检测器具磨损的装置及具有其的盾构机

摘要

本发明提供了一种检测器具磨损的装置及具有其的盾构机。根据本发明提供的一种检测器具磨损的装置，包括：电阻件，安装在待检测的器具上并可随器具同步磨损；电阻件连接于定压回路，电阻件的电流强度与电阻件的磨损量一一对应，电阻件的磨损量与器具的磨损量一一对应。根据本发明提供的一种盾构机，设置有上述的检测器具磨损的装置。采用本发明的技术方案，具有结构简单，成本低，易于检测的优点。

权利要求

1.一种检测器具磨损的装置，其特征在于，包括：

电阻件（1）呈长条形，且所述电阻件（1）的横截面均匀一致；所述电阻件（1）嵌设在待检测的器具（2）内并可随所述器具（2）同步磨损；所述电阻件（1）远离所述器具（2）的磨损端（21）的一端通过导线（3）连接电源，形成定压回路；所述电阻件（1）的电流强度与所述电阻件（1）的磨损量一一对应，所述电阻件（1）的磨损量与所述器具（2）的磨损量一一对应。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

电流检测单元（4），用于检测所述电阻件（1）的电流强度；

处理单元（5），根据所述电流检测单元（4）检测的电流强度计算得出所述器具（2）的磨损量。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：显示单元（6），用于显示所述处理单元（5）计算得出的所述器具（2）的磨损量。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括判断单元（7）和报警单元（8），其中，所述判断单元（7）用于判断所述电流强度是否小于预定值，当所述电流强度小于所述预定值时，通过所述报警单元（8）发出报警信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，

所述处理单元（5）包括计算单元（51），所述计算单元（51）根据如下公式Ix×L=I×（L-Lx）计算得出所述电阻件的磨损量Lx，其中,I为在所述定压回路下测得的所述电阻件（1）的初始电流强度，Ix为所述电阻件的实时电流强度，L为所述电阻件（1）的初始长度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电阻件（1）靠近所述器具磨损端（21）的一端的初始位置与所述器具磨损端（21）的初始位置平齐。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电阻件（1）为多个，各所述电阻件（1）并联于定压回路；所述多个电阻件（1）沿所述器具（2）的磨损方向依次错后设置，使各所述电阻件对应于所述器具（2）的一个连续长度范围内的不同长度段。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述器具（2）为刀具或用于安装刀具的刀盘，所述电阻件嵌设在所述刀具或刀盘内。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述刀具或刀盘为盾构机的刀具或刀盘。

10.一种盾构机，其特征在于，设置有权利要求1至9中任一项所述的检测器具磨损的装置。

说明书

检测器具磨损的装置及具有其的盾构机

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种检测器具磨损的装置及具有其的盾构机。

背景技术

[0002] 盾构机在掘进到砾石、砂砾、岩石等地层时很容易受到磨损，从而造成掘进刀盘和刀具寿命大大降低，常常使掘进参数突变、耽误掘进工期。因此，需对盾构机的刀具和刀具的磨损进行检测，现有的检测方法主要采用有档位的检测磨损状况、自用液压信号检测等，上述的检测方法结构复杂，成本较高。

发明内容

[0003] 本发明旨在提出一种检测器具磨损的装置及具有其的盾构机，以提供一种结构简单、成本较低的检测刀具或刀盘磨损的装置。

[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种检测器具磨损的装置，包括：电阻件，安装在待检测的器具上并可随器具同步磨损；电阻件连接于定压回路，电阻件的电流强度与电阻件的磨损量一一对应，电阻件的磨损量与器具的磨损量一一对应。

[0005] 进一步地，该检测器具磨损的装置还包括：电流检测单元，用于检测电阻件的电流强度；处理单元，根据电流检测单元检测的电流强度计算得出器具的磨损量。

[0006] 进一步地，该检测器具磨损的装置还包括：显示单元，用于显示处理单元计算得出的器具的磨损量。

[0007] 进一步地，该检测器具磨损的装置还包括判断单元和报警单元，其中，判断单元用于判断电流强度是否小于预定值，当电流强度小于预定值时，通过报警单元发出报警信号。

[0008] 进一步地，电阻件呈长条形，且电阻件的横截面均匀一致；处理单元包括计算单元，计算单元根据如下公式Ix×L＝I×(L-Lx)计算得出电阻件的磨损量Lx，其中，I为在定压回路下测得的电阻件的初始电流强度，Ix为电阻件的实时电流强度，L为电阻件的初始长度。

[0009] 进一步地，电阻件靠近器具磨损端的一端的初始位置与器具磨损端的初始位置平齐。

[0010] 进一步地，电阻件为多个，各电阻件并联于定压回路；多个电阻件沿器具的磨损方向依次错后设置，使各电阻件对应于器具的一个连续长度范围内的不同长度段。

[0011] 进一步地，器具为刀具或用于安装刀具的刀盘，电阻件嵌设在刀具或刀盘内。

[0012] 进一步地，刀具或刀盘为盾构机的刀具或刀盘。

[0013] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种盾构机，该盾构机设置有上述的检测器具磨损的装置。

[0014] 根据本发明的技术方案，因在需检测磨损情况的器具上安装有可随器具同步磨损的电阻件，电阻件连接于定压回路，当电阻件和器具同步磨损时，电阻件的阻值逐渐变大，电流强度逐渐变小，电阻件的电流强度与电阻件的磨损量一一对应，电阻件的磨损量与器具的磨损量一一对应，即可以很方便地通过电流强度的变化感知器具的磨损程度，相对于现有技术来说，具有结构简单，成本低，易于检测的优点。

附图说明

[0015] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0016] 图1示意性示出了本发明第一优选实施例的结构；

[0017] 图2示意性示出了本发明第一优选实施例中电流检测单元、判断单元和报警单元的结构；

[0018] 图3示意性示出了本发明第一优选实施例中处理单元的优选实施方式；以及[0019] 图4示意性示出了本发明第二优选实施例的结构。

具体实施方式

[0020] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0021] 参见图1示出了本发明的一种检测器具磨损的装置的第一优选实施例，如图所示，该检测器具磨损的装置包括电阻件1，电阻件1连接于定压回路。电阻件1安装在待检测的器具2上并可随器具2同步磨损，该器具2通常为金属材质，例如为用于切削的刀具或者为安装刀具的刀盘。图1中，箭头所指方向为器具2的磨损方向，器具2的左端为磨损端21，电阻件1靠近器具磨损端21的一端的初始位置与器具磨损端21的初始位置平齐，电阻件1和器具2同步磨损，使电阻件1的磨损量(即磨损长度)和器具2的磨损量(即磨损长度)相同。需要说明的是，为保证电阻件1与器具2的同步磨损，电阻件1通常选用硬度与金属差不多的材质，优选地将电阻件1嵌设在器具2内，且电阻件1自身体积通常较小，以使电阻件1不容易碎，可以达到与器具2同寿命磨损的程度。

[0022] 如图1所示，通常将电阻件1远离磨损端21的一端通过导线3连接电源，形成定压回路，以使电阻件1的有效使用长度达到最长。在器具2磨损过程中，电阻件1垂直于电流方向的截面积减小致使电阻件1的电阻变大，电流强度随之变小，而且电阻件1的电流强度与电阻件1的磨损量是一一对应的关系，电阻件1的磨损量同时与器具2的磨损量也是一一对应的关系，由此可以得知关于器具2的磨损量。比如说，当电阻件1未发生磨损时电流最大，对应于器具2未发生磨损；当电阻件1完全磨损后，定压回路断路，电流为零，器具2对应于电阻件1的部分完全磨损。这样，可以合理设置电阻件1的长度，使电阻件1的长度等于器具2的最大允许磨损长度，即可很容易地检测器具2的磨损状况，使得本发明的磨损检测装置相对于现有技术来说，具有结构简单，成本低，易于检测的优点。

[0023] 由图1中还可以看出，优选地，该检测器具磨损的装置还包括电流检测单元4和处理单元5。电流检测单元4例如为串联在定压回路中的电流计，用于检测电阻件1的电流强度。处理单元5与电流检测单元4信号连接，并根据电流检测单元4检测的电流强度计算得出器具2的磨损量。具体地，器具2的磨损量可以通过首先计算电阻件1的磨损量，再由电阻件1的磨损量计算器具2的磨损量得出。比如说，电阻件1的左端与器具2的磨损端在初始状态平齐时，电阻件1的磨损量等于器具2的磨损量；若在初始状态下，电阻件1的左端位于器具2磨损端21的右侧且二者隔有预定距离d1(图1中未示出该种实施方式)，预定距离d1范围内的器具2首先磨损，然后器具2与电阻件1同步磨损，此时，器具2的磨损量等于电阻件1的磨损量加上预定距离d1。

[0024] 优选地，电阻件1呈长条形且电阻件1的横截面均匀一致，例如电阻件1呈圆柱形或者长方体形。参考图3，电阻件1的磨损量Lx通过如下方式计算得出：处理单元5进一步地包括计算单元51，计算单元51根据公式Ix×L＝I×(L-Lx)计算得出电阻件1的磨损量Lx。其中，I为在定压回路下测得的电阻件1的初始电流强度，Ix为电阻件的实时电流强度，L为电阻件1的初始长度。因电阻件1的电阻值R＝ρ×ll/S，ρ为电阻率，S为与图1中电阻件长度L的方向平行的截面的截面积，ll的长度方向与电阻件长度L的方向垂直，在定压回路下，电阻1的电阻值与实时电流强度的乘积为定值，即Ix×ρ×ll/Sy＝I×ρ×ll/S，其中，Sy为电阻件1垂直于ll方向的截面的实时截面积，S为电阻件1垂直于ll方向的截面的初始截面积，又因为电阻件1横截面均匀一致，所以Sy/S＝(L-Lx)/L，进而得出Ix×L＝I×(L-Lx)。计算单元51计算得出电阻件1的磨损量Lx后，再结合电阻件1与器具2的位置关系即可以得出器具2的磨损长度，实现对器具2的磨损情况进行无级连续检测的功能。

[0025] 优选地，该检测器具磨损的装置还包括：显示单元6，用于显示处理单元5计算得出的器具2的磨损量，以对器具2的磨损状况进行分析和观察。当然，也可以不设置显示单元6，例如当处理单元5计算得出器具2的磨损量已经达到最大值时，可以通过控制单元向驱动器具2的动力机构发出制动指令，直接停止器具2的运动，实现对器具2的自动化控制。

[0026] 优选地，参考图2，该检测器具磨损的装置还包括判断单元7和报警单元8，判断单元7与电流检测单元4信号连接，判断单元7用于判断电流强度是否小于预定值，当电流强度小于预定值时，通过报警单元8发出报警信号。上述预定值的确定可以由如下方法得到：首先确定器具2的最大磨损量，然后计算出电阻件1的最大磨损量，然后根据Ix×L＝I×(L-Lx)得出对应电阻件1最大磨损量时的电流强度(即上述的预定值)。当然，判断单元7还可以和处理单元5信号连接，当处理单元5计算得出器具2的磨损量后，判断单元将器具2的磨损量与最大允许磨损量相比较，如果器具2的磨损量大于最大允许磨损量，则通过报警单元8报警。

[0027] 再来参见图4，示出了本发明的第二优选实施例，与上述第一优选实施例的不同之处在于，电阻件1为三个，分别为电阻件11、12、13，三个电阻件沿器具2的磨损方向依次错后设置。具体在图4中，以器具2所在侧为左，旋转接头9所在侧为右进行说明，电阻件11的左端与器具2的磨损端平齐，电阻件12的左端与电阻件11的右端平齐，电阻件13的左端与电阻件12的右端平齐，使各电阻件对应于器具2的一个连续长度范围内的不同长度段，各电阻件的右端分别通过导线与电源连接，使各电阻件1并联于定压回路。容易理解，当电阻件11磨损时，电阻件11的实时磨损量等于器具2的实时磨损量；当电阻件12磨损时，电阻件12的实时磨损量加上电阻件11的长度等于器具2的实时磨损量；当电阻件13磨损时，电阻件13的实时磨损量加上电阻件11和电阻件12的长度等于器具2的实时磨损量。在器具2上设置三个电阻件1对器具2的连续范围进行测量的方式，各电阻件不容易破碎且可以提高测量精度。容易理解，在实际应用中，根据器具2的长度，可以适当设定电阻件1的个数，而并不限于上述的三个电阻件的具体实施方式。

[0028] 本发明还提供了一种盾构机，该盾构机设置有上述的检测器具磨损的装置。结合参考图4，图4中的器具2可以为盾构机的刀具，也可以是安装刀具的刀盘。盾构机的刀具安装在刀盘上，刀盘安装在旋转接头9上，旋转接头9在动力机构的驱动下，带动刀盘和刀具运动，以对砾石、砂砾、岩石等地层进行施工，同时刀具和刀盘发生磨损。通过在盾构机上设置上述的检测器具磨损的装置，即在刀具和/或刀盘上嵌设电阻件，电阻件分别通过穿设过旋转接头9的导线与操作室内的电源、电流检测单元等连接，经过处理单元处理后最终通过操作室内的操作面板61显示出刀具和/或刀盘的实时磨损，可以实现在操作室内连续检测刀具和/或刀盘磨损的功能，而起结构简单，安装方便、易于实施。

[0029] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。