本文以两种典型的岩土切削刀具为研究对象,围绕切削过程中刀具受力测量展开研究,针对不同刀具提出了不同的测量方法,并设计了专用传感器。完成了如下的主要工作:一、硬岩隧道掘进机——TBM是一种广泛应用于岩石介质隧道掘进施工的专用机械装备。盘形滚刀是TBM破岩的主要刀具,因此在掘进的过程中滚刀不可避免的会发生磨损。本文以典型的盘形滚刀为例,分析了破岩过程中滚刀的受力状态,提出了一种滚刀受力的测量方案,设计制作力传感器。滚刀在掘进过程中受到三个方向力的作用,分别为正压力Fn、滚压阻力Fr和侧向力Fs,若滚刀发生偏磨,其受力状态必然改变,因此可通过测量滚刀受力状态的改变,识别磨损。这三个力通过刀轴直接作用在垫块上,将力传感器分别安装在支撑刀轴的一组垫块的底部和侧面,即可实现对此三个力的测量。该方案不仅可以测量滚刀所受三向力的大小,还可以测量滚刀振动状态,对其进行实时动态检测。二、本文还研究了板形切削刀具在土体切削过程中所受多维力的测量问题,目的是为切削刀具的设计提供必要的参数依据。板形切刀在切削过程中所受阻力可分解为切削水平力、切削垂直力。本文以齿形绞刀为例,设计了可测量切削水平力和垂直力的多维力/力矩传感器,研制了切削力测试实验装置进行实验。实验过程以水饱和沙为切削土体,得到了切削过程中刀板受到的切削水平力、垂直力及弯矩曲线,实验结果证明了传感器输出结果的可靠性,验证了测量系统的有效性。