CN208887584U - 滚刀磨损量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种滚刀磨损量检测装置，滚刀呈圆盘形，沿滚刀的轴向具有相对的第一侧和第二侧，包括：标记，设置于第一侧距滚刀的刀刃边缘的第一预设距离处；拍摄元件，设置于滚刀的第一侧，拍摄元件用于获取滚刀的局部图像，其中，局部图像包括标记及部分刀刃边缘；处理元件，用于根据局部图像确定刀刃边缘沿第一预设方向至标记的实际距离，并根据初始距离和实际距离的差值确定滚刀的磨损量。在滚刀的第一侧设置有标记，标记位于距离滚刀的刀刃边缘第一距离处，当滚刀使用过程中刀刃发生磨损时，刀刃边缘距标记的距离会发生改变，获取能够显示刀刃边缘至标记距离的局部图像，分析局部图像即可得知滚刀的磨损量。

Description

滚刀磨损量检测装置

技术领域

本实用新型涉及刀具测量技术领域，特别是涉及一种滚刀磨损量检测装置。

背景技术

随着盾构机在国内的广泛使用，刀具磨损已经成为一个影响工程质量和进度的关键问题。刀具的完善性及刀具的磨损状态判断是盾构机正常掘进中的关键因素，如何判断刀具的磨损量显得极其重要。

盾构机在施工过程中，由于滚刀所承受的破岩力大且岩石中含有大量的耐磨颗粒等，造成滚刀的磨损十分严重，导致施工过程中需要不断地停机更换刀具。若某把刀具磨损量达到额定值未及时更换，会引起周围刀具载荷剧烈增加，进而引起临近滚刀的剧烈磨损，造成不必要的经济损失。刀具磨损量过大时，还可能引起刀体及轴承的磨损，甚至引起刀盘的磨损。

现有技术中一般使用卡尺、圆度仪等手工仪器直接测量滚刀尺寸，来确定滚刀的磨损量。测量效率低，且测量耗时耗力，人为引入误差导致精确度严重不足。

因此亟待提供一种新的滚刀磨损量检测装置。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种滚刀磨损量检测装置，能够提高测量精度。

本实用新型一实施例提供一种滚刀磨损量检测装置，滚刀呈圆盘形，沿滚刀的轴向具有相对的第一侧和第二侧，滚刀磨损量检测装置包括：

标记，设置于第一侧距滚刀的刀刃边缘的第一预设距离处；

拍摄元件，设置于滚刀的第一侧，拍摄元件用于获取滚刀的局部图像，其中，局部图像包括标记及滚刀的部分刀刃边缘；

处理元件，用于根据局部图像确定刀刃边缘沿第一预设方向至标记的实际距离，并根据初始距离和实际距离的差值确定滚刀的磨损量，其中，初始距离为初始状态滚刀的刀刃边缘距标记的距离。

根据本实用新型实施例的一个方面，还包括：

装载单元，用于装载滚刀，并带动滚刀转动；

拍摄元件还用于在预设区间内获取局部图像。

根据本实用新型实施例的一个方面，还包括：

补光元件，用于向预设区间投射光线，光线至少能够达到刀刃边缘和/ 或标记，以使局部图像更清晰。

根据本实用新型实施例的一个方面，补光元件包括：

平行光源，设置于第二侧，并由第二侧向预设区间内的刀刃边缘投射平行光线；

正面光源，设置于第一侧，并由第一侧向标记投射光线。

根据本实用新型实施例的一个方面，处理元件还用于获取滚刀转动一周的N个局部图像；并确定N个局部图像中刀刃边缘沿第二预设方向至预设区间边缘的圆度距离，以及根据N个圆度距离确定滚刀的圆度误差；

其中，N为正整数。

根据本实用新型实施例的一个方面，处理元件还用于当滚刀转速稳定，且标记成像清晰时，控制拍摄元件开始获取局部图像。

在本实用新型实施例中，在滚刀的第一侧设置有标记，标记位于距离滚刀的刀刃边缘第一距离处，当滚刀使用过程中刀刃发生磨损时，刀刃边缘距标记的距离会发生改变，获取能够显示刀刃边缘至标记距离的局部图像，分析局部图像即可得知滚刀的磨损量。本实施例只需获取滚刀的局部图像，即可通过局部图像确定滚刀的磨损量，不仅操作简单，实施方便，而且还能够提高测量精度。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型实施例的一种滚刀磨损量检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种滚刀磨损量检测装置获取的局部图像示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的滚刀磨损量检测装置的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图2根据本实用新型实施例的滚刀磨损量检测装置进行详细描述。

请一并参阅图1和图2，本实用新型第二实施例还提供一种滚刀200 磨损量检测装置100，用于检测滚刀200的磨损量，滚刀200呈圆盘形，沿滚刀200的轴向具有相对的第一侧和第二侧，滚刀200磨损量检测装置 100包括：标记110，设置于第一侧距滚刀200的刀刃边缘210的第一预设距离处；拍摄元件120，设置于滚刀200的第一侧，拍摄元件120用于获取滚刀200的局部图像121，其中，局部图像121包括标记110及滚刀200 的部分刀刃边缘210；处理元件(图中未示出)，用于根据局部图像121 确定刀刃边缘210沿第一预设方向至标记110的实际距离，并根据初始距离和实际距离的差值确定滚刀200的磨损量，其中，初始距离为初始状态滚刀200的刀刃边缘210距标记110的距离。初始状态是指滚刀200尚未使用，并且尚未发生磨损的状态。

其中，其中，局部图像121包括标记110及滚刀200的部分刀刃边缘 210。因此通过局部图像121能够准确确定标记110距滚刀200的刀刃边缘 210的距离。

第一预设方向的具体设置方式在此不做限定，优选的第一预设方向为滚刀200的半径方向，当在初始状态或滚刀使用一段时间后，沿半径方向确定标记110至刀刃边缘210的距离，能够准确获取滚刀200的磨损量，使得沿半径方向获取的初始距离和实际距离之间的差值更加具有参考价值。进一步的第一预设方向为沿水平方向的半径方向，在水平方向上获取标记110距刀刃边缘210的距离，操作更加简单。

标记110可以直接设置在滚刀200的外表面，或者标记110距离滚刀 200表面具有一定的距离，只要能够从第一侧获取的滚刀200的局部图像 121中能够显示出标记110距离滚刀200刀刃边缘210具有一定距离即可。优选的，在滚刀200的外表面设置标记110，简化磨损量检测装置 100结构，同时保证标记110和滚刀200的相对位置更加稳定，提高检测结果的准确性。

标记110的个数在此不做限定，标记110可以为一个或多个，当标记 110为一个时，标记110呈与滚刀200同轴的圆环状；当标记110为多个时，标记110在与滚刀200同轴的圆环上间隔分布，只要通过局部图像121能够显示出标记110距刀刃边缘210的距离，且初始状态下，标记110 沿滚刀200的半径方向距滚刀200刀刃边缘210各处的距离相等即可。优选的，标记110设置于滚刀200的外表面，标记110为一个，标记110呈与滚刀200同轴的圆环状，因此获取的滚刀200自身各处的局部图像121 均能够清楚显示标记110距刀刃边缘210的距离，且初始状态下，标记 110沿半径方向与刀刃边缘210的距离一致。

进一步的，当标记110设置在滚刀200外表面时，标记110可以凸出于滚刀200的表面设置，或者直接将标记110涂覆于滚刀200的外表面。

拍摄元件120的设置方式有多种，拍摄元件120可以选用摄像机或照相机，此处为了拍摄元件120为照相机，为了提高局部图像121的成像精度，拍摄元件120为高精度照相机。处理元件的设置方式有多种，处理元件可以为控制芯片或控制器等，处理元件可以直接连接于拍摄元件120，或者处理元件和拍摄元件120无线连接。

在这些实施例中，标记110设置在第一侧距刀刃边缘210的第一预设距离处，当滚刀200使用过程中刀刃发生磨损时，刀刃边缘210距标记 110的距离会发生改变，拍摄元件120能够获取初始状态下能够显示刀刃边缘210至标记110距离的局部图像，分析局部图像121即可得知刀刃边缘210距标记110的初始距离；当滚刀200使用一段时间后，拍摄元件120重新获取滚刀200的局部图像121，并通过局部图像121确定当前刀刃边缘210距标记110的实际距离，处理元件对比初始距离和实际距离的差值可得知滚刀200的磨损量。本实施例通过设置标记110，并分析标记 110距刀刃边缘210之间的距离确定滚刀200的磨损量，方法简单，操作方便，且通过设置标记110能够精确显示滚刀200在使用前后刀刃边缘 210距标记110的距离，提高滚刀200磨损量的测量精度。

在一些可选的实施例中，检测装置100还包括：装载单元130，用于装载滚刀200，并带动滚刀200转动；拍摄元件120还用于在预设区间内获取局部图像121。在这些可选的实施例中，在装载单元130的带动下，滚刀200能够转动，拍摄元件120只需在预设空间内获取局部图像121，从而使得在不改变拍摄元件120设置位置的情况下，依然能够获取整个滚刀200的图像。

如图1所示，图1中的实线箭头所形成的区间为预设区间，可以理解的是，预设区间的界限本身是不可见的，为了更好的展示预设区间的界限，图中利用实线箭头显示。

在一些可选的实施例中，检测装置100还包括：补光元件，用于向预设区间投射光线，光线至少能够达到刀刃边缘210和/或标记110，以使局部图像121更清晰。在这些可选的实施例中，补光元件能够对拍摄元件 120的拍摄区域进行补光，使得拍摄元件120获取的局部图像121更加清晰，便于根据局部图像121进行数据分析。

在一些可选的实施例中，补光元件包括：平行光源141，设置于第二侧，并由第二侧向预设区间内的刀刃边缘210投射平行光线；正面光源 142，设置于第一侧，并由第一侧向标记110投射光线。在这些可选的实施例中，平行光源141由第二侧向预设区间内的刀刃边缘210投射平行光线，使得拍摄元件120从第一侧获取的局部图像121中刀刃边缘210的成像更加清晰；正面光源142由第一侧向标记110投射光线，使得拍摄元件 120从第一侧获取的局部图像121中标记110的成像更加清晰。

如图1所示，图中的虚线表示了平行光源141和正面光源142的照射路径。可以理解的是，平行光源141和正面光源142的照射路径是不可见的，为了辅助理解，更好的展示平行光源141和正面光源142的工作原理，图中利用虚线展示了平行光源141和正面光源142的照射路径。

在一些可选的实施例中，处理元件还用于获取滚刀200转动一周的N 个局部图像121；并确定N个局部图像121中刀刃边缘210沿第二预设方向至预设区间边缘的圆度距离，以及根据N个圆度距离确定滚刀200的圆度误差；其中，N为正整数。

其中，N为正整数。第二预设方向的设置方式在此不做限定，优选的第二预设方向为滚刀200的半径方向，进一步优选的，第二预设方向为沿水平方向的半径方向。

在这些可选的实施例中，由于拍摄元件120是在预设区间内获取局部图像121，因此初始状态下获取的各局部图像121中，预设区间的边缘沿第二预设方向距离刀刃边缘210的距离基本一致；当滚刀200使用一段时间后，拍摄元件120继续获取滚刀200转动一周的N个局部图像121，通过比较N个图像中刀刃边缘210沿第二预设方向距预设区间边缘的距离X，可以确定滚刀200的圆度误差。当N个X各不相同，且相差较大时，说明滚刀200的圆度误差较大。因此本实施例不仅可以获取滚刀200的磨损量，还可以获取滚刀200的圆度误差。

其中，对滚刀200的转速不做限定。优选的，处理元件还用于当滚刀 200转速稳定，且标记110成像清晰时，控制拍摄元件120开始获取局部图像121。

滚刀200的转速稳定，因此当获取多个局部图像121时，控制拍摄元件120匀速拍照即可，操作简单实施方便，且获取的局部图像121更加清晰准确。当滚刀200转速稳定，且拍摄元件120上显示的局部图像121中能够确定实际距离时，即拍摄元件120上显示的局部图像121中标记110 及刀刃边缘210成像清晰时，开始获取局部图像121，使得能够从局部图像121中准确分析出刀刃边缘210距离标记110的初始距离或实际距离。

在这些可选的实施例中，滚刀200的转速稳定，因此当拍摄元件120 获取多个局部图像121时，控制拍摄元件120匀速拍照即可，操作简单实施方便，且获取的局部图像121更加清晰准确。当滚刀200转速稳定，且拍摄元件120上显示的局部图像121中能够确定实际距离时，即拍摄元件 120上显示的局部图像121中标记110及刀刃边缘210成像清晰时，开始获取局部图像121，使得能够从局部图像121中准确分析出刀刃边缘210 距离标记110的初始距离或实际距离。

下面以本实施例的滚刀200磨损检测装置100为例，简单介绍一下滚刀200磨损检测装置100用于检测滚刀200磨损量的使用方法。

当滚刀200尚未使用时，在滚刀200的第一侧距刀刃边缘210第一预设距离处设置标记110。

将滚刀200安装于装载单元130。

开启平行光源141和正面光源142，使得拍摄元件120获取的局部图像121更加清晰。

控制装载单元130带动滚刀200转动，同时观察拍摄元件120拍摄的局部图像121，当局部图像121成像清晰，能够准确分辨出刀刃边缘210 和标记110的位置，并获取滚刀200边缘至标记110的距离时，控制装载单元130以当前转速匀速转动，即控制滚刀200以当前转速匀速转动。

控制拍摄元件120开始拍摄局部图像121，当滚刀200转动一周，且拍摄元件120获取了N个局部图像121，该N个局部图像121能够显示滚刀200本身整体的完整图像时，控制拍摄元件120停止工作。

对拍摄元件120获取到的局部图像121进行数据分析，确定局部图像 121中刀刃边缘210至标记110的距离。

其中，当滚刀200在尚未使用的状态下进行检测时，局部图像121中刀刃边缘210至标记110的距离为初始距离L₀；当滚刀200在使用了一段时间后进行检测时，局部图像121中刀刃边缘210至标记110的距离为实际距离L₁。通过分析初始距离L₀和实际距离L₁的差值即可得知滚刀200 的磨损量。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种滚刀磨损量检测装置，所述滚刀呈圆盘形，沿所述滚刀的轴向具有相对的第一侧和第二侧，其特征在于，包括：

标记，设置于所述第一侧距所述滚刀的刀刃边缘的第一预设距离处；

拍摄元件，设置于所述滚刀的第一侧，所述拍摄元件用于获取所述滚刀的局部图像，其中，所述局部图像包括所述标记及部分所述刀刃边缘；

处理元件，用于根据所述局部图像确定所述刀刃边缘沿第一预设方向至所述标记的实际距离，并根据初始距离和所述实际距离的差值确定所述滚刀的磨损量，其中，所述初始距离为初始状态所述滚刀的刀刃边缘距所述标记的距离。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：

装载单元，用于装载所述滚刀，并带动所述滚刀转动；

所述拍摄元件还用于在预设区间内获取所述局部图像。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，还包括：

补光元件，用于向所述预设区间投射光线，所述光线至少能够达到所述刀刃边缘和/或所述标记，以使所述局部图像更清晰。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述补光元件包括：

平行光源，设置于所述第二侧，并由所述第二侧向所述预设区间内的所述刀刃边缘投射平行光线；

正面光源，设置于所述第一侧，并由所述第一侧向所述标记投射光线。

5.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，

所述处理元件还用于获取所述滚刀转动一周的N个所述局部图像；并确定N个局部图像中所述刀刃边缘沿第二预设方向至所述预设区间边缘的圆度距离，以及根据N个所述圆度距离确定所述滚刀的圆度误差；

其中，N为正整数。

6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述处理元件还用于当所述滚刀转速稳定，且所述标记成像清晰时，控制所述拍摄元件开始获取所述局部图像。