CN108891336A - 一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车及检测方法 - Google Patents

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詹永春
胥俊
张九林
何坤鹏
陈川
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    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00—Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
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Abstract

本发明涉及一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车及检测方法，检测车包括纵向行走驱动装置、车架、扫描小车轨道、扫描检测仪、扫描小车、电气控制系统和数据传输装置，在隧道检测起始点进行标记并设定起始坐标，检测车整体定位后，操作扫描小车到达隧道检测起始点，控制扫描小车沿扫描小车轨道行走并扫描检测，到达轨道端部后，操作检测车的纵向行走驱动装置往前移动并停车制动，重新操作扫描小车进行扫描。本发明解决了传统检测方法效率低下、检测不完整的缺陷。

Description

一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车及检测方法
技术领域
本发明属于混凝土安全检测领域，涉及一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车及检测方法。
背景技术
现目前对于隧道衬砌混凝土的检测主要采用穿透雷达检测仪成像方式，其扫描操作方法包含固定脚手架支撑、工程机械臂架支撑、人员徒步站立等方式，操作人员手持检测仪进行扫描成像。目前的方式劳动强度极大，且不能充分保证扫描成像的连续性，尤其对于进深较大、高度较高的隧道而言，检测时用时很长，工作效率低下，且不能得到完整全覆盖的衬砌混凝土检测数据。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车及检测方法，解决传统检测方法效率低下、检测不完整的缺陷。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，包括纵向行走驱动装置、车架、扫描小车轨道、扫描检测仪、扫描小车、电气控制系统、支架和数据传输装置，所述纵向行走驱动装置设置在车架的底部，用于控制车架沿着隧道纵向移动，所述扫描小车轨道呈与隧道的内壁相适应的圆拱型，所述扫描小车轨道设置在车架的顶部并与扫描小车通过支架连接，所述扫描检测仪安装在扫描小车上，电气控制系统控制纵向行走驱动装置和扫描小车移动，所述数据传输装置用于扫描检测仪回传成像数据并进行分析。
进一步，扫描小车轨道与隧道内壁之间的距离保持在400-600mm之间。
进一步，所述电气控制系统通过线控或者无线遥控的方式控制扫描小车和纵向行走驱动装置的移动。
进一步，所述纵向行走驱动装置包括车轮和用于驱动所述车轮的驱动装置。
进一步，所述纵向行走驱动装置还包括根据实际地面平整情况设置在车轮下的纵向轨道。
进一步，所述车轮采用钢制车轮、塑料轮或橡胶轮。
进一步，所述驱动装置采用液压马达或者电机。
一种用于隧道衬砌混凝土的检测方法，在隧道检测起始点进行标记并设定起始坐标，检测车整体定位后，操作扫描小车到达隧道检测起始点，控制扫描小车沿扫描小车轨道行走并扫描检测，到达轨道端部后自动停车并暂停扫描，操作检测车的纵向行走驱动装置往前移动并停车制动，重新操作扫描小车进行扫描，重复上述步骤，直到待检测区域全部完成。
进一步，隧道检测起始点在扫描小车轨道的底部最低点或顶部最高点。
本发明的有益效果在于：
1.本装置和方法效率高，免去搭设脚手架、人力手持等步骤，提升作业效率；
2.全覆盖自动扫描，按照混凝土结构的轮廓尺寸自动完成扫描，且有效降低扫描检测误差，提高检测数据的真实性；
3.提升作业安全性，工作人员可在安全区域远程遥控检测车对混凝土构筑物进行检查作业。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1和2所示一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，包括纵向行走驱动装置1、车架2、扫描小车轨道3、扫描检测仪、扫描小车4、电气控制系统5和数据传输装置，纵向行走驱动装置1设置在车架2的底部，用于控制车架2沿着隧道纵向移动，扫描小车轨道3呈与隧道的内壁相适应的圆拱型，扫描小车轨道3设置在车架2的顶部并与扫描小车通过轨道连接，扫描检测仪设置在扫描小车4上，电气控制系统5控制纵向行走驱动装置1和扫描小车4移动，数据传输装置用于扫描检测仪回传成像数据并进行分析，其中7为山体。扫描小车轨道3安装在车架2顶部，按待检测隧道断面尺寸详细设计，保证轨道安装完成后与隧道二衬混凝土内壁6的距离为400-600mm，且轨道接头平顺圆滑过渡。扫描小车轨道3上安装齿条、链条、钢丝绳或磁浮导体等小车牵引固件。采用齿轮齿条、或者磁悬浮进行轨道连接的驱动方式均为现有技术，本领域技术人员应当理解。
本实施例中，车架2根据待检测隧道的断面尺寸和实际检测工作量，可制作为固定尺寸和可调尺寸，车架2各支撑杆件采用型钢制作，各杆件连接采用栓接，方便拆装运输。
本实施例中，扫描小车轨道与隧道内壁之间的距离保持在400-600mm之间。设计为轻便滚轮、滑块或磁浮小车，根据轨道牵引方式设计为电机直接驱动、钢丝绳牵引、磁悬浮牵引或正反轮摩擦压紧等方式，在轨道上沿隧道轮廓行走。其车架顶部搭载穿透扫描仪，保证扫描仪顶部距离二衬内壁6的距离500mm左右，扫描小车上的扫描检测仪的穿透扫描深度为500-6000mm。
本实施例中，电气控制系统5通过线控或者无线遥控的方式控制扫描小车和纵向行走驱动装置的移动。电气控制系统5包含自带电源(发电机、锂电池等)或接入市电作为电源，行走驱动终端动力机操作控制线路，传感器等部件，通过线控或遥控装置控制检测车和扫描小车4前后行走、弯道行走及对应的停车制动。数据传输装置主要包含数据收集、触发传感器、终端处理分析设备等，用于扫描检测仪回传成像数据并进行分析，按设定的报告模板输出隧道衬砌混凝土的检测分析报告。
本实施例中，纵向行走驱动装置包括纵向轨道11、车轮12和用于驱动车轮12的驱动装置。如地面不平，可预先铺设槽钢或钢轨轨道行走；如在铁路隧道，也可利用已经铺好的铁路轨道行走。可通过电气控制系统5调节行走前进方向并调整行走角度，适应隧道线路的平曲线。车轮12采用钢制车轮或塑料轮。本实施例中，驱动装置采用液压马达或者电机，当然也可以采用人力在地面上行走。
根据待检测混凝土轮廓的不同尺寸详细设计不同的车架和扫描小车轨道尺寸，该方案可广泛适用于铁路隧道、公路隧道、小型混凝土拱桥及其他类似混凝土构筑物的检测。本项发明主要解决传统检测方法效率低下、检测不完整的缺陷。采用智能控制的移动小车搭载混凝土穿透成像检测仪，通过调节检测仪的纵向和隧道拱壁断面曲线上的位移，可高效且完整的进行衬砌混凝土的检测成像，并回传到终端处理设备上进行分析，通过终端计算机输出完整的检测报告。
一种用于隧道衬砌混凝土的检测方法，在隧道检测起始点进行标记并设定起始坐标，检测车整体定位后，操作扫描小车4到达隧道检测起始点，控制扫描小车4沿扫描小车轨道3行走并扫描检测，到达轨道端部后，操作检测车的纵向行走驱动装置往前移动500mm并停车制动，重新操作扫描小车4进行扫描，重复上述步骤，直到待检测区域全部完成。隧道检测起始点一般设置在扫描小车轨道3的底部最低点或顶部最高点。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：包括纵向行走驱动装置、车架、扫描小车轨道、扫描检测仪、扫描小车、电气控制系统和数据传输装置，所述纵向行走驱动装置设置在车架的底部，用于控制车架沿着隧道纵向移动，所述扫描小车轨道呈与隧道的内壁相适应的圆拱型，所述扫描小车轨道设置在车架的顶部并与扫描小车通过支架连接，所述扫描检测仪安装在扫描小车上，电气控制系统控制纵向行走驱动装置和扫描小车移动，所述数据传输装置用于扫描检测仪回传成像数据并进行分析。
2.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：扫描小车轨道与隧道内壁之间的距离保持在400-600mm之间。
3.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：所述电气控制系统通过线控或者无线遥控的方式控制扫描小车和纵向行走驱动装置的移动。
4.根据权利要求1所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：所述纵向行走驱动装置包括车轮和用于驱动所述车轮的驱动装置。
5.根据权利要求4所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：所述纵向行走驱动装置还包括根据实际地面平整度情况设置在车轮下的纵向轨道。
6.根据权利要求5所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：所述车轮采用钢制车轮、塑料轮或橡胶轮。
7.根据权利要求5所述的用于隧道衬砌混凝土的智能检测车，其特征在于：所述驱动装置采用液压马达或者电机。
8.一种用于隧道衬砌混凝土的检测方法，其特征在于：在隧道检测起始点进行标记并设定起始坐标，检测车整体定位后，操作扫描小车到达隧道检测起始点，控制扫描小车沿扫描小车轨道行走并扫描检测，到达轨道端部后自动停车并暂停扫描，操作检测车的纵向行走驱动装置往前移动并停车制动，重新操作扫描小车进行扫描，重复上述步骤，直到待检测区域全部完成。
9.根据权利要求8所述的用于隧道衬砌混凝土的检测方法，其特征在于：隧道检测起始点在扫描小车轨道的底部最低点或顶部最高点。
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