CN111025287A - 一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,它解决了现有技术中效率较低、不适用于隧道断面较窄的盾构施工环境的问题,能够智能调节检测高度和角度,体积较小,适用盾构施工隧道断面较窄的特殊性,同时可以沿着钢轨匀速平稳运行,节省了人力财力。其技术方案为:包括车架,车架上方通过转动伸缩装置与主臂相连,所述主臂通过滑动组件连接夹持装置,夹持装置内部放置有用于承载雷达天线的壳体;其中,所述壳体一侧安装导向板,导向板表面安装距离传感器和湿度传感器;所述壳体另一侧安装辅助轮,壳体内部设置动态调节机构,能够使雷达天线与管片表面保持紧贴状态。
Description
技术领域
本发明涉及盾构隧道监测领域,尤其涉及一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置。
背景技术
目前,盾构施工由于其掘进速度快,施工劳动强度低、不影响地面交通设施等优点,被越来越多的采用。而地质雷达由于其分辨率高、成本低的优点被广泛的应用在隧道的检测中。
发明人发现,盾构施工隧道管片背后缺陷的雷达检测主要方式有两种:第一种是人工托举方式,这种方式对工人体力消耗大,工作效率低下,不适合于长度较长隧道;第二种方式是搭建高空平台或者采用专门的高空作业车,这种方法危险性大,而且由于盾构施工的特殊性,隧道断面较窄,也不适合较大机械通过,另外从经济上说也是不合理的。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,能够智能调节检测高度和角度,体积较小,适用盾构施工隧道断面较窄的特殊性,同时可以沿着钢轨匀速平稳运行,节省了人力财力。
本发明采用下述技术方案:
一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,包括车架,车架上方通过转动伸缩装置与主臂相连,所述主臂通过滑动组件连接夹持装置,夹持装置内部放置有用于承载雷达天线的壳体;
其中,所述壳体一侧安装导向板,导向板表面安装距离传感器和湿度传感器;所述壳体另一侧安装辅助轮,壳体内部设置动态调节机构,能够使雷达天线与管片表面保持紧贴状态。
进一步的,所述动态调节机构包括若干弹簧,所述弹簧均匀分布于壳体内部,弹簧上方连接支撑板。
进一步的,所述支撑板为非金属板。
进一步的,所述导向板的纵向截面呈圆弧形。
进一步的,所述辅助轮与第一驱动装置相连,所述第一驱动装置安装速度传感器。
进一步的,所述车架底部安装有用于配合钢轨的轨轮,所述轨轮上设有若干测距传感器,且轨轮上方安装减震装置。
进一步的,所述转动伸缩装置包括转动电机、多个沿主臂周向设置的伸缩杆,所述伸缩杆分别与主臂、车架转动连接;所述转动电机通过齿轮与主臂相连,且转动电机连接距离传感器,转动电机通过驱动主臂旋转改变与管片的夹角。
进一步的,所述滑动组件包括套设于主臂外侧的滑块、连接于滑块和夹持装置之间的伸缩杆,所述滑块的两端分别通过弹簧与主臂内部相连。
进一步的,所述车架上安装报警装置,湿度传感器与报警装置相连,将信号传输至报警装置。
进一步的,所述夹持装置包括两个对称安装的夹板,夹板之间通过弹性机构相连。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明的距离传感器通过检测壳体与管片表面的距离,智能的控制主臂的转动角度,而当需要调节的角度过大时可以采取手动调节;通过手动调节较大角度,智能调节较小角度的模式,使得装置能够更加精确地检测不同角度的隧道表面;通过湿度传感器,可以检测管片渗水段,当管片表面渗水时装置报警,提醒工作人员记录渗水异常区域;
(2)本发明通过安装在壳体后方的辅助轮,使得天线在管片表面的行进速度与车体的速度相同,避免天线由于受到摩擦与车体速度不一致,导致整个装置为稳定性受到影响,发生侧翻;
(3)本发明通过动态调节机构与滑动组件的双重调整,使得天线能够更好的适应不平整的隧道表面,保证天线始终与隧道表面紧贴,没有空隙。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明实施例一的结构示意图;
图2为本发明实施例一的天线放置盒结构示意图;
图3为本发明实施例一的滑动组件结构示意图;
图4为本发明实施例一的钢轨轮结构示意图;
其中,1、壳体,2、夹板,3、动态调节机构,4、辅助轮,5、第一伸缩杆,6、滑动组件,7、主臂,8、转动伸缩装置,9、第二伸缩杆,10、底座,11、报警装置,12、车架,13、轨轮,14、支撑板,15、弹簧,16、导向板,17、测距传感器。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
转动电机,用于驱动部件转动的电机,采用功能命名。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在效率较低、不适用于隧道断面较窄的盾构施工环境的不足,为了解决如上的技术问题,本发明提出了一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置及方法。
实施例一:
下面结合附图1-图4对本发明进行详细说明,具体的,结构如下:
本实施例提供了一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,包括车架12、夹持装置、转动伸缩装置8、主臂7、滑动组件6、转动装置8、壳体1、动态调节装置3、报警装置11,车架12上方通过转动伸缩装置8与主臂7相连,所述主臂7通过滑动组件6连接夹持装置,夹持装置内部放置有用于承载雷达天线的壳体1;所述报警装置11安装在车架12上。壳体1内部设置动态调节机构3,能够使雷达天线与管片表面保持紧贴状态。
车架12与第二驱动装置相连,车架12的底部安装有轨轮13,所述轨轮13与隧道内的钢轨配合,第二驱动装置驱动本实施例检测装置沿着钢轨匀速前进,增加雷达检测的准确性,节省了人力。所述第二驱动装置为现有技术,例如电机驱动。
所述轨轮13侧面固定有若干测距传感器17,测距传感器17可以根据轨轮13的转动进行测距。所述轨轮13上方安装减震装置,用来减小车架12的晃动,保证雷达天线始终紧贴隧道壁。在本实施例中,轨轮13为钢轨轮,减震装置为现有技术,此处不再赘述。
壳体1用于承载雷达天线,为非金属材质,防止对天线产生影响,其结构如图2所示,壳体1的形状适应雷达天线,在本实施例中,壳体1呈方形结构。壳体1一侧安装导向板16,壳体1另一侧安装辅助轮4。在装置运行时,导向板16位于前方,辅助轮4位于后方,用于辅助壳体1在粗糙的管片表面行进。当管片表面错台不平整时,为保证雷达天线行驶的连续性,引导雷达跨越障碍,避免因管片表面因错台而高低不平使雷达天线出现“卡碰”现象,故在本实施例中,在天线盒的顶部设有保护雷达天线的导向板16;导向板16纵向截面呈圆弧形,其朝内弯曲的圆弧面与天线盒顶部固定,其另一端延伸至天线盒外。
所述导向板16上设有距离传感器和湿度传感器,距离传感器通过监测壳体1表面与管片表面的距离,调动转动电机使其工作,带动齿轮转动调节主臂7与管片的角度,使得壳体1更加与管片表面贴合。湿度传感器通过监测管片表面的湿度,当隧道渗水至管片表面时,湿度传感器传送信号至报警装置11,装置报警提醒测试人员记录异常区域。
所述辅助轮4与第一驱动装置相连,为装有雷达天线的壳体1行进提供动力。所述第一驱动装置为现有结构,此处不再赘述。所述的第一驱动装置装有速度传感器,使雷达天线在管片上的移动速度与车架12的移动速度相同,避免由于雷达天线受到摩擦,导致雷达天线与车架12速度差距过大,使整个装置力臂偏移,对整个装置的稳定性造成影响。
所述动态调节机构3包括若干弹簧15和安装在弹簧15上方的支撑板14,所述弹簧15均匀分布于壳体1内部,使用状态下,雷达天线放置在支撑板14上,通过弹簧15的伸缩使雷达天线在测量时表面始终紧贴隧道壁。
所述夹持装置包括两个对称安装的夹板2,夹板2之间通过弹性机构相连,弹性机构使夹板2之间的横向距离可调,能够适应不同尺寸的壳体1。所述弹性机构可以为弹簧或其他弹性件。
如图3所示,所述滑动组件6包括滑块、多个第一伸缩杆5,第一伸缩杆5一端与夹持装置下方通过球铰相连,第一伸缩杆5另一端与滑块通过球铰相连,滑块通过弹簧与主臂7内部相连。当天线表面与管片表面发生空隙,滑动组件6中的弹簧拉伸,使得滑块沿着主臂7向上滑动,使天线在此与管片接触;当管片突出天线与管片发生挤压时,滑动组件6中的弹簧压缩,使得滑块沿着主臂7向下滑动,让天线与管片分离。通过调节主臂7的高度,可以使整个装置适用于不同高程的隧道。
转动伸缩装置8包括转动电机、多个沿主臂7周向设置的第二伸缩杆9,所述第二伸缩杆9分别与主臂7、车架12通过球铰相连;所述转动电机通过齿轮与主臂7相连,主臂7上设置齿块,通过齿块与齿轮的啮合作用使得主臂7转动,且转动电机连接距离传感器,转动电机通过驱动主臂7旋转改变与管片的夹角。当需要调节的主臂7与管片的夹角过大,可以关闭转动电机,采取人工调节齿轮的角度,从而适用于整个隧道断面不同角度的检测。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,包括车架,车架上方通过转动伸缩装置与主臂相连,所述主臂通过滑动组件连接夹持装置,夹持装置内部放置有用于承载雷达天线的壳体;
其中,所述壳体一侧安装导向板,导向板表面安装距离传感器和湿度传感器;所述壳体另一侧安装辅助轮,壳体内部设置动态调节机构,能够使雷达天线与管片表面保持紧贴状态。
2.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述动态调节机构包括若干弹簧,所述弹簧均匀分布于壳体内部,弹簧上方连接支撑板。
3.根据权利要求2所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述支撑板为非金属板。
4.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述导向板的纵向截面呈圆弧形。
5.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述辅助轮与第一驱动装置相连,所述第一驱动装置安装速度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述车架底部安装有用于配合钢轨的轨轮,所述轨轮上设有若干测距传感器,且轨轮上方安装减震装置。
7.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述转动伸缩装置包括转动电机、多个沿主臂周向设置的伸缩杆,所述伸缩杆分别与主臂、车架转动连接;所述转动电机通过齿轮与主臂相连,且转动电机连接距离传感器,转动电机通过驱动主臂旋转改变与管片的夹角。
8.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述滑动组件包括套设于主臂外侧的滑块、连接于滑块和夹持装置之间的伸缩杆,所述滑块的两端分别通过弹簧与主臂内部相连。
9.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述车架上安装报警装置,湿度传感器与报警装置相连,将信号传输至报警装置。
10.根据权利要求1所述的一种盾构施工隧道管片背后缺陷检测装置,其特征在于,所述夹持装置包括两个对称安装的夹板,夹板之间通过弹性机构相连。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200417 |
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