CN113715714A - 一种隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法 - Google Patents

一种隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法，该采集车包括：数据采集系统，包括雷达天线和数据采集控制器，所述数据采集控制器用于控制所述雷达天线进行采集并记录隧道衬砌的测试点的数据；雷达支撑系统，用于支撑所述雷达天线；液压系统，用于为所述雷达支撑系统提供动力并调整所述雷达支撑系统的位置；以及电控系统，用于控制所述雷达支撑系统和所述液压系统，以使得所述雷达天线能够到达所述测试点。本发明自动化控制程度高、操作简单、安全可靠。

Description

一种隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法
技术领域
本发明涉及隧道质量检测的技术领域，具体地，涉及一种隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法。
背景技术
目前，隧道衬砌质量检测采取地质雷达现场检测的方式，检测方法相对固定，现阶段主要有隧道高空作业车与装载机铲抖焊接隧道检测台架两种方式进行检测数据的采集，但此两种检测方式对操作人员的安全有较大隐患，同时通过人工的方式采集数据存在采集数据不稳定，失真甚至失效的问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提出了一种自动化控制程度高、操作简单、安全可靠的隧道衬砌质量检测数据采集车及其采集方法。
为了实现上述目的，本发明公开了一种隧道衬砌质量检测数据采集车，包括：数据采集系统，包括雷达天线和数据采集控制器，所述数据采集控制器用于控制所述雷达天线进行采集并记录隧道衬砌的测试点的数据；雷达支撑系统，用于支撑所述雷达天线；液压系统，用于为所述雷达支撑系统提供动力并调整所述雷达支撑系统的位置；以及电控系统，用于控制所述雷达支撑系统和所述液压系统，以使得所述雷达天线能够到达所述测试点。
优选地，所述隧道衬砌质量检测数据采集车进行定速巡航。
优选地，所述隧道衬砌质量检测数据采集车包括底盘，所述雷达支撑系统包括依次连接的回转机构、直臂、折臂、伸缩臂以及雷达固定座，所述回转机构固定在所述底盘上，所述雷达固定座用于支撑所述雷达天线。
优选地，所述液压系统包括液压泵、液压阀组、用于调整所述回转机构的回转马达、用于调整所述直臂的直臂油缸、用于调整所述折臂的折臂油缸以及用于调整所述伸缩臂的伸缩臂油缸，其中，所述液压阀组用于将所述液压泵提供的动力分别提供到所述回转马达、所述直臂油缸、所述折臂油缸以及所述伸缩臂油缸。
优选地，所述回转机构实现所述雷达支撑系统的±90度的周向旋转。
优选地，所述电控系统包括回转机构行程开关、折臂角度传感器、伸缩臂行程开关以及控制器，所述回转机构行程开关用于检测所述回转机构的回转角度，所述折臂角度传感器用于检测所述折臂的偏转角度，所述伸缩臂行程开关用于检测所述伸缩臂的伸缩长度，所述控制器根据所述回转机构行程开关、所述折臂角度传感器以及所述伸缩臂行程开关的检测结果控制所述雷达支撑系统。
优选地，所述电控系统还包括操作器，所述操作器用于提供所述控制器对所述雷达支撑系统进行控制的界面。
本发明还公开了一种隧道衬砌质量检测数据采集车的采集方法，包括：将隧道衬砌质量检测数据采集车开至待测试地点，确定隧道衬砌的测试点；通过电控系统控制雷达支撑系统和液压系统，使所述雷达支撑系统上的雷达天线到达所述测试点；通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据；如果所述测试点的数据正常，则对下一个测试点进行质量检测；如果所述测试点的数据不正常，则通过所述电控系统控制所述雷达支撑系统和所述液压系统重新调整所述雷达天线的位置，以重新通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据，直至数据正常为止。
优选地，所述雷达支撑系统包括依次连接的回转机构、直臂、折臂、伸缩臂以及雷达固定座，所述液压系统包括液压泵、液压阀组、回转马达、直臂油缸、折臂油缸以及伸缩臂油缸，通过所述回转马达调整所述回转机构，通过所述直臂油缸调整所述直臂，通过所述折臂油缸调整所述折臂，通过所述伸缩臂油缸调整所述伸缩臂，使得所述雷达固定座上的所述雷达天线到达所述测试点，如果所述测试点的数据不正常，则重新调整所述回转机构、所述直臂、所述折臂、所述伸缩臂以及所述雷达固定座的位置，以重新通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据。
优选地，所述电控系统确定车辆行驶速度，并根据所述车辆行驶速度设定所述隧道衬砌质量检测数据采集车的定速巡航速度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明的隧道衬砌质量检测数据采集车采用了采集车的形式，与现有技术相比，其可以灵活的移动，而不是必须在某一个测试点搭建设备进行测试然后拆卸，到另一个测试点重新搭建设备。
并且，本发明的隧道衬砌质量检测数据采集车并非通过人工的方式采集数据，而是通过数据采集系统、雷达支撑系统、液压系统和电控系统的配合自动采集数据，自动化控制程度高、操作简单、安全可靠，并且能够实时和稳定的采集数据。
附图说明
图1示出了隧道衬砌质量检测数据采集车的工作示意图。
图2示出了隧道衬砌质量检测数据采集车的示意图。
图3示出了雷达支撑系统、液压系统以及电控系统的放大图。
具体实施方式
下面将参考附图，对本发明做进一步详细的说明，以便于本发明更加清楚和易于理解。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
下面结合图详细说明本发明的实施例。
本发明公开了一种隧道衬砌质量检测数据采集车，包括底盘100、数据采集系统200、雷达支撑系统300、液压系统400以及电控系统500。
隧道衬砌质量检测数据采集车具有定速巡航功能，可降低司机人为操作的不确定性，增加数据采集系统200工作的稳定性。
数据采集系统200，主要用于数据的采集与记录，包括雷达天线201和数据采集控制器202。例如，数据采集控制器202可以为数据处理电脑，用于控制雷达天线201对数据进行采集和记录。优选地，数据处理电脑可以放置于驾驶室中。或者，数据处理电脑也可以集成到隧道衬砌质量检测数据采集车的车体中。
雷达支撑系统300，具有多维调节功能，包括回转机构301、直臂302、折臂303、伸缩臂304以及雷达固定座305。
液压系统400主要实现雷达支撑系统300的多维运动，包括液压泵401、液压阀组402、回转马达403、直臂油缸404、折臂油缸405以及伸缩臂油缸406。其中，回转机构301通过回转马达403的驱动可实现雷达支撑系统300的±90度的周向旋转，直臂302通过直臂油缸404的伸缩可实现该装置的竖直高度随隧道高度调整，折臂303通过折臂油缸405的伸缩可实现雷达支撑系统300角度与测试点角度匹配，伸缩臂304通过伸缩臂油缸406的伸缩保证雷达天线与隧道内壁之间的压力。
优选地，直臂油缸404可以包括行程传感器，以测量直臂302的行程。
液压泵401用于为回转马达403、直臂油缸404、折臂油缸405以及伸缩臂油缸406提供动力。液压阀组402用于将液压泵401提供的动力分别提供到回转马达403、直臂油缸404、折臂油缸405以及伸缩臂油缸406。优选地，液压泵401可以位于底盘100下方，液压阀组402可以位于底盘100上，而不限于此，可以根据实际需要设定液压泵401和液压阀组402的位置。
电控系统500包括操作器501、控制器502、回转机构行程开关503、折臂角度传感器504以及伸缩臂行程开关505。
操作器501主要用于雷达支撑系统300的运动控制。优选地，操作器501可以为操作屏，操作人员可以通过操作屏人工控制雷达支撑系统300，以使雷达天线201到达测试点。或者，操作器501也可以无需人工控制，而是进行自动控制。优选地，操作器501可以位于车顶上，以便于操作人员观察雷达天线201是否到达测试点，然而，不限于此，操作人员可以根据需要设定操作器501的位置。
回转机构行程开关503和伸缩臂行程开关505分别用于回转机构301的±90度旋转信号与伸缩臂304伸缩长短的信号检测。控制器502将操作屏501的输入输出与各传感器或开关信号的输入输出进行运算处理。优选地，控制器502位于底盘100上，而不限于此。
折臂角度传感器504主要用于折臂303的偏转角度的数据收集。
隧道衬砌质量检测数据采集车的操作步骤如下：
1.车辆开至测试地点后，确定测试点，通过计算，确定车辆行驶轨迹、雷达支撑系统300的直臂302上升高度(即确定直臂油缸404的行程)、折臂303偏转角度(即确定折臂角度传感器504的角度)、车辆行驶速度等参数；
2.通过操作器501操作，将雷达支撑系统300通过回转马达403旋转至预定位置(即回转机构行程开关位置)503；
3.通过操作器501操作，将直臂302通过直臂油缸404升高至预定位置(即步骤1中直臂302的上升高度)；
4.通过操作器501操作，将折臂303通过折臂油缸405调整至预定位置(即步骤1中折臂303的偏转角)；
5.通过操作器501操作，将直臂304通过直臂油缸406调整至行程开关505预设位置；
6.打开数据采集系统200，以通过雷达天线201开始采集数据，检查数据是否正常显示，如正常，请进行步骤7操作，如不正常，则需重复步骤1-6操作；
7.根据步骤1确定的行驶速度设定隧道衬砌质量检测数据采集车的定速巡航速度。
根据步骤1确定的行驶轨迹，对多个测试点依次进行质量检测，直至数据采集完成即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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 (10)

1.一种隧道衬砌质量检测数据采集车，包括：
数据采集系统，包括雷达天线和数据采集控制器，所述数据采集控制器用于控制所述雷达天线进行采集并记录隧道衬砌的测试点的数据；
雷达支撑系统，用于支撑所述雷达天线；
液压系统，用于为所述雷达支撑系统提供动力并调整所述雷达支撑系统的位置；以及
电控系统，用于控制所述雷达支撑系统和所述液压系统，以使得所述雷达天线能够到达所述测试点。
2.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述隧道衬砌质量检测数据采集车进行定速巡航。
3.根据权利要求1所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述隧道衬砌质量检测数据采集车包括底盘，所述雷达支撑系统包括依次连接的回转机构、直臂、折臂、伸缩臂以及雷达固定座，所述回转机构固定在所述底盘上，所述雷达固定座用于支撑所述雷达天线。
4.根据权利要求3所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述液压系统包括液压泵、液压阀组、用于调整所述回转机构的回转马达、用于调整所述直臂的直臂油缸、用于调整所述折臂的折臂油缸以及用于调整所述伸缩臂的伸缩臂油缸，其中，所述液压阀组用于将所述液压泵提供的动力分别提供到所述回转马达、所述直臂油缸、所述折臂油缸以及所述伸缩臂油缸。
5.根据权利要求3所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述回转机构实现所述雷达支撑系统的±90度的周向旋转。
6.根据权利要求3所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述电控系统包括回转机构行程开关、折臂角度传感器、伸缩臂行程开关以及控制器，所述回转机构行程开关用于检测所述回转机构的回转角度，所述折臂角度传感器用于检测所述折臂的偏转角度，所述伸缩臂行程开关用于检测所述伸缩臂的伸缩长度，所述控制器根据所述回转机构行程开关、所述折臂角度传感器以及所述伸缩臂行程开关的检测结果控制所述雷达支撑系统。
7.根据权利要求6所述的隧道衬砌质量检测数据采集车，其中，所述电控系统还包括操作器，所述操作器用于提供所述控制器对所述雷达支撑系统进行控制的界面。
8.一种隧道衬砌质量检测数据采集车的采集方法，包括：
将隧道衬砌质量检测数据采集车开至待测试地点，确定隧道衬砌的测试点；
通过电控系统控制雷达支撑系统和液压系统，使所述雷达支撑系统上的雷达天线到达所述测试点；
通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据；
如果所述测试点的数据正常，则对下一个测试点进行质量检测；
如果所述测试点的数据不正常，则通过所述电控系统控制所述雷达支撑系统和所述液压系统重新调整所述雷达天线的位置，以重新通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据，直至数据正常为止。
9.根据权利要求8所述的隧道衬砌质量检测数据采集车的采集方法，
其中，所述雷达支撑系统包括依次连接的回转机构、直臂、折臂、伸缩臂以及雷达固定座，所述液压系统包括液压泵、液压阀组、回转马达、直臂油缸、折臂油缸以及伸缩臂油缸，通过所述回转马达调整所述回转机构，通过所述直臂油缸调整所述直臂，通过所述折臂油缸调整所述折臂，通过所述伸缩臂油缸调整所述伸缩臂，使得所述雷达固定座上的所述雷达天线到达所述测试点，
如果所述测试点的数据不正常，则重新调整所述回转机构、所述直臂、所述折臂、所述伸缩臂以及所述雷达固定座的位置，以重新通过所述数据采集系统检测所述测试点的数据。
10.根据权利要求8所述的隧道衬砌质量检测数据采集车的采集方法，所述电控系统确定车辆行驶速度，并根据所述车辆行驶速度设定所述隧道衬砌质量检测数据采集车的定速巡航速度。
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