CN108412550B - 运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，包括车载探地空气耦合雷达天线(1)、旋转固定结构(2)、伞型支撑架(3)、滑车(4)、小型液压装置(5)、传动链(6)、二级门架(7)、一级门架(8)、高度锁定装置(9)、侧边支撑架(10)、第一底部固定装置(11)、第二底部固定装置(12)、底部转动轴承装置(13)。雷达天线可通过液压装置及天线旋转固定装置实现高度和角度调整，包含6组天线的整个上部结构可整体转动，根据双线隧道上下行检测需求灵活调整，使用方便，操作简单。

Description

运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置

技术领域

本发明涉及隧道检测与评估领域的车载探地雷达专用设备，具体涉及一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置。

背景技术

根据我国铁路行业检测规范，铁路隧道雷达检测应对铁路隧道的拱顶、拱腰、和边墙部位进行检测。现有装置检测效率很低，基于车载探雷达系统，拟创新性、探索性地提出一种双线隧道车载远距离雷达快速检测装置和方法。

发明内容

本发明目的是提供一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置。

本发明的技术方案如下：

一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，包括车载探地空气耦合雷达天线(1)、旋转固定结构(2)、伞型支撑架(3)、滑车(4)、小型液压装置(5)、传动链(6)、二级门架(7)、一级门架(8)、高度锁定装置(9)、侧边支撑架(10)、第一底部固定装置(11)、第二底部固定装置(12)、底部转动轴承装置(13)；

滑车(4)前侧安装伞型支撑架(3)后侧与传动链(6)相连，滑车(4)左右两侧通过滚轮嵌套于二级门架(7)之中，滑车(4)仅能沿二级门架(7)方向上下移动，二级门架(7)通过滚轮嵌套于一级门架(8)之中，二级门架(7)仅能沿一级门架(8)方向上下运动；小型液压装置(5)的液压缸与一级门架(8)通过螺栓固定，小型液压装置(5)的伸缩杆与二级门架(7)通过螺栓固定，小型液压装置(5)伸缩杆顶部装有齿轮，齿轮与小型液压装置(5)伸缩杆焊接固定；传动链(6)一端固定于一级门架(8)上，另一端绕过小型液压装置(5)伸缩杆顶部齿轮后与滑车(4)相连；通过踩动小型液压装置(5)脚踏实现液压缸伸缩，进而带动二级门架(7)与滑车(4)运动，滑车(4)与二级门架(7)的行程比为2:1；

高度锁定装置(9)包括固定在一级门架(7)上的第一横杆、固定在二级门架(8)上的第二横杆、一端固定在第一横杆的两根竖杆，两根竖杆上设置一排一定间隔的螺孔，在检测装置达到要求高度后，通过螺栓将竖杆和第二横杆位置固定，即可将一级门架(7)与二级门架(8)固定，进而实现滑车位置的固定。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，伞型支撑架(3)用于安装隧道拱顶检测天线，安装五套天线，实现拱顶、拱腰位置检测。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，二级门架底部固定在底部转动轴承装置(13)上，用于实现二级门架以及与其连接的整个装置180°旋转，旋转到指定位置之后通过插销固定。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，车载探地空气耦合雷达天线(1)的检测方向可由旋转固定结构(3)调节；雷达天线(1)到隧道衬砌表面的距离由液压装置(5)控制；车载探地雷达空气耦合雷达天线(1)对应的六组测线可由底部转动轴承装置(13)调节，一套车载探地雷达检测系统可在一个维修天窗点内实现高铁双线隧道12条测线的全断面检测。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，车载探地空气耦合雷达天线(1)在一个固定的高度上移动，雷达图像能够反映衬砌表面几何形态的变化及衬砌背后围岩状态。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，车载探地空气耦合雷达天线(1)含六个固定螺栓，与旋转固定结构(2)上预留的六个螺栓孔互相固定，中间可预设橡皮垫，使其接合地更加稳固可靠。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，旋转固定结构(2)与伞型支撑架(3)或侧边支撑架(10)通过螺旋连接，根据检测的需要，可旋转固定结构，调整角度，让螺栓孔吻合对应后再由相应的螺栓固定；伞型支撑架通过螺栓安装在滑车(4)上，侧边支撑架(10)通过螺栓安装在一级门架(8)上。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，底部转动轴承(13)可带动上部结构整体进行180°旋转，实现双线隧道的上下线断面全覆盖测线布置。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，通过四个紧绳器装置将一级门架顶端与车体四角连接并紧定。

所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，通过小型液压装置(5)带动传动链(6)、二级门架(7)及滑车(4)运动，到达指定位置后，通过高度锁定装置(9)锁定天线支撑装置的高度。

本发明可达到以下效果:(1)将一个主体支撑框架固定在隧道检测车上，雷达天线可由伞型支撑架控制在高速铁路机车车辆限界以内，不影响检测车的行驶速度；(2)车载探地雷达系统一次性布置6条测线，全断面12条测线，其中拱顶加密布置(拱顶三个雷达天线)；(3)雷达天线可通过液压装置及天线旋转固定装置实现高度和角度调整，包含6组天线的整个上部结构可整体转动，根据双线隧道上下行检测需求灵活调整，使用方便，操作简单。

附图说明

图1是本发明主体支撑转动升降结构的主视图；

图2是本发明主体支撑转动升降结构的侧视图；

图3是本发明应用于高铁双线隧道检测的示意图；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

参考图1、图2，一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其包括车载探地空气耦合雷达天线1、旋转固定结构2、伞型支撑架3、滑车4、小型液压装置5、传动链6、二级门架7、一级门架8、高度锁定装置9、侧边支撑架10、第一底部固定装置11、第二底部固定装置12、底部转动轴承装置13。

滑车4前侧安装伞型支撑架3后侧与传动链6相连，滑车4左右两侧通过滚轮嵌套于二级门架7之中，滑车4仅能沿二级门架7方向上下移动，二级门架7通过滚轮嵌套于一级门架8之中，二级门架7仅能沿一级门架8方向上下运动。小型液压装置5是运动输出结构，通过踩动脚踏14实现液压缸的伸缩。小型液压装置5的液压缸与一级门架8通过螺栓固定，小型液压装置5的伸缩杆与二级门架7通过螺栓固定，小型液压装置5伸缩杆顶部装有齿轮，齿轮与小型液压装置5伸缩杆焊接固定。传动链6一端固定于一级门架8上，另一端绕过小型液压装置5伸缩杆顶部齿轮后与滑车4相连。通过踩动小型液压装置5脚踏实现液压缸伸缩，进而带动二级门架7与滑车4运动，滑车4与二级门架7行程比为2:1，即在小型液压装置5同等伸缩量的情况下，滑车上升或下降是二级门架7上升或下降的两倍。

车载探地雷达检测装置需要在空气耦合天线升到相应高度后，保持高度不变，高度锁定装置9包括固定在一级门架7上的第一横杆、固定在二级门架8上的第二横杆、一端固定在第一横杆的两根竖杆，两根竖杆上设置一排一定间隔的螺孔，在检测装置达到要求高度后，通过螺栓将竖杆和第二横杆位置固定，即可将一级门架7与二级门架8固定，进而实现滑车位置的固定。

第一底部固定装置11是高强度方管共两根，第二底部固定装置12是高强度螺杆共四根，第一底部固定装置11中部相应位置通过螺栓与底部转动轴承装置13连接，两端通过第二底部固定装置12轨道车两侧柱插相连，进而实现车载探地雷达检测装置与轨道车固定。旋转固定结构2通过三根螺杆实现车载探地空气耦合雷达天线1与伞型安装架3连接，旋转固定结构螺孔沿圆周分布，通过孔位调节，进而实现车载探地雷达空气耦合雷达天线1角度调整。

伞型支撑架3用于安装隧道拱顶检测天线，可安装五套天线，实现拱顶、拱腰位置检测。

二级门架底部固定在底部转动轴承装置13上，用于实现二级门架以及与其连接的整个装置180°旋转，旋转到指定位置之后通过插销固定，高铁双线隧道检测需要区分上下行，完成上行或下行检测(半断面检测)之后通过底部转动轴承装置13能实现整个升降装置180°旋转，旋转到指定位置之后通过插销固定，进而完成高铁隧道的全断面检测。安装在隧道检测车上，通过高度调节把检测系统的6组空气耦合天线固定于高速铁路机车车辆限界以内，从而为高铁隧道的车载远距离检测提供了条件。

车载探地空气耦合雷达天线1的检测方向可由旋转固定结构3调节；雷达天线1到隧道衬砌表面的距离由液压装置5控制；车载探地雷达空气耦合雷达天线1对应的六组测线可由底部转动轴承装置13调节，一套车载探地雷达检测系统可在一个维修天窗点内实现高铁双线隧道12条测线的全断面检测。

通过调节和设定第一底部固定装置11、第二底部固定装置12，本装置可安装在多种型号的检测车上，为大范围的高铁隧道结构状态快速检测创造了条件。

车载探地空气耦合雷达天线1可以检测接触网上方拱顶部位，这个部位是隧道最薄弱部位，也是对运营安全威胁最大的位置。

车载探地空气耦合雷达天线1在一个固定的高度上移动，雷达图像能够反映衬砌表面几何形态的变化及衬砌背后围岩状态。

在图1中，车载探地空气耦合雷达天线1含六个固定螺栓，与旋转固定结构2上预留的六个螺栓孔互相固定，中间可预设橡皮垫，使其接合地更加稳固可靠。

旋转固定结构2与伞型支撑架3或侧边支撑架10通过螺旋连接，根据检测的需要，可旋转固定结构，调整角度，让螺栓孔吻合对应后再由相应的螺栓固定。

伞型支撑架通过螺栓安装在滑车4上，侧边支撑架10通过螺栓安装在一级门架8上。

第一底部固定装置11、第二底部固定装置12实现天线支撑装置与平板车固定连接，第一底部固定装置11与车体，第二底部固定装置12与车体通过螺栓固定，这种固定方式不破损车体，不仅方便运输而且能适应多种车型，实现天线支撑装置与车体的紧密固定。

底部转动轴承13可带动上部结构整体进行180°旋转，实现双线隧道的上下线断面全覆盖测线布置。

在图1中，需要说明的是，在底部固定装置固定的同时，可通过四个紧绳器装置，将一级门架顶端与车体四角连接并紧定，进一步保证了整个天线支撑装置的稳定性。

通过小型液压装置5带动传动链(6)、二级门架7及滑车4运动，到达指定位置后，通过高度锁定装置9锁定天线支撑装置的高度。

制作材料方面，伞型支撑架3建议采用满足强度条件的轻型金属材料，其余部件建议采用钢材，这样不仅能满足强度上的要求，可使结构重心下移，整个结构更加稳固。

本发明给出了运营高铁双线隧道车载断面全覆盖检测方法，图3所示，本发明与检测车相固定，将雷达天线1通过该装置固定在隧道检修车上，所支撑的6组雷达天线，配合车载探地雷达系统，可一次性完成六条测线的检测，六条测线分别指向隧道的拱顶、拱腰以及边墙。上下行两边检测时整个断面包含12条测线，可快速评估运营高铁隧道的衬砌结构状态。图3给出运营高铁双线隧道的应用方案图。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，包括车载探地空气耦合雷达天线（1）、旋转固定结构（2）、伞型支撑架（3）、滑车（4）、小型液压装置（5）、传动链（6）、二级门架（7）、一级门架（8）、高度锁定装置（9）、侧边支撑架（10）、第一底部固定装置（11）、第二底部固定装置（12）、底部转动轴承装置（13）；

滑车（4）前侧安装伞型支撑架（3）后侧与传动链（6）相连，滑车（4）左右两侧通过滚轮嵌套于二级门架（7）之中，滑车（4）仅能沿二级门架（7）方向上下移动，二级门架（7）通过滚轮嵌套于一级门架（8）之中，二级门架（7）仅能沿一级门架（8）方向上下运动；小型液压装置（5）的液压缸与一级门架（8）通过螺栓固定，小型液压装置（5）的伸缩杆与二级门架（7）通过螺栓固定，小型液压装置（5）伸缩杆顶部装有齿轮，齿轮与小型液压装置（5）伸缩杆焊接固定；传动链（6）一端固定于一级门架（8）上，另一端绕过小型液压装置（5）伸缩杆顶部齿轮后与滑车（4）相连；通过踩动小型液压装置（5）脚踏实现液压缸伸缩，进而带动二级门架（7）与滑车（4）运动，滑车（4）与二级门架（7）的行程比为2:1；

高度锁定装置（9）包括固定在一级门架（7）上的第一横杆、固定在二级门架（8）上的第二横杆、一端固定在第一横杆的两根竖杆，两根竖杆上设置一排一定间隔的螺孔，在检测装置达到要求高度后，通过螺栓将竖杆和第二横杆位置固定，即可将一级门架（7）与二级门架（8）固定，进而实现滑车位置的固定；伞型支撑架（3）用于安装隧道拱顶检测天线，安装五套天线，实现拱顶、拱腰位置检测；二级门架底部固定在底部转动轴承装置（13）上，用于实现二级门架以及与其连接的整个装置180°旋转，旋转到指定位置之后通过插销固定；车载探地空气耦合雷达天线（1）的检测方向可由旋转固定结构（3）调节；雷达天线（1）到隧道衬砌表面的距离由液压装置（5）控制；车载探地雷达空气耦合雷达天线（1）对应的六组测线可由底部转动轴承装置（13）调节，一套车载探地雷达检测系统可在一个维修天窗点内实现高铁双线隧道12条测线的全断面检测。

2.根据权利要求1所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，车载探地空气耦合雷达天线（1）含六个固定螺栓，与旋转固定结构（2）上预留的六个螺栓孔互相固定，中间可预设橡皮垫，使其接合地更加稳固可靠。

3.根据权利要求1所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，旋转固定结构（2）与伞型支撑架（3）或侧边支撑架（10）通过螺旋连接，根据检测的需要，可旋转固定结构，调整角度，让螺栓孔吻合对应后再由相应的螺栓固定；伞型支撑架通过螺栓安装在滑车（4）上，侧边支撑架（10）通过螺栓安装在一级门架（8）上。

4.根据权利要求1所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，底部转动轴承（13）可带动上部结构整体进行180°旋转，实现双线隧道的上下线断面全覆盖测线布置。

5.根据权利要求1所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，通过四个紧绳器装置将一级门架顶端与车体四角连接并紧定。

6.根据权利要求1所述的运营高铁双线隧道车载探地雷达检测装置，其特征在于，通过小型液压装置（5）带动传动链(6)、二级门架（7）及滑车（4）运动，到达指定位置后，通过高度锁定装置（9）锁定天线支撑装置的高度。