一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备的制作方法

本发明涉及地铁隧道的检测技术领域，特别是涉及一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备。

背景技术：

我国社会经济目前迅速增长，交通发展迅速，各种铁路、公路、隧道、地铁也是大兴大建，衬砌指的是为防止围岩变形或者坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，通常是应用于隧道工程、水利渠道中，但是在隧道工程建筑中，由于混凝土内外温差、混凝土内外湿度变化不一致、在浇筑后其养护时间缩减、混凝土分段浇筑等原因，极为容易出现混凝土衬砌裂缝，使得隧道受到损坏，造成经济损失。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备，包括：图像采集装置、避震运输装置、定位装置和供电控制装置，所述图像采集装置、定位装置和供电控制装置均设置在所述避震运输装置上，所述供电控制装置分别与所述图像采集装置、避震运输装置和定位装置电性连接，所述避震运输装置包括可伸缩立架、带有避震结构的横摆臂式车架和车轮，所述可伸缩立架设置在横摆臂式车架上，所述横摆臂式车架通过车轮沿设定路线运输所述图像采集装置进行裂隙图像采集，所述可伸缩立架包括液压机构、立架和采集盘，所述液压机构驱动立架沿竖直方向移动，所述采集盘设置在立架的顶端，所述采集盘包括半圆盘体和遮挡板，所述横摆臂式车架包括车架和横摆臂，所述车轮通过横摆臂以铰接方式与车架连接，所述横摆臂通过避震结构以铰接方式与车架连接，所述避震结构包括第一连接件、第二连接件、第一弹簧件、第二弹簧件和第三弹簧件，所述第一连接件的一端与第二弹簧件的一端、对应的横摆臂的一端以铰接方式连接，所述第一连接件与第一弹簧件的一端、第三弹簧件的一端分别以铰接方式连接，所述第二连接件的一端与第一弹簧件的另一端、对应的横摆臂的一端以铰接方式连接，所述第二连接件与第二弹簧件的另一端、第三弹簧件的另一端分别以铰接方式连接，所述图像采集装置包括相机、与相机配合的光学设备、图像采集卡和照明设备，多个所述相机等距设置在半圆盘体的圆周上并且遮挡板上设置相机，所述照明设备倾斜设置在对应的相机的两侧，所述定位装置用于触发图像采集装置进行图像采集并且获得裂隙的位置，所述供电控制装置包括工控机、交流发电组件和蓄电池。

在本发明一个较佳实施例中，所述遮挡板设置在半圆盘体的两端并且与相接的弧面相切。

在本发明一个较佳实施例中，所述光学设备包括与相机配合工作的镜头。

在本发明一个较佳实施例中，所述照明设备包括led灯。

在本发明一个较佳实施例中，所述定位装置包括转速传感器和红外传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述半圆盘体的盘面与避震运输装置的行进方向垂直。

在本发明一个较佳实施例中，所述可伸缩立架、避震结构上均设置警示灯。

在本发明一个较佳实施例中，所述图像采集卡将相机拍摄的图像发送至工控机。

在本发明一个较佳实施例中，所述半圆盘体上设置三台相机。

在本发明一个较佳实施例中，所述交流发电组件提供220v交流电，蓄电池提供直流电。

本发明的有益效果是：提供一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备，图像采集装置安装在避震运输装置上，相机安装在可伸缩立架上，沿隧道方向前进的同时相机进行图像采集工作，然后通过图像采集卡将相机获取的图像信号转换成工控机能够识别、处理的数字信号，最后对数字图像进行处理，处理的结果为裂缝目标从背景区域中分离出来，进一步对裂缝图像进行分类和参数值计算，并将计算出来的裂缝参数与裂缝评价标准进行对比，得出裂缝破损等级，保证隧道的安全运营，具有整体结构坚固稳定、快速高精度、检测可靠、检测全面智能化，同时在隧道病害检测的应用及普及上有着广泛的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备一较佳实施例的工作原理图；

图2是本发明的高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备一较佳实施例的整体结构示意图；

图3是本发明的高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备一较佳实施例的避震结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例包括：

一种高速精密地铁隧道混凝土衬砌裂隙检测设备，包括：图像采集装置1、避震运输装置2、定位装置和供电控制装置，所述图像采集装置1、定位装置和供电控制装置均设置在所述避震运输装置2上，所述避震运输装置2按照设定的路线在隧道中运输图像采集装置1、定位装置和供电控制装置进行裂隙检测，所述供电控制装置分别与所述图像采集装置1、避震运输装置2和定位装置电性连接，所述供电控制装置为所述图像采集装置1、避震运输装置2和定位装置供电、发送控制信息和接收采集图像信息、工作状态信息等。

所述避震运输装置2包括可伸缩立架、带有避震结构20的横摆臂式车架21和车轮22，所述可伸缩立架设置在横摆臂式车架21上，所述横摆臂式车架21通过车轮22沿设定路线运输所述图像采集装置1进行裂隙图像采集，所述可伸缩立架包括液压机构23、立架24和采集盘，所述液压机构23驱动立架24沿竖直方向移动，所述采集盘设置在立架24的顶端，所述采集盘包括半圆盘体25和遮挡板26，所述半圆盘体25的盘面与避震运输装置2的行进方向垂直，所述遮挡板26设置在半圆盘体25的两端并且与相接的弧面相切。

所述横摆臂式车架21包括车架211和横摆臂212，所述车轮22通过横摆臂212以铰接方式与车架211连接，所述横摆臂212通过避震结构20以铰接方式与车架211连接。

所述避震结构20包括第一连接件213、第二连接件214、第一弹簧件215、第二弹簧件216和第三弹簧件217，所述第一连接件213的一端与第二弹簧件216的一端、对应的横摆臂212的一端以铰接方式连接，所述第一连接件213与第一弹簧件215的一端、第三弹簧件217的一端分别以铰接方式连接，所述第二连接件214的一端与第一弹簧件215的另一端、对应的横摆臂212的一端以铰接方式连接，所述第二连接件214与第二弹簧件216的另一端、第三弹簧件的另一端分别以铰接方式连接，第一弹簧件215、第二弹簧件216负责抑制横摆臂式车架21侧倾，第一弹簧件215、第二弹簧件216和第三弹簧件217用来支撑车体，第三弹簧件217负责控制横摆臂式车架21俯仰。

所述图像采集装置1包括相机11、与相机11配合的光学设备、图像采集卡和照明设备12，所述图像采集卡将相机11拍摄的图像发送至工控机，多个所述相机11等距设置在半圆盘体25的圆周上并且遮挡板26上设置相机11，所述照明设备12倾斜设置在对应的相机11的两侧，半圆盘体25和遮挡板26上等距设置相机11，在实际采集的过程中，为了保证隧道衬砌图像的完整性，要求相邻相机11拍摄的区域存在重叠区域，所述半圆盘体25上设置三台相机11，其两侧的遮挡板26上分别设置一台相机11，所述光学设备包括与相机11配合工作的镜头，所述照明设备12包括led灯。

所述供电控制装置包括工控机、交流发电组件和蓄电池，照明设备12、工控机需要220v交流电，ccd相机11、图像采集卡及定位装置需要12v直流电，其中交流电由检测车自带发电机提供，直流电选取12v的蓄电池提供。

所述定位装置用于触发图像采集装置1进行图像采集并且获得裂隙的位置，当检测设备靠近隧道时，工控机发出信号触发图像采集启动，当离开隧道时，发出相应的提示信号，这个信号来触发采集关闭，在检测的过程中为了获得裂缝的位置，设进入时的隧道洞口为起始原点，另一个洞口为终点，对该系统的运行速度和运行距离进行实时监控。

所述定位装置包括转速传感器和红外传感器，红外线传感器不仅可以判别检测车是否进入隧道，而且具有价格适中、抗干扰能力强等优点，红外传感器检测车靠近隧道时，打开红外传感器，进入隧道时，红外传感器触发图像采集装置1启动，检测系统启动时，首先要对各个模块进行初始化操作，当然包括对图像采集卡和ccd相机11等参数的设置，并打开照明设备12，检测车离开隧道时，红外传感器给出相应的信号，图像采集设备关闭，转速传感器可以协调相机11釆集隧道衬砌图像数据的频率与检测车行驶速度。

优选地，为了保证工作过程的安全，所述可伸缩立架24、避震结构20上均设置警示灯。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。