多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置与方法，其结构包括安装架、伸缩杆、缸体、伸缩装置、伸缩臂俯仰装置、末端角度调节装置。本发明专利技术满足了车载探地雷达隧道检测系统的车载检测条件，同时实现了雷达天线在车辆限界之内的快速普检集重点区段突破车辆限界的精检。本发明专利技术结构安全可靠，自动化程度高，支持操作人员远程遥控操作，最大限度保证了现场作业安全。根据现场检测需求，配备在不同车型的轮轨式检测车上，检测人员和设备均在检测车内，控制雷达天线位于轮轨式检测车限界以内，在不停电条件下快速完成地铁隧道或单线隧道的全断面快速检测工作。单线隧道的全断面快速检测工作。单线隧道的全断面快速检测工作。

【技术实现步骤摘要】
多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置与方法


[0001]本专利技术涉及隧道检测与评估领域的车载探地雷达检测方法及其专用设备，具体涉及一种多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置与方法。

技术介绍

[0002]目前现有技术是由成都西南交大研究院有限公司等单位研发的铁路车载探地雷达隧道检测系统，具有六个通道，对应的六个天线可同时检测六条测线，但是与其相对应的是高铁隧道及高速公路隧道检测方法与固定装置。
[0003]这种已有的方法和装置是一套可在轮轨式检测车上安装的车载雷达天线安装方法和装置，可将车载探地雷达系统的五部天线自动送到最佳耦合距离处，为运营地铁隧道及单线隧道的车载检测创造了条件。
[0004]车载检测条件下，现有探地雷达检测方法只适合于运营高铁隧道的快速检测，雷达天线安装在平板车上，局限性强，不适用于小截面的地铁隧道。且天线位置调节、角度调节及位置锁定不够灵活，需要两多人配合。

技术实现思路

[0005]针对上述地铁隧道及单线隧道病害定期检测与评估迫在眉睫且现有装置检测效率很低的问题，本申请提出了一种多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置。基于车载探雷达系统，拟创新性、探索性地提出多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置，设计一个自动化程度高、方便天线位置及角度调节的支撑装置，依据需要把五部雷达天线安装在地铁检测车上。
[0006]本专利技术目的是提供多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置，针对我国地铁隧道及单线隧道状况和我国地铁运输繁忙的情况，避免目前既有隧道人工检测方式和液压系统支撑探地雷达天线紧贴隧道壁方式检测存在隧道设备结构阻挡而使检测速度降低的缺点，在不停电的条件下，地铁隧道检测车在夜间维修天窗快速对隧道衬砌进行检测，实现地铁隧道病害的普查。
[0007]本专利技术提出的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置可直接应用和搭载在地铁或铁路平板车，也可作为地铁或铁路检测设备的关键装置集成形成综合检测车。
[0008]本专利技术的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置，可安装在轮轨式检测车上，每部雷达天线均具有3个自由度。通过距离调节、角度调节把检测系统的5组空气耦合天线固定于指定位置，通过本实施方式，实现了雷达天线在车辆限界内的快速检测又能在重点区段突破限界进行精检。
[0009]在一个实施方式中，本专利技术中伸缩杆与缸体之间设有径向限位装置。通过本实施方式，实现了伸缩杆与缸体之间只能进行伸缩滑动而无相对转动。
[0010]在一个实施方式中，伸缩杆上设有齿条与缸体一端设置的齿轮进行啮合。通过本
实施方式，实现了齿轮在电机带动下可以进行伸缩杆的自动伸缩。
[0011]在一个实施方式中，缸体另一端通过转动关节固定于安装架上。通过本实施方式，实现了通过电推杆推动缸体可以进行伸缩杆的俯仰摆动。
[0012]在一个实施方式中，具有电机及电推杆刹车功能。通过本实施方式，实现了雷达天线保持在指定位置。
[0013]在一个实施方式中，具有末端角度调节装置。通过本实施方式，实现了可进一步调整天线透射角度，保证透射面与衬砌表面平行。
[0014]在一个实施方式中，安装架上设有5组俯仰伸缩装置，通过本实施方式，实现了每部雷达天线均具有三个运动自由度。
[0015]在一个实施方式中，5组伸缩装置分别安装在安装架前、中、后，通过本实施方式，实现了不同俯仰伸缩装置之间的相互干涉，同时实现了雷达天线的最大伸缩距离和最大调整角度。
[0016]在一个实施方式中，拱顶测线伸缩距离可达1.5m。通过本实施方式，实现了调整角度可达
‑
30
°
～30
°
[0017]在一个实施方式中，拱顶及边墙测线伸缩距离可达1.0m。通过本实施方式，实现了调整角度可达
‑
30
°
～30
°
。
[0018]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
[0019]本专利技术提供的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：将一个主体支撑框架固定在隧道检测车上，通过伸缩、俯仰将雷达天线控制在地铁隧道车辆限界以内，不影响检测车的行驶速度；车载探地雷达系统一次性布置6条测线，实现地铁隧道拱顶、拱腰、边墙及道心全断面检测；雷达天线可通过伸缩装置、俯仰装置、角度调节装置对天线位置和角度调整，根据地铁隧道检测需求灵活调整测线位置，使用方便，操作简单。
附图说明
[0020]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0021]图1是本专利技术主体支撑结构的侧视图；
[0022]图2是本专利技术主体支撑结构的主视图；
[0023]图3是本专利技术主体支撑结构的轴测图；
[0024]图4是本专利技术应用于地铁隧道检测的示意图；
[0025]图5是本专利技术应用于地铁隧道检测时雷达天线辐射带示意图；
[0026]图6是本专利技术的隧道病害检测流程图；
[0027]图7是本专利技术的隧道病害展布图；
[0028]图8是本专利技术的雷达图像。
[0029]附图标记表示为：
[0030]1‑
安装架，2
‑
雷达天线，3
‑
末端角度调节装置，4
‑
伸缩杆，5
‑
缸体，6
‑
转动关节，7
‑
伸缩装置，8
‑
电推杆，9
‑
第一伸缩俯仰装置，10
‑
第二伸缩俯仰装置，11
‑
第三伸缩俯仰装置，12
‑
第四伸缩俯仰装置，13
‑
第五伸缩俯仰装置。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0032]本专利技术提供了本专利技术涉及一种多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测方法与装置。配备在不同车型的轮轨式检测车上，检测人员和设备均在检测车内，控制雷达天线位于轮轨式检测车限界以内，在不停电条件下快速完成地铁隧道或单线隧道的全断面快速检测工作。。
[0033]具体地，在图1中，雷达天线2含六个固定螺栓，与角度调节装置3上预留的六个螺栓孔互相固定，中间可预设橡皮垫，使其接合地更加稳固可靠。
[0034]同时，角度调节装置3通过螺钉与伸缩杆4，根据检测的需求，可调整天线角度。
[0035]进一步地，伸缩杆4与缸体5之间滑动配合，两者之间设有径向限位装置，防止两者之间发生转动。
[0036]具体地，缸体5通过转动关节6固结于安装架上，通过电推杆8可实现伸缩杆4俯仰运动。伸缩杆4上设有齿条并与伸缩装置7上齿轮啮合，在电机带动下可进行伸缩运动。
[0037]同时，图3中，第一伸缩俯仰装置9、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置，其特征在于，包括安装架(1)、雷达天线(2)、末端角度调节装置(3)、伸缩杆(4)、缸体(5)、转动关节(6)、伸缩装置(7)；缸体(5)与安装架(1)通过转动关节(6)连接；伸缩杆(4)一端与缸体(5)滑动连接，另一端通过末端角度调节装置(3)与雷达天线(2)连接；伸缩装置(7)一端安装在安装架(1)上，另一端与缸体(5)铰接。2.根据权利要求1所述的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置，其特征在于，能够安装在轮轨式检测车上，每部雷达天线(2)均具有3个自由度；通过距离调节、角度调节把检测系统的5组空气耦合天线固定于指定位置，能够实现雷达天线在车辆限界内的快速检测，又能在重点区段突破限界进行精检。3.根据权利要求1所述的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置，其特征在于，雷达天线(2)的位置可由伸缩杆(4)、缸体(5)、转动关节(6)、伸缩装置(7)、电推杆(8)调整，雷达天线(2)的透射方向可由角度调节装置(3)调节；通过5部雷达天线能够保证地铁隧道或单线隧道的全覆盖检测。4.根据权利要求1所述的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置，其特征在于，雷达天线(2)能够通过调整距离及角度到最佳耦合距离，从而更精准检测地铁隧道或单线隧道拱顶部位。5.根据权利要求1所述的多自由度多通道非接触式车载探地雷达检测装置，其特征在于，雷达天线(2)能够在最佳耦合距离及最佳透射角度处进行检测，检测所产生的雷达图像能够反映...

【专利技术属性】
技术研发人员：李保庆，苏国锋，魏文涛，
申请(专利权)人：成都西南交大研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：