CN115727792B - 一种隧道变形检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于隧道变形检测领域，公开了一种隧道变形检测装置，包括移动设备，移动设备上设置有伸缩杆，伸缩杆的底部通过旋转组件可转动的连接移动设备，用于推动伸缩杆转动，并使伸缩杆可水平设置，伸缩杆的顶部连接顶板，顶板上设置有地质雷达和凹凸检测组件，地质雷达用于检测隧道裂缝，凹凸检测组件用于检测隧道衬砌剥落导致的凹凸不平，本发明通过可旋转的伸缩杆，能够调节地质雷达和凹凸检测组件对应的位置，从而在隧道的周向上检测隧道的各个部位，实现便于调节检测位置的目的，并且通过移动设备的行驶，地质雷达来检测衬砌内部的裂缝变形、凹凸检测组件检测隧道衬砌剥落，从而对隧道的变形实现全面的检测。

Description

一种隧道变形检测装置

技术领域

本发明属于隧道变形检测领域，具体涉及一种隧道变形检测装置。

背景技术

随着我国公路交通事业的大力发展，公路隧道工程不断增加。但由于地形、地质、气候条件以及设计、施工过程中各种因素的影响，隧道在建设过程乃至建成后期的使用过程中会出现不同程度的病害。如不及时对这些病害进行排查处理，将会对隧道的安全运营造成严重的威胁，例如隧道变形，针对隧道壁面的变形，通常是衬砌剥落导致的凹凸不平，现有技术常通过摄像机拍照，然后人工判断的方式，而针对隧道内衬砌的裂缝，现有技术常通过地质雷达来检测，现有技术中常将这两个部件安装到车体上，以实现沿隧道长度方向检测的目的，然而目前这两个部件通过伸缩杆来调节高度，通过旋转伸缩杆来调节角度，然而其仅仅是为了适配隧道顶部壁面轮廓的变化，针对隧道斜上方、两侧的壁面，由于其不能够大角度旋转，导致无法很好的进行检测作用，其沿隧道长度方向的有效检测位置有限。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道变形检测装置，以解决现有技术中的问题，为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种隧道变形检测装置，包括移动设备，所述移动设备上设置有伸缩杆，所述伸缩杆的底部通过旋转组件可转动的连接所述移动设备，用于推动所述伸缩杆转动，并使所述伸缩杆可水平设置，所述伸缩杆的顶部连接顶板，所述顶板上设置有地质雷达和凹凸检测组件，所述地质雷达用于检测隧道裂缝，所述凹凸检测组件用于检测隧道壁面的凹凸变形。

进一步的，所述凹凸检测组件包括固定杆和滑杆，所述顶板底部固定连接所述固定杆顶部，所述固定杆设置有开口朝上的滑动腔，所述滑杆底部可滑动的设置在所述滑动腔内，且顶部穿过所述顶板，所述滑杆顶部可万向转动的连接球体，所述滑杆底部设置有弹簧，所述滑动腔的底部设置有距离检测部件，以用于检测所述滑杆底部的高度。

进一步的，所述凹凸检测组件设置有两个，所述地质雷达位于两个所述凹凸检测组件之间，所述球体的高度高于所述地质雷达，所述伸缩杆的顶部固定连接固定板，所述固定板顶部固定连接支杆底部，所述支杆顶部可转动的连接所述顶板底部，其转动方向与所述伸缩杆的转动方向垂直，所述固定板上安装有连接所述顶板的伸缩部件。

进一步的，所述距离检测部件为光电传感器，其发射器固定在所述滑动腔的底部、接收器固定在所述滑杆底部。

进一步的，所述滑杆底部固定连接限位块，所述限位块与所述滑动腔适配，且宽度大于所述滑杆直径。

进一步的，所述滑杆顶部固定连接半球壳体，所述半球壳体为半球形结构，其设置有开口朝上的半球槽，所述球体可万向转动的位于所述半球槽内，所述半球槽的顶部端面设置有环形部，所述环形部与所述半球槽同心设置，且内侧面与所述球体之间间隙设置，所述环形部的内侧设置有内螺纹，其螺纹连接卡接环，所述卡接环的内侧面为弧形面且与所述球体适配，所述卡接环限位所述球体。

进一步的，所述旋转组件包括轴心水平设置的圆筒，所述圆筒的外侧面固定连接所述伸缩杆的底部，其内侧面连接主轴，所述主轴一端连接电机。

进一步的，所述主轴两端可转动的连接支撑座，所述支撑座固定设置在所述移动设备上，其中一个所述支撑座上安装所述电机，所述主轴一端穿过所述支撑座且固定连接所述电机转动轴。

进一步的，所述圆筒套设在内筒上，所述内筒的内侧面通过若干支撑板固定连接所述主轴周面，所述内筒的外周面设置有若干凸起部，所述圆筒的内周面设置有与若干所述凸起部适配的卡槽，若干所述凸起部一一对应的位于所述卡槽内，所述内筒两端延伸出所述圆筒，且分别螺纹连接有锁紧环，所述锁紧环限位所述圆筒。

进一步的，所述移动设备为车体。

本发明具有以下有益效果：本发明通过可旋转的伸缩杆，能够调节地质雷达和凹凸检测组件对应的位置，从而在隧道的周向上检测隧道的各个部位，实现便于调节检测位置的目的，并且通过移动设备的行驶，地质雷达来检测衬砌内部的裂缝变形、凹凸检测组件检测隧道壁面的形变，从而对隧道的变形实现全面的检测。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是伸缩杆偏转时的示意图；

图3是凹凸检测组件示意图；

图4是凹凸检测组件剖视示意图；

图5是旋转组件连接关系示意图；

图6是旋转组件俯剖视示意图；

图7是支撑座连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的图1-图7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

如图1、图2，一种隧道变形检测装置，包括移动设备1，所述移动设备1上设置有伸缩杆2，所述伸缩杆2的底部通过旋转组件5可转动的连接所述移动设备1，用于推动所述伸缩杆2转动，并使所述伸缩杆2可水平设置，所述伸缩杆2的顶部连接顶板6，所述顶板6上设置有地质雷达7和凹凸检测组件8，所述地质雷达9用于检测隧道裂缝，所述凹凸检测组件8用于检测隧道壁面的凹凸变形。

移动设备1为现有技术，可以是车体，目的是在隧道内移动，移动方向是沿着隧道的长度方向，进而实现沿着隧道长度方向进行检测的目的，伸缩杆2为现有技术，可以电动伸缩杆、液压伸缩杆、伸缩臂等直线伸缩部件，旋转组件5实现转动连接的作用，使伸缩杆2能够绕其下方转动，地质雷达9为现有技术，用于用于检测隧道裂缝，凹凸检测组件8则检测隧道壁面的凹凸变形。

具体实施时，通过旋转伸缩杆2，进而使地质雷达9和凹凸检测组件8位于不同位置上，例如图2，将伸缩杆2偏斜，从而可以使地质雷达9和凹凸检测组件8位于隧道斜上方，检测隧道斜上方的部分，将伸缩杆2水平，从而可以使地质雷达9和凹凸检测组件8位于隧道两侧，以检测隧道两侧的部分，而伸缩杆2竖直则检测隧道顶部的部分，相比现有技术，本发明通过可旋转的伸缩杆2，能够调节地质雷达9和凹凸检测组件8对应的位置，从而在隧道的周向上检测隧道的各个部位，实现便于调节检测位置的目的，并且通过移动设备1的行驶，地质雷达9来检测衬砌内部的裂缝变形、凹凸检测组件8检测隧道壁面的形变，从而对隧道的变形实现全面的检测。

此外，在移动设备1上可以设置连接地质雷达9和凹凸检测组件8的终端，例如计算机等，以将检测的数据存档，并与移动设备1行驶距离匹配，从而可判断隧道病害的具体位置。

如图3-图4，下面说明凹凸检测组件8的具体结构：

进一步的，所述凹凸检测组件8包括固定杆801和滑杆802，固定杆801和滑杆802均竖直，所述顶板6底部固定连接所述固定杆801顶部，所述固定杆801设置有开口朝上的滑动腔，所述滑杆802底部可滑动的设置在所述滑动腔内，且顶部穿过所述顶板6，所述滑杆802顶部可万向转动的连接球体803，所述滑杆802底部设置有弹簧807，所述滑动腔的底部设置有距离检测部件，以用于检测所述滑杆802底部的高度。

具体实施时，球体803顶部高出地质雷达7，且与隧道壁面接触，随着移动设备1的行驶，球体803旋转，其作用是降低接触摩擦力，当遇到隧道避免凹凸不平时，球体803随之推动滑杆802升降，从而使滑杆802底部高度变化，通过距离检测部件检测的距离数据变化，即可反应隧道壁面变形程度，即凹凸程度。

进一步的，所述凹凸检测组件8设置有两个，所述地质雷达7位于两个所述凹凸检测组件8之间，所述球体803的高度高于所述地质雷达7，所述伸缩杆2的顶部固定连接固定板10，所述固定板10顶部固定连接支杆11底部，所述支杆11顶部可转动的连接所述顶板6底部，其转动方向与所述伸缩杆2的转动方向垂直，所述固定板10上安装有连接所述顶板6的伸缩部件9。

两个凹凸检测组件8能够检测更多数据，即隧道壁面的凹凸变化的宽度等信息，也能够检测两个隧道轴线。

伸缩部件9为现有技术，可以为电动伸缩杆、电缸、气缸等，其输出端可转动的连接顶板6的底部，伸缩部件9的侧面可转动的安装在固定板10上，具体实施过程中，如图2，在隧道上方检测时，伸缩部件9推动顶板6旋转，从而使顶板6始终处于水平状态，从而便于滑杆802的滑动，使滑杆802受到凹凸的正向推力，而在伸缩杆2水平时，伸缩部件9推动顶板6与固定板10平行，从而使滑杆802水平，便于受力。

进一步的，所述距离检测部件为现有技术中的光电传感器，其发射器809固定在所述滑动腔的底部、接收器810固定在所述滑杆802底部，从而可以测量滑杆802底部的滑动距离变化。

进一步的，所述滑杆802底部固定连接限位块807，所述限位块807与所述滑动腔适配，且宽度大于所述滑杆802直径，限位块807实现限位的目的，固定杆801顶部可通过螺钉连接顶板6。

进一步的，所述滑杆802顶部固定连接半球壳体805，所述半球壳体805为半球形结构，其设置有开口朝上的半球槽，所述球体803可万向转动的位于所述半球槽内，半球槽的顶部开口内径与球体803直径相等，或小于球体803直径，使球体803能够自由放入、取下，所述半球槽的顶部端面设置有环形部806，所述环形部806与所述半球槽同心设置，且内侧面与所述球体803之间间隙设置，所述环形部806的内侧设置有内螺纹，其螺纹连接卡接环804，所述卡接环804的内侧面为弧形面且与所述球体803适配，所述卡接环804限位所述球体803，卡接环804的内径小于球体803直径，并且卡接环804顶部位于球体803较为上方的位置，将球体803约束，球体803顶部延伸出卡接环804。

如图5-图7，下面说明旋转组件5的具体结构：

进一步的，所述旋转组件5包括轴心水平设置的圆筒501，圆筒501的轴心位于移动设备1的行驶方向上，即隧道的长度方向上，所述圆筒501的外侧面固定连接所述伸缩杆2的底部，其内侧面连接主轴4，所述主轴4一端连接电机12，电机12优选为伺服电机，能够使伸缩杆2偏转到任意位置。

进一步的，所述主轴4两端可转动的连接支撑座3，所述支撑座3固定设置在所述移动设备1上，其中一个所述支撑座3上安装所述电机12，所述主轴4一端穿过所述支撑座3且固定连接所述电机12转动轴。

进一步的，所述圆筒501套设在内筒503上，所述内筒503的内侧面通过若干支撑板504固定连接所述主轴4周面，所述内筒503的外周面设置有若干凸起部502，所述圆筒501的内周面设置有与若干所述凸起部502适配的卡槽，若干所述凸起部502一一对应的位于所述卡槽内，所述内筒503两端延伸出所述圆筒501，且分别螺纹连接有锁紧环505，所述锁紧环505限位所述圆筒501。

锁紧环505起到了便于组装的目的，先将圆筒501套设在内筒503上，使凸起部502卡接在卡槽内，再将锁紧环505锁紧，若干凸起部502围绕圆筒501的周向均匀分布，其作用是提高扭矩传导效果，且在伸缩杆2偏斜时，能够提供一定支撑力。

进一步的，所述移动设备1为车体。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种隧道变形检测装置，包括移动设备(1)，其特征在于：所述移动设备(1)上设置有伸缩杆(2)，所述伸缩杆(2)的底部通过旋转组件(5)可转动的连接所述移动设备(1)，用于推动所述伸缩杆(2)转动，并使所述伸缩杆(2)可水平设置，所述伸缩杆(2)的顶部连接顶板(6)，所述顶板(6)上设置有地质雷达(7)和凹凸检测组件(8)，所述地质雷达(7)用于检测隧道裂缝，所述凹凸检测组件(8)用于检测隧道壁面的凹凸变形；

所述凹凸检测组件(8)包括固定杆(801)和滑杆(802)，所述顶板(6)底部固定连接所述固定杆(801)顶部，所述固定杆(801)设置有开口朝上的滑动腔，所述滑杆(802)底部可滑动的设置在所述滑动腔内，且顶部穿过所述顶板(6)，所述滑杆(802)顶部可万向转动的连接球体(803)，所述滑杆(802)底部设置有弹簧(807)，所述滑动腔的底部设置有距离检测部件，以用于检测所述滑杆(802)底部的高度；所述凹凸检测组件(8)设置有两个，所述地质雷达(7)位于两个所述凹凸检测组件(8)之间，所述球体(803)的高度高于所述地质雷达(7)，所述伸缩杆(2)的顶部固定连接固定板(10)，所述固定板(10)顶部固定连接支杆(11)底部，所述支杆(11)顶部可转动的连接所述顶板(6)底部，其转动方向与所述伸缩杆(2)的转动方向垂直，所述固定板(10)上安装有连接所述顶板(6)的伸缩部件(9)；

在隧道上方检测时，伸缩部件(9)推动顶板(6)旋转，从而使顶板(6)始终处于水平状态，而在伸缩杆(2)水平时，伸缩部件(9)推动顶板(6)与固定板(10)平行，从而使滑杆(802)水平，便于受力。

2.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述距离检测部件为光电传感器，其发射器(809)固定在所述滑动腔的底部、接收器(810)固定在所述滑杆(802)底部。

3.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滑杆(802)底部固定连接限位块(807)，所述限位块(807)与所述滑动腔适配，且宽度大于所述滑杆(802)直径。

4.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滑杆(802)顶部固定连接半球壳体(805)，所述半球壳体(805)为半球形结构，其设置有开口朝上的半球槽，所述球体(803)可万向转动的位于所述半球槽内，所述半球槽的顶部端面设置有环形部(806)，所述环形部(806)与所述半球槽同心设置，且内侧面与所述球体(803)之间间隙设置，所述环形部(806)的内侧设置有内螺纹，其螺纹连接卡接环(804)，所述卡接环(804)的内侧面为弧形面且与所述球体(803)适配，所述卡接环(804)限位所述球体(803)。

5.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述旋转组件(5)包括轴心水平设置的圆筒(501)，所述圆筒(501)的外侧面固定连接所述伸缩杆(2)的底部，其内侧面连接主轴(4)，所述主轴(4)一端连接电机(12)。

6.根据权利要求5所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述主轴(4)两端可转动的连接支撑座(3)，所述支撑座(3)固定设置在所述移动设备(1)上，其中一个所述支撑座(3)上安装所述电机(12)，所述主轴(4)一端穿过所述支撑座(3)且固定连接所述电机(12)转动轴。

7.根据权利要求5所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述圆筒(501)套设在内筒(503)上，所述内筒(503)的内侧面通过若干支撑板(504)固定连接所述主轴(4)周面，所述内筒(503)的外周面设置有若干凸起部(502)，所述圆筒(501)的内周面设置有与若干所述凸起部(502)适配的卡槽，若干所述凸起部(502)一一对应的位于所述卡槽内，所述内筒(503)两端延伸出所述圆筒(501)，且分别螺纹连接有锁紧环(505)，所述锁紧环(505)限位所述圆筒(501)。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述移动设备(1)为车体。

Images