[发明专利]评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置

权利要求书

1.一种评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，包括主体机构、加载机构、刀盘驱动机构、搅拌装置、传感装置和控制器；

所述主体机构包括土箱，所述土箱的一个端面设有与土箱的筒壁(2)固定连接的密封隔板(3)，土箱的另一个端面设有与土箱的筒壁(2)滑动连接的加圧板(5)；

所述加载机构与加圧板(5)连接，用于带动所述加圧板(5)沿土箱的筒壁(2)前后滑动；

所述刀盘驱动机构包括刀盘(4)、传动轴(19)和驱动电机(9)，所述刀盘(4)设于土箱内，所述传动轴(19)贯穿密封隔板(3)，传动轴(19)分别与刀盘(4)和驱动电机(9)连接，所述驱动电机(9)用于带动刀盘(4)转动，所述刀盘(4)上活动安装有多个刀具；

所述搅拌装置包括主动搅拌机构和被动搅拌机构，主动搅拌机构包括安装在刀盘(4)上的主动搅拌棒(28)，被动搅拌机构包括安装在密封隔板(3)上的被动搅拌棒(27)；

所述传感装置包括扭矩传感器(18)、可视化自感知探测器(30)和土仓压力传感器(31)，所述扭矩传感器(18)用于测量驱动电机(9)的扭矩和转速，所述可视化自感知探测器(30)用于测量刀盘(4)在土箱内的切削扰动范围，所述土仓压力传感器(31)用于测量土箱内部的压力值；

所述控制器分别与加载机构、驱动电机(9)和传感装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述主体机构还包括底座(1)，土箱安装在底座(1)上，所述土箱的筒壁(2)上开有加料口，所述加料口通过封口盖(15)密封。

3.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述加载机构为液压加载机构，包括液压控制箱(6)、液压缸(7)、液压缸轴(8)和第一固定机构，所述液压控制箱(6)通过液压管(10)与液压缸(7)连接，所述液压缸(7)通过第一固定机构固定在所述土箱上，液压缸轴(8)与加圧板(5)连接，所述液压缸轴(8)相对于液压缸(7)的伸缩带动加圧板(5)沿土箱的筒壁(2)前后滑动。

4.根据权利要求3所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述第一固定机构包括反力板(14)、横向撑杆(12)、纵向撑杆(13)和液压缸固定板(11)，所述反力板(14)的数量至少为2个，对称布置在土箱的筒壁(2)上，纵向撑杆(13)垂直设置在反力板(14)上，横向撑杆(12)与纵向撑杆(13)垂直连接，液压缸固定板(11)设于所述横向撑杆(12)上，液压缸(7)安装在所述液压缸固定板(11)上。

5.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述传动轴(19)的一端通过键(22)和定位螺栓(29)与刀盘(4)连接，所述传动轴(19)的另一端通过联轴器(17)与驱动电机(9)连接，所述驱动电机(9)通过第二固定机构固定在所述土箱上。

6.根据权利要求5所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述第二固定机构包括电机固定板(20)和多个支柱(21)，所述支柱(21)的底端垂直布置在密封隔板(3)上，电机固定板(20)设于所述支柱(21)的顶端，驱动电机(9)安装在所述电机固定板(20)上。

7.根据权利要求5所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述扭矩传感器(18)安装在传动轴(19)与驱动电机(9)之间，所述可视化自感知探测器(30)安装在联轴器(17)上。

8.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述土仓压力传感器(21)安装在密封隔板(3)上。

9.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述驱动电机(9)为变频电机，所述变频电机与用于调节转速的调速仪连接。

10.根据权利要求1所述的评价盾构刀盘与土体交互作用及土体改良效果的装置，其特征在于，所述刀盘(4)为辐条式刀盘，包括多个辐条(23)，刀盘(4)的中心布置有中心鱼尾刀(26)，辐条(23)上设有刮刀(24)和先行刀(25)，所述刮刀(24)和先行刀(25)活动安装在辐条(23)上。