一种隧道管片形变的快速检测设备制造技术

本发明专利技术涉及一种隧道管片形变的快速检测设备，包括轨道行进测量模块，激光断层扫描系统，车辆激光雷达设备，报警器输出系统，可调整的RFID读取系统，抗金属标签,边缘计算系统，本地显示系统。通过车辆行进控制系统通过车辆激光雷达设备扫描车辆前方情况，边缘计算系统根据前方状态驱动车辆前进，边缘计算系统与RFID读取系统读取与隧道管片所对应的抗金属标签的标签数据信息。的标签数据信息。的标签数据信息。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道管片形变的快速检测设备


[0001]本专利技术涉及隧道管片形变的快速检测设备
，具体涉及一种隧道管片形变的快速检测设备。

技术介绍

[0002]盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。在日常的运行维护中快速测量隧道盾构管片的形变时保证隧道能长期安全运行的保证。
[0003]盾构隧道管片的隧道管片通常采用刚性的混凝土结构。通常对其变形的持续测量可以允许对其内径表面特定区域的测量数据的时域多次数据比较而获取其变形和风险数据。
[0004]本专利技术的目的是针对当前采用激光点云设备在监测隧道管片检测过程采用可自主移动轨道载具搭载激光全站仪和断层扫描设备检测产生的大量高精度的坐标测量数据的处理和对于相应这些数据所提供的数据编码，趋势分析，数据存储，报警等功能。并根据这些数据对隧道管片时序变形的数据分析，以获得隧道管片的形变状态和趋势。通过收集并汇总数据。在不同时段的历史数据比较中来判断管片形变状态和趋势变化。记录形变趋势和为后期隧道管片风险回溯和提供相关隧道盾构管片的安全维护过程提供可量化的形变演变过程数据。
[0005]原来人工定位或者定位标志的方式通常在测量过程中该种模式由于需要人员长时间定位所监测的隧道盾构管片的环状测量数据，该种测量方式降低测量过程的效率和增加了过程等待时间。导致最终管片安全形变监测的时间过长。并且测量过程通常会在隧道盾构管片的运维期在检修窗口期进行持续的监测。进而延迟形变故障发现的时间间隔。但是由于激光隧道断层检测设备检测通常生成的数据量可超过100万点/秒.而在单片盾构管片监测有效的样本数量为单次断层3000～5000点左右。每个车站区间的盾构管片超过2000～4000片以上。整条隧道通常区间30个以上的区间。单条隧道盾构管片检测坐标点位达到近3亿个坐标点近6亿条数据。在不同时域的数据比较最少需要2次检测数据。以上测量数据近12亿条数据才能保证隧道盾构管片形变的最小前后两次变化量分析。而12亿条数据需要进行数据的巨量比较分析计算和检索量过程后隧道现场人员才能及时发现隧道盾构管片激光点云数据中的异常形变构成。如需要更大时间跨度的数据分析，则这些巨量数据的采集，传输和计算分析将产生了巨量的时间成本和计算存储资源压力。正是这些测量，传输和计算资源巨大压力将导致隧道盾构管片检测项目中的形变检测的敏感时间窗口变大。隧道管片形变问题发生时。不能及时对于管片的问题进行发现。对于问题管片的实时性和处理维护有效性极大的滞后。不能为隧道盾构管片安全检测和运营的提供实时形变灾难的报警和维修量化依据。

技术实现思路

[0006](1)要解决的技术问题
[0007]本技术方案是对于当前盾构隧道管片的隧道管片形变的快速检测方法和设备，提供一种基于激光测距仪和自动行走设备来进行隧道管片形变的趋势快速检测方法和设备。
[0008](2)技术方案
[0009]为了实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0010]一种用于隧道管片形变的快速检测设备，包括轨道行进测量模块，激光断层扫描系统，车辆激光雷达设备，报警器输出系统，可调整的RFID读取系统，抗金属标签,边缘计算系统，本地显示系统。通过车辆行进控制系统通过车辆激光雷达设备扫描车辆前方情况，边缘计算系统根据前方状态驱动车辆前进，边缘计算系统与RFID读取系统读取与隧道管片所对应的抗金属标签的标签数据信息。
[0011]所述隧道管片形变的快速检测设备包括车体，所述激光断层扫描系统位于所述车体的上侧，所述车载雷达位于所述车体的前端，所述车辆行进控制系统位于所述车体，所述本地显示系统位于所述车体的上方，所述边缘计算系统位于所述本地显示系统的上方，所述轨道行进测量模块位于所述车体，所述RFID读取系统位于所述车体，所述抗金属标签位于隧道管片内壁。
[0012]所述隧道管片形变的快速检测设备包括固定设置在所述车体的底面的安装板，所述安装板的一侧侧面转动设置有一旋转轴，所述旋转轴固定设置有一滚轮和推杆，所述滚轮位于所述安装板与所述推杆之间。
[0013]所述隧道管片形变的快速检测设备还包括固定设置在所述车体顶面的安装板，所述安装板具有空腔和第一口，所述第一口面向所述车体的顶面，所述空腔和所述第一口相连通，所述空腔内设置有一可密封地往复移动的活塞块，所述活塞块与所述空腔201的内壁之间固定设置有一支撑弹簧，所述车体内设置有一直槽，所述直槽内设置有一可往复移动的推杆，所述推杆穿过所述第一口并与活塞块固定连接，所述安装板还具有第二口和第三口，所述第二口位于左侧，所述第三口位于右侧，所述安装板的左侧固定设置有进气管，所述第二口与所述进气管相连通，所述安装板的右侧固定设置有出气管，所述第三口与所述出气管相连通，所述第二口内固定设置有第一单向阀，所述第三口内固定设置有第二单向阀，所述进气管内固定设置有一过滤网。
[0014]所述隧道管片形变的快速检测设备还包括固定设置在推杆一侧的第一“L”型杆，所述进气管的侧面固定设置有一连接杆，所述连接杆转动设置在有一转轴，所述转轴固定设置有第二“L”型杆，所述转轴套设有一扭簧，所述扭簧的一端与所述转轴固定连接，另一端与所述连接杆固定连接，当所述第一“L”型杆与所述推杆被向上推动，所述第一“L”型杆会推动所述第二“L”型杆进行翻转，让靠近所述过滤网的一端与所述过滤网分离。
[0015]一种使用上述隧道管片形变的快速检测设备的快速检测方法，按照所述抗金属标签的读取地址与其绑定的隧道盾构管片区域由所述激光断层扫描系统后进行所述抗金属标签所在位置扫描隧道内径数据；所述激光断层扫描系统扫描于当前隧道盾构管片所安装的所述抗金属标签相对应的隧道管片的数据并由所述边缘计算系统读取并处理所述激光断层扫描系统获取的隧道管片断层扫描数据。
[0016](3)有益效果：
[0017]A、通过基于轨道架设并携带相关检测和定位设备按照设定的速度自动速度调整在轨道上方自动行进轨道机器人，在轨道中线靠近两个隧道管片安装台面处固定安装抗金属RFID标签用于定位即将测量盾构隧道管片编号。当轨道机器人的可控制读取范围的RFID读取器自动扫描读取安装轨道上的RFID数据，读出RFID的标签ID后。开始通过编码器对轨道机器人的行进距离从标签读取开始进行轨道行走距离计算。轨道机器人到达轨道中线，连接编码器的边缘计算模块开始驱动发送扫描触发信号到激光断层扫描仪启动轨道内侧断层扫描。激光断层扫描仪仪扫描对于可视范围管片进行管片断层轮廓测量。激光断层扫描仪将测量点位测量坐标数据实时送至边缘计算存储系统对数据进行数据预处理。系统对预处理的数据预处理清洗，减少测量隧道管片的样本密度量，同时对于隧道管片的样本数据通过拟合算法计算出当前管片的真正的逻辑中心点坐标。通过真正的逻辑中心点坐标进行对测量时出现的测量噪声和管壁附着异物后进行无效点位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道管片形变的快速检测设备，其特征在于：包括轨道行进测量模块(1)，激光断层扫描系统(2)，车辆激光雷达设备(3)，报警器输出系统(4)，可调整的RFID读取系统(5)，抗金属标签(6),边缘计算系统(7)，本地显示系统(8)。通过车辆行进控制系统(9)通过车辆激光雷达设备(3)扫描车辆前方情况，边缘计算系统(6)根据前方状态驱动车辆前进，边缘计算系统(6)与RFID读取系统(5)读取与隧道管片所对应的抗金属标签(6)的标签数据信息。2.如权利要求1所述的一种隧道管片形变的快速检测设备，其特征在于：所述隧道管片形变的快速检测设备包括车体50，所述激光断层扫描系统2位于所述车体50的上侧，所述车载雷达(3)位于所述车体50的前端，所述车辆行进控制系统9位于所述车体50，所述本地显示系统(8)位于所述车体50的上方，所述边缘计算系统7位于所述本地显示系统8的上方，所述轨道行进测量模块1位于所述车体50，所述RFID读取系统(5)位于所述车体50，所述抗金属标签6位于隧道管片内壁。3.如权利要求1所述的一种隧道管片形变的快速检测设备，其特征在于：所述隧道管片形变的快速检测设备包括固定设置在所述车体50的底面的安装板150，所述安装板150的一侧侧面转动设置有一旋转轴151，所述旋转轴150固定设置有一滚轮152和推杆153，所述滚轮152位于所述安装板150与所述推杆153之间。4.如权利要求3所述的一种隧道管片形变的快速检测设备，其特征在于：所述隧道管片形变的快速检测设备还包括固定设置在所述车体50顶面的安装板200，所述安装板200具有空腔201和第一口202，所述第一口202面向所述车体50的顶面，所述空腔201和所述第一口202相连通，所述空腔201内设置有一可密封地往复移动的活塞块203，所述活塞块203与所述空腔201的内壁之间固定设置有一支撑弹簧888...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈新锋，赵和平，龚金辉，何伟，胡明捷，何灿飞，段林忠，郑高柱，
申请(专利权)人：浙大网新系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：