CN113155979A - 一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置及方法，所述装置包括：壳体，所述壳体内用于安装无损检测设备；所述壳体外表面设有一个或多个可伸缩弹力轮，用于与隧道衬砌被测表面贴合，且每个可伸缩弹力轮均内置测力传感器，用于感测与隧道衬砌被测表面之间的贴合力；所述壳体外表面还设有激光测距传感器阵列，用于监测贴合装置与被测表面之间的距离；所述测力传感器和激光测距传感器阵列均与控制器连接，控制器根据贴合力和距离信息调整所述浮力贴合装置与被测表面之间的相对位置。保证了浮动贴合装置能够时刻与被测表面贴合，又保护了装置不会因被测表面的凹凸不平受到损坏，能够大大提高检测精度，提高检测的结果的可靠性。

Description

一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置及方法
技术领域
本发明属于隧道衬砌病害检测领域，尤其涉及一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着我国公路隧道、铁路隧道、地铁隧道的不断地修建并投入运行，其运营期间隧道衬砌的结构的安全性问题也越发的体现出来，在隧道的长期运行过程中，受自然因素的、人为因素、施工材料等多种因素的影响，隧道的衬砌结构会受到渗水、内部空洞、衬砌表面开裂等各种结构性损伤，如果不及时的检测出来，会造成巨大的安全事故，由于一些检测设备在对隧道衬砌表面进行检测时，像探地雷达、超声等检测设备需要贴合隧道衬砌表面，因此亟需一种能够对隧道衬砌表面的搭载无损检测设备的贴合装置。
发明人发现，目前主要采用的对隧道衬砌表面贴合装置主要存在以下问题：
(1)目前贴合装置主要是采用升降台的方式，在运动前进过程中稳定性差，无法保持固定的距离，搭载的检测设备也会受到相应的影响，会导致检测精度降低。
(2)目前贴合装置采用多个升降台分别搭载不同检测设备，设备的集成性能比较差，在面对不平坦的衬砌表面时，难以做到多个设备协作调整。
(3)目前贴合装置在面对衬砌表面存在障碍物时，无法实现自动避障，存在自动化程度较低的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置及方法。能够保持时刻与被测表面贴合，且能够根据被测表面的形状进行形态的自适应调整。
为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，包括：
壳体，所述壳体内用于安装无损检测设备；
所述壳体外表面设有一个或多个可伸缩弹力轮，用于与隧道衬砌被测表面贴合，且每个可伸缩弹力轮均内置测力传感器，用于感测与隧道衬砌被测表面之间的贴合力；所述壳体外表面还设有激光测距传感器阵列，用于监测贴合装置与被测表面之间的距离；
所述测力传感器和激光测距传感器阵列均与控制器连接，控制器根据贴合力和距离信息调整所述浮力贴合装置与被测表面之间的相对位置。
进一步地，所述可伸缩弹力轮包括连接在壳体外表面的杆件，所述杆件的末端与测力传感器的一端连接，测力传感器的另一端与弹簧的一端连接，所述测力传感器和弹簧均置于柱状容纳腔内，所述柱状容纳腔远离杆件的一端封堵，另一端开口，且开口的大小使得柱状容纳腔能够套设于所述杆件外部；所述柱状容纳腔封堵的一端外部通过支架连接行走轮。
进一步地，所述激光测距传感器阵列至少安装于所述壳体的三个侧面，其中一个侧面为朝向前进方向的侧面。
进一步地，所述壳体内还设有无损检测设备固定台，所述无损检测设备固定台上预留能够安装不同探测设备探头的卡槽；
所述无损检测设备固定台包括一个水平导轨和与该水平导轨垂直连接的两个竖直导轨；所述水平导轨的两端分别设有一个齿轮，与设于壳体内部两个相对侧面上的齿条分别相啮合；所述水平导轨用于固定无损检测设备的一侧设有齿条；两个竖直导轨通过齿轮与水平导轨上的齿条相啮合。
进一步地，所述壳体朝向前进方向的外表面还设有避障监测装置，由激光雷达和监控摄像头组成，均与控制器连接，用于监测运行过程中前方衬砌的表面信息。
进一步地，所述浮动贴合装置设置于折叠式弓形撑开装置上；所述折叠式弓形撑开装置包括多段相互连接的支撑架，且相邻两段支撑架之间通过转轴旋转连接，由减速机驱动；每段支撑架上均设有与其方向一致的电动导轨，所述浮动贴合装置通过滑轮与电动导轨连接，能够沿电动导轨移动。
进一步地，电动导轨两端均设有激光测距传感器，用于感测与被测表面之间的距离；减速机输出轴设有扭矩传感器，用于感测两个支撑杆之间的旋转角度；所述减速机、激光测距传感器和扭矩传感器均与控制器连接，控制器根据各支撑杆之间的角度，以及与被测表面之间的距离，通过控制减速机调整各段支撑架之间的角度。
进一步地，滑轮上设有位置传感器，用于感测浮动贴合装置在相应电动导轨上的位置。
一个或多个实施例提供了一种采用所述浮动贴合装置的控制方法，包括：
(1)接收启动信号，控制可折叠弓形撑开装置展开，并通过机械臂送至被测表面附近；
(2)判断可折叠弓形撑开装置展开后位置最高的浮动贴合装置的贴合力是否大于最小贴合力，若否，调整机械臂伸缩量；若是，进入步骤(3)；
(3)判断各导轨与衬砌表面的距离是否均在设定范围内，若否，调整可折叠弓形撑开装置中支撑杆之间的旋转角度；若是，初始化结束，搭载机械臂的移动平台运动，进行表面病害检测，进入步骤(4)；
(4)移动平台运动过程中，判断是否有停止信号，若是，控制移动平台停止运行；若否，判断是否存在浮动贴合装置与被测表面的贴合力大于设定的最大贴合力，若是，生成重新初始化信号，控制移动平台停止运动，进入步骤(5)；
(5)判断位置最高的浮动贴合装置的贴合力是否大于设定的最大贴合力，若是，调整机械臂伸缩量；若否，调整可折叠弓形撑开装置中各支撑杆之间的旋转角度，返回步骤(3)。
进一步地，移动平台运动过程中，根据避障监测装置发送的前方被测表面信息判断前方是否存在障碍物，当存在障碍物时，根据障碍物大小、形状和位置选择一种或多种避障方式，避障方式包括：调整浮动贴合装置在电动导轨上的位置、调整可折叠弓形撑开装置中各支撑杆之间的旋转角度，以及调整机器臂的伸缩长度。
以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本发明通过伸缩式机械臂、可折叠弓形撑开装置和“力-距”浮动贴合装置实现了多自由度的贴合装置，“力-距”浮动贴合装置内置无损检测设备，能够灵活的调整测线和测点，对隧道衬砌截面的适应能力很强，对衬砌表面存在障碍物的隧道有一定的避障能力，能够很大程度的满足工程中对隧道检测的需要。
本发明的浮动贴合装置为“力-距”浮动贴合装置，通过可伸缩弹力轮与衬砌被测表面贴合，通过可伸缩弹力轮内置的测力传感器获取贴合力，通过贴合装置上的激光测距传感器阵列获取与被测表面之间距离，基于与被测表面之间贴合力和距离调整浮动贴合装置与被测表面之间的贴合程度，既保证了浮动贴合装置能够时刻与被测表面贴合，又保护了装置不会因被测表面的凹凸不平受到损坏；
且浮动贴合装置上，激光测距传感器阵列布设于浮动贴合装置的多个侧面，保证了能够对浮动贴合装置与被测表面整个贴合面的监测，保障了设备的安全；
本发明的浮动贴合装置内设置无损检测设备固定台，通过一个水平导轨和与该水平导轨连接的两个竖直导轨，能够实现不同大小无损检测设备的夹紧，并预留超声探测器、探地雷达、太赫兹等检测设备探头的卡槽，实现了上下、左右和前后多方位的固定，能够根据用户需求安装无损检测设备；
本发明的浮动贴合装置设于由多段支撑杆连接而成的可折叠弓形撑开装置上，通过测距传感器实时监测多段支撑杆与被测表面之间的距离，根据距离调整多段支撑杆之间的角度，使得运行过程中，可折叠弓形撑开装置的多段支撑杆能够适应于隧道衬砌不同弧度的表面，也能够进行最大限度的折叠，便于运输存放；
本发明通过可伸缩机械臂连接用于搭载贴合装置的可折叠弓形撑开装置，且可折叠弓形撑开装置能够根据被测表面形态自动调整撑开角度，通过贴合力和距离监测保证在紧密贴合的同时设备不受损坏，与传统的升降台相比，稳定性和灵活性都有很大提高，使得病害检测机器人能够在前进过程中完成高效的病害检测；
本发明还设有避障监测装置，能够障碍物的形状、大小和位置，自动选择避障方式，通过调整浮动贴合装置在导轨上的位置、可折叠弓形撑开装置和机械臂伸缩量中的一种或多种方式进行避障。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置结构示意图；
图2为本发明实施例中机械臂、可折叠弓形撑开装置与浮动贴合装置整体连接结构示意图；
图3为本发明实施例中可折叠弓形撑开装置折叠后的示意图；
图4为本发明实施例中激光测距传感器阵列在贴合装置外表面侧壁的布局示意图；
图5为本发明实施例中贴合装置控制方法流程示意图。
1多轴机械臂装置，2折叠式弓形撑开装置，3浮动贴合装置，4避障监控装置，5控制器，2-1铰链，2-2减速机，2-3激光测距传感器,2-4位置传感器，2-5扭矩传感器，2-6支撑杆，3-1壳体，3-2无损检测设备固定台，3-3激光测距传感器阵列，3-4避障监测装置，3-5可伸缩弹力轮，3-6测力传感器。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例公开了一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置3，如图1-3所示，设于机械臂工作端，且内置无损检测设备，包括：
壳体3-1，所述壳体3-1外表面设有一个或多个可伸缩弹力轮3-5，所述一个或多个可伸缩弹力轮3-5均用于与隧道衬砌被测表面紧密贴合，且每个可伸缩弹力轮3-5内均设置测力传感器3-6，用于感测贴合装置与被测表面之间的贴合力；具体地，所述可伸缩弹力轮3-5包括连接在壳体3-1外表面的杆件，所述杆件的末端与测力传感器3-6的一端连接，测力传感器3-6的另一端与弹簧的一端连接，所述测力传感器和弹簧均置于柱状容纳腔内，所述柱状容纳腔远离杆件的一端封堵，另一端开口，且开口的大小使得柱状容纳腔能够套设于所述杆件外部；所述柱状容纳腔封堵的一端外部通过支架连接行走轮。进行病害检测时，所述行走轮紧贴被测表面，压力通过弹簧传递至测力传感器，从而测得贴合装置与被测表面之间的贴合力。
所述壳体3-1外表面还设有激光测距传感器阵列3-3，用于监测贴合装置与被测表面之间的距离。
所述测力传感器3-6和激光测距传感器阵列3-3均与控制器连接，在设备运行过程中，实时将贴合装置与被测表面之间的贴合力和距离信息传输至控制器，控制器根据贴合力和距离信息调整贴合装置与被测表面之间的相对距离，保证在贴合装置始终与被测表面贴合的前提下装置的安全。
作为一种实施方式，所述壳体为立方体形状，每个浮动贴合装置均设有四个可伸缩弹力轮3-5，分别位于浮动贴合装置底面的四个底角处，在可伸缩弹簧轮中内置弹簧测力传感器用于反馈整个贴合过程的贴合力，四个轮采用麦克纳姆轮，能够使“力-距”浮动贴壁装置在与隧道衬砌表面接触运动过程中滑动运动，以保证检测设备在检测过程中的连续性。
每个浮动贴合装置的侧面安装激光测距传感器阵列3-2，可采用三角形或者菱形布设方式。三角形布设方式即在前进方向的侧面和前进方向左右的两个侧面安装激光测距传感器阵列3-2，如图4所示；菱形布设方式即在浮动贴合装置的四个侧面均安装激光测距传感器阵列3-2。通过布设多个激光测距传感器，能够完整的判断一小块区域是否平整。完成的步骤是首先前进方向的激光传感器当检测到距离变化时，在判断中间的激光传感器是否有距离变化，从而可以判断是某一个点还是一个区域的凹凸不平。
在机械臂托举“力-距”浮动贴合装置到达隧道衬砌表面测点位置时，可以根据激光传感器和弹簧测力器反馈回来的信号，配合机械臂可实时的调整“力-距”浮动贴合装置和衬砌表面的间距，保证检测设备检测的精度。
所述壳体3-1朝向前进方向的外表面还设有避障监测装置3-4，由激光雷达和监控摄像头组成，用于监测运行过程中前方衬砌的表面信息；
激光雷达和监控摄像头将运行过程中获取的前方衬砌表面信息传递到控制器，控制器再通过Fast-RCNN或Faster-RCNN等识别算法识别出前方的障碍物后，协同控制机械臂和贴合装置的位姿产生预警避障动作。
所述壳体内还设有无损检测设备固定台3-2，用于固定所述无损检测设备4，用于检测隧道衬砌结构的内部病害。所述无损检测设备固定台3-2上预留用于固定超声探测器、探地雷达或太赫兹检测设备探头等无损检测设备的卡槽。为了使得无损检测设备固定的更为牢固，提高检测稳定性和精度，所述壳体内部相对的两个侧面分别设有一齿条；所述无损检测设备固定台包括一个水平导轨和与该水平导轨垂直连接的两个竖直导轨；所述水平导轨的两端分别设有一个齿轮，与两个齿条分别相啮合；所述水平导轨用于固定无损检测设备的一侧设有齿条；两个竖直导轨通过齿轮与水平导轨上的齿条相啮合。上述齿轮均连接驱动电机，驱动电机与控制器连接，通过控制水平导轨在壳体内的相对位置、竖直导轨之间的距离，使得浮动贴合装置内能够固定不同大小不同形状的无损检测设备。用于固定无损检测设备的卡槽设于水平导轨上。
所述壳体底面，即朝向被测装置的一面设有透明盖体。可以采用亚克力板、聚丙酯板、聚苯板等材料，这种材料对雷达波探测方向信号没有影响。
壳体其他部分和折叠式弓形导轨和延长臂采用碳钎维、纳米纤维等轻量化材料，上述材料能很大地降低装置自身的重量，能够搭载更重的无损检测设备，能满足在移动探测过程中检测设备的稳定。
所述机械臂为可伸缩机械臂1，其工作端末端，即延长臂末端通过折叠式弓形撑开装置2连接浮动贴合装置。具体地，机械臂采用的是工业用机械臂，机械臂的延长臂用于将浮动贴合装置移动到衬砌表面的附近。
所述折叠式弓形撑开装置2包括多段相互连接的支撑架，本实施例中为四段，且相邻两段支撑架之间通过转轴旋转连接，所述转轴通过减速机驱动；所述减速机的传动输出轴上设有扭矩传感器。在相邻两段支撑杆的连接处的外层还设有铰链，用于限制旋转角度在0-120°范围之内。每段支撑架上均设有与其方向一致的电动导轨，每个电动导轨上均设有滑轮，浮动贴合装置3通过法兰固定到每一个滑轮上，可沿电动导轨移动。
电动导轨的滑轮上安装位置传感器2-4，用于感测浮动贴合装置在电动导轨上的位置。通过浮动贴合装置在导轨上的运动，能够使得浮动贴合装置到达指定测点或测线处，以及达到避障的目的。
每一个电动导轨两端均设有激光测距传感器2-3，用于感测导轨两端与被测表面之间的距离。
上述减速机、扭矩传感器、激光测距传感器和位置传感器均连接至控制器，可以实时测量与被测区域的表面距离以及弓形展开导轨的角度信息，各导轨两端距离被测表面的距离信息，控制器根据反馈回的导轨间的旋转角度和距被测表面的距离，通过减速机实时调整各转轴的旋转角度，使得展开后的弓形撑开装置能够贴合不同弧度的衬砌表面。
所述折叠式弓形撑开装置2的结构不仅实现了隧道衬砌病害检测过程中对不同弧度衬砌表面的适应性，在不运行的状态下，还便于收纳，如图3所示。
所述机械臂和控制器5均安装在病害检测机器人的移动平台上，用于实现所述多轴机械臂装置1、折叠式弓形撑开装置2、搭载检测设备的浮动贴合装置3和避障监控装置4，多个装置的联动控制，保证检测设备与隧道衬砌内壁的精密贴合与快速移动。
病害检测机器人启动后，首先初始化机械臂，将可折叠弓形撑开装置展开并送至被测表面附近；所述控制器实时接收浮动贴合装置上的测距传感器、测力传感器发送的感测信息、避障监测装置发送的前方被测表面信息、可折叠弓形撑开装置上测距传感器发送的感测信息等，协同控制机械臂、可折叠弓形撑开装置的调整，具体控制过程如下：
(1)判断可折叠弓形撑开装置展开后位置最高的电动导轨的接触力是否大于最小接触力，若否，调整机械臂，使该导轨上的浮动贴合装置与被测表面更为紧密贴合；若是，进入步骤(2)；本实施例中位置最高的电动导轨为从下往上第二个的导轨；
(2)判断各导轨的端部与衬砌表面的距离是否均在设定范围内，若否，获取距离不在设定范围内的导轨编号，调整可折叠弓形撑开装置，使该导轨的端部与被测表面的距离均在设定范围内；若是，初始化结束，病害检测机器人运动，进行表面病害检测，进入步骤(3)；
(3)运动过程中，判断是否有停止信号，所述停止信号包括病害检测结束信号；若是，控制病害检测机器人停止运行；若否，判断是否存在导轨与被测表面的接触力大于设定的最大接触力，若是，生成重新初始化停止信号，控制病害检测机器人停止运动，进入步骤(4)；
(4)判断位置最高的电动导轨接触力是否大于设定的最大接触力，若是，调整机械臂放松位置最高的电动导轨上的浮动贴合装置与被测表面之间的贴合；若否，调整可折叠弓形撑开装置，返回步骤(2)。
在运动过程中，时刻判断浮动贴合装置的激光测距传感器传回来的距离数据，在任意一个导轨上的浮动贴合装置与衬砌表面距离判定规则是：当在前进方向上先判断第一个激光测距传感器的距离是否在设定的范围内，若在指定的范围内，则继续运动，若不在指定的范围内，则判断第二个和第三个激光测距传感器测量的距离是否在指定的范围内，若在指定的范围内，则不改变贴合装置的距离，若不在指定的范围内，则停止运动重新进行贴合操作。
移动平台运动过程中，根据避障监测装置发送的前方被测表面信息判断前方是否存在障碍物，当存在障碍物时，根据障碍物大小、形状和位置选择一种或多种避障方式，避障方式包括：调整浮动贴合装置在电动导轨上的位置、调整可折叠弓形撑开装置中各支撑杆之间的旋转角度，以及调整机器臂的伸缩长度。例如，若障碍物很小，调整浮动贴合装置在电动导轨上的位置即可实现避障。
以上一个或多个实施例具有以下技术效果：
本实施例的浮动贴合装置为“力-距”浮动贴合装置，通过可伸缩弹力轮与衬砌被测表面贴合，通过可伸缩弹力轮内置的测力传感器获取贴合力，通过贴合装置上的激光测距传感器阵列获取与被测表面之间距离，基于与被测表面之间贴合力和距离调整浮动贴合装置与被测表面之间的贴合程度，既保证了浮动贴合装置能够时刻与被测表面贴合，又保护了装置不会因被测表面的凹凸不平受到损坏；
且浮动贴合装置上，激光测距传感器阵列布设于浮动贴合装置的多个侧面，保证了能够对浮动贴合装置与被测表面整个贴合面的监测，保障了设备的安全；
本实施例的浮动贴合装置内设置无损检测设备固定台，并预留超声探测器、探地雷达、太赫兹等检测设备探头的卡槽，能够根据用户需求安装无损检测设备；
本实施例的浮动贴合装置设于由多段支撑杆连接而成的可折叠弓形撑开装置上，通过测距传感器实时监测多段支撑杆与被测表面之间的距离，根据距离调整多段支撑杆之间的角度，使得运行过程中，可折叠弓形撑开装置的多段支撑杆能够适应于隧道衬砌不同弧度的表面。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体内用于安装无损检测设备；
所述壳体外表面设有一个或多个可伸缩弹力轮，用于与隧道衬砌被测表面贴合，且每个可伸缩弹力轮均内置测力传感器，用于感测与隧道衬砌被测表面之间的贴合力；所述壳体外表面还设有激光测距传感器阵列，用于监测贴合装置与被测表面之间的距离；
所述测力传感器和激光测距传感器阵列均与控制器连接，控制器根据贴合力和距离信息调整所述浮力贴合装置与被测表面之间的相对位置。
2.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，所述可伸缩弹力轮包括连接在壳体外表面的杆件，所述杆件的末端与测力传感器的一端连接，测力传感器的另一端与弹簧的一端连接，所述测力传感器和弹簧均置于柱状容纳腔内，所述柱状容纳腔远离杆件的一端封堵，另一端开口，且开口的大小使得柱状容纳腔能够套设于所述杆件外部；所述柱状容纳腔封堵的一端外部通过支架连接行走轮。
3.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，所述激光测距传感器阵列至少安装于所述壳体的三个侧面，其中一个侧面为朝向前进方向的侧面。
4.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，所述壳体内还设有无损检测设备固定台，所述无损检测设备固定台上预留能够安装不同探测设备探头的卡槽；
所述无损检测设备固定台包括一个水平导轨和与该水平导轨垂直连接的两个竖直导轨；所述水平导轨的两端分别设有一个齿轮，与设于壳体内部两个相对侧面上的齿条分别相啮合；所述水平导轨用于固定无损检测设备的一侧设有齿条；两个竖直导轨通过齿轮与水平导轨上的齿条相啮合。
5.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，所述壳体朝向前进方向的外表面还设有避障监测装置，由激光雷达和监控摄像头组成，均与控制器连接，用于监测运行过程中前方衬砌的表面信息。
6.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，所述浮动贴合装置设置于折叠式弓形撑开装置上；所述折叠式弓形撑开装置包括多段相互连接的支撑架，且相邻两段支撑架之间通过转轴旋转连接，由减速机驱动；每段支撑架上均设有与其方向一致的电动导轨，所述浮动贴合装置通过滑轮与电动导轨连接，能够沿电动导轨移动。
7.如权利要求6所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，电动导轨两端均设有激光测距传感器，用于感测与被测表面之间的距离；减速机输出轴设有扭矩传感器，用于感测两个支撑杆之间的旋转角度；所述减速机、激光测距传感器和扭矩传感器均与控制器连接，控制器根据各支撑杆之间的角度，以及与被测表面之间的距离，通过控制减速机调整各段支撑架之间的角度。
8.如权利要求1所述的用于隧道衬砌无损检测的浮动贴合装置，其特征在于，滑轮上设有位置传感器，用于感测浮动贴合装置在相应电动导轨上的位置。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述浮动贴合装置的控制方法，其特征在于，包括：
(1)接收启动信号，控制可折叠弓形撑开装置展开，并通过机械臂送至被测表面附近；
(2)判断可折叠弓形撑开装置展开后位置最高的浮动贴合装置的贴合力是否大于最小贴合力，若否，调整机械臂伸缩量；若是，进入步骤(3)；
(3)判断各导轨与衬砌表面的距离是否均在设定范围内，若否，调整可折叠弓形撑开装置中支撑杆之间的旋转角度；若是，初始化结束，搭载机械臂的移动平台运动，进行表面病害检测，进入步骤(4)；
(4)移动平台运动过程中，判断是否有停止信号，若是，控制移动平台停止运行；若否，判断是否存在浮动贴合装置与被测表面的贴合力大于设定的最大贴合力，若是，生成重新初始化信号，控制移动平台停止运动，进入步骤(5)；
(5)判断位置最高的浮动贴合装置的贴合力是否大于设定的最大贴合力，若是，调整机械臂伸缩量；若否，调整可折叠弓形撑开装置中各支撑杆之间的旋转角度，返回步骤(3)。
10.如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，移动平台运动过程中，根据避障监测装置发送的前方被测表面信息判断前方是否存在障碍物，当存在障碍物时，根据障碍物大小、形状和位置选择一种或多种避障方式，避障方式包括：调整浮动贴合装置在电动导轨上的位置、调整可折叠弓形撑开装置中各支撑杆之间的旋转角度，以及调整机器臂的伸缩长度。
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