一种基于无人机的隧道变形程度检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于无人机的隧道变形程度检测系统及方法，属于隧道变形程度检测技术领域，该系统，包括：无人机，其顶部设有第一支撑杆；轴承座，设于第一支撑杆远离无人机的一端；转轴，通过轴承座与第一支撑杆转动连接；2个滚轮，套设在转轴上并与转轴同步转动；巡检槽，用于设于隧道顶部，且顶部为可容纳转轴和滚轮的横向通道，中部为可容纳第一支撑杆的纵向通道，以构成

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机的隧道变形程度检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及隧道变形程度检测
，尤其是涉及一种基于无人机的隧道变形程度检测系统及方法
。

技术介绍

[0002]隧道的变形程度是影响隧道安全性的重要因素之一
。
目前，在隧道的日常巡检中，一般是只对隧道内的各种设备进行巡检，如隧道的照明设备
、
通风设备
、
交通诱导设备
、
环境监测设备
、
火灾消防设备
、
网络监控设备
、
视频监控设备
、
紧急电话设备
、
紧急广播设备等等，而很少对隧道的变形程度进行巡检，而且隧道变形程度的检测一般是需要相对较为专业的检测设备进行检测，检测时间也比较长，检测成本较大，这就不太适用于日常的巡检中
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于无人机的隧道变形程度检测系统及方法，较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于无人机的隧道变形程度检测系统，包括：无人机，其顶部设有第一支撑杆；轴承座，设于所述第一支撑杆远离所述无人机的一端；转轴，通过所述轴承座与所述第一支撑杆转动连接；2个滚轮，套设在所述转轴上并与所述转轴同步转动，且2个所述滚轮以所述轴承座为中心对称设置；巡检槽，用于设于隧道顶部，且顶部为可容纳所述转轴和滚轮的横向通道，中部为可容纳所述第一支撑杆的纵向通道，以构成
T
型槽；2个光电传感器，其2个发送器等高且对称设于所述横向通道的左右两侧，其2个接收器等高且对称设于所述转轴的两个端部；至少2个电子水平仪，沿所述转轴的长度方向设置，且以所述轴承座为中心对称设置；其中，同属于一个所述光电传感器的发送器和接收器相对设置，所述滚轮位于所述转轴的端部与所述电子水平仪之间
。
[0005]在一些实施例中，所述轴承座的顶部设有滚轮式的第一压力传感器，所述第一压力传感器用于对所述横向通道的顶部进行压力检测
。
[0006]在一些实施例中，所述电子水平仪有4个且两两为一组，每一组的2个所述电子水平仪上下对称式设于所述转轴上，两组的所述电子水平仪以所述轴承座为中心对称设置或错位设置
。
[0007]在一些实施例中，所述转轴上设有至少2个第一测距传感器，且至少有2个所述第
一测距传感器以所述轴承座为中心对称设置，所述第一测距传感器用于对所述横向通道的顶部或底部进行测距
。
[0008]在一些实施例中，所述第一测距传感器有4个且两两为一组，每一组的2个所述第一测距传感器上下对称式设于所述转轴上，两组的所述第一测距传感器以所述轴承座为中心对称设置或错位设置
。
[0009]在一些实施例中，所述纵向通道的左右两侧壁均设有刷毛
。
[0010]在一些实施例中，所述轴承座
、
转轴
、
滚轮
、
电子水平仪和光电传感器构成巡检机构，所述巡检机构有2个且对称设于所述无人机上，所述巡检槽有2个且对称设于所述隧道顶部
。
[0011]在一些实施例中，所述无人机上设有第二支撑杆，所述第二支撑杆远离所述无人机的端部设有滚轮式的第二压力传感器，所述第二压力传感器用于对所述隧道顶部进行压力检测，所述第二支撑杆位于2个所述巡检机构的中间位置
。
[0012]在一些实施例中，所述无人机上设有2个第三支撑杆，所述第三支撑杆远离所述无人机的端部设有滚轮式的第三压力传感器，所述第三压力传感器用于对所述隧道顶部进行压力检测，2个所述第三支撑杆以所述第二支撑杆为中心对称设置；和
/
或，所述无人机的左右边缘均设有第二测距传感器，2个所述第二测距传感器以所述第二支撑杆为中心对称设置，所述第二测距传感器用于对所述隧道顶部进行测距
。
[0013]一种基于无人机的隧道变形程度检测方法，通过上述中任一项所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统实现；所述基于无人机的隧道变形程度检测方法包括：控制无人机沿隧道顶部飞行，且将第一支撑杆放入纵向通道内，将滚轮和转轴放入横向通道内，滚轮在转轴和无人机的带动下沿横向通道的底部滚动；通过电子水平仪检测转轴的水平度；通过发送器发射光束，通过接收器接收光束；其中，若在同一检测点，先后两次巡检的转轴的水平度不一致，则横向通道的底部发生变形；若接收器没有接收到光束，或在同一检测点，先后两次巡检的接收到光束的时间不一致，横向通道的底部或侧壁发生变形
。
[0014]综上所述，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术通过无人机
、
轴承座
、
转轴
、2
个滚轮
、
巡检槽
、2
个光电传感器
、
至少2个电子水平仪进行隧道变形程度检测，所使用的设备均为常见且价格相对便宜的装置，使得检测成本较低，而且检测过程简单有效，检测时间短，较为适用于在日常巡检中对隧道变形程度进行检测
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0016]图1为本专利技术中所涉及的基于无人机的隧道变形程度检测系统的应用示意图
。
[0017]图2为本专利技术中所涉及的巡检槽
、
第一支撑杆
、
轴承座
、
转轴
、
滚轮
、
光电传感器和电子水平仪的结构示意图
。
[0018]图3为本专利技术中所涉及的模数转换器
U1
的电路示意图
。
[0019]图4为本专利技术中所涉及的数字隔离器
U2
的电路示意图
。
[0020]图5为本专利技术中所涉及的模数转换器
U12
的电路示意图
。
[0021]图6为本专利技术中所涉及的数字隔离器
U15
的电路示意图
。
[0022]图7为本专利技术中所涉及的连接器
J3
的电路示意图
。
[0023]图8为本专利技术中所涉及的存储器
U8
的电路示意图
。
[0024]附图标记：
1、
无人机；
11、
第一支撑杆；
12、
轴承座；
121、
第一压力传感器；
13、
第二支撑杆；
131、
第二压力传感器；
14、
第三支撑杆；
141、...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于无人机的隧道变形程度检测系统，其特征在于，包括：无人机，其顶部设有第一支撑杆；轴承座，设于所述第一支撑杆远离所述无人机的一端；转轴，通过所述轴承座与所述第一支撑杆转动连接；2个滚轮，套设在所述转轴上并与所述转轴同步转动，且2个所述滚轮以所述轴承座为中心对称设置；巡检槽，用于设于隧道顶部，且顶部为可容纳所述转轴和滚轮的横向通道，中部为可容纳所述第一支撑杆的纵向通道，以构成
T
型槽；2个光电传感器，其2个发送器等高且对称设于所述横向通道的左右两侧，其2个接收器等高且对称设于所述转轴的两个端部；至少2个电子水平仪，沿所述转轴的长度方向设置，且以所述轴承座为中心对称设置；其中，同属于一个所述光电传感器的发送器和接收器相对设置，所述滚轮位于所述转轴的端部与所述电子水平仪之间
。2.
根据权利要求1所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统，其特征在于，所述轴承座的顶部设有滚轮式的第一压力传感器，所述第一压力传感器用于对所述横向通道的顶部进行压力检测
。3.
根据权利要求2所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统，其特征在于，所述电子水平仪有4个且两两为一组，每一组的2个所述电子水平仪上下对称式设于所述转轴上，两组的所述电子水平仪以所述轴承座为中心对称设置或错位设置
。4.
根据权利要求3所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统，其特征在于，所述转轴上设有至少2个第一测距传感器，且至少有2个所述第一测距传感器以所述轴承座为中心对称设置，所述第一测距传感器用于对所述横向通道的顶部或底部进行测距
。5.
根据权利要求4所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统，其特征在于，所述第一测距传感器有4个且两两为一组，每一组的2个所述第一测距传感器上下对称式设于所述转轴上，两组的所述第一测距传感器以所述轴承座为中心对称设置或错位设置
。6.
根据权利要求1所述的基于无人机的隧道变形程度检测系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兵，李欣，曾德力，
申请(专利权)人：四川高速公路建设开发集团有限公司，
类型：发明
国别省市：