一种隧道壁后雷达检测车的制作方法

1.本发明涉及隧道壁后检测技术领域，特别是涉及一种隧道壁后雷达检测车。


背景技术：

2.目前，隧道壁后雷达检测普遍采用人力撑杆或现场搭设架子车的方式进行洞内检测。但现场检测需要较多作业人员，存在采集数据不稳定、检测精度低、安全性差等诸多问题。
3.如申请公布号为cn111025418a、申请公布日为2020.04.17的中国发明专利申请公开了一种轨道交通隧道地质雷达移动智能检测设备及作业方法，具体公开了检测设备包括工程车、控制台、若干旋转伸缩装置、可伸缩滑道装置、雷达天线检测装置及激光检测装置；控制台控制旋转伸缩装置的工作状态，每个旋转伸缩装置的末端利用可伸缩滑道装置安装雷达天线检测装置，在控制台的控制下旋转伸缩装置进行旋转将安装在可伸缩滑道装置的雷达天线检测装置工作角度及工作位姿进行调节，保持检测所要求的雷达天线与隧道衬砌壁之间的规定距离；每个旋转伸缩装置上还安装有激光检测装置。
4.现有技术中的轨道交通隧道地质雷达移动智能检测设备利用工程车上设置的激光检测装置，可检测隧道内壁是否有障碍物，并控制雷达检测装置进行规避障碍。
5.但是，在隧道中行进检测时，要求雷达天线与隧道壁之间保持合适距离，现有装置无法确保雷达检测装置在避障后自行恢复检测位置；并且，雷达检测装置避障时可能影响整车的平衡性，无法兼顾检测的准确性和车辆行进的平稳性。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种隧道壁后雷达检测车，以解决现有装置无法确保雷达检测装置在避障后自行恢复检测位置，且雷达检测装置避障时可能影响整车的平衡性，无法兼顾检测准确性和车辆行进平稳性的问题。
7.本发明的隧道壁后雷达检测车的技术方案为：
8.隧道壁后雷达检测车包括移动车体、主基座、主控制器、第一伸缩杆和第二伸缩杆，所述主基座和所述主控制器设置于所述移动车体上，所述第一伸缩杆、所述第二伸缩杆分别铰接安装于所述主基座上；
9.所述主基座上安装有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置的旋转轴线沿所述移动车体的前后方向设置，所述第一伸缩杆与所述旋转驱动装置的一端相连，以在所述主基座的一侧形成第一扇形检测区，所述第二伸缩杆与所述旋转驱动装置的另一端连接，以在所述主基座的另一侧形成第二扇形检测区；
10.所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆分别设置有伸缩驱动器，且所述第一伸缩杆的端部、所述第二伸缩杆的端部分别设有地质雷达组件，所述地质雷达组件包括地质雷达天线和距离检测元件；
11.所述主控制器分别与所述距离检测元件、所述伸缩驱动器电连接，所述距离检测
元件用于检测所述地质雷达天线与隧道壁之间的距离，所述主控制器用于接收距离信号并控制所述伸缩驱动器工作，以使所述地质雷达天线与隧道壁保持设定距离范围；
12.所述移动车体上安装有驱动电机和驱动轮组，所述驱动电机与所述驱动轮组传动连接，所述移动车体还设置有悬伸结构，所述悬伸结构的端部转动安装有辅助轮组，所述辅助轮组分布于所述驱动轮组的外侧。
13.进一步的，所述地质雷达天线与隧道壁之间的设定距离范围为10mm至30mm，当所述距离检测元件检测到的实际距离小于10mm时，所述主控制器控制所述伸缩驱动器缩短杆体；当所述距离检测元件检测到的实际距离大于30mm时，所述主控制器控制所述伸缩驱动器伸长杆体。
14.进一步的，所述移动车体上还安装有同步轮、计程器元件和雷达主机，所述同步轮与所述驱动轮组或所述辅助轮组摩擦滚动配合，所述计程器元件、所述雷达主机分别与所述主控制器电连接；
15.所述计程器元件用于检测所述同步轮的滚动行程，并将检测到的行程信号发送至所述主控制器；所述主控制器用于接收行程信号并将行程数据存储于所述雷达主机中；
16.所述地质雷达天线与所述主控制器电连接，所述地质雷达天线用于检测隧道壁后的地质情况，并将检测到的地质信号发送至所述主控制器；
17.所述主控制器用于接收地质信号并将地质数据存储于所述雷达主机中，且所述地质雷达天线检测到的地质数据与所述计程器元件检测到的行程数据相对应，以在数据处理时确定缺陷位置。
18.进一步的，所述移动车体的轮廓形状为矩形，所述悬伸结构包括四个悬伸臂，四个悬伸臂分别固定连接于所述移动车体的宽边端部，所述移动车体与四个所述悬伸臂构成工字型车体结构。
19.进一步的，所述主基座在所述移动车体的前后方向上的投影轮廓为等腰梯形，所述主基座的上侧面对应等腰梯形的上底边，所述主基座的下侧面对应等腰梯形的下底边；
20.所述旋转驱动装置安装于所述主基座的上部，所述主基座的内部还设有第一电源，所述第一电源分别与所述旋转驱动装置、所述伸缩驱动器电连接。
21.进一步的，所述旋转驱动装置的一端止转安装有第一连接座，所述第一连接座包括定位板和卡箍件，所述定位板的板面垂直于所述旋转驱动装置的旋转轴线设置，所述卡箍件与所述定位板可拆连接，以紧固装配所述第一伸缩杆；
22.所述旋转驱动装置的另一端止转安装有第二连接座，所述第二连接座与所述第一连接座的结构相同，以紧固装配所述第二伸缩杆。
23.进一步的，所述定位板的外侧还固定连接有挡止板，所述定位板位于所述挡止板的一侧开设有定位孔，所述主基座的一侧设置多个调节孔，多个所述调节孔沿圆弧线方向间隔分布，所述定位孔与所述调节孔之间可拆连接有紧固螺栓。
24.进一步的，所述第一伸缩杆的端部铰接连接有第一安装座，所述第一安装座的铰接轴线沿所述移动车体的前后方向延伸设置，所述地质雷达组件安装于所述第一安装座上，且所述地质雷达天线的探测方向和所述距离检测元件的检测方向背向于所述第一伸缩杆的端部设置。
25.进一步的，所述第一伸缩杆的端部固定有第一支座，所述第一支座与所述第一安
装座之间连接有铰接轴，所述第一支座设有对标孔和锁定孔，所述第一安装座设有多个标定线和多个限位孔；
26.多个所述标定线沿圆弧线方向间隔分布，以在所述对标孔与所述标定线对准时，显示所述第一安装座的旋转角度；多个所述限位孔沿圆弧线方向间隔分布，所述锁定孔与对应的所述限位孔之间连接有锁定螺栓。
27.进一步的，所述移动车体上安装有主电机、控制面板和第二电源，所述主控制器分别与所述主电机、所述控制面板、所述第二电源电连接，所述主控制器用于接收所述控制面板的设定信号，并根据设定信号控制所述主电机的启停和功率。
28.有益效果：该隧道壁后雷达检测车采用了移动车体、主基座、主控制器、第一伸缩杆和第二伸缩杆的设计形式，移动车体作为移动搭载平台，主基座和主控制器均设于移动车体上，第一伸缩杆和第二伸缩杆通过旋转驱动装置分别铰接于主基座上，其旋转轴线沿移动车体的前后方向延伸，第一伸缩杆位于主基座的一侧形成第一扇形检测区，第二伸缩杆位于主基座的另一侧形成第二扇形检测区，利用伸缩杆端部的地质雷达天线来检测隧道壁后的注浆密实度，移动车体在隧道中行进实现了连续检测作业的目的。
29.其中，两个伸缩杆分别设有伸缩驱动器，且伸缩杆的端部还设有距离检测元件，主控制器分别与距离检测元件、伸缩驱动器电连接，距离检测元件实时检测地质雷达天线与隧道壁之间的距离，主控制器接收距离信号并根据实际距离控制伸缩驱动器工作。根据动态距离来调整两个伸缩杆的长度尺寸，使地质雷达天线与隧道壁保持设定距离范围，既能够实现自动避障动作，又确保雷达检测距离维持设定距离范围内；而且，两个伸缩杆发生伸缩动作，不会改变在隧道壁周向方向上的检测位置，提高了隧道壁后的检测精度和可靠性。
30.移动车体上安装有驱动电机和驱动轮组，驱动电机与驱动轮组传动连接，保证移动车体能够自主地沿隧道方向持续行进；移动车体还设置有悬伸结构，悬伸结构的端部转动安装有辅助轮组，辅助轮组分布于驱动轮组的外侧，利用辅助轮组扩展了移动车体的支撑面，辅助轮组能够平衡伸缩杆和地质雷达组件所产生的力矩，提高了整车行进检测时的平衡性，实现了检测准确性和车辆行进平稳性的目的。
附图说明
31.图1为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中隧道壁后雷达检测车的主视示意图；
32.图2为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中隧道壁后雷达检测车的侧视示意图；
33.图3为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中隧道壁后雷达检测车的俯视示意图；
34.图4为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中雷达检测车(在隧道内处于工作前)的结构示意图；
35.图5为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中雷达检测车(在隧道内处于检测状态一时)的结构示意图；
36.图6为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中雷达检测车(在隧道内处于检测状态二时)的结构示意图；
37.图7为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中第一连接座的装配示意图；
38.图8为本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例中地质雷达组件的装配示意图。
39.图中：1－移动车体、10－悬伸臂、11－驱动轮组、12－辅助轮组、13－控制面板、14－同步轮、15－雷达主机；
40.2－主基座、20－旋转驱动装置、21－第一连接座、22－定位板、23－卡箍件、24－挡止板、25－定位孔、26－调节孔；
41.3－第一伸缩杆、31－第一支座、32－对标孔、33－锁定孔、4－第二伸缩杆；
42.5－地质雷达组件、50－地质雷达天线、51－距离检测元件、52－第一安装座、53－标定线、54－限位孔。
具体实施方式
43.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
44.本发明的隧道壁后雷达检测车的具体实施例1，如图1至图8所示，隧道壁后雷达检测车包括移动车体1、主基座2、主控制器、第一伸缩杆3和第二伸缩杆4，主基座2和主控制器设置于移动车体1上，第一伸缩杆3、第二伸缩杆4分别铰接安装于主基座2上；主基座2上安装有旋转驱动装置20，旋转驱动装置20的旋转轴线沿移动车体1的前后方向设置，第一伸缩杆3与旋转驱动装置20的一端相连，以在主基座2的一侧形成第一扇形检测区，第二伸缩杆4与旋转驱动装置20的另一端连接，以在主基座2的另一侧形成第二扇形检测区。
45.第一伸缩杆3和第二伸缩杆4分别设置有伸缩驱动器，且第一伸缩杆3的端部、第二伸缩杆4的端部分别设有地质雷达组件5，地质雷达组件5包括地质雷达天线50和距离检测元件51；主控制器分别与距离检测元件51、伸缩驱动器电连接，距离检测元件51用于检测地质雷达天线50与隧道壁之间的距离，主控制器用于接收距离信号并控制伸缩驱动器工作，以使地质雷达天线50与隧道壁保持设定距离范围；移动车体1上安装有驱动电机和驱动轮组11，驱动电机与驱动轮组11传动连接，移动车体1还设置有悬伸结构，悬伸结构的端部转动安装有辅助轮组12，辅助轮组12分布于驱动轮组11的外侧。
46.该隧道壁后雷达检测车采用了移动车体1、主基座2、主控制器、第一伸缩杆3和第二伸缩杆4的设计形式，移动车体1作为移动搭载平台，主基座2和主控制器均设于移动车体1上，第一伸缩杆3和第二伸缩杆4通过旋转驱动装置20分别铰接于主基座2上，其旋转轴线沿移动车体1的前后方向延伸，第一伸缩杆3位于主基座2的一侧形成第一扇形检测区，第二伸缩杆4位于主基座2的另一侧形成第二扇形检测区，利用伸缩杆端部的地质雷达天线50来检测隧道壁后的注浆密实度，移动车体1在隧道中行进实现了连续检测作业的目的。
47.其中，两个伸缩杆分别设有伸缩驱动器，且伸缩杆的端部还设有距离检测元件51，主控制器分别与距离检测元件51、伸缩驱动器电连接，距离检测元件51实时检测地质雷达天线50与隧道壁之间的距离，主控制器接收距离信号并根据实际距离控制伸缩驱动器工作。根据动态距离来调整两个伸缩杆的长度尺寸，使地质雷达天线50与隧道壁保持设定距离范围，既能够实现自动避障动作，又确保雷达检测距离维持设定距离范围内；而且，两个伸缩杆发生伸缩动作，不会改变在隧道壁周向方向上的检测位置，提高了隧道壁后的检测
精度和可靠性。
48.移动车体1上安装有驱动电机和驱动轮组11，驱动电机与驱动轮组11传动连接，保证移动车体1能够自主地沿隧道方向持续行进；移动车体1还设置有悬伸结构，悬伸结构的端部转动安装有辅助轮组12，辅助轮组12分布于驱动轮组11的外侧，利用辅助轮组12扩展了移动车体1的支撑面，辅助轮组12能够平衡伸缩杆和地质雷达组件5所产生的力矩，提高了整车行进检测时的平衡性，实现了检测准确性和车辆行进平稳性的目的。
49.在本实施例中，地质雷达天线50与隧道壁之间的设定距离范围为10mm至30mm，当距离检测元件51检测到的实际距离小于10mm时，主控制器控制伸缩驱动器缩短杆体；当距离检测元件51检测到的实际距离大于30mm时，主控制器控制伸缩驱动器伸长杆体，确保地质雷达天线50与隧道壁之间的距离始终维持在10mm至30mm的设定距离范围内，提高了地质雷达天线50的检测准确性。
50.作为进一步的优选方案，移动车体1上还安装有同步轮14、计程器元件和雷达主机15，同步轮14与辅助轮组12摩擦滚动配合，计程器元件、雷达主机15分别与主控制器电连接；计程器元件用于检测同步轮14的滚动行程，并将检测到的行程信号发送至主控制器；主控制器用于接收行程信号并将行程数据存储于雷达主机15中；地质雷达天线50与主控制器电连接，地质雷达天线50用于检测隧道壁后的地质情况，并将检测到的地质信号发送至主控制器；主控制器用于接收地质信号并将地质数据存储于雷达主机15中，且地质雷达天线50检测到的地质数据与计程器元件检测到的行程数据相对应，以在数据处理时确定缺陷位置。
51.移动车体1的轮廓形状为矩形，悬伸结构包括四个悬伸臂10，如图3所示，四个悬伸臂10分别固定连接于移动车体1的宽边端部，移动车体1与四个悬伸臂10构成工字型车体结构。移动车体1和四个悬伸臂10采用工字型车体结构的设计样式，有效地向外扩展了支点位置，保证了移动车体1相对于轨道或地面可平稳地行进。其中，移动车体1与驱动轮组11之间通过转轴和法兰盘传动连接，相对应的，悬伸臂10与对应的辅助轮组12之间通过转轴和法兰盘传动连接，法兰盘与轮毂之间采用螺栓可拆连接，便于拆装更换有轨轮和无轨轮，以适应不同有轨条件和无轨条件。
52.并且，主基座2在移动车体1的前后方向上的投影轮廓为等腰梯形，主基座2的上侧面对应等腰梯形的上底边，主基座2的下侧面对应等腰梯形的下底边；旋转驱动装置20安装于主基座2的上部，主基座2的内部还设有第一电源，第一电源分别与旋转驱动装置20、伸缩驱动器电连接。主基座2设计成等腰梯形样式，提高了主基座2与移动车体1之间的连接牢靠性，满足两个伸缩杆所需的结构强度和支撑稳定性。
53.在本实施例中，旋转驱动装置20的一端止转安装有第一连接座21，第一连接座21包括定位板22和卡箍件23，定位板22的板面垂直于旋转驱动装置20的旋转轴线设置，卡箍件23与定位板22可拆连接，以紧固装配第一伸缩杆3；相对应的，旋转驱动装置20的另一端止转安装有第二连接座，第二连接座与第一连接座的结构相同，以通过第二连接座紧固装配第二伸缩杆。
54.其中，第一连接座21的定位板22的外侧还固定连接有挡止板24，定位板22位于挡止板24的一侧开设有定位孔25，主基座2的一侧设置多个调节孔26，多个调节孔26沿圆弧线方向间隔分布，定位板22的定位孔25与主基座2的调节孔26之间可拆连接有紧固螺栓。对隧
道壁不同位置进行检测时，通过旋转驱动装置20带动第一连接座21和第一伸缩杆3发生转动，直至第一伸缩杆3的地质雷达天线50对应至检测位置，此时，使用紧固螺栓穿装于定位孔25与调节孔26之间，以锁紧固定第一连接座21，从而确保第一伸缩杆3不至于发生任意摆动。
55.在本实施例中，第一伸缩杆3的端部铰接连接有第一安装座52，第一安装座52的铰接轴线沿移动车体1的前后方向延伸设置，地质雷达组件5安装于第一安装座52上，且地质雷达天线50的探测方向和距离检测元件51的检测方向背向于第一伸缩杆3的端部设置。根据实际情况适应性调整第一安装座52的角度，从而保证在伸缩杆转动一定角度后，能够调整地质雷达天线50的探测方向至正对隧道壁。
56.并且，第一伸缩杆3的端部固定有第一支座31，第一支座31与第一安装座52之间连接有铰接轴，第一支座31设有对标孔32和锁定孔33，第一安装座52设有多个标定线53和多个限位孔54；多个标定线53沿圆弧线方向间隔分布，以在对标孔32与标定线53对准时，显示第一安装座52的旋转角度；多个限位孔54沿圆弧线方向间隔分布，锁定孔33与对应的限位孔54之间连接有锁定螺栓。可准确调整第一安装座52的角度并直接显示出偏转角度，调节后能够有效地锁定第一安装座52的位置，提高了地质雷达组件5相对于第一伸缩杆3的稳定性。
57.另外，移动车体1上安装有主电机、控制面板13和第二电源，主控制器分别与主电机、控制面板13、第二电源电连接，主控制器用于接收控制面板13的设定信号，并根据设定信号控制主电机的启停和功率，实现控制整车前进、后退、刹车、加速和减速等功能。地质雷达天线50的两侧分别设有距离检测元件51，且距离检测元件51的端部凸出设置于地质雷达天线50的外侧。移动车体1还安装无线信号接收器，移动车体1成套配置有遥控器，通过遥控器可远程控制整车的工作状态。
58.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。