专利名称：一种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架。
背景技术：
公路、铁路与城市地铁隧道在施工过程中或完工质量验收以及日常养护中，均需对隧道衬砌质量进行检测，通常采用地质雷达进行检测，检测时让雷达天线在紧贴隧道衬砌或使其间保持一定距离的同时沿一定路线行进，通过分析采集的电磁扫描波对隧道衬砌质量进行判断。检测过程中通常需测试拱顶与左右拱腰三条线，如何保证检测过程中雷达天线始终紧贴隧道衬砌或使其间保持一定距离成为检测成败的关键，而且要求雷达天线能根据测线的不同进行姿态和角度的调整。而在进行隧道初衬质量检测时，隧道内的路面通常不平整，导致雷达天线经常脱离衬砌面，影响检测结果；若路面至拱顶的距离太大，通常需要在移动检测平台上搭设工作支架，工作人员在支架上进行检测，安全性得不到保证，且支架的摆动会影响检测结果；采用手举雷达天线进行检测，工作量大，长时间工作时难以保证雷达表面与隧道衬砌始终紧贴。为此，专利(CN101846639A)发明了一种可移动式隧道检测臂，其能根据隧道检测面进行自动调整，同时可按要求进行对方向转动，使隧道衬砌质量检测效率大大提高，但采用该装置进行初衬质量检测时，由于纵向阻尼方向节对高度变化自动调节程度有限，当路面凹凸不平严重时，放置雷达天线的托架滚轮可能脱离隧道衬砌面，进而影响检测结果，而采用纵横向旋转驱动装置进行调整则时间上不允许；此外，当移动平台行走路线与拱腰检测线存在一定夹角时，仅采用二位阻尼方向节对雷达托架进行调整难以保证滚轮始终紧贴衬砌面。因此，现有设备或方法难以实现隧道衬砌质量检测的高效化与自动化，有必要开发一种效能更优的隧道衬砌质量检测辅助设备。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种能固定于移动平台上，并能按隧道检测位置的不同进行雷达托架角度自动调整，且能根据路面起伏情况进行支架高度自动调整，同时检测支架可按要求进行多方向旋转的高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架。本发明通过以下技术方案实现上述目的:—种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，包括雷达托架，所述雷达托架下侧的轴心位置上安装有主支撑杆，所述主支撑杆的一端通过万向节与所述雷达托架连接，所述主支撑杆的另一端通过万向节安装在固定底座上，所述主支撑杆的下方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的气支撑固定在所述固定底座上，所述气支撑的两端通过万向节分别与所述主支撑杆和所述固定底座连接，所述主支撑杆的上方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的弹簧支撑杆与所述雷达托架连接，所述弹簧支撑杆的两端通过万向节分别与所述雷达托架底部和所述主支撑杆连接。所述主支撑杆包括固定杆、上支撑套管、第一连接杆、第二连接杆和下支撑套管，所述固定杆的一端与所述雷达托架连接，另一端通过弹簧套装在所述上支撑套管内，所述下支撑套管的底端安装在所述固定底座上，上端套装有第二连接杆，所述第二连接杆上端套装有第一连接杆，所述上支撑套管套装在所述第一连接杆上，所述上支撑套管、第一连接杆、第二连接杆和下支撑套管之间通过销钉固定。所述的万向节均为球笼式万向节。所述主支撑杆的下方通过三根所述气支撑在固定在所述固定底座上，所述主支撑杆的上方通过四根所述弹簧支撑杆与所述雷达托架连接。由于采用上述结构，本发明在雷达托架四边设置四根弹簧支撑杆，底座中心设置一个带球笼式万向节的主支撑杆，通过多点支撑的方式消除了角度调节过程中的扭矩问题，使结构统一只受拉压力作用，并将上部雷达托架的重力分散至各弹簧支撑杆上，降低了对材料的要求，这样就可以用较小的材料尺寸达到良好的支承效果，保证结构更轻便，同时主支撑杆下方的气支撑，一方面可以很好的对主支撑杆提供支撑力，另一方面也把主支撑杆的重力分散至气支撑上，而且弹簧支撑杆和气支撑均通过万向节来连接，气支撑使得主支撑可以绕中心轴旋转，从而调整雷达托架的位置，而弹簧支撑杆可以对雷达托架进行微调，使得检测过程中能保证雷达天线在横向与纵向始终与隧道衬砌面保持设定距离。综上所述，本发明结构简单，便于拆卸，携带方便，检测过程中能保证雷达天线在横向与纵向始终与隧道衬砌面保持设定距离，高度与角度自动调整功能减小路面不平整对检测结果的影响，避免临时工作支架搭设与人工抬举，降低检测工作强度，提高检测速度。
图1是本发明的结构示意具体实施例方式下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式
。如图1所示，一种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，包括雷达托架9，所述雷达托架9上侧设有多个滑轮11，所述雷达托架9下侧的轴心位置上安装有主支撑杆，所述主支撑杆的一端通过万向节与所述雷达托架9连接，所述主支撑杆的另一端通过万向节安装在固定底座I上，所述主支撑杆的下方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的气支撑2固定在所述固定底座I上，所述气支撑2的两端通过万向节分别与所述主支撑杆和所述固定底座I连接，所述主支撑杆的上方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的弹簧支撑杆8与所述雷达托架9连接，所述弹簧支撑杆8的两端通过万向节分别与所述雷达托架9底部和所述主支撑杆连接，所述主支撑杆包括固定杆7、上支撑套管6、第一连接杆5、第二连接杆4和下支撑套管3，所述固定杆7的一端与所述雷达托架9连接，另一端通过弹簧10套装在所述上支撑套管6内，所述下支撑套管3的底端安装在所述固定底座I上，上端套装有第二连接杆4，所述第二连接杆4上端套装有第一连接杆5，所述上支撑套管6套装在所述第一连接杆5上，所述上支撑套管6、第一连接杆5、第二连接杆4和下支撑套管3之间通过销钉固定。所述的万向节均为球笼式万向节。
作为本专利的一种实施方式，所述主支撑杆的下方通过三根所述气支撑2在固定在所述固定底座I上，所述主支撑杆的上方通过四根所述弹簧支撑杆8与所述雷达托架9连接。本发明中用于支撑雷达托架9四边的弹簧支撑杆8由一端为球笼式万向节的刚性管和另一根刚性杆通过一定刚度的弹簧连接构成。因此当雷达安装在雷达托架9上后，弹簧支撑杆8上的弹簧被预先施加了相同的一定压缩量，使其具备一定的弹性储备量。在工作过程中，相应弹簧支撑杆8的弹簧继续被压缩并进一步储备弹性势能，而对应弹簧支撑杆8的弹簧则发生回弹，释放一定的弹性势能(甚至超过平衡点而拉伸，进而吸收弹性势能)，同时，弹簧支撑杆中的弹簧也可以进行压缩或拉伸，这样就只需很小的外力就能推动滑轮在隧道衬砌内壁上进行滑动，并且实现角度的自动调整，使得衬砌检测雷达天线能紧密贴合作业面。
权利要求
1.一种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，包括雷达托架，其特征在于，所述雷达托架下侧的轴心位置上安装有主支撑杆，所述主支撑杆的一端通过万向节与所述雷达托架连接，所述主支撑杆的另一端通过万向节安装在固定底座上，所述主支撑杆的下方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的气支撑固定在所述固定底座上，所述气支撑的两端通过万向节分别与所述主支撑杆和所述固定底座连接，所述主支撑杆的上方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的弹簧支撑杆与所述雷达托架连接，所述弹簧支撑杆的两端通过万向节分别与所述雷达托架底部和所述主支撑杆连接。
2.根据权利要求1所述的高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，其特征在于，所述主支撑杆包括固定杆、上支撑套管、第一连接杆、第二连接杆和下支撑套管，所述固定杆的一端与所述雷达托架连接，另一端通过弹簧套装在所述上支撑套管内，所述下支撑套管的底端安装在所述固定底座上，上端套装有第二连接杆，所述第二连接杆上端套装有第一连接杆，所述上支撑套管套装在所述第一连接杆上，所述上支撑套管、第一连接杆、第二连接杆和下支撑套管之间通过销钉固定。
3.根据权利要求1所述的高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，其特征在于，所述的万向节均为球笼式万向节。
4.根据权利要求1所述的高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，其特征在于，所述主支撑杆的下方通过三根所述气支撑在固定在所述固定底座上，所述主支撑杆的上方通过四根所述弹簧支撑杆与所述雷达托架连接。
全文摘要
一种高度与角度可自动调整的隧道衬砌检测支架，包括雷达托架所述雷达托架下侧的轴心位置上安装有主支撑杆，所述主支撑杆的一端通过万向节与所述雷达托架连接，所述主支撑杆的另一端通过万向节安装在固定底座上，所述主支撑杆的下方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的气支撑固定在所述固定底座上，所述气支撑的两端通过万向节分别与所述主支撑杆和所述固定底座连接，所述主支撑杆的上方通过至少三根绕所述主支撑杆均匀布设的弹簧支撑杆与所述雷达托架连接，所述弹簧支撑杆的两端通过万向节分别与所述雷达托架底部和所述主支撑杆连接，本发明结构简单，便于拆卸，携带方便，检测过程中能保证雷达天线在横向与纵向始终与隧道衬砌面保持设定距离，高度与角度自动调整功能减小路面不平整对检测结果的影响，避免临时工作支架搭设与人工抬举，降低检测工作强度，提高检测速度。
文档编号G01D11/30GK103175565SQ20131009733
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月25日 优先权日2013年3月25日
发明者张永杰, 王桂尧, 陈镜丞, 侯永盛, 陈远志, 王玲 申请人:长沙理工大学