一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置及方法，包括固定卷线机构、传送机构和雷达天线夹持机构，所述传送机构包括两个设置在隧道顶部雷达检测段一侧的水平滑轮，设置在另一侧的两个垂直滑轮，以及传送线，所述传送线依次穿过垂直滑轮和水平滑轮与固定卷线机构连接，形成环形传送通道；雷达天线夹持机构上设置有滑槽，雷达天线夹持机构通过滑槽，在固定卷线机构的作用下，沿着环形传送通道上移动，进行雷达监测，本发明专利技术机动性好，安全快捷，几乎不受地面各种障碍物的影响。

Tunnel hanging wall full-automatic lining non destructive radar monitoring device and method

The invention discloses a tunnel wall lining nondestructive automatic radar monitoring device and method, including the fixed winding mechanism, transmission mechanism and antenna clamping mechanism, the conveying mechanism comprises two pulley set in the horizontal tunnel top side of the radar detection section, arranged in two vertical pulley on the other side, and the conveyor line, the transmission line passes through the vertical and horizontal pulley pulley is connected with the fixed winding mechanism, forming an annular channel; radar antenna clamping mechanism is arranged on the chute, the radar antenna clamping mechanism through the chute, the fixed winding mechanism under the action of moving along a transmission channel, radar monitoring the present invention, good mobility, safe and fast, it is little affected by various ground obstacles.

【技术实现步骤摘要】
一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置及方法
本专利技术涉及一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置及方法。
技术介绍
随着我国隧道里程的不断增加，隧道施工安全问题也愈来愈引起人们的重视，其中隧道衬砌质量安全已是需亟待解决的首要问题，故此，则需要更加高效便捷的探地雷达监测装置。探地雷达的监测内容包括仰拱内充填虚渣、空洞范围；支护(衬砌)厚度、内部钢筋和钢拱架的分布情况等。然而，鉴于隧道周围环境的不确定性及其本身结构特点，导致探地雷达在使用过程中会遇到诸多障碍，而已有雷达常存在以下缺陷：雷达装置机动性差、雷达装置自动化程度较低、雷达天线无法与隧道壁紧密贴合、雷达信号干扰因素较多、雷达测线歪曲；并且传统的隧道衬砌雷达监测方法一般借助人工操作，检测效率、检测精度低，检测作业严重威胁着工作人员和检测设备安全。故目前亟需设计一种能适应于隧道复杂施工环境并满足精确度、机动性、安全性等要求的全自动衬砌无损雷达监测装置。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置及方法，本专利技术机动性好、控制精度高、结构简单、安全性高，能够满足隧道复杂的周围环境和其本身结构特点的要求。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，包括固定卷线机构、传送机构和雷达天线夹持机构，所述传送机构包括两个设置在隧道顶部雷达检测段一侧的水平滑轮，设置在另一侧的两个垂直滑轮，以及传送线，所述传送线依次穿过垂直滑轮和水平滑轮与固定卷线机构连接，形成环形传送通道；所述雷达天线夹持机构上设置有滑槽，雷达天线夹持机构通过滑槽，在固定卷线机构的作用下，沿着环形传送通道上移动，进行雷达监测。所述固定卷线机构，包括与传送线连接的卷线筒，所述卷线筒由电动机来带动以实现对传送线的控制，带动雷达天线夹持机构前进或后退。所述电动机和卷筒均固定在底板上。所述固定卷线机构还设置有自动计步器用来记录雷达天线夹持机构的行进里程。所述雷达天线夹持机构包括一壳体，所述壳体的底部设置有滑槽，所述滑槽一端固定在传送线上，一端穿过传送线并沿其自由滑动。所述雷达天线夹持机构内部设置有磁悬浮装置，包括电磁铁和设置在其上方的磁悬浮板，所述磁悬浮板上设置有雷达天线。所述雷达天线夹持机构顶端设置有用于检测雷达天线与围岩体的紧贴应力的压力传感器。所述雷达天线夹持机构上设置有感知雷达的倾斜角度的角度传感器。所述传送机构呈轴对称结构，两个水平滑轮、两个垂直滑轮分别设置在对称轴的两侧。所述传送线依次穿过垂直滑轮、滑槽固定端、两个水平滑轮、滑槽活动端，最后再通过另一个垂直滑轮与卷线筒连接，形成环形传送通道。基于上述装置的监测方法，传送线依次穿过垂直滑轮、滑槽固定端、两个水平滑轮、滑槽活动端，最后再通过另一个垂直滑轮与卷线筒连接，形成环形传送通道，通过控制电机带动卷线筒卷线，使传送线上的雷达天线夹持机构沿传送线前后运动，到达目标雷达检测段，雷达天线夹持机构通电，磁悬浮板悬浮，当压力传感器反馈的雷达天线与围岩体应力达到紧贴应力阈值时，说明雷达天线已与隧道壁紧密贴合，进行雷达监测。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术机动性好，安全快捷，几乎不受地面各种障碍物的影响；(2)本专利技术可以实时监测行进里程，基本可以忽略减震避震的影响；(3)本专利技术通过滑轮来控制雷达天线的位置，以满足多条测线的适用性；(4)本专利技术克服了雷达检测过程中测线不稳定、障碍物难以避让、难以与隧壁紧密贴合的问题。附图说明图1是本专利技术挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置的侧视结构示意图；图2是本专利技术挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置的主视结构示意图；图3是本专利技术中磁悬浮系统示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2所示，一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，包括固定卷线机构、传送机构、雷达天线夹持机构。固定卷线机构中，卷线筒与传送线连接，每个卷线筒均由电动机来带动以实现对传送线的传送，以此来提升雷达天线夹持机构并带动雷达天线夹持机构前进或后退，电动机和卷筒均固定在底板上；底板上的自动计步器用来记录雷达天线夹持机构的行进里程。使用时先将传送机构的垂直滑轮4和水平滑轮3固定在雷达检测段两端，然后将传送线5依次穿过垂直滑轮4、滑槽固定端、两个水平滑轮3、滑槽活动端，最后再通过垂直滑轮与卷线筒7连接，形成环形结构。传送线为高强钢丝线，以达到举升雷达天线夹持机构的强度要求，并作为雷达天线夹持机构的轨道，在传送线松弛时固定上雷达天线夹持机构，通过电动机最终把雷达天线夹持机构送到指定位置；垂直滑轮和水平滑轮用来固定传送线并减小传送时的摩擦力，固定卷线机构位于垂直滑轮一端。将固定卷线机构先通过底板固定在地面以保持其稳定，然后通过电动机6转动使传送线5逐渐紧绷，从而使位于地面的雷达天线夹持机构上升到指定位置，在传送线绷紧的过程中，自动计步器8根据卷线筒7的直径换算成行进高程显示出来；然后转动其中一个电动机6，使雷达天线夹持机构在传送线5的带动下可以自由移动；卷线筒7上的自动计步器8具有计时和记录里程的功能，计步器记录里程时，其显示器会在卷线筒7每行进一圈的情况下记录卷线筒7的转动圈数，然后根据卷线筒的直径换算成行进里程显示出来。雷达天线夹持机构底部的滑槽与传送线5连接，底部滑槽一端固定在传送线上，一端穿过传送线但可自由滑动，滑槽上方为电磁铁11，电磁铁11与其上方的磁悬浮板10配合使用，示意图如图3所示，雷达天线放于磁悬浮板10之上，通电后，磁悬浮板11会悬浮五厘米左右，以此来达到减震和使雷达天线贴紧隧道壁的目的，雷达天线夹持机构顶端安装有压力传感器1，当压力传感器反馈的雷达天线与围岩体应力达到紧贴应力阈值时指示灯亮起，此时则说明雷达天线已与隧道壁紧密贴合；当测量隧壁时，可通过雷达天线夹持机构侧面的角度传感器2实时观测雷达天线夹持机构的倾斜角度。磁悬浮装置中，电磁铁位于雷达天线夹持机构底部，磁悬浮板位于雷达天线夹持机构内部，用于托举雷达天线以使雷达与隧道壁紧密贴合；压力传感器位于雷达天线夹持机构顶端，以便即时感知雷达与隧道壁的贴合程度；角度传感器位于雷达天线夹持机构侧壁，以便即时感知雷达的倾斜程度。上述虽然结合附图对本专利技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：包括固定卷线机构、传送机构和雷达天线夹持机构，所述传送机构包括两个设置在隧道顶部雷达检测段一侧的水平滑轮，设置在另一侧的两个垂直滑轮，以及传送线，所述传送线依次穿过垂直滑轮和水平滑轮与固定卷线机构连接，形成环形传送通道；所述雷达天线夹持机构上设置有滑槽，雷达天线夹持机构通过滑槽，在固定卷线机构的作用下，沿着环形传送通道上移动，进行雷达监测。

【技术特征摘要】
1.一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：包括固定卷线机构、传送机构和雷达天线夹持机构，所述传送机构包括两个设置在隧道顶部雷达检测段一侧的水平滑轮，设置在另一侧的两个垂直滑轮，以及传送线，所述传送线依次穿过垂直滑轮和水平滑轮与固定卷线机构连接，形成环形传送通道；所述雷达天线夹持机构上设置有滑槽，雷达天线夹持机构通过滑槽，在固定卷线机构的作用下，沿着环形传送通道上移动，进行雷达监测。2.如权利要求1所述的一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：所述固定卷线机构，包括与传送线连接的卷线筒，所述卷线筒由电动机来带动以实现对传送线的控制，带动雷达天线夹持机构前进或后退。3.如权利要求2所述的一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：所述电动机和卷筒均固定在底板上。4.如权利要求1或2或3所述的一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：所述固定卷线机构还设置有自动计步器用来记录雷达天线夹持机构的行进里程。5.如权利要求1所述的一种隧道挂壁式全自动衬砌无损雷达监测装置，其特征是：所述雷达天线夹持机构包括一壳体，所述壳体的底部设置有滑槽，所述滑槽一端固定在传送线上，一端穿过传送线并沿其自由滑动。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：石少帅，谢肖坤，成帅，孙尚渠，刘振华，闫章程，房中栋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37