[发明专利]一种车载隧道空洞检测装置及工作方法

说明书

本发明公开一种车载隧道空洞检测装置及工作方法，适用于隧道内检测使用。包括轨道车，轨道车的前端设有智能控制系统，后端设有用以提供驱动力的动力系统，轨道车的中部通过升降机设有支撑平台，支撑平台上设有三支用于检测隧道不同位置处空洞的智能机械臂，所述的智能机械臂端部上设有可绕机械臂旋转的电磁锤，以保证电磁锤敲击锤轴线与混凝土测试面始终垂直，智能机械臂靠近电磁锤处还设置有扩音装置和声波传感器。可一次多点检测,解决了隧道空洞检测效率低,耗费时间长等问题,更贴近工程实际应用,其操作简单,自动化程度高,检测面大和效率高,检测后对隧道衬砌的状况判断快速,性价比高。

技术领域

本发明涉及一种车载隧道空洞检测装置及工作方法，尤其适用于隧道内检测使用，属于隧道安全自动化检测领域。

背景技术

我国高速铁路发展迅速，由于高铁隧道的特殊性和隐蔽性,对衬砌结构内部质量缺陷和病害难以实时检测和识别；目前检测高铁隧道衬砌及背后状态的理论和实践,还处于前期研究阶段,很大部分还是采用人工敲击检测的方式，比较原始和效率低下，判断标准不统一，操作起来也有误差；

因此研究出一套高效的，准确的，自动化的车载隧道空洞检测装置,运用到高铁隧道质量普查和病害检测中可以获得高铁隧道直观的结构剖面图的问题点,具有广阔的应用前景，对保障高速铁路隧道运营安全具有重要意义；

发明内容

针对现有技术丶不足之处，提供一种车载隧道空洞检测装置及工作方法，可一次多点检测,解决了隧道空洞检测效率低,耗费时间长等问题,更贴近工程实际应用,其操作简单,自动化程度高,检测面大和效率高,检测后对隧道衬砌的状况判断快速,性价比高。

为实现上述目的，本发明的车载隧道空洞检测装置，它包括轨道车，轨道车的前端设有智能控制系统，后端设有用以提供驱动力的动力系统，轨道车的中部通过升降机设有支撑平台，支撑平台上设有三支用于检测隧道不同位置处空洞的智能机械臂，所述的智能机械臂端部上设有可绕机械臂旋转的电磁锤，电磁锤侧设有激光倾角测量仪，以保证电磁锤敲击锤轴线与混凝土测试面始终垂直，智能机械臂靠近电磁锤处还设置有扩音装置和声波传感器，所述智能控制系统通过手动或自动模式操控轨道车在隧道的地面上铺设的轨道中前进，并控制三支智能机械臂的电磁锤按照预设程序分别敲击隧道内侧的混凝土面，并且通过设置在机械臂上设置的声波传感器收集电磁锤敲击隧道混凝土的声波，从而获得隧道衬砌的结构参数以及隧道健康信息，实现一次多点检测。

进一步，所述智能机械臂为多关节结构，各关节可旋转可伸缩,满足不同断面大小的隧道检测,其包括关节a、机械臂b、机械臂c、关节d、机械臂e和关节f，其中关节a设置在支撑平台上并实现360度旋转，关节a上设有机械臂b，机械臂b的端部与机械臂c之间采用铰接形式，机械臂b与机械臂c之间活动设有升降油缸，并通过升降油缸的伸缩调整机械臂b与机械臂c之间的关节夹角，机械臂c的端部通过关节d链接有机械臂e，机械臂c和关节d之间铰接通过旋转马达调整角度，关节d和机械臂e伸缩连接，机械臂e和关节f之间铰接通过旋转马达调整角度，机械臂端部带动电磁锤对隧道壁进行敲击，通过各个关节的智能协调控制实现对隧道壁的探测。

进一步，三支智能机械臂分别设置在支撑平台的两侧和上方，从而时支智能机械臂通过关节移动从而接触隧道内侧的整个混凝土测试截面。

一种根车载隧道空洞检测装置的工作方法，其步骤为：

将车载隧道空洞检测装置安装在隧道内的轨道上，利用智能控制系统控制升降机调整支撑平台的高度，以使支撑平台的三支智能机械臂接触隧道的内壁；之后通过智能控制系统控制动力系统从而驱动轨道车沿轨道前进，前进速度根据需要设置，随着轨道车的前进，三支能机械臂通过调整个关节使端部的电磁锤按照预设的敲击轨迹不断的调整位置并敲击隧道的混凝土内壁面，敲击后产生的声音通过扩音装置放大后利用进行采集，三支智能机械臂敲击获得的声波信息标号并保存，同时每采集到一个敲击声音后即将参数与预设的阈值参数进行比较，若在声音参数不在预设阈值参数范围内则标注为警报，需要通知人工进行再确认，从而排除隧道内可能的隐患，实现对铁路隧道的无损检测。