一种公路隧道病害集成检测车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于公路隧道病害检测设备领域，具体涉及一种公路隧道病害集成检测车。
【背景技术】
[0002]近年来，随着国家加强对基础建设设施的投入，我国交通建设事业取得了迅猛的发展，公路隧道特别是长大隧道的建设与研宄也都取得了飞速的发展，目前我国已经成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。然而，由于隧道是修建在地下岩土介质中的半隐蔽工程，而且我国隧道是在不同时期、不同地质条件和不同技术水平下修建的，经过多年运营，许多隧道已出现多种病害，具体表现在:变形侵限、裂缝、渗漏水、错台、掉块、坍塌、基底翻浆冒泥、下沉、底鼓、衬砌背后空洞等，这些病害形成的隐患给隧道运营安全造成了一定威胁，其中裂缝、渗漏水和空洞是隧道最常见也是最严重的三种病害。
[0003]目前我国对公路隧道裂缝、渗漏水和空洞病害的检测主要由人工进行现场记录和病害标记，最后由人工描绘出沿隧道拱顶的病害展开图，这类检测方法需要大量的人力物力，危险程度高，对于隧道拱顶检测还需要专门的升降设备，检测结果主观性大，不同的检测人员会得出不同的检测结果，而且对隧道衬砌结构的安全性评价大多是定性描述。尽管国外研宄机构开发了不同类型的隧道病害检测车，但检测指标单一，大多数只能同时检测一种或两种病害，不能实现对多种病害的同时检测。因此，亟待开发出一种能对隧道裂缝、渗漏水和空洞三种病害进行同时检测的集成检测车。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种公路隧道病害集成检测车，该检测车通过将线阵相机、红外相机和雷达三种检测装备的集成，实现对隧道衬砌裂缝、渗漏水和空洞三种病害的同时检测，检测车具有检测效率高、非接触性和安全性高等特点。
[0005]本发明公路隧道病害集成检测车包括车头和连接在车头后的车厢，在车厢上还设置有红外相机检测机构67、雷达-线阵相机检测机构、臂架总成、照明灯43、主控制室65、发电机60，红外相机检测机构67安装在车厢前端，主控制室设置在车厢后端，臂架总成固定在车厢内并位于红外相机检测机构67和主控制室65之间，雷达-线阵相机检测机构安装在臂架总成上，照明灯43安装在雷达-线阵相机检测机构上，发电机60设置在臂架总成一侧。
[0006]所述红外相机检测机构67包括红外底座3、红外回转装置、红外变幅装置、红外滑动装置、红外翻转装置、红外相机18、激光测距仪，红外回转装置设置在红外底座3上并沿其移动，红外滑动装置通过红外变幅装置安装在红外回转装置上，红外相机18通过红外翻转装置安装在红外滑动装置上，红外底座3固定在车厢前端，激光测距仪80设置在红外相机18下方；
所述红外底座3上铺设有两条平行滑轨，两块限位挡板I 4分别设置在红外底座3两端并位于两条平行滑轨间，一条滑轨外侧安装有齿条1，红外回转装置上安装有与限位挡板I 4相配合的红外底座限位块5 ；
所述红外回转装置包括步进电机I 2、红外回转机构、红外回转底座23、红外相机上旋转体26，其中红外回转机构包括伺服电机7、蜗杆27、蜗轮外环28、蜗轮内环29、蜗轮外套68，蜗轮内环29固定在红外回转底座23上，蜗轮外环28套装在蜗轮内环29外圆周面上，蜗轮外环和蜗轮内环间排布有滚珠30，蜗轮外环28固定在红外相机上旋转体26底部，蜗轮外套68套装在蜗轮外环28外且固定在红外回转底座23上，伺服电机7与蜗杆27连接并固定在蜗轮外套68上，蜗杆27与蜗轮外环28的相配合，步进电机I 2固定红外回转底座23 一侧，步进电机I 2的传动轴一端设有齿轮，齿轮与红外底座3上的齿条I相配合，红外回转底座23通过其下部的两条滑轨槽安装在红外底座3的两条平行滑轨上并通过步进电机I 2驱动沿滑轨来回移动，红外回转底座23上安装有红外臂架回转限位块6和红外臂架回转零位块22，与红外相机上旋转体26上的凸台相配合，用于调节红外回转机构的回转幅度；红外回转装置由伺服电机7驱动，能是实现0°?180°的回转；
所述红外变幅装置包括红外变幅装置包括红外下回转体8、红外上回转体10、变幅回转机构，红外下回转体8下端安装在红外相机上旋转体26上端，红外上回转体10通过销轴设置在红外下回转体8上端，变幅回转机构设置在销轴上，其中变幅回转机构包括伺服电机、蜗杆、蜗轮外环、蜗轮内环、蜗轮外套，蜗轮内环安装在销轴上并固定在红外下回转体8上，蜗轮外环套装在蜗轮内环外并固定在红外上回转体10上，蜗轮外环和蜗轮内环间排布有滚珠，蜗轮外套套装在蜗轮外环外并固定在红外下回转体8上，伺服电机与蜗杆连接并固定在蜗轮外套上，蜗杆与蜗轮外环相配合带动红外上回转体10摆动；在红外下回转体8上设有红外臂架抬升限位块9和红外臂架下降限位块21，用于调节红外上回转体10的摆动幅度；红外变幅装置由伺服电机驱动，能实现0°?90°的变幅；
所述红外滑动装置包括一级红外臂架底座11、一级红外臂架12、二级红外臂架15、红外相机18、三级红外臂架19 ;一级红外臂架12为U型空腔体，一级红外臂架12通过其下部的两条平行滑轨安装在一级红外臂架底座11上的滑轨槽中，安装在一级红外臂架底座11上的一级步进电机与一级红外臂架12 —侧安装的齿条相配合并带动一级红外臂架的伸缩，一级红外臂架伸限位块13和一级红外臂架缩限位块20分别设置在一级红外臂架12侧面的两端，与一级红外臂架底座11的上表面配合使用；二级红外臂架15通过其两侧的滑轨或/和滑轨槽安装在一级红外臂架12内并与一级红外臂架12内侧的滑轨槽或/和滑轨相配合，固装在一级红外臂架12上的二级步进电机与二级红外臂架15 —侧安装的齿条相配合并带动二级红外臂架的伸缩，在一级红外臂架12两端设置有限制二级红外臂架15伸缩位置的二级红外臂架缩限位块14和二级红外臂架伸限位块25 ;二级红外臂架15另一侧安装的齿条与固装在三级红外臂架19上的三级步进电机相配合并带动三级红外臂架的移动，三级红外臂架19通过其下端的滑轨槽安装在二级红外臂架15上端的滑轨上，二级红外臂架15的滑轨两端设置有限位挡板II 78，三级红外臂架19上装有与限位挡板II相配合的三级红外臂架限位块16 ；
所述红外翻转装置包括红外相机座17、旋转基座79、步进电机II 84，红外相机座17安装在三级红外臂架19上，步进电机II 84通过旋转轴安装在红外相机座17上，旋转基座79安装在步进电机II旋转轴的一端，红外相机18固定在旋转基座79上，红外相机座17上设置有红外相机旋转限位块24并与旋转基座上的限位块配合使用，调整红外相机的旋转幅度，红外相机的旋转角度为0°?90°，激光测距仪80安装在旋转基座79上。
[0007]在红外相机检测机构67前端的车厢上可设置一个红外控制柜，其主要负责红外相机检测机构的数据存储、分析和处理。
[0008]所述臂架总成包括下回转体31、上回转体33、臂架回转机构、伸缩臂35、变幅油缸36、臂架拖链37，下回转体31固定在车厢中，上回转体33通过臂架回转机构安装在下回转体31上，其中臂架回转机构包括伺服电机、蜗杆、蜗轮外环、蜗轮内环、蜗轮外套，蜗轮内环固定在下回转体31上，蜗轮外环套装在蜗轮内环外并固定在上回转体33上，蜗轮外环和蜗轮内环间排布有滚珠，蜗轮外套套装在蜗轮外环外并固定下回转体31上，伺服电机与蜗杆连接并固定在涡轮外套上，蜗杆与蜗轮外环配合，臂架回转机构通过设置在下回转体31顶端的限位块限制回转角度；变幅油缸36 —端与伸缩臂通过销轴连接，另一端通过销轴安装在曲柄48的一端，曲柄48的另一端通过销轴安装在上回转体33的曲柄座44上，连杆34 —端安装在曲柄48的一端，另一端连接在伸缩臂35端部，伸缩臂35端部通过销轴安装在上回转体33上端，臂架拖链37安装在伸缩臂上用于整理和安装电缆线，上回转体33上设置有配重箱32，上回转体33内侧设置有雷达臂架下降限位块45和雷达臂架抬升限位块46，用于调节伸缩臂35的升降幅度；伸缩臂中的伸缩油缸实现臂架的伸缩，变幅油缸36实现臂架-30°?90°的变幅；臂架回转机构实现0°?180°的回转；
所述臂架拖链37包括侧板69、盖板I 70、盖板II 71、盖板III72，盖板I 70和盖板III72一端平行固定在两块侧板间，盖板II 71安装在盖板I 70中并可在其中移动，侧板69、盖板
I70和盖板III 72固定在伸缩臂的套筒73上，盖板II 71的一端与伸缩臂的伸缩杆74的一端连接，用于整理和安装电缆线；
所述雷达-线阵相机检测机构包括调节螺杆55、调节板56、雷达安装架57、雷达58、雷达控制柜59、雷达底座I 75、雷达旋转装置、雷达底座II 76、线阵相机安装座39、线阵相机77，雷达底座I 75下端垂直安装有雷达底座II 76，上端装有雷达控制柜59，雷达58通过雷达安装架57安装在雷达底座I 75上，雷达旋转装置安装雷达底座I 75背面，调节板56通过其上的滑轨槽安装在雷达底座II 76底部的两条滑轨上，调节螺杆55穿过调节板56上的螺纹孔，其端部安装在雷达底座II 76下部，调节螺杆能相对旋转，但相对于雷达底座II的位置保持不变，通过其一端的手柄旋转带动调节板56移动；伸缩臂35与雷达旋转装置固连，雷达安装架57上设置有激光测距仪；
线阵相机安装座39固定在调节板56上，线阵相机安装座为C形薄板结构，线阵相机77安装在线阵相机安装座39内部底板上，照明灯安装在线阵相机安装座39端部用于线阵相机的照明；
所述雷达旋转装置包括雷达旋转体I 49、雷达旋转体II 50、雷达回转机构、雷达回转齿轮I 53、雷达回转齿轮II 54，雷达旋转体149和雷达旋转体1150的一侧通过销轴连接，雷达旋转体I 49通过雷达回转机构与伸缩臂35连接，其中雷达回转机构包括伺服电机、蜗杆、蜗轮外环、蜗轮内环、蜗轮外套，蜗轮内环固定在雷达旋转体I 49上，蜗轮外环套装在蜗轮内环外并固定在伸缩臂35的伸缩杆74端部，蜗轮外环和蜗轮内环间排布有滚珠，蜗轮外套套装在蜗轮外环外并固定雷达旋转体I 49上，伺服电机与蜗杆连接并固定在蜗轮外套上，蜗杆与蜗轮外环相配合；雷达回转齿轮II 54固定在雷达旋转体I 49底部，雷达回转齿轮I 53设置在雷达回转齿轮II 54内并与雷达回转齿轮II 54配合，雷达回转齿轮153上设有传动轴，传动轴穿过雷达旋转体I 49和雷达旋转体II 50与电机相连，电机固定在雷达旋转体II 50上，雷达旋转体I 49内侧设置有雷达限位块I 51和雷达限位块II 52，用于调节雷达旋转体II 50的摆动幅度；雷达回转齿轮I 5