CN110530982A - 一种隧道衬砌无损检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种隧道衬砌无损检测装置，属于隧道质量检测设备领域，包括移动座、麦克风和主机，移动座上转动设置有转动臂，移动座上设置有用于驱动转动臂于竖直面内做间歇转动的驱动组件；转动臂包括固定臂以及与固定臂滑移连接的活动臂，固定臂上设置有用于驱动活动臂沿固定臂滑动的驱动源；活动臂上设置有用于敲击隧道衬砌的敲击组件。工作时，启动驱动组件，驱动组件带动转动臂在竖直面内做连续间歇转动，而转动臂转动过程中每次的停滞时间内，即为敲击组件对该处隧道衬砌进行敲击试验的时间；待同一圆弧面内多处检测点均检测完毕后，再沿隧道向前移动移动座，并继续检测，直到完成检测实验；有效地降低劳动强度，提高检测效率。

Description

一种隧道衬砌无损检测装置
技术领域
本发明涉及隧道质量检测设备领域，特别涉及一种隧道衬砌无损检测装置。
背景技术
运营铁路隧道的健康状况关系着铁路轨道交通运输的安全，因此对铁路隧道衬砌定期开展全面综合的检测对铁路的安全运输起着至关重要的作用。尤其运营多年的铁路隧道衬砌可能存在渗漏水、衬砌变形、衬砌后背脱空、浅层空洞、空隙、掉块等病害现象，需对其进行检测。
目前对运营铁路隧道衬砌检测的方法可以分为有损检测和无损检测两类，有损检测不仅破坏了隧道的衬砌结构，而且具有检测速度慢、代表性差等缺点。而各种无损检测法则能在不破坏检测对象的条件下对测试体进行较为准确地检测。
但其中的一些无损方法自身存在局限，如早期隧道衬砌检测采用人工敲击，劳动强度大，检测效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道衬砌无损检测装置，具有降低劳动强度，提高检测效率的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种隧道衬砌无损检测装置，包括移动座、麦克风和主机，所述移动座上转动设置有转动臂，所述移动座上设置有用于驱动转动臂于竖直面内做间歇转动的驱动组件；所述转动臂包括固定臂以及与固定臂滑移连接的活动臂，所述固定臂上设置有用于驱动活动臂沿固定臂滑动的驱动源；所述活动臂上设置有用于敲击隧道衬砌的敲击组件。
实施上述技术方案，工作时，根据圆弧形隧道的高度，通过驱动源驱动活动臂伸长，然后启动敲击组件，以对隧道衬砌进行连续敲击试验；同时启动驱动组件，驱动组件带动转动臂在竖直面内做连续间歇转动，而转动臂转动过程中每次的停滞时间内，即为敲击组件对该处隧道衬砌进行敲击试验的时间；待同一圆弧面内多处检测点均检测完毕后，再沿隧道向前移动移动座，并继续检测，直到完成检测实验；有效地降低劳动强度，提高检测效率。
本发明进一步设置为：所述驱动组件包括驱动电机、驱动轴、转轴、槽轮和主动拨盘，所述驱动轴水平转动设置于移动座上，所述转动臂与驱动轴垂直固定连接，所述槽轮同轴固定设置于驱动轴上；所述驱动电机固定设置于移动座上，所述转轴同轴固定连接于驱动电机的输出轴上，所述主动拨盘同轴设置于转轴上；所述槽轮上开设有多个沿圆周方向均匀分布的销槽，所述主动拨盘上固定设置有用于插入销槽内以带动槽轮转动的销柱。
实施上述技术方案，启动驱动电机，驱动电机带动主动拨盘转动，主动拨盘带动销柱转动，销柱插入销槽带动槽轮转动，槽轮带动驱动轴转动，驱动轴带动转动臂旋转，实现带动转动臂间隙转动的目的。
本发明进一步设置为：所述槽轮上设置有凹锁弧面，所述主动拨盘上设置有与凹锁弧面配合的凸锁弧面。
实施上述技术方案，凹锁弧面与凸锁弧面配合，起到防止槽轮回转的目的，保证转动臂运动稳定。
本发明进一步设置为：所述驱动轴上设置有至少两个槽轮，且每个槽轮的销槽数量不同；所述转轴上沿自身轴向固定设置有驱动键，所述主动拨盘开设有与驱动键滑移连接的键槽。
实施上述技术方案，根据需要，对于不同隧道在同一圆弧面上的检测点数量设置不同，需要检测较多检测点时，移动主动拨盘，以使主动拨盘与销槽数量更多的槽轮配合，以使转动臂在更多的检测点处停滞一段时间；提高该检测装置的适用性。
本发明进一步设置为：所述主动拨盘上同轴固定设置有套设于转轴上的套管，所述套管上设有用于限定套管位置的限位件。
实施上述技术方案，待主动拨盘位置调节好后，通过限位件限定主动拨盘的位置，防止主动拨盘移位，保证主动拨盘与槽轮转动的稳定性。
本发明进一步设置为：所述套管开设有贯穿至转轴的螺纹孔，所述限位件为螺纹连接于螺纹孔内的限位螺栓。
实施上述技术方案，待主动拨盘位置调节好后，转动限位螺栓，以使限位螺栓与转轴抵紧即可，操作简单方便。
本发明进一步设置为：所述固定臂设置于移动座上，所述固定臂为中空结构，所述活动臂滑动穿设于固定臂内，所述驱动源为固定设置于固定臂上的驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆与活动臂固定连接。
实施上述技术方案，通过驱动气缸驱动活动臂沿固定臂运动，实现调节转动臂长度的目的，操作简单方便。
本发明进一步设置为：所述敲击组件包括安装板、转动电机、三角形凸轮、环形块和锤头，所述安装板固定设置于活动臂上，所述转动电机固定设置于安装板上，所述三角形凸轮同轴固定设置于转动电机的输出轴上，所述环形块套接于三角形凸轮上且与三角形凸轮相适配，所述安装板上位于环形块的两侧固定设置有沿同一直线方向进行导向的导向槽，所述环形块上固定设置有与导向槽滑移连接的导向杆，所述锤头设置于导向杆上。
实施上述技术方案，启动转动电机，转动电机带动三角形凸轮转动，进而带动环形块与导向杆沿导向槽做线性往复运动，实现带动锤头连续锤击隧道衬砌的目的；同时，锤头无需过多的时间复位，提高锤击效率。
本发明进一步设置为：所述导向杆远离固定臂的一端固定设置有抵接台，所述导向杆上滑动套设有滑动环，所述锤头与滑动环固定连接，所述导向杆上套设有用于驱使滑动环向远离固定臂的方向运动的压簧，所述导向杆上固定设置有固定台；压簧的一端与固定台抵接，另一端与滑动环抵接。
实施上述技术方案，在锤击隧道衬砌时，锤头受到反作用力将带动滑动环向靠近固定臂的方向运动，待锤头脱离隧道衬砌后，压簧驱使滑动环复位并与抵接台抵紧；压簧的设置，提高滑动环和锤头的复位速度。
本发明进一步设置为：所述活动臂上固定设置有支杆，所述支杆远离活动臂的一端设置有用于与隧道衬砌接触的行程开关，所述行程开关与驱动气缸电连接。
实施上述技术方案，在驱动气缸带动活动臂向靠近隧道衬砌移动的过程中，待行程开关与随带衬砌抵触时，此时行程开关控制驱动气缸停止工作，避免转动臂伸长量过长而损坏转动臂以及隧道衬砌，且提高检测效率。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
一、驱动组件带动转动臂在竖直面内做连续间歇转动，而转动臂转动过程中每次的停滞时间内，即为敲击组件对该处隧道衬砌进行敲击试验的时间；待同一圆弧面内多处检测点均检测完毕后，再沿隧道向前移动移动座，并继续检测，直到完成检测实验；有效地降低劳动强度，提高检测效率；
二、根据需要，对于不同隧道在同一圆弧面上的检测点数量设置不同，需要检测较多检测点时，移动主动拨盘，以使主动拨盘与销槽数量更多的槽轮配合，以使转动臂在更多的检测点处停滞一段时间；提高该检测装置的适用性；
三、启动转动电机，转动电机带动三角形凸轮转动，进而带动环形块与导向杆沿导向槽做线性往复运动，实现带动锤头连续锤击隧道衬砌的目的；同时，锤头无需过多的时间复位，提高锤击效率。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图；
图2是图1中的A部放大图；
图3是本发明驱动组件的结构示意图；
图4是图3中的B部放大图。
附图标记：1、移动座；11、主机；12、滚轮；2、转动臂；21、固定臂；211、驱动气缸；22、活动臂；221、麦克风；222、支杆；2221、行程开关；3、驱动组件；31、驱动电机；32、驱动轴；33、转轴；331、驱动键；34、槽轮；341、销槽；342、凹锁弧面；35、主动拨盘；351、销柱；352、凸锁弧面；353、键槽；354、套管；3541、螺纹孔；355、限位螺栓；3551、手持台；4、敲击组件；41、安装板；42、转动电机；43、三角形凸轮；44、环形块；45、锤头；46、导向槽；47、导向杆；471、抵接台；472、滑动环；473、压簧；474、固定台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、2所示，一种隧道衬砌无损检测装置，包括移动座1、麦克风221和主机11，主机11内安装有解析软件，用于声波信号采集、存储、处理，解析出运营铁路隧道衬砌的健康状况。移动座1的底部安装有与隧道铁轨滚动接触的滚轮12，移动座1上转动设置有转动臂2转动臂2包括固定臂21以及与固定臂21滑移连接的活动臂22。
如图1、2所示，固定臂21设置于移动座1上，固定臂21为中空结构，活动臂22滑动穿设于固定臂21内，麦克风221固定设置在活动臂22远离固定臂21的一端，用于将敲击的声波信号转化为电信号，将电信号传输至外设的主机11中。固定臂21上设置有用于驱动活动臂22沿固定臂21滑动的驱动源；驱动源为固定设置于固定臂21上的驱动气缸211，驱动气缸211的活塞杆与活动臂22固定连接。
其中，如图1所示，活动臂22上固定设置有支杆222，支杆222远离活动臂22的一端设置有用于与隧道衬砌接触的行程开关2221，行程开关2221与驱动气缸211电连接。
在驱动气缸211带动活动臂22向靠近隧道衬砌移动的过程中，待行程开关2221与随带衬砌抵触时，此时行程开关2221控制驱动气缸211停止工作，避免转动臂2伸长量过长而损坏转动臂2以及隧道衬砌，且提高检测效率。
如图1、2所示，活动臂22上设置有用于敲击隧道衬砌的敲击组件4，敲击组件4包括安装板41、转动电机42、三角形凸轮43、环形块44和锤头45。安装板41固定设置于活动臂22上，转动电机42固定设置于安装板41上，三角形凸轮43同轴固定设置于转动电机42的输出轴上，环形块44套接于三角形凸轮43上且与三角形凸轮43相适配。安装板41上位于环形块44的两侧固定设置有沿同一直线方向进行导向的导向槽46，环形块44上固定设置有与导向槽46滑移连接的导向杆47，锤头45设置于导向杆47上。
工作时，启动转动电机42，转动电机42带动三角形凸轮43转动，进而带动环形块44与导向杆47沿导向槽46做线性往复运动，实现带动锤头45连续锤击隧道衬砌的目的；同时，锤头45无需过多的时间复位，提高锤击效率。
其中，如图1、2所示，导向杆47远离固定臂21的一端固定设置有抵接台471，导向杆47上滑动套设有滑动环472，锤头45与滑动环472固定连接，导向杆47上套设有用于驱使滑动环472向远离固定臂21的方向运动的压簧473，导向杆47上固定设置有固定台474；压簧473的一端与固定台474抵接，另一端与滑动环472抵接。
在锤击隧道衬砌时，锤头45受到反作用力将带动滑动环472向靠近固定臂21的方向运动，待锤头45脱离隧道衬砌后，压簧473驱使滑动环472复位并与抵接台471抵紧；压簧473的设置，提高滑动环472和锤头45的复位速度。
如图1、3所示，移动座1上设置有用于驱动转动臂2于竖直面内做间歇转动的驱动组件3，驱动组件3包括驱动电机31、驱动轴32、转轴33、槽轮34和主动拨盘35。驱动轴32水平转动设置于移动座1上，转动臂2与驱动轴32垂直固定连接，驱动电机31固定设置于移动座1上，转轴33同轴固定连接于驱动电机31的输出轴上，主动拨盘35同轴设置于转轴33上。
其中，如图3、4所示，槽轮34同轴固定设置于驱动轴32上，槽轮34上开设有多个沿圆周方向均匀分布的销槽341，主动拨盘35上固定设置有用于插入销槽341内以带动槽轮34转动的销柱351。槽轮34上设置有凹锁弧面342，主动拨盘35上设置有与凹锁弧面342配合的凸锁弧面352；凹锁弧面342与凸锁弧面352配合，起到防止槽轮34回转的目的，保证转动臂2运动稳定。
工作时，启动驱动电机31，驱动电机31带动主动拨盘35转动，主动拨盘35带动销柱351转动，销柱351插入销槽341带动槽轮34转动，槽轮34带动驱动轴32转动，驱动轴32带动转动臂2旋转，实现带动转动臂2间隙转动的目的。
其中，如图3、4所示，驱动轴32上设置有至少两个槽轮34，且每个槽轮34的销槽341数量不同；转轴33上沿自身轴向固定设置有驱动键331，主动拨盘35开设有与驱动键331滑移连接的键槽353。
根据需要，对于不同隧道在同一圆弧面上的检测点数量设置不同，需要检测较多检测点时，移动主动拨盘35，以使主动拨盘35与销槽341数量更多的槽轮34配合，以使转动臂2在更多的检测点处停滞一段时间；提高该检测装置的适用性。
其中，如图3、4所示，主动拨盘35上同轴固定设置有套设于转轴33上的套管354，套管354开设有贯穿至转轴33的螺纹孔3541，套管354上设有用于限定套管354位置的限位件，限位件为螺纹连接于螺纹孔3541内的限位螺栓355，限位螺栓355上固定设置有手持台3551，手持台3551为圆盘状，其直径较大；便于手动转动限位螺栓355。
待主动拨盘35位置调节好后，转动限位螺栓355，以使限位螺栓355与转轴33抵紧即可，起到限定主动拨盘35的位置的目的，防止主动拨盘35移位，保证主动拨盘35与槽轮34转动的稳定性。
具体工作过程：工作时，根据圆弧形隧道的高度，通过驱动气缸211驱动活动臂22伸长，然后启动转动电机42，转动电机42带动三角形凸轮43转动，进而带动环形块44与导向杆47沿导向槽46做线性往复运动，以对隧道衬砌进行连续敲击试验。同时启动驱动电机31，驱动电机31带动主动拨盘35转动，主动拨盘35带动销柱351转动，销柱351插入销槽341带动槽轮34转动，槽轮34带动驱动轴32转动，驱动轴32带动转动臂2旋转，带动转动臂2在竖直面内做连续间歇转动。而转动臂2转动过程中每次的停滞时间内，即为敲击组件4对该处隧道衬砌进行敲击试验的时间。待同一圆弧面内多处检测点均检测完毕后，再沿隧道向前移动移动座1，并继续检测，直到完成检测实验；有效地降低劳动强度，提高检测效率。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道衬砌无损检测装置，包括移动座(1)、麦克风(221)和主机(11)，其特征在于：所述移动座(1)上转动设置有转动臂(2)，所述移动座(1)上设置有用于驱动转动臂(2)于竖直面内做间歇转动的驱动组件(3)；所述转动臂(2)包括固定臂(21)以及与固定臂(21)滑移连接的活动臂(22)，所述固定臂(21)上设置有用于驱动活动臂(22)沿固定臂(21)滑动的驱动源；所述活动臂(22)上设置有用于敲击隧道衬砌的敲击组件(4)。
2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述驱动组件(3)包括驱动电机(31)、驱动轴(32)、转轴(33)、槽轮(34)和主动拨盘(35)，所述驱动轴(32)水平转动设置于移动座(1)上，所述转动臂(2)与驱动轴(32)垂直固定连接，所述槽轮(34)同轴固定设置于驱动轴(32)上；所述驱动电机(31)固定设置于移动座(1)上，所述转轴(33)同轴固定连接于驱动电机(31)的输出轴上，所述主动拨盘(35)同轴设置于转轴(33)上；所述槽轮(34)上开设有多个沿圆周方向均匀分布的销槽(341)，所述主动拨盘(35)上固定设置有用于插入销槽(341)内以带动槽轮(34)转动的销柱(351)。
3.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述槽轮(34)上设置有凹锁弧面(342)，所述主动拨盘(35)上设置有与凹锁弧面(342)配合的凸锁弧面(352)。
4.根据权利要求3所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述驱动轴(32)上设置有至少两个槽轮(34)，且每个槽轮(34)的销槽(341)数量不同；所述转轴(33)上沿自身轴向固定设置有驱动键(331)，所述主动拨盘(35)开设有与驱动键(331)滑移连接的键槽(353)。
5.根据权利要求4所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述主动拨盘(35)上同轴固定设置有套设于转轴(33)上的套管(354)，所述套管(354)上设有用于限定套管(354)位置的限位件。
6.根据权利要求5所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述套管(354)开设有贯穿至转轴(33)的螺纹孔(3541)，所述限位件为螺纹连接于螺纹孔(3541)内的限位螺栓(355)。
7.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述固定臂(21)设置于移动座(1)上，所述固定臂(21)为中空结构，所述活动臂(22)滑动穿设于固定臂(21)内，所述驱动源为固定设置于固定臂(21)上的驱动气缸(211)，所述驱动气缸(211)的活塞杆与活动臂(22)固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述敲击组件(4)包括安装板(41)、转动电机(42)、三角形凸轮(43)、环形块(44)和锤头(45)，所述安装板(41)固定设置于活动臂(22)上，所述转动电机(42)固定设置于安装板(41)上，所述三角形凸轮(43)同轴固定设置于转动电机(42)的输出轴上，所述环形块(44)套接于三角形凸轮(43)上且与三角形凸轮(43)相适配，所述安装板(41)上位于环形块(44)的两侧固定设置有沿同一直线方向进行导向的导向槽(46)，所述环形块(44)上固定设置有与导向槽(46)滑移连接的导向杆(47)，所述锤头(45)设置于导向杆(47)上。
9.根据权利要求8所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述导向杆(47)远离固定臂(21)的一端固定设置有抵接台(471)，所述导向杆(47)上滑动套设有滑动环(472)，所述锤头(45)与滑动环(472)固定连接，所述导向杆(47)上套设有用于驱使滑动环(472)向远离固定臂(21)的方向运动的压簧(473)，所述导向杆(47)上固定设置有固定台(474)；压簧(473)的一端与固定台(474)抵接，另一端与滑动环(472)抵接。
10.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌无损检测装置，其特征在于：所述活动臂(22)上固定设置有支杆(222)，所述支杆(222)远离活动臂(22)的一端设置有用于与隧道衬砌接触的行程开关(2221)，所述行程开关(2221)与驱动气缸(211)电连接。
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