CN208520397U - 基于公路隧道车载智能检测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，包括升降柱、随形轨道架、检测小车、小车驱动机构和检测车体；升降柱的底部安装于检测车体上面；升降柱的顶部安装随形轨道架，随形轨道架的形状与被检测隧道的几何形状相匹配；随形轨道架上面安装检测小车；检测小车通过小车驱动机构在随形轨道架上面行走。优点：1无需高空作业，安全高效。2如在公路隧道专项检测的“全自动智能隧道检测车”专用设备应用时，可在道路保通状态下单幅车道作业。3检测平台可自动升降、避障。4随形轨道架全断面数据采集。5搭载多通道雷达，纵横测线全覆盖，实现结构及围岩三维探测。6可扩展全景照相、红外成像等设备，实现表观裂缝与水害智能识别等功能。

Description

基于公路隧道车载智能检测平台

技术领域

本实用新型属于工程检测技术领域，具体涉及一种基于公路隧道车载智能检测平台。

背景技术

据不完全统计，截至2015年底，我国大陆运营公路隧道14006座，总长12684km。然而根据最新的调研报告显示，全国公路隧道由于衬砌质量问题导致建成后隧道出现质量问题的现象比较严重。现阶段我国对于在建或在用公路隧道衬砌质量检测所采用的方法主要是：采用人工手持探地雷达天线紧贴隧道壁的方式检测衬砌和完整性。具体的，对在建或者已用隧道进行衬砌检测的方法为：工作人员站在升降车上，手持探地雷达天线，并使探地雷达天线靠近或接触隧道内壁，然后，升降车沿隧道纵剖面或测线行走，从而使雷达天线对隧道纵剖面或测线进行检测。该种检测方式主要存在以下问题：对于比较长的隧道，一次也只能检测一条隧道测线或者一个隧道纵剖面，全断面测完需要花费大量的时间，效率非常低；另外，由于工作人员站在高处检测，具有较大的安全隐患。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，包括：升降柱(1)、随形轨道架(2)、检测小车(3)、小车驱动机构和检测车体(5)；

所述升降柱(1)的底部安装于所述检测车体(5)上面；所述升降柱(1)的顶部安装所述随形轨道架(2)，所述随形轨道架(2)的形状与被检测隧道的几何形状相匹配；所述随形轨道架(2)上面安装所述检测小车(3)；所述检测小车(3)通过所述小车驱动机构在所述随形轨道架(2)上面行走。

优选的，所述小车驱动机构包括链条(4)和伺服电机；

所述随形轨道架(2)上面沿长度方向设置所述链条(4)；所述链条(4)与所述伺服电机连接，所述伺服电机驱动所述链条(4)转动。

优选的，所述检测小车(3)为自动避障小车，包括支撑底座(3.1)、液压升降装置(3.2)和检测设备搭载卡槽(3.3)；

所述支撑底座(3.1)可滑动安装于所述随形轨道架(2)上，所述支撑底座(3.1)与所述链条(4)固定连接，当所述链条(4)转动时，带动所述支撑底座(3.1)沿所述随形轨道架(2)滑动行走，进而调节所述支撑底座(3.1)在所述随形轨道架(2)的位置；

所述支撑底座(3.1)的上方设置所述检测设备搭载卡槽(3.3)，在所述支撑底座(3.1)和所述检测设备搭载卡槽(3.3)之间设置所述液压升降装置(3.2)，通过所述液压升降装置(3.2)调节所述检测设备搭载卡槽(3.3)的高度位置；所述检测设备搭载卡槽(3.3)的上面固定安装检测设备。

优选的，所述检测设备包括多通道雷达、全景照相设备和红外成像设备。

优选的，所述随形轨道架(2)采用可折叠结构。

优选的，所述随形轨道架(2)为铝合金材料。

优选的，所述升降柱(1)的底部通过可旋转调整方向底座(6)安装于所述检测车体(5)上面。

优选的，所述可旋转调整方向底座(6)包括回转支撑以及用于驱动所述回转支撑旋转的旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括液压马达和涡轮减速机；所述液压马达的输出端通过所述涡轮减速机连接到所述回转支撑的转动轴。

优选的，所述升降柱(1)为钢体结构，包括多节升降杆以及用于驱动各个所述升降杆进行单独升降的液压油缸。

本实用新型提供的基于公路隧道车载智能检测平台具有以下优点：

1、无需高空作业，安全高效。

2、如在公路隧道专项检测的“全自动智能隧道检测车”专用设备应用时，可在道路保通状态下单幅车道作业。

3、检测平台可自动升降、避障。

4、随形轨道架全断面数据采集。

5、搭载多通道雷达，纵横测线全覆盖，实现结构及围岩三维探测。

6、可扩展全景照相、红外成像等设备，实现表观裂缝与水害智能识别等功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于公路隧道车载智能检测平台在隧道中使用时的横截面图；

图2为本实用新型提供的基于公路隧道车载智能检测平台在隧道中使用时的纵截面图；

图3为本实用新型提供的随形轨道架和检测小车组装后的主视图；

图4为本实用新型提供的随形轨道架和检测小车组装后的侧视图；

图5为本实用新型提供的随形轨道架和检测小车组装后的俯视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对目前人工手持探地雷达天线紧贴隧道壁检测衬砌的方式，所具有的人员安全、检测效率、定位精度、成本问题等不足，本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，属于公路隧道检测技术领域，用于交通工程建设行业特别涉及隧道衬砌质量和病害检测的专用装置，主要设计构思为：根据被检测隧道的几何形状设计对应形状的随形轨道架，随形轨道架通过升降柱安装于检测车体上，可通过升降柱的升降粗调随形轨道架的高度，通过升降柱的转动调节随形轨道架的角度，并在随形轨道架上安装可沿随形轨道架行走的检测小车，检测小车上搭载质量检测装置。通过不断移动随形轨道架，实现对被检测隧道的全断面检测，检测效率非常高。

具体的，本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，以工程车为载体，是一种可升降旋转式的高空无人自动化(智能化)隧道检测平台，平台上的隧道检测设备由车内的控制系统控制，操控便捷、安全平稳、精准性强，自动避障，自动调整检测设备与检测体之间的间隙，减少检测设备的磨损，自动确定检测设备在隧道内的位置，通过搭载随形轨道架可以实现隧道的半幅扇型扫描或以固定点做直线扫描，运营状态中的隧道可以在不阻断交通的情况下做到每半个扇面的检测，所有人员均在车内操作检测，代替人员高空作业带来的风险，进而增加检测频率及效率。通过本发明可以大量减少作业人员数量。

如图1和图2所示，为基于公路隧道车载智能检测平台的使用场景图，针对隧道断面的几何形状而设计定制随形轨道架，随形轨道架在图1中为弧形轨道架，随形轨道架上可滑动安装检测小车，检测小车搭载各种频率的空气耦合探地雷达天线、全景照相、红外成像等多种检测探测设备，实现对隧道壁检测。其中，检测小车采用可自动避障的小车，具有液压升降装置，在检测小车行走过程中，实时通过液压升降装置对检测小车上安装的检测设备与隧道壁面之间的距离进行微调，保证其搭载的探地雷达天线与隧道壁紧贴，或者天线辐射面距隧道壁在一定的距离以内，进而保证探测精度。由于本实用新型的随形轨道架与隧道断面的几何形状相匹配，因此，检测小车沿随形轨道架行走完成一次，即实现对一条测线的检测；通过不断移动随形轨道架的位置，即可对隧道衬砌进行全断面纵横网格状布置测线检测，由于完全不需要人员进行高空作业，因此，可以解决在检测隧道衬砌过程中所面临的人员安全、检测效率、高精度定位、成本高等问题。

因此，根据具体应用场景的不同，可根据被检测隧道的几何形状设计对应形状的随形轨道架，并在随形轨道架上安装可沿随形轨道架行走的检测小车，从而实现对被检测隧道的全断面检测，检测效率非常高。本实用新型对随形轨道架的具体形状并不限定，只要随形轨道架的形状与被检测隧道的几何形状相对应即可。本领域普通技术人员可根据上述构思灵活设计出各类具体的基于公路隧道车载智能检测平台。凡属于上述构思的装置均在本实用新型保护范围之内。

参考图1-图5，本实用新型提供一种基于公路隧道车载智能检测平台，包括：包括：升降柱1、随形轨道架2、检测小车3、小车驱动机构和检测车体5；

升降柱1的底部安装于检测车体5上面；升降柱1的顶部安装随形轨道架2，随形轨道架2的形状与被检测隧道的几何形状相匹配；随形轨道架2上面安装检测小车3；检测小车3通过小车驱动机构在随形轨道架2上面行走。

下面结合附图介绍一种具体的基于公路隧道车载智能检测平台的实施例，下面介绍的实施例仅为一种具体实现结构，并不对本实用新型的保护范围进行限定：

(1)检测车体

检测车体为基于公路隧道车载智能检测平台的载体，可采用工程车。其他装置均承载于检测车体上面。

(2)升降柱

由于需要检测质量的隧道位置较高，为避免工作人员高空作业，设计可调整随形轨道架高度的升降柱，从而使检测小车3上搭载的检测设备靠近隧道的壁面。另外，为使用方便，升降柱的角度也可调节，从而灵活调节随形轨道架的角度。

具体的，升降柱1的底部通过可旋转调整方向底座6安装于检测车体5上面，升降柱1的顶部安装随形轨道架2。

其中，可旋转调整方向底座6包括回转支撑以及用于驱动所述回转支撑旋转的旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括液压马达和涡轮减速机；所述液压马达的输出端通过所述涡轮减速机连接到所述回转支撑的转动轴。因此，通过液压马达的输出端通过所述涡轮减速机驱动回转支撑旋转，实现随形轨道架与车体的旋转角度控制。

升降柱1为钢体结构，包括多节升降杆以及用于驱动各个所述升降杆进行单独升降的液压油缸。升降杆升降时，可设置耐磨滑动块。当设置四节升降杆时，可以通过液压油缸驱动底部两节升降杆升降，然后第三及第四节升降杆通过高强板式链条的带动实现了整根升降柱的整体升降动作。

(3)小车驱动机构

小车驱动机构用于驱动检测小车沿随形轨道架行走，作为一种具体实现方式，可采用电机链条驱动方式，即：小车驱动机构包括链条4和伺服电机。随形轨道架2上面沿长度方向设置链条4；链条4与伺服电机连接，伺服电机驱动链条4转动。链条与检测小车的支撑底座固定，因此，当伺服电机驱动链条运动时，带动固定于链条上的检测小车同步运动，实现检测小车沿随形轨道架行走。

对于随形轨道架2，可以在随形轨道架2上面沿长度方向设置链条4；链条4与伺服电机连接，伺服电机驱动链条4转动。

当然，实际应用中，也可以采用传送带驱动方式等，本实用新型对此并不限制。

(4)随形轨道架

随形轨道架2的弧度与被检测隧道的几何形状相匹配；随形轨道架是根据被检测隧道的几何形状，用高强度铝合金材料拉弧焊接而成，再通过专业工具进行校准矫正，并且为了减小体积，使汽车运输方便，将随形轨道架进行折叠设计，从而大大缩小了随形轨道架的整机外形，使用更方便灵活。

(5)检测小车

检测小车是一种可调整运行轨迹的小车，是在随形轨道架上运行的一个带有检测仪器设备的小车。本实施例将检测小车设计为可自动避障的检测小车。

检测小车3包括支撑底座3.1、液压升降装置3.2和检测设备搭载卡槽3.3；支撑底座3.1可滑动安装于随形轨道架2上，支撑底座3.1与链条4固定连接，当链条4转动时，带动支撑底座3.1沿随形轨道架2滑动行走，进而调节支撑底座3.1在随形轨道架2的位置；支撑底座3.1的上方设置检测设备搭载卡槽3.3，在支撑底座3.1和检测设备搭载卡槽3.3之间设置液压升降装置3.2，通过液压升降装置3.2调节检测设备搭载卡槽3.3的高度位置；检测设备搭载卡槽3.3的上面固定安装检测设备。检测设备包括多通道雷达、全景照相设备和红外成像设备。

(6)控制系统

控制系统是设备的大脑，采用数字式触摸屏控制系统，并配有按钮操作和遥控操作，使用简单，安全可靠。本实用新型中，链条是控制可调整运动轨迹的检测小车进行弧形轨迹往复运行的纽带。在随形轨道架上顶端安装有伺服电机，通过隧道检测车平台对伺服电机的控制，可使可调整运动轨迹的检测小车进行弧形轨迹往复运行。

可调整运动轨迹的检测小车通过液压装置进行相对于轨道高度的伸缩调整，可调整距离为轨道架以上1米的升降距离，实现小车在沿着随形轨道架行走的过程中进行高度调整。运行轨迹小车是通过隧道检测车平台对液压油缸进行控制从而使运行轨迹小车沿着直线导轨进行升降；运行轨迹小车的往复运行由伺服电机减速，通过链条传动进行弧形轨迹往复运行。伺服控制可根据实际情况随意调整运行速度和定点。需要改变速度和参数时只需通过隧道检测车平台输入相应的参数即可，非常方便。可调整运动轨迹小车上端安装了检测设备搭载卡槽，可根据设备尺寸更换相应大小的卡槽。本实用新型描述的隧道检测车平台，即为后续步骤中描述的控制主机。

下面介绍一种具体的使用场景：

公路隧道被检测目标物几何形状的随形导轨整体设计性能及参数：

参考图1，检测范围为R5500圆弧形隧道，中心高度7100mm，车辆往返行走一次就可检测一条完整隧道，随形轨道架长度8.5米，运行轨迹小车沿着随形轨道架做弧形检测运动。

对于隧道半径R1为5500mm的隧道，本实用新型提供的检测仪器的检测尺寸参数为：

1.升降检测高度L1：7100mm

2.操控方式：电动液压安全电压控制附带遥控器

3.随形轨道架规格：半径R2为4700mm；弧长L2为8500mm

4.链条型号：LA644--4条

5.轨迹小车调整距离：随形轨道架上平面至最高点1000mm

6.运行至末端停止：限位制动控制停止。

7.液压马达：BM-R100(1只)

8.旋转角度：≥180度

9.轨迹检测小车工作台：600X1000mm

10.液压油缸：TF-80/45-1000(1只)

本实用新型提供的基于公路隧道车载智能检测平台，优点如下：

1、无需高空作业，安全高效。

2、如在公路隧道专项检测的“全自动智能隧道检测车”专用设备应用时，可在道路保通状态下单幅车道作业。

3、检测平台可自动升降、避障。

4、随形导轨全断面数据采集。

5、搭载多通道雷达，纵横测线全覆盖，实现结构及围岩三维探测。

6、可扩展全景照相、红外成像等设备，实现表观裂缝与水害智能识别等功能。

综上所述，根据目前对隧道衬砌检测方法的现状，本实用新型提出了一种能够实现全断面数据采集的基于公路隧道车载智能检测平台，通过将各种检测隧道病害的设备(比如多通道探地雷达天线)搭载于其上实现纵横测线全覆盖，从而达到结构及围岩三维探测，同时还可以解决目前所使用升降车的弊端。并且，随形导轨能够自动根据断面形态升降、避障，从而大大提高了人员安全、检测速度、数据采集精确性。其中非常关键的一点是在使用本实用新型做隧道病害检测过程中不会影响正常的公路运输，可在保持通车的状态下单幅车道作业，能够实现真正意义上的公路隧道病害体检。本实用新型还具备可扩展性，通过搭载全景照相、红外成像等设备，实现表观裂缝与水害智能识别等功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，包括：升降柱(1)、随形轨道架(2)、检测小车(3)、小车驱动机构和检测车体(5)；

所述升降柱(1)的底部安装于所述检测车体(5)上面；所述升降柱(1)的顶部安装所述随形轨道架(2)，所述随形轨道架(2)的形状与被检测隧道的几何形状相匹配；所述随形轨道架(2)上面安装所述检测小车(3)；所述检测小车(3)通过所述小车驱动机构在所述随形轨道架(2)上面行走。

2.根据权利要求1所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述小车驱动机构包括链条(4)和伺服电机；

所述随形轨道架(2)上面沿长度方向设置所述链条(4)；所述链条(4)与所述伺服电机连接，所述伺服电机驱动所述链条(4)转动。

3.根据权利要求2所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述检测小车(3)为自动避障小车，包括支撑底座(3.1)、液压升降装置(3.2)和检测设备搭载卡槽(3.3)；

所述支撑底座(3.1)可滑动安装于所述随形轨道架(2)上，所述支撑底座(3.1)与所述链条(4)固定连接，当所述链条(4)转动时，带动所述支撑底座(3.1)沿所述随形轨道架(2)滑动行走，进而调节所述支撑底座(3.1)在所述随形轨道架(2)的位置；

所述支撑底座(3.1)的上方设置所述检测设备搭载卡槽(3.3)，在所述支撑底座(3.1)和所述检测设备搭载卡槽(3.3)之间设置所述液压升降装置(3.2)，通过所述液压升降装置(3.2)调节所述检测设备搭载卡槽(3.3)的高度位置；所述检测设备搭载卡槽(3.3)的上面固定安装检测设备。

4.根据权利要求3所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述检测设备包括多通道雷达、全景照相设备和红外成像设备。

5.根据权利要求1所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述随形轨道架(2)采用可折叠结构。

6.根据权利要求1所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述随形轨道架(2)为铝合金材料。

7.根据权利要求1所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述升降柱(1)的底部通过可旋转调整方向底座(6)安装于所述检测车体(5)上面。

8.根据权利要求7所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述可旋转调整方向底座(6)包括回转支撑以及用于驱动所述回转支撑旋转的旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括液压马达和涡轮减速机；所述液压马达的输出端通过所述涡轮减速机连接到所述回转支撑的转动轴。

9.根据权利要求1所述的基于公路隧道车载智能检测平台，其特征在于，所述升降柱(1)为钢体结构，包括多节升降杆以及用于驱动各个所述升降杆进行单独升降的液压油缸。