CN111594270A - 一种多功能隧道检测辅助车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道检测领域，尤其涉及一种多功能隧道检测辅助车，通过于电动车本体上设置包括支座、立柱、横向旋转关节、下臂、纵向旋转关节、前臂和探照灯的关节型机械臂，并于该前臂上设置有一包括上托板和下托板的托架，且该上托板和所述下托板之间连接有压力弹簧，并于该上托板上可拆卸地安装一检测仪，从而可以保证检测仪与接触面紧贴，也能减缓车辆行驶途中振动对检测仪的损害，该关节型机械臂可以实现多个自由度，动作比较灵活，适用于隧道等狭窄空间工作，保证隧道检测360°无死角；且该辅助车可通过更换检测仪器，对隧道衬砌厚度、空洞、超前地质等进行检测，发现隧道施工过程中的不足，及时进行分析处理，进而保证了隧道施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及隧道检测领域，具体地说是一种多功能隧道检测辅助车。
背景技术
随着现代高等级公路建设的迅猛发展，近年来公路隧道建设的规模越来越大，长度越来越长。隧道是隐蔽工程，安全隐患不易被发现，隧道检测的效果直接影响到了将后来隧道能否安全运营。公路隧道在施工过程中，掌子面前方地质情况不明，衬砌支护可能存在缺陷，需要对公路隧道进行超前地质探测、衬砌支护质量检测，从而保证公路隧道工程的质量，减少公路隧道养护和维修费用，提高公路隧道基础建设的经济效益和社会效益。但是受到现有检测方法、检测技术、检测水平以及仪器自身局限性的限制，需要专人携带仪器进行检测，尤其是拱腰和拱顶等部位人员无法直接到达，需要检测人员携带检测设备站在临时改装的平台上检测。一般检测仪器体积大、质量较重，行驶途中会有颠簸，人员站在上面的安全和检测效果都无法保障，这些都是本领域技术人员所不希望见到的。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明实施例公开了一种多功能隧道检测辅助车，其中，包括电动车本体、关节型机械臂、托架和检测仪；
所述电动车本体包括车身、电瓶、车轮和驾驶室，所述电瓶设置于所述车身内部，所述车轮设置于所述车身的底部，所述驾驶室设置于所述车身的上表面；
所述关节型机械臂包括支座、立柱、横向旋转关节、下臂、纵向旋转关节、前臂和探照灯，所述支座设置于所述车身上，所述立柱设置于所述支座上，所述下臂通过所述横向旋转关节设置于所述立柱上，所述前臂通过所述纵向旋转关节设置于所述下臂上，所述探照灯安装在所述前臂上；
所述托架包括上托板和下托板，所述上托板和所述下托板之间连接有压力弹簧，所述下托板固定在所述前臂上；
所述检测仪可拆卸地安装在所述上托板上。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述横向旋转关节包括第一伺服电机、第一旋转轴和固定连接在所述立柱顶端的第一轴承，所述第一旋转轴的两端分别连接所述第一轴承和所述下臂，所述第一轴承用于支撑所述第一旋转轴，所述第一伺服电机与所述电瓶电连接，以通过所述电瓶供电，且所述第一伺服电机通过齿轮与所述第一旋转轴连接以通过所述第一旋转轴带动所述下臂横向旋转。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述纵向旋转关节包括第二伺服电机、第二旋转轴和第二轴承，所述下臂上部开设有穿孔，所述第二轴承固定在所述穿孔内，所述第二轴承用于支撑所述第二旋转轴，所述前臂的下端与所述第二旋转轴固定连接；
所述第二伺服电机与所述电瓶电连接，以通过所述电瓶供电，且所述第二伺服电机通过齿轮与所述第二旋转轴连接以通过所述第二旋转轴带动所述前臂纵向旋转。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述检测仪为超前地质雷达或超声波检测仪。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述驾驶室安装在所述车身的前侧，所述关节型机械臂设置于所述车身的后侧。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述车轮采用防爆胎。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述上托板和所述下托板之间均匀设置有4个所述压力弹簧。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述驾驶室内设置有控制装置，所述横向旋转关节、所述纵向旋转关节和所述检测仪均与所述控制装置连接。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述下托板与所述前臂之间焊接连接。
上述的多功能隧道检测辅助车，其中，所述探照灯固定在所述前臂的中部。
上述发明具有如下优点或者有益效果：
本发明公开了一种多功能隧道检测辅助车，通过于电动车本体上设置一包括支座、立柱、横向旋转关节、下臂、纵向旋转关节、前臂和探照灯的关节型机械臂，并于该前臂上设置有一包括上托板和下托板的托架，且该上托板和所述下托板之间连接有压力弹簧，并于该上托板上可拆卸地安装一检测仪，托架里的压力弹簧可以保证检测仪与接触面紧贴，也能减缓车辆行驶途中振动对检测仪的损害，保护设备的安全，该关节型机械臂可以实现多个自由度，动作比较灵活，适用于隧道等狭窄空间工作，保证隧道检测360°无死角，且该检测仪、横向旋转关节和纵向旋转关节均与驾驶室内的控制装置连接，检测人员坐在驾驶室即可操控检测仪和关节型机械臂，在关节型机械臂的前臂安装探照灯，从而可以及时观察探测面的情况，且该辅助车以电动平板车为载体，对隧道无污染，并可通过变换检测仪器，对隧道衬砌厚度、空洞、超前地质等进行检测，发现隧道施工过程中的不足，及时进行分析、处理，进而保证了隧道施工的安全。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例中多功能隧道检测辅助车的结构示意图；
图2是本发明实施例中托架的结构示意图；
图3是本发明实施例中多功能隧道检测辅助车的应用示意图。
图中，1为检测仪，2为压力弹簧，3为托板，4为前臂，5为探照灯，6为纵向旋转关节，7为下臂，8为横向旋转关节，9为立柱，10为支座，11为车身，12为驾驶室，13为车轮，14为道路，15为隧道初期支护，16为隧道二次衬砌。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明中的结构作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
如图1和图2所示，本发明实施例公开了一种多功能隧道检测辅助车，可通过更换检测仪1，对隧道衬砌厚度、空洞、超前地质等进行检测，发现隧道施工过程中的不足，及时进行分析、处理，保证隧道施工的安全；具体的，该多功能隧道检测辅助车包括电动车本体、关节型机械臂、托架和检测仪1。
上述电动车本体包括车身11、电瓶、车轮13和驾驶室12，该电瓶设置于该车身11内部，该车轮13设置于该车身11的底部，该驾驶室12设置于该车身11的上表面并位于该车身11的前侧；该车身11以电动平板车为载体，该车轮13采用RSC防爆胎，利用坚固的侧壁提供支撑。
上述关节型机械臂包括支座10、立柱9、横向旋转关节8、下臂7、纵向旋转关节6、前臂4和探照灯5，该支座10设置于车身11上并位于该车身11的后侧，该立柱9焊接在该支座10上，该下臂7通过该横向旋转关节8设置于该立柱9上，该前臂4通过该纵向旋转关节6设置于该下臂7上，该探照灯5安装在该前臂4的中部，开始检测时，可以利用该探照灯5照射检测面，以便能够及时发现检测面的情况。
上述托架由压力弹簧2和平行设置的2个托板3组成，该托架安装在前臂4顶端，焊接牢固，具体的，该2个托板3分别为上托板和下托板，该上托板和下托板分别焊接在4个压力弹簧2的两端，该下托板焊接固定在前臂4上，该4个压力弹簧2均匀布置，以保证上托板和下托板受力均匀；上述检测仪1可拆卸地安装在该上托板上，该托架里的压力弹簧2可以保证检测仪1与接触面紧贴，也能减缓车辆行驶途中振动对检测仪1的损害，保护设备的安全。具体的，该检测仪1可以为超前地质雷达或超声波检测仪等检测仪，且由于检测仪1可拆卸地安装在上托板上，从而可以根据实际需要随时更换检测仪1，对隧道衬砌厚度、空洞、超前地质等进行检测，发现隧道施工过程中的不足，及时进行分析、处理，进而保证了隧道施工的安全；其中，该超前地质雷达是通过一个天线发射高频电磁波，另一个天线接收地下介质反射的电磁波，并对接收到的信号进行处理、分析、解译，被用于隧道超前地质预报工作；该超声波检测仪1利用发射的声波(频率可调的连续波)在被检工件内传播，当工件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率，若工件内存在缺陷则共振频率发生变化，利用共振频率之差，判断工件内部状态。金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。可以对隧道衬砌厚度、空洞等进行检测。根据检测结果，及时对有缺陷的部位进行处理，保证隧道的运营安全、结构性能和使用寿命。
在本发明的一个优选的实施例中，上述纵向旋转关节6和横向旋转关节8均由伺服电机、旋转轴和轴承(图中未示出)组成；利用电动车车身11内部的电瓶提供电源，带动伺服电机运动，伺服电机通过齿轮与旋转轴和轴承联动，使纵向旋转关节6带动前臂4呈纵向360°旋转，横向旋转关节8带动下臂7呈横向360°旋转；具体的，上述横向旋转关节8包括第一伺服电机、第一旋转轴和固定连接在立柱9顶端的第一轴承，第一旋转轴的两端分别连接第一轴承和下臂7，第一轴承用于支撑第一旋转轴，第一伺服电机与电瓶电连接，以通过电瓶供电，且第一伺服电机通过齿轮与第一旋转轴连接以通过第一旋转轴带动下臂7横向旋转；上述纵向旋转关节6包括第二伺服电机、第二旋转轴和第二轴承，该下臂7上部开设有穿孔，第二轴承固定在穿孔内，第二轴承用于支撑第二旋转轴，前臂4的下端与第二旋转轴固定连接；第二伺服电机与电瓶电连接，以通过电瓶供电，且第二伺服电机通过齿轮与第二旋转轴连接以通过第二旋转轴带动前臂4纵向旋转。
在本发明的实施例中，上述驾驶室12内设置有控制装置，上述横向旋转关节8、纵向旋转关节6和检测仪1均与该控制装置连接，具体的，该控制装置为电脑，检测人员可以根据检测项目更换检测仪1，坐在驾驶室12使用电脑操控检测仪1，电脑和检测仪1通过数据线连接，检测人员运用PLC编程软件向第一伺服电机和/或第二伺服电机传输指令，使用第一伺服电机和/或第二伺服电机时刻输出电磁转矩来平衡机械臂的重力矩。在控制达到目标位置的时候，使电机的转速为零，电机处于堵转状态，所输出的力矩就是堵转转矩。在不同的电枢电压下，电机的堵转转矩不同。利用改变电枢电压的方法完全可以实现对电机堵转转矩的控制，从而实现机械臂的位置控制，使关节型机械臂可以自由旋转，把托架和检测仪1送到需要检测的部位。且关节型机械臂的支座10与车身11后端焊接牢固。电动车为载体，可以为关节型机械臂提供动力，对隧道无污染。
图3是本发明实施例中多功能隧道检测辅助车的应用示意图，其中，14为道路，15为隧道初期支护，16为隧道二次衬砌，由图3中可以看出，检测仪1能够很好的紧贴该隧道二次衬砌的内壁。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种多功能隧道检测辅助车，其特征在于，包括电动车本体、关节型机械臂、托架和检测仪；
所述电动车本体包括车身、电瓶、车轮和驾驶室，所述电瓶设置于所述车身内部，所述车轮设置于所述车身的底部，所述驾驶室设置于所述车身的上表面；
所述关节型机械臂包括支座、立柱、横向旋转关节、下臂、纵向旋转关节、探照灯和前臂，所述支座设置于所述车身上，所述立柱设置于所述支座上，所述下臂通过所述横向旋转关节设置于所述立柱上，所述前臂通过所述纵向旋转关节设置于所述下臂上，所述探照灯安装在所述前臂上；
所述托架包括上托板和下托板，所述上托板和所述下托板之间连接有压力弹簧，所述下托板固定在所述前臂上；
所述检测仪可拆卸地安装在所述上托板上。
2.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述横向旋转关节包括第一伺服电机、第一旋转轴和固定连接在所述立柱顶端的第一轴承，所述第一旋转轴的两端分别连接所述第一轴承和所述下臂，所述第一轴承用于支撑所述第一旋转轴，所述第一伺服电机与所述电瓶电连接，以通过所述电瓶供电，且所述第一伺服电机通过齿轮与所述第一旋转轴连接以通过所述第一旋转轴带动所述下臂横向旋转。
3.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述纵向旋转关节包括第二伺服电机、第二旋转轴和第二轴承，所述下臂上部开设有穿孔，所述第二轴承固定在所述穿孔内，所述第二轴承用于支撑所述第二旋转轴，所述前臂的下端与所述第二旋转轴固定连接；
所述第二伺服电机与所述电瓶电连接，以通过所述电瓶供电，且所述第二伺服电机通过齿轮与所述第二旋转轴连接以通过所述第二旋转轴带动所述前臂纵向旋转。
4.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述检测仪为超前地质雷达或超声波检测仪。
5.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述驾驶室安装在所述车身的前侧，所述关节型机械臂设置于所述车身的后侧。
6.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述车轮采用防爆胎。
7.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述上托板和所述下托板之间均匀设置有4个所述压力弹簧。
8.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述驾驶室内设置有控制装置，所述横向旋转关节、所述纵向旋转关节和所述检测仪均与所述控制装置连接。
9.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述下托板与所述前臂之间焊接连接。
10.如权利要求1所述的多功能隧道检测辅助车，其特征在于，所述探照灯固定在所述前臂的中部。
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| 孙炳孝等: "工业机器人机械系统", 30 November 2018, 上海交通大学出版社, pages: 192 - 197 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102252276B1 (ko) * | 2020-12-21 | 2021-05-14 | 주식회사 정신이앤시 | Gpr 지지수단 |
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