CN116906054A - 盾构机常压刀筒螺栓检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统及方法，包括：检测装置单元、信号接收单元和上位机，检测装置单元安装在盾构机的辐条和刀盘的Y型叉上，信号接收单元安装在Y型叉上；检测装置单元在盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，通过热成像的方式，检测位于盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；信号接收单元用于接收每个检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至上位机；上位机用于进行可视化展示。

Description

盾构机常压刀筒螺栓检测系统及方法

技术领域

本公开涉及盾构施工技术领域，尤其涉及一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统及方法。

背景技术

随着越来越多的超大直径盾构机常压刀盘在实际工程的运用，常压仓内刀筒螺栓的松动问题受到不断的关注。常压仓内的刀筒出现螺栓松动现象，严重的话会使刀筒退回，导致常压仓内进水，严重威胁施工现场的安全。现有的解决方案为在每环盾构机拼装的时间间隙人工进舱检查，不仅需要经常进舱危险作业，便捷性较低，同时也增加了人工成本。

盾构机刀盘在运行过程中，掘进参数不合适，会导致盾构机刀盘中心结泥饼，并向刀盘周边扩散，同时刀盘面板的温度会升高。常压仓内的面板温度能间接反映刀盘的结泥饼情况。现有的检测技术为在刀盘面板的几个位置上安装温度传感器，此种方案检测的位置较少，不能及时有效地反映刀盘的整体温度变化。

发明内容

为克服相关技术中存在的盾构机常压刀筒螺栓检测成本高且便捷性较低、且无法及时检测刀盘温度的技术问题，本公开提供一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统及方法。

在本公开实施例的第一方面，提供一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统，包括：

检测装置单元、与所述检测装置单元通信连接的信号接收单元、与所述信号接收单元的上位机，其中，所述检测装置单元用于安装在所述盾构机的各辐条以及刀盘的Y型叉上，所述信号接收单元用于安装在所述Y型叉上；

所述检测装置单元用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

所述信号接收单元用于接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机；

所述上位机用于对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置单元，包括：中央控制模块、检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块和通讯模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块分别与所述检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块以及所述信号接收单元通信连接；

所述中央控制模块用于对所述检测装置单元的数据进行处理；

所述检测模块用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

所述机械臂模块用于安装所述检测模块、所述贴合模块和所述伺服行走模块，并通过旋转运动使得所述检测模块到达所述刀筒螺栓的位置处，以使所述检测模块在到达所述刀筒的螺栓位置处的情况下，检测所述刀筒螺栓是否存在松动；

所述贴合模块用于在旋转所述机械臂模块使得所述贴合模块接触到刀筒后盖的情况下，通过贴合模块的电磁线圈通电产生磁性的方式，使所述机械臂模块的顶部在接触到刀筒的情况下进行机械臂模块固定；

所述伺服行走模块用于对所述检测装置单元的前进和停止进行控制。

在一种可能的实施方式中，所述机械臂模块包括第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆；

其中，所述第一臂杆和所述中央控制模块连接；

所述第一臂杆和所述第二臂杆连接，所述第二臂杆和所述第三臂杆连接，所述第三臂杆的上部安装有所述检测模块和所述贴合模块，通过所述第一臂杆、所述第二臂杆和所述第三臂杆的旋转运动，使得所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处，进行刀筒的螺栓松动情况检测；

在所述第一臂杆与所述中央控制模块的连接部位、所述第一臂杆与所述第二臂杆的连接部位、所述第二臂杆与所述第三臂杆的连接部位、所述第三臂杆与第三臂杆的上部安装所述检测模块的连接部位均安装有伺服电机，其中，所述贴合模块与第三臂杆和第三臂杆的上部安装的所述检测模块的连接部位的伺服电机的转动轴线重合。

在一种可能的实施方式中，所述伺服行走模块包括：轨道和行走检测模块；

所述轨道用于铺设在所述常压仓的辐条刀筒对面的辐条壁上；

所述行走检测模块用于驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进，并在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

在一种可能的实施方式中，所述行走检测模块包括：行走齿轮、伺服电机和伺服控制模块；

所述行走齿轮用于在伺服电机提供的电机动力的基础上，驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进；

所述伺服控制模块用于在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

在一种可能的实施方式中，所述检测模块包括高精度相机模块、光源模块、微波雷达模块和热成像模块；

所述高精度相机模块用于识别所述刀筒螺栓是否松动情况；

所述光源模块用于向所述高精度相机模块提供检测光源；

所述微波雷达模块用于检测所述机械臂模块是否驱动所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处；

所述热成像模块用于检测所述常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置单元，包括：智能学习模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块与所述智能学习模块通信连接；

所述智能学习模块用于通过自主训练学习图像中的所述刀筒螺栓是否达到所述刀筒位置，确定所述刀筒螺栓是否存在污染物，并将是否存在所述污染物的结果上报给所述检测模块。

在本公开实施例的第二方面，提供一种盾构机常压刀筒螺栓检测方法，应用于第一方面中任一项所述盾构机常压刀筒螺栓检测系统，所述方法包括：

在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

通过信号接收单元接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机；

通过所述上位机对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

检测装置单元用于在盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度，降低了盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的检测成本，且提高了检测盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的便捷性、且可以及时地检测刀盘温度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统的结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种检测装置单元的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种盾构机常压刀筒螺栓检测方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种盾构机常压刀筒后盖的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种盾构机常压刀筒螺栓检测的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统的结构示意图。如图1所示，盾构机常压刀筒螺栓检测系统包括：检测装置单元、与所述检测装置单元通信连接的信号接收单元、与所述信号接收单元的上位机，其中，所述检测装置单元用于安装在所述盾构机的各辐条以及刀盘的Y型叉上，所述信号接收单元用于安装在所述Y型叉上；

其中，参见图1所示，信号接收单元通过滑环与上位机通讯连接。并且，可以在6个辐条上分别安装一个检测装置单元，以及在2个Y型叉分别安装检测装置单元#1和#2。上位机可以安装布置在司机室。

所述检测装置单元用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度。

所述信号接收单元用于接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机。

所述上位机用于对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。

其中，盾构机常压刀盘上不止在辐条上有刀筒，在常压仓中心位置还有一部分刀筒。针对该部分刀筒的螺栓松动情况和温度检测；所述的中心位置刀筒螺栓松动情况和温度检测是把检测装置单元安装在刀盘的Y型支架上，在Y型支架的两个大臂都固定安装检测装置单元，该Y型支架的检测装置单元缺少行走模块，每个Y型支架上的检测装置单元检测常压仓中心位置一半的刀筒。

所述检测装置单元采用有线供电和通讯，司机室的上位机单元和Y型叉上的信号接收单元通过中心回转节的供电滑环和通讯滑环进行供电通讯。

上述技术方案检测装置单元用于在盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度，降低了盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的检测成本，且提高了检测盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的便捷性、且可以及时地检测刀盘温度。

在一种可能的实施方式中，参见图2所示，所述检测装置单元，包括：中央控制模块、检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块和通讯模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块分别与所述检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块以及所述信号接收单元通信连接；

所述中央控制模块用于对所述检测装置单元的数据进行处理；

所述检测模块用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

所述机械臂模块用于安装所述检测模块、所述贴合模块和所述伺服行走模块，并通过旋转运动使得所述检测模块到达所述刀筒螺栓的位置处，以使所述检测模块在到达所述刀筒的螺栓位置处的情况下，检测所述刀筒螺栓是否存在松动；

所述贴合模块用于在旋转所述机械臂模块使得所述贴合模块接触到刀筒后盖的情况下，通过贴合模块的电磁线圈通电产生磁性的方式，使所述机械臂模块的顶部在接触到刀筒的情况下进行机械臂模块固定；

所述伺服行走模块用于对所述检测装置单元的前进和停止进行控制。

其中，所述通讯模块接收Y型叉上的信号接收单元的相关指令。所述的Y型叉上的信号接收单元接收每个检测装置单元的模块图像信息和控制信号，对图像信息进行解析处理，然后把解析数据传输至上位机单元。

所述上位机主要为可视化的软件，进行螺栓松动报警的可视化展示，以及进行刀盘中心和辐条的温度可视化展示。

其中，中央控制模块接收检测模块图像信息通过通讯模块和Y型叉上的信号接收单元进行通讯。

上述技术方案可以自动化检测刀筒上部的螺栓是否松动，不需要在刀筒上部的每个螺栓上安装传感器等装置，同时机械臂模块可完全收回，不影响常压仓内的换刀操作，如影响换刀操作，可将检测模块进行拆除，换刀结束之后再将检测模块安装。

在一种可能的实施方式中，所述机械臂模块包括第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆；

其中，所述第一臂杆和所述中央控制模块连接；

所述第一臂杆和所述第二臂杆连接，所述第二臂杆和所述第三臂杆连接，所述第三臂杆的上部安装有所述检测模块和所述贴合模块，通过所述第一臂杆、所述第二臂杆和所述第三臂杆的旋转运动，使得所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处，进行刀筒的螺栓松动情况检测；

在所述第一臂杆与所述中央控制模块的连接部位、所述第一臂杆与所述第二臂杆的连接部位、所述第二臂杆与所述第三臂杆的连接部位、所述第三臂杆与第三臂杆的上部安装所述检测模块的连接部位均安装有伺服电机，其中，所述贴合模块与第三臂杆和第三臂杆的上部安装的所述检测模块的连接部位的伺服电机的转动轴线重合。

其中，所述贴合模块的安装与检测模块垂直，即与第三臂杆和第三臂杆上部安装的检测模块的连接部位的伺服电机的转动轴线重合；机械臂模块放置在辐条内部，通过第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆的旋转运动使得检测模块到达刀筒的螺栓位置处，进行刀筒的螺栓松动情况检测。

所述贴合模块主要功能为贴合刀筒，当需要进行精准检测时，旋转机械臂模块中的第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆，使第三臂杆上部的贴合模块接触到刀筒后盖，中央控制模块控制贴合模块紧贴刀筒；贴合模块主要是使机械臂模块顶部接触到刀筒，可以固定机械臂模块，贴合模块内部主要是电磁线圈，由中央控制单元控制其磁性，可以贴合在刀筒后盖上。

在一种可能的实施方式中，所述伺服行走模块包括：轨道和行走检测模块；

所述轨道用于铺设在所述常压仓的辐条刀筒对面的辐条壁上；

所述行走检测模块用于驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进，并在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

所述伺服行走模块主要包括常压仓辐条刀筒对面的辐条壁上的轨道和检测装置单元的行走模块；所述常压仓辐条刀筒对面的辐条壁上的轨道可以通过辐条上已经布置好的卡扣进行快速安装固定；所述的检测装置行走模块包括行走齿轮，伺服电机和伺服控制小模块；检测装置行走模块对检测装置单元前进和停止进行控制。

在一种可能的实施方式中，所述行走检测模块包括：行走齿轮、伺服电机和伺服控制模块；

所述行走齿轮用于在伺服电机提供的电机动力的基础上，驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进；

所述伺服控制模块用于在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

在一种可能的实施方式中，所述检测模块包括高精度相机模块、光源模块、微波雷达模块和热成像模块；

所述高精度相机模块用于识别所述刀筒螺栓是否松动情况；

所述光源模块用于向所述高精度相机模块提供检测光源；

所述微波雷达模块用于检测所述机械臂模块是否驱动所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处；

所述热成像模块用于检测所述常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度。

其中，所述高精度相机模块主要识别螺栓松动情况；光源模块主要为检测模块提供检测光源，提高高精度相机模块的识别精度；微波雷达模块主要为机械臂模块提供是否达到刀筒位置的判断依据；热成像模块主要检测常压仓内中心面板和掘进方向辐条内部的温度情况，检测温度高低，可以对盾构机刀盘结泥饼情况提供相关参考的依据。

在一种可能的实施方式中，继续参见图2所示，所述检测装置单元，包括：智能学习模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块与所述智能学习模块通信连接；

所述智能学习模块用于通过自主训练学习图像中的所述刀筒螺栓是否达到所述刀筒位置，确定所述刀筒螺栓是否存在污染物，并将是否存在所述污染物的结果上报给所述检测模块。

所述智能学习模块，可以自主训练学习图像中的螺栓松动情况；针对盾构机长时间运行，刀筒的螺栓上污染物很多，在系统运行后，可以通过图像不断进行智能训练，区分刀筒螺栓松动或者刀筒螺栓存在污染物，从而提高系统检测刀筒螺栓是否存在松动的检测精度。

本公开实施例还提供一种盾构机常压刀筒螺栓检测方法，应用于前述实施例中任一项所述盾构机常压刀筒螺栓检测系统，参见图3所示，所述方法包括：

在步骤S31中，在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

在步骤S32中，通过信号接收单元接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机；

在步骤S33中，通过所述上位机对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。

本公开实施例中，在盾构机的掘进过程中，常压仓辐条刀筒对面辐条壁上安装的检测装置单元开始行走，行走路径为从靠近常压仓中心的常压仓辐条刀筒对面辐条，向远离常压仓中心的常压仓辐条刀筒对面辐条，每当检测装置单元行走至常压仓辐条刀筒对面辐条壁上安装的磁铁位置时，磁铁位置与每个常压仓辐条内部刀筒位置对应，检测装置单元停止行走，中央控制模块控制检测模块中的热成像模块对该刀筒区域内进行热成像处理，并把相关信息传输给中央处理模块。

当完成热成像处理后，中央控制模块驱动机械臂模块和检测模块，机械臂模块旋转伸出第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆，检测模块打开光源模块，检测模块中的高精度相机实时拍照调整机械臂模块的姿态使机械臂模块的第三臂杆运动到刀筒后盖中心位置，当微波雷达检测第三臂杆顶部和刀筒的刀盖接触，中央控制模块控制贴合模块贴合刀筒。

其中，可以规定以刀筒的天顶方向为0度，沿着刀筒顺时针方向0~360度，刀筒螺栓和刀筒上刀盖螺栓都是以15度间隔分布，参见图4和图5所示，规定刀筒上靠近天顶方向的刀盖螺栓为1号螺栓，刀筒上靠近天顶方向的刀筒螺栓为2号螺栓，顺时针方向靠近1号螺栓的刀盖螺栓为3号螺栓，靠近2号螺栓的刀筒螺栓为4号螺栓，依次对刀筒上的所有螺栓进行编号，进而在天顶位置的刀筒螺栓为48号螺栓。

进一步地，在检测过程中，中央控制模块控制第三臂杆和第三臂杆上部安装的检测模块的连接部位的伺服电机以刀筒的天顶方向开始顺时针旋转，每次间隔15度旋转检测模块，使得高精度相机视角中可以看到3个螺栓，即1号、2号和3号螺栓，对三个螺栓进行拍照，对图片中的三个螺栓进行角点检测，捕捉到三个螺栓的六个顶点，之后进行特征匹配，将每个螺栓中距离螺栓标识最近的角点进行标识，使用直线将三个螺栓中距离螺栓标识最近的角点进行连接，计算三个螺栓中距离螺栓标识最近的角点的直线距离和直线之间所成夹角的角度，并将求得的直线距离和角度记录至上位机中，若是第一次检测，则只将数据记录至上位机中，若不是第一次检测，则将测得的数据与第一检测数据进行对比，若数据不一致，则证明螺栓松动，检测完当前螺栓后，中央控制模块控制高精度相机继续旋转15度，相机视角中出现3号，4号，5号螺栓，以此类推，一直到检测完该刀筒的所有螺栓。

当检测完该刀筒后，中央控制模块控制机械臂模块和检测模块，贴合模块松开刀盖中心，关闭光源模块，控制机械臂模块慢慢旋转缩回检测装置单元，检测装置单元开始行走至下一个刀筒。

这样在拆除该系统时，主要针对检测装置单元进行拆除；首先拆除供电电缆，其次拆除机械臂模块，再拆除伺服控制单元，最后拆除轨道。同时当换刀结束后，可以快速方便的进行组装，首先安装轨道，其次安装伺服控制模块，再安装机械臂模块，最后连接供电通讯电缆。

上述技术方案通过检测装置单元在盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度，降低了盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的检测成本，且提高了盾构机常压刀筒螺栓是否存在松动的便捷性、且可以及时地检测刀盘温度。可实时进行自动化检测刀筒上部的螺栓是否松动，不需要在刀筒上部的每个螺栓上安装传感器等装置，同时本发明的机械臂模块可完全收回，不影响常压仓内的换刀操作，如影响换刀操作，可将检测模块进行拆除，换刀结束之后再将检测模块安装。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，包括：

检测装置单元、与所述检测装置单元通信连接的信号接收单元、与所述信号接收单元的上位机，其中，所述检测装置单元用于安装在所述盾构机的各辐条以及刀盘的Y型叉上，所述信号接收单元用于安装在所述Y型叉上；

所述检测装置单元用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

所述信号接收单元用于接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机；

所述上位机用于对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。

2.根据权利要求1所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述检测装置单元，包括：中央控制模块、检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块和通讯模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块分别与所述检测模块、机械臂模块、贴合模块、伺服行走模块以及所述信号接收单元通信连接；

所述中央控制模块用于对所述检测装置单元的数据进行处理；

所述检测模块用于在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

所述机械臂模块用于安装所述检测模块、所述贴合模块和所述伺服行走模块，并通过旋转运动使得所述检测模块到达所述刀筒螺栓的位置处，以使所述检测模块在到达所述刀筒的螺栓位置处的情况下，检测所述刀筒螺栓是否存在松动；

所述贴合模块用于在旋转所述机械臂模块使得所述贴合模块接触到刀筒后盖的情况下，通过贴合模块的电磁线圈通电产生磁性的方式，使所述机械臂模块的顶部在接触到刀筒的情况下进行机械臂模块固定；

所述伺服行走模块用于对所述检测装置单元的前进和停止进行控制。

3.根据权利要求2所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述机械臂模块包括第一臂杆、第二臂杆和第三臂杆；

其中，所述第一臂杆和所述中央控制模块连接；

所述第一臂杆和所述第二臂杆连接，所述第二臂杆和所述第三臂杆连接，所述第三臂杆的上部安装有所述检测模块和所述贴合模块，通过所述第一臂杆、所述第二臂杆和所述第三臂杆的旋转运动，使得所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处，进行刀筒的螺栓松动情况检测；

在所述第一臂杆与所述中央控制模块的连接部位、所述第一臂杆与所述第二臂杆的连接部位、所述第二臂杆与所述第三臂杆的连接部位、所述第三臂杆与第三臂杆的上部安装所述检测模块的连接部位均安装有伺服电机，其中，所述贴合模块与第三臂杆和第三臂杆的上部安装的所述检测模块的连接部位的伺服电机的转动轴线重合。

4.根据权利要求2所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述伺服行走模块包括：轨道和行走检测模块；

所述轨道用于铺设在所述常压仓的辐条刀筒对面的辐条壁上；

所述行走检测模块用于驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进，并在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

5.根据权利要求4所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述行走检测模块包括：行走齿轮、伺服电机和伺服控制模块；

所述行走齿轮用于在伺服电机提供的电机动力的基础上，驱动所述检测装置单元沿所述轨道前进；

所述伺服控制模块用于在前进过程中检测所述检测装置单元是否前进到所述刀筒螺栓的位置处，并在所述检测装置单元前进到所述刀筒螺栓的位置处的情况下，停止驱动所述检测装置单元前进。

6.根据权利要求2所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述检测模块包括高精度相机模块、光源模块、微波雷达模块和热成像模块；

所述高精度相机模块用于识别所述刀筒螺栓是否松动情况；

所述光源模块用于向所述高精度相机模块提供检测光源；

所述微波雷达模块用于检测所述机械臂模块是否驱动所述检测模块到达刀筒螺栓的位置处；

所述热成像模块用于检测所述常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度。

7.根据权利要求2-6所述的盾构机常压刀筒螺栓检测系统，其特征在于，所述检测装置单元，包括：智能学习模块，所述中央控制模块通过所述通讯模块与所述智能学习模块通信连接；

所述智能学习模块用于通过自主训练学习图像中的所述刀筒螺栓是否达到所述刀筒位置，确定所述刀筒螺栓是否存在污染物，并将是否存在所述污染物的结果上报给所述检测模块。

8.一种盾构机常压刀筒螺栓检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述盾构机常压刀筒螺栓检测系统，所述方法包括：

在所述盾构机的掘进过程中，通过光源照射的方式和高精度相机拍摄图像的方式，检测安装所述检测装置单元对应的辐条以及刀盘中心的刀筒螺栓是否存在松动，以及通过热成像的方式，检测位于所述盾构机的常压仓内的中心面板和掘进方向辐条内部的温度；

通过信号接收单元接收每个所述检测装置单元发送的表征刀筒螺栓是否存在松动的图像信息和温度检测结果，并对所述图像信息和温度检测结果进行解析处理，将解析后的图像信息和温度信息传输至所述上位机；

通过所述上位机对所述图像信息表征的刀筒螺栓是否存在松动进行可视化展示，并在所述刀筒螺栓存在松动的情况下，进行可视化报警展示，以及对所述中心面板和所述掘进方向辐条内部的温度可视化进行展示。