基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，本发明专利技术包括至少一环状流道、设置在环状流道内的浮体和沿环状液体流道的周向方向间隔的多个光收发模块，所述环状流道内设置有填充液，所述浮体的密度不大于环状流道内填充液的密度，所述光收发模块相对于环状流道固定设置，本发明专利技术的检测装置环状流道和光收发模块会根据刀体一起转动，而浮体受浮力作用影响，始终位于环状流道的上部，因此在正常转动状态下，每个光收发模块会依次经过浮体，通过每个光收发模块反馈信号的间隔时间判断刀体的转动状态,本发明专利技术还可以通过设置标尺等来计算滚刀的转速、瞬时转速以及偏转角度，并可以进一步推测刀圈的磨损程度。并可以进一步推测刀圈的磨损程度。并可以进一步推测刀圈的磨损程度。

State detection device of shield machine hob based on buoyancy

【技术实现步骤摘要】
基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置


[0001]本专利技术涉及激光检测
，具体地说是一种基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置。

技术介绍

[0002]盾构机的前部为盾头，盾构机的掘进主要依靠盾头进行实现的，盾头的端部为刀盘，刀盘上设置有若干刀具，针对不同成分开挖成分，所使用的刀具也不同，而针对岩层则使用滚刀刀具，滚刀刀具是通过刀座转动设置在刀盘上的，在掘进过程中，盾头内部的液压系统作用在刀盘上，使刀盘将滚刀刀具压在岩层上，刀盘通过自身驱动装置带动转动，滚刀刀具公转的同时还会被动自转，对岩层进行磨削。
[0003]基于上述工况，刀盘上的刀具为易损件，但是由于刀具在使用的过程中由于工作化境的影响，每个刀具的磨损程度不同，并不能根据工作时间对所有刀具进行统一更换，需要对磨损超过限定的刀具进行更换，但是在实际使用过程中，由于刀盘的工作环境恶劣，对刀具磨损程度无法通过人眼去观察，只能通过相关传感器进行检测，现在已经投入使用的为磁铁检测传感器，及在滚刀上设置磁铁，通过电磁感应元件进行检测滚刀的转动状态，但是这种检测方式的检测元件均为外置式，而且由于掘进工作复杂多变，不仅掘进产生泥沙会对电磁感应元件造成影响，泥沙中的铁粉会大大影响电磁感应元件的工作稳定性。当对磨损的刀具更换不及时时，刀具上的刀圈磨损到一定程度后，就会对装载刀圈的内圈进行磨损，甚至会对刀座造成磨损，导致整个刀具发生损坏，大大增加了使用成本，而且如果刀具出现非正常磨损后，更换周期长达七天，严重影响施工工期，而且一个刀具的过渡磨损会导致周边的刀具也会受到影响，导致其他刀具也会造成过渡磨损。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对以上不足，提供一种基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，可以应用在盾构机的刀具内，用于对刀具的状态进行检测，还可以避免现场恶劣环境的影响。
[0005]本专利技术所采用技术方案是：
[0006]一种基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，设置在检测主体的封闭空腔内，包括至少一环状流道、设置在环状流道内的浮体和沿环状液体流道的周向方向间隔的多个光收发模块，所述环状流道内设置有填充液，所述浮体的密度不大于环状流道内填充液的密度，所述光收发模块相对于环状流道固定设置，光收发模块通过照射在浮体上的反射光不同判断是否存在浮体通过。
[0007]作为进一步的优化，本专利技术所述环状流道包括一环状管体，所述环状管体为透光材料或非透光材料，所述环状管体固定安装在检测主体的封闭空腔内。
[0008]作为进一步的优化，本专利技术所述浮体为流线型立体结构，所述浮体包括上半体和下半体，所述下半体的密度大于下半体的密度。
[0009]作为进一步的优化，本专利技术所述浮体上设置有与光收发模块安装位置相对应的浮体标尺，所述浮体标尺包括若干成规律变化的标识线。
[0010]作为进一步的优化，本专利技术所述浮体标尺为平面结构，所述浮体标尺设置在浮体内，且浮体上位于浮体标尺的上侧部分采用透明材料。
[0011]作为进一步的优化，本专利技术所述标识线均为设置在同一平面上的下凹镜。
[0012]作为进一步的优化，本专利技术所述浮体标尺设置在浮体的上部表面，所述浮体标尺为与浮体表面相同的曲面结构。
[0013]作为进一步的优化，本专利技术所述光收发模块包括发射元件和若干接收元件，所有接收元件以发射元件为中心向外侧分布设置，发射元件发出的激光通过浮体标尺发射后，被其中一个接收元件接收。
[0014]作为进一步的优化，本专利技术所述光收发模块包括发射元件和接收元件，所述浮体标尺包括若干依次设置的横向光栅条带，每条光栅条带的变化规律均不相同，所述光栅条带在浮体的上表面上沿环状流道的厚度方向依次设置。
[0015]作为进一步的优化，本专利技术所述浮体的两侧设置有平衡翼。
[0016]本专利技术具有以下优点：
[0017]1、本专利技术的检测装置安装在刀体的一个封闭空腔内，本专利技术通过设置一个环状流道，环状流道内设置有一浮体，并在环状流道的周向方向设置光收发模块，刀体在转动时，环状流道和光收发模块会根据刀体一起转动，而浮体受浮力作用影响，始终位于环状流道的上部，因此在正常转动状态下，每个光收发模块会依次经过浮体，通过每个光收发模块反馈信号的间隔时间判断刀体的转动状态。
[0018]2、本专利技术的检测装置的浮体上设置有浮体标识，浮体标识上的标识线呈一定的规律排列，通过该设置可以检测刀体的转动方向和转动速度，浮体上浮体标识可以设置成平面结构，还可以设置在浮体的外表面上形成曲面结构。
[0019]3、本专利技术的检测装置中的浮体上的浮体标识设置成平面结构时，通过将光收发模块设置多个接收元件，并将接收元件按阵列进行排列，当刀体发生偏转时，偏转角度不同检测光的入射角度不同，反射角度也不同，反射光会被不同的接收元件接收，可以通过接收发射光的接收元件可以判断刀体的偏转角度；
[0020]4、本专利技术的检测装置中的浮体上的浮体标识设置成曲面结构时，通过将浮体标识设置成多条横向的光栅条带，当刀体的偏转角度不同时，光收发模块所正对的光栅条带不同，而每条光栅条带的变化规律不同，可以根据所检测到光栅条带的反射光的规律判断哪条光栅条带与光收发模块相正对，进而判断刀体的偏转角度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]下面结合附图对本专利技术进一步说明：
[0023]图1为专利技术的结构示意图；
[0024]图2为浮体的另一种结构示意图；
[0025]图3为浮体上设置平面结构的浮体标尺的结构示意图；
[0026]图4为标识线设置成下凹镜的结构示意图；
[0027]图5为平面结构的浮体标尺在滚刀未发生偏转时的状态示意图；
[0028]图6为平面结构的浮体标尺滚刀发生偏转时的状态示意图；
[0029]图7为浮体上设置曲面浮体标尺的结构示意图；
[0030]图8为曲面结构的浮体标尺在滚刀发生偏转时的状态示意图；
[0031]图9为曲面结构的浮体标尺设置成横向光栅条带的结构示意图；
[0032]图10为图9中的浮体标尺的平面展开示意图。
[0033]其中：1、环状管体，2、浮体，3、光收发模块，4、安装腔体，5、第一浮体标尺，6、第二浮体标尺，7、第三浮体标尺，2
‑
1、第一半体，2
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2、第二半体，3
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1、发射元件，3
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2、接收元件，5
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1、下凹镜，7
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1、光栅条带。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，设置在检测主体的封闭空腔内，其特征在于：包括至少一环状流道、设置在环状流道内的浮体和沿环状液体流道的周向方向间隔的多个光收发模块，所述环状流道内设置有填充液，所述浮体的密度不大于环状流道内填充液的密度，所述光收发模块相对于环状流道固定设置，光收发模块通过照射在浮体上的反射光不同判断是否存在浮体通过。2.根据权利要求1所述的基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，其特征在于：所述环状流道包括一环状管体，所述环状管体为透光材料或非透光材料，所述环状管体固定安装在检测主体的封闭空腔内。3.根据权利要求1所述的基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，其特征在于：所述浮体为流线型立体结构，所述浮体包括上半体和下半体，所述下半体的密度大于下半体的密度。4.根据权利要求3所述的基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，其特征在于：所述浮体上设置有与光收发模块安装位置相对应的浮体标尺，所述浮体标尺包括若干成规律变化的标识线。5.根据权利要求4所述的基于浮力作用的盾构机滚刀状态检测装置，其特征在于：所述浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思齐，陈南光，陈宣妤，
申请(专利权)人：济南智宣光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：