(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210565557.4 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 中铁十四局集团大盾构工程有限公 司 地址 211899 江苏省南京市浦口区江浦街 道新浦路120号 (72)发明人 周胜利　杨民强　徐恒吉　陈建福　 郭建豪　孙小玉　刘辉　高永军　 裴鹏　杨帆　谢旭　张晋卿　 刁目松　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超(51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/56(2006.01) (54)发明名称 一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统及 其方法 (57)摘要 本发明公开了一种盾构机刀具磨损实时检 测实验系统及其方法， 该系统包括： 实验台、 数据 采集模块和工控机； 实验台包括刀具固定转盘， 盾构机刀具安装在刀具固定转盘上， 刀具固定转 盘的转动带动盾构机刀具的旋转； 数据采集模块 包括磁感应单元、 霍尔传感器、 温度传感器和数 据处理单元； 数据处理单元用于接收霍尔传感器 和温度传感器所采集到的转速数据和温度数据， 经过处理后发送至工控机； 工控机用于接收数据 处理单元所发送的数据经过分析后获得刀具磨 损信息， 并进行显示。 本发明针对目前现有常用 刀具磨损检测方法中存在实时性差， 检测成本高 等不足， 搭建刀具磨损检测系统实验台， 用于模 拟真实工作情况及开展相关的刀具磨损研究。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114942127 A 2022.08.26 CN 114942127 A 1.一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 安装盾构机刀具进行磨损实时检测， 其特 征在于， 包括： 实验台、 数据采集模块和工控机； 所述实验台包括刀具固定转盘， 所述盾构机刀具安装在所述刀具固定转盘上， 所述刀 具固定转盘的转动带动所述盾构机刀具的旋转； 所述数据采集模块包括磁感应单 元、 霍尔传感器、 温度传感器和数据处 理单元； 所述磁感应单元设置于所述盾构机刀具上， 其中所述霍尔传感器用于通过对所述磁感 应单元的感应获取所述盾构机刀具的转速， 所述温度传感器用于获取所述盾构 机刀具的温 度； 所述数据处理单元分别与 所述霍尔传感器和所述温度传感器电连接， 用于接收所述霍 尔传感器和所述温度传感器所采集到的转速数据和温度数据， 经过 处理后发送至所述工控 机； 所述工控机与 所述数据处理单元相连， 用于接收所述数据处理单元所发送的数据 经过 分析后获得刀具磨损信息， 并进行显示。 2.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述实 验台还包括实验台底座， 所述刀具固定转盘安装在所述实验台底座上， 所述盾构机刀具套 设于所述刀具固定转盘上。 3.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述刀 具固定转盘包括三角卡盘、 电机和壳体， 所述三角卡盘和所述电机固定在所述壳体内部， 所 述盾构机刀具套设在所述壳体的外部， 所述电机与所述工控机相连， 通过所述工控机控制 电机从而驱动所述 三角卡盘旋转。 4.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述磁 感应单元包括一个以上的金属片， 均匀布设于所述盾构机刀具的外 部。 5.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述数 据处理单元包括信号调理器和数据采集器； 所述信号调理器分别与所述霍尔传感器和所述温度传感器相连， 用于对所述霍尔传感 器和所述温度传感器所获取到的数据进行整理， 完成模拟量到数字量的转换； 所述数据采集器分别与所述信号调理器和工控机电连接， 用于实时获取所述信号调理 器转换后的数据并发送至所述工控机 。 6.根据权利要求5所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 还包括 无线通信模块， 所述无线通信模块包括接收端和发送端； 所述霍尔传感器与所述温度传感器分别与所述信号调理器有线连接， 所述信号调理 器、 所述数据采集器和所述接收端分别有线连接， 所述接收端和所述发送端无线连接， 所述 发送端与所述工控机有 线连接。 7.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 还包括 传动装置； 所述传动装置包括丝杠和驱动电机， 所述所述霍尔传感器安装在丝杠上， 所述驱 动电机用于控制丝杠， 调节所述霍尔传感器与盾构机刀具的距离 。 8.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述工 控机包括系统设置模块； 所述系统设置模块与所述实验台相连， 包括功能设定单元、 运行参数设定单元和测量权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114942127 A 2标定单元； 其中， 所述功能设定单 元， 用于设定所述实验台的测量项目； 所述运行参数设定单 元， 用于向所述实验台设定运行参数； 所述测量标定单 元， 用于进行盾构机刀具磨损量标定 。 9.根据权利要求1所述的一种盾构机刀具磨损实时检测实验系统， 其特征在于， 所述工 控机还包括刀具磨损测量模块包括存 储查询单 元和数据分析 单元； 所述存储查询单元， 用于接收并存储所述霍尔传感器和所述温度传感器所采集到的数 据， 并向用户提供查询磨损记录功能； 所述数据分析 单元， 用于对所采集到的数据进行分析， 得到刀具磨损情况。 10.一种盾构机刀具磨损 实时检测实验方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑9任意一项 所述的一种 盾构机刀具磨损实时检测实验系统进行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114942127 A 3