CN110206557A - 一种物联感知掘进机截割头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物联感知掘进机截割头，属于掘进机技术领域。所述截齿座位于截割头上，所述物联感知模块位于截割头后部，且物联感知模块与无线接收装置信号连接；该物联感知掘进机截割头结构简单，设计合理，通过感知探头实时监控截割头、截齿座的工作状态，第一时间发现故障或异常趋势，进行必要检修和更换；通过与掘进机本地控制系统、集控装置或地面调度中心联动，有效地避免危害继续恶化，挽回经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种物联感知掘进机截割头，属于掘进机技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，今后相当长的时期内，国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等工程将需要大量的隧道施工及施工用的掘进机。
在现有技术中，掘进机截割头、截齿座采掘作业时存在以下几个问题：
1）截齿与截齿座不匹配，转动不灵活，截齿偏磨至一定程度后，会磨损截齿座，导致截割头无法继续作业；
2）硬度较大的煤岩甚至全岩作业时，截齿剧烈碰撞、摩擦，温度剧烈升高达到截齿座的淬火温度，截齿座硬度急剧下降、变形、磨损，导致截割头无法继续作业；
3）目前上述情况完全依靠人工检查，存在错检、漏检、更换维修不及时的情况。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种物联感知掘进机截割头。
本发明的物联感知掘进机截割头，它包含截割头、截齿座、物联感知模块和无线接收装置，所述截齿座位于截割头上，所述物联感知模块位于截割头后部，且物联感知模块与无线接收装置信号连接；
所述物联感知模块包含感知探头、采集发送单元、供电单元、接收单元3和掘进机控制系统，所述感知探头位于截齿座与截割头的结合部位，且感知探头与采集发送单元电连接，感知探头可以采集任意截齿座及其周围区域的温度、振动信息，并将此信息传递给采集发送单元，所述采集发送单元内部设置有供电单元，且采集发送单元与接收单元无线连接，所述接收单元与掘进机控制系统通讯连接。
优选的，所述采集发送单元包含采集单元和发送单元，感知探头检测截齿座的温度、振动受力情况，以信号形式传输至采集单元，经过采集单元处理后，通过发送单元传输至无线接收装置，无线接收装置将数据传输至掘进机电控部、集控制中心或地面调度室等，对截割头及截齿座工作受力磨损及发热情况进行分析。
优选的，所述采集发送单元对应一个或一个以上的感知探头，感知探头能够检测不低于截割头对应材质达到淬火状态时的温度范围，采集发送单元根据截割头的结构和安装空间进行模块化设计，既可以一个采集发送单元采集截割头上所有截齿座的感知探头信息，也可以一个采集发送单元采集截割头部分截齿座的感知探头信息。
优选的，所述供电单元采用满足煤矿要求的矿用安全型电池，可以快速拆卸更换，为物联感知模块提供电源。
优选的，所述接收单元对应一个或一个以上采集发送单元，并将信息以通讯协议形式传递给掘进机本地控制系统、井下集控系统或地面调度中心，监测到异常情况时，可以采取必要保护措施防止危害继续恶化，并且在不与外部控制或显示装置通讯连接的情况下，具备基本的报警值设定及显示功能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该物联感知掘进机截割头结构简单，设计合理，通过感知探头实时监控截割头、截齿座的工作状态，第一时间发现故障或异常趋势，进行必要检修和更换；通过与掘进机本地控制系统、集控装置或地面调度中心联动，有效地避免危害继续恶化，挽回经济损失。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的物联感知模块结构示意图。
附图标记：截割头1、截齿座2、物联感知模块3、感知探头301、采集发送单元302、供电单元303、接收单元304、掘进机控制系统305、无线接收装置4。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含截割头1、截齿座2、物联感知模块3和无线接收装置4，截齿座2位于截割头1上，物联感知模块3位于截割头1后部，且物联感知模块3与无线接收装置4信号连接。
物联感知模块3包含感知探头301、采集发送单元302、供电单元303、接收单元304和掘进机控制系统305，感知探头301位于截齿座2与截割头1的结合部位，且感知探头301与采集发送单元302电连接，感知探头301可以采集任意截齿座2及其周围区域的温度、振动信息，并将此信息传递给采集发送单元302，采集发送单元302内部设置有供电单元303，且采集发送单元302与接收单元304无线连接，接收单元304与掘进机控制系统305通讯连接。
采集发送单元302包含采集单元和发送单元，感知探头301检测截齿座2的温度、振动受力情况，以信号形式传输至采集单元，经过采集单元处理后，通过发送单元传输至无线接收装置4，无线接收装置4将数据传输至掘进机电控部、集控制中心或地面调度室等，对截割头1及截齿座2工作受力磨损及发热情况进行分析。
采集发送单元302对应一个或一个以上的感知探头301，感知探头301能够检测不低于截割头1对应材质达到淬火状态时的温度范围，采集发送单元302根据截割头1的结构和安装空间进行模块化设计，既可以一个采集发送单元302采集截割头1上所有截齿座2的感知探头301信息，也可以一个采集发送单元302采集截割头1部分截齿座2的感知探头301信息。
供电单元303采用满足煤矿要求的矿用安全型电池，可以快速拆卸更换，为物联感知模块3提供电源。
接收单元304对应一个或一个以上采集发送单元302，并将信息以通讯协议形式传递给掘进机本地控制系统、井下集控系统或地面调度中心，监测到异常情况时，可以采取必要保护措施防止危害继续恶化，并且在不与外部控制或显示装置通讯连接的情况下，具备基本的报警值设定及显示功能。
实施步骤：第一步，将感知探头301预先安装在截齿座2与截割头1连接位置，焊接、压接或螺纹形式均可；
第二步，预先根据截割头1空间位置关系，将一个或若干个采集发送单元302安装到截割头1中，并预留感知探头301与采集发送单元302接线空间；
第三步，掘进机工作时，实时采集截割头1及截齿座2的温度、振动信息，按照定制发送周期或规则向接收单元304发送数据；
第四步，接收单元304或外接控制系统检测到异常工作状态时，采取停机、降速、加强冷却等应对措施，避免异常状态持续发生，必要时对截齿、截齿座2及截割头1进行维修和更换。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：它包含截割头（1）、截齿座（2）、物联感知模块（3）和无线接收装置（4），所述截齿座（2）位于截割头（1）上，所述物联感知模块（3）位于截割头（1）后部，且物联感知模块（3）与无线接收装置（4）信号连接；
所述物联感知模块（3）包含感知探头（301）、采集发送单元（302）、供电单元（303）、接收单元（304）和掘进机控制系统（305），所述感知探头（301）位于截齿座（2）与截割头（1）的结合部位，且感知探头（301）与采集发送单元（302）电连接，所述采集发送单元（302）内部设置有供电单元（303），且采集发送单元（302）与接收单元（304）无线连接，所述接收单元（304）与掘进机控制系统（305）通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：所述采集发送单元（302）包含采集单元和发送单元，感知探头（301）检测截齿座（2）的温度、振动受力情况，以信号形式传输至采集单元，经过采集单元处理后，通过发送单元传输至无线接收装置（4），无线接收装置（4）将数据传输至掘进机电控部、集控制中心或地面调度室等，对截割头（1）及截齿座（2）工作受力磨损及发热情况进行分析。
3.根据权利要求1所述的一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：所述采集发送单元（302）对应一个或一个以上的感知探头（301），感知探头（301）能够检测不低于截割头（1）对应材质达到淬火状态时的温度范围，采集发送单元（302）根据截割头（1）的结构和安装空间进行模块化设计，既可以一个采集发送单元（302）采集截割头（1）上所有截齿座（2）的感知探头（301）信息，也可以一个采集发送单元（302）采集截割头（1）部分截齿座（2）的感知探头（301）信息。
4.根据权利要求1所述的一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：所述供电单元（303）采用满足煤矿要求的矿用安全型电池，可以快速拆卸更换，为物联感知模块（3）提供电源。
5.根据权利要求1所述的一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：所述接收单元（304）对应一个或一个以上采集发送单元（302），并将信息以通讯协议形式传递给掘进机本地控制系统、井下集控系统或地面调度中心，监测到异常情况时，可以采取必要保护措施防止危害继续恶化，并且在不与外部控制或显示装置通讯连接的情况下，具备基本的报警值设定及显示功能。
6.根据权利要求1所述的一种物联感知掘进机截割头，其特征在于：所述物联感知掘进机截割头的实施步骤：
第一步，将感知探头（301）预先安装在截齿座（2）与截割头（1）连接位置，焊接、压接或螺纹形式均可；
第二步，预先根据截割头（1）空间位置关系，将一个或若干个采集发送单元（302）安装到截割头（1）中，并预留感知探头（301）与采集发送单元（302）接线空间；
第三步，掘进机工作时，实时采集截割头（1）及截齿座（2）的温度、振动信息，按照定制发送周期或规则向接收单元（304）发送数据；
第四步，接收单元（304）或外接控制系统检测到异常工作状态时，采取停机、降速、加强冷却等应对措施，避免异常状态持续发生，必要时对截齿、截齿座（2）及截割头（1）进行维修和更换。
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|---|---|---|---|
| CN201910643928.4A CN110206557A (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种物联感知掘进机截割头 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN110206557A true CN110206557A (zh) | 2019-09-06 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110206557A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110821509A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种自主激振式辅助截割掘进模拟试验装置 |
-
2019
- 2019-07-17 CN CN201910643928.4A patent/CN110206557A/zh active Pending
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| CN110821509A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种自主激振式辅助截割掘进模拟试验装置 |
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