CN115575947A - 一种道路病害检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种道路病害检测装置，包括车体、升降系统、挂架以及探地雷达系统；本发明中，在需要进行检测工作前，升降系统稳定在车体的后方，通过车体行走带动后方的升降系统和挂架实现行走检测，并且，升降系统能够调整挂架的离地高度，以适应各种道路路况检测，且在急转弯、调头和短距离运输情况下抬升挂架至最高点便于进行高速行驶，在装置需要长距离运输时，将各部分拆卸下来并安放至车体内，到达目的地后再快速组装，结构简单，便捷性强，并且本发明中的天线盒集成高、低频天线，能够兼顾地下浅部及大深度探测。

Description

一种道路病害检测装置

技术领域

本发明涉及道路病害检测领域，具体涉及一种道路病害检测装置。

背景技术

在道路地下病害体无损检测领域中，现有的病害检测装置存在以下问题：1、现有常规三维探地雷达检测车设计复杂、成本高、一体式，且无法根据实际情况进行雷达天线数量的增减，在测区相对局限的条件下很难完成检测任务，且一体式体积较大，给拆装、运输带来很大麻烦；2、现有检测车的结构不灵活，在长距离运输中无法将雷达以及其安装结构拆装进行运输，并且，在短距离测量工作中，雷达及其安装结构无法规避障碍物，即无法根据道路情况对雷达及其安装结构进行位置调整；3、现有三维探地雷达主要治理道路地下“皮肤病”，不能兼顾大深度（例如3m以下）探测。

综上所述，急需一种道路病害检测装置以解决现有技术中检测车结构不灵活以及不能兼顾大深度探测的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种道路病害检测装置，以解决现有技术中检测车结构不灵活以及不能兼顾大深度探测的问题，具体技术方案如下：

一种道路病害检测装置，包括车体以及设置于车体上的升降系统、挂架以及探地雷达系统；所述升降系统包括安装架、滑架以及驱动机构；安装架设置在车体上；所述滑架滑动设置在安装架上，用于在竖向滑动；所述驱动机构设置在安装架上，且驱动机构与滑架连接，用于驱动滑架在竖向滑动；所述挂架与滑架可拆卸连接；所述挂架上设置有多个天线槽；所述探地雷达系统包括安装在天线槽内的天线盒；所述天线盒内设置有用于检测病害的高频天线和低频天线。

以上技术方案优选的，还包括定位系统、视频系统以及编码器；所述定位系统设置在车体上；所述视频系统包括设置在车体上的多个摄像头，摄像头用于实时观察车体的后方情况；所述编码器安装在车体的车轮上，且编码器与探地雷达系统连接。

以上技术方案优选的，所述安装架的下端设置有定位块，定位块的下端面设置有定位槽；车体的下端设置有定位凸起，定位槽套设在定位凸起的外周上。

以上技术方案优选的，升降系统还包括两组拉索；拉索的两端分别连接车体和滑架，拉索用于滑架稳定在车体的后方；两组拉索分别位于滑架的宽度方向的两侧。

以上技术方案优选的，所述挂架上通过多组隔板分隔形成多个天线槽；隔板采用屏蔽材料制成。

以上技术方案优选的，所述天线槽内设置有用于稳固天线盒的十字形绑带。

以上技术方案优选的，挂架上设置有用于在道路上行走的多组减震轮。

以上技术方案优选的，所述挂架上设置有多组固定梁；所述固定梁的一端与滑架可拆卸连接；所述滑架上还设置有与固定梁一一对应的吊梁；吊梁的一端通过吊链连接固定梁。

以上技术方案优选的，所述探地雷达系统还包括显示终端；显示终端与天线盒连接，显示终端用于显示高频天线和低频天线检测到的数据。

以上技术方案优选的，低频天线的主频为100MHz-200MHz；高频天线的主频为500MHz-800MHz；所述高频天线和低频天线的测点在竖向重合。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

（1）本发明道路病害检测装置包括车体、升降系统、挂架以及探地雷达系统；本发明中，在需要进行检测工作前，升降系统稳定在车体的后方，通过车体行走带动后方的升降系统和挂架实现行走检测，并且，升降系统能够调整挂架的离地高度，以适应各种道路路况检测，且在急转弯、调头和短距离运输情况下抬升挂架至最高点便于进行高速行驶，在装置需要长距离运输时，将各部分拆卸下来并安放至车体内，到达目的地后再快速组装，结构简单，便捷性强，并且本发明中的天线盒集成高、低频天线，能够兼顾地下浅部及大深度探测。

（2）本发明的定位系统固定在车体的顶部，通过偏移算法解算出每个天线盒正下方的坐标，并实时显示在显示终端的地图轨迹上，当探地雷达剖面显示地下异常点时，可以根据坐标进行放样精确定位找到；视频系统采用多个摄像头进行采集存储，摄像头固定在车体后侧顶部，用于采集检测过程中的街景，也用于车内实时观察车后方情况，进一步保障设备的安全；编码器安装在车体一个后轮的中心轴上，跟随车轮同步转动，在车轮上安装编码器一方面是通过车体驱动来触发探地雷达进行数据的采集，另一方面是通过记录车轮的转数以计算检测的道路长度。

（3）本发明中通过定位槽和定位凸起进行配合，便于安装架快速定位安装在车体的后方。

（4）本发明中，通过车体后方可调节长度的拉索将滑架稳定在车体的后方，以保证结构的稳定性。

（5）本发明中，隔板采用屏蔽材料制成，能够屏蔽天线盒之间的信号干扰；每个天线槽均设有十字形可调节长度的绑带，用于稳定天线盒以避免在不平整路段行驶产生晃动，造成结构损伤或影响检测；挂架四个角位置设置有减震轮，用于缓解起伏地形震荡带来的假异常干扰数据，且在采集时可以支撑整个挂架，有效减轻了升降系统的垂向受力，整个受力只有简单的横向拖拉力，结构合理。

（6）本发明中，在挂架需要进行升降时，固定梁跟随滑架一起升降，并且，吊梁通过吊链连接固定梁，对挂架提供多位置的拉力，保证结构稳定。

（7）本发明中，显示终端可以显示和控制所有通道（即一组天线为一个通道）的数据，显示包括：所有通道探地雷达单道波形、二维剖面和剖面长度等，控制包括：启停数据采集、通道数的选择、打标记、滤波和对比度调节等；显示终端还用于实时观测和记录所检测的详细道路位置、时间，为后期的地下异常体放样定位和钻探验证位置提供准确数据。

（8）本发明中，低频天线的主频为100MHz-200MHz；高频天线的主频为500MHz-800MHz，能够满足道路检测的需求，并且高低频天线测点中心重合，高低频并行同点位采集，后期进行数据的查看和异常点坐标确认更加直观，准确。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的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。

在附图中：

图1是本实施例的道路病害检测装置的结构示意图；

图2是图1中的升降系统和挂架的示意图；

图3是图2的侧视示意图；

图4是本实施例中的探地雷达系统的连接原理图；

其中，1、车体；1.1、定位凸起；2、升降系统；2.1、安装架；2.11、定位块；2.2、滑架；2.21、吊梁；2.3、驱动机构；2.4、拉索；3、挂架；3.1、隔板；3.2、绑带；3.3、减震轮；3.4、固定梁；4、天线盒；5、定位系统；6、视频系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

一种道路病害检测装置，包括车体1、升降系统2、挂架3、探地雷达系统、定位系统5、视频系统6以及编码器，如图1至图4所示，具体如下；

如图1所示，所述车体1优选为一般的小型载货车或者商务车，车体1内部设置驾驶室、操作室和储存室，其中，在长距离运输时，储存室能够为升降系统2以及挂架3提供安放空间。

如图3所示，所述车体1的底部固定设置有横架，横架的右端固定在车体1下端，横架的左端固定设置有定位凸起1.1，定位凸起1.1用于升降系统2（具体是安装架2.1）在安装时的定位稳固，除此之外，安装架2.1与车体1之间也可以采用其他可拆卸连接的方式。

如图1和图2所示，所述升降系统2包括安装架2.1、滑架2.2、驱动机构2.3以及拉索2.4；

安装架2.1的下端固定设置有定位块2.11，定位块2.11的下端面开设有定位槽，定位槽能套设在定位凸起1.1的外周上，以达到安装架2.1稳定的效果，本实施例中优选，定位槽的形状为内凹的半圆形，定位凸起1.1的形状为与定位槽相匹配的圆形。

所述滑架2.2滑动设置在安装架2.1上，滑架2.2可在安装架2.1上进行竖向滑动，此处滑动设置的方式参考现有的滑块和滑槽的设置方式，其他可实现滑架2.2竖向滑动的设置方式也可。

所述驱动机构2.3固定在安装架2.1上，驱动机构2.3的输出端直接或间接与滑架2.2连接，当驱动机构2.3输出动力时，滑架2.2可进行竖向滑动，其中，驱动机构2.3参考现有技术，本实施例中，驱动机构2.3可以进一步参考现有的电机和链条结构。

所述拉索2.4的数量有两组，拉索2.4的作用是用于保障滑架2.2的稳定，其中，滑架2.2靠近车体1的一侧设置有拉环一，车体1后侧设置有拉环二，拉索2.4的两端分别连接拉环一和拉环二。本实施例中，两组拉索2.4分别位于滑架2.2的两侧（水平宽度方向的两侧），进一步的，本实施例中，可通过调节拉索2.4的长度以实现拉紧力的调整。

所述挂架3上固定设置有多组固定梁3.4（本实施例优选为两组），固定梁3.4的一端与升降系统2的滑架2.2可拆卸连接，此处可拆卸连接的方式可参考现有技术，例如螺栓连接等；进一步的，所述滑架2.2的上端固定设置有吊梁2.21，吊梁2.21与挂架3上的固定梁3.4一一对应，吊梁2.21的端部位置与固定梁3.4的中部位置通过吊链连接。

如图2所示，所述挂架3上设置有多个天线槽（本实施例中优选为四个），天线槽用于安放探地雷达系统的天线盒4，天线槽的形成具体是：挂架3的整体形状是一个上部开放的壳体，在挂架3内部，沿水平宽度方向（也即道路的宽度方向）并列等间距设置有多组隔板3.1，多组隔板3.1将挂架3的内部分隔成四个天线槽，其中，隔板3.1采用屏蔽材料制成（例如不锈钢等），每个天线槽的内部设置有可调节长度的十字形绑带3.2，绑带3.2用于稳定天线盒4，避免在不平整路段行驶产生晃动。

所述挂架3侧部的四个角位置均设置有减震轮3.3，用于缓解起伏地形震荡带来的假异常干扰数据，且在采集时可以支撑整个挂架3，有效减轻了升降系统2的垂向受力。

如图4所示，所述探地雷达系统包括天线盒4、显示终端、网关以及交换机；

优选天线盒4与天线槽一一对应安装，天线盒4内主要有两对蝶形偶极子（即低频天线和高频天线），低频天线的主频为100MHz-200MHz（本实施例优选为160MHz），高频天线的主频为500MHz-800MHz（本实施例优选为670MHz），高、低频天线可兼顾探测深度和探测精度并行采集；每个天线盒4对应一个网关，每个天线盒4所用的网关是wizfi630s网卡，通过串口通信对每台仪器网卡的IP地址做修改，具体分别命名为192.168.1.2、192.168.1.3、192.168.1.4、192.168.1.5...，有多少通道（即天线）就有多少个IP地址，所有的天线通过网线与一个多串口的交换机连接，交换机另一端接入一个采集软件电脑终端（即显示终端），采集软件的IP地址命名为192.168.1.1，整个探地雷达系统以局域网的形式组成，在正常采集时，显示终端可以显示和控制所有通道的数据，显示包括：所有通道探地雷达单道波形、二维剖面和剖面长度等，控制包括：启停数据采集、通道数的选择、打标记、滤波和对比度调节等；显示终端还能够通过定位系统5将轨迹投射到已安装好的卫星地图上，用于实时观测和记录所检测的详细道路位置、时间，为后期的地下异常体放样定位和钻探验证位置提供准确数据。本实施例中，显示终端以及相关的采集软件参考现有技术。

优选的，每个天线盒4内的高频天线和低频天线的测点（即中心点）在竖向重合，竖向重合便于后期数据的直观观察和处理。

所述定位系统5采用千寻网络进行实时采集定位，千寻基站固定于车体1顶部，通过偏移算法解算出每个天线正下方的坐标，并实时显示在显示终端的地图轨迹上，当探地雷达剖面显示地下异常点时，可以根据坐标进行放样精确定位找到。

所述视频系统6采用多个摄像头进行采集存储，摄像头固定在车体1后侧顶部，用于采集检测过程中的街景，也用于车内实时观察车后方情况，进一步保障设备的安全。

编码器安装在车体1其中一个后轮的中心轴上，跟随车轮同步转动，在车轮上安装编码器一方面是通过车体1驱动来触发天线盒4进行数据的采集，另一方面是通过记录车轮的转数以计算检测的道路长度，编码器分别与天线盒4以及显示终端直接或间接连接。

本实施例中的检测装置能够一次携带多台双频高动态探地雷达天线（即天线盒4）对道路地下病害进行全面探测，一次检测即可获得到多条剖面测线，且双主频天线同步采集到高、低频数据，在提高检测效率的同时，保证了浅部数据的高分辨率、精细化数据质量，并具备深部数据的高信噪比大深度探测优势，得到的数据量非常丰富，最终以三维立体形式来展示地下病害隐患体的大小、位置、形态和分布情况，解决了现有三维探地雷达主要治理道路地下“皮肤病”，不能进行大深度探测问题，同时也解决了现有二维探地雷达来回检测来达到覆盖整个车道和重复更换高、低频发射天线来达到不同深度的低效率问题。

本实施例中的道路病害检测装置工作流程如下：

一、在检测工作进行前，将车体1储存室内的升降系统2、挂架3以及天线盒4拿出；

二、将升降系统2的安装架2.1定位在车体1下端的定位凸起1.1上，具体是：安装架2.1下端的定位槽套设在定位凸起1.1的外周上，然后使用拉索2.4将升降系统2的滑架2.2左右两端分别连接在车体1的后方；

三、挂架3通过可拆卸连接的方式连接在升降系统2的滑架2.2上，将天线盒4一一对应安装在挂架3的天线槽内，通过绑带3.2固定住天线盒4，并完成接线工作，检测装置安装完成；

四、根据实际需求通过升降系统2调节挂架3的离地高度，然后启动车辆行走，对道路进行检测，直至检测工作完成；

其中，在道路路况恶劣或存在较大障碍物时或急转弯、调头以及短距离运输情况下时，通过升降系统2将挂架3抬高，而在检测工作完成后，需要长距离将各部件运输至下一目标地时，将升降系统2以及挂架3等部件拆卸，并收入车体1的储存室内，到达目的地后依照上述步骤一至四再进行其他目标道路的检测。

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。

Claims (10)

1.一种道路病害检测装置，其特征在于，包括车体（1）以及设置于车体（1）上的升降系统（2）、挂架（3）以及探地雷达系统；

所述升降系统（2）包括安装架（2.1）、滑架（2.2）以及驱动机构（2.3）；安装架（2.1）设置在车体（1）上；所述滑架（2.2）滑动设置在安装架（2.1）上，用于在竖向滑动；所述驱动机构（2.3）设置在安装架（2.1）上，且驱动机构（2.3）与滑架（2.2）连接，用于驱动滑架（2.2）在竖向滑动；

所述挂架（3）与滑架（2.2）可拆卸连接；所述挂架（3）上设置有多个天线槽；

所述探地雷达系统包括安装在天线槽内的天线盒（4）；所述天线盒（4）内设置有用于检测病害的高频天线和低频天线。

2.根据权利要求1所述的道路病害检测装置，其特征在于，还包括定位系统（5）、视频系统（6）以及编码器；

所述定位系统（5）设置在车体（1）上；所述视频系统（6）包括设置在车体（1）上的多个摄像头，摄像头用于实时观察车体（1）的后方情况；所述编码器安装在车体（1）的车轮上，且编码器与探地雷达系统连接。

3.根据权利要求1所述的道路病害检测装置，其特征在于，所述安装架（2.1）的下端设置有定位块（2.11），定位块（2.11）的下端面设置有定位槽；车体（1）的下端设置有定位凸起（1.1），定位槽套设在定位凸起（1.1）的外周上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的道路病害检测装置，其特征在于，升降系统（2）还包括两组拉索（2.4）；拉索（2.4）的两端分别连接车体（1）和滑架（2.2），拉索（2.4）用于滑架（2.2）稳定在车体（1）的后方；两组拉索（2.4）分别位于滑架（2.2）的宽度方向的两侧。

5.根据权利要求1所述的道路病害检测装置，其特征在于，所述挂架（3）上通过多组隔板（3.1）分隔形成多个天线槽；隔板（3.1）采用屏蔽材料制成。

6.根据权利要求5所述的道路病害检测装置，其特征在于，所述天线槽内设置有用于稳固天线盒（4）的十字形绑带（3.2）。

7.根据权利要求5或6所述的道路病害检测装置，其特征在于，挂架（3）上设置有用于在道路上行走的多组减震轮（3.3）。

8.根据权利要求5或6所述的道路病害检测装置，其特征在于，所述挂架（3）上设置有多组固定梁（3.4）；所述固定梁（3.4）的一端与滑架（2.2）可拆卸连接；所述滑架（2.2）上还设置有与固定梁（3.4）一一对应的吊梁（2.21）；吊梁（2.21）的一端通过吊链连接固定梁（3.4）。

9.根据权利要求1所述的道路病害检测装置，其特征在于，所述探地雷达系统还包括显示终端；显示终端与天线盒（4）连接，显示终端用于显示高频天线和低频天线检测到的数据。

10.根据权利要求9所述的道路病害检测装置，其特征在于，低频天线的主频为100MHz-200MHz；高频天线的主频为500MHz-800MHz；所述高频天线和低频天线的测点在竖向重合。

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