【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于公路隧道地质雷达无损检测，尤其涉及一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、公路交通领域中，隧道在施工和运营过程中，受施工技术、地质条件、交通荷载等因素的影响在衬砌内部和衬砌背部容易产生空洞和脱空等病害，空洞的存在改变了衬砌与围岩的接触状态，极大影响衬砌安全状态。
3、目前，地质雷达和超声波计技术是探测公路隧道衬砌背后及内部缺陷的主要技术手段，但这两种技术都需要将检测装置紧贴衬砌表面，传统的方法是在低位置时由人工手持，在较高的位置采用升降平台，人站在升降平台托举装置进行检测。
4、这种方式虽然对检测装置比较友好，但受升降平台和人工体力的限制，无法长时间长距的工作，为了解决这个问题，相关人员采取曲臂结构进行托举检测装置，这样可以替代人工托举，这种方式因为自动化程度较高，受到了广泛的应用，但这种方式存在的主要问题是曲臂在升降高度小的情况下稳定性是可靠的，但随着隧道交通的发展，大量高度10米左右的隧道开始通车，因此在这种情况下曲臂结构自身和移动平台的晃动对曲臂顶部检测装置的检测效果产生了巨大的不利影响，现有的紧贴装置在移动过程中受衬砌表面平整度的影响危险性较大。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术的第一个方面提供一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其通过将折臂旋转实时转化为天线固定板的上下变形，
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，包括底板、天线固定板和多个折臂结构，所述折臂结构一端和底板铰接，另一端滚动托举衬砌，所述天线固定板上搭载天线；
4、每个折臂结构对应设置滑轮结构和牵引绳，所述牵引绳一端固定至天线固定板，另一端和滑轮结构滑动连接后固定至折臂结构；
5、当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定。
6、进一步地，所述底板和天线固定板之间设置弹簧减震杆，通过弹簧减震杆支撑天线固定板。
7、进一步地，所述折臂结构包括球形滚轮、臂杆、转环和铰支座，所述臂杆一端通过铰支座固定于底板，另一端安装球形滚轮滚动托举衬砌，臂杆之间设置转环，所述转环用于改变滑轮结构的滚动方向。
8、进一步地，所述装置还包括滑轮固定板和侧向挡板，所述滑轮固定板和侧向挡板垂直固定至底板，所述滑轮固定板上设置与折臂结构配合联动的滑轮结构。
9、进一步地，所述滑轮结构包括第一滑轮和第二滑轮，第一滑轮和第二滑轮均固定至滑轮固定板上，第一滑轮和第二滑轮错位设置，第一滑轮和第二滑轮处于同一垂直平面上，水平高度不同。
10、进一步地，当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定，具体包括：
11、若天线和衬砌距离变小，折臂结构的转动会带动牵引绳发生位移，在滑轮结构的作用下，牵引绳将天线固定板向下拉，增加天线与隧道衬砌的距离；
12、若天线和衬砌距离变大，折臂结构向内转动，而折臂结构的转动会导致牵引绳变松，对天线固定板的约束作用减小，导致天线固定板向上位移，减小天线与隧道衬砌的距离。
13、为了解决上述问题，本专利技术的第二个方面提供一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，其通过将折臂旋转实时转化为天线固定板的上下变形，可有效降低检测工程中机械臂晃动造成检测装置和衬砌表面无法维持稳定间距的问题，提高检测效率和质量。
14、一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，包括如下步骤：
15、根据装置的尺寸计算得到折臂结构在预设误差范围内的旋转角度区间，及天线与衬砌距离；
16、根据计算得到的折臂结构预设误差范围内的旋转角度区间，及天线与衬砌距离，固定转动区间，将天线安装至天线固定板上；
17、当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定。
18、进一步地，所述当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定，具体包括：
19、若天线和衬砌距离变小，折臂结构的转动会带动牵引绳发生位移，在滑轮结构的作用下，牵引绳将天线固定板向下拉，增加天线与隧道衬砌的距离；
20、若天线和衬砌距离变大，在弹簧的反作用力下，折臂结构向内转动，而折臂结构的转动会导致牵引绳变松，对天线固定板的约束作用减小，导致在弹簧减震杆的作用下向上位移，减小天线与隧道衬砌的距离。
21、进一步地，所述天线和衬砌距离的距离计算公式为：
22、δm＝δs-δl＝y/cosα’-y/cosα-h*tanα’+h*tanα，
23、δs＝s’-s＝y/cosα’-y/cosα，
24、s＝y/cosα，
25、s’＝y/cosα’，
26、δl＝l’-l＝h*tanα’-h*tanα，
27、其中，δl为天线固定板上下变形量，δs底板上下变形量的形变量，l’为折臂转动产生的横向位移，产生形变后的l为发生形变前的折臂转动产生的横向位移，h为第一滑轮与底板之间的距离，α为发生形变前的折臂竖向夹角，α’为产生形变后的折臂竖向夹角，y为折臂长度。
28、进一步地，所述预设误差包括发生形变前后的折臂竖向夹角误差及折臂角度变化过程中天线固定板上下变形量和折臂角度变化过程中底板上下变形量误差。
29、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
30、本专利技术的有益效果是：
31、1、本专利技术通过设置动态调整机构，当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定，这样就有效的将装置因晃动产生的位移进行有效的抵消，保证天线与衬砌之间距离的相对恒定。
32、2、本专利技术的自适应托举模块，通过滑轮与衬砌进行接触，减少直接摩擦产生的损坏；减震杆装置对天线搭载板进行支撑，并可以吸收由于机械臂上下晃动产生的冲击，大大提高机械臂在竖直方向对振动的接受程度。
33、3、本专利技术根据装置尺寸、运行速度和传感器监测参数提出了相应的计算方法，可以改变定滑轮位置的改变，结合计算公式进行灵活的使用。
34、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，包括底板、天线固定板和多个折臂结构，所述折臂结构一端和底板铰接，另一端滚动托举衬砌，所述天线固定板上搭载天线；
2.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述底板和天线固定板之间设置弹簧减震杆，通过弹簧减震杆支撑天线固定板。
3.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述折臂结构包括球形滚轮、臂杆、转环和铰支座，所述臂杆一端通过铰支座固定于底板，另一端安装球形滚轮滚动托举衬砌，臂杆之间设置转环，所述转环用于改变滑轮结构的滚动方向。
4.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述装置还包括滑轮固定板和侧向挡板，所述滑轮固定板和侧向挡板垂直固定至底板，所述滑轮固定板上设置与折臂结构配合联动的滑轮结构。
5.如权利要求4所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述滑轮结构包括第一滑轮和第二滑轮，第一滑轮和第二滑轮均固定至滑轮固定板上，第一滑轮和第二滑轮错位设置，第一滑轮和
6.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定，具体包括：
7.一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，其特征在于，所述当天线和衬砌距离发生变化时，折臂结构产生转动，与牵引绳和滑轮结构产生联动，转化为天线固定板的上下移动以实现天线与衬砌距离的动态恒定，具体包括：
9.如权利要求7所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，其特征在于，所述天线和衬砌距离的距离计算公式为：
10.如权利要求7所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举方法，其特征在于，所述预设误差包括发生形变前后的折臂竖向夹角误差及折臂角度变化过程中天线固定板上下变形量和折臂角度变化过程中底板上下变形量误差。
...【技术特征摘要】
1.一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，包括底板、天线固定板和多个折臂结构，所述折臂结构一端和底板铰接，另一端滚动托举衬砌，所述天线固定板上搭载天线；
2.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述底板和天线固定板之间设置弹簧减震杆，通过弹簧减震杆支撑天线固定板。
3.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述折臂结构包括球形滚轮、臂杆、转环和铰支座，所述臂杆一端通过铰支座固定于底板，另一端安装球形滚轮滚动托举衬砌，臂杆之间设置转环，所述转环用于改变滑轮结构的滚动方向。
4.如权利要求1所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述装置还包括滑轮固定板和侧向挡板，所述滑轮固定板和侧向挡板垂直固定至底板，所述滑轮固定板上设置与折臂结构配合联动的滑轮结构。
5.如权利要求4所述的一种贴壁间距动态恒定的地质雷达托举装置，其特征在于，所述滑轮结构包括第一滑轮和第二滑轮，第一滑轮和第二滑轮均固定至滑轮固定板上，第一滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕高航，刘健，韩勃，解全一，周立志，罗鑫昊，李霄汉，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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