[发明专利]基于机器人自动追踪技术和雷达检测技术的隧道衬砌检测方法

说明书

一种基于机器人自动追踪技术和雷达检测技术的隧道衬砌检测方法，包括移动车体、检测作业平台、地质雷达检测系统和机器人自动追踪系统；检测作业平台安装在移动车体上，包括检测舱及作业机构、发电机组、液压系统等设备和系统。可同时检测隧道上部衬砌和底部仰拱多条测线。作业时通过升降机构抬升、机器人展开、延长杆伸出，可将雷达天线送到隧道衬砌任意测点位置；收车时升降机构降落、机器人收回、延长杆缩回状态，可放置在检测舱作业区内。机器人自动追踪系统结合轮廓扫描仪和测距传感器采集数据，可实时调整雷达天线与隧道壁间距，保证探测的准确性和连续性。

技术领域

本发明涉及一种基于机器人自动追踪技术和雷达检测技术的隧道衬砌检测方法。

背景技术

目前，铁路隧道建设过程采用目视、破检或人工无损检测方法（地质雷达等）。人工地质雷达检测每次只能检测一条测线，雷达检测覆盖范围有限，检测速度慢、效率低，安全性不高，检测条件、时机不统一，检测人员的技术水平参差不齐，造成有些隧道在多次检测情况下还存在一些较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器人自动追踪技术和雷达检测技术的隧道衬砌检测方法，适用于铁路隧道贯通、衬砌与填充层施工作业完成后，挂网作业前的隧道衬砌质量快速检测。

本发明的技术方案是：包括移动车体、检测作业平台、地质雷达检测系统和机器人自动追踪系统；检测作业平台安装在移动车体上，包括检测舱，安装在检测舱内的检测作业机构、发电机组、液压系统等附属设备和系统。检测舱（2）通过标准集装箱角座与移动车体（1）连接，检测作业机构（3）通过螺栓连接安装于检测舱内（2），衬砌检测雷达天线（4.1）安装于检测作业机构（3）末端，仰拱检测雷达天线（4.2）悬挂于移动车体（1）尾部；可以同时检测隧道上部衬砌多条测线和隧道底部仰拱多条测线；检测作业机构（3）在检测作业时，通过升降机构（3.1）抬升、机器人（3.2）展开、机器人延长杆（3.3）伸出等方式，可将雷达天线（4.1）送到隧道（10）上部衬砌结构任意检测点位置；收车运输时，升降机构（3.1）降落、机器人（3.2）收回、机器人延长杆（3.3）缩回状态，可放置在检测舱作业区（2.2）内。机器人自动追踪系统用于控制检测作业机构托举雷达天线到指定测线位置，结合轮廓扫描仪（1.1）和激光测距传感器（3.8）采集数据，可实时调整雷达天线与隧道壁的间距，以保证雷达探测的准确性和连续性。

附图说明

图1是本发明所述的收车位示意图。

图2是本发明所述的作业位示意图。

图3是本发明所述的隧道拱顶检测作业示意图。

图4是本发明所述的隧道拱腰和边墙检测作业示意图。

图5是本发明所述的机器人自动追踪原理示意图。

图6是本发明所述的检测方法说明书摘要附图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种基于机器人自动追踪技术和雷达检测技术的隧道衬砌检测方法，包括移动车体、检测作业平台、地质雷达检测系统和机器人自动追踪系统；检测作业平台安装在移动车体上，包括检测舱，安装在检测舱内的检测作业机构、发电机组、液压系统等附属设备和系统。

本发明所述的地质雷达检测系统包括地质雷达主机、雷达天线、数据采集及处理硬件和软件，用于隧道上部衬砌结构和下部仰拱结构质量的探测；机器人自动追踪系统用于控制检测作业机构托举雷达天线到指定测线，并实时调整雷达天线与隧道壁的间距，以保证雷达探测的准确性和连续性。

本发明所述的移动车体前端安装有轮廓扫描仪（1.1），实时扫描隧道轮廓，用于判断并调整车体行驶位置；在车体轮轴端安装有测速传感器（1.2），用于实时计算检测走行里程。