专利名称：隧道侧壁检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种隧道检测装置，特别涉及一种隧道侧壁检测装置。
背景技术：
在本发明提出之前，在复杂的现代化运营铁路隧道检测中，一般以人工手持地质雷达的检测方式检测隧道侧壁的安全性和稳定性，这种检测方式不仅劳动强度大，而且会因为人为因素影响隧道的检测质量。同时，由于检测时必须让地质雷达与隧道侧壁接触，所以操作工人稍不注意就会撞坏地质雷达。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种结构简单，操作方便且检测准确的隧道侧壁检测装置。为了实现以上目的，本发明提供的一种隧道侧壁检测装置，包括地质雷达、伸缩机构和底座，所述地质雷达通过伸缩机构安装在底座上，所述伸缩机构包括导轨、导轨滑块、撑杆和驱动总成，所述导轨斜向布置在所述底座上，所述撑杆通过导轨滑块滑动安装在所述导轨上，所述驱动总成驱动所述撑杆在所述导轨上滑动，所述地质雷达通过能使地质雷达与隧道侧壁为弹性接触的缓冲机构安装在撑杆的顶端。通过加设的伸缩机构避免了人工手持地质雷达检测，提高了检测的安全性和稳定性。在上述方案中，所述缓冲机构包括U形左杆、下杆、U形右杆、上杆和弹簧，所述U形右杆下端固定在所述撑杆顶部，所述地质雷达安装在所述U形左杆上，所述上杆和下杆的一端分别活动插装在所述U形左杆上端和下端，所述上杆和下杆的另一端分别活动插装在所述U形右杆上端和下端，所述弹簧一端安装在所述U形右杆上端，弹簧另一端安装在所述U形左杆下端。通过加设的缓冲机构使地质雷达与隧道侧壁为弹性接触，防止损坏地质雷达，结构简单，检测准确。在上述方案中，所述驱动总成包括电机、减速机、绳轮、绳轮座、钢丝绳、上滑轮和下滑轮，所述绳轮通过绳轮座活动安装在所述导轨上，所述减速机安装在所述绳轮座上，所述电机通过减速机与所述绳轮传动连接，所述上滑轮和下滑轮分别安装在所述导轨的上端和下端，所述钢丝绳一端固定在所述绳轮上，钢丝绳另一端先后依次缠绕所述上滑轮、下滑轮和绳轮后也固定在绳轮上，所述导轨滑块与缠绕在上滑轮和下滑轮之间的钢丝绳固定连接。通过采用电机为动力源的驱动总成，能快速的控制上述地质雷达快速上升或下降，提高了本装置的动态性能和效率。所述绳轮为双槽结构，这样便于钢丝绳缠绕在绳轮上。在上述方案中，所述导轨和底座之间设有折叠机构，该折叠机构包括底杆、支杆和拉杆，所述底杆竖直安装在所述底座上，所述支杆下端与所述底杆上端铰接，所述支杆上端与所述导轨中部铰接，所述拉杆下端与底座铰接，拉杆上端与所述导轨下端活动连接，所述底杆上设有定位销。这样，检测前和检测完毕后本装置能通过所述折叠机构降低高度，方便运输；同时，当本装置出现故障，通过调节所述折叠机构能使本装置快速下降避开隧道壁，提高了本装置的检测安全性。在上述方案中，所述导轨上设有用于撑杆导向的导套。在上述方案中，所述导轨上对应钢丝绳的位置设有钢丝绳张紧机构。在上述方案中，所述底座上设有用于检测隧道半径的激光传感器，所述导轨上设有用于检测所述导轨滑块的位移传感器，所述底座上还设有PLC控制器，所述激光传感器、位移传感器和电机与所述PLC控制器相连通。所述激光传感器和位移传感器向所述PLC控制器实时反馈信号，为本装置实时调节地质雷达位 置提供了数据依据；同时，加设的激光传感器、位移传感器和PLC控制器实现了检测的自动化，且检测准确。 所述缓冲机构的工作原理如下当地质雷达触碰到隧道侧壁时，与地质雷达固结的U形左杆相对于U形右杆有向下的位移，所述上杆和下杆分别以各自与U形右杆的铰接点为圆心沿逆时针方向运动，安装在U形右杆上端与U形左杆下端的弹簧形成一定的阻力，具有缓解冲击的作用。本发明提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本发明通过加设的伸缩机构避免了人工手持地质雷达检测，提高了检测的安全性和稳定性；同时，通过加设的缓冲机构使地质雷达与隧道侧壁为弹性接触，防止损坏地质雷达，结构简单，检测准确；而且，通过采用电机为动力源的驱动总成，能快速的控制上述地质雷达快速上升或下降，提高了本装置的动态性能，效率高；再且，加设的激光传感器、位移传感器和PLC控制器实现了检测的自动化；最后，所述折叠机构能够紧急避障，有效地提高了装置的安全性及可靠性。
图I是本发明的结构示意图；图2是本发明的折叠状态结构示意图；图3是图I的A部局部放大结构示意图；图4是图I的B部局部放大结构示意图；图5是地质雷达和缓冲机构的连接关系结构示意图；图6是地质雷达和缓冲机构的连接关系的另一角度的结构示意图；图7是缓冲机构的结构示意图；图8是图7的C-C向剖面结构示意图；图9是图7的D-D向剖面结构示意图。图中，地质雷达I、伸缩机构2，导轨2a，导轨滑块2b，撑杆2c，驱动总成2d，电机2dl，减速机2d2，绳轮2d3，绳轮座2d4，钢丝绳2d5，上滑轮2d6，下滑轮2d7，底座3，缓冲机构4, U形左杆4a,下杆4b, U形右杆4c,上杆4d,弹簧4e,折叠机构5,底杆5a,支杆5b,拉杆5c，定位销5d，导套6，钢丝绳张紧机构7，激光传感器8，位移传感器9，PLC控制器10。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。如图I所示，本发明提供的一种隧道侧壁检测装置，包括地质雷达I、伸缩机构2和底座3，所述地质雷达I通过伸缩机构2安装在底座3上，所述伸缩机构2包括导轨2a、导轨滑块2b、撑杆2c和驱动总成2d，所述导轨2a斜向布置在所述底座3上，所述撑杆2c通过导轨滑块2b滑动安装在所述导轨2a上，所述驱动总成2d驱动所述撑杆2c在所述导轨2a上滑动，所述地质雷达I通过能使地质雷达I与隧道侧壁为弹性接触的缓冲机构4安装在撑杆2c的顶端。通过加设的伸缩机构避免了人工手持地质雷达检测，提高了检测的安全性和稳定性。上述缓冲机构4包括U形左杆4a、下杆4b、U形右杆4c、上杆4d和弹簧4e，所述U形右杆4c下端固定在所述撑杆2c顶部，所述地质雷达I安装在所述U形左杆4a上，所述上杆4b和下杆4d的一端分别活动插装在所述U形左杆4a上端和下端，所述上杆4b和下杆4d的另一端分别活动插装在所述U形右杆4c上端和下端，所述弹簧4e —端安装在所述U形左杆4a下端，弹簧4e另一端安装在所述U形右杆4c上端。通过加设的缓冲机构4使地质雷达I与隧道侧壁为弹性接触，防止损坏地质雷达1，结构简单，检测准确。上述驱动总成2d包括电机2dl、减速机2d2、绳轮2d3、绳轮座2d4、钢丝绳2d5、上滑轮2d6和下滑轮2d7，所述绳轮2d3通过绳轮座2d4活动安装在所述导轨2a上，所述减速机2d2安装在所述绳轮座2d4上，所述电机2dl通过减速机2d2与所述绳轮2d3传动连接，所述上滑轮2d6和下滑轮2d7分别安装在所述导轨2a的上端和下端，所述钢丝绳2d5 —端固定在所述绳轮2d3上，钢丝绳2d5另一端先后依次缠绕所述上滑轮2d6、下滑轮2d7和绳轮2d3后也固定在绳轮2d3上，所述导轨滑块2b与缠绕在上滑轮2d6和下滑轮2d7之间的钢丝绳2d5固定连接。通过采用电机2dl为动力源的驱动总成，能快速的控制上述地质雷达I快速上升或下降，提高了本装置的动态性能和效率。上述导轨2a和底座3之间设有折叠机构5，该折叠机构5包括底杆5a、支杆5b和拉杆5c，所述底杆5a竖直安装在所述底座3上，所述支杆5b下端与所述底杆5a上端铰接，所述支杆5b上端与所述绳轮座2d4铰接，所述拉杆5c下端与底座3铰接，拉杆5c上端与所述导轨2a下端活动连接，所述底杆5a上设有定位销5d。这样，检测前和检测完毕后本装置能通过所述折叠机构5降低高度，方便运输；同时，当本装置出现故障，通过调节所述折叠机构5能使所述地质雷达I快速下降避开隧道壁，提高了本装置的检测安全性。上述导轨2a上设有用于撑杆2c导向的导套6。所述导轨2a上对应钢丝绳2d5的位置设有钢丝绳张紧机构7。所述底座3上设有用于检测隧道半径的激光传感器8，所述导轨2a上设有用于检测所述导轨滑块2b的位移传感器9，所述底座3上还设有PLC控制器10，所述激光传感器8、位移传感器9和电机2dl与所述PLC控制器10相连通。所述激光传感器8和位移传感器9向所述PLC控制器10实时反馈信号，为本装置实时调节地质雷达I位置提供了数据依据；同时，加设的激光传感器8、位移传感器9和PLC控制器10实现了检测的自动化，检测准确且抗干扰性强。本装置使用时首先，将本装置固定在移动平台上，该移动平台可以是平板小车，也可以是汽车或轨道车；然后将支杆5b转动到竖直状态，使所述导轨2a和拉杆5c位于同一直线上，并用定位销5d将支杆5b定位，防止其转动即可开始检测；检测完毕后，松开所述定位销5d，并转动所述支杆5b，使本装置高度降低，以便于运输。在检测过程中，所述PLC控制器10控制所述电机2dl驱动所述撑杆2c上升到所需高度，并通过所述缓冲机构4使地质雷达I与隧道侧壁接为弹性接触；当所述激光传感器8检测到隧道半径突然变小时，所述PLC控制器10控制所述电机2dl带动所述绳轮2d3正转，所述钢丝绳2d5的下半部分缠绕在所述绳轮2d3上而变短，钢丝绳2d5的上半部分从绳轮2d3上脱离而变长，从而带动所述导轨滑块2b和撑杆2c下降，最终使所述地质雷达I下降到变径高度后停止(所述激光传感器8和位移传感器9将信号共同反馈给所述PLC控制器10，经过计算得到所述撑杆2c的移动距离，以保证地质雷达I上升或下降到所需高度)，所述激光传感器8继续检测小半径隧道的侧壁；当所述激光传感器8检测到隧道半径变大时，所述PLC控制器10控制所述电机2dl带动所述绳轮2d3反转，所述钢丝绳2d5的上半部分缠绕在所述绳轮2d3上而变短，钢丝绳2d5 的下半部分从绳轮2d3上脱离而变长，从而带动所述导轨滑块2b和撑杆2c上升，最终使所述地质雷达I提升到新的高度后停止(所述激光传感器8和位移传感器9将信号共同反馈给所述PLC控制器10，经过计算得到所述撑杆2c的移动距离，以保证地质雷达I上升或下降到所需高度)，所述激光传感器8继续检测大半径隧道的侧壁。本发明通过加设的伸缩机构2避免了人工手持地质雷达I检测，提高了检测的安全性和稳定性；同时，通过加设的缓冲机构4使地质雷达I与隧道侧壁为弹性接触，防止损坏地质雷达1，结构简单，检测准确；而且，通过采用电机2dl为动力源的驱动总成，能快速的控制上述地质雷达I快速上升或下降，提高了本装置的动态性能，效率高；再且，加设的激光传感器8、位移传感器9和PLC控制器10实现了检测的自动化；最后，所述折叠机构5能够紧急避障，有效地提高了装置的安全性及可靠性。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种隧道侧壁检测装置，包括地质雷达、伸缩机构和底座，所述地质雷达通过伸缩机构安装在底座上，其特征在于，所述伸缩机构包括导轨、导轨滑块、撑杆和驱动总成，所述导轨斜向布置在所述底座上，所述撑杆通过导轨滑块滑动安装在所述导轨上，所述驱动总成驱动所述撑杆在所述导轨上滑动，所述地质雷达通过能使地质雷达与隧道侧壁为弹性接触的缓冲机构安装在撑杆的顶端。
2.根据权利要求I所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述缓冲机构包括U形左杆、下杆、U形右杆、上杆和弹簧，所述U形右杆下端固定在所述撑杆顶部，所述地质雷达安装在所述U形左杆上，所述上杆和下杆的一端分别活动插装在所述U形左杆上端和下端，所述上杆和下杆的另一端分别活动插装在所述U形右杆上端和下端，所述弹簧一端安装在所述U形右杆上端，弹簧另一端安装在所述U形左杆下端。
3.根据权利要求I或2所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述驱动总成包括电机、减速机、绳轮、绳轮座、钢丝绳、上滑轮和下滑轮，所述绳轮通过绳轮座活动安装在所述导轨上，所述减速机安装在所述绳轮座上，所述电机通过减速机与所述绳轮传动连接，所述 上滑轮和下滑轮分别安装在所述导轨的上端和下端，所述钢丝绳一端固定在所述绳轮上，钢丝绳另一端先后依次缠绕所述上滑轮、下滑轮和绳轮后也固定在绳轮上，所述导轨滑块与缠绕在上滑轮和下滑轮之间的钢丝绳固定连接。
4.根据权利要求I或2所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述导轨和底座之间设有折叠机构，该折叠机构包括底杆、支杆和拉杆，所述底杆竖直安装在所述底座上，所述支杆下端与所述底杆上端铰接，所述支杆上端与所述导轨中部铰接，所述拉杆下端与底座铰接，拉杆上端与所述导轨下端活动连接，所述底杆上设有定位销。
5.根据权利要求I或2所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述导轨上设有用于撑杆导向的导套。
6.根据权利要求3所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述导轨上对应钢丝绳的位置设有钢丝绳张紧机构。
7.根据权利要求3所述的隧道侧壁检测装置，其特征在于，所述底座上设有用于检测隧道半径的激光传感器，所述导轨上设有用于检测所述导轨滑块的位移传感器，所述底座上还设有PLC控制器，所述激光传感器、位移传感器和电机与所述PLC控制器相连通。
全文摘要
本发明公开了一种隧道侧壁检测装置，包括地质雷达、伸缩机构和底座，所述地质雷达通过伸缩机构安装在底座上，所述伸缩机构包括导轨、导轨滑块、撑杆和驱动总成，所述导轨斜向布置在所述底座上，所述撑杆通过导轨滑块滑动安装在所述导轨上，所述驱动总成驱动所述撑杆在所述导轨上滑动，所述地质雷达通过能使地质雷达与隧道侧壁为弹性接触的缓冲机构安装在撑杆的顶端。本发明通过加设的伸缩机构避免了人工手持地质雷达检测，提高了检测的安全性和稳定性。适用于隧道检测。
文档编号E21F17/00GK102749214SQ20121024563
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者冯平波, 刘东升, 刘伟, 刘剑, 刘铁, 崔德海, 徐广龙, 曹哲明, 李军, 林昀, 汪涛, 赵晓博, 雷理, 饶建华 申请人:中国地质大学(武汉), 中铁第四勘察设计院集团有限公司