一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了提供一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，包括：检测电机、检测轴和多个检测器，其中：检测器，设置于检测轴的前段，且沿长度方向间隔排布；各检测器均包括：两块固定板、接触杆和单轴角度传感器，其中：该固定板，垂直设置于检测轴上，且沿长度方向间隔排布；该单轴角度传感器，为圆盘状，安装于其中一个固定板上；接触杆，垂直于检测轴，且位于两个固定板间接，其壁面贴于单轴角度传感器；各单轴角度传感器均用于：在接触杆的远端与隧道内壁或者裂缝内壁接触时，感应对应的接触杆转向隧道待检测壁的角度大小。采用该装置，通过检测杆的位置能够确定出裂缝的位置；同时，通过多个检测杆对应的角度大小，确定裂缝的宽度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置


[0001]本专利技术属于隧道衬砌检测
，具体涉及一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置。

技术介绍

[0002]目前，隧道施工过程中，对混凝土裂缝的检测主要可以分为两种，一种是传统的利用胶带将裂缝覆盖，一段时间之后通过观察胶带的变形情况来了解裂缝的变形情况，这种方法仅能够大致观察裂缝是否扩宽，无法精确地了解到裂缝的变化状情况；另一种是利用新的科技手段，例如在裂缝两侧设置激光测距设备，实时在线监测裂缝的变形情况，这种方法的成本很高，并且由于施工过程中的隧道内部环境复杂，容易造成设备损坏，因此更适用于已经投入使用的隧道。另外，无论是哪种现有技术，都只能对裂缝的局部位置进行检测，无法采集到裂缝的全部数据，因此难以高效地对裂缝进行处理。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，通过检测杆的位置能够确定出裂缝的位置；同时，通过多个检测杆对应的角度大小，确定裂缝的宽度。
[0004]本专利技术采用以下技术方案：一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，包括：检测电机、检测轴和多个检测器，其中：
[0005]检测轴，与检测电机的转轴在轴向上相连接，其走向沿隧道的长度走向设置；
[0006]检测器，设置于检测轴的前段，且沿长度方向间隔排布；各检测器均包括：两块固定板、接触杆和单轴角度传感器，其中：
[0007]该固定板，垂直设置于检测轴上，且沿长度方向间隔排布；
[0008]该单轴角度传感器，为圆盘状，位于两个固定板间，且安装于其中一个固定板上；
[0009]接触杆，为长杆，垂直于检测轴，且位于两个固定板间，与另一个固定板通过转轴相连接，其壁面贴于单轴角度传感器；
[0010]检测电机用于带动检测轴和接触杆朝向隧道待检测壁面侧转动，至接触杆的远端与隧道内壁或者裂缝内壁接触，其近端随远端转动；且在检测后，检测电机反向转动，检测轴和接触杆复位；
[0011]各单轴角度传感器均用于：在接触杆的远端与隧道内壁或者裂缝内壁接触时，感应对应的接触杆转向隧道待检测壁的角度大小。
[0012]进一步地，还包括安装盒，其为一端敞口的长方体盒，且开口端朝向隧道待检测壁面，在安装盒内，同轴套设有一安装板，且安装板可在安装盒内前后移动；
[0013]检测电机安装于安装板的前侧，在安装板的带动下，向靠近或远离隧道待检测壁面侧移动；
[0014]在安装板的前侧壁面上设置有多个与其相垂直的定位杆，在各定位杆的端部均连接有一永磁体，各永磁体的前端部设置有一前端开口的喇叭状弹性夹片，在各弹性夹片内
均设置有一可转动且向前凸起的铁球，铁球用于贴于隧道待检测壁面滑动。
[0015]进一步地，在安装盒内的底部设置有多个与底部相垂直的套筒，套筒为前端敞口的筒体；在各套筒内均同轴套设有一顶杆，各顶杆的前端与安装板的后端固定连接；在各套筒内，且位于套筒和顶杆间连接有弹簧；
[0016]弹簧用于提供顶杆朝向隧道待检测壁面运动的动力。
[0017]进一步地，还包括立方框架，在立方框架的其中两个相邻的立杆间，连接有一水平轨道；水平轨道可在竖直方向上上下滑动；且在使用时，水平轨道侧朝向待检测隧道表面。
[0018]进一步地，安装盒的位于检测轴两端的两相对侧板上开设有套设孔，两相对侧板上的套设孔的位置相同，用于套设于水平轨道上，随水平轨道上下运动而运动，且可沿水平轨道的走向运动。
[0019]进一步地，在立方框架的顶部设置有两个升降驱动电机，升降驱动电机通过竖直向的升降驱动拉绳与水平轨道相连接，用于带动水平轨道上下滑动；
[0020]在水平轨道的两端均设置有一水平驱动电机，各水平驱动电机均通过水平向的水平驱动拉绳与安装盒相连接，两个水平驱动电机交替工作，用于驱动安装盒沿水平轨道朝向一端运动。
[0021]进一步地，水平轨道的两端各一体连接有一升降滑块，升降滑块套设于立方框架的立杆上。
[0022]进一步地，在各固定板的外侧均安装有一限位护板，各限位护板均为上端未封闭的环形板体，且板体下端贴于固定板的外侧壁。
[0023]本专利技术还公开了上述的一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置扫描方法，该扫描方法如下：
[0024]步骤S1、所述立方框架位于隧道内，且靠近待检测壁面侧，安装盒的开口端朝向隧道待检测壁面；立方框架与待检测壁面侧的距离满足如下：铁球抵在隧道内壁上，且弹簧处在受力状态；
[0025]步骤S2、所述检测电机带动检测轴和接触杆朝向隧道待检测壁面侧动作一次，且当隧道待检测壁面上有裂缝时，对应位置的接触杆的远端进入裂缝，对应于隧道待检测壁没有裂缝时，对应位置处的接触杆的远端贴至隧道待检测壁壁面；由单轴角度传感器测出各接触杆朝向隧道待检测壁面侧转动的角度；
[0026]完成一次测量，所述检测电机反转复位；
[0027]步骤S3、所述水平轨道向上或向下沿沿裂缝的延伸方向移动，带动所述检测电机向上或向下移动，至待检测位置；重复步骤S2；
[0028]步骤S4、重复步骤S3，完成整个裂缝的扫描。
[0029]本专利技术的有益效果是：在检测轴上且沿其方向顺次设置多个接触杆，采用检测电机对检测轴提供扭矩，使多个接触杆转向隧道待检测壁侧，且多个接触杆的远端贴至隧道待检测壁壁面，在壁面有裂缝时，接触杆的远端打入裂缝内，对应于隧道待检测壁有没有裂缝，则不同位置的接触杆转向隧道待检测壁角度不同，通过角度大小，判断出对应位置是否有裂缝；同时，通过多个检测杆对应的角度大小，确定裂缝的宽度。
附图说明
[0030]图1为一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置的结构示意图；
[0031]图2为一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置的安装盒的结构示意图；
[0032]图3为一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置的立方框架的结构示意图；
[0033]其中：1.安装盒；1
‑
1.滑动板；1
‑
2.定位杆；1
‑
3.永磁体；1
‑
4.弹性夹片； 1
‑
5.铁球；1
‑
6.摩擦衬套；1
‑
7.套筒；1
‑
8.弹簧；1
‑
9.顶杆；1
‑
10.通孔；2.检测器； 2
‑
1.固定板；2
‑
2.接触杆；2
‑
3.单轴角度传感器；2
‑
4.转轴；2
‑
5.限位护板；3.检测电机；4.检测轴；5.立方框架；6.水平轨道；7.水平驱动电机；8.水平驱动拉绳；9.升降驱动拉绳；10.下电机座；11.升降滑块；12.上电机座；13.升降驱动电机；14.顶板。
具体实施方式
[0034]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。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，其特征在于，包括：检测电机(3)、检测轴(4)和多个检测器(2)，其中：所述检测轴(4)，与所述检测电机(3)的转轴在轴向上相连接，其走向沿隧道的长度走向设置；所述检测器(2)，设置于所述检测轴(4)的前段，且沿长度方向间隔排布；各所述检测器(2)均包括：两块固定板(2
‑
1)、接触杆(2
‑
2)和单轴角度传感器(2
‑
3)，其中：所述固定板(2
‑
1)，垂直设置于所述检测轴(4)上，且沿长度方向间隔排布；所述单轴角度传感器(2
‑
3)，为圆盘状，位于两个所述固定板(2
‑
1)间，且安装于其中一个所述固定板(2
‑
1)上；所述接触杆(2
‑
2)，为长杆，垂直于所述检测轴(4)，且位于两个所述固定板(2
‑
1)间，与另一个所述固定板(2
‑
1)通过转轴(2
‑
5)相连接，其壁面贴于所述单轴角度传感器(2
‑
3)；所述检测电机(3)用于带动所述检测轴(4)和接触杆(2
‑
2)朝向隧道待检测壁面侧转动，至所述接触杆(2
‑
2)的远端与隧道内壁或者裂缝内壁接触，其近端随远端转动；且在检测后，所述检测电机(3)反向转动，所述检测轴(4)和接触杆(2
‑
2)复位；各所述单轴角度传感器(2
‑
3)均用于：在接触杆(2
‑
2)的远端与隧道内壁或者裂缝内壁接触时，感应对应的所述接触杆(2
‑
2)转向隧道待检测壁的角度大小。2.如权利要求1所述的一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，其特征在于，还包括安装盒(1)，其为一端敞口的长方体盒，且开口端朝向隧道待检测壁面，在所述安装盒(1)内，同轴套设有一安装板(1
‑
1)，且所述安装板(1
‑
1)可在所述安装盒(1)内前后移动；所检测电机(3)安装于所述安装板(1
‑
1)的前侧，在所述安装板(1
‑
1)的带动下，向靠近或远离隧道待检测壁面侧移动；在所述安装板(1
‑
1)的前侧壁面上设置有多个与其相垂直的定位杆(1
‑
2)，在各所述定位杆(1
‑
2)的端部均连接有一永磁体(1
‑
3)，各所述永磁体(1
‑
3)的前端部设置有一前端开口的喇叭状弹性夹片(1
‑
4)，在各所述弹性夹片(1
‑
4)内均设置有一可转动且向前凸起的铁球(1
‑
5)，所述铁球(1
‑
5)用于贴于隧道待检测壁面滑动。3.如权利要求2所述的一种隧道衬砌结构混凝土裂缝扫描建模装置，其特征在于，在所述安装盒(1)内的底部设置有多个与底部相垂直的套筒(1
‑
7)，所述套筒(1
‑
7)为前端敞口的筒体；在各所述套筒(1
‑
7)内均同轴套设有一顶杆(1
‑
9)，各所述顶杆(1

【专利技术属性】
技术研发人员：姚士磊，杨朝帅，王光辉，刘永胜，种玉配，林纯鹏，赵宝华，邹翀，牛富生，何晓红，
申请(专利权)人：中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：