[實用新型]一種滾刀信息監測裝置

有效

• 申請號: 201822251111.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209485669U
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 譚順輝;賈連輝;趙夢媛;文勇亮;姜禮杰
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張紹琳;謝萍

本實用新型公開了一種滾刀信息監測裝置，包括滾刀刀座，在滾刀刀座的滑塊端蓋內側安有激光測距傳感器，激光測距傳感器、溫度傳感器、霍爾傳感器、六維力傳感器、加速度傳感器、電渦流傳感器均通過無線信號發射器發送至盾體內的信號接收器，信號接收器經信號線傳輸到數據預處理模塊，數據預處理模塊傳輸至工控機內。本實用新型通過滾刀監測裝置實時監測滾刀受力、磨損量、轉速、外形等關鍵參數實現可視化管理，通過對滾刀相關信號分析處理，實時監測滾刀狀態并預測滾刀剩余壽命，并與遠程監測模塊通訊供相關工程管理人員可通過手機、遠程PC端等查看，人性化的輔助判斷是否更換刀具。

技術領域

本實用新型屬于刀具監測技術領域，具體涉及一種滾刀信息監測裝置。

背景技術

目前全斷面隧道掘進機在施工過程中對刀盤刀具的檢查，首先必須停機，無法在掘進過程中觀察刀具磨損情況，嚴重影響了工程進度。刀盤刀具的區域是一個未支護區域，且土倉為密閉的高壓環境，對檢修人員自身素質要求較高，換刀過程費時費力，且容易出現安全事故。對設備本身而言，刀具損壞后才能進行維修或更換，掘進過程中施工人員無法知道滾刀的工作狀態，只有在刀具出現嚴重損壞對掘進進度造成較大影響時，進行檢刀、換刀工作，對施工效率和施工經濟性造成影響。目前國內外相關企業已開展了滾刀監測研究，但仍處于起步階段，但對信息的利用率較低，無法提前預知滾刀的剩余壽命。

實用新型內容

針對上述現有技術中描述的不足，本實用新型提供一種滾刀信息監測裝置，通過對滾刀相關信號的分析處理，知曉滾刀的工作狀態，判斷是否出現故障，并預測滾刀剩余壽命，人性化的輔助盾構司機判斷是否更換刀具。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：一種基于多源信息融合的刀具狀態監測及壽命預測系統，包括信息采集模塊、信號預處理模塊、狀態監測模塊、壽命預測模塊和遠程監測模塊；所述信息采集模塊采集滾刀的參數信息，通過信號預處理模塊預處理后發送至狀態監測模塊和/或壽命預測模塊，狀態監測模塊接收滾刀參數信息并處理后輸出滾刀狀態，壽命預測模塊接收滾刀參數并處理后輸出滾刀的剩余壽命，狀態監測模塊和壽命預測模塊的輸出結果直接現場查看并輸送至遠程監測模塊。

具體地，狀態監測模塊、壽命預測模塊的輸出結果既可以直接現場查看，還可通過無線通訊模塊發送到遠程端，供遠程相關工程管理人員可通過手機、遠程 PC端等查看。

所述滾刀參數信息，包括工作參數和工藝參數；所述工作參數包括轉速、滾刀力、力矩、刀軸振動；轉速，通過轉速傳感器獲得，譬如霍爾傳感器、編碼器或角度傳感器；滾刀力和力矩，通過六維力傳感器獲得；刀軸振動，通過加速度傳感器(如重力傳感器)或速度傳感器獲得。

所述工藝參數包括刀圈外形輪廓、溫度、刀圈磨損量；刀圈外形輪廓，通過測距傳感器采集到得到；溫度，通過溫度傳感器獲得；刀圈磨損量，通過電渦流傳感器獲得。

所述信號預處理模塊對對轉速、滾刀力、力矩、刀軸振動、刀圈外形輪廓、溫度、刀圈磨損量分別進行信號放大和濾波等預處理。

所述狀態監測模塊，對獲得的參數信息進行處理得到滾刀的工作狀態，狀態監測模塊的處理步驟為：

S1，提取預處理后的工作參數信息的信號關鍵特征；

提取適用的方法為支持向量機、深度神經網絡算法、BP神經網絡算法、小波分析算法、主成分分析算法等中的一種或幾種的結合。

S2，結合信號關鍵特征和滾刀工藝參數建立征兆集。

S2.1，對滾刀工藝參數信息中的溫度以及工作參數信息中的力、力矩、刀軸振動幅值計算征兆隸屬度μ(x)，征兆隸屬度μ(x)通式為：

參數升高時：

參數降低時：