一种隧道检测多传感器集成平台制造技术

本发明专利技术公开了一种隧道检测多传感器集成平台，包括安装底座，旋转机构、旋转支架，自动锁紧机构、手动锁紧机构，相机支架、LED灯支架、红外热像仪支架和激光扫描仪支架，以及控制与驱动单元；旋转支架上集成相机、红外热像仪和辅助光源等多类传感器，旋转支架能自动绕中心旋转任意角度并自动锁止，维持高速运行环境下的相对稳定；并具有灵活的传感器固定及精密调整机构和可靠的锁紧装置，确保隧道检测车能以0-80Km/h的时速进行检测，无交通限制情况下快速连续的测量隧道，平台可作为独立设备安装在汽车、火车等移动载体上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道检测
，尤其涉及到一种隧道检测多传感器集成平台。
技术介绍
在公路、铁路和城市轨道交通体系中，隧道都占有极其重要的地位，保证隧道质量和安全是最基本要求，由于隧道与地下工程是处于千变万化的岩体之中，其所受外力是不明确的，迄今为止，国内外学术界和工程界对外荷体系的分布和量值还处于研究阶段，这就决定了隧道与地下工程设计是建立在若干假定条件下进行的，隧道与地下工程的成形过程，自始至终都存在着受力状态变化这一特性，因此，隧道的日常检测显得尤为重要。隧道检测中最关心的隧道病害是衬砌结构病害、衬砌腐蚀、水害和冻害等，病害表现形式有裂缝、变形、渗水、漏水、结冰和脱空等，世界隧道快速病害检测技术处于起步阶段，是世界交通领域亟待突破的世界难题，世界各国日常检测都采用人工作业方法，效率低下、事故频发并影响交通。隧道快速检测是以移动平台如汽车、轨道平板车等为基础，结合多传感器集成实现。隧道不同病害表现出不同的可测量特征，需要采用不同的传感器获取病害特征数据，如衬砌裂缝采用CCD相机获取衬砌表面灰度图像，通过后处理的方法提取裂缝信息；衬砌变形通过激光雷达等传感器获取隧道三维点云，基于点云获取隧道断面，计算隧道变形；隧道的水害包括渗水、漏水、脱空等由于具有典型的温度效应即病害出表面温度与非病害出有较大差异，一般采用获取红外温度场数据，基于温度场数据提取病害信息等。此外，由于隧道一般没有GPS/BD定位信息，而病害又需要精确定位，因而还需要考虑隧道内的高精度定位方法，一般都采用DMI/GPS/INS或CCD靶标方法，最后，隧道内部照明条件差，需要提供辅助照明如LED阵列灯，大功率激光器阵列等。无论如何，要完成隧道的快速检测，必须集成多种类、多工作模式、多频率的各种传感器，为了满足测量精度，还必须在高速运动状况下维持传感器间相对关系，因此，设计一个可靠的传感器集成平台是最基础的工作。传感器集成平台可以集成多种类型传感器和维持其相对关系，平台要求可以在不同车载平台如汽车、火车上安装，可以实现不同规格尺寸的隧道测量，限于传感器性能指标和成本因素，对某些隧道如公路隧道，由于超宽隧道的存在，无法一次完成隧道整体测量，往往只能实现行驶侧隧道数据采集和测量，即公路隧道检测分两次完成，每次测量都只采集行驶测数据，而轨道交通隧道则可以一次完成整个隧道数据采集。因此，安装平台需要支持基于平台中心自动旋转，以适应不同的测量需求。当前，隧道快速病害检测技术处于起步阶段，是世界交通领域亟待突破的世界难题，国际上有日本和德国相关科研机构开展相关技术研究，处理研究验证阶段。而且都没有实现多指标集成检测，也没有相关的传感器集成平台。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种隧道检测多传感器集成平台，满足对不同车道的隧道进行全幅检测。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种隧道检测多传感器集成平台，包括安装底座，旋转机构、旋转支架，自动锁紧机构、手动锁紧机构，相机支架、LED灯支架、红外热像仪支架和激光扫描仪支架，以及控制与驱动单元；所述安装底座安装在检测车上，安装底座上安装有:用于检测所述旋转支架旋转位置的自锁位置传感器，用于安全保护的限位传感器和机械防撞块，用于锁紧所述旋转支架的自动锁紧机构和手动锁紧机构；所述旋转机构通过轴心安装在所述安装底座上，用于支撑及驱动所述旋转支架旋转；所述旋转支架安装在所述旋转机构上，旋转支架上安装了用于检测隧道的传感器和照明装置，所述检测隧道的传感器包括相机、红外热成像仪和激光扫描仪；所述自动锁紧机构，用于隧道检测车在测量工作状态时锁紧所述旋转支架，使隧道检测传感器采集图像保持稳定和行驶安全；所述手动锁紧机构，用于隧道检测车在非测量工作状态时锁紧所述旋转支架，保证运输过程中行驶安全；控制与驱动单元，用于控制及驱动所述旋转电机和自动锁紧电机。所述旋转机构包括小齿轮、旋转电机、减速器、联轴器、齿轮间隙调整固定板以及回转支撑，所述小齿轮与旋转电机和减速器经过联轴器连接，通过齿轮间隙调整固定板安装在回转盘上，回转支撑上的齿轮与小齿轮之间的间隙通过齿轮间隙调整固定板进行调整。所述自动锁紧机构包括自动锁紧电机、自锁销座、自锁插销头、自锁安装板、自锁轴承座、自锁联轴器、丝杆、导轨，所述自锁销座固定安装在回转支撑圆周面上，与回转支撑一起旋转，自锁安装板安装在安装底座上，所述自锁插销头通过自锁轴承座与丝杆连接，所述自动锁紧电机经过自锁联轴器驱动丝杆转动，使其在导轨上滑动，达到锁紧和解锁的功能，当旋转支架到达工作位置时，自锁插销头自动伸出并紧密贴合自锁销座内表面，防止旋转支架晃动，当旋转支架从工作位置开始旋转时，自锁插销头自动缩回与自锁销座脱离解锁；所述自锁位置传感器为自锁插销头提供位置参考。所述自动锁紧机构的自锁销座和自锁安装板分别为两套，两个自锁销座对称安装在所述回转支承的外圆周面上，两套自锁安装板对称布置在安装底座上。所述手动锁紧机构包括手锁旋柄、弹簧、手锁安装座、手锁插销头，两套手锁销座对称布置在安装底座上，两套手锁插销头对称布置在旋转支架的支架底板上，与旋转支架一起旋转，当检测车不在工作状态时，旋转支架处于90°位置，旋紧手锁旋柄，手锁插销头伸入手锁销座内与之内侧壁紧密贴合锁紧。所述安装底座、旋转机构和旋转支架三者中心同轴，旋转支架绕中心轴旋转。旋转支架旋转角度为0° -180°，能够精确定位在设定的工作位置和非工作锁定状态位置，旋转支架旋转至工作位置时，隧道检测车为工作状态，用于测量半幅隧道的影像，旋转支架旋转至设定的非工作锁定状态位置时，隧道检测车为非工作状态，旋转支架此时重量分布沿车行驶方向布置，有利于长途运输。自动锁紧机构以旋转中心轴为基准对称布置，在旋转支架处于工作状态位置时锁紧旋转支架。手动锁紧机构以旋转中心轴为基准对称布置，在旋转支架处于非工作锁定状态位置时锁紧旋转支架。进一步的，还设有相机支架机构、照明装置支架机构、红外热成像仪支架和激光扫描仪支架相机支架机构，所述相机支架机构、照明装置支架机构、红外热成像仪支架和激光扫描仪支架相机支架分别通过微调机构连接在所述旋转支架上，所述相机支架机构有若干个，布置在旋转支架上，通过相机支架的微调结构，调整每个相机的位置和角度；当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道检测多传感器集成平台，其特征在于，包括安装底座，旋转机构、旋转支架，自动锁紧机构、手动锁紧机构，相机支架、LED灯支架、红外热像仪支架和激光扫描仪支架，以及控制与驱动单元；所述安装底座安装在检测车上，安装底座上安装有用于检测所述旋转支架旋转位置的自锁位置传感器，用于安全保护的限位传感器和机械防撞块，用于锁紧所述旋转支架的自动锁紧机构和手动锁紧机构；所述旋转机构通过轴心安装在所述安装底座上，用于支撑及驱动所述旋转支架旋转；所述旋转支架安装在所述旋转机构上，旋转支架上安装了用于检测隧道的传感器和照明装置，所述检测隧道的传感器包括相机、红外热成像仪和激光扫描仪；所述自动锁紧机构，用于隧道检测车在测量工作状态时锁紧所述旋转支架，使隧道检测传感器采集图像保持稳定和行驶安全；所述手动锁紧机构，用于隧道检测车在非测量工作状态时锁紧所述旋转支架，保证运输过程中行驶安全；所述控制与驱动单元，用于控制及驱动所述旋转电机和自动锁紧电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，章丽萍，曹民，周瑾，谢俊，徐学文，
申请(专利权)人：武汉武大卓越科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42