CN105676271A - 一种用于路基隐患探测的探测车及其探测方法 - Google Patents

Abstract

一种用于路基隐患探测的探测车及其探测方法，所述探测车包括：车体、控制系统、地震仪、震源、地震传感器及行程采集装置，控制系统包括CPU、及与CPU分别连接的输入端口和输出端口，所述输入端口与行程采集装置相连接，所述输出端口分别与地震仪、震源及车体的制动系统相连接；所述震源包括撞击装置及震源电机。本发明能自动完成行-停-行-停循环作业，可避免因人工或机械方式控制震源车作业带来的不稳定和不精准；能在一个行-停工作周期内完成行走和停车等待两个过程，且能实现探测车的行-停动作和地震数据采集动作同时进行，还同时完成震源蓄力，以提高探测车工作效率。本发明还提供上述用于路基隐患探测的探测车的探测方法。

Description

一种用于路基隐患探测的探测车及其探测方法

技术领域

本发明涉及一种用于路基隐患探测的探测车及其探测方法，属于公路、铁路或地基连续地震勘探数据采集技术领域。

背景技术

公路、高铁路基以及建筑地基隐患探测，尤其是高速公路和城市道路路基隐患探测与预警预报事关人民生命财产安全乃至社会稳定。在无损隐患探测方法中，地震勘探深度较大，而且它能提供弹性波参数与岩土工程力学参数，因此相比其它探测手段，其在判断隐患存在和定位定性的可靠性方面有明显优势。

地震勘探时，通过人工激发的方式激励地震波，存在震源功效低和重复性不好等缺陷，为便于提高工作效率和稳定性，机械震源被广泛采用。

专利文献CN201310547492.1：提供了一种路基隐患地震勘探用震源车及其使用方法，该对比文件中的路基隐患地震勘探用震源车，在路基隐患地震勘探时，震源车滚动前行，接地滚动轮滚动中带动叶轮或扇形齿轮同步转动，启动震源锤，同时蓄力弹簧蓄力，当叶轮或扇形齿轮与锤头脱离时，锤头在自重和弹簧释放力作用下冲击地面，产生地震勘探用弹性波。该对比文件中记载的技术方案在一定程度上提供了解决运动中的震源激发和数据采集难的思路。

但在勘探实践应用中，往往存在如下问题：

1)检波器在运动中与地面耦合噪声大，会影响数据采集的质量；

2)另外，由于检波器接地耦合时间短，数据记录时间仓促，会影响地震勘探效果。

因此震源车在行进中有必要作短暂停车，以便进行地震勘探震源激发和数据采集。但如果采用人工或机械方式来控制震源车，使震源车移动一定距离后刹车停止，在停车状态下完成震源激发和地震数据采集工作，然后再启动再刹车……,如此反复循环作业。这种采用人工或机械方式来控制震源车的方式虽然稳定可靠，但操作很不方便；尤其当检测里程较长时，这种周期性作业容易使操作人员疲劳，而且定位和探查系统的行程位置也难以精准确定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能自动完成行-停-行-停循环作业、结构简单紧凑工作效率高的用于路基隐患探测的探测车及其探测方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

提供一种用于路基隐患探测的探测车，包括：车体、控制系统、地震仪、震源、地震传感器及行程采集装置，其中：

所述控制系统、地震仪及震源设于车体内，所述控制系统通过线路分别与地震仪和震源相连接；

所述地震传感器拖设于车体底部或左侧或右侧或前方或后方，与路面接触，并通过线路与地震仪相连接；

所述行程采集装置设于车体的行动轮或行动轮轴上，并通过线路与控制系统相连接；

所述控制系统包括CPU、以及与CPU分别连接的输入端口和输出端口，所述输入端口与所述行程采集装置相连接，所述输出端口分别与地震仪、震源及车体的制动系统相连接；

所述震源包括撞击装置及震源电机，所述撞击装置及震源电机分别与上述输出端口连接。

所述控制系统优选数字I/O控制系统，可以为：微机、单片机或FPGA(Field-ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)。

进一步地，

所述震源还包括附着在震源的撞击装置上的触发感应装置，该触发感应装置与所述控制系统的输入端口相连接，并与地震仪线路连接，用于启动地震仪开始采集地震数据，同时记录实际震源冲击开始时刻，并传送给所述控制系统。

优选地，

所述触发感应装置为振动传感器或机械开关；

所述振动传感器可以为速度型传感器，优选磁电式传感器；

所述振动传感器也可以为或加速度传感器，优选压电传感器；

所述机械开关可以为机械式短路动作开关或机械式开路动作开关或拨码开关。

进一步地，

所述地震传感器通过柔性连接装置与车体底部或左侧或右侧或前方或后方相连接，可以为单个传感器，也可以为多个传感器采用线形排列或弧形排列布置。

这样可以采集到多个点的地震数据，提高路基隐患探测结果的准确性。

进一步地，

所述行程采集装置可以为固定在车体的行动轮或行动轮轴上的测距轮或光电编码器；

也可以为固定在车体的行动轮或行动轮轴上的机械开关或电平开关；其中：

所述机械开关可以为机械式短路动作开关或机械式开路动作开关；所述电平开关可以为高电平开关或低电平开关。

进一步地，

所述控制系统还包括电子渐变提升电路、转把霍尔电门，所述电子渐变提升电路和转把霍尔电门通过双刀双掷开关与车体行走动力的油门控制系统切换连接，通过双刀双掷开关实现震源车路基隐患探测作业状态与正常行走状态的转换；

当双刀双掷开关置于所述转把霍尔电门时，具体为置于转把霍尔电门控制信号的输出端，车体处于正常行走状态；

当双刀双掷开关置于所述电子渐变提升电路时，具体为置于电子渐变提升电路电压输出端，车体处于路基隐患探测作业状态，此时，探测车启动行-停-行-停的循环作业状态。

进一步地，

所述车体可以为自带行走动力的电动车，也可以为以其他电动车作为牵引车的牵引式车体；车体的行走动力控制系统与探测车的控制系统连接，实现探测车行-停-行-停的循环作业功能。

进一步地，

所述探测车还包括：

设置在车体上的检测提醒装置，优选：灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，所述灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置与控制系统的输出端口连接。

当探测车的车体没有行走动力时，输出端口输出行程到位信号和行走电门启动信号提供给所述灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，以提醒推行人员及时刹车或推动探测车前行。

进一步地，

所述探测车还包括：

安装在车体上，用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机，以及用于记录拍摄照片的位置的GPS定位装置，所述照相机或摄像机及GPS定位装置与控制系统的输出端口连接，拍摄的照片和记录的相应位置用于后期路基隐患提取核查。

进一步地，

所述探测车还包括：

控制系统启动遥控装置和车体转向遥控装置，所述控制系统启动遥控装置与控制系统连接，所述车体转向遥控装置与车体的转向装置连接，实现对所述探测车的整体遥控。

上述控制系统启动遥控装置与控制系统以及所述车体转向遥控装置与车体的转向装置之间的连接可以为通过有线或无线通讯连接。

本发明还提供上述用于路基隐患探测的探测车的探测方法，具体步骤如下：

S1、启动探测车，设置探测车测量间距L及每次地震仪采集数据的时间t，车体行走，震源开始蓄力，震源每次蓄力完成后会发送蓄力完成信号给探测车的控制系统；

S2、当探测车车体的行动轮或行动轮轴上的行程采集装置检测到车体到达距离L时，行程采集装置发出行程到位信号给控制系统的输入端口，控制系统输出端口输出行走电门关断信号和电子刹车启动信号给车体的制动系统，车体停车；若此时控制系统已接收到蓄力完成信号(即：此时震源已经蓄力完成)，则控制系统输出撞击信号给震源，使震源的撞击装置冲击地面；若此时控制系统未接收到蓄力完成信号(即：此时震源未蓄力完成)，则等待至接收到蓄力完成信号后，控制系统再输出撞击信号给震源，使震源的撞击装置冲击地面；撞击装置冲击完成之后，开始再次蓄力；

S3、撞击装置冲击地面的同时给出信号给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，同时给出信号给控制系统以此为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t，时间t完成后，地震仪停止采集数据，控制系统输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走；

S4、按照步骤S2-S3周期循环作业，直至完成整个探测任务。

进一步地，

所述步骤S3中：所述地震仪以附着在震源的撞击装置上的触发感应装置发出的信号为启动信号，开始采集地震传感器传来的地震数据，同时所述控制系统以触发感应装置发出的另一信号为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t。

震源上的撞击装置在冲击地面时，会触发设置在震源上的触发感应装置，触发感应装置会同时分别给出一个信号给地震仪，以启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据；另一个信号给控制系统记录实际的震源冲击开始时刻作为时间参考点，以计量地震仪采集数据的时间长度t。

进一步地，所述步骤S2还包括：

车体停车的同时，控制系统的输出端口输出电子快门启动信号给用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机作为电子快门开关拍摄照片；同时控制系统还输出信号给GPS定位装置记录拍摄照片的位置。

进一步地，所述探测方法还包括：

在所述步骤S1-S4中，若控制系统检测到探测车的车体没有行走动力时，控制系统的输出端口输出的行程到位信号和行走电门启动信号提供给设置在车体上的灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，以提醒推行人员及时刹车或推动探测车车体前行。

所述灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置还可以为其他检测提醒装置。

进一步地，

所述探测方法还包括步骤S0：将双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体正常行走到待探测路段，之后，将与车体行走动力的油门控制系统连接的双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的电子渐变提升电路上，将车体切换至行-停-行-停的路基隐患探测作业状态；

所述探测方法还包括S5：完成探测任务后，将双刀双掷开关切换至与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体恢复正常行走状态。

进一步地，

所述步骤S1中：通过控制系统启动遥控装置遥控启动探测车车体的控制系统；通过探测车转向遥控装置遥控所述在车体行走过程中的转向。

探测原理：在上述探测方法中，地震仪会记录下每个周期内的地震数据，由于在震源的冲击下正常路基产生的振动响应与路基存在地下隐患时产生的振动响应有较大差异，通过地震仪记录的地震数据，分析该探测路段的振动响应差异，即可识别该探测路段路基隐伏病害的存在位置以及规模。

本方案中：

机械式短路/开路动作开关是一种在外力，如惯性或冲击作用下会发生形变使其处于短路/开路状态，使信号传输接通并输出开关信号的一类开关。

拨码开关、电平开关都是用来操作控制的地址开关，可以用来触发时序控制，采用的是0/1的二进制编码原理。在数字电路中，从0变为1的那一瞬间叫作作上升沿，从1到0的那一瞬间叫作下降沿。

以上所述输出端口的信号输出采用高、低电平输出或数字量输出。

以上所述制动系统可以为车体上的电磁式离合器、液压制动或空气泵制动器。

以上所述撞击装置可以为震源冲击棒锤。

本发明的有益效果如下：

1、本发明中的探测车的控制系统能控制探测车车体自动完成行-停-行-停循环作业，以自动完成整个地震数据信息采集工作。

2、本发明中的探测车能在一个行-停工作周期内，完成行走和停车等待两个过程，而且控制系统能控制探测车的行-停动作和地震数据采集动作同时进行。

3、本发明的探测车能保证在一个工作周期内完成固定间隔行车距离，即测量间距L行走和停车数据采集动作的前提下，还可以同时完成震源蓄力，以提高探测车工作效率。

4、本发明的探测车结构简单、紧凑，可以高效高质量完成路基隐患探测任务，服务于交通及基建工程，目前国内外公路里程数量庞大，这种科学高效的探测车具有很好的市场前景。

5、本发明探测车车体可以采用自带行走动力的电动或者以其他电动车作为牵引车的牵引式车体车；甚至在没有行走动力的情况下，可以在探测车上设置灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，将灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置与控制系统的输出端口连接，能使探测车在没有行走动力时，将输出端口输出的行走电门启动信号提供给所述灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，以提醒推行人员推动探测车前行，实现人工推行，具有很强的通用性和实用性。

6、通过在本发明探测车车体上设置一个控制系统启动遥控装置和探测车转向遥控装置后，即可实现对整个路基隐患探测系统的整体遥控。

7、本发明的控制系统能在每次停车进行数据采集时，通过输出端口输出一路开关控制信号给用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机，同时还会给出信号给GPS定位系统记录拍摄照片的位置信息，所拍摄的照片和记录的相应位置信息可用于后期路基隐患提取，方便后期的核查工作。

8、本发明在数据采集勘探过程中，无需人工干预，既能节省劳动力，又能保证地震勘探数据采集结果的质量，可以避免因人工或机械方式控制探测车的方式带来的不便，以及长时间作业带来的不稳定和不精准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的探测车结构示意图；

图2是本发明探测车的控制系统的逻辑结构示意图；

图3是本发明探测车的路基隐患探测作业状态与正常行走状态切换开关示意图；

图4是本发明实施例2的牵引式探测车车体的结构示意图；

图5是本发明路基隐患探测方法流程示意图；

附图标注说明：

1、车体；2、控制系统；3、地震仪；4、撞击装置；5、震源电机；6、地震传感器；7、行程采集装置；8、触发感应装置；9、车体行走动力控制系统；10、牵引锁扣；11、电子渐变提升电路；12、转把霍尔电门；13、车体行走动力的油门控制系统；14、双刀双掷开关。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例为中的探测车车体为自带电动行走动力的电动车。如图1-图5所示：

本实施例中的用于路基隐患探测的探测车包括：车体1、控制系统2、地震仪3、震源、地震传感器6及行程采集装置7，所述震源包括撞击装置4和震源电机5和附着在撞击装置4上的触发感应装置8，其中：

所述控制系统2、地震仪3及撞击装置4和震源电机5设于车体1内，所述控制系统2通过线路分别与地震仪3和震源的撞击装置4和震源电机5以及该触发感应装置8相连接；触发感应装置8与地震仪3通过信号传送线连接；

所述地震传感器6拖设于车体1后方，与路面接触，并通过信号电缆与地震仪3相连接，本实施例中地震传感器6设置有一串，呈直线排列；

所述行程采集装置7设于车体1的行动轮或行动轮轴上，并通过线路与控制系统2相连接；

所述控制系统2包括CPU、以及与CPU分别连接的输入端口和输出端口，所述输入端口与所述行程采集装置7、触发感应装置8相连接，所述输出端口分别与地震仪3、震源的撞击装置4和震源电机5及车体1的制动系统相连接。

本实施例的探测车还包括与探测车的单片机输出端口连接的照相机和GPS定位装置，用于在每次停车时，拍摄照片和记录相应拍照的位置。

本实施例与单片机的输出端口连接的还有设置在探测车车体上的蜂鸣器提醒装置，用于在控制系统检测到探测车的车体没有行走动力时，控制系统的输出端口输出的行程到位信号和行走电门启动信号提供给设置在车体上的蜂鸣器提醒装置，以提醒推行人员及时刹车或推动探测车车体前行。

本实施例中的探测车还配备有控制系统启动遥控装置和探测车转向遥控装置，所述控制系统启动遥控装置与控制系统连接，所述车体转向遥控装置与车体的转向装置连接，实现对所述探测车的整体遥控。

本实施例中：

撞击装置4采用震源冲击棒锤；

行程采集装置7采用光电编码器；

触发感应装置8采用磁电式传感器；

车体的制动系统为电磁式离合器。

探测车的控制系统1采用单片机STC89C52作为数字I/O控制系统硬件，结合控制软件实现探测车行-停-行-停的连续周期循环动作。本实施例中的探测车会在一个行-停周期内完成1m距离行走和停车两个过程，系统控制地震仪在停车等待过程中完成地震勘探数据采集。

本实施例中的探测车用于路基隐患探测的方法如下：

S1、启动探测车，设置探测车测量间距L＝1m及每次地震仪采集数据的时间t＝1.2s，车体行走，震源开始蓄力，震源每次蓄力完成后会发送蓄力完成信号给探测车的单片机STC89C52；

S2、当探测车车体的行动轮或行动轮轴上的光电编码器检测到车体到达距离1m时，光电编码器发出行程到位信号给单片机STC89C52的输入端口，单片机STC89C52输出端口输出行走电门关断信号和电子刹车启动信号给车体的制动系统，车体停车；

若此时单片机已接收到蓄力完成信号，则单片机输出撞击信号给震源，使震源的震源冲击棒锤冲击地面；若此时单片机未接收到蓄力完成信号，则等待至接收到蓄力完成信号后，单片机再输出撞击信号给震源，使震源的震源冲击棒锤冲击地面；震源冲击棒锤冲击完成之后，震源开始再次蓄力；

车体停车的同时，单片机STC89C52的输出端口输出电子快门启动信号给用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机作为电子快门开关；同时单片机STC89C52还输出信号给GPS定位装置，记录拍摄照片的位置；

S3、震源冲击棒锤冲击地面的同时会触发附着在震源的震源冲击棒锤上的速度型振动传感器，给出一个信号给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，同时给出另一个信号给单片机以此为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t＝1.2s，1.2s完成后，地震仪停止采集数据，单片机STC89C52输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走；

S4、按照步骤S2-S3周期循环作业，直至完成整个探测任务。

在步骤S1中：本实施例的探测车通过控制系统启动遥控装置遥控启动探测车车体的控制系统；通过探测车转向遥控装置遥控所述在车体行走过程中的转向，可以实现对探测车的整体遥控。

整个探测任务过程中，地震仪会记录下每个周期内的地震数据，由于在震源的冲击下正常路基产生的振动响应与路基存在地下隐患时产生的振动响应有较大差异，通过地震仪记录的地震数据，分析该探测路段的振动响应差异，即可识别该探测路段路基隐伏病害的存在位置以及规模。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

省去设置在震源上的触发感应装置8的磁电式传感器；

在步骤S3中，地震仪由撞击装置冲击地面的同时给出的信号启动，开始采集地震传感器传来的数据，同时给出信号给控制系统以此为时间参考点，计量地震仪开始采集数据的时间长度t，时间t完成后，地震仪停止采集数据，控制系统输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：

1)如图6所示，本实施例中探测车的车体1为以其他电动车作为牵引车的牵引式车体，具体选用一款牵引功率1000瓦特的四轮老年电动代步车作为牵引车，牵引车与无行走动力、载有震源及地震仪的车体之间通过牵引锁扣10，刚性拖挂在牵引车后的保险杠上。

2)本实施例中，探测车控制系统2采用笔记本结合带多路数字量I/O端口的FPGA作为控制系统硬件，保持牵引车上原有的控制系统，将探测车的控制系统2并入牵引车的车体行走动力控制系统9。

3)实施例1中的探测车仅只有路基隐患探测作业一种状态，本实施中给探测车的行走动力油门控制系统安装一个双刀双掷开关14，如图4所示，电子渐变提升电路11和转把霍尔电门12通过双刀双掷开关14与车体行走动力的油门控制系统13切换连接，通过双刀双掷开关可以实现探测车正常行走状态与路基隐患探测作业状态的转换，具体为将转把霍尔电门12的控制信号输出端和电子渐变提升电路11的电压输出端通过双刀双掷开关14输入探测车的牵引车式车体行走动力的油门控制系统13。当双刀双掷开关置于转把霍尔电门12的控制信号输出端时，在牵引车的拖动下，探测车车体正常行走，车速可达8-10Km/h；当进入探测路段时，将双刀双掷开关切换置于电子渐变提升电路11的电压输出端，启动如图5所示采集时序，自动进行路基隐患探测作业。

4)本实施例中：行程采集装置7采用测距轮，置于牵引车的行动轮轴承上，用于测量探测车已行走距离；触发感应装置8采用压电传感器，安装在震源冲击棒锤上，在震源冲击棒锤冲击地面时被触发，发出一路信号启动地震仪开始采集地震数据，同时发出另一路信号给控制系统以此为时间参考点，计量地震仪开始采集数据的时间长度t；制动采用电磁式离合器，安装于探测车的行走轮轴上，用于接收制动信号(即行走电门关断信号和电子刹车启动信号)。

如图5所示，本实施例中的探测车用于路基隐患探测的方法如下：

S0、将双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体正常行走到待探测路段，之后，将与车体行走动力的油门控制系统连接的双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的电子渐变提升电路上，将车体切换至行-停-行-停的路基隐患探测作业状态；

S1、启动探测车，设置探测车测量间距L＝1m及每次地震仪采集数据的时间t＝1.2s，车体行走，震源开始蓄力，震源每次蓄力完成后会发送蓄力完成信号给探测车的FPGA；

S2、当探测车车体的行动轮或轮轴承上的测距轮检测到车体到达距离1m时，测距轮发出行程到位信号给FPGA的输入端口，FPGA输出端口输出行走电门关断信号和电子刹车启动信号给车体的制动系统，车体停车；

若此时FPGA已接收到蓄力完成信号，则FPGA输出撞击信号给震源，使震源的震源冲击棒锤冲击地面；若此时FPGA未接收到蓄力完成信号，则等待至接收到蓄力完成信号后，FPGA再输出撞击信号给震源，使震源的震源冲击棒锤冲击地面；震源冲击棒锤冲击完成之后，震源开始再次蓄力；

车体停车的同时，FPGA的输出端口输出电子快门启动信号给用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机作为电子快门开关；同时FPGA还输出信号给GPS定位装置，记录拍摄照片的位置；

S3、震源冲击棒锤冲击地面的同时会触发附着在震源的震源冲击棒锤上的压电传感器，给出一个信号给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，同时给出另一个信号给控制系统FPGA以此为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t＝1.2s，1.2s完成后，地震仪停止采集数据，控制系统FPGA输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走；

S4、按照步骤S2-S3周期循环作业，直至完成整个探测任务；

S5、完成整个探测任务后，将双刀双掷开关切换至与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体恢复正常行走状态。

步骤S1中：本实施例的探测车通过控制系统启动遥控装置遥控启动探测车车体的控制系统；通过探测车转向遥控装置遥控所述在车体行走过程中的转向，可以实现对探测车的整体遥控。

整个探测任务过程中，地震仪会记录下每个周期内的地震数据，由于在震源的冲击下正常路基产生的振动响应与路基存在地下隐患时产生的振动响应有较大差异，通过地震仪记录的地震数据，分析该探测路段的振动响应差异，即可识别该探测路段路基隐伏病害的存在位置以及规模。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：

本实施例中：

行程采集装置7采用机械式短路动作开关；

触发感应装置8也采用机械式短路动作开关；

当探测车车体达到测量间距L＝1m，行程采集装置7的机械式短路动作开关处于短路，信号传输接通，输出开关信号，即：行程到位信号，给控制系统(单片机STC89C52)的输入端口；

触发感应装置8的机械式短路动作开关在震源冲击棒锤冲击地面时，产生形变，开关短路，信号接通，输出两路开关信号，一路给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，一路给控制系统的输入端口，输入端口以此信号为时间参考点开始计时，1.2s过后控制系统输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：

行程采集装置7采用高电平开关；

触发感应装置8采用拨码开关；

当探测车车体达到测量间距L＝1m，行程采集装置7的高电平开关接地，转化为低电平，发出一个下降沿信号，即：行程到位信号，给控制系统(单片机STC89C52)的输入端口；

触发感应装置8的拨码开关在震源冲击棒锤冲击地面时，产生形变，开关短路，信号接通，输出两路开关信号，一路给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，一路给控制系统的输入端口，输入端口以此信号为时间参考点开始计时，1.2s过后控制系统输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走。

上述实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。不脱离本发明的整个技术范围，可进行各种修改和改变。

Claims (16)

1.一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，包括：车体、控制系统、地震仪、震源、地震传感器及行程采集装置，其中：

所述控制系统、地震仪及震源设于车体内，所述控制系统通过线路分别与地震仪和震源相连接；

所述地震传感器拖设于车体底部或左侧或右侧或前方或后方，与路面接触，并通过线路与地震仪相连接；

所述行程采集装置设于车体的行动轮或行动轮轴上，并通过线路与控制系统相连接；

所述控制系统包括CPU、以及与CPU分别连接的输入端口和输出端口，所述输入端口与所述行程采集装置相连接，所述输出端口分别与地震仪、震源及车体的制动系统相连接；

所述震源包括撞击装置及震源电机，所述撞击装置及震源电机分别与所述输出端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述震源还包括附着在震源的撞击装置上的触发感应装置，该触发感应装置与所述控制系统的输入端口相连接，并与地震仪线路连接，用于启动地震仪开始采集地震数据，同时记录实际震源冲击开始时刻，并传送给所述控制系统。

3.根据权利要求2所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述触发感应装置为振动传感器或机械开关；

所述振动传感器为速度型传感器或加速度传感器；

所述机械开关为机械式短路动作开关或机械式开路动作开关或拨码开关。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述地震传感器通过柔性连接装置与车体底部或左侧或右侧或前方或后方相连接，可以为单个传感器，也可以为多个传感器采用线形排列或弧形排列布置。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述行程采集装置为固定在车体的行动轮或行动轮轴上的测距轮或光电编码器或机械开关或电平开关。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述控制系统还包括电子渐变提升电路、转把霍尔电门，所述电子渐变提升电路和转把霍尔电门通过双刀双掷开关与车体行走动力的油门控制系统切换连接，通过双刀双掷开关实现探测车路基隐患探测作业状态与正常行走状态的转换；

当双刀双掷开关置于所述电子渐变提升电路时，车体处于路基隐患探测作业状态；

当双刀双掷开关置于所述转把霍尔电门时，车体处于正常行走状态。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述车体可以为自带行走动力的电动车，也可以为以其他电动车作为牵引车的牵引式车体；车体的行走动力控制系统与探测车的控制系统连接，实现探测车行-停-行-停的循环作业功能。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述探测车还包括：

设置在车体上的灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，所述灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置与控制系统的输出端口连接。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述探测车还包括：

安装在车体上，用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机，以及用于记录拍摄照片的位置的GPS定位装置，所述照相机或摄像机及GPS定位装置与控制系统的输出端口连接，拍摄的照片和记录的相应位置用于后期路基隐患提取核查。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于路基隐患探测的探测车，其特征在于，

所述探测车还包括：

控制系统启动遥控装置和车体转向遥控装置，所述控制系统启动遥控装置与控制系统连接，所述车体转向遥控装置与车体的转向装置连接，实现对所述探测车的整体遥控。

11.一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、启动探测车，设置探测车测量间距L及每次地震仪采集数据的时间t，车体行走，震源开始蓄力，震源每次蓄力完成后会发送蓄力完成信号给探测车的控制系统；

S2、当探测车车体的行动轮或行动轮轴上的行程采集装置检测到车体到达距离L时，行程采集装置发出行程到位信号给控制系统的输入端口，控制系统输出端口输出行走电门关断信号和电子刹车启动信号给车体的制动系统，车体停车；若此时控制系统已接收到蓄力完成信号，则控制系统输出撞击信号给震源，使震源的撞击装置冲击地面；若此时控制系统未接收到蓄力完成信号，则等待至接收到蓄力完成信号后，控制系统再输出撞击信号给震源，使震源的撞击装置冲击地面；撞击装置冲击完成之后，震源开始再次蓄力；

S3、撞击装置冲击地面的同时给出信号给地震仪，启动地震仪开始采集地震传感器传来的地震数据，同时给出信号给控制系统以此为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t，时间t完成后，地震仪停止采集数据，控制系统输出端口输出电子刹车关断信号和行车电门启动信号，车体行走；

S4、按照步骤S2-S3周期循环作业，直至完成整个探测任务。

12.根据权利要求11所述的一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，

所述步骤S3中：所述地震仪以附着在震源的撞击装置上的触发感应装置发出的信号为启动信号，开始采集地震传感器传来的地震数据，同时所述控制系统以触发感应装置发出的另一信号为时间参考点，计量地震仪采集数据的时间长度t。

13.根据权利要求11或12所述的一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，

所述步骤S2还包括：

车体停车的同时，控制系统的输出端口输出电子快门启动信号给用于拍摄路面工程状况的照相机或摄像机作为电子快门开关拍摄照片；同时控制系统还输出信号给GPS定位装置记录拍摄照片的位置。

14.根据权利要求11或12所述的一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，所述探测方法还包括：

在所述步骤S1-S4中，若控制系统检测到探测车的车体没有行走动力时，控制系统的输出端口输出的行程到位信号和行走电门启动信号提供给设置在车体上的灯光闪烁器或蜂鸣器提醒装置，以提醒推行人员及时刹车或推动探测车车体前行。

15.根据权利要求11或12所述的一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，

所述探测方法还包括步骤S0：将双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体正常行走到待探测路段，之后，将与车体行走动力的油门控制系统连接的双刀双掷开关置于与探测车的控制系统连接的电子渐变提升电路上，将车体切换至行-停-行-停的路基隐患探测作业状态；

所述探测方法还包括S5：完成探测任务后，将双刀双掷开关切换至与探测车的控制系统连接的转把霍尔电门上，使车体恢复正常行走状态。

16.根据权利要求11或12所述的一种用于路基隐患探测的探测车的探测方法，其特征在于，

所述步骤S1中：通过控制系统启动遥控装置遥控启动探测车车体的控制系统；通过探测车转向遥控装置遥控所述在车体行走过程中的转向。