一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备制造技术

一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，包括：用于吸附附在隧道衬砌表面，并按设定路径移动的吸附式无人机；用于对无人机进行导航的GPS/INS组合导航模块；用于与地面工作站双向通信的机载通信及传输模块；用于控制无人机移动的运动控制器；用于确认裂缝位置的摄像装置；用于隧道初支、二衬质量检测的雷达主机；提供吸附在隧道墙壁的动力的喷气式发动机；用于对吸附式无人机导航路径进行设计和控制，并能接收、分析和显示无人机传回的检测数据的地面工作站；GPS/INS组合导航模块、车载通信及传输模块、运动控制器、摄像装置、喷气式发动机和地质雷达均安装在所述吸附式无人机上。

A kind of quality inspection equipment for primary support and secondary lining of tunnel based on the platform of adsorption UAV

【技术实现步骤摘要】
一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备
本专利技术涉及隧道检测
，尤其涉及一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备。
技术介绍
隧道检测是一项复杂的工作，地质、地貌、自然环境以及其他因素都会对这项工作造成影响。现有的隧道施工阶段无损检测装置主要采用地质雷达进行检测，但是这种地质雷达检测时必须将天线紧贴在衬砌表面，同时，需要通过纵向、环向移动实现区域性隧道衬砌质量检测工作，这样才能保证拱形隧道检测的准确性。在现有的检测装置中，基本采用高空作业车或者在施工机械上焊制简易支架，由检测人员站在操作框中手举雷达天线，并将其紧贴在衬砌表面以配合完成检测工作。借助机械让检测人员进行高空作业，会威胁到检测人员的生命安全因此。目前的检测是检测人员手持地质雷达进行无损检测其效率较低，延误施工进度。现有的检测方法要求操作人员长时间手举天线，这就会因操作人员的疲劳造成天线和衬砌表面的紧贴性产生波动或误差，进而对无损检测结果产生不良影响。而且个别隧道衬砌系统检测车臂架系统体积庞大、液压系统复杂、控制调整复杂、车体笨重，使用成本高，不利于推广。如何提高道检测的安全性、准确性，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，此检测系统能够代替检测人员的高空作业，以保障检测人员的人身安全和仪器安全，提高隧道二衬检测的效率和安全性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，所述隧道初支、二衬质量检测装备包括：用于附在隧道衬砌表面，并按设定路径移动的吸附式无人机；用于对无人机进行导航的GPS/INS组合导航模块；用于与地面工作站双向通信，接受工作站的指令信号，并把定位信号、检测信号传给工作站的机载通信及传输模块；用于控制无人机移动的运动控制器；用于确认裂缝位置的摄像装置；用于探测的地质雷达；用于对吸附式无人机导航路径进行设计和控制，并能接收、分析和显示无人机传回的检测数据的地面工作站；所述GPS/INS组合导航模块、车载通信及传输模块、运动控制器、摄像装置和地质雷达均安装在所述吸附式无人机上。进一步，所述吸附式无人机包括喷气式发动机、台架和车轮，所述车辆安装在台架底部，所述台架顶部安装所述飞行旋翼，所述台架上放置所述GPS/INS组合导航模块、车载通信及传输模块、运动控制器、摄像装置和超声波检测模块。再进一步，所述车轮与台架的连接处有转向机构。所述的GPS/INS组合导航模块由GPS和INS耦合实现组合导航定位，内部封装GPS模块和IMU模块，能在隧道内无信号的环境下进行自主导航，在接受到GPS信号时进行误差分析和调整。所述摄像装置包括一个带光源的摄像头，用于确认裂缝的位置。所述的喷气式发动机用于提供吸附在隧道墙壁的动力。所述的地质雷达安装在固定支座上，使得地质雷达紧贴裂缝处。本专利技术的技术构思为：近几年来，无人机因其成本低，效费比好，机动性能好，使用方便等特点在各个工程领域中得到了广泛运用。本专利技术拟基于无人机进行创新性的优化改造，结合初支、二衬质量检测的原理，为隧道维护管理提供一种新方法。有益效果1)基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，在检测时，采用无人机作业，克服了检测人员站在操作框中手举雷达天线的缺点保障了检测人员的生命安全。2)采用GPS/INS组合导航，隧道出入口有GPS信号处，利用GPS导航修正INS导航误差，实现隧道内的自主巡航。3)本专利技术能够较大的提高检测效率，进而保证了能够快速完成检测，最低限度的影响施工进度。4)本专利技术无需检测人员手持地质雷达进行无损检测，解决了存在雷达天线检测速度和位置不稳定的问题，从而提高了检测的精度。5）本专利技术使用了用于提供吸附在隧道墙壁的动力的喷气式发动机，使得无人机拥有足够的动力使其吸附在隧道衬砌上，实现了高精度的裂缝检测，又降低了检测过程的操作难度和危险性。6）本专利技术过无线数据传输和对移动终端进行人工智能模型移植，实现裂缝的现场实时识别与快速量化评估，大幅提高了检测效率和精度。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图2是本专利技术的17-地质雷达示意图图中，1-旋翼；2-台架；3-车轮；4-悬臂；5-伺服电机；6-旋翼保护罩；7-转向装置；8-GPS/INS(全球定位系统/惯性导航系统)组合导航模块；9-运动控制器；10-通信及传输模块；11-摄像机；12-光源；13支座；14-地质雷达固定器；15-电池；16-喷气式发动机；17-地质雷达。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照说明书附图，一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，其特征在于，包括用于吸附附在隧道衬砌表面，并按设定路径移动的吸附式无人机；用于对无人机进行导航的GPS/INS组合导航模块；用于与地面工作站双向通信的机载通信及传输模块；用于控制无人机移动的运动控制器；用于确认裂缝位置的摄像装置；用于隧道初支、二衬质量检测的雷达主机；提供吸附在隧道墙壁的动力的喷气式发动机。所述的吸附式无人机包括旋翼、台架和车轮，所述台架上放置地质雷达和提供吸附在隧道墙壁的动力喷气式发动机。所述的吸附无人机采用喷气式发动机产生推力，让无人机紧贴于衬砌表面。所述旋翼可偏转方向，从而提供前进、后退及转向的动力。所述的吸附式无人机的车轮与台架的连接处有转向机构，可灵活的实现转向。所述的GPS/INS组合导航模块由GPS和INS耦合实现组合导航定位，内部封装GPS模块和IMU(InertialMeasurementUnit，惯性测量单元)模块，能在隧道内无信号的环境下进行自主导航，并能在接受到GPS信号时进行误差分析和调整。所述的摄像装置包括两个带光源的摄像头，用于确认裂缝的位置并监。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，其特征在于：所述吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备 包括：/n用于附在隧道衬砌表面，并按设定路径移动的吸附式无人机；/n用于对无人机进行导航的GPS/INS组合导航模块；/n用于与地面工作站双向通信，接受工作站的指令信号，并把定位信号、检测信号传给工作站的机载通信及传输模块；/n用于控制无人机移动的运动控制器；/n用于确认裂缝位置的摄像装置；/n用于提供吸附在隧道墙壁的动力的喷气式发动机；/n用于隧道初支、二衬质量检测的雷达主机；/n所述GPS/INS组合导航模块、车载通信及传输模块、运动控制器、摄像装置和均安装在所述吸附式无人机上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，其特征在于：所述吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备包括：
用于附在隧道衬砌表面，并按设定路径移动的吸附式无人机；
用于对无人机进行导航的GPS/INS组合导航模块；
用于与地面工作站双向通信，接受工作站的指令信号，并把定位信号、检测信号传给工作站的机载通信及传输模块；
用于控制无人机移动的运动控制器；
用于确认裂缝位置的摄像装置；
用于提供吸附在隧道墙壁的动力的喷气式发动机；
用于隧道初支、二衬质量检测的雷达主机；
所述GPS/INS组合导航模块、车载通信及传输模块、运动控制器、摄像装置和均安装在所述吸附式无人机上。


2.如权利要求1中所述的基于吸附式无人机搭载平台的隧道初支、二衬质量检测装备，其特征在于：所述吸附式无人机包括台架、喷气式发动机和车轮，飞行旋翼；所述车轮安装在台架底部，所述台架顶部安装所述喷气式发动机，所述台架上放置所述GPS/INS组合导航...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏，姜枫，郑程程，王刚，孙尚渠，李为腾，王洪波，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37