[发明专利]一种用于隧道与地下工程的超前探水装置

说明书

本发明涉及地下勘测领域，尤其涉及一种用于隧道与地下工程的超前探水装置。本发明所设计的用于隧道与地下工程的超前探水装置，包括探水天线，所述探水天线包括左天线和右天线，它还包括天线支架、运动小车和工控机；所述天线支架包括中间连接杆，所述中间连接杆的一端连有左天线，所述中间连接杆的另一端连有右天线；所述中间连接杆的中部与云台机构的驱动端连接，所述云台机构的安装端与运动小车连接；所述运动小车上载有工控机，所述工控机与云台机构通过信号线连接。通过用于隧道与地下工程的超前探水装置能够实现全方位快速探水检测。

技术领域

本发明涉及地下勘测领域，尤其涉及一种用于隧道与地下工程的超前探水装置。

背景技术

随着我国高速铁路、高速公路、海底隧道工程的建设，地质灾害一直都是威胁隧道与地下工程施工安全的主要灾害。在这些地质灾害中，地下水是影响施工进程和安全的最主要因素之一，如岩溶溶洞、暗河、岩溶陷落柱、岩溶淤泥带和富水断层破碎带等不良地质结构体，都会给隧道与地下工程的施工带来困难和危害。因此在隧道与地下工程施工中需要运用探水装置进行超前探水，确定隧道开挖工作面前方岩体及其状态，以保证工程施工顺利安全的进行。

目前隧道与地下工程的超前探水主要通过多人手持天线加手动操作完成。这种传统方法存在一些弊端，传统探水装置无法对掌子面前方岩体及其状态实现快速检测，工作效率低的问题；而且隧道与地下工程空间环境复杂不适合人工手持天线操作，而且人工操作受隧道恶劣环境影响较大、操作过程繁琐、测量精度不高；因此，如何实现全方位快速探水检测的是目前亟待解决的一个技术难题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种用于隧道与地下工程的超前探水装置，能够实现全方位快速探水检测。

为实现上述目的，本发明所设计的用于隧道与地下工程的超前探水装置，包括探水天线，所述探水天线包括左天线和右天线，它还包括天线支架、运动小车和工控机；所述天线支架包括中间连接杆，所述中间连接杆的一端连有左天线，所述中间连接杆的另一端连有右天线；所述中间连接杆的中部与云台机构的驱动端连接，所述云台机构的安装端与运动小车连接；所述运动小车上载有工控机，所述工控机与云台机构通过信号线连接。

作为优选方案，所述云台机构包括第三舵机和第四舵机，所述第四舵机的输出轴在水平面上的旋转，所述第三舵机的输出轴在竖直平面上旋转，所述第四舵机的输出轴与所述第三舵机连接，驱动所述第三舵机在水平面上旋转，所述第三舵机的输出轴与中间连接杆的中部连接，驱动所述中间连接杆在竖直平面上摆动。通过第三舵机和第四舵机组合构成一个二维的云台机构，满足探水天线在隧道掌子面不同工位角度的需求，具有结构简单，安装方便，稳定性强的优点。

作为优选方案，所述天线支架还包括第一舵机、第二舵机、左折叠臂和右折叠臂，所述中间连接杆的一端通过第一舵机与左折叠臂的一端连接，所述左折叠臂的另一端与左天线连接；所述中间连接杆的另一端通过第二舵机与所述右折叠臂的一端连接；所述右折叠臂的另一端与右天线连接；所述工控机与第一舵机、第二舵机通过信号线连接。通过第一舵机、第二舵机、左折叠臂和右折叠臂实现天线支架的折叠功能，减小装置的宽度，适应隧道与地下工程有限的空间。

作为优选方案，所述左折叠臂的另一端通过第一卡箍与左天线固定，所述右折叠臂的另一端通过第二卡箍与右天线固定。

作为优选方案，他还包括折叠支架，所述折叠支架包括下支撑杆、中间支撑杆、上支撑杆、第五舵机和第六舵机，所述下支撑杆的下端固定在运动小车上，所述下支撑杆的上端通过第五舵机与中间支撑杆的一端连接，所述中间支撑杆的另一端通过第六舵机与上支撑杆的一端连接，所述上支撑杆的另一端与云台机构的安装端连接；所述第五舵机和第六舵机通过信号线与工控机连接。通过折叠支架对装置进一步折叠，减小装置的高度，适应隧道与地下工程有限的空间。

本发明的优点在于：与现有手持探水天线相比，本发明的用于隧道与地下工程的超前探水装置，工控机控制云台机构自动调节天线的检测角度，实现对掌子面进行全方位快速探水。