CN114353738B - 一种可移动式隧道断面变形快速检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式隧道断面变形快速检测***，涉及隧道工程技术领域，包括位移组件，位移组件上安装有动力组件和检测组件，位移组件包括移动单元和标记单元，动力组件包括支撑架、动力单元和位置调整单元，位置调整单元设置有两组，检测组件包括支撑单元、第一检测单元和第二检测单元，第一检测单元和第二检测单元上均设置有传感器和检测器，通过位移组件和检测组件能够实现边移动边检测，通过标记单元能够对隧道异常位置的底部洒下石灰进行标记，便于维修人员目测变形点，检测组件能够进行收缩便于进入隧道，便于运输和使用，进入隧道后能够撑开后沿着隧道顶部探测，使得检测范围更全面，检测效率更高。

Description

一种可移动式隧道断面变形快速检测***

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，特别涉及一种可移动式隧道断面变形快速检测***。

背景技术

在隧道断面变形快速检测技术领域中，现有的检测装置的高度多数是固定的，无法进行调节，但是由于隧道的用途不同，其在建设时设定的高度也不同，固定高度的检测装置无法适应不同的隧道，从而使得检测装置的适用范围很小，降低了检测装置的实用性，现有的检测装置一般都是通过传感器进行检测，检测完成后并未设置标识装置，当检测装置移动后，维修人员无法准确快速的找到检测出的断面，增加了维修人员的工作量，使得工作效率较低。

公布号为CN110186420A的专利公开了一种隧道断面收敛变形自动监测***，包括形变测量装置，在对隧道断面形变进行测量时，形变测量装置设置在隧道衬砌表面或是隧道衬砌内部，包括多个首尾相连的传感器短节，各个传感器短节能够测量得到三个相互垂直方向上与重力加速度方向上的夹角数据；形变数据生成模块，其与传感器短节连接，用于根据夹角数据确定隧道断面的形变数据；该专利虽然能够监控隧道是否变形，但是不能实现移动式检测，该专利为固定在一个隧道内，不能够用在多个隧道上，使用效率较低，同时该专利不能对隧道变形的位置进行标记，不方便维修人员快速的找到变形位置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可移动式隧道断面变形快速检测***，包括用于移动的位移组件，所述位移组件上安装有动力组件和检测组件，所述动力组件和检测组件连接；所述位移组件包括移动单元和标记单元，所述标记单元安装在移动单元上；所述动力组件包括支撑架、动力单元和位置调整单元，所述位置调整单元设置有两组，所述支撑架安装在移动单元上，所述动力单元和位置调整单元均安装在支撑架上，所述动力单元和位置调整单元连接；所述检测组件包括支撑单元、第一检测单元和第二检测单元，所述支撑单元和第一检测单元均安装支撑架上，所述第二检测单元安装在位置调整单元上，所述第二检测单元设置有两组，两组第二检测单元分别设置在第一检测单元的两侧，所述第一检测单元和第二检测单元上均设置有传感器和检测器，动力单元通过位置调整单元调整第二检测单元的位置；所述标记单元包括曲柄连杆机构、石灰箱和电机一，所述石灰箱和电机一均安装在移动单元上，所述曲柄连杆机构安装在电机一上，所述曲柄连杆机构与石灰箱连接，所述石灰箱内储存有石灰；所述位置调整单元包括齿轮齿条机构和滑动机构，所述滑动机构安装在支撑架上，所述齿轮齿条机构安装在滑动机构上，所述齿轮齿条机构和滑动机构均与动力单元连接。

进一步地，所述支撑单元包括固定块和定位块，所述固定块和定位块均固定安装在支撑架上，所述第一检测单元包括滑动轴二、弹簧三、弧形探测板二、齿条板二、支撑座二、齿轮四和电机三，所述支撑座二固定安装在支撑架上，所述滑动轴二滑动安装在支撑座二上，所述弧形探测板二安装在滑动轴二上，所述弹簧三套设在滑动轴二上，弹簧三一端与弧形探测板二连接，弹簧三另一端与支撑座二连接，所述齿条板二滑动安装在支撑座二上，所述齿条板二与弧形探测板二连接，所述电机三安装在支撑座二上，所述齿轮四固定安装在电机三的输出轴上，所述齿条板二与齿轮四啮合连接，所述滑动轴二和弹簧三均设置有两组，所述弧形探测板二上设置有传感器和检测器，所述定位块上设置有斜面，所述固定块和定位块均设置有两组，所述定位块的斜面上设置有感应器。

进一步地，所述第二检测单元包括滑动轴一、支撑座一、弹簧二、弧形探测板一、齿轮五、齿条板三和电机四，所述支撑座一安装在齿轮齿条机构上，所述滑动轴一滑动安装在支撑座一上，所述弧形探测板一安装在滑动轴一上，所述弹簧二套设在滑动轴一上，弹簧二一端与支撑座一连接，弹簧二另一端与弧形探测板一连接，所述电机四安装在支撑座一上，所述齿轮五固定安装在电机四的输出轴上，所述齿条板三滑动安装在支撑座一上，所述齿条板三和弧形探测板一连接，所述齿轮五和齿条板三啮合连接，所述弧形探测板一上设置有传感器和检测器。

进一步地，所述移动单元包括承重板、主动轮、驱动机构和从动轮，所述主动轮和从动轮均转动安装在承重板上，所述驱动机构安装在主动轮上，所述石灰箱和电机一均固定安装在承重板上，所述曲柄连杆机构包括转轮一、连接杆一和挡板，所述挡板滑动安装在石灰箱上，所述连接杆一安装在挡板上，所述转轮一偏心安装在连接杆一上，所述转轮一和电机一的输出轴固定连接，所述石灰箱上设置有漏灰口。

进一步地，所述支撑架安装在承重板上，所述滑动机构包括导向轴一、连接块一、导向轴三、连接块二、固定销、连接杆二、轮盘和齿轮二，所述导向轴一和导向轴三均安装在支撑架上，所述连接块一滑动安装在导向轴一上，所述连接块二滑动安装在导向轴三上，所述连接块二与连接块一连接，所述固定销安装在连接块二上，所述轮盘转动安装在支撑架上，所述齿轮二安装在轮盘上，连接杆二一端与固定销连接，连接杆二另一端与轮盘连接，所述滑动机构设置有两组。

进一步地，所述齿轮齿条机构包括齿条板一、导向轴二、弹簧一、齿轮一和连接轴，所述导向轴二安装在支撑架上，所述齿条板一滑动安装在导向轴二上，所述弹簧一套设在导向轴二上，弹簧一一端与支撑架连接，弹簧一另一端与齿条板一连接，所述连接轴转动安装在连接块一上，所述齿轮一固定安装在连接轴上，所述支撑座一安装在连接轴上，所述齿条板一和齿轮一啮合连接，所述导向轴二和弹簧一均设置有四个，所述齿条板一、齿轮一和连接轴均设置有两个。

进一步地，所述动力单元包括电机二、联动拉杆、转轮二和齿轮三，所述电机二安装在支撑座二上，所述转轮二和齿轮三均安装在电机二的输出轴上，联动拉杆一端与导向轴二连接，联动拉杆另一端与转轮二偏心连接，所述齿轮三和齿轮二啮合连接，所述联动拉杆设置有两个。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过位移组件和检测组件能够实现边移动边检测，通过标记单元能够对隧道异常位置的底部洒下石灰进行标记，便于维修人员目测变形点；（2）本发明检测组件能够进行收缩便于进入隧道，便于运输和使用，进入隧道后能够撑开后沿着隧道顶部探测，使得检测范围更全面，检测效率更高；（3）本发明动力组件采用机械联动式设计，节省能源，便于维修和更换，提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图一。

图2为本发明整体结构示意图二。

图3为本发明局部结构示意图。

图4为本发明位移组件结构示意图一。

图5为本发明位移组件结构示意图二。

图6为本发明图5中A处放大结构示意图。

图7为本发明动力组件结构示意图一。

图8为本发明图7中B处放大结构示意图。

图9为本发明图7中C处放大结构示意图。

图10为本发明动力组件结构示意图二。

图11为本发明检测组件结构示意图。

图12为本发明图11中D处放大结构示意图。

图13为本发明图11中E处放大结构示意图。

附图标号:1-位移组件；2-动力组件；3-检测组件；101-承重板；102-主动轮；103-驱动机构；104-石灰箱；105-从动轮；106-电机一；107-转轮一；108-连接杆一；109-挡板；201-支撑架；202-导向轴一；203-齿条板一；204-电机二；205-联动拉杆；206-导向轴二；207-弹簧一；208-转轮二；209-连接块一；210-齿轮一；211-连接轴；212-导向轴三；213-连接块二；214-固定销；215-连接杆二；216-轮盘；217-齿轮二；218-齿轮三；301-固定块；302-定位块；303-滑动轴一；304-滑动轴二；305-支撑座一；306-弹簧二；307-弧形探测板一；308-弹簧三；309-弧形探测板二；310-齿条板二；311-支撑座二；312-齿轮四；313-电机三；314-齿轮五；315-齿条板三；316-电机四。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13所示的一种可移动式隧道断面变形快速检测***，包括用于移动的位移组件1，位移组件1上安装有动力组件2和检测组件3，动力组件2和检测组件3连接，位移组件1包括移动单元和标记单元，标记单元安装在移动单元上，动力组件2包括支撑架201、动力单元和位置调整单元，位置调整单元设置有两组，支撑架201安装在移动单元上，动力单元和位置调整单元均安装在支撑架201上，动力单元和位置调整单元连接，检测组件3包括支撑单元、第一检测单元和第二检测单元，支撑单元和第一检测单元均安装支撑架201上，第二检测单元安装在位置调整单元上，第二检测单元设置有两组，两组第二检测单元分别设置在第一检测单元的两侧，第一检测单元和第二检测单元上均设置有传感器和检测器，动力单元通过位置调整单元调整第二检测单元的位置。

如图4、图5和图6所示，其中标记单元包括曲柄连杆机构、石灰箱104和电机一106，石灰箱104和电机一106均安装在移动单元上，曲柄连杆机构安装在电机一106上，曲柄连杆机构与石灰箱104连接，石灰箱104内储存有石灰，移动单元包括承重板101、主动轮102、驱动机构103和从动轮105，主动轮102和从动轮105均转动安装在承重板101上，驱动机构103安装在主动轮102上，石灰箱104和电机一106均固定安装在承重板101上，曲柄连杆机构包括转轮一107、连接杆一108和挡板109，挡板109滑动安装在石灰箱104上，连接杆一108安装在挡板109上，转轮一107偏心安装在连接杆一108上，转轮一107和电机一106的输出轴固定连接，石灰箱104上设置有漏灰口。

如图3、图4、图7、图8、图9、图10和图11所示，其中位置调整单元包括齿轮齿条机构和滑动机构，滑动机构安装在支撑架201上，齿轮齿条机构安装在滑动机构上，齿轮齿条机构和滑动机构均与动力单元连接，支撑架201安装在承重板101上，滑动机构包括导向轴一202、连接块一209、导向轴三212、连接块二213、固定销214、连接杆二215、轮盘216和齿轮二217，导向轴一202和导向轴三212均安装在支撑架201上，连接块一209滑动安装在导向轴一202上，连接块二213滑动安装在导向轴三212上，连接块二213与连接块一209连接，固定销214安装在连接块二213上，轮盘216转动安装在支撑架201上，齿轮二217安装在轮盘216上，连接杆二215一端与固定销214连接，连接杆二215另一端与轮盘216连接，滑动机构设置有两组。

齿轮齿条机构包括齿条板一203、导向轴二206、弹簧一207、齿轮一210和连接轴211，导向轴二206安装在支撑架201上，齿条板一203滑动安装在导向轴二206上，弹簧一207套设在导向轴二206上，弹簧一207一端与支撑架201连接，弹簧一207另一端与齿条板一203连接，连接轴211转动安装在连接块一209上，齿轮一210固定安装在连接轴211上，支撑座一305安装在连接轴211上，齿条板一203和齿轮一210啮合连接，导向轴二206和弹簧一207均设置有四个，齿条板一203、齿轮一210和连接轴211均设置有两个；动力单元包括电机二204、联动拉杆205、转轮二208和齿轮三218，电机二204安装在支撑座二311上，转轮二208和齿轮三218均安装在电机二204的输出轴上，联动拉杆205一端与导向轴二206连接，联动拉杆205另一端与转轮二208偏心连接，齿轮三218和齿轮二217啮合连接，联动拉杆205设置有两个。

如图3、图4、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，其中支撑单元包括固定块301和定位块302，固定块301和定位块302均固定安装在支撑架201上，第一检测单元包括滑动轴二304、弹簧三308、弧形探测板二309、齿条板二310、支撑座二311、齿轮四312和电机三313，支撑座二311固定安装在支撑架201上，滑动轴二304滑动安装在支撑座二311上，弧形探测板二309安装在滑动轴二304上，弹簧三308套设在滑动轴二304上，弹簧三308一端与弧形探测板二309连接，弹簧三308另一端与支撑座二311连接，齿条板二310滑动安装在支撑座二311上，齿条板二310与弧形探测板二309连接，电机三313安装在支撑座二311上，齿轮四312固定安装在电机三313的输出轴上，齿条板二310与齿轮四312啮合连接，滑动轴二304和弹簧三308均设置有两组，弧形探测板二309上设置有传感器和检测器，定位块302上设置有斜面，固定块301和定位块302均设置有两组，定位块302的斜面上设置有感应器。

第二检测单元包括滑动轴一303、支撑座一305、弹簧二306、弧形探测板一307、齿轮五314、齿条板三315和电机四316，支撑座一305安装在齿轮齿条机构上，滑动轴一303滑动安装在支撑座一305上，弧形探测板一307安装在滑动轴一303上，弹簧二306套设在滑动轴一303上，弹簧二306一端与支撑座一305连接，弹簧二306另一端与弧形探测板一307连接，电机四316安装在支撑座一305上，齿轮五314固定安装在电机四316的输出轴上，齿条板三315滑动安装在支撑座一305上，齿条板三315和弧形探测板一307连接，齿轮五314和齿条板三315啮合连接，弧形探测板一307上设置有传感器和检测器。

本发明的工作原理为：初始时，支撑座一305与支撑架201垂直，进入隧道前，启动电机三313和电机四316，电机三313的输出轴带动齿轮四312转动，齿轮四312通过齿条板二310带动弧形探测板二309下降，弧形探测板二309带动滑动轴二304在支撑座二311上滑动，电机四316的输出轴带动齿轮五314转动，齿轮五314通过齿条板三315带动弧形探测板一307下降，弧形探测板一307带动滑动轴一303在支撑座一305上滑动，当弧形探测板一307和弧形探测板二309均下降至低于隧道的高度时，关闭电机三313和电机四316，启动驱动机构103，驱动机构103带动主动轮102转动，主动轮102通过承重板101带动从动轮105转动，从而进入隧道内。

当进入隧道后，启动电机二204，电机二204的输出轴带动转轮二208和齿轮三218转动，转轮二208带动联动拉杆205转动，联动拉杆205转动时带动齿条板一203在导向轴二206上滑动，齿条板一203滑动时带动齿轮一210转动，齿轮一210通过连接轴211带动支撑座一305转动，支撑座一305通过滑动轴一303带动弧形探测板一307转动，齿轮三218转动时带动齿轮二217转动，齿轮二217带动轮盘216转动，轮盘216带动连接杆二215转动，连接杆二215通过固定销214带动连接块二213在导向轴三212上滑动，连接块二213滑动时带动连接块一209在导向轴一202上滑动，连接块一209通过连接轴211带动支撑座一305移动，支撑座一305通过滑动轴一303带动弧形探测板一307移动，当弧形探测板一307的端面移动至与弧形探测板二309的端面重合时，支撑座一305与定位块302接触，定位块302上的感应器发出信号使电机二204关闭，同时启动电机三313和电机四316。

电机三313的输出轴带动齿轮四312转动，齿轮四312通过齿条板二310带动弧形探测板二309上升，弧形探测板二309带动滑动轴二304在支撑座二311上滑动，电机四316的输出轴带动齿轮五314转动，齿轮五314通过齿条板三315带动弧形探测板一307上升，弧形探测板一307带动滑动轴一303在支撑座一305上滑动，当弧形探测板一307和弧形探测板二309均上升至与隧道面接触时（根据实际隧道情况调整弧形探测板一307和弧形探测板二309的尺寸和弧度），传感器发出信号使电机三313和电机四316关闭，弧形探测板一307和弧形探测板二309上的检测器对隧道进行检测，当弧形探测板一307和弧形探测板二309上的检测器检测到异常时，检测器发出信号使电机一106启动，电机一106的输出轴带动转轮一107转动，转轮一107通过连接杆一108带动挡板109在石灰箱104上滑动，从而使石灰箱104上的漏灰口打开，石灰箱104内的石灰从漏灰口中洒出，对隧道面异常位置进行标记，以便于后期的维修，转轮一107继续转动通过连接杆一108带动挡板109滑动，挡板109堵住漏灰口，同时电机一106关闭，主动轮102和从动轮105带动承重板101移动，边移动边进行检测，同时对异常的位置进行标记。

Claims (2)

1.一种可移动式隧道断面变形快速检测***，包括用于移动的位移组件（1），其特征在于：所述位移组件（1）上安装有动力组件（2）和检测组件（3），所述动力组件（2）和检测组件（3）连接；所述位移组件（1）包括移动单元和标记单元，所述标记单元安装在移动单元上；所述动力组件（2）包括支撑架（201）、动力单元和位置调整单元，所述位置调整单元设置有两组，所述支撑架（201）安装在移动单元上，所述动力单元和位置调整单元均安装在支撑架（201）上，所述动力单元和位置调整单元连接；所述检测组件（3）包括支撑单元、第一检测单元和第二检测单元，所述支撑单元和第一检测单元均安装支撑架（201）上，所述第二检测单元安装在位置调整单元上，所述第二检测单元设置有两组，两组第二检测单元分别设置在第一检测单元的两侧，所述第一检测单元和第二检测单元上均设置有传感器和检测器，动力单元通过位置调整单元调整第二检测单元的位置；所述标记单元包括曲柄连杆机构、石灰箱（104）和电机一（106），所述石灰箱（104）和电机一（106）均安装在移动单元上，所述曲柄连杆机构安装在电机一（106）上，所述曲柄连杆机构与石灰箱（104）连接，所述石灰箱（104）内储存有石灰；所述位置调整单元包括齿轮齿条机构和滑动机构，所述滑动机构安装在支撑架（201）上，所述齿轮齿条机构安装在滑动机构上，所述齿轮齿条机构和滑动机构均与动力单元连接；

所述第二检测单元包括滑动轴一（303）、支撑座一（305）、弹簧二（306）、弧形探测板一（307）、齿轮五（314）、齿条板三（315）和电机四（316），所述支撑座一（305）安装在齿轮齿条机构上，所述滑动轴一（303）滑动安装在支撑座一（305）上，所述弧形探测板一（307）安装在滑动轴一（303）上，所述弹簧二（306）套设在滑动轴一（303）上，弹簧二（306）一端与支撑座一（305）连接，弹簧二（306）另一端与弧形探测板一（307）连接，所述电机四（316）安装在支撑座一（305）上，所述齿轮五（314）固定安装在电机四（316）的输出轴上，所述齿条板三（315）滑动安装在支撑座一（305）上，所述齿条板三（315）和弧形探测板一（307）连接，所述齿轮五（314）和齿条板三（315）啮合连接，所述弧形探测板一（307）上设置有传感器和检测器；

所述移动单元包括承重板（101）、主动轮（102）、驱动机构（103）和从动轮（105），所述主动轮（102）和从动轮（105）均转动安装在承重板（101）上，所述驱动机构（103）安装在主动轮（102）上，所述石灰箱（104）和电机一（106）均固定安装在承重板（101）上，所述曲柄连杆机构包括转轮一（107）、连接杆一（108）和挡板（109），所述挡板（109）滑动安装在石灰箱（104）上，所述连接杆一（108）安装在挡板（109）上，所述转轮一（107）偏心安装在连接杆一（108）上，所述转轮一（107）和电机一（106）的输出轴固定连接，所述石灰箱（104）上设置有漏灰口；

所述支撑架（201）安装在承重板（101）上，所述滑动机构包括导向轴一（202）、连接块一（209）、导向轴三（212）、连接块二（213）、固定销（214）、连接杆二（215）、轮盘（216）和齿轮二（217），所述导向轴一（202）和导向轴三（212）均安装在支撑架（201）上，所述连接块一（209）滑动安装在导向轴一（202）上，所述连接块二（213）滑动安装在导向轴三（212）上，所述连接块二（213）与连接块一（209）连接，所述固定销（214）安装在连接块二（213）上，所述轮盘（216）转动安装在支撑架（201）上，所述齿轮二（217）安装在轮盘（216）上，连接杆二（215）一端与固定销（214）连接，连接杆二（215）另一端与轮盘（216）连接，所述滑动机构设置有两组；

所述齿轮齿条机构包括齿条板一（203）、导向轴二（206）、弹簧一（207）、齿轮一（210）和连接轴（211），所述导向轴二（206）安装在支撑架（201）上，所述齿条板一（203）滑动安装在导向轴二（206）上，所述弹簧一（207）套设在导向轴二（206）上，弹簧一（207）一端与支撑架（201）连接，弹簧一（207）另一端与齿条板一（203）连接，所述连接轴（211）转动安装在连接块一（209）上，所述齿轮一（210）固定安装在连接轴（211）上，所述支撑座一（305）安装在连接轴（211）上，所述齿条板一（203）和齿轮一（210）啮合连接，所述导向轴二（206）和弹簧一（207）均设置有四个，所述齿条板一（203）、齿轮一（210）和连接轴（211）均设置有两个；

所述动力单元包括电机二（204）、联动拉杆（205）、转轮二（208）和齿轮三（218），所述电机二（204）安装在支撑座二（311）上，所述转轮二（208）和齿轮三（218）均安装在电机二（204）的输出轴上，联动拉杆（205）一端与导向轴二（206）连接，联动拉杆（205）另一端与转轮二（208）偏心连接，所述齿轮三（218）和齿轮二（217）啮合连接，所述联动拉杆（205）设置有两个。

2.如权利要求1所述的一种可移动式隧道断面变形快速检测***，其特征在于：所述支撑单元包括固定块（301）和定位块（302），所述固定块（301）和定位块（302）均固定安装在支撑架（201）上，所述第一检测单元包括滑动轴二（304）、弹簧三（308）、弧形探测板二（309）、齿条板二（310）、支撑座二（311）、齿轮四（312）和电机三（313），所述支撑座二（311）固定安装在支撑架（201）上，所述滑动轴二（304）滑动安装在支撑座二（311）上，所述弧形探测板二（309）安装在滑动轴二（304）上，所述弹簧三（308）套设在滑动轴二（304）上，弹簧三（308）一端与弧形探测板二（309）连接，弹簧三（308）另一端与支撑座二（311）连接，所述齿条板二（310）滑动安装在支撑座二（311）上，所述齿条板二（310）与弧形探测板二（309）连接，所述电机三（313）安装在支撑座二（311）上，所述齿轮四（312）固定安装在电机三（313）的输出轴上，所述齿条板二（310）与齿轮四（312）啮合连接，所述滑动轴二（304）和弹簧三（308）均设置有两组，所述弧形探测板二（309）上设置有传感器和检测器，所述定位块（302）上设置有斜面，所述固定块（301）和定位块（302）均设置有两组，所述定位块（302）的斜面上设置有感应器。