[发明专利]一种精确测量盾构TBM滚刀磨损量的装置及配套的测量方法

权利要求书

1.一种精确测量盾构TBM滚刀磨损量的装置，其特征在于：包括旋转组件和安装在所述旋转组件上的测量组件，所述旋转组件包括转轴，所述转轴的一端配合安装滚刀，所述滚刀固定安装，另一端套装于金属盒内，所述金属盒上安装导轨，所述导轨上滑动连接滑动块，所述滑动块上还设有弹性调节构件，所述滑动块上安装伸缩式支杆；所述测量组件包括激光传感器、角度传感器、电控机构、激光反射板，其中所述激光传感器安装在所述滑动块朝向所述金属盒的一侧，对应的在所述激光传感器的下方、金属盒上安装激光反射板，所述角度传感器安装在所述转轴与所述金属盒的配合面上，所述电控机构包括触摸显示屏、数据处理装置，所述电控机构与所述激光传感器和所述角度传感器电路连接；

所述转轴与所述滚刀刀轴间螺纹配合，所述转轴于所述金属盒间设有轴承以实现套装；

所述电控机构还包括供电电池和数据读写接口，所述供电电池安装在所述金属盒内，所述数据读写接口安装在所述金属盒外部；

所述角度传感器与转轴同轴安装；

所述弹性调节构件包括套装于所述导轨外部的弹簧，所述弹簧的一端与滑动块固定，另一端与所述金属盒固定；

所述滑动块上还设有固定螺栓，对应的在导轨上设有若干个与所述固定螺栓形位一致的配合定位孔；

所述伸缩式支杆包括套筒和弹性安装在套筒内的钢针，所述钢针与所述套筒间设有限位弹簧或限位移动副连接；

所述转轴的一端配合安装在滚刀的刀轴内，所述刀轴底面置于水平面上。

2.一种精确测量盾构TBM滚刀磨损量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）固定被测量滚刀和测量装置：将滚刀的一侧置于水平面上或垂直于水平面固定安装，另一侧固定安装如权利要求1所述的精确测量盾构TBM滚刀磨损量的装置；

（2）预设旋转组件：首先调整所述伸缩式支杆的长度，使钢针固定在刀圈刀刃所处位置，其次将所述固定螺栓旋出一定长度，解除对滑动块的固定，使滑动块在弹簧的拉力作用下向转轴一侧滑动，直至钢针与刀圈刀刃接触，通过所述触摸显示屏输入所测刀圈未磨损前半径长度信息，设定激光传感器随金属盒转动的过程中测量频率，单位：次°；

（3）逐点测量磨损信息：测量时从上一次测量起始位置的标记点开始沿一个固定的方向手动旋转导轨一周，旋转过程中在弹簧拉力作用下钢针始终与刀圈刀刃保持接触，通过所述触摸显示屏上显示的旋转角度信息判断是否完成测量；

（4）测量磨损点信息组：激光传感器在导轨旋转过程中以步骤（2）中设置的测量频率测量激光反射板的距离信息，距离信息与角度传感器测量的角度信息一一对应，作为刀圈实际半径长度数据集；

(5)导出数据，判断结果：数据处理装置通过对比刀圈实际半径长度数据集和预先输入的刀圈未磨损前半径长度信息，计算导轨旋转一周过程中各个位置刀圈的径向磨损量，作为磨损量数据集，通过所述数据处理装置处理器设置的数据读写接口，将所述刀圈实际半径长度数据集和刀圈径向磨损量数据集导出作进一步处理分析，根据导出数据集在绘图软件中绘制磨损后刀圈的二维轮廓图，并通过与上一次测量结果进行对比获得两次测量期间的磨损量。