CN108362323B - 隧道衬砌检测机械手臂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隧道衬砌检测机械手臂，用于检测隧道衬砌质量，包括可伸缩的主臂，所述主臂的底端固定在车辆上；设置在所述主臂顶端的副臂，所述副臂为弧形，并且所述副臂的外弧面对准隧道的衬砌；以及设置在所述副臂的外弧面上的多个探头，各探头到隧道壁的距离可自适应的调节。本发明的进一步改进在于，所述副臂包括若干臂段，其中，通过调节相邻两个臂段之间的夹角以调节副臂的弧度。本发明能够检测隧道衬砌质量，并根据隧道形状调整探头到最佳位置，保证检测结果稳定、准确。本发明还可以同时检测多条测线，节约了检测时间，提高了工作效率。

Description

隧道衬砌检测机械手臂

技术领域

本发明涉及一种隧道衬砌检测机械手臂，属于隧道检测装置。

背景技术

隧道衬砌病害是营运隧道重大安全隐患，如果不及时查明、整治，可能会引发重大的交通安全事故。目前我国正处于隧道安全事故的多发期，因此，对隧道进行定期检测时十分必要的。由于运营隧道断面空间大，常规的手持检测方法无法完成检测工作，必须借助于其他的设备把检测设备延伸到隧道壁。目前常用的方法是在移动的车辆或其他平台搭手脚架，然后检测人员站在架子上，把检测探头贴在隧道壁上进行检测；或者采用简易的机械杆把检测设备延伸到隧道壁上进行检测，无论是采用哪种检测方式，均需要耗费大量的人力，无法保证检测探头和隧道壁之间耦合的一致性，在车辆行驶过程中存在很大的安全隐患，每次只能检测一条测线，检测效率较低等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种隧道衬砌检测机械手臂，能够检测隧道衬砌质量，并根据隧道形状调整探头到最佳位置，保证检测结果稳定、准确。

本发明提出了一种隧道衬砌检测机械手臂，包括：

可伸缩的主臂，所述主臂的底端固定在车辆上；

设置在所述主臂顶端的副臂，所述副臂构造成能够与隧道衬砌轮廓相适应；以及

设置在所述副臂上的多个探头，所述探头构造成能够自适应调节隧道内壁的距离。

本发明的进一步改进在于，所述副臂包括若干臂段，通过调节臂段的长度或相邻两个臂段之间的夹角能够调节所述副臂的形状并控制所述副臂伸展或收缩。

本发明的进一步改进在于，所述主臂上设置连接所述副臂的支撑组件。

本发明的进一步改进在于，所述副臂上设置卡槽，所述卡槽内设置可在卡槽内移动和固定的探头安装座；所述探头通过可伸缩的连接件连接所述探头安装座。

本发明的进一步改进在于，所述主臂包括固定在巡检车辆上的底座，以及设置在所述底座上的主体；其中，所述主体上设置伸缩装置。

本发明的进一步改进在于，所述主臂的底部设置转动机构，用以控制主臂转动。

本发明的进一步改进在于，所述转动机构包括连接所述底座和所述主体的转轴，以及设置在所述主体侧面的转动油缸；其中，所述转动油缸一端连接在巡检车辆上，另一端连接在所述主体上；所述转动油缸伸缩时主体沿转轴转动。

本发明的进一步改进在于，所述支撑组件包括第一支撑杆，以及设置在所述主臂上的第一滑动组件；其中，所述第一支撑杆一端铰接在所述副臂的内弧面，另一端铰接在所述第一滑动组件上；

其中，通过控制第一滑动组件向上滑动来控制所述副臂的伸展，控制控制第一滑动组件向下滑动来控制所述副臂收缩。

本发明的进一步改进在于，所述支撑组件包括第二支撑杆，以及滑动连接在所述副臂的内弧面上的第二滑动组件；其中，所述第二支撑杆一端铰接在所述主臂上，另一端铰接在所述第二滑动组件上；

其中，通过控制第二支撑杆与所述主臂的铰接轴转动能够控制所述副臂伸展和收缩；或者通过控制所述副臂之间连接的转轴能够控制所述副臂伸展或收缩。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述的隧道衬砌检测机械手臂，其主臂可伸缩。根据隧道衬砌的高度调节主臂，从而能够将探头伸入合适的位置，保证探头与隧道衬砌处于最佳的距离。主臂上端还设置副臂，能够安装多个探头，以便探测不同角度隧道衬砌。本发明还可以同时检测多条测线，节约了检测时间，提高了工作效率。

在本发明所述的隧道衬砌检测机械手臂中，所述副臂与主臂的角度可以调节。通过支撑组件能够调节副臂的弧度以及副臂与主臂的夹角，使副臂的形状与隧道衬砌相匹配。这样，副臂上所有的探头到隧道的距离相近，从而提高了探测结果的准确性。在本发明中，主臂能够通过转动机构旋转、倾斜一定的角度，便于检测隧道衬砌侧面。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的隧道衬砌检测机械手臂的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施方案的第一支撑组件连接结构示意图；

图3是根据本发明的一个实施方案的第二支撑组件连接结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

在附图中各附图标记的含义如下：1、主臂，2、副臂，3、探头，11、底座，12、伸缩装置，13、转动机构，14、转轴，15、转动油缸，21、臂段，22、支撑组件，23、第一支撑杆，24、第一滑动组件，25、第二支撑杆，26、第二滑动组件，27、卡槽，31、连接件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例所述隧道衬砌检测机械手臂。根据本发明的隧道衬砌检测机械手臂，能够检测隧道衬砌质量，并根据隧道形状调整探头到最佳位置，保证检测结果稳定、准确。

如图1所示，本实施例所述的一种隧道衬砌检测机械手臂，包括可伸缩的主臂1，所述主臂1设有可伸缩的组件。所述主臂1的底端固定在车辆上，顶端朝向隧道衬砌，并能够通过伸缩组件调节长度。所述机械手臂还包括副臂2，所述副臂2设置在主臂1顶端。其中，所述副臂2构造成能够与隧道衬砌形状、轮廓相适应。所述副臂2上设置多个探头3。在本实施例中，所述副臂2形状可以变化，能够符合隧道衬砌的形状，使多个探头3到隧道衬砌的距离相同。例如，隧道衬砌为弧形，那么所述副臂2为弧形，并且所述副臂2的外弧面对准隧道的衬砌。所述副臂2的外弧面上设置若干用于检测隧道衬砌的探头3。每个探头到隧道壁的距离可以自适应调节，在测量过程中探头会根据到隧道壁的距离自动调节到最佳的位置。

在使用根据本实施例所述隧道衬砌检测机械手臂时，所述主臂1固定在巡检车辆上，通过伸缩组件能调整主臂1的长度，从而调节副臂2和探头3到隧道衬砌的距离。在本实施例中所述副臂2为弧形，与隧道衬砌的内表面形状相匹配。确保能检测到需要检测的任意位置，并且到隧道衬砌的距离都能够达到最佳距离，确保副臂上的探头和隧道壁具有良好的耦合一致性，。

在一个优选的实施例中，所述副臂2包括若干臂段21。所述臂段21沿长度方向相连接。其中，臂段21之间通过铰接的方式相连，这样能够改变臂段21之间的夹角。在本实施例中，通过改变臂段21之间的夹角或改变臂段的长度来调节整个副臂2的形状。并且，通过调节此夹角和长度能够展开或收缩副臂，如在检测工作开始时使副臂2展开，在检测结束后使副臂收缩，这时副臂收复到贴紧主臂，从而减小占用的空间。由于不同隧道的大小、形状不同，隧道顶部的弧度也不相同，通过根据本实施例中的臂段21之间的调整夹角的方式改变副臂2的形状，从而使副臂2适应不同的隧道。在一个实施例中，如图1所示，所述臂段21的数量为两个，分别设置在所述主臂1的顶端的两侧。所述臂段21为弧形条状结构。

在一个实施例中，所述主臂1上设置连接所述副臂2的支撑组件22。所述支撑组件22能够改变位置和状态，从而改变主臂1与所述副臂2的夹角。所述支撑组件22能够支撑副臂2，使副臂2更加稳定，同时还能够改变主臂1与副臂2的夹角，从而进一步调节副臂2的形状，使其更加匹配隧道衬砌的形状。此外，在检测完成后，还能够将副臂2折叠收展。

在一个实施例中，所述副臂2上设置卡槽，所述卡槽内设置探头安装座。所述探头安装座用于安装探头，其中，所述探头安装座能够根据需要在所述卡槽内移动位置。所述探头3通过可伸缩的连接件31连接所述副臂2。所述可伸缩连接件能够伸长或缩小，用以调整探头3伸出的长度。所述可伸缩连接件优选为为气缸。在检测衬砌的过程中，首先调整主臂1的长度，使副臂2和探头3处于合适的位置。再调节调节副臂2的弧度和副臂2伸展的角度，使副臂2形状与隧道衬砌相匹配，保证各个探头3到隧道衬砌的距离大致相同。最后谈过调节连接件来调整探头3伸出的长度，从而精确调节探头3到衬砌的距离。

在一个优选实施例中，所述主臂1包括底座11。所述底座11设置在检测车辆上面，通过螺栓连接等方式固定在检测车辆上。所述主臂1还包括主体，所述主体为圆柱形或长条形，所述主体连接在底座11上。其中，所述主体上设置伸缩装置12，优选地，所述伸缩装置12为油缸，用以实现主臂1伸缩的功能。

在一个优选实施例中，所述主臂1底部设置转动机构13，用以控制主臂1沿隧道的水平方向或垂直方向转动一定角度。在使用时，通过转动机构13使主臂1转动或倾斜，从而能够控制主臂1在竖直方向倾斜的角度。这样，就能够针对隧道断面不同位置进行探测。

在一个优选实施例中，所述转动机构13包括连接所述底座11和所述主体的转轴14，以及设置在所述主体侧面的转动油缸15。其中，所述转动油缸15一端连接在巡检车辆上，另一端连接在所述主体上；所述转动油缸15伸缩时主体沿转轴14转动。

在如图2所示的优选实施例中，所示支撑组件22包括第一支撑杆23，以及设置在所述主臂1上的第一滑动组件24，所示第一滑动组件24沿主臂1的长度方向滑动。其中，所述第一支撑杆23一端铰接在所述副臂2的内弧面，另一端铰接在所述第一滑动组件24上。在使用时，第一滑动组件24滑动能够改变第一支撑杆23与主臂1的夹角，从而改变副臂2与主臂1的夹角。优选地，所述第一支撑杆23可以是气缸等能够伸缩的组件。如图2所示，如果第一滑动组件24向下滑动，则第一支撑杆23下端随之向下移动，副臂2的外端也随之向下移动，这时所述主臂1与所述副臂2的夹角减小，从而使副臂2收缩。如果第一滑动组件24向上移动，则第一支撑杆23下端随之向上移动，所述副臂2的外端也随之向上移动，这时所述主臂1与所述副臂2的夹角增大，从而使副臂2伸展。

在另一个优选实施例中，如图3所示，所述支撑组件22包括第二支撑杆25，以及滑动连接在所述副臂2的内弧面上的第二滑动组件26，所述第二滑动组件26能够沿副臂2的长度方向滑动。其中，所述第二支撑杆25一端铰接在所述主臂1上，另一端铰接在所述第二滑动组件26上。优选地，所述第二支撑杆25可以是气缸等能够伸缩的组件。如图3所示，所述第二支撑杆25与所述主臂1的铰接轴旋转使第二支撑杆25与主臂1的夹角改变，第二滑动组件26随之在副臂2上滑动，从而改变副臂2与主臂1的夹角，从而控制副臂的伸展和收缩。本实施例中还可以通过改变副臂2之间连接的转轴来改变副臂2与主臂1的夹角，从而控制副臂的伸展和收缩。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (7)

1.一种隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，包括：

可伸缩的主臂（1），所述主臂（1）的底端固定在车辆上；

设置在所述主臂（1）顶端的副臂（2），所述副臂（2）构造成能够与隧道衬砌轮廓相适应；以及

设置在所述副臂（2）上的多个探头（3），所述探头（3）构造成能够自适应调节隧道内壁的距离；所述副臂（2）上设置卡槽（27），所述卡槽（27）内设置可在卡槽（27）内移动和固定的探头安装座；所述探头（3）通过可伸缩的连接件（31）连接所述探头安装座；

所述副臂（2）包括若干臂段（21），所述臂段（21）沿长度方向相连接，通过调节臂段（21）的长度或相邻两个臂段（21）之间的夹角能够调节所述副臂（2）的形状并控制所述副臂（2）伸展或收缩。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述主臂（1）上设置连接所述副臂（2）的支撑组件（22）。

3.根据权利要求2所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述主臂（1）包括固定在巡检车辆上的底座（11），以及设置在所述底座（11）上的主体；其中，所述主体上设置伸缩装置（12）。

4.根据权利要求3所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述主臂（1）的底部设置转动机构（13），用以控制主臂（1）转动。

5.根据权利要求4所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述转动机构（13）包括连接所述底座（11）和所述主体的转轴（14），以及设置在所述主体侧面的转动油缸（15）；其中，所述转动油缸（15）一端连接在巡检车辆上，另一端连接在所述主体上；所述转动油缸（15）伸缩时主体沿转轴（14）转动。

6.根据权利要求2所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述支撑组件（22）包括第一支撑杆（23），以及设置在所述主臂（1）上的第一滑动组件（24）；其中，所述第一支撑杆（23）一端铰接在所述副臂（2）的内弧面，另一端铰接在所述第一滑动组件（24）上；

其中，通过控制第一滑动组件（24）向上滑动来控制所述副臂（2）的伸展，控制第一滑动组件（24）向下滑动来控制所述副臂（2）收缩。

7.根据权利要求4所述的隧道衬砌检测机械手臂，其特征在于，所述支撑组件（22）包括第二支撑杆（25），以及滑动连接在所述副臂（2）的内弧面上的第二滑动组件（26）；其中，所述第二支撑杆（25）一端铰接在所述主臂（1）上，另一端铰接在所述第二滑动组件（26）上；

其中，通过控制第二支撑杆（25）与所述主臂（1）的铰接轴转动能够控制所述副臂（2）伸展和收缩；或者通过控制所述副臂（2）之间连接的转轴能够控制所述副臂（2）伸展或收缩。

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