CN202599933U - 一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统 - Google Patents

一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统 Download PDF

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CN 201220276966
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Inventor
蒲晓波
卜壮志
高博
孙伟
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China Railway Engineering Equipment Group Technology Service Co Ltd
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China Railway Tunneling Equipment Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种运用于铁路、公路隧道的隧道掘进机的设计制造技术，提出了隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其工作原理为：传感器模块检测到刀具转速、温度等参数并经处理后，通过无线发射器发出包含编码数据的电磁波，数据接收器接收到这些无线信号后，再通过数据线传递到主控室计算机中的监控系统软件进行数据处理，实时显示所有刀具的当前运行参数。本实用新型在根本上解决了隧道掘进机在掘进过程中对刀盘刀具运行情况不明的难点，减少了隧道掘进机的停机检修时间，减少了刀盘刀具损耗，降低了检修人员的危险性，提高了隧道掘进机的施工效率，有利于综合成本的节省。

Description

一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种机械的实时无线监控系统，具体的为一种隧道掘进专用工程机械——隧道掘进机刀盘刀具无线检测及监控系统。
背景技术
隧道掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代隧道掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。目前隧道掘进机在施工过程中对刀盘刀具的检查，首先必须停机，而且停机后刀盘刀具紧贴于掌子面，形成了一个封闭的区间，因此机头必须后退足够的距离才能够使检修人员进入，因此人工检修前需要大量的准备时间，影响了施工效率，拖延了整个工程进度；并且检修人员检修刀盘刀具的区域是一个未支护区域，尤其是遇到软弱围岩时，对检修人员造成极大的安全隐患；另外未进行人工检修前，对刀盘刀具产生的损害也不清楚，没有提前预警，只能发现刀盘或刀具损坏后才能进行维修或更换，因此也增加了刀盘刀具的损耗成本，不利于提高隧道掘进机的施工效率和综合成本的节省。
因此，如果能够对隧道掘进机刀盘刀具的运行状态进行实时监控，就能够节省出对刀盘刀具的检查时间和人力的使用，不但省时省力，提高了施工效率，避免了检修人员很多不必要的危险作业，而且能够根据监控参数实时调整隧道掘进机的运行参数，避免了刀盘刀具的损坏，延长刀盘和刀具的使用寿命，节省了成本。由于刀盘在掘进机掘进过程中处于不断旋转的工作状态，虽然可以使用滑环进行有线方式的检测，但隧道掘进机的工作环境相对恶劣，不能保证滑环的使用寿命和可靠性。综合分析，对隧道掘进机的刀盘刀具磨损进行无线检测及监控是一个急需解决的问题。
发明内容
为了解决上述的一系列问题，本实用新型提供了一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，能够很好的对刀盘刀具的工作状态进行实时监控，降低了隧道掘进机的停机检查时间，增加了刀盘刀具的使用寿命，提高了隧道掘进机的工作时间和工作效率。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：包括安装在刀具的楔形螺栓上的检测传感器装置、以及通过无线信号与检测传感器装置连接的数据接收器2、与数据接收器2连接的监控系统3；
所述的检测传感器装置由电源、传感器测量设备、处理器和一个无线发射器1组成。
数据接收器2安装于刀盘后的盾壳内，且必须满足同时接收并处理检测传感器装置所发出的无线信号；包含一个与检测传感器装置相同程序化信息的处理器；
监控系统3可以在隧道掘进机主控室独立安装使用，也可以集成于主机内，通过无线或者数据线与数据接收器2连接。
有益效果：本实用新型将刀盘刀具磨损无线检测及监控应用于隧道掘进机中，避免了在施工过程中检修人员定期对刀盘和刀具的检查作业，减少了隧道掘进机的停机时间和检修人员的危险作业频率，提高了隧道掘进机掘进平均机时利用率；通过监控数据调整隧道掘进机的运行参数，增加了刀盘和刀具的使用寿命，减少了刀具损耗，从而降低了项目的运营成本。
附图说明
图1为本实用新型的组成结构示意图；
图2为图1中a处结构放大示意图；
图3为图1中b处结构放大示意图；
    图中为：无线发射器1、数据接收器2、监控系统3。
具体实施方式
     下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明：
  如图1所示，一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：包括安装在刀具的楔形螺栓上的检测传感器装置、以及通过无线信号与检测传感器装置连接的数据接收器2、与数据接收器2连接的监控系统3；检测传感器装置通过无线发射器1发出包含编码数据的电磁波，数据接收器2接收到这些无线信号后，再通过数据线或无线信号传递到主控室计算机中的监控系统3进行数据处理。
如图2所示，所述的检测传感器装置由电源、传感器测量设备、处理器和一个无线发射器1组成；刀盘上有多少把刀具，就相对应有多少个传感器测量设备；
如图3所示，处理器数据接收器2安装于刀盘后的盾壳内，其安装的位置并不固定，但是必须满足同时接收并处理检测传感器装置所发出的无线信号；包含一个与检测传感器装置相同程序化信息的处理器；
监控系统3可以在隧道掘进机主控室独立安装使用，也可以集成于主机内，通过无线或者数据线与数据接收器2连接。
监控系统软件3可以在隧道掘进机主控室独立安装使用，也可以集成于主机内。
检测传感器装置由电源、传感器测量设备、处理器和一个无线发射器组成。检测传感器装置包括加速计，转速传感器和温度传感器。处理器对从传感器得到的数据进行校正，得到最佳的数据采集，并基于一个预先定义的采样率来循环采样，并准备好数据等待传输。无线发射器从处理器获取编码数据，并发出包含编码数据的电磁波。
数据接收器2包含一个与传感器模块1相同程序化信息的处理器，所以能够检测和处理来自每个传感器模块1的信号。接收器取入接收到的数据，并将其通过数据线传输到计算机，通过监控系统3进行处理。
监控系统3接收到从数据接收器2转发过来的数据后，经处理，能够以每把刀具对应一个圆柱形图表的形式实时显示所有刀具的参数信息。此外，标记刀具位置的刀盘图表影像，可以标记出那些发生异常现象的刀具。掘进机司机可以随时查看所有刀具的运行参数。而且允许掘进机司机触摸那些标记状况异常和导致报警的刀具，查看其详细信息。数据信息可以以多种格式进行使用保存，并将接收到的所有数据在本地数据库进行资料存档。数据库能够搜索历史数据，并能够以图表或表格等多种格式进行显示。如果计算机连接到互联网，数据库也可以被远程访问。这种设置使其具有可以不用前往施工现场就能够监控刀具的特性。
本实用新型将刀盘刀具磨损无线检测及监控应用于隧道掘进机中，避免了检修人员在施工过程中定期对刀盘和刀具的检查作业，减少了隧道掘进机的停机时间和检修人员的危险作业频率，提高了隧道掘进机掘进平均机时利用率，并且降低了检修人员所承担的风险；通过监控数据调整隧道掘进机的运行参数，增加了刀盘和刀具的使用寿命，减少了刀具损耗，从而降低了项目的运营成本；从监控系统刀具参数的变化上，能够推测出掌子面的地质条件，为下一步的掘进提供了有利的参考。
以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

Claims (4)

1.一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：包括安装在刀具的楔形螺栓上的检测传感器装置、以及通过无线信号与检测传感器装置连接的数据接收器（2）、与数据接收器（2）连接的监控系统（3）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：所述的检测传感器装置由电源、传感器测量设备、处理器和一个无线发射器（1）组成。
3.根据权利要求1所述的一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：数据接收器（2）安装于刀盘后的盾壳内，且必须满足同时接收并处理检测传感器装置所发出的无线信号；包含一个与检测传感器装置相同程序化信息的处理器。
4.根据权利要求1所述的一种隧道掘进机刀盘刀具磨损无线检测及监控系统，其特征在于：监控系统（3）可以在隧道掘进机主控室独立安装使用，也可以集成于主机内，通过无线或者数据线与数据接收器(2)连接。
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