[发明专利]盾构机滚刀径向压力检测装置

说明书

本发明公开了一种盾构机滚刀径向压力检测装置，本发明包括光源发射端和光源接收端，且光源发射端和光源接收端之间设置有遮光片，所述遮光片固定设置在刀轴上，所述光源发射端发出的检测光中未被遮光片遮挡住的部分被光源接收端接收。本发明在盾构机滚刀内设置光源发射端和光源接收端，并在光源发射端和光源接收端设置遮光板，遮光板设置在刀轴上，在刀轴承受径向力发生形变后带动遮光板移动，光源发射端发出的检测光在遮光板移动前后被光源接收端接收到的光量不同，进而可以通过光差计算刀轴的形变量，进而计算刀轴所承受的径向力大小。

技术领域

本发明涉及盾构机滚刀技术领域，具体地说是一种盾构机滚刀径向压力检测装置。

背景技术

盾构机的前部为盾头，盾构机的掘进主要依靠盾头进行实现的，盾头的端部为刀盘，刀盘上设置有若干刀具，针对不同成分开挖成分，所使用的刀具也不同，而针对岩层则使用滚刀刀具，滚刀刀具是通过刀座转动设置在刀盘上的，在掘进过程中，盾头内部的液压系统作用在刀盘上，使刀盘将滚刀刀具压在岩层上，刀盘通过自身驱动装置带动转动，滚刀刀具公转的同时还会被动自转，对岩层进行磨削。

盾构机的滚刀在撞击到岩层的过程中还是持续的工作的过程中，或产生撞击力或挤压力，产生的撞击力或挤压力会因为滚刀内的圆锥滚子轴承分散成轴向力和径向力，在检测轴向力时可以通过检测滚刀内的刀轴与圆锥滚子轴承之间的相对变化值即可，而径向压力检测需要检测刀轴的形状量，现有技术中还缺少对这方面的研究。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种盾构机滚刀径向压力检测装置，用于将检测滚刀受到到径向压力，并结合轴向压力检测综合对滚刀的受力进行数据分析。

本发明所采用技术方案是：

一种盾构机滚刀径向压力检测装置，设置在滚刀的刀轴上，其特征在于：包括光源发射端和光源接收端，且光源发射端和光源接收端之间设置有遮光片，所述遮光片固定设置在刀轴上，所述光源发射端发出的检测光中未被遮光片遮挡住的部分被光源接收端接收，当刀轴受径向力时，刀轴带动遮光片沿径向方向移动，光源接收端所接收到的检测光随遮光片的移动发生变化。

作为进一步的优化，本发明所述光源发射端发出的检测光为点状矩阵光源。

作为进一步的优化，本发明所述光源发射端包括发光源和光纤阵列，光纤阵列的末端通过安装板进行固定。

作为进一步的优化，本发明所述光源发射端包括发光源和光衍射片，发光源发出的检测光通过光衍射片再传向光源接收端。

作为进一步的优化，本发明所述光源接收端设置有光探测器阵列和光信号处理器，所有光探测器均与光信号处理器相连接，所述光探测器的设置数量与点状矩阵光源中光点的设置数量相对应。

作为进一步的优化，本发明所述光源接收端设置有光探测器阵列、光信号处理器和聚焦透镜，且光探测器阵列的设置数量少于点状矩阵光源中光点的设置数量。

作为进一步的优化，本发明所述光纤阵列的端部设置有光纤耦合元件，所述光纤耦合元件为透镜光纤或光纤准直器。

作为进一步的优化，本发明所述遮挡片上设置有透光孔。

作为进一步的优化，本发明所述光源发射端和光源接收端均安装在刀轴上，所述遮光片设置在刀轴轴向方向的中部，所述光源发射端和光源接收端设置在通过安装架设置在遮光片的两侧。

作为进一步的优化，本发明所述光源发射端和光源接收端均通过高强度弹簧与安装架相连接，所述光源发射端和光源接收端均安装在倒置的凹字型安装体内，且光源发射端和光源接收端分别设置在凹口的两侧，且遮挡片对应凹口设置。

本发明具有以下优点：