盾构滚刀磨损无线监测系统设计与应用

"本文详细介绍了盾构滚刀磨损无线监测系统的研发，该系统是针对盾构机在恶劣环境下滚刀磨损检测的重要技术。论文作者赵晓云在导师任德志的指导下，结合无线通信、串行通信、传感器技术和虚拟仪器技术，设计了一套能够在复杂环境中监测滚刀磨损的系统。系统包括无线和有线通信机制，非接触式磨损传感器，以及低功耗硬件和软件设计，确保长时间免维护运行。此外，还开发了上位机管理系统，提供友好的人机界面，支持实时数据传输、历史数据查询等功能。该系统能够精确到1mm的磨损检测，并能识别滚刀的异常状态，如偏磨、破损、停转等，具有长达100天的免维护工作时间，具有很高的实用性和推广价值。关键词涉及盾构滚刀、磨损检测、无线通信和低功耗技术。" 详细说明： 这篇硕士论文主要研究的是盾构机中的关键部件——滚刀的磨损监测问题。盾构机在地下资源开发和基础设施建设中起着至关重要的作用，但由于工作环境极其恶劣，人工检测滚刀磨损十分困难。因此，开发一种能够实时监测滚刀磨损的无线监测系统显得尤为必要。 论文作者首先分析了盾构滚刀的工作环境、工作原理和常见的磨损形态，然后采用无线通信技术（解决信号传输难题）、串行通信技术、现代传感器技术（用于磨损数据采集）以及虚拟仪器技术（实现系统集成和数据分析），设计了一个完整的盾构滚刀磨损无线监测系统。系统设计包括无线与有线相结合的通信方式，适应恶劣环境的通信机制，以及选择适合滚刀磨损检测的传感器方案。 为了应对盾构机恶劣的工作环境，论文提出了一种结构紧凑、高精度的非接触式磨损传感器，以减少机械接触带来的额外损耗。同时，通过硬件和软件的优化设计，实现了低功耗运行，确保系统可以长时间无需维护。 此外，上位机管理系统的设计是整个系统的另一大亮点，它提供了直观的人机交互界面，便于操作人员创建和管理监测系统，实时查看数据，存储和检索历史数据，以及进行关键数据的分析和处理。系统还能实现信息的输出和共享，增强了系统的实用性。 论文最后对系统进行了实际的联机综合测试，验证了系统的功能和性能，表明该系统能够准确监测滚刀磨损程度，及时发现偏磨、破损、停转等异常情况，且检测节点的免维护工作时间长达100天，具有极高的应用潜力和市场价值。