CN219934887U - 一种隧道检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种隧道检测装置，包括第一旋转盘、第二旋转盘以及电性连接所述第一旋转盘和所述第二旋转盘的转动轴块，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘以所述转动轴块为轴进行旋转，所述第一旋转盘上设有用于获取隧道三维模型的激光扫描仪，所述第二旋转盘上设有用于得到隧道表面缺陷的热成像扫描仪，所述隧道检测装置内置信号处理器，所述信号处理器与外部的控制平台连接，本实用新型中的隧道检测装置可以解决现有技术中采用手动操作仪器在隧道内进行扫描打点，效率低下，采集过程完全依赖于作业的人员的主观素质，往往导致采集的信息不全面，而且隧道工程周期很长，在隧道养护期间需要对隧道进行多次复查，非常浪费人力资源的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及轨道交通检测设备技术领域，特别涉及一种隧道扫描装置。
背景技术
随着国家高速铁路和城市轨道高速建设，轨道运输已成为当前最主要的交通工具。轨道建设过程中存在大量的穿山和地下隧道，隧道在建成后，受沿线建设施工项目、地质条件、材料性能劣化等综合因素的影响，会导致隧道结构出现渗漏水(泥)、衬砌裂损及混凝土掉块等典型病害。隧道病害必须及时检测并加以治理，否则会影响轨道运输的正常运营，甚至引发风险事件或事故。
隧道检测的主要手段是通过三维激光扫描对物体空间外形结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。
现有技术当中，主要的检测方式还是工作人员手动操作仪器在隧道内进行扫描打点，存在效率低下，采集过程完全依赖于作业的人员的主观素质(如操作水平、责任心等)，往往导致采集的信息不全面，而且隧道工程周期很长，在隧道养护期间需要对隧道进行多次复查，非常浪费人力资源的问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种隧道检测装置，旨在解决现有技术中，人工打点存在效率低下，采集过程完全依赖于作业的人员的主观素质(如操作水平、责任心等)，往往导致采集的信息不全面，而且隧道工程周期很长，在隧道养护期间需要对隧道进行多次复查，非常浪费人力资源的问题。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案来实现的：
一种隧道检测装置，包括第一旋转盘、第二旋转盘以及电性连接所述第一旋转盘和所述第二旋转盘的转动轴块，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘以所述转动轴块为轴进行旋转，所述第一旋转盘上设有用于获取隧道三维模型的激光扫描仪，所述第二旋转盘上设有用于得到隧道表面缺陷的热成像扫描仪，所述隧道检测装置内置信号处理器，所述信号处理器与外部的控制平台连接，所述隧道检测装置上还设有供电装置，所述控制平台给所述隧道检测装置发出控制信号，所述供电装置给所述隧道检测装置提供电能，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘带动所述激光扫描仪和所述热成像扫描仪环绕所述转动轴块转动，以使所述隧道检测装置对隧道进行自动化检测。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
通过在所述第一旋转盘和所述第二旋转盘上设置激光扫描仪和热成像扫描仪，并使所述第一旋转盘和所述第二旋转盘围绕转动轴块旋转，可以对隧道内进行无死角全面监测，效率高且采集数据精度高，同时给所述隧道检测装置配备用于接收外部控制信号的信号处理器以及持续提供电能的供电装置，使操作人员可以在控制室内便持续地对隧道进行定期地监测。
进一步地，所述第一旋转盘上还设有超广角相机，所述超广角相机上设有照明装置。
进一步地，所述隧道检测装置内部还设有数据处理器，所述数据处理器与所述激光扫描仪、所述热成像扫描仪以及所述超广角相机电连接，所述数据处理器与所述信号处理器电连接。
进一步地，所述第一旋转盘为半球状结构，所述激光扫描仪和所述超广角相机上设有导向块，所述第一旋转盘沿其弧面自边缘向中心开设有导向槽，以使所述激光扫描仪和所述超广角相机沿所述导向槽滑动。
进一步地，所述激光扫描仪包括激光发射器和设于所述激光发射器一旁的感光接收器，所述热成像扫描仪包括红外发射器、红外探测器和光机扫描系统。
进一步地，所述隧道检测装置上设有支撑盘，所述支撑盘上设有轨道轮，所述支撑盘内设有用于驱动所述轨道轮的驱动马达，以使所述隧道检测装置沿预设轨道在隧道内行进。
进一步地，所述供电装置采用集电靴，所述集电靴包括与外部供电轨连接的接触底座、与接触底座上摆动连接的摆臂、将所述集电靴固定在所述隧道检测装置上的固定机构以及将电能传输至所述隧道检测装置上的电缆线，所述集电靴与所述轨道轮平行设置在所述支撑盘上、且与外部供电轨连接，以给所述隧道检测装置提供电能。
进一步地，所述供电装置采用锂电池，所述锂电池设于所述支撑盘内。
进一步地，所述转动轴块上设有安装架，所述安装架上通过一转轴转动连接有感应雷达，所述感应雷达跟随所述转动轴块围绕所述隧道检测装置的中心旋转。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例中的隧道检测装置的顶部立体图；
图2为本实用新型第一实施例中的隧道检测装置的侧面立体图；
图3为本实用新型第二实施例中的隧道检测装置的底部立体图；
主要元件符号说明：
| 转动轴块 | 10 | 第一旋转盘 | 20 |
| 第二旋转盘 | 30 | 支撑盘 | 40 |
| 激光扫描仪 | 50 | 超广角相机 | 60 |
| 照明装置 | 65 | 导向槽 | 70 |
| 热成像扫描仪 | 80 | 轨道轮 | 90 |
| 集电靴 | 100 | 接触底座 | 101 |
| 摆臂 | 102 | 固定机构 | 103 |
| 电缆线 | 104 | 感应雷达 | 110 |
| 安装架 | 115 | 锂电池 | 120 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图2，所示为本实用新型第一实施例一种隧道检测装置，包括第一旋转盘20、第二旋转盘30以及电性连接所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30的转动轴块10，所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30以所述转动轴块10为轴进行旋转，所述第一旋转盘20上设有用于获取隧道三维模型的激光扫描仪50，所述第二旋转盘30上设有用于得到隧道表面缺陷的热成像扫描仪80，所述隧道检测装置内置信号处理器，所述信号处理器与外部的控制平台连接，所述隧道检测装置上还设有供电装置，所述控制平台给所述隧道检测装置发出控制信号，所述供电装置给所述隧道检测装置提供电能，所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30带动所述激光扫描仪50和所述热成像扫描仪80环绕所述转动轴块10转动，以使所述隧道检测装置对隧道进行自动化检测。
通过在所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30上设置激光扫描仪50和热成像扫描仪80，并使所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30围绕转动轴块10旋转，可以对隧道内进行无死角全面监测，效率高且采集数据精度高，同时给所述隧道检测装置配备用于接收外部控制信号的信号处理器以及持续提供电能的供电装置，使操作人员可以在控制室内便持续地对隧道进行定期地监测。
进一步地，所述第一旋转盘20上还设有超广角相机60，所述超广角相机60上设有照明装置65，所述超广角设于所述激光扫描仪50一旁，在对隧道进行三维扫描的同时，将照片也一并拍下，用于将模型和实景进行比对，所述照明装置65使其可以在黑暗环境中使用。
进一步地，所述隧道检测装置内部还设有数据处理器，所述数据处理器与所述激光扫描仪50、所述热成像扫描仪80以及所述超广角相机60电连接，所述数据处理器与所述信号处理器电连接，所述数据处理器用于处理所述激光扫描仪50、所述热成像扫描仪80和所述超广角相机60获取的数据，并将数据通过信号处理器发送至控制平台。
进一步地，所述第一旋转盘20为半球状结构，所述激光扫描仪50和所述超广角相机60上设有导向块，所述第一旋转盘20沿其弧面自边缘向中心开设有导向槽70，以使所述激光扫描仪50和所述超广角相机60沿所述导向槽70滑动在所述第一旋转盘20带动所述激光扫描仪50和所述超广角相旋转的同时，所述激光扫描仪50和所述超广角相机60自身也在所述第一旋转盘20上运动，此设计结构有利于加强所述激光扫描仪50和所述超广角相机60的作用范围，实行全方位打点扫描。
进一步地，所述激光扫描仪50包括激光发射器和设于所述激光发射器一旁的感光接收器，所述热成像扫描仪80包括红外发射器、红外探测器和光机扫描系统。
进一步地，所述隧道检测装置上设有支撑盘40，所述支撑盘40上设有轨道轮90，所述支撑盘40内设有用于驱动所述轨道轮90的驱动马达，以使所述隧道检测装置沿预设轨道在隧道内行进，
进一步地，所述供电装置采用集电靴100，所述集电靴100包括与外部供电轨连接的接触底座101、与接触底座101上摆动连接的摆臂102、将所述集电靴100固定在所述隧道检测装置上的固定机构103以及将电能传输至所述隧道检测装置上的电缆线，所述集电靴100与所述轨道轮90平行设置在所述支撑盘40上、且与外部供电轨连接，以给所述隧道检测装置提供电能。
进一步地，所述转动轴块10上设有安装架115，所述安装架115上通过一转轴转动连接有感应雷达110，所述感应雷达110跟随所述转动轴块10围绕所述隧道检测装置的中心旋转，所述感应雷达110能标示出所述隧道检测装置在隧道的具体位置，以供操作人员定位，并且能感应障碍物，并反馈给操作人员。
使用时，将所述隧道检测装置放置在预设轨道上，一旁的所述集电靴100与所述外部供电轨连接，以给所述隧道检测装置提供电能，操作人员在控制室内通过控制平台给所述信号处理器发送信号，控制所述第一旋转盘20、所述第二旋转盘30和所述转动轴块10的旋转，与此同时，所述激光扫描仪50和所述超广角相机60也在沿所述导向槽70作定向运动，以使所述激光扫描仪50、所述热成像扫描仪80和所述超广角相机60对隧道内进行全方位检测，所述数据处理器将所述激光扫描仪50、所述热成像扫描仪80和所述超广角相机60采集到的数据处理并转换成可读图像，通过所述信号处理器发送至控制平台，以实现外界与隧道内部的人机交互；
所述隧道检测装置还可预先设定所述第一旋转盘20、所述第二旋转盘30以及所述转动轴块10的旋转速率，同时还可设定所述激光扫描仪50和所述超广角相机60在导向槽70运动的速率，例如隧道需要2周检测一次，便将所述第一旋转盘20和所述第二旋转盘30的速率调为两周旋转一圈，所述轨道轮90的运行速率也预设为两周运动到原位置，所述集电靴100持续地为所述隧道检测装置提供电能，以使所述隧道检测装置实现自动化检测。
所述隧道检测装置同时安装了所述激光扫描仪50和所述热成像扫描仪80，通过所述激光扫描仪50得到三维模型后，再通过所述热成像扫描仪80对隧道表面的缺陷进行扫描并采集，经数据处理将三维模型和表面缺陷图像合并，得到隧道缺陷三维模型图，方便对隧道表面缺陷进行初步判定、维修时快速查找隧道表面缺陷。
请查阅图3，所示为本实用新型第二实施例中的隧道检测装置，本实施例当中的支架与第一实施例当中的隧道检测装置的不同之处在于：所述供电装置还可采用锂电池120，所述锂电池120设于所述支撑盘40内，以应对未设有所述外部供电轨为所述隧道检测装置供电的情况。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种隧道检测装置，其特征在于，包括第一旋转盘、第二旋转盘以及电性连接所述第一旋转盘和所述第二旋转盘的转动轴块，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘以所述转动轴块为轴进行旋转，所述第一旋转盘上设有用于获取隧道三维模型的激光扫描仪，所述第二旋转盘上设有用于得到隧道表面缺陷的热成像扫描仪，所述隧道检测装置内置信号处理器，所述信号处理器与外部的控制平台连接，所述隧道检测装置上还设有供电装置，外部给所述隧道检测装置发出控制信号，所述供电装置给所述隧道检测装置提供电能，所述第一旋转盘和所述第二旋转盘带动所述激光扫描仪和所述热成像扫描仪环绕所述转动轴块转动，以使所述隧道检测装置对隧道进行自动化检测。
2.根据权利要求1所述的隧道检测装置，其特征在于，所述第一旋转盘上还设有超广角相机，所述超广角相机上设有照明装置。
3.根据权利要求2所述的隧道检测装置，其特征在于，所述隧道检测装置内部还设有数据处理器，所述数据处理器与所述激光扫描仪、所述热成像扫描仪以及所述超广角相机电连接，所述数据处理器与所述信号处理器电连接。
4.根据权利要求2所述的隧道检测装置，其特征在于，所述第一旋转盘为半球状结构，所述激光扫描仪和所述超广角相机上设有导向块，所述第一旋转盘沿其弧面自边缘向中心开设有导向槽，以使所述激光扫描仪和所述超广角相机沿所述导向槽滑动。
5.根据权利要求1所述的隧道检测装置，其特征在于，所述激光扫描仪包括激光发射器和设于所述激光发射器一旁的感光接收器，所述热成像扫描仪包括红外发射器、红外探测器和光机扫描系统。
6.根据权利要求1所述的隧道检测装置，其特征在于，所述隧道检测装置上设有支撑盘，所述支撑盘上设有轨道轮，所述支撑盘内设有用于驱动所述轨道轮的驱动马达，以使所述隧道检测装置沿预设轨道在隧道内行进。
7.根据权利要求6所述的隧道检测装置，其特征在于，所述供电装置采用集电靴，所述集电靴包括与外部供电轨连接的接触底座、与接触底座上摆动连接的摆臂、将所述集电靴固定在所述隧道检测装置上的固定机构以及将电能传输至所述隧道检测装置上的电缆线，所述集电靴与所述轨道轮平行设置在所述支撑盘上、且与外部供电轨连接，以给所述隧道检测装置提供电能。
8.根据权利要求6所述的隧道检测装置，其特征在于，所述供电装置采用锂电池，所述锂电池设于所述支撑盘内。
9.根据权利要求1所述的隧道检测装置，其特征在于，所述转动轴块上设有安装架，所述安装架上通过一转轴转动连接有感应雷达，所述感应雷达跟随所述转动轴块围绕所述隧道检测装置的中心旋转。
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