隧道病害检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种隧道病害检测装置，包括设置在隧道一端的牵引单元，以及与所述牵引单元连接并在所述牵引单元的牵引力作用下沿着隧道行走的检测小车；所述检测小车包括安装平台，设置在所述安装平台底部的行走轮，设置在所述安装平台的上的激光扫描仪、同步控制器、计算机以及用于检测所述检测小车的姿态的惯性单元，所述行走轮的轴心上设置有光电编码器，所述同步控制器与所述激光扫描仪、计算机、惯性单元和光电编码器连接，所述计算机与所述惯性单元和所述激光扫描仪连接。本实用新型专利技术可通过检测小车在隧道内行走从而自动对隧道进行检测，无需检测人员进入隧道内部检测，提高了检测的安全性和降低了成本。

Tunnel Disease Detection Device

The utility model provides a tunnel disease detection device, which comprises a traction unit arranged at one end of the tunnel and a detection trolley connected with the traction unit and traveling along the tunnel under the traction force of the traction unit. The detection trolley comprises an installation platform, a walking wheel arranged at the bottom of the installation platform, and a laser scanning arranged on the installation platform. The synchronization controller is connected with the laser scanner, the computer, the inertia unit and the photoelectric encoder, and the computer is connected with the inertia unit and the laser scanner. The utility model can automatically inspect the tunnel by detecting the car walking in the tunnel, without the need for inspectors to enter the tunnel to inspect, thereby improving the safety of the inspection and reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】
隧道病害检测装置
本技术涉及隧道检测
，尤其涉及一种隧道病害检测装置。
技术介绍
水电作为一种可再生资源和清洁能源，在发达国家发电总量中占有很大比重，截至2016年底，我国水电比重大约12.2%。在水电站水力发电过程中，上游水库中的水经过一条高差较大的引水隧道竖井或者斜井来获得较大流速，推动引水道底端的发电机组工作。引水隧洞经年累月在高压、高速的水流不断冲刷的过程中，存在混凝土冲蚀的风险，容易导致引水隧道上多种病害发生，例如磨损、剥落、裂缝、钢筋外露、渗浆等，这些病害轻则造成发电机组非正常停机检修，重则造成机组水轮机损毁，影响整个水电站引水发电系统运行，进而危及水电站下游群众和城市的安全，造成严重的后果。因此，对大型引水隧道进行表观病害检测，分析病害发展趋势，是大型水电站安全稳定运行的重要保障。引水隧道通常是深埋在地下，隧道内环境恶劣，对于落差大的引水道斜井段，人员无法直接进入，搭建脚手架的方式资金投入大、工期长、作业风险高、效率低且不易实施，目前尚未有成熟的解决方案能对大型引水隧道开展系统性的检查工作，无法全面掌握斜井混凝土表面病害情况，在国际上属于检测“盲区”，因此，大型引水隧道斜井的病害检测是亟待解决的难点问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本技术目的在于提供一种隧道病害检测装置，旨在解决现有技术中引水隧道的检测需要搭设脚手架使检测人员进入到隧道内部检测，检测成本高，危险性大的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下：一种隧道病害检测装置，包括设置在隧道一端的牵引单元，以及与所述牵引单元连接并在所述牵引单元的牵引力作用下沿着隧道行走的检测小车；所述检测小车包括安装平台，设置在所述安装平台底部的行走轮，设置在所述安装平台的上的激光扫描仪、同步控制器、计算机以及用于检测所述检测小车的姿态的惯性单元，所述行走轮的轴心上设置有光电编码器，所述同步控制器与所述激光扫描仪、计算机、惯性单元和光电编码器连接，所述计算机与所述惯性单元和所述激光扫描仪连接。进一步的，所述牵引单元为卷扬机，所述卷扬机通过缆绳与所述检测小车的前端连接。进一步的，所述卷扬机和检测小车之间设置有定滑轮。进一步的，所述激光扫描仪为型号为Z+F9012的2D激光扫描仪。进一步的，所述安装平台上设置有封装盒，所述同步控制器、计算机以及惯性单元安装在所述封装盒内。进一步的，所述激光扫描仪为型号为Z+F5010C的3D激光扫描仪。进一步的，所述3D激光扫描仪通过一倾斜支架安装在所述安装平台上。进一步的，所述安装平台边缘安装有防护栏和防水罩。进一步的，所述行走轮的高度不小于40cm。进一步的，所述检测小车的前端底部设置有配重块。本技术可通过检测小车在隧道内行走从而自动对隧道进行检测，无需检测人员进入隧道内部检测，提高了检测的安全性和降低了成本；可根据需要选择2D激光扫描仪或者3D激光扫描仪在检测过程中扫描隧道，2D激光扫描仪可扫描得到隧道的断面数据，3D激光扫描仪可在各个基站点处扫描得到隧道的三维数据，然后根据扫描的断面数据或三维数据进行处理判断病害类型；使用3D激光扫描仪时可通过倾斜支架将其安装在检测小车的安装平台上，倾斜支架的角度可根据隧道的倾斜角度进行调整，使3D激光扫描仪在检测时大致保持水平，使扫描仪在转动的过程中不会因为自身重量而使扫描仪细微晃动，提高检测精度；将同步控制器、计算机以及惯性单元安装在封装盒内，可对这些部件进行保护，同时检测小车的安装平台边缘安装有防护栏和防水罩可进一步防护和防水。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本技术隧道病害检测装置实施例的结构示意图。图2为检测小车第一实施例的结构示意图。图3为图2中检测小车的正面结构示意图。图4为各传感器的连接关系示意图。图5为检测小车第二实施例的结构示意图。图6为使用3D激光扫描仪检测时的检测示意图。具体实施方式以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。请参阅图1，本技术隧道病害检测装置包括牵引单元10和检测小车20，牵引单元10设置在隧道30的一端，牵引单元10与检测小车20连接使检测小车20沿着隧道30行走，以检测隧道内是否存在磨损、剥落、裂缝、钢筋外露、渗浆等病害。将牵引单元10设置在隧道30的一端，使检测小车20在牵引单元10的牵引力作用下沿着隧道30行走检测，避免了检测人员进入隧道进行人工检测，提高了安全性，尤其是在落差大的斜隧道检测中，人员无法直接进入，需要搭建脚手架，资金投入大、工期长、作业风险高、效率低且不易实施。牵引单元10为卷扬机，卷扬机为用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备，又称绞车，卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。如图1所示，卷扬机通过缆绳11与检测小车20的前端连接。优选的，在缆绳11通过定滑轮40连接到检测小车20的前端，这样可以避免缆绳11刮到隧道顶部的壁面。缆绳11可以是钢丝绳，也可以是链条，在此不作限制。图2为检测小车第一实施例的结构示意图，图3为图2中检测小车的正面结构示意图，如图2所示，检测小车20包括安装平台21、行走轮22、封装盒23以及激光扫描仪24。安装平台21为检测小车20的安装和支撑的主体，行走轮22设置在安装平台21的底部。激光扫描仪24和封装盒23设置在安装平台21，封装盒23用于固定和封闭检测需要用到的部分传感器，对传感器起到防护作用。封装盒23内设置有同步控制器、计算机以及惯性单元。惯性单元用于检测检测小车20的姿态，例如检测小车20是水平放置还是倾斜放置，倾斜角度是多少等，惯性单元使用33所的POS2010激光惯导。同步控制器里包括有晶振，晶振又叫晶体震荡器，用于向同步控制器提供时钟频率，晶振使用高温晶振，型号为爱普生FC-135。同步控制器为一个同步控制电路，用于为各个传感器提供统一的时间参考。计算机使用工控机，其作为上位机负责系统的采集与控制以及参数设置等人机交互。同步控制器与激光扫描仪24、计算机、惯性单元连接，计算机还与惯性单元和激光扫描仪连接，如图4所示。行走轮22的轴心上设置有光电编码器221，光电编码器221用于记录检测小车20行进的里程信息，型号为欧姆龙E6B2-CWZ6C，光电编码器221与同步控制器连接。激光扫描仪24可选择2D激光扫描仪或者3D激光扫描仪。当使用2D激光扫描仪时，可将激光扫描仪24安装在封装盒23的顶部，如图2所示。使用2D激光扫描仪时，可检测隧道的断面（即截面），而不能像3D激光扫描仪那样检测整个隧道的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道病害检测装置，其特征在于，包括设置在隧道一端的牵引单元，以及与所述牵引单元连接并在所述牵引单元的牵引力作用下沿着隧道行走的检测小车；所述检测小车包括安装平台，设置在所述安装平台底部的行走轮，设置在所述安装平台的上的激光扫描仪、同步控制器、计算机以及用于检测所述检测小车的姿态的惯性单元，所述行走轮的轴心上设置有光电编码器，所述同步控制器与所述激光扫描仪、计算机、惯性单元和光电编码器连接，所述计算机与所述惯性单元和所述激光扫描仪连接。

【技术特征摘要】
1.一种隧道病害检测装置，其特征在于，包括设置在隧道一端的牵引单元，以及与所述牵引单元连接并在所述牵引单元的牵引力作用下沿着隧道行走的检测小车；所述检测小车包括安装平台，设置在所述安装平台底部的行走轮，设置在所述安装平台的上的激光扫描仪、同步控制器、计算机以及用于检测所述检测小车的姿态的惯性单元，所述行走轮的轴心上设置有光电编码器，所述同步控制器与所述激光扫描仪、计算机、惯性单元和光电编码器连接，所述计算机与所述惯性单元和所述激光扫描仪连接。2.根据权利要求1所述的隧道病害检测装置，其特征在于，所述牵引单元为卷扬机，所述卷扬机通过缆绳与所述检测小车的前端连接。3.根据权利要求2所述的隧道病害检测装置，其特征在于，所述卷扬机和检测小车之间设置有定滑轮。4.根据权利要求1所述的隧道病害检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清泉，熊智敏，朱家松，陈智鹏，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：广东,44