一种隧道衬砌病害综合检测车制造技术

本发明专利技术公开了一种隧道衬砌病害综合检测车，包括:里程定位系统，设置于车体的前端，用于判定检测车行进位移和姿态，并生成基于空间位移的触发信号，发送；还用于测定里程数值，并同步传输。表观检测系统，用于检测隧道表面病害；并在接收到里程定位系统发送的触发信号和里程数值时，启动检测隧道一位置的表面病害。雷达探测系统，用于检测隧道的深层病害；并在接收到里程定位系统发送的触发信号和里程数值时，与表观检测系统同步启动，检测隧道同一位置的深层病害。该综合检测车具有自动化程度高、安全、高效、多参数综合检测的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道衬砌病害综合检测车
本专利技术属于隧道检测
，尤其涉及一种隧道衬砌病害综合检测车。
技术介绍
随着隧道的运行时间逐渐变长，以混凝土材料为主的隧道结构出现渗漏水或者裂缝、剥落等表观缺陷，以及隧道断面形变，都是无法避免的病害现象，而且病害的长期发展对随到的安全性造成不可逆转的负面影响。因此，对隧道结构的维护是为保障隧道交通长期稳定运行的必要手段。目前运营隧道的日常监测工作，大多离不开人工作业。例如，隧道衬砌裂缝的检测，是采用人工肉眼识别，然后用标尺测量，相机拍照记录裂缝特质形态，人工记录裂缝位置信息。对于拱腰以上和拱顶的衬砌裂缝检测，则需要采用脚手架或者高空升降平台车，检测人员才能近距离接触到隧道内壁，采用手电筒照明，肉眼查看拱腰和拱顶的病害。该方法检测到的衬砌裂缝准确率低，容易漏检，在检测工程中，人员安全性差，检测效率低，1公里隧道10个人需要1小时完成。因此，迫切需要开发一种地铁隧道病害信息采集方法，以达到病害信息快速、准确的采集、提高病害监测工作的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隧道衬砌病害综合检测车，具有自动化程度高、安全、高效、多参数综合检测的功能。本专利技术采用以下技术方案：一种隧道衬砌病害综合检测车，包括:里程定位系统，设置于车体的前端，用于判定检测车行进位移和姿态，并生成基于空间位移的触发信号，发送；还用于测定里程数值，并同步传输。表观检测系统，用于检测隧道衬砌表面病害；并在接收到里程定位系统发送的触发信号和里程数值时，启动检测隧道某一位置的表面病害。雷达探测系统，用于检测隧道的深层病害；并在接收到里程定位系统发送的触发信号和里程数值时，与表观检测系统同步启动，检测隧道同一位置的内部结构病害。进一步地，该里程定位系统包括中控单元、工控机一、定位单元、校准单元、惯导装置和编码器；定位单元和校准单元分别与工控机一呈双向数据连接，工控机一用于向中控单元发送数据，中控单元用于为定位单元和校准单元供电和发送触发信号；惯导装置和编码器均与中控单元相连接。进一步地，该表观检测系统包括：高清图像采集单元、光源补光单元、采集控制单元和高速存储单元；高清图像采集单元和高速存储单元均与采集控制单元相连接。上述高清图像采集单元包括：工业相机阵列，工业相机阵列呈半圆弧形，包括多个间隔设置的工业相机，各工业相机均配装有一个广角定焦镜头，且广角定焦镜头朝向圆弧的外侧，用于拍摄隧道衬砌表面。上述光源补光单元，包含：COB光源阵列：与工业相机阵列的形状相一致，与工业相机阵列平行且间隔设置；为两组，分别位于工业相机阵列的前后两侧；COB光源阵列中包含多个间隔设置的COB光源，且光源的光朝向隧道衬砌表面面。上述采集控制单元用于完成采集过程中工业相机和COB光源触发同步控制、工业相机和COB光源供电及驱动，并接收工业相机的数据。进一步地，多个工业相机均通过相机托盘设置在第一支架上，第一支架为半圆弧形，架设在车体上，且半圆弧形的凸起侧朝向隧道衬砌表面，各工业相机设置于第一支架的凸起侧；相邻两个工业相机之间分布角度为30～40度，相邻两个工业相机的视场重合距离不低于20cm弧长。进一步地，在第一支架上，且沿其走向设置有导轨，各相机托盘均各通过一滑块安装在导轨上，在导轨上、且位于各滑块的下滑侧均各设置有一钳制器。进一步地，该相机托盘上还设有相机托盘传感器，相机托盘传感器与采集控制器相连接，各相机托盘传感器的靶面与检测的隧道衬砌表面径向距离为2.2～2.5m。进一步地，多个COB光源间隔设置在第二支架上，第二支架为两个，均设置在车体上，且分别位于第一支架的前后，与第一支架的弧度相一致；在各第二支架上，COB光源的个数与工业相机的个数相等，且位置相一致。相机托盘上还设有相机托盘传感器，相机托盘传感器与采集控制器相连接，相机托盘传感器的靶面与检测的隧道衬砌表面径向距离为2.2～2.5m。进一步地，该雷达探测系统包括雷达主机、多个雷达天线、主控计算机、摄像系统、天线托架和伸缩支架，天线托架和伸缩支架相连接，通过伸缩支架设置在车体上；雷达主机通过同步器与里程定位系统相连接，用于接收里程定位系统的触发信号；雷达主机通过多通道与多个雷达天线相连接，还与主控计算机相连接，摄像系统与主控计算机相连接。上述天线托架，包括模组平台，为一板体，板体两端的前后面均向外延伸并向下弧形倾斜设置，形成弧形平台，模组平台前后向设置、并跨设在第一支架和一个第二支架上；模组平台的上壁面上安装有雷达天线，模组平台靠近雷达天线的一侧的左右两端设有滚轮。雷达天线由多个雷达天线组成；在两端的两个弧形平台上均安装有障碍传感器。上述伸缩支架包括底盘和支杆，底盘安装于车体上，支杆包括竖直杆和活动杆，竖直杆安装于底盘上，活动杆倾斜设置，其上端通过弹性支架与天线托架相连接。进一步地，还包括行走系统和供电系统，行走系统为公路铁路两用行走系统，用于带动该检测车运动行走；供电系统，用于向该检测车供电。本专利技术的有益效果是：该隧道衬砌病害综合检测车具有自动化程度高、安全、高效、多参数综合检测的特点，可以快速准确地采集隧道病害信息，并经过分析处理得出隧道病害结果，提高了隧道检测工作的效率，同时节约了隧道检测工作的时间，降低了人力成本，适用于广泛推广。【附图说明】图1是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的硬件结构示意图；图2是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的结构示意图；图3是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的雷达探测系统的雷达避障装置的结构图；图4是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的雷达探测系统的雷达避障装置的主视图；图5是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的雷达探测系统的雷达避障装置的遇障碍时躲避障碍示意图；图6是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的工作时的结构图；图7是本专利技术的隧道衬砌病害综合检测车的雷达避障装置的支杆的局部放大图；其中：1-表观检测系统；101-高清图像采集单元；102-光源补光单元；103-支撑装置；1031-半圆弧形托架；1032-主体支撑架；1033-底座；2-行走系统；201-车架；202-公路行走轮；203-轨道行走轮；3-雷达探测系统；301-雷达天线；302-伸缩支架；3021-底盘；3022-支杆；30221-外管；30222-第一空心管；30223-膨胀伸缩组合件；302231-膨胀套；302232-连接套；302233-凸钉；302234-卡槽；30224-拉杆；3023-弹性支架；30231-弹簧；30232-活动杆；30233-横梁；30234-拉杆；303-天线托架；3031-模组平台；3032-弧形平台；304-障碍传感器；305-滚轮。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例公开了一种隧道衬砌病害综合检测车，如图1所示，包括：里程定位系统4，设置于车体的前端，且对着轨面或路面，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道衬砌病害综合检测车，其特征在于，包括:/n里程定位系统(4)，设置于车体的前端，用于判定检测车行进位移和姿态，并生成基于空间位移的触发信号；还用于测定里程数值，并同步传输；/n表观检测系统(1)，用于检测隧道衬砌表面病害；并在接收到所述里程定位系统(4)发送的触发信号和里程数值时，启动检测隧道某一位置的表面病害；/n雷达探测系统(3)，用于检测隧道的深层病害；并在接收到所述里程定位系统(4)发送的触发信号和里程数值时，与所述表观检测系统(1)同步启动，检测隧道同一位置的内部结构病害。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌病害综合检测车，其特征在于，包括:
里程定位系统(4)，设置于车体的前端，用于判定检测车行进位移和姿态，并生成基于空间位移的触发信号；还用于测定里程数值，并同步传输；
表观检测系统(1)，用于检测隧道衬砌表面病害；并在接收到所述里程定位系统(4)发送的触发信号和里程数值时，启动检测隧道某一位置的表面病害；
雷达探测系统(3)，用于检测隧道的深层病害；并在接收到所述里程定位系统(4)发送的触发信号和里程数值时，与所述表观检测系统(1)同步启动，检测隧道同一位置的内部结构病害。


2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌病害综合检测车，其特征在于，所述里程定位系统(4)包括中控单元、工控机一、定位单元、校准单元、惯导装置和编码器；所述定位单元和所述校准单元分别与所述工控机一呈双向数据连接，所述工控机一用于向所述中控单元发送数据，所述中控单元用于为所述定位单元和所述校准单元供电和发送触发信号；所述惯导装置和编码器均与中控单元相连接。


3.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌病害综合检测车，其特征在于，所述表观检测系统(1)包括：高清图像采集单元(101)、光源补光单元(102)、采集控制单元和高速存储单元；所述高清图像采集单元(101)和高速存储单元均与采集控制单元相连接；
所述高清图像采集单元(101)包括：
工业相机阵列，所述工业相机阵列呈半圆弧形，包括多个间隔设置的工业相机，各所述工业相机均配装有一个广角定焦镜头，且广角定焦镜头朝向圆弧的外侧，用于拍摄隧道衬砌表面；
所述光源补光单元(102)，包含：
COB光源阵列：与所述工业相机阵列的形状相一致，与所述工业相机阵列平行且间隔设置；为两组，分别位于所述工业相机阵列的前后两侧；所述COB光源阵列中包含多个间隔设置的COB光源，且光源的光朝向隧道衬砌表面面；
所述采集控制单元用于完成采集过程中工业相机和COB光源触发同步控制、工业相机和COB光源供电及驱动，并接收工业相机的数据。


4.根据权利要求3所述的一种隧道衬砌病害综合检测车，其特征在于，多个所述工业相机均通过相机托盘设置在第一支架上，所述第一支架为半圆弧形，架设在车体上，且半圆弧形的凸起侧朝向隧道衬砌表面，各工业相机设置于第一支架的凸起侧；相邻两个所述工业相机之间分布角度为30～40度，相邻两个工业相机的视场重合距离不低于20cm弧长。


5.根据权利要求4或5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王百泉，林春刚，彭涛，卓越，谢韬，樊晓东，尚伟，孟俊华，李荆，杨维，张宜霞，郑小俊，付鹤林，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44