【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道工程，具体是指一种隧道变形检测装置。
技术介绍
1、城市地铁交通作为一种高效、快捷的交通工具，在现代城市中得到了广泛的应用和发展。盾构机作为一种主要的隧道开挖工具，在地铁隧道的建设中起着至关重要的作用。然而由于地质条件、施工工艺等因素的影响，地铁隧道在开挖过程中往往会发生一定的变形，这给地铁隧道的安全运营带来了潜在的风险和隐患。隧道变形不仅可能导致结构的破坏和功能的丧失，还可能对列车运行、乘客安全以及周边地下管线和建筑物的稳定性造成严重的影响。因此对地铁隧道变形进行及时、准确的检测对于确保地铁隧道的安全运营和周边环境的稳定具有重要意义，然而目前的隧道变形检测技术存在诸多缺陷。
2、传统的人工操作全站仪测量方式需要耗费大量的人力和时间，对工作人员的要求较高，容易造成人为误差；在复杂的地下环境中，人工测量的精度难以保证，往往无法满足地铁隧道变形检测的要求；同时工作人员需要长时间进入隧道内部进行测量，面临着高风险的工作环境。
3、将多个带有测距传感器的装置布设到隧道壁上，通过数学模型来进行变形检测，这种方法存在一定的缺陷：首先装置布设到隧道壁上必然会受到隧道变形的影响，导致装置位移，从而影响变形检测的精度；其次该方法对于隧道壁的表面不平整情况较为敏感，容易受到外界因素的干扰，进而影响变形检测的准确性。
4、激光三维断面扫描装置通常需要在行进过程中对整个隧道进行扫描，然后进行后期数据成像对比处理，但这种方法存在一些不足：后期数据对比处理需要耗费大量时间和人力资源，增加了检测工作的时间
5、综上所述，现有的检测装置在隧道结构变形方面存在诸多技术缺陷，因此亟需专利技术一种隧道变形检测装置以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述情况，本专利技术提供一种隧道变形检测装置，该装置不受隧道变形的影响，对隧道壁表面的不平整情况也具有较高的容忍度，无需后期数据处理，可现场分析隧道的变形情况来及时解决问题，实现了快速、准确、省力、安全、低成本的隧道变形检测。
2、本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提出一种隧道变形检测装置，包括底座，所述底座的两端下方均设有轨轮，所述轨轮在地铁轨道上运行，所述底座的两端外侧均固定设有固定架，所述固定架的一端固定设有环状滑轨，所述环状滑轨与隧道的弧形壁同心设置，所述环状滑轨上滑动设有滑动机构，所述滑动机构上设有滚动测距机构，所述滚动测距机构的上端紧贴隧道的弧形壁运行，所述滑动机构上在位于滚动测距机构的一侧设有激光打印机构。
3、进一步地，所述滑动机构包括滑动壳，所述滑动壳包裹在环状滑轨的外侧，所述滑动壳的上下两壁均与环状滑轨同心设置，所述滑动壳的上壁两端对称转动设有第一滑轮，所述第一滑轮与下方的环状滑轨紧贴，所述滑动壳的下壁中部转动设有第二滑轮，所述第二滑轮与上方的环状滑轨紧贴，使得第一滑轮与第二滑轮均与环状滑轨只发生静摩擦，所述滑动壳的一个侧壁外侧固定设有电机台，所述电机台的输出端贯穿滑动壳的侧壁后与第二滑轮同轴固定连接，带动第二滑轮在环状滑轨上运动。
4、进一步地，所述滚动测距机构包括两个对称的固定块，所述固定块固定设于滑动壳的上壁中部，所述固定块的竖向轴指向环状滑轨的轴心，所述固定块上贯穿设有滑槽，所述固定块在滑槽的上端固定设有受拉弹簧，两个固定块的内侧均紧贴设有竖向滑块，所述竖向滑块的下端固定设有第一凸楞，所述第一凸楞在滑槽内紧贴滑动，使得竖向滑块始终朝环状滑轨的轴心发生往复运动，两个竖向滑块之间转动设有第一辊轴，所述第一辊轴的两端贯穿竖向滑块和滑槽后与受拉弹簧的一端固定连接，所述第一辊轴的中部贯穿滑动设有激光发射器，所述激光发射器的输出端的两侧均固定设有第二凸楞，所述第二凸楞的一端与固定块的中部转动连接，使得激光发射器沿第二凸楞的轴心发生转动，两个竖向滑块的上端之间转动设有滚轮，所述滚轮与上方的隧道壁紧贴。
5、进一步地，所述激光打印机构包括第一固定杆和第二固定杆，所述第一固定杆的一端固定设于固定块的侧壁，所述第二固定杆的一端固定设于滑动壳的侧壁，所述第一固定杆的中部下方转动设有第二辊轴，所述第二固定杆的另一端上方转动设有纸卷壳，所述纸卷壳和第二辊轴的旋转轴均与固定块的竖向轴平行，所述第二辊轴的下端同轴固定设有水平锥齿，所述水平锥齿的下方垂直啮合连接有竖直锥齿，所述竖直锥齿与其中一个第一滑轮同轴固定连接，所述第二辊轴的侧表面在上下两端均固定阵列设有轮齿，所述第一固定杆的另一端的下方固定设有引导杆，所述引导杆上贯穿开设有夹缝，所述纸卷壳内放置有打印纸，所述激光发射器发射的激光可以在打印纸上形成印记，所述打印纸的上下两端贯穿阵列设有齿孔，所述打印纸通过齿孔与轮齿嵌合后紧贴第二辊轴的侧表面进入到夹缝中，使得打印纸与第二辊轴表面分离。
6、进一步地，所述第一滑轮与第二辊轴的直径相同，所述水平锥齿与竖直锥齿的传动比为一比一，使得第一滑轮表面转动的距离等于第二辊轴表面转动的距离。
7、进一步地，所述受拉弹簧在伸缩过程中始终处于受拉状态，使得滚轮始终紧贴隧道壁。
8、进一步地，所述滚轮运动到无变形的隧道壁处时激光发射器发出的激光垂直于打印纸表面。
9、进一步地，所述环状滑轨的侧壁上缘标有连续的刻度，刻度值为第一滑轮从环状滑轨的一端开始沿环状滑轨上壁表面行进的长度。
10、进一步地，所述打印纸采用半透明材料制成，使得两个打印纸可以叠加查看，所述打印纸的中部标有连续的长度值刻度。
11、采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：
12、（1）将检测装置放置于地铁轨道上并使得环状滑轨与隧道弧形壁同心设置后，将滑动机构滑至环状滑轨的一端，受拉弹簧处于受拉状态带动第一辊轴进而带动竖向滑块进而带动滚轮紧贴隧道壁，将纸卷壳放入第二固定杆上，将打印纸拉出后通过齿孔和轮齿紧贴第二辊轴的表面后再伸入夹缝中，打开激光发射器，启动电机台带动第二滑轮紧贴环状滑轨的下壁向另一端运动，进而带动滑动机构在环状滑轨上运动，由于第二辊轴和第一滑轮的半径相等，因此第一滑轮在环状滑轨上行进的距离等于第二辊轴表面转动的距离进而等于打印纸被拉出的距离，因此滑动机构前进到任意位置时打印纸上与激光处于同一竖直位置的刻度值等于环状滑轨上的刻度值，当滚轮运行到下沉的位置时，滚轮带动第一辊轴进而带动激光发射器的尾端沿第二凸楞的轴心向下转动，此时另一端的激光射线将在打印纸刻度的上方打印，当滚轮位于凹陷的位置时，受到受拉弹簧的拉力后激光射线将在打印纸刻度的下方打印，因此在打印纸上形成连续的波形图，用来显示隧道壁的变形情况，因此将滑动机构从环状滑轨的一端运行到另一端时，就能完整的检测出该断面的隧道壁的变形情况，过程快速、原理准确、并且大大减少了时间及人力，从而检测过程更加安全；
13、（2）根据杠杆原理，隧道壁沿其圆心方向发生的变形长度将在打印纸上放本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧道变形检测装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的两端下方均设有轨轮（2），所述轨轮（2）在地铁轨道上运行，所述底座（1）的两端外侧均固定设有固定架（3），所述固定架（3）的一端固定设有环状滑轨（4），所述环状滑轨（4）与隧道的弧形壁同心设置，所述环状滑轨（4）上滑动设有滑动机构（5），所述滑动机构（5）上设有滚动测距机构（6），所述滚动测距机构（6）的上端紧贴隧道的弧形壁运行，所述滑动机构（5）上在位于滚动测距机构（6）的一侧设有激光打印机构（7）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滑动机构（5）包括滑动壳（51），所述滑动壳（51）包裹在环状滑轨（4）的外侧，所述滑动壳（51）的上下两壁均与环状滑轨（4）同心设置，所述滑动壳（51）的上壁两端对称转动设有第一滑轮（52），所述第一滑轮（52）与下方的环状滑轨（4）紧贴，所述滑动壳（51）的下壁中部转动设有第二滑轮（53），所述第二滑轮（53）与上方的环状滑轨（4）紧贴，所述滑动壳（51）的一个侧壁外侧固定设有电机台（54），所述电机台（54）的输出端贯穿滑动壳（51
3.根据权利要求2所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滚动测距机构（6）包括两个对称的固定块（61），所述固定块（61）固定设于滑动壳（51）的上壁中部，所述固定块（61）的竖向轴指向环状滑轨（4）的轴心，所述固定块（61）上贯穿设有滑槽（611），所述固定块（61）在滑槽（611）的上端固定设有受拉弹簧（612），两个固定块（61）的内侧均紧贴设有竖向滑块（62），所述竖向滑块（62）的下端固定设有第一凸楞（621），所述第一凸楞（621）在滑槽（611）内紧贴滑动，两个竖向滑块（62）之间转动设有第一辊轴（63），所述第一辊轴（63）的两端贯穿竖向滑块（62）和滑槽（611）后与受拉弹簧（612）的一端固定连接，所述第一辊轴（63）的中部贯穿滑动设有激光发射器（64），所述激光发射器（64）的输出端的两侧均固定设有第二凸楞（641），所述第二凸楞（641）的一端与固定块（61）的中部转动连接，两个竖向滑块（62）的上端之间转动设有滚轮（65），所述滚轮（65）与上方的隧道壁紧贴。
4.根据权利要求3所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述激光打印机构（7）包括第一固定杆（73）和第二固定杆（75），所述第一固定杆（73）的一端固定设于固定块（61）的侧壁，所述第二固定杆（75）的一端固定设于滑动壳（51）的侧壁，所述第一固定杆（73）的中部下方转动设有第二辊轴（721），所述第二固定杆（75）的另一端上方转动设有纸卷壳（74），所述纸卷壳（74）和第二辊轴（721）的旋转轴均与固定块（61）的竖向轴平行，所述第二辊轴（721）的下端同轴固定设有水平锥齿（72），所述水平锥齿（72）的下方垂直啮合连接有竖直锥齿（71），所述竖直锥齿（71）与其中一个第一滑轮（52）同轴固定连接，所述第二辊轴（721）的侧表面在上下两端均固定阵列设有轮齿（722），所述第一固定杆（73）的另一端的下方固定设有引导杆（731），所述引导杆（731）上贯穿开设有夹缝（732），所述纸卷壳（74）内放置有打印纸（76），所述打印纸（76）的上下两端贯穿阵列设有齿孔（761），所述打印纸（76）通过齿孔（761）与轮齿（722）嵌合后紧贴第二辊轴（721）的侧表面进入到夹缝（732）中。
5.根据权利要求4所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述第一滑轮（52）与第二辊轴（721）的直径相同，所述水平锥齿（72）与竖直锥齿（71）的传动比为一比一。
6.根据权利要求5所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述受拉弹簧（612）在伸缩过程中始终处于受拉状态。
7.根据权利要求6所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滚轮（65）运动到无变形的隧道壁处时激光发射器（64）发出的激光垂直于打印纸（76）表面。
8.根据权利要求7所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述环状滑轨（4）的侧壁上缘标有连续的刻度，刻度值为第一滑轮（52）从环状滑轨（4）的一端开始沿环状滑轨（4）上壁表面行进的长度。
9.根据权利要求8所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述打印纸（76）采用半透明材料制成，所述打印纸（76）的中部标有连续的长度值刻度。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道变形检测装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的两端下方均设有轨轮（2），所述轨轮（2）在地铁轨道上运行，所述底座（1）的两端外侧均固定设有固定架（3），所述固定架（3）的一端固定设有环状滑轨（4），所述环状滑轨（4）与隧道的弧形壁同心设置，所述环状滑轨（4）上滑动设有滑动机构（5），所述滑动机构（5）上设有滚动测距机构（6），所述滚动测距机构（6）的上端紧贴隧道的弧形壁运行，所述滑动机构（5）上在位于滚动测距机构（6）的一侧设有激光打印机构（7）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滑动机构（5）包括滑动壳（51），所述滑动壳（51）包裹在环状滑轨（4）的外侧，所述滑动壳（51）的上下两壁均与环状滑轨（4）同心设置，所述滑动壳（51）的上壁两端对称转动设有第一滑轮（52），所述第一滑轮（52）与下方的环状滑轨（4）紧贴，所述滑动壳（51）的下壁中部转动设有第二滑轮（53），所述第二滑轮（53）与上方的环状滑轨（4）紧贴，所述滑动壳（51）的一个侧壁外侧固定设有电机台（54），所述电机台（54）的输出端贯穿滑动壳（51）的侧壁后与第二滑轮（53）同轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种隧道变形检测装置，其特征在于：所述滚动测距机构（6）包括两个对称的固定块（61），所述固定块（61）固定设于滑动壳（51）的上壁中部，所述固定块（61）的竖向轴指向环状滑轨（4）的轴心，所述固定块（61）上贯穿设有滑槽（611），所述固定块（61）在滑槽（611）的上端固定设有受拉弹簧（612），两个固定块（61）的内侧均紧贴设有竖向滑块（62），所述竖向滑块（62）的下端固定设有第一凸楞（621），所述第一凸楞（621）在滑槽（611）内紧贴滑动，两个竖向滑块（62）之间转动设有第一辊轴（63），所述第一辊轴（63）的两端贯穿竖向滑块（62）和滑槽（611）后与受拉弹簧（612）的一端固定连接，所述第一辊轴（63）的中部贯穿滑动设有激光发射器（64），所述激光发射器（64）的输出端的两侧均固定设有第二凸楞（641），所述第二凸楞（641）的一端与固定块（61）的中部转动连接，两个竖向滑块（62）的上端之间转动...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮旭，赵建强，
申请(专利权)人：乐山市通达交通勘察设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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