一种适用于隧道检测用的姿态自适应超声波雷达小车的制作方法

1.本实用新型涉及一种适用于隧道检测用的姿态自适应超声波雷达小车，属于隧道检测设备技术领域。


背景技术：

2.目前用于路面、隧道等领域内部空洞缺陷的探测仪器基本上都采用超声波雷达，分为接触式和非接触式两种。其中非接触式超声波雷达主要安装在移动设备上，检测速度快，但检测深度和精度低，主要用于路面空洞的检测。隧道检测基本上采用接触式超声波雷达，可以检测到隧道壁内微小的空洞、裂隙、积水、渗水等缺陷。由于隧道壁结构复杂，检测时需要一定的力作用在接触式超声波雷达上，并保持与隧道壁适合的间隙，目前的作业方式几乎都是采用登高车或脚手架等设施，由作业人员手持超声波雷达分区块检测并标记，检测效率低下，劳动强度大，已经远远不能满足国内隧道检测的需要。此外人工作业随机性大，导致检测结果误差很大，给隧道留下安全隐患。
3.现在迫切需要一种能适应在移动车辆上的超声波雷达承载小车，实现隧道的自动化快速检测。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种适用于隧道检测用的姿态自适应超声波雷达小车，在隧道壁有较小的凹凸不平时，可以自动调整小车与隧道壁的贴合姿态，当凹凸不平较大或有大的障碍物时，给出指令，由其它伸缩机构将小车脱离隧道壁，待小车越过障碍物后再与隧道壁贴合继续检测，解决背景技术存在的上述问题。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种适用于隧道检测用的姿态自适应超声波雷达小车，包含行走轮、小车车体、超声波雷达、关节轴承座、拉簧、拉簧座、拉簧固定板、伸缩杆、气弹簧、伸缩套筒和避障雷达；所述小车车体上设有超声波雷达和行走轮，小车车体的前端设有避障雷达，小车车体底部通过关节轴承与伸缩杆端部铰接，伸缩杆上部设有拉簧固定板，小车车体底部和拉簧固定板上端面之间设有多个拉簧，多个拉簧分为两组，两组拉簧分别位于伸缩杆的前后两侧，拉簧一端连接在小车车体底部的拉簧座上，拉簧另一端连接拉簧固定板上端面的拉簧座上，伸缩杆下部套设有伸缩套筒，伸缩杆与伸缩套筒可自由滑动伸缩，伸缩杆与伸缩套筒的前后两侧均设有一根气弹簧，气弹簧的下端固定在伸缩套筒的筒壁上，气弹簧的上端固定在拉簧固定板底部。
7.所述小车车体的顶部设有摩擦板。
8.所述小车车体底部为矩形，拉簧固定板为矩形板，拉簧为四根，四根拉簧分别位于小车车体底部四个角和拉簧固定板的四个角之间。
9.所述小车车体左右两侧面上均设有前后设置的两个行走轮。
10.所述小车车体的底部中间位置上设有关节轴承座，伸缩杆上端通过关节轴承销轴
铰接在关节轴承座上。
11.所述伸缩杆与拉簧固定板之间设有加强筋。
12.本实用新型可安装在移动车辆上，当小车车体遇到隧道壁有较小的凹凸不平时，小车车体与拉簧固定板之间的拉簧随之压缩或拉伸，小车车体随之倾斜，可以自动调整小车与隧道壁的贴合姿态。避障雷达检测到体积较大的障碍时，伸缩杆缩回，小车车体随之收回，直至越过障碍物，伸缩杆伸出，小车车体伸出，行走轮再次行走在隧道壁上。
13.所述超声波雷达、避障雷达和气弹簧等均为本领域公知公用的设备。
14.本实用新型的积极效果：在隧道壁有较小的凹凸不平时，可以自动调整小车与隧道壁的贴合姿态，当凹凸不平较大或有大的障碍物时，伸缩杆收缩，行走轮脱离隧道壁，待小车越过障碍物后再与隧道壁贴合继续检测；本实用新型可实现将接触式超声波雷达安装在移动车辆上，代替人工作业，稳定高效地对隧道壁、路面和建筑物的空洞、裂隙、积水、渗水等进行检测。
附图说明
15.图1为本实用新型侧视结构示意图；
16.图2为本实用新型前视结构示意图；
17.图3为本实用新型俯视结构示意图；
18.图4为本实用新型小车车体向前倾斜状态侧视图（a为向前倾斜角度）；
19.图5为本实用新型小车车体平衡状态侧视图；
20.图6为本实用新型小车车体向后倾斜状态侧视图（b为向后倾斜角度）；
21.图7为本实用新型小车车体向右倾斜状态前视图（c为向右倾斜角度）；
22.图8为本实用新型小车车体平衡状态前视图；
23.图9为本实用新型小车车体向左倾斜状态前视图（d为向左倾斜角度）；
24.图10为本实用新型伸缩杆伸出状态侧视图；
25.图11为本实用新型伸缩杆缩回状态侧视图；
26.图中：行走轮1、小车车体2、超声波雷达3、关节轴承座4、关节轴承销轴5、拉簧6、拉簧座7、拉簧固定板8、伸缩杆9、气弹簧10、伸缩套筒11、摩擦板12、避障雷达13、加强筋14。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：
28.一种适用于隧道检测用的姿态自适应超声波雷达小车，包含行走轮1、小车车体2、超声波雷达3、关节轴承座4、拉簧6、拉簧座7、拉簧固定板8、伸缩杆9、气弹簧10、伸缩套筒11和避障雷达13；所述小车车体2上设有超声波雷达3和行走轮1，小车车体2的前端设有避障雷达13，小车车体2底部通过关节轴承4与伸缩杆9端部铰接，伸缩杆9上部设有拉簧固定板8，小车车体2底部和拉簧固定板8上端面之间设有多个拉簧6，多个拉簧6分为两组，两组拉簧6分别位于伸缩杆9的前后两侧，拉簧6一端连接在小车车体2底部的拉簧座7上，拉簧6另一端连接拉簧固定板8上端面的拉簧座7上，伸缩杆9下部套设有伸缩套筒11，伸缩杆9与伸缩套筒11可自由滑动伸缩，伸缩杆9与伸缩套筒11的前后两侧均设有一根气弹簧10，气弹簧10的下端固定在伸缩套筒11的筒壁上，气弹簧10的上端固定在拉簧固定板8底部。
29.所述小车车体2的顶部设有摩擦板12。
30.所述小车车体2底部为矩形，拉簧固定板8为矩形板，拉簧6为四根，四根拉簧6分别位于小车车体2底部四个角和拉簧固定板8的四个角之间。
31.所述小车车体2左右两侧面上均设有前后设置的两个行走轮1。
32.所述小车车体2的底部中间位置上设有关节轴承座4，伸缩杆9上端通过关节轴承销轴5铰接在关节轴承座4上。
33.所述伸缩杆9与拉簧固定板8之间设有加强筋14。
34.结合附图，本实施例：按小车的通过能力在小车的前方一定高度上安装避障雷达。
35.小车车体2上安装四个行走轮1，在小车车体2内部安装超声波雷达3，小车车体2上端面安装摩擦板12，行走轮1及配套的轮轴、轴承、小车车体2、摩擦板12都由尼龙板或聚氨酯等非金属材料制成，以免对超声波雷达3的信号产生干扰。
36.行走轮1的上缘与摩擦板12上面高度差为超声波雷达3最佳的检测间距。
37.关节轴承座4安装在小车车体2的重心位置，四根拉力相等的拉簧6可将小车稳定在中间位置。
38.两根气弹簧10设定的预紧力可通过拉簧固定板8和伸缩杆9将四个行走轮1紧密贴合在待检测的隧道壁上。
39.工作过程：
40.本实用新型固定在承载车上，由于车辆行驶方向的不稳定性和路面及隧道壁的不平，小车车体2的姿态随时都在变化。当4个行走轮1处于凹凸不平面时，小车车体2可在前后左右等全方位倾斜，此时4个行走轮1在4根拉簧6的作用下仍然与隧道壁紧密贴合，保证超声波雷达3检测的间距要求。在设定的通过能力内，主要由4根拉簧6自动调整小车车体2的姿态，持续高效的进行检测作业。
41.当承载车与待检测的隧道壁距离发生变化时，伸缩杆9与伸缩套筒11发生相对滑动，同时，在2根气弹簧10的作用下，4个行走轮1还可以紧密贴合在待检测的隧道壁上正常检测作业。
42.当隧道壁上出现的障碍物大于设定的高度时，避障雷达13发出信号，及时控制伸缩杆缩回，小车车体随之收回，避免发生碰撞事故，损坏超声波雷达和其它设备的损坏。待小车车体2越过障碍物后，伸缩杆伸出至4个行走轮1与待检测的隧道壁紧密贴合，继续正常检测作业。
43.本实用新型还可应用于路面、建筑物等空洞、裂缝、积水、渗水等快速检测，可实现的经济效益和社会效益非常巨大。