CN109946695B - 隧道衬砌质量检测装置和检测车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隧道衬砌质量检测装置和检测车辆，隧道衬砌质量检测装置包括：立柱、横梁、两个可伸缩的水平臂组件、可伸缩的竖直臂组件、两个可伸缩的侧向臂组件和多个雷达天线组件，横梁安装于立柱顶部；两个水平臂组件分设于横梁两侧，每个水平臂组件的第一端部与横梁的第一端部连接、第二端部安装有一雷达天线组件；竖直臂组件的第一端部与横梁的第二端部连接、第二端部安装有一雷达天线组件；两个侧向臂组件分设于竖直臂组件两侧，每个侧向臂组件的第一端部与竖直臂组件的第一端部连接、第二端部安装有一雷达天线组件。利用多个雷达天线组件对隧道截面进行全断面检测，提高检测效率，降低工作强度，且可以实现大范围隧道截面检测。

Description

隧道衬砌质量检测装置和检测车辆

技术领域

本发明涉及隧道衬砌质量检测技术领域，具体而言，涉及一种隧道衬砌质量检测装置和一种包括该隧道衬砌质量检测装置的检测车辆。

背景技术

现在隧道施工过程中，二次衬砌后的质量直接关系到隧道的使用寿命、安全等，全面、连续、有效检测其衬砌质量，成为急需解决的问题。

根据《TB10223-2004铁路隧道衬砌质量无损检测规程》，现在常用的检测方法为地质雷达法和超声波法。在实际操作中，常采用人站在行驶的车辆和台架上，手持检测天线，贴紧隧道壁，按标准要求的点进行检测。此外也有部分设备有辅助结构协助或者代替人手持设备。

然而，采用人工托举5公斤左右的天线，每隔几分钟就要休息，劳动效率低，安全隐患大，严重影响检测效率，同时很难连续检测；此外，即使有部分辅助结构，也需要人直接操作天线；还有部分机械支撑雷达天线设备，不需要人直接操作雷达天线，但是检测范围小，不能进行全断面检测。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述技术问题至少之一。

为此，本发明的一个方面的目的在于，提供一种隧道衬砌质量检测装置。

本发明的另一个方面的目的在于，提供一种包括上述隧道衬砌质量检测装置的检测车辆。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案提供了一种隧道衬砌质量检测装置，包括：立柱；横梁，安装于所述立柱的顶部，具有第一端部和第二端部；两个可伸缩的水平臂组件，分设于所述横梁的两侧，每个所述水平臂组件的第一端部与所述横梁的第一端部连接，每个所述水平臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件；可伸缩的竖直臂组件，所述竖直臂组件的第一端部与所述横梁的第二端部连接，所述竖直臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件；两个可伸缩的侧向臂组件，分设于所述竖直臂组件的两侧，每个所述侧向臂组件的第一端部与所述竖直臂组件的第一端部连接，每个所述侧向臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件。

本发明上述技术方案提供的隧道衬砌质量检测装置，水平臂组件、竖直臂组件和侧向臂组件可以统称为臂架组件，利用安装在多个臂架组件上的雷达天线组件可以对隧道截面进行全断面检测，可以覆盖整个隧道截面，实现多个点同时检测，大大提高检测效率，且无需人工直接操作雷达天线，从而大大降低工作强度；利用可伸缩的臂架组件，通过调节各臂架组件的伸缩长度，还可以实现较大范围隧道截面的检测，提升该检测装置的适用性。

另外，本发明上述技术方案中提供的隧道衬砌质量检测装置还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，每个所述水平臂组件的第一端部与所述横梁的第一端部铰接，能够相对所述横梁水平摆转使所述水平臂组件与所述横梁折叠收合；所述竖直臂组件的第一端部与所述横梁的第二端部铰接，能够相对所述横梁竖向摆转使所述竖直臂组件与所述横梁折叠收合；每个所述侧向臂组件的第一端部与所述竖直臂组件的第一端部铰接，能够相对所述竖直臂组件竖向摆转使所述侧向臂组件与所述竖直臂组件折叠收合，还能够随所述竖直臂组件竖向摆转。

检测完成后，可以利用水平臂组件、竖直臂组件及侧向臂组件的摆转，实现相连接的臂架组件的折叠收合，从而使得该检测装置处于收回状态(或称为收缩状态)，减小该检测装置的占用空间，方便该检测装置随车运输，不用进行额外拆装，运输简单方便，大大提升运输及使用该检测装置的便利性。

在上述技术方案中，优选地，每个所述水平臂组件的第一端部通过摆转座与所述横梁的第一端部铰接，除能够相对所述横梁水平摆转，还能够相对所述横梁竖向摆转第一预设角度；每个所述侧向臂组件的第一端部能够相对所述竖直臂组件竖向摆转第二预设角度，所述第一预设角度和所述第二预设角度之和大于或等于90°。

利用水平臂组件相对横梁在第一预设角度范围内竖向摆转(可以根据需要仅竖向向上摆转)，可以调节安装在水平臂组件上的雷达天线组件的高度位置；利用侧向臂组件相对竖向臂组件在第二预设角度范围内竖向摆转(可以为两个侧向臂组件以竖直臂组件为基准相对或相背摆转)，可以调节安装在侧向臂组件上的雷达天线组件的高度位置，从而利用水平臂组件的摆转及侧向臂的摆转调节多个雷达天线组件的相对高度位置，进而在该检测装置的雷达天线组件的数量不变的情况下，满足更多尺寸隧道截面的检测，也即使得该检测装置既适用于小截面隧道衬砌质量的检测，也适用于大截面隧道衬砌质量的检测。

在上述技术方案中，优选地，所述摆转座具有第一端部和第二端部，所述摆转座的第一端部通过第一销轴与所述横梁的第一端部铰接，所述摆转座的第二端部通过第二销轴与所述水平臂组件的第一端部铰接，所述第一销轴的轴线和所述第二销轴的轴线垂直。

利用摆转座分别与水平臂组件和横梁铰接，实现水平臂组件既能够相对横梁水平摆转，又能够相对横梁竖向摆转，结构简单，装配方便。

在上述任一技术方案中，优选地，所述隧道衬砌质量检测装置还包括：两个可伸缩的辅助臂组件，每个所述水平臂组件的第二端部连接有一所述辅助臂组件，所述辅助臂组件的第一端部与所述水平臂组件的第二端部铰接，且能够相对所述水平臂组件竖向摆转使所述辅助臂组件与所述水平臂组件折叠收合，每个所述辅助臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件。

通过在水平臂组件上连接辅助臂组件，能够增加同时检测的检测点，从而确保该检测装置对整个隧道截面进行全断面检测，还能够满足更多尺寸隧道截面的检测需求；辅助臂组件与水平臂组件铰接，这样可以利用辅助臂组件摆转使得安装在辅助臂组件上的雷达天线组件与隧道壁贴合；还可以在检测完成后利用辅助臂组件相对水平臂组件摆转，使得辅助臂组件与水平臂组件折叠收合，从而使得该检测装置处于收回状态(或称为收缩状态)，便于随车运输，不用进行额外拆装，运输简单方便。

在上述技术方案中，优选地，所述水平臂组件、所述竖直臂组件、所述侧向臂组件及所述辅助臂组件统称为臂架组件，每个可伸缩的所述臂架组件通过第一驱动机构实现伸缩，每个可摆转的所述臂架组件通过第二驱动机构实现摆转；所述隧道衬砌质量检测装置还包括控制器，所述控制器分别与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构建立连接，以通过所述控制器向所述第一驱动机构及所述第二驱动机构发送指令，调整所述臂架组件的伸缩长度及摆转位置。

通过设置控制器(如遥控器、控制面板等)，能够通过控制器调整各臂架组件的位置和姿态，有利于实现该检测装置的全自动智能化控制，操作简单方便。

在上述任一技术方案中，优选地，所述立柱为可伸缩立柱，所述可伸缩立柱包括至少两节臂，所述可伸缩立柱通过油缸实现伸缩。

利用可伸缩立柱调整横梁的高度位置，从而调整安装在横梁上的各臂架组件的高度，有利于提高该检测装置的适用性，且在检测完成后，可以将可伸缩立柱收缩，减小可伸缩立柱的长度，从而减小整个检测装置的占用空间，且降低整个检测装置的重心，便于随车运输。

在上述任一技术方案中，优选地，所述隧道衬砌质量检测装置为对称平衡结构，所述隧道衬砌质量检测装置的重心位于所述立柱的中心线上。

该检测装置不管是处于检测完成后的收回状态还是处于检测过程中展开的工作状态，该检测装置的重心均在立柱的中心线上，保证该检测装置的平衡与稳定，从而保证承载有该检测装置的整车的平衡与稳定。

在上述任一技术方案中，优选地，所述水平臂组件、所述竖直臂组件及所述侧向臂组件统称为臂架组件，所述雷达天线组件包括：与所述臂架组件连接的自适应雷达天线支架、及安装于所述自适应雷达天线支架上的雷达天线，所述自适应雷达天线支架能够根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态。

采用自适应雷达天线组件，可以自动适应不同隧道截面、位置的检测，雷达天线组件会根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态，从而可以使自适应雷达天线支架始终贴合隧道壁，确保检测的顺利进行，不需要人进行扶持和托举，大大降低人工操作的工作强度。

在上述技术方案中，优选地，所述自适应雷达天线支架包括：与所述臂架组件连接的支撑座、与所述支撑座铰接的调平座、安装在所述调平座上的防护外壳、以及设于所述调平座和所述防护外壳之间的弹性支撑件，所述雷达天线设于所述防护外壳内，所述防护外壳能够始终贴合隧道壁。

利用可伸缩的臂架组件及弹性支撑件的弹力作用，使得防护外壳的至少部分底面与隧道壁接触，隧道壁对与之接触的底面产生反作用力，从而使得调平座及安装在调平座上的防护外壳绕铰接点旋转，直到防护外壳的全部底面均与隧道壁接触，达到转矩平衡为止，从而实现防护外壳始终与隧道壁接触，确保检测的顺利进行；优选地，防护外壳的底面设有多个车轮，多个车轮能够均与隧道壁接触，车轮的设置能够减小防护外壳与隧道壁之间的摩擦，确保雷达天线组件顺利沿隧道壁移动。

本发明的第二方面的技术方案提供了一种检测车辆，包括：车辆主体，具有用于载物的底盘；和如上述任一技术方案所述的隧道衬砌质量检测装置，安装在所述底盘上。

本发明上述技术方案提供的检测车辆，因其包括上述任一技术方案所述的隧道衬砌质量检测装置，因而具有上述任一技术方案所述的隧道衬砌质量检测装置的有益效果。

在上述技术方案中，优选地，所述底盘上设有监控室，所述监控室内设有与所述雷达天线组件建立连接的显示装置，所述雷达天线组件能够向所述显示装置传递检测信号。

通过设置监控室，雷达天线能够实时将检测信号传递到监控室内的显示装置，便于操作人员在监控室实时观测检测的结构，以便于在发现问题时及时做出调整。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的隧道衬砌质量检测装置处于收回状态的结构示意图；

图2是图1所示隧道衬砌质量检测装置处于工作状态的结构示意图；

图3是本发明一个实施例的隧道衬砌质量检测装置的工作范围的示意图；

图4是本发明一个实施例的检测车辆的结构示意图；

图5是本发明一个实施例的雷达天线组件的结构示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1隧道衬砌质量检测装置，2车辆主体，3监控室，a最小隧道截面，b最大隧道截面；

11立柱，12横梁，13水平臂组件，14竖直臂组件，15侧向臂组件，16辅助臂组件，17雷达天线组件，18摆转座，19铰接销轴，20举升油缸，21伸缩油缸；

171支撑座，172铰接轴，173调平座，174防护外壳，175雷达天线，176弹性支撑件，177车轮。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明一些实施例所述的隧道衬砌质量检测装置和检测车辆。

如图1至图3所示，根据本发明的一些实施例提供的一种隧道衬砌质量检测装置1，包括：立柱11、横梁12、两个可伸缩的水平臂组件13、可伸缩的竖直臂组件14、两个可伸缩的侧向臂组件15和多个雷达天线组件17。

具体地，横梁12安装于立柱11的顶部，具有第一端部和第二端部；两个可伸缩的水平臂组件13分设于横梁12的两侧，每个水平臂组件13的第一端部与横梁12的第一端部连接，每个水平臂组件13的第二端部安装有一雷达天线组件17；可伸缩的竖直臂组件14的第一端部与横梁12的第二端部连接，竖直臂组件14的第二端部安装有一雷达天线组件17；两个可伸缩的侧向臂组件15分设于竖直臂组件14的两侧，每个侧向臂组件15的第一端部与竖直臂组件14的第一端部连接，每个侧向臂组件15的第二端部安装有一雷达天线组件17。

本发明上述实施例提供的隧道衬砌质量检测装置1，水平臂组件13、竖直臂组件14和侧向臂组件15可以统称为臂架组件，利用安装在多个臂架组件上的雷达天线组件17可以对隧道截面进行全断面检测，可以覆盖整个隧道截面，实现多个点同时检测，大大提高检测效率，且无需人工直接操作雷达天线，从而大大降低工作强度；利用可伸缩的臂架组件，通过调节各臂架组件的伸缩长度，还可以实现较大范围隧道截面的检测，提升该检测装置的适用性。

在一个实施例中，如图1和图2所示，每个水平臂组件13的第一端部与横梁12的第一端部铰接，能够相对横梁12水平摆转使水平臂组件13与横梁12折叠收合；竖直臂组件14的第一端部与横梁12的第二端部铰接(如通过铰接销轴19铰接)，能够相对横梁12竖向摆转使竖直臂组件14与横梁12折叠收合；每个侧向臂组件15的第一端部与竖直臂组件14的第一端部铰接，能够相对竖直臂组件14竖向摆转使侧向臂组件15与竖直臂组件14折叠收合，还能够随竖直臂组件14竖向摆转。

检测完成后，可以利用水平臂组件13、竖直臂组件14及侧向臂组件15的摆转，实现相连接的臂架组件的折叠收合，从而使得该检测装置处于收回状态(或称为收缩状态)，减小该检测装置的占用空间，方便该检测装置随车运输，不用进行额外拆装，运输简单方便，大大提升运输及使用该检测装置的便利性。

在一个实施例中，如图1和图2所示，每个水平臂组件13的第一端部通过摆转座18与横梁12的第一端部铰接，除能够相对横梁12水平摆转，还能够相对横梁12竖向摆转第一预设角度；每个侧向臂组件15的第一端部能够相对竖直臂组件14竖向摆转第二预设角度，第一预设角度和第二预设角度之和大于或等于90°。一个具体实施例中，每个水平臂组件13的第一端部能够相对横梁12竖向向上摆转20°，每个侧向臂组件15的第一端部能够相对竖直臂组件14竖向摆转70°。当然，第一预设角度和第二预设角度的取值不限于上述具体限定，可以根据实际情况合理设计。

利用水平臂组件13相对横梁12在第一预设角度范围内竖向摆转(可以根据需要仅竖向向上摆转)，可以调节安装在水平臂组件13上的雷达天线组件17的高度位置；利用侧向臂组件15相对竖向臂组件在第二预设角度范围内竖向摆转(可以为两个侧向臂组件15以竖直臂组件14为基准相对或相背摆转)，可以调节安装在侧向臂组件15上的雷达天线组件17的高度位置，从而利用水平臂组件13的摆转及侧向臂的摆转调节多个雷达天线组件17的相对高度位置，进而在该检测装置的雷达天线组件17的数量不变的情况下，满足更多尺寸隧道截面的检测，也即使得该检测装置既适用于小截面隧道衬砌质量的检测，也适用于大截面隧道衬砌质量的检测。

如图1和图2所示，摆转座18具有第一端部和第二端部，摆转座18的第一端部通过第一销轴与横梁12的第一端部铰接，摆转座18的第二端部通过第二销轴与水平臂组件13的第一端部铰接，第一销轴的轴线和第二销轴的轴线垂直。利用摆转座18分别与水平臂组件13和横梁12铰接，实现水平臂组件13既能够相对横梁12水平摆转，又能够相对横梁12竖向摆转，结构简单，装配方便。

在一个实施例中，如图1和图2所示，隧道衬砌质量检测装置1还包括：两个可伸缩的辅助臂组件16，每个水平臂组件13的第二端部连接有一辅助臂组件16，辅助臂组件16的第一端部与水平臂组件13的第二端部铰接使辅助臂组件16与水平臂组件13折叠收合，且能够相对水平臂组件13竖向摆转，每个辅助臂组件16的第二端部安装有一雷达天线组件17。

通过在水平臂组件13上连接辅助臂组件16，能够增加同时检测的检测点，从而确保该检测装置对整个隧道截面进行全断面检测，还能够满足更多尺寸隧道截面的检测需求；辅助臂组件16与水平臂组件13铰接，这样可以利用辅助臂组件16摆转使得安装在辅助臂组件16上的雷达天线组件17与隧道壁贴合；还可以在检测完成后利用辅助臂组件16相对水平臂组件13摆转，使得辅助臂组件16与水平臂组件13折叠收合，从而使得该检测装置处于收回状态(或称为收缩状态)，便于随车运输，不用进行额外拆装，运输简单方便。

如图3所示，图示中的a表示最小隧道截面，b表示最大隧道截面，中心线左侧区域为最小隧道截面工作状态示意，中心线右侧区域为最大隧道截面工作状态示意。当需要对较大隧道截面进行检测时，如由图示中的左侧区域的工作状态切换为右侧区域的工作状态时，可以将竖直臂组件14、侧向臂组件15、水平臂组件13及辅助臂组件16均伸长，同时将水平臂组件13沿竖向向上摆转预设角度，还可以摆转辅助臂组件16，确保各个臂架组件上的雷达天线组件17在隧道壁上的高度位置合理，且各个雷达天线组件17均与隧道壁贴合。

综合上述，该检测装置的各臂架组件折叠后处于收缩状态可以随车运输，不用进行拆装，运输简单方便；各臂架组件展开，通过控制各臂架组件的伸缩长度，可以覆盖设计范围内的所有隧道截面，提升该检测装置的适用性；通过控制侧向臂组件15和水平臂组件13的摆转角度以及控制辅助臂组件16的伸缩长度，可以实现全断面的7个检测点的连续检测。

在一个实施例中，如图1和图2所示，水平臂组件13、竖直臂组件14、侧向臂组件15及辅助臂组件16统称为臂架组件，每个可伸缩的臂架组件通过第一驱动机构(如伸缩油缸21)实现伸缩，每个可摆转的臂架组件通过第二驱动机构(如举升油缸20)实现摆转；隧道衬砌质量检测装置1还包括控制器(未示出)，控制器分别与第一驱动机构、第二驱动机构建立连接，以通过控制器向第一驱动机构及第二驱动机构发送指令，调整臂架组件的伸缩长度及摆转位置。通过设置控制器(如遥控器、控制面板等)，能够通过控制器调整各臂架组件的位置和姿态，有利于实现该检测装置的全自动智能化控制，操作简单方便。

在一个实施例中，水平臂组件13、竖直臂组件14、侧向臂组件15及辅助臂组件16统称为臂架组件，每个可伸缩的臂架组件上均安装有长度检测传感器；每对相对摆转的臂架组件之间安装有检测角度的传感器。

在一个实施例中，侧向臂组件15可以为二节臂结构或者三节臂结构，二节臂结构可以通过油缸伸缩，三节臂结构可以通过钢丝绳伸缩。

在一个实施例中，如图1和图2所示，立柱11为可伸缩立柱，可伸缩立柱包括至少两节臂，可伸缩立柱通过油缸实现伸缩。利用可伸缩立柱调整横梁12的高度位置，从而调整安装在横梁12上的各臂架组件的高度，有利于提高该检测装置的适用性，且在检测完成后，可以将可伸缩立柱收缩，减小可伸缩立柱的长度，从而减小整个检测装置的占用空间，且降低整个检测装置的重心，便于随车运输。

在一个实施例中，如图2所示，隧道衬砌质量检测装置1为对称平衡结构，隧道衬砌质量检测装置1的重心位于立柱11的中心线上。该检测装置不管是处于检测完成后的收回状态还是处于检测过程中展开的工作状态，该检测装置的重心均在立柱11的中心线上，保证该检测装置的平衡与稳定，从而保证承载有该检测装置的整车的平衡与稳定。

在一些实施例中，如图1和图5所示，水平臂组件13、竖直臂组件14及侧向臂组件15统称为臂架组件，雷达天线组件17包括：与臂架组件连接的自适应雷达天线支架、及安装于自适应雷达天线支架上的雷达天线175，自适应雷达天线支架能够根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态。

采用自适应雷达天线组件17，可以自动适应不同隧道截面、位置的检测，雷达天线组件17会根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态，从而可以使自适应雷达天线支架始终贴合隧道壁，确保检测的顺利进行，不需要人进行扶持和托举，大大降低人工操作的工作强度。

在一个实施例中，如图5所示，自适应雷达天线支架包括：与臂架组件连接的支撑座171、与支撑座171铰接的调平座173、安装在调平座173上的防护外壳174、以及设于调平座173和防护外壳174之间的弹性支撑件176，雷达天线175设于防护外壳174内，防护外壳174能够始终贴合隧道壁。一个具体实施例中，调平座173与支撑座171通过铰接轴172铰接，弹性支撑件176为弹簧。

利用可伸缩的臂架组件及弹性支撑件176的弹力作用，使得防护外壳174的至少部分底面与隧道壁接触，隧道壁对与之接触的底面产生反作用力，从而使得调平座173及安装在调平座173上的防护外壳174绕铰接点旋转，直到防护外壳174的全部底面均与隧道壁接触，达到转矩平衡为止，从而实现防护外壳174始终与隧道壁接触，确保检测的顺利进行；优选地，防护外壳174的底面设有多个车轮177，多个车轮177能够均与隧道壁接触，车轮177的设置能够减小防护外壳174与隧道壁之间的摩擦，确保雷达天线组件17顺利沿隧道壁移动，不需要人进行扶持和托举；雷达天线组件17可以有±100mm缓冲范围，以适应车辆行驶偏移工况；雷达天线可以实时将检测信号传递到监控室3的显示屏，以便于操作人员在监控室3实时观测检测的结果；雷达天线组件17还可以将偏移信号传递给驾驶人员，以便于人工或者自动调整行驶路线。

一个具体实施例中，如图1和图2所示，隧道衬砌质量检测装置1包括：伸缩立柱(即立柱11)、水平大梁(即横梁12)、2套水平臂组件13、2套辅助臂组件16、竖直臂组件14、2套侧向臂组件15和7套雷达天线组件17。

具体地，整个检测装置通过法兰及螺栓与底盘相连；伸缩立柱由三节臂组成，通过油缸实现伸缩；水平大梁通过螺栓与伸缩立柱连接；水平臂组件13通过摆转座18与水平大梁的一端铰接，可实现水平摆转以及竖向方向(即垂直水平面方向)向上20°范围内摆转；辅助臂组件16通过销轴铰接在水平臂组件13端部，可随水平臂组件13一起摆转，同时可以绕铰接点相对水平臂组件13摆转90°；侧向臂组件15通过销轴与竖直臂组件14铰接，侧向臂组件15可以绕铰接点相对竖直臂组件14摆转70°；竖直臂组件14通过销轴与水平大梁的另一端铰接，竖直臂组件14和侧向臂组件15可以一起相对于水平大梁摆转90°；侧向臂组件15可以为二节臂结构或者三节臂结构，二节臂结构可以通过油缸伸缩，三节臂结构可以通过钢丝绳伸缩；每个可伸缩的臂架组件都安装有长度检测传感器；每个相对摆转组件之间安装有检测角度的传感器；通过各臂架组件的摆转、伸缩可以覆盖隧道截面的全断面的检测；雷达天线组件17通过螺栓与各臂架组件连接。

如图1和图2所示，检测完成后需要收回各臂架组件时，将该检测装置的各臂架组件相互折叠收合，使得该检测装置处于收回状态，减小整个检测装置的体积，便于随车运输；具体地，将各辅助臂组件16随水平臂组件13一起朝水平大梁连接有竖直臂组件14的一端的方向(即图示中的水平向后)摆转90°，使水平臂组件13与水平大梁折叠在一起，将各辅助臂组件16向靠近水平臂组件13的方向(即图示中的竖直向前)摆转90°，使各辅助臂组件16与水平臂组件13折叠在一起，将各侧向臂组件15向靠近竖直臂组件14的方向(即图示中的竖直朝向竖直臂组件14)摆转，使侧向臂组件15与竖直臂组件14折叠在一起，然后将竖直臂组件14和侧向臂组件15一起朝水平大梁连接有水平臂组件13的一端的方向(即图示中的竖直向前)摆转90°，使竖直臂组件14及侧向臂组件15与水平大梁折叠在一起，从而完成各臂架组件的收回，然后还可以将伸缩立柱收回至最短长度，完成整个检测装置的折叠，使整个检测装置处于收回状态。

上述实施例提供的隧道衬砌质量检测装置1具有如下有益效果：1)可实现全断面检测，可以覆盖整个隧道截面，实现7个点同时检测；2)可实现较大范围隧道截面的检测，如8.6米至15米范围隧道截面的检测；3)全自动智能化设计，操作简单方便，可以通过遥控器调整臂架位置和姿态；4)该检测装置不管是处于检测完成后的收回状态，还是处于展开后的工作状态，可以确保重心均在立柱11的中心线上，从而保证整车的平衡与稳定；5)各臂架组件处于收回状态可以随车运输，不用进行拆装，运输简单方便；6)操作人员在检测室可以实时观测检测的结果；7)检测速度快，最快可达到10公里/小时。

如图4所示，本发明的第二方面的实施例提供了一种检测车辆，包括：车辆主体2和如上述任一实施例的隧道衬砌质量检测装置1，车辆主体2具有用于载物的底盘；隧道衬砌质量检测装置1安装在底盘上。

本发明上述实施例提供的检测车辆，因其包括上述任一实施例的隧道衬砌质量检测装置1，因而具有上述任一实施例的隧道衬砌质量检测装置1的有益效果，在此不再赘述。

具体地，本发明实施例的检测车辆，可以采用折叠、伸缩式臂架组件，安装在车辆主体的底盘上，每个臂架组件的端部安装有自适应雷达天线检测装置(即雷达天线组件)，解决现有工法中诸多不便：1)采用折叠与伸缩相结合的臂架组件方式，一方面收回状态可以随车运输，不用进行额外拆装；另一方面可以实现最大检测范围的覆盖，可以覆盖单线隧道至双线隧道全断面；2)采用自适应雷达天线检测装置，可以自动适应不同隧道截面、位置的检测，不需要人进行扶持和托举；3)可以用遥控调节臂架的伸缩及位置调整，自动化程度高，操作简单方便。

在上述实施例中，优选地，底盘上设有监控室3，监控室3内设有与雷达天线组件17建立连接的显示装置，雷达天线组件17能够向显示装置传递检测信号。

雷达天线能够实时将检测信号传递到监控室3内的显示装置，便于操作人员在监控室3实时观测检测的结果，以便于在发现问题时及时做出调整。

综上所述，本发明实施例提供的隧道衬砌质量检测装置，该检测装置的各臂架组件折叠后处于收缩状态可以随车运输，不用进行拆装，运输简单方便；各臂架组件展开后通过控制各臂架组件的伸缩长度，可以覆盖设计范围内的所有隧道截面，提升适用性；通过控制侧向臂组件和水平臂组件的摆转角度以及控制辅助臂组件的伸缩长度，可以实现全断面的7个检测点的连续检测；该检测装置为对称平衡结构，即不管是收回状态还是工作状态，其重心均位于立柱的中心线上；雷达天线组件会根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态，使其地面车轮始终贴合隧道壁；雷达天线组件有±100mm缓冲范围，以适应车辆行驶偏移工况；雷达天线能够实时将信号传递到检测室显示屏；雷达天线组件会将偏移信号传递给驾驶人员，人工或者自动调整行驶路线。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，包括：

立柱；

横梁，安装于所述立柱的顶部，具有第一端部和第二端部；

两个可伸缩的水平臂组件，分设于所述横梁的两侧，每个所述水平臂组件的第一端部与所述横梁的第一端部连接，每个所述水平臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件；

可伸缩的竖直臂组件，所述竖直臂组件的第一端部与所述横梁的第二端部连接，所述竖直臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件；

两个可伸缩的侧向臂组件，分设于所述竖直臂组件的两侧，每个所述侧向臂组件的第一端部与所述竖直臂组件的第一端部连接，每个所述侧向臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件；

每个所述水平臂组件的第一端部与所述横梁的第一端部铰接，能够相对所述横梁水平摆转使所述水平臂组件与所述横梁折叠收合；

所述竖直臂组件的第一端部与所述横梁的第二端部通过铰接销轴铰接，能够相对所述横梁竖向摆转使所述竖直臂组件与所述横梁折叠收合；

每个所述侧向臂组件的第一端部与所述竖直臂组件的第一端部铰接，能够相对所述竖直臂组件竖向摆转使所述侧向臂组件与所述竖直臂组件折叠收合，还能够随所述竖直臂组件竖向摆转；

每个所述水平臂组件的第一端部通过摆转座与所述横梁的第一端部铰接，除能够相对所述横梁水平摆转，还能够相对所述横梁竖向摆转第一预设角度；

每个所述侧向臂组件的第一端部能够相对所述竖直臂组件竖向摆转第二预设角度，所述第一预设角度和所述第二预设角度之和大于或等于90°；

所述摆转座具有第一端部和第二端部，所述摆转座的第一端部通过第一销轴与所述横梁的第一端部铰接，所述摆转座的第二端部通过第二销轴与所述水平臂组件的第一端部铰接，所述第一销轴的轴线和所述第二销轴的轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，还包括：

两个可伸缩的辅助臂组件，每个所述水平臂组件的第二端部连接有一所述辅助臂组件，所述辅助臂组件的第一端部与所述水平臂组件的第二端部铰接，且能够相对所述水平臂组件竖向摆转使所述辅助臂组件与所述水平臂组件折叠收合，每个所述辅助臂组件的第二端部安装有一雷达天线组件。

3.根据权利要求2所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，

所述水平臂组件、所述竖直臂组件、所述侧向臂组件及所述辅助臂组件统称为臂架组件，每个可伸缩的所述臂架组件通过第一驱动机构实现伸缩，每个可摆转的所述臂架组件通过第二驱动机构实现摆转；

所述隧道衬砌质量检测装置还包括控制器，所述控制器分别与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构建立连接，以通过所述控制器向所述第一驱动机构及所述第二驱动机构发送指令，调整所述臂架组件的伸缩长度及摆转位置。

4.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，

所述立柱为可伸缩立柱，所述可伸缩立柱包括至少两节臂，所述可伸缩立柱通过油缸实现伸缩。

5.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，

所述隧道衬砌质量检测装置为对称平衡结构，所述隧道衬砌质量检测装置的重心位于所述立柱的中心线上。

6.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，

所述水平臂组件、所述竖直臂组件及所述侧向臂组件统称为臂架组件，所述雷达天线组件包括：与所述臂架组件连接的自适应雷达天线支架、及安装于所述自适应雷达天线支架上的雷达天线，所述自适应雷达天线支架能够根据不同隧道截面和在隧道上的位置自动调整姿态。

7.根据权利要求6所述的隧道衬砌质量检测装置，其特征在于，

所述自适应雷达天线支架包括：与所述臂架组件连接的支撑座、与所述支撑座铰接的调平座、安装在所述调平座上的防护外壳、以及设于所述调平座和所述防护外壳之间的弹性支撑件，所述雷达天线设于所述防护外壳内，所述防护外壳能够始终贴合隧道壁。

8.一种检测车辆，其特征在于，包括：

车辆主体，具有用于载物的底盘；和

如权利要求1至7中任一项所述的隧道衬砌质量检测装置，安装在所述底盘上。

9.根据权利要求8所述的检测车辆，其特征在于，

所述底盘上设有监控室，所述监控室内设有与所述雷达天线组件建立连接的显示装置，所述雷达天线组件能够向所述显示装置传递检测信号。