CN116164797B - 一种道路桥梁隧道衬砌检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，包括检测平台，检测平台的表面可升降的安装有举升台，举升台的内壁转动连接有通过蜗杆电机而驱动的旋臂，旋臂的两个侧面均固定安装有预清组件，旋臂的表面固定安装有与预清组件连接的电维模块，举升台的顶面转动连接有通过伺服电机而驱动的转位旋架，转位旋架的内部分别安装有空鼓检测组件、电检模组和气检模组，旋臂的表面固定安装有与空鼓检测组件连通的送压组件。本发明通过转位旋架、空鼓检测组件、电检模组和气检模组的设置，使本装置能够高效完成道路桥梁隧道内衬砌的检测作业。

Description

一种道路桥梁隧道衬砌检测装置

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，具体地说，涉及一种道路桥梁隧道衬砌检测装置。

背景技术

衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中。

隧道衬砌的质量决定了其使用寿命及安全性，因此，隧道维护人员需要定期对隧道衬砌的质量情况进行检测，现有技术大多以人工手持地质雷达的方式来检测隧道壁的安全性和稳定性，工作效率低，劳动强度大，无法长时间连续作业，影响道路桥梁隧道衬砌检测的效果和效率。

为解决上述背景技术中提出的问题，现有技术中，公开号为CN114167409A的专利文件公开了一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，该装置通过设置转动盘和支撑座转动连接，便于对转动盘进行转向，且通过驱动制动组件能够对转动盘进行驱动及制动，操控便捷，降低施工检测难度，但是上述检测装置在使用时存在以下技术问题：

现有衬砌检测装置的检测功能和检测模式较为单一，因而功能性有限；

现有检测装置在对衬砌检测前不能实现衬砌内壁的预清，因而检测时的精度较低；

基于此，本发明提供了一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，本装置在检测时，集空鼓检测、超声波探伤检测、里式硬度检测、地质雷达检测、图像识别裂缝检测、弧平整度检测功能为一体，通过上述多功能检测模式的一体化实现，从而有效提高本检测装置的多功能性。

本为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，所采用的技术方案是:包括检测平台，所述检测平台的表面可升降的安装有举升台，所述举升台的内壁转动连接有通过蜗杆电机而驱动的旋臂，所述旋臂的两个侧面均固定安装有预清组件，所述旋臂的表面固定安装有与预清组件连接的电维模块，所述举升台的顶面转动连接有通过伺服电机而驱动的转位旋架，所述转位旋架的内部分别安装有空鼓检测组件、电检模组和气检模组，所述旋臂的表面固定安装有与空鼓检测组件连通的送压组件。

作为优选方案，所述检测平台包括负载车，所述负载车的顶面通过电动旋转器安装有旋台，所述旋台的顶面铰接有检臂a，所述检臂a的端部铰接有检臂b，所述检臂b的端部铰接有检臂c，所述检臂a与旋台的相对表面之间、检臂b与检臂a的相对表面之间、检臂c与检臂b的相对表面之间均铰接有调臂推杆，所述检臂c的内部安装有丝杆升降模块，所述丝杆升降模块的周侧面与举升台传动连接，所述负载车的顶面安装有检测终端。

作为优选方案，所述丝杆升降模块分别包括固定于检臂c表面的升降电机和转动连接于检臂c内表面之间的升降丝杆，所述升降电机的输出轴端与升降丝杆传动连接，所述升降丝杆的周侧面与举升台传动连接，所述举升台的内壁与检臂c滑动连接。

作为优选方案，所述举升台的内部固定开设有导向弧槽，所述旋臂的背面固定安装有与导向弧槽滑动连接的导向杆，所述蜗杆电机的输出轴端固定安装有主动齿轮，所述旋臂的表面固定安装有与主动齿轮啮合的摇臂齿圈，所述转位旋架设置于两个预清组件之间。

作为优选方案，所述预清组件分别包括压臂和与旋臂铰接的弹性拉紧件，所述压臂的尾端通过铰轴与旋臂铰接，所述压臂的表面与弹性拉紧件铰接，所述铰轴的周侧面转动连接有传动轴，所述压臂的内表面之间转动连接有清扫旋筒，所述传动轴的周侧面通过链条与清扫旋筒传动连接，所述清扫旋筒的内部固定开设有负压腔，所述负压腔和传动轴均通过电维模块驱动，所述清扫旋筒的内部开设有一组呈圆周阵列分布且与负压腔连通的负压吸孔，所述清扫旋筒的表面均布有刷毛。

作为优选方案，所述电维模块分别包括固定于旋臂表面的传动电机和负压吸尘器、固定于传动电机输出轴的主动齿轮和固定于传动轴端部的被动齿轮，所述主动齿轮的周侧面与被动齿轮传动连接，所述负压吸尘器的端口通过两个软管分别与两个预清组件中的负压腔转动连通。

作为优选方案，所述空鼓检测组件包括固定于转位旋架内部的套管、固定于转位旋架表面的录音器和内置于检测终端内的音频识别模块，所述录音器的端口与音频识别模块数据连接，所述套管的内部滑动连接有活塞座，所述活塞座的端面固定安装有与套管滑动连接的敲击杆，所述敲击杆的端部安装有锤头，所述活塞座的背面与套管的相对表面之间固定设置有与送压组件连通的进压腔。

作为优选方案，所述送压组件分别包括固定于旋臂表面的储压罐和抽吸泵，所述抽吸泵的端口与储压罐固定连通，所述储压罐的顶面固定连通有气联管，所述气联管的内部分别安装有气压探头a和电磁阀，所述气联管的表面转动连通有支管，所述支管的表面与进压腔固定连通。

作为优选方案，所述电检模组分别包括固定于转位旋架表面的地质雷达、超声波探伤仪、摄像头、里式硬度计和内置于检测终端内的图像识别模块，所述地质雷达、超声波探伤仪和里式硬度计的端口均与检测终端数据连接，所述摄像头的端口与图像识别模块数据连接。

作为优选方案，所述气检模组包括固定于转位旋架表面的支架和转动连接于支架内表面之间的滚轮，所述滚轮的周侧面固定安装有测压环囊，所述滚轮的轴线位置固定开设有与测压环囊连通的空腔，所述支架的表面安装有气压探头b，所述气压探头b的监测端延伸至空腔的内部，所述滚轮的旋转轴线与旋臂的旋转轴线垂直。

与现有技术相比，本发明提供了一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，具备以下有益效果

1、本发明通过转位旋架、空鼓检测组件、电检模组和气检模组的设置，使本装置能够高效完成道路桥梁隧道内衬砌的检测作业，且本装置在检测时，集空鼓检测、超声波探伤检测、里式硬度检测、地质雷达检测、图像识别裂缝检测、弧平整度检测功能为一体，通过上述多功能检测模式的一体化实现，从而有效提高本检测装置的多功能性。

2、本发明通过预清组件的预清流程设置，从而有效降低衬砌表面污物在衬砌检测时的影响，通过上述影响的降低，从而有效提高空鼓检测组件、电检模组和气检模组对衬砌的检测精度。

附图说明

图1为本发明一种道路桥梁隧道衬砌检测装置的结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本发明图1中B处的局部放大结构示意图；

图4为本发明举升台和旋臂的结构示意图；

图5为本发明储压罐和套管的结构示意图；

图6为本发明压臂和弹性拉紧件的结构示意图；

图7为本发明敲击杆和地质雷达的结构示意图；

图8为本发明图7中C处的局部放大结构示意图；

图9为本发明图7另一角度的结构示意图。

图中：1、举升台；2、蜗杆电机；3、旋臂；4、转位旋架；5、负载车；6、旋台；7、检臂a；8、检臂b；9、检臂c；10、调臂推杆；11、丝杆升降模块；12、检测终端；13、压臂；14、弹性拉紧件；15、传动轴；16、清扫旋筒；17、负压吸孔；18、负压吸尘器；19、主动齿轮；20、被动齿轮；21、套管；22、录音器；23、敲击杆；24、储压罐；25、抽吸泵；26、气联管；27、地质雷达；28、超声波探伤仪；29、摄像头；30、里式硬度计；31、支架；32、滚轮；33、测压环囊；34、气压探头b。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

请参阅图1-9，本发明：一种道路桥梁隧道衬砌检测装置所采用的技术方案是:包括检测平台，检测平台的表面可升降的安装有举升台1；

检测平台包括负载车5，负载车5的顶面通过电动旋转器安装有旋台6，旋台6的顶面铰接有检臂a7，检臂a7的端部铰接有检臂b8，检臂b8的端部铰接有检臂c9，检臂a7与旋台6的相对表面之间、检臂b8与检臂a7的相对表面之间、检臂c9与检臂b8的相对表面之间均铰接有调臂推杆10；

通过检臂a7、检臂b8、检臂c9的多段式结构设置及调臂推杆10的设置，从而能够万向调节检臂c9的空间检测位置和空间检测角度；

检臂c9的内部安装有丝杆升降模块11，丝杆升降模块11的周侧面与举升台1传动连接；

丝杆升降模块11分别包括固定于检臂c9表面的升降电机和转动连接于检臂c9内表面之间的升降丝杆，升降电机的输出轴端与升降丝杆传动连接，升降丝杆的周侧面与举升台1传动连接，举升台1的内壁与检臂c9滑动连接；

负载车5的顶面安装有检测终端12，检测终端12为PC主机；

举升台1的内壁转动连接有通过蜗杆电机2而驱动的旋臂3；

举升台1的内部固定开设有导向弧槽，旋臂3的背面固定安装有与导向弧槽滑动连接的导向杆；

蜗杆电机2的输出轴端固定安装有主动齿轮19，旋臂3的表面固定安装有与主动齿轮19啮合的摇臂齿圈；

通过蜗杆电机2的设置，能够对旋臂3旋转后的角度进行有效自限定；

旋臂3的两个侧面均固定安装有预清组件，转位旋架4设置于两个预清组件之间；

旋臂3的表面固定安装有与预清组件连接的电维模块；

预清组件分别包括压臂13和与旋臂3铰接的弹性拉紧件14，压臂13的尾端通过铰轴与旋臂3铰接，压臂13的表面与弹性拉紧件14铰接；

铰轴的周侧面转动连接有传动轴15，压臂13的内表面之间转动连接有清扫旋筒16，传动轴15的周侧面通过链条与清扫旋筒16传动连接，清扫旋筒16的内部固定开设有负压腔，负压腔和传动轴15均通过电维模块驱动；

弹性拉紧件14包括阻尼伸缩管，阻尼伸缩管的伸缩段套设有抗拉弹簧，通过弹性拉紧件14的设置，从而使压臂13具有与隧道衬砌表面贴合的趋势，并最终使清扫旋筒16的表面与衬砌表面保持贴紧，通过贴紧效果保持，从而有效提高清扫旋筒16对衬砌表面的清洁效果；

电维模块分别包括固定于旋臂3表面的传动电机和负压吸尘器18、固定于传动电机输出轴的主动齿轮19和固定于传动轴15端部的被动齿轮20，主动齿轮19的周侧面与被动齿轮20传动连接，负压吸尘器18的端口通过两个软管分别与两个预清组件中的负压腔转动连通；

清扫旋筒16的内部开设有一组呈圆周阵列分布且与负压腔连通的负压吸孔17，清扫旋筒16的表面均布有刷毛，通过负压腔的设置，从而通过负压吸附原理对预清出的灰尘进行负压吸除，通过预清组件的预清流程设置，从而有效提高空鼓检测组件、电检模组和气检模组的检测精度；

举升台1的顶面转动连接有通过伺服电机而驱动的转位旋架4，转位旋架4的内部分别安装有空鼓检测组件、电检模组和气检模组，旋臂3的表面固定安装有与空鼓检测组件连通的送压组件。

空鼓检测组件包括固定于转位旋架4内部的套管21、固定于转位旋架4表面的录音器22和内置于检测终端12内的音频识别模块，录音器22的端口与音频识别模块数据连接，套管21的内部滑动连接有活塞座，活塞座的周侧面固定设置有密封圈，活塞座的端面固定安装有与套管21滑动连接的敲击杆23，敲击杆23的端部安装有锤头，锤头为金属材质；

活塞座的背面与套管21的相对表面之间固定设置有与送压组件连通的进压腔；

空鼓检测组件工作时，录音器22对锤头的敲击音频数据进行实时采集，录音器22将采集到的敲击音频数据实时传输至音频识别模块，音频识别模块依据采集到的音频数据以和检测终端12中内置的音频识别数据库进行比对，通过比对，以识别检测区域的空鼓度。

送压组件分别包括固定于旋臂3表面的储压罐24和抽吸泵25；

抽吸泵25为抽吸两用泵，即抽吸泵25即可以向进压腔内部送压，又可以使紧压腔内产生负压；

抽吸泵25的端口与储压罐24固定连通，储压罐24的顶面固定连通有气联管26，气联管26的内部分别安装有气压探头a和电磁阀，气联管26的表面转动连通有支管，支管的表面与进压腔固定连通;

当需要进行检测区域的空鼓检测作业时，在抽吸泵25的作用下，敲击杆23在设定行程内左右往复移动，继而通过锤头敲击衬砌表面，且使用时，通过控制储压罐24内部的储压压力释放临界值，还可实现锤头的冲击式敲击即单次敲击时的敲击力度，通过敲击力度的改变，从而有效提高空鼓检测组件检测时的可调范围。

电检模组分别包括固定于转位旋架4表面的地质雷达27、超声波探伤仪28、摄像头29、里式硬度计30和内置于检测终端12内的图像识别模块，地质雷达27、超声波探伤仪28和里式硬度计30的端口均与检测终端12数据连接，摄像头29的端口与图像识别模块数据连接；

超声波探伤仪28用以以超声波方式对衬砌的内部进行物理探伤；

摄像头29用于实时采集衬砌表面的影像数据，摄像头29所采集到的影像数据实时传输至图像识别模块，图像识别模块通过对采集图像分析，以识别衬砌的表面伤痕度、表面裂缝分布情况；

地质雷达27利用超高频电磁波探测衬砌后侧的介质分布；

里式硬度计30用于探查衬砌的里式硬度；

里式硬度计30、地质雷达27、摄像头29和超声波探伤仪28均可依据实际需求定制或进行型号的选用。

气检模组包括固定于转位旋架4表面的支架31和转动连接于支架31内表面之间的滚轮32，滚轮32的周侧面固定安装有测压环囊33，滚轮32的轴线位置固定开设有与测压环囊33连通的空腔，支架31的表面安装有气压探头b34，气压探头b34的监测端延伸至空腔的内部，滚轮32的旋转轴线与旋臂3的旋转轴线垂直；

当需要进行衬砌的弧平整度检测时，首先，举升台1驱动测压环囊33的表面与衬砌紧贴，并通过气压探头b34的数据反馈，获得一初始值，随后，旋臂3被驱动旋转，测压环囊33和滚轮32发生从动滚动，测压环囊33滚动式，气压探头b34连续获得监测数据，检测终端12通过监测气压探头b34的数据波动幅度即可测得衬砌的弧平整度；

本发明的工作原理是；检测作业前，检测平台布设于道路桥梁隧道内的指定检测处，布设后，通过对举升台1的角度控制，使两个预清组件均与衬砌的内壁紧贴，且检测前，依据检测模式使选定的里式硬度计30、地质雷达27、摄像头29、超声波探伤仪28、空鼓检测组件或气检模组正对衬砌并与衬砌贴合，继而对衬砌进行指定模式的检测作业，检测作业进行时，预清组件首先对待检测的区域进行预清。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，包括检测平台，其特征在于：所述检测平台的表面可升降的安装有举升台（1），所述举升台（1）的内壁转动连接有通过蜗杆电机（2）而驱动的旋臂（3），所述旋臂（3）的两个侧面均固定安装有预清组件，所述预清组件分别包括压臂（13）和与旋臂（3）铰接的弹性拉紧件（14），所述压臂（13）的尾端通过铰轴与旋臂（3）铰接，所述压臂（13）的表面与弹性拉紧件（14）铰接，所述铰轴的周侧面转动连接有传动轴（15），所述压臂（13）的内表面之间转动连接有清扫旋筒（16），所述传动轴（15）的周侧面通过链条与清扫旋筒（16）传动连接，所述清扫旋筒（16）的内部固定开设有负压腔，所述负压腔和传动轴（15）均通过电维模块驱动，所述清扫旋筒（16）的内部开设有一组呈圆周阵列分布且与负压腔连通的负压吸孔（17），所述清扫旋筒（16）的表面均布有刷毛，所述旋臂（3）的表面固定安装有与预清组件连接的电维模块，所述电维模块分别包括固定于旋臂（3）表面的传动电机和负压吸尘器（18）、固定于传动电机输出轴的主动齿轮（19）和固定于传动轴（15）端部的被动齿轮（20），所述主动齿轮（19）的周侧面与被动齿轮（20）传动连接，所述负压吸尘器（18）的端口通过两个软管分别与两个预清组件中的负压腔转动连通，所述举升台（1）的顶面转动连接有通过伺服电机而驱动的转位旋架（4），所述转位旋架（4）的内部分别安装有空鼓检测组件、电检模组和气检模组，所述旋臂（3）的表面固定安装有与空鼓检测组件连通的送压组件。

2.根据权利要求1所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述检测平台包括负载车（5），所述负载车（5）的顶面通过电动旋转器安装有旋台（6），所述旋台（6）的顶面铰接有检臂a（7），所述检臂a（7）的端部铰接有检臂b（8），所述检臂b（8）的端部铰接有检臂c（9），所述检臂a（7）与旋台（6）的相对表面之间、检臂b（8）与检臂a（7）的相对表面之间、检臂c（9）与检臂b（8）的相对表面之间均铰接有调臂推杆（10），所述检臂c（9）的内部安装有丝杆升降模块（11），所述丝杆升降模块（11）的周侧面与举升台（1）传动连接，所述负载车（5）的顶面安装有检测终端（12）。

3.根据权利要求2所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述丝杆升降模块（11）分别包括固定于检臂c（9）表面的升降电机和转动连接于检臂c（9）内表面之间的升降丝杆，所述升降电机的输出轴端与升降丝杆传动连接，所述升降丝杆的周侧面与举升台（1）传动连接，所述举升台（1）的内壁与检臂c（9）滑动连接。

4.根据权利要求3所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述举升台（1）的内部固定开设有导向弧槽，所述旋臂（3）的背面固定安装有与导向弧槽滑动连接的导向杆，所述蜗杆电机（2）的输出轴端固定安装有主动齿轮（19），所述旋臂（3）的表面固定安装有与主动齿轮（19）啮合的摇臂齿圈，所述转位旋架（4）设置于两个预清组件之间。

5.根据权利要求1所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述空鼓检测组件包括固定于转位旋架（4）内部的套管（21）、固定于转位旋架（4）表面的录音器（22）和内置于检测终端（12）内的音频识别模块，所述录音器（22）的端口与音频识别模块数据连接，所述套管（21）的内部滑动连接有活塞座，所述活塞座的端面固定安装有与套管（21）滑动连接的敲击杆（23），所述敲击杆（23）的端部安装有锤头，所述活塞座的背面与套管（21）的相对表面之间固定设置有与送压组件连通的进压腔。

6.根据权利要求5所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述送压组件分别包括固定于旋臂（3）表面的储压罐（24）和抽吸泵（25），所述抽吸泵（25）的端口与储压罐（24）固定连通，所述储压罐（24）的顶面固定连通有气联管（26），所述气联管（26）的内部分别安装有气压探头a和电磁阀，所述气联管（26）的表面转动连通有支管，所述支管的表面与进压腔固定连通。

7.根据权利要求6所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：

所述电检模组分别包括固定于转位旋架（4）表面的地质雷达（27）、超声波探伤仪（28）、摄像头（29）、里式硬度计（30）和内置于检测终端（12）内的图像识别模块，所述地质雷达（27）、超声波探伤仪（28）和里式硬度计（30）的端口均与检测终端（12）数据连接，所述摄像头（29）的端口与图像识别模块数据连接。

8.根据权利要求7所述的一种道路桥梁隧道衬砌检测装置，其特征在于：所述气检模组包括固定于转位旋架（4）表面的支架（31）和转动连接于支架（31）内表面之间的滚轮（32），所述滚轮（32）的周侧面固定安装有测压环囊（33），所述滚轮（32）的轴线位置固定开设有与测压环囊（33）连通的空腔，所述支架（31）的表面安装有气压探头b（34），所述气压探头b（34）的监测端延伸至空腔的内部，所述滚轮（32）的旋转轴线与旋臂（3）的旋转轴线垂直。

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