CN101846639B - 一种可移动式隧道检测臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道工程机械，特别涉及可移动式隧道检测臂。它由滚轮、雷达托架、二位阻尼方向节、可控伸缩刚性杆、丝杆、丝杆驱动装置、阻尼方向节、横向旋转驱动装置、纵向旋转驱动装置、雷达天线组成，优点在于，结构简单，全自动或遥控操作，使得雷达天线在横向及纵向面始终与隧道衬砌面保持在同一面上，这样保证了雷达天线对隧道衬砌面的检测质量的稳定及提高检测质量。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程机械，特别涉及可移动式隧道检测臂。
背景技术
对于公路、铁路隧道及地铁在施工中或是在日常的养护中，均需对其隧道的衬砌面进行安全性和稳定性的检测，由于隧道地面和隧道衬砌面的复杂性，其检测用雷达天线装置，怎样才能按照隧道衬砌面设计要求，进行电磁扫描，使雷达天线所在的检测臂适应隧道衬砌面检测，因此要求雷达天线能进行各种姿态和角度的调整。目前还使用人抬着雷达天线检测隧道衬砌面未发现有该自动调节的检测臂。
发明内容
本发明的目的在于：设计一种能固定于移动装置上的隧道检测臂，并使该检测臂能按隧道被扫描的工作面自行进行调整，同时检测臂可按要求进行多方向转动。
本发明的技术方案是：隧道检测臂它由滚轮、雷达托架、二位阻尼方向节、可控伸缩刚性杆、丝杆、丝杆驱动装置、阻尼方向节、横向旋转驱动装置、纵向旋转驱动装置、雷达天线组成，其特征在于：所述的可控伸缩刚性杆由可固定在可移动平台上的固定装置和伸缩刚性杆构成，可控伸缩刚性杆的下端装有可横向和纵向旋转驱动装置并在纵向旋转方向装有阻尼方向节连接；雷达托架与可控伸缩刚性杆顶端通过二位阻尼方向节连接；其雷达托架的四角顶端装有四个滚轮，雷达托架底面装有雷达天线，其四个滚轮上切面高于雷达天线。
所述的可控伸缩刚性杆是由驱动装置带动丝杆、丝杆带动检测臂伸长或收缩。
所述的横向旋转驱动装置是由油缸带动双排链条，双排链条带动双排链轮旋转而带动机械臂进行横向旋转。
所述的纵向旋转驱动装置是由油缸带动双排链条，双排链条带动双排链轮旋转而带动机械臂进行纵向旋转。
所述的二位阻尼方向节连接是在雷达托架底面的横向及纵的旋转轴上各装有两盘扭转弹簧，保持雷达托架上的四个滚轮与工作面接触。
所述的可控伸缩刚性杆的下端装有纵向旋转阻尼方向节是在纵向旋转轴上装有两盘扭转弹簧，用于自动调节路面与隧道衬砌面的高度。
在机械臂的配合下，把雷达天线固定在检测臂上对隧道衬砌面进行检测，由于隧道顶部横向表面是弧形面，我们在雷达托架上安装了4个滚轮、根据雷达天线的规格，4个滚轮可调节高矮，保护雷达天线不受损坏，4个滚轮紧贴在隧道衬砌面上，在扭转弹簧1的作用下沿着隧道衬砌弧形面自动调节，始终保持雷达天线与隧道衬砌面在同一面上，以达到雷达天线检测隧道衬砌面的质量。在隧道衬砌面的纵向面与路面高度不一样及凸凹不平的面，在扭转弹簧2及扭转弹簧3作用下、使4个滚轮紧贴在隧道衬砌面上。这样在扭转弹簧1、2、3的作用下，4个滚轮紧贴在隧道衬砌面上，使得雷达天线在横向及纵向面始终与隧道衬砌面保持在同一面上，这样保证了雷达天线对隧道衬砌面的检测质量的稳定及提高检测质量。
机械臂根据不同的工作面可横向转动、纵向转动操作及自动调节高度，满足不同的工作环境。
通过油缸1带动双排链条1，双排链条1带动双排链轮1旋转而带动机械臂架进行横向左右90°转动并可以停留在任意位置；通过油缸2带动双排链条2，双排链条2带动双排链轮2旋转而带动机械臂架进行纵向左右90°转动并可以停留在任意位置；通过测量臂驱动装置带动丝杆，丝杆带动检测臂伸长或收缩。
由于隧道顶部表面是弧形、隧道衬砌面检测点在不同的弧面上，机械臂架通过横向的转动，使雷达天线对隧道衬砌面不同的点进行检测。
路面与隧道顶部表面高度不一样，机械臂架通过扭转弹簧3绕着轴3的作用，自动调节高度。
可控伸缩刚性杆通过纵向转动，调节雷达天线与隧道衬砌面最佳检测位置，检测维护工作完毕后便于收回如图17所示。
本发明的优点在于，结构简单，全自动或遥控操作，使得雷达天线在横向及纵向面始终与隧道衬砌面保持在同一面上，这样保证了雷达天线对隧道衬砌面的检测质量的稳定及提高检测质量。隧道衬砌面的检测，由于由于隧道顶部表面是弧形、路面与隧道衬砌面的高度不一样及凸凹不平的面，以往是采用人工举着雷达天线站在简易的脚手架上进行隧道衬砌面的检测及维护，这造成人的劳动强度大、效率低、不安全、检测质量不稳定、长时间的工作电磁辐射对人产生一定的伤害，为此，针对以上的问题我们设计制作了隧道检测臂，隧道检测臂解决了以上问题，克服了人为的因素影响，可以保证检测质量的稳定，提高检测质量，解除人的劳动强度，提高效率。
附图说明
图1为本发明隧道检测臂结构示意正面图。
图2为本发明隧道检测臂结构示意侧面图。
图3雷达托架结构示意正面图。
图4二位阻尼方向节结构示意正面图。
图5二位阻尼方向节结构示意侧面图。
图6可控伸缩刚性杆结构示意正面图。
图7阻尼方向节结构示意正面图。
图8横向旋转驱动装置结构示意正面图。
图9横向旋转驱动装置结构示意侧面图。
图10纵向旋转驱动装置结构示意正面图。
图中1为滚轮，2为雷达天线，3为雷达托架，4为二位阻尼方向节，5为可控伸缩刚性杆，6为丝杆，7为丝杆驱动装置，8为阻尼方向节，9为横向旋转驱动装置，10为纵向旋转驱动装置。
3.1为滚轮架，3.2为滚轮架夹板，3.3为连接方管，3.4为可控伸缩刚性杆。
4.1为横向轴，4.2为扭矩弹簧1；4.3阻尼臂，4.4为雷达托架连接板，4.5为纵向轴，4.6为扭矩弹簧2。
5.1为二为阻尼方向节连接板，5.2为伸缩刚性杆，5.3为伸缩刚性杆连接管，5.4为固定刚性杆，5.5固定刚性杆连接管，5.6为丝杆螺纹套，5.7为丝杆驱动装置连接板。
8.1为固定刚性杆连接架，8.2为调整轴，8.3扭矩弹簧3，8.4为连接架。
9.1为双排链条，9.2横向旋转架，9.3油缸1，9.4为链轮轴1；9.5为双排链条。
10.1为支架，10.2轴承支座，10.3链轮轴2，10.4为双排链轮2，10.5双排链条，10.6油缸2。
具体实施例
1、发明隧道检测臂几何尺寸(单位mm)：
最大外形尺寸：宽×厚×高750×700×3500如图所示。
最大测量半径2300。
最大承载力30kg。
收缩后最小尺寸：宽×厚×高1500×600×1500如图所示。
2、雷达托架：
根据雷达天线的规格不同，雷达托架的尺寸也不同，雷达托架的几何尺寸根据雷达天线制作如图3及图4所示。
3、二位阻尼方向节：
在纵向方向上，是由横向轴
在中间装入阻滞臂(阻滞臂由60X40X4X75及50×50×4×80的方管焊接而成的)，在50×50方管钻有
的孔，横向轴装入此孔，阻滞臂的两端各装有一盘扭矩弹簧1
扭矩弹簧1的一端固定在阻滞臂，另一端固定在4.1上如5所示；在40X60方管钻有
的孔，纵向轴传入此孔，阻滞臂的两端各装有一盘扭矩弹簧2，扭矩弹簧2
的一端固定在4.4，另一端固定在4.4上如6所示，达到纵向及横向绕轴自动调节角度，外形尺寸是长×宽×高246×190×192如图5及图6所示。
4、可控伸缩刚性杆：
是由5.4铝合金架(长度1500mm宽度250)固定在8.1上，5.2铝合金架(长度1400mm)镶入5.4铝合金架在电机带动丝杆的作用下可伸出及收缩，最大伸出尺寸是1300mm。最大长度是2800mm，收缩后是1650mm如图7及图8所示。
5、丝杆：采用T16×4长度是1500mm的丝杆。
6、丝杆驱动装置：行星齿轮减速器上装有1000w的直流电机固定在5.7上。
7、阻尼方向节：在横向方向上，是由调整轴在中间装入8.1(固定刚性连接架，槽宽250)，在8.1板上钻有
的孔，调整轴装入此孔，8.1的两端各装有一盘扭矩弹簧3，扭矩弹簧3的一端固定在8.4，另一端固定在8.4上如图9所示达到纵向绕轴自动调节角度，外形尺寸是长×宽×高269×105×376如图9及图10所示。
8、横向旋转驱动装置：在9.2(横向旋转架)上装有9.1(双排链条是12A-2)、9.3(油缸是16MPa)、9.4(链轮轴)、9.5(双排链轮1是12齿，节距19.05mm)等零件，外形尺寸是长×宽×高510×265×286如图13及图14所示。
9、纵向旋转驱动装置：在10.1(支架)上装有10.2(轴承座)、10.3(链轮轴2)、10.4(双排链轮2是12齿，节距19.05mm)、10.5(双排链条是12A-2)及10.6(油缸是16MPa)等零件，10.1根据使用设备定。
将上述各部份组装构成本装置。
Claims (4)
1.一种可移动式隧道检测臂，它由滚轮、雷达托架、二位阻尼方向节、可控伸缩刚性杆、丝杆、丝杆驱动装置、阻尼方向节、横向旋转驱动装置、纵向旋转驱动装置、雷达天线组成，其特征在于：所述的可控伸缩刚性杆由固定在移动平台上的固定装置和伸缩刚性杆构成，可控伸缩刚性杆的下端装有阻尼方向节是在纵向旋转轴上装有两盘扭转弹簧，阻尼方向节的下端装有横向旋转驱动装置和纵向旋转驱动装置，并且阻尼方向节与横向旋转驱动装置连接，雷达托架与可控伸缩刚性杆顶端通过二位阻尼方向节连接，所述二位阻尼方向节连接是在雷达托架底面的横向旋转轴和纵向旋转轴上各装有两盘扭转弹簧，其雷达托架的四角顶端装有四个滚轮，雷达托架底面装有雷达天线，其四个滚轮上切面高于雷达天线。
2.根据权利要求1的一种可移动式隧道检测臂，其特征在于：所述的可控伸缩刚性杆是由丝杆驱动装置带动丝杆、丝杆带动检测臂伸长或收缩。
3.根据权利要求1的一种可移动式隧道检测臂，其特征在于：所述的横向旋转驱动装置是由油缸带动双排链条，双排链条带动双排链轮旋转而带动检测臂进行横向旋转。
4.根据权利要求1的一种可移动式隧道检测臂，其特征在于：所述的纵向旋转驱动装置是由油缸带动双排链条，双排链条带动双排链轮旋转而带动检测臂进行纵向旋转。
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