述盲孔靠近孔口的一端；磁性待测物，设于刀毂内壁处；磁力传感器，设于刀轴轴套上，用于检测所述磁性待测物；加速度传感器，设于刀轴轴套上，用于监测刀具运行过程中的振动状态，以及信号采集及控制系统，用于接收所述磁力传感器、激光传感器以及加速度传感器的信号，并控制刀具转动状态。2.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述盲孔为多个且沿刀毂和刀圈的圆周方向依次间隔排布，所述盲孔沿刀圈和刀毂的径向延伸且延长线经过所述刀圈的最大外圈边缘。3.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述透明堵头材质为有机材料或石英。4.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述磁性待测物为多个且沿刀毂的圆周方向依次间隔排布。5.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述激光传感器具有激光发射端和激光接收端，分别用于向对正的盲孔内发射和接收激光信号。6.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，还包括热电偶，所述热电偶设于轴套上，用于检测刀具工作温度，所述热电偶的信号输出端连接所述信号采集及控制系统。7.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述激光传感器和磁力传感器设有外螺纹，且螺纹连接在轴套的螺孔内，所述刀轴为空心轴，并设有光孔，所述激光传感器和磁力传感器通过穿过光孔和刀轴内腔的线体连接外部的信号采集及控制系统。8.如权利要求2所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述盲孔的孔底到所述刀圈的最大外圈边缘的距离小于等于刀圈的最大允许磨损量。9.如权利要求2所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述盲孔的孔底和刀圈的最大外圈边缘之间通过螺杆封堵。10.如权利要求1所述的盾构机刀具在线检测装置，其特征在于，所述磁性待测物和盲孔位于刀毂内壁的同一圆周面上且相互间隔设置，所述磁力传感器和激光传感器间隔设于所述轴套上且也位于所述同一圆周面上。2CN113607212A说明书1/6页盾构机刀具在线检测装置技术领域[0001]本发明涉及盾构机技术领域，更具体地说，是涉及一种盾构机刀具在线检测装置。背景技术[0002]盾构机作为一种大型的隧道、地铁施工设备，具有极其复杂的系统，而盾构机刀具作为其中的重要一环，却不可避免的时常发生故障及产生磨损，由于盾构机工作时刀具处在充满岩土的恶劣环境中，对刀具故障和磨损的检测成为了一大难点。但若没有及时发现故障或损坏的刀具，将会造成巨大的经济损失甚至是灾难事故。[0003]传统的盾构机刀具检测及维护方式为停机检修，由于环境的复杂性，人工检修具有一定的危险性，掘进区域处于高压环境中，人工检修不仅工作量大且不能长时间停留。另外，频繁停机会造成工程进度减缓且可能造成岩土不稳定。[0004]另一种较传统的方法是根据掘进参数判断是否发生故障或严重磨损。但这种方法难以应对较为复杂的地质。[0005]较为复杂的检测方法有电阻或电容检测法，通过预先将电阻电容等部件嵌入刀具内部，刀具工作中检测由于刀具磨损造成的电阻电容变化，可推算刀具的形状。但此方法将各个部件嵌入刀