CN110530871B - 一种隧道渗漏水隐性病害检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道渗漏水隐性病害检测设备，包括驾驶室、动力系统、环向检测系统和数据采集系统；所述的环向检测系统设置在动力箱上，依次包括前检测臂、中检测臂和后检测臂及移动系统；所述的前检测臂、中检测臂和后检测臂均包括伸缩架，在所述的伸缩架上均设置有环向弧形轨道，在所述的环向弧形轨道上设置有数据采集系统。本发明隧道渗漏水隐性病害检测设备，能够检测出隐藏于初期支护和二期衬砌内部的空洞、裂缝、积水等隐性病害，从根本上找出引起隧道产生渗漏水的位置和原因。同时，检测精度高，信号抗干扰能力强。

Description

一种隧道渗漏水隐性病害检测设备

技术领域

本发明属于道路交通检测技术领域，涉及道路交通检测设备，具体涉及 一种公路隧道渗漏水隐性病害检测设备。

背景技术

近年来随着经济的快速发展，我国的公路建设也取得了飞速的进展，公 路建设大幅向山区挺进，同时也增加了公路隧道的数量。截止2018年底全 国公路总里程达484.65万公里，其中公路隧道17738处、1723.61万米。隧 道的建设可以大幅缩短交通里程，提高通行能力。但是，我国现有运营隧道 存在严重的病害，尤其是渗漏水病害。据统计，云南、贵州、广西、四川、 重庆等富水岩溶区，绝大多数隧道都存在不同程度的渗漏水问题。渗漏水不仅加剧隧道侵蚀破坏，影响其结构稳定性，加速结构破坏，缩短使用寿命， 而且照成隧道内部湿滑甚至积水，严重影响交通安全性。近些年，出现了大 量的隧道渗漏水导致的重大交通事故。因此，如何解决隧道渗漏水问题成为 目前的行业共性问题。

检测获得渗漏水病害触发位置和诱因，明确病害演化机理和发展规律是 解决这一病害的基础。目前我国对隧道渗漏水病害的检测主要依靠人工记录 和隧道病害检测车两种检测方法。人工检测由现场检测人员手持探测仪器对 隧道内部的隐性病害进行采集并观测记录隧道表面的裂缝、渗漏水等显性病 害，这种检测方式效率低下，耗时耗力，需要封闭隧道，不仅严重影响交通 运营，而且常常伴随一定的危险性。隧道病害检测车常常基于激光、红外、 影像等检测技术，针对隧道表面的裂缝、水泥剥落等显性病害进行检测，对于隐藏于初期支护和二期衬砌内部的空洞、裂缝、积水等隐性病害却无法检 测，而这些隐性病害却是引起隧道产生渗漏水的根本原因，也是目前隧道渗 漏水处置效果不佳，屡治屡漏，越治越漏的原因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道渗漏水隐性病害检测设备，主要解决现 有的隧道病害检测车只能针对显性病害进行检测，对隐性病害无法检测的技 术问题，能从根本上检查出隧道渗漏水的原因。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道渗漏水隐性病害检测设备，包括驾驶室和动力系统，所述的动 力系统包括车体、车轮以及动力箱，所述的车轮与车体连接，所述的动力箱 设置于车体后方，驾驶室位于车体前方，还包括环向检测系统；

所述的环向检测系统设置在动力箱上，依次包括前检测臂、中检测臂和 后检测臂及移动系统；所述的前检测臂、中检测臂和后检测臂均包括伸缩架， 在所述的伸缩架上均设置有环向弧形轨道，在所述的环向弧形轨道上设置有 数据采集系统；

所述的移动系统使得前检测臂和后检测臂在动力箱上可以相向直线移 动直至前检测臂和后检测臂与中检测臂位于同一个水平面，并且前检测臂、 后检测臂和中检测臂的环向弧形轨道平滑衔接；同时，所述的移动系统使得 前检测臂和后检测臂在动力箱上可以反向直线移动直至前检测臂和后检测 臂与中检测臂位于同一水平轴线上；

所述的数据采集系统用于检测并反馈隧道渗漏水信息。

具体的，所述的前检测臂和后检测臂的结构相同，均包括摆动伸缩架， 所述的摆动伸缩架可以发生往复摆动，在所述的摆动伸缩架上设置有环向弧 形轨道；所述的中检测臂包括固定伸缩架，在所述的固定伸缩架上设置有所 述的环向弧形轨道。

更具体的，所述的摆动伸缩架包括三个液压伸缩杆，所述的液压伸缩杆 的动力端可活动铰接在支座上，所述的液压伸缩杆的伸缩端连接环向弧形轨 道，所述环向弧形轨道与液压伸缩杆之间焊接有一根加固杆；所述的固定伸 缩架包括四个液压伸缩杆，所述的液压伸缩杆的动力端固定在动力箱的上表 面，所述的液压伸缩杆的伸缩端连接环向弧形轨道，所述环向弧形轨道与液 压伸缩杆之间焊接有一根加固杆。

进一步，所述的移动系统包括前移动板和后移动板，所述的移动板与前 检测臂铰接连接，所述前移动板的一侧通过螺纹孔与丝杠连接，前移动板的 另一测通过光孔与光杆连接；所述的丝杠的一端设置有滚动轴承，所述的丝 杠的另一端与滚动轴承连接后继续外伸，外伸的端头处安装有主传动齿轮；

所述的光杆的两端为螺纹形式，通过支座孔用螺母固定连接在支座上， 所述的支座固定在动力箱上表面；

所述的后移动板的连接方式与前移动板相同，后移动板的外伸的端头处 安装有与主传动齿轮啮合的从动轮，所述从动轮的尺寸与主传动齿轮相同。

更进一步，所述的滚动轴承安装在轴承支座上，所述轴承支座焊接在动 力箱上表面处；所述的主传动齿轮与减速器低速输出轴端连接，所述的减速 器高速输入轴端与电动机转轴连接；所述的前移动板上焊接有液压缸支座， 所述液压缸支座通过铰接连接的方式连接有液压缸的动力端，所述液压缸的 伸缩端通过铰接连接的形式连接在前检测臂上。

具体的，所述的数据采集系统包括多个环向弧形轨道检测小车、SLAM 视觉扫描系统和雷达数控系统，所述的SLAM视觉扫描系统采用多目摄像头 协同工作；所述雷达数控系统包括地质探测雷达、车载雷达信号显示屏和计 算机；所述的多目摄像头和地质探测雷达搭载在环向弧形轨道检测小车上， 所述的多目摄像头与车载雷达信号显示屏连接，所述的车载雷达信号显示屏 和计算机安装在驾驶室内。

更具体的，所述的环向弧形轨道检测小车包括四个轮子、提供轮子动力 的电动机、伸缩架子、伸缩弹簧和照明灯；四个所述的轮子均布放在环向弧 形轨道的两条导槽内，每个轮子分别由一个电动机驱动，电动机均装在电机 盒中；

所述的伸缩架子由上底板、下底板及加在上底板和下底板之间的十字铰 接板和液压伸缩杆组成，所述下底板与跟电机盒连接，所述的多目摄像头、 地质探测雷达和照明灯均位于上底板上，并且多目摄像头和照明灯分别位于 上底板的两端；所述的液压伸缩杆控制十字铰接板的撑开与收缩。

优选的，所述的上底板上固定有四个三角挡板，所述的地质探测雷达布 放在四个三角挡板之间，在地质探测雷达与上底板的板面之间安装有四个伸 缩弹簧，所述的伸缩弹簧的底端与上底板板面固定连接，所述的伸缩弹簧的 顶端与地质探测雷达的底部接触。

更优选的，所述的环向弧形轨道检测小车还包括预紧系统，所述的预紧 系统包括预紧调节机构和四个预紧轮；所述的预紧轮两个为一组，分别布放 在环向弧形轨道的内侧壁；所述的预紧调节机构位于电机盒的两个侧面，包 括电伸缩杆和弧形摩擦片，所述的电伸缩杆的动力端固定在电机盒侧面，所 述的电伸缩杆的伸缩端头处焊接有弧形摩擦片，所述的弧形摩擦片与环向弧 形轨道内侧壁贴合。

此外，本发明所述的动力系统驱动检测设备在隧道内行走；所述的动力 箱内部设置有液压油箱、液压伺服控制器以及直流电源，为检测设备同时提 供液压动力和电力。

与现有技术相比，本发明的效果在于：

(1)本发明隧道渗漏水隐性病害检测设备，能够检测出隐藏于初期支 护和二期衬砌内部的空洞、裂缝、积水等隐性病害，从根本上找出引起隧道 产生渗漏水的位置和原因。同时，检测精度高，信号抗干扰能力强，检测中 雷达与隧道壁紧密贴合，避免了机械振动和空气耦合对检测信号的干扰。

(2)由于设置了三种不同类型的伸缩结构及多个摄像头的协同工作， 能使检测过程适应不同尺寸、不同形状的带有障碍物的隧道壁。同时，环状 弧形轨道的设置能够使对隧道纵向和横向渗漏水隐性病害同时进行检测，便 于构造三维可视化数字隧道。

(3)本发明隧道渗漏水隐性病害检测设备能够在正常运行交通条件下 进行快速、安全检测作业，克服现有人工检测方法需要封闭交通、效率低、 安全风险高的缺陷。同时，本发明隧道渗漏水隐性病害检测设备能检测初期 支护和二次衬砌的内部隐性病害，克服现有采用激光、红外和影像技术仅能 检测隧道壁表面显性病害的缺陷。

附图说明

图1是本发明实施例作业状态时的正三轴侧视图；

图2是本发明实施例未作业时的正三轴侧视图；

图3是本发明实施例作业状态时的主视图；

图4是本发明实施例作业状态时的左视图；

图5是本发明实施例作业状态时的俯视图；

图6A是本发明实施例作业状态时正三轴侧视图中检测小车的放大视图；

图6B是本发明实施例作业状态时主视图中检测小车的放大视图；

图6C是本发明实施例作业状态时左视图中检测小车的放大视图；

图7是SLAM视觉扫描系统的正等轴视图；

图8是本发明实施例作业过程中遇阻碍之前检测小车的工作示意图；

图9是本发明实施例作业过程中遇阻碍时检测小车的工作示意图；

图10是三角挡板与地质探测雷达之间的限位结构图。

图中，各个标号的含义为：

1—前检测臂；2—常闭电磁阀；4—中检测臂；5—环向弧形轨道检测小 车；6—液压缸；8—后检测臂；9—前移动板；10—动力箱；11—后移动版； 12—导槽；13—主传动齿轮；14—减速器；15—电动机；16—光杆；17—丝 杠；18—多目摄像头；19—车体；20—车轮；21—驾驶室；

101—环向弧形轨道；102—加固杆；103—液压伸缩杆；

501—摄像头；502—照明灯；503—三角挡板；504—地质探测雷达；505 —伸缩弹簧；506—上底板；507—十字铰接架；508—下底板；509—伸缩架 子；510—轮子；511—检预紧轮；512—预紧调节机构；513—电机盒；

901—支座；902—液压缸支座；

1801—多目摄像头搭载支架。

具体实施方式

本发明隧道渗漏水隐性病害，其中所述的隐性病害是指非表面的病害， 形成原因一般包括衬砌使用的混凝土厚度不足，或者混凝土强度没有达到指 标，除此之外，搅拌混凝土时配比不够合理、衬砌空洞等。长期以往，其中 一种现象是内部会出现裂缝，内部裂缝是内部产生渗漏水的根源，一般不能 像显性病害一样用肉眼直接观察，需要借助专用的设备。本发明的检测设 备，既能够安全高效快速检测，又不影响正常交通，克服人工检查的缺陷， 而且能够检测位于围岩、初期支护、二次衬砌内部的隐性病害。便于发现渗 漏水的根本诱因，为制定具有针对性、科学性的隧道病害处置方案提供条件 和方向，也能够及时发现病害的源头，控制病害演化，将之消灭在萌芽状态， 从而延长隧道使用寿命，保障运营期间的交通安全性，具有重要的现实意义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1：

参见图1-10，本实施例提供了一种隧道渗漏水隐性病害检测设备，包括 由前检测臂1、中检测臂4和后检测臂8组成的环向弧形轨道101；还包括 动力箱10、车轮20、和车轮连接的车体19、驾驶室21。所述环向弧形轨道 101上布放有多个搭载地质探测雷达504的环向弧形轨道检测小车5，用于 对隧道内部病害进行检测；所述的动力箱10用于提供检测作业时所需的液 压动力和电力；所述的驾驶室21，其搭载有SLAM视觉扫描系统和雷达数据 控制中心，根据运行中检测车自身的位姿进行定位，进而进行隧道病害同步 定位和地图构建，构建包括隐性病害分布的三维数字化隧道。

具体的，所述前检测臂1为一种可伸缩的结构，其具有三个液压伸缩杆 103，在每个液压伸缩杆103的端部都焊接有一个环向弧形轨道101。为了使 检测小车在环形轨道上能精确、平稳的运行，在所述弧形轨道板的外曲面上 开有一定深度和宽度的两条导槽12，所述导槽12的具体位置为外曲面的两 侧边缘，且为检测小车运行的轨迹。具体的，所述焊接部位为液压伸缩杆103 的端部和弧形轨道板几何中心的连接处。为了保证液压伸缩杆103和弧形轨 道板连接的可靠性，在液压伸缩杆103和弧形轨道板101之间还焊接有一根加固杆102。

同样的，所述中检测臂4为可伸缩结构，其具有四个液压伸缩杆103和 弧形轨道板，所述液压伸缩杆和弧形轨道板之间焊接有加固杆102；所述后 检测臂8和前检测臂1具有同样的结构。为了组成沿隧道断面方向的环向轨 道，在空间结构布局上，所述前检测臂1和后检测臂8布置于中检测臂4的 两侧，使三者处在同一截面内。为了保证检测作业过程中环向轨道的稳定性， 在前检测臂1和中检测臂4之间安装有常闭电磁阀2，如图3所示。所述常 闭电磁阀2的一极安装在前检测臂1的弧形轨道板上，另一极安装在中检测 臂4的弧形轨道板上。所述常闭电磁阀在断电状态下阀芯处于闭合状态，将 前检测臂1和中检测臂4连接起来；当常闭电磁阀2处于通电状态时，其阀 芯打开，此时断开前检测臂1和中检测臂4之间的连接。同样的，在中检测 臂4和后检测臂8之间也安装有常闭电磁阀2。在检测作业过程中，所述常 闭电磁阀2不仅起到了稳定环向轨道的作用，而且电磁阀还处于断电状态， 不会对地质探测雷达的检测过程造成干扰。

具体的，所述检测车的前检测臂1和后检测臂8布放在前移动板9和后 移动板11上，中检测臂4底部焊接有底座，底座通过螺栓跟动力箱10上表 面连接。检测车在检测作业过程中，前检测臂1、中检测臂4和后检测臂8 处在同一横向平面内组成环向轨道，检测作业完成后，前检测臂1和后检测 臂8与中检测臂4断开连接并回到初始位置，收起液压伸缩杆103。所述初 始位置指的是前检测臂1和后检测臂4沿隧道纵向方向上在动力箱10上表 面依次错开，与中检测臂在纵向上呈对称分布，方便收起液压伸缩杆103。

为了实现上述目的，布放有前检测臂1的前移动板9和布放有后检测臂 4的后移动板11跟连接有一对啮合齿轮主传动齿轮13的两根丝杠17相连 接，当这对啮合齿轮转动时即可驱动前移动板9和后移动板11相向运动， 最终和中检测臂4处在同一截面内，组成环向轨道。为了实现啮合齿轮的运 动，啮合齿轮的主传动齿轮13跟减速器14的低速输出轴啮合连接，减速器 14的高速输入轴跟电动机轴啮合连接，当电动机转动时，可以间接驱动前检测臂1和后检测臂4沿丝杠17方向移动。

具体的，所述前移动板9为具有一定厚度的方形结构，其一端加工有光 孔，通过光孔与光滑光杆16连接，另一端加工有螺纹孔，通过螺纹孔与丝 杠17连接。所述前移动板9与前检测臂1之间用铰接结构连接，连接部位 为前检测臂1的支座底部和焊接于前移动板9上的铰接支座901，所述铰接 支座在前移动板上处于沿几何中心靠近光孔的一侧，在前移动板9沿几何中 心靠近螺纹孔的一侧焊接有液压缸支座902，所述液压缸支座902用铰接结构和液压缸6的动力端连接，所述液压缸6的伸缩端用铰接结构连接于前移 动板1上。所述液压缸6主要用于控制前检测臂1在环形轨道面内旋转的角 度，使前检测臂1和中检测臂4连接起来组成环向轨道。具体的，当检测车 处于检测作业状态时，液压缸6的伸缩杆外伸，使前检测臂1和中检测臂4 被常闭电磁阀2锁住。当检测作业完成后，断开前检测臂1和中检测臂4之 间的常闭电磁阀的连接，当前检测臂1回到初始位置时液压缸6的伸缩杆收 回。

具体的，所述与移动板相连接的光滑光杆16两端为螺纹结构，光滑光 杆16的两端穿过支座光孔并用螺母固定连接，所述光孔支座焊接于动力箱 10的上表面。具体的，所述与移动板相连接的丝杠17的一端端头装有滚动 轴承，和轴承支座连接，另一端靠近端头处与轴承支座用滚动轴承配合连接， 而在其端头处安装有啮合齿轮的主传动齿轮13。所述后检测臂8和后移动板 11之间的连接结构和前检测臂1与前移动板9之间的结构相同，参考图4 和图5所示，且在与后移动11连接的丝杠外伸端头处安装有啮合齿轮的从 动轮。

具体的，所述多个布放在在环向轨道上的环向弧形轨道检测小车5，如 图6所示，为了使其在环向轨道上能够运动，其电机盒513内装有四个电动 机作为检测小车的动力源，每个电动机驱动一个检测小车的轮子510。为了 增大轮子510与导槽之间的附着力，所述检测小车的轮子510具有和导槽12 一样的宽度。

同时，为了实现检测小车在沿环向轨道运动时一直附着在导槽12内， 检测小车安装有两组预紧轮511和两个预紧调节机构512，与检测车的轮子 510配合使用。具体的，所述预紧轮511由两个导轮和导轮支撑架结构组成， 所述支撑架结构具有底座，被螺栓固定在电机盒513的侧面，如图6A所示。 所述预紧轮511的导轮与环向轨道的内侧面紧紧贴合，所述环向轨道的内侧 面是指与液压伸缩杆103焊接连接的弧形面。具体的，所述预紧调节机构512 由电伸缩杆和电伸缩杆端头焊接连接的弧形摩擦片组成，所述弧形摩擦片的 曲率半径与弧形轨道板的一致。所述预紧调节机构的电伸缩杆焊接有底座， 用螺栓将底座固定在电机盒513侧壁，如图6A所示。为了更好的调节检测 小车与环形轨道之间的附着力，在检测小车轮子510的输出轴上安装有力扭 矩传感器，当出现检测小车的轮子510和预紧轮511的导轮与环向轨道之间 的摩擦力不足以克服检测小车在垂直面内的重力，以致检测小车车轮出现滑 动的情形时，力扭矩传感器将信号传输给数据控制中心，并由数据控制中心发出调节指令，使得预紧调节机构512的伸缩杆收缩，让原先与环形轨道未 接触的弧形摩擦片与环形轨道内侧壁接触，增大轮子510与环向轨道之间的 附着力，使得检测小车继续附着在环向轨道上运动。

为了精确的对隧道内部情况进行检测，并确定隐形病害类型，在检测小 车上搭载有地质探测雷达504。同时，为了消除地质探测雷达504在检测的 过程中由空气耦合产生的影响，在检测过程中使地质探测雷达504与隧道壁 紧密接触，便可大大提高检测的精确度。为了使地质探测雷达与隧道壁紧密 接触，在检测小车上设置有伸缩系统，如图5所示。所述伸缩系统由上底板 506、下底板508、十字铰接架507和伸缩架子509组成。具体的，所述下底板508为具有一定厚度的方形结构，用螺栓固定在电机盒513的上表面。所 述上底板506与下底板508具有同样的结构，用于承载地质探测雷达504、 伸缩弹簧505、照明灯502、摄像头等。所述十字铰接架507有两组，分别 布置在上下底板之间，在两组十字铰接架之间还安装有伸缩架子509，上底 板506和下底板508之间的相对位置由伸缩架子509控制。

为了保证地质探测雷达在遇到不平整隧道壁面时保持与隧道壁的良好 接触性，在上底板506和地质探测雷达之间布置由四个伸缩弹簧505。所述 伸缩弹簧505的底端与上底板506的表面之间以焊接的方式连接，伸缩弹簧 505的顶端与地质探测雷达504的底面直接接触。当地质探测雷达与隧道壁 接触时，所述伸缩弹簧505处于压缩状态，并且地质探测雷达504在弹簧伸 缩方向上具有移动自由度。所述上底板506靠近其四角处分别用螺栓固定有 一个三角挡板503，所述三角挡板的顶端设有阻挡结构，如图8所示，限制 地质探测雷达在起纵向的移动范围。具体的，所述探测雷达布放在四个挡板 503之间，限制地质探测雷504达在上底板506水平面内的移动，只实现其 纵向的移动。

检测小车在环向轨道上往复运动时，时常会遇到隧道壁面上的阻碍物， 如隧道壁内悬挂的照明灯等，为了在检测过程中与隧道壁接触的地质探测雷 达不受阻碍物的影响，在上底板506上安装有摄像头501，所述摄像头501 可将图像信息传至驾驶室内数据控制中心，经由数据控制中心处理，将信号 输送给伸缩架子509，通过伸缩架子509的驱动，可实现伸缩架结构在其起 竖直方向上的移动，并跨越障碍物。如图6所示，为地质探测雷达未遇到阻 碍物之前时伸缩架的状态，此时伸缩架子509驱动十字铰接架507处于撑开 状态，地质探测雷达504与隧道壁面紧密接触。如图8所示，当地质探测雷 达遇到阻碍物时，伸缩系统在伸缩架子509的驱动下处于收缩状态，此时可 降低地质探测雷504达在其竖直方向上的高度。当跨过阻碍物后伸缩架结构 再次撑开，使地质探测雷达重新接触在隧道壁上，继续进行检测。

为了满足本检测车在不同尺寸的隧道内进行检测的需求，所述检测小车 的伸缩架结构可通过伸缩架子509的调节，使得地质探测雷达可以适应不同 的高度。

本检测车的主要检测目的是对隧道内的隐形病害进行检测记录，但为了 对隧道表面的显性病害进行辅助检测，在隧道检测车的车身上安装有SLAM 视觉扫描系统18，其上安装有多个多目摄像头18，沿车身前进的周向均匀 分布在多目摄像头搭载支架1801上，在启用多目摄像头进行检测时，配以 照明灯照明，可清楚观察隧道壁表面病害的情况，如裂缝、渗漏水、水泥剥 落等。

所述动力箱10为具有一定厚度的箱体结构，布放在检测车车体19上， 其内部布放有液压伺服控制器和直流电源，为检测过程提供液压动力和电动 力。

上述公路隧道隐形病害检测车的具体工作过程为：

检测车行驶至隧道内，电动机15启动，通过减速器14驱动啮合齿轮转 动，致使与啮合齿轮3连接的丝杠17带动前移动板9和后移动板11相向运 动，使得前检测臂1、中检测臂4和后检测臂8处于同一平面内。接下来启 动各检测臂的液压伸缩杆103，使各环向弧形轨道101组成环向轨道。所述 环向弧形轨道101搭载有多个环向弧形轨道检测小车5，检测小车在伸缩系 统和伸缩弹簧的共同作用下使得探测雷达504紧贴在隧道内壁上，最后检测车启动，沿隧道方向前行，在对多个雷达的使用下即可检测隧道内部的渗漏 水病害。除了可以沿隧道方向进行检测外，检测车还可以在某些特殊部位沿 隧道断面方向进行检测，此时各检测小车沿环向轨道方向往复运动，进行隧 道的断面检测。

在检测小车对隧道进行检测的过程中，地质探测雷达504的天线对隧道 内的具体结构进行信号接收，采集的信号传输至驾驶室21内的雷达数控中 心，同时通过SLAM视觉扫描系统进行隧道病害同步定位和地图构建。

上文具体实施方式和实例仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离权 利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和 替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和 工作要求在不背离发明准则的前提下，在形式、结构、布局、比例、材料、 元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非 限制，本发明之范围由权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。

Claims (4)

1.一种隧道渗漏水隐性病害检测设备，包括驾驶室（21）和动力系统，所述的动力系统包括车体（19）、车轮（20）以及动力箱（10），所述的车轮（20）与车体（19）连接，所述的动力箱（10）设置于车体（19）后方，驾驶室（21）位于车体（19）前方，其特征在于，所述的检测设备还包括环向检测系统；

所述的环向检测系统设置在动力箱（10）上，依次包括前检测臂（1）、中检测臂（4）、后检测臂（8）及移动系统；所述的前检测臂（1）、中检测臂（4）和后检测臂（8）均包括伸缩架，在所述的伸缩架上均设置有环向弧形轨道（101），所述的环向弧形轨道（101）的弧度与隧道内壁弧度相同，在所述的环向弧形轨道（101）上设置有数据采集系统；

所述的移动系统使得前检测臂（1）和后检测臂（8）在动力箱（10）上可以相向直线移动直至前检测臂（1）和后检测臂（8）与中检测臂（4）位于同一个水平面，该水平面垂直于隧道中轴线，并且前检测臂（1）、后检测臂（8）和中检测臂（4）的环向弧形轨道（101）平滑衔接；同时，所述的移动系统使得前检测臂（1）和后检测臂（8）在动力箱（10）上可以反向直线移动直至前检测臂（1）和后检测臂（8）与中检测臂（4）位于同一水平轴线上；

所述的数据采集系统用于检测并反馈隧道渗漏水信息；

所述的移动系统包括前移动板（9）和后移动板（11），所述的前移动板（9）与前检测臂（1）铰接连接共同固定在支座（901）上，所述前移动板（9）的一侧通过螺纹孔与丝杠（17）连接，前移动板（9）的另一测通过光孔与光杆（16）连接；所述的丝杠（17）的一端设置有滚动轴承，所述的丝杠（17）的另一端与滚动轴承连接后继续外伸，外伸的端头处安装有主传动齿轮（13）；

所述的光杆（16）的两端为螺纹形式，通过支座孔用螺母固定连接在支座（901）上，所述的支座（901）固定在动力箱（10）上表面；

所述的后移动板（11）的连接方式与前移动板（9）相同，后移动板（11）的外伸的端头处安装有与主传动齿轮（13）啮合的从动轮，所述从动轮的尺寸与主传动齿轮（13）相同；

所述的数据采集系统用于检测并反馈渗漏水的位置信息和隐形病害类型信息，包括多个环向弧形轨道检测小车（5）、SLAM视觉扫描系统和雷达数控系统，所述的SLAM视觉扫描系统采用多目摄像头（18）协同工作；所述雷达数控系统包括地质探测雷达（504）、车载雷达信号显示屏、定位仪和计算机；所述的多目摄像头（18）、定位仪和地质探测雷达（504）搭载在环向弧形轨道检测小车（5）上，所述的多目摄像头（18）与车载雷达信号显示屏连接，所述的车载雷达信号显示屏和计算机安装在驾驶室（21）内；

所述的环向弧形轨道检测小车（5）包括四个轮子（510）、提供轮子（510）动力的电动机、伸缩架子（509）、伸缩弹簧（505）和照明灯（502）；四个所述的轮子（510）均布放在环向弧形轨道（101）的两条导槽（12）内，每个轮子（510）分别由一个电动机驱动，电动机均装在电机盒（513）中；

所述的伸缩架子（509）由上底板（506）、下底板（508）及加在上底板（506）和下底板（508）之间的十字铰接架（507）和液压伸缩杆（103）组成，所述下底板（508）与电机盒（513）连接，所述的多目摄像头（18）、地质探测雷达（504）和照明灯（502）均位于上底板（506）上，并且多目摄像头（18）和照明灯（502）分别位于上底板（506）的两端；所述的液压伸缩杆（103）控制十字铰接架（507）的撑开与收缩；

所述的上底板（506）上固定有四个三角挡板（503），所述的地质探测雷达（504）布放在四个三角挡板（503）之间，在地质探测雷达（504）与上底板（506）的板面之间安装有四个伸缩弹簧（505），所述的伸缩弹簧（505）的底端与上底板（506）板面固定连接，所述的伸缩弹簧（505）的顶端与地质探测雷达（504）的底部接触；

所述的前检测臂（1）和后检测臂（8）的结构相同，均包括摆动伸缩架，所述的摆动伸缩架可以发生往复摆动，在所述的摆动伸缩架上设置有环向弧形轨道（101）；所述的中检测臂（4）包括固定伸缩架，在所述的固定伸缩架上设置有所述的环向弧形轨道（101），在所述的前检测臂（1）和中检测臂（4）之间、中检测臂（4）和后检测臂（8）之间均设置有常闭电磁阀；

所述的环向弧形轨道检测小车（5）还包括预紧系统，所述的预紧系统包括预紧调节机构（512）和四个预紧轮（511）；所述的预紧轮（511）两个为一组，分别布放在环向弧形轨道（101）的内侧壁；所述的预紧调节机构（512）位于电机盒（513）的两个侧面，包括电伸缩杆和弧形摩擦片，所述的电伸缩杆的动力端固定在电机盒（513）侧面，所述的电伸缩杆的伸缩端头处焊接有弧形摩擦片，所述的弧形摩擦片与环向弧形轨道（101）内侧壁贴合；在所述的轮子（510）的输出轴上设置有力扭矩传感器。

2.如权利要求1所述的隧道渗漏水隐性病害检测设备，其特征在于，所述的摆动伸缩架包括三个液压伸缩杆（103），所述的液压伸缩杆（103）的动力端可活动铰接在支座（901）上，所述的液压伸缩杆（103）的伸缩端连接环向弧形轨道（101），所述环向弧形轨道（101）与液压伸缩杆（103）之间焊接有一根加固杆（102）；

所述的固定伸缩架包括四个液压伸缩杆（103），所述的液压伸缩杆（103）的动力端固定在动力箱（10）的上表面，所述的液压伸缩杆（103）的伸缩端连接环向弧形轨道（101），所述环向弧形轨道（101）与液压伸缩杆（103）之间焊接有一根加固杆（102）。

3.如权利要求1所述的隧道渗漏水隐性病害检测设备，其特征在于，所述的滚动轴承安装在轴承支座上，所述轴承支座焊接在动力箱（10）上表面处；所述的主传动齿轮（13）与减速器（14）低速输出轴端连接，所述的减速器（14）高速输入轴端与电动机（15）转轴连接；所述的前移动板（9）上焊接有液压缸支座（902），所述液压缸支座（902）铰接连接有液压缸（6）的动力端，液压缸（6）的伸缩端铰接连接在前检测臂（1）上。

4.如权利要求1所述的隧道渗漏水隐性病害检测设备，其特征在于，所述的动力系统驱动检测设备在隧道内行走；所述的动力箱（10）内部设置有液压油箱、液压伺服控制器以及直流电源，为检测设备同时提供液压动力和电力。

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