一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及地质雷达超前预报检测技术领域，具体是一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，包括运载装置、雷达天线、六自由度并联机构；所述雷达天线通过六自由度并联机构安装在运载装置上。相对于现有技术，本实用新型专利技术的用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置的有益效果为：通过六自由度并联机构，能够实现雷达天线在空间内不受约束的运动，因此，不但能够调整雷达天线的位置，以满足掌子面待测位置的高精度调节，还能够调整雷达天线的姿态，以使雷达天线尽可能贴合在掌子面的待探测位置，提高超前地质预报的探测精度。提高超前地质预报的探测精度。提高超前地质预报的探测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置


[0001]本技术涉及地质雷达超前预报检测
，具体是一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置。

技术介绍

[0002]隧道施工过程中往往面临着较为复杂的地质条件，比如断层、溶洞、破碎岩体等不良地质体形成的隧道塌腔，在强风化作用下形成的软性围岩以及富水环境下不稳定岩层形成的塌方。为了保证施工人员以及财产的安全，超前地质预报成为隧道施工过程中必不可少的工作环节。超前地质预报工作中，地质雷达法是一种快速、无损、高分辨率的探测方法，利用超高频电磁波探测掌子面前方介质，根据接收天线接收到的发射电磁波波形、振幅和相位等信息分析判断不同介质的空间位置和形态分布。
[0003]在传统的隧道施工过程中，地质雷达探测采取的主要方式为：人工手持地质雷达天线接触岩体的方式进行探测。由于地质雷达天线自重比较大，而且掌子面附近地面情况比较复杂，人工抬举地质雷达天线的方式大大增加了操作人员的工作难度，工作强度大，还存在操作人员被隧道内掉块砸伤的危险。
[0004]CN211232191U公开了一种隧道地质雷达超前预报数据三维采集装置，装置包括：地质雷达天线盒、天线盒安装板、伸缩悬臂、连接座、轴承座、驱动机构、配重杆、配重块、伸缩立柱、支撑脚连接座、支撑脚和滚轮；伸缩悬臂和配重杆同轴固定安装到连接座；伸缩悬臂的外端固定安装天线盒安装板；天线盒安装板上面装配地质雷达天线盒；配重杆的外端固定安装配重块；连接座通过轴承座与驱动机构连接。该隧道地质雷达超前预报数据三维采集装置能够实现雷达天线盒两个方向的平移和绕一个轴的转动，虽然能够一定程度的减少人员工作强度，但是，由于开挖坑道内的路面、掌子面的表面凹凸不平，因此，雷达天线盒无法贴合在掌子面的待探测位置，导致探测精度低。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，通过六自由度并联机构，能够调整雷达天线的位置和姿态，以使雷达天线尽可能贴合在掌子面的待探测位置，提高超前地质预报的探测精度。
[0006]所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，包括运载装置、雷达天线、六自由度并联机构；所述雷达天线通过六自由度并联机构安装在运载装置上。
[0007]相对于现有技术，本技术的用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置的有益效果为：通过六自由度并联机构，能够实现雷达天线在空间内不受约束的运动，因此，不但能够调整雷达天线的位置，以满足掌子面待测位置的高精度调节，还能够调整雷达天线的姿态，以使雷达天线尽可能贴合在掌子面的待探测位置，提高超前地质预报的探测精度。
[0008]本技术的技术方案还有：所述六自由度并联机构为stewart平台，所述stewart平台包括静平台、动平台和六个电动推杆，所述静平台固定安装在运载装置上，所述电动推杆的两端分别通过万向接头与静平台和动平台连接，所述雷达天线固定安装在动平台上。本技术方案中，stewart平台是6
‑
UPU并联机构，具有刚度大、承载能力强、位置误差不累计等优点。
[0009]本技术的技术方案还有：所述运载装置为履带车。本方案中的履带车能够适应开挖坑道中的碎石、斜坡等恶劣路况。
[0010]本技术的技术方案还有：所述运载装置为麦轮车，所述麦轮车包括车体、麦克纳姆轮、麦轮驱动电机，所述麦克纳姆轮设有四个并安装在车体上，所述麦轮驱动电机设有四个并分别用于驱动四个麦克纳姆轮。由于开挖坑道中的空间有限，因此为运载装置提供的转弯半径较小，本方案中的运载装置采用麦轮车，能够使用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置能够向各个方向平移，从而使其便于在狭小空间内贴靠于掌子面。
[0011]本技术的技术方案还有：还包括测距仪，所述测距仪安装在运载装置上。测距仪用于获取运载装置相对于掌子面的水平位移。
[0012]本技术的技术方案还有：所述运载装置上设有摄像头。摄像头用于获取运载装置周围的图像，以实现用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置对于恶劣工况的遥控作业。
附图说明
[0013]图1为实施例1中用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置的立体图。
[0014]图2为实施例1中stewart平台的立体图。
[0015]图3为实施例2中用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置的立体图。
[0016]图中：1、雷达天线，2、摄像头，3、静平台，4、动平台，5、电动推杆，6、万向接头，7、履带车，8、车体，9、麦克纳姆轮，10、麦轮驱动电机，11、测距仪。
具体实施方式
[0017]为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0018]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也
可能相应地改变。
[0019]实施例1
[0020]图1、图2示出了本技术的实施例1。
[0021]本实施例提供了一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，包括履带车7、雷达天线1、stewart平台、测距仪11。
[0022]本实施例中的雷达天线采用MALA的100MHz天线。所述雷达天线1通过stewart平台安装在运载装置上。具体的，所述stewart平台包括静平台3、动平台4和六个电动推杆5，所述静平台3固定安装在履带车7上，所述电动推杆5的两端分别通过万向接头6与静平台3和动平台4连接，所述雷达天线1固定安装在动平台4上。
[0023]所述测距仪11安装在履带车7上，用于获取履带车7相对于掌子面的水平位移。
[0024]所述履带车7的前端和后端各设有一个摄像头2，摄像头2为360
°
全景摄像头，用于获取履带车7周围的图像，包括掌子面待探测面的图像，以实现用于隧道掌子面超前地质预报的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，其特征在于：包括运载装置、雷达天线(1)、六自由度并联机构；所述雷达天线(1)通过六自由度并联机构安装在运载装置上。2.根据权利要求1所述的用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，其特征在于：所述六自由度并联机构为stewart平台，所述stewart平台包括静平台(3)、动平台(4)和六个电动推杆(5)，所述静平台(3)固定安装在运载装置上，所述电动推杆(5)的两端分别通过万向接头(6)与静平台(3)和动平台(4)连接，所述雷达天线(1)固定安装在动平台(4)上。3.根据权利要求1所述的用于隧道掌子面超前地质预报的雷达探测装置，其特征在于：所述运载装置为履带车(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，苑兆迪，张兆杰，杨飞，黄军瑞，李贤，
申请(专利权)人：山东省交通科学研究院，
类型：新型
国别省市：