[发明专利]隧道衬砌无损检测装置

摘要

本发明涉及一种隧道衬砌无损检测装置，包括安装在工作台的底座下带刹车万向脚轮，工作台、距离微调组件、高度调整组件、自动敲击组件和外设的上位机。装置工作时通过钢管、脚手架直角扣件固定在铁路工程车上，由火车头拖动铁路工程车及装载的检测装置沿隧道移动，通过装置中自动敲击组件对隧道衬砌进行敲击，麦克风将敲击声波转为电信号，由上位机采集与分析敲击声音信号，获得隧道衬砌的结构参数、空洞等隧道健康信息，实现对隧道衬砌的无损检测。本装置采用模块化设计，装拆方便，满足“天窗时间”及对不同隧道衬砌检测的要求，具有操作简单，自动化程度高，检测效率和精度高，检测后对隧道衬砌的状况判断快速，性价比高等特点。

主权项

1.一种隧道衬砌无损检测装置，包括顺序安装的带刹车万向脚轮、工作台、距离微调组件、高度调整组件、自动敲击组件和外设的上位机；其特征在于：所述的带刹车万向脚轮安装在工作台底座下端，用于装置的移动、转运和刹车固定；所述的工作台设有工作台面、底座和扶梯，工作台用于支撑工作台面上安装的距离微调组件，及距离微调组件上方的高度调整组件和自动敲击组件，扶梯用于操作人员上到工作台面上，操作自动敲击组件与隧道衬砌的距离微调及高度调整；所述的距离微调组件包含步进电机A、减速器A、前支撑座、滚珠丝杠、丝杠螺母、直线导轨、铝型材、滑块、后支撑座、上支撑板、滚珠丝杠轴承座和联轴器，步进电机A和减速器A通过螺钉固定在前支撑座上，滚珠丝杠通过滚珠丝杠轴承座和后支撑座支撑，减速器A输出轴与滚珠丝杠轴通过联轴器连接，直线导轨通过螺钉固定在铝型材上，上支撑板通过螺钉与丝杠螺母及滑块连接，高度调整组件通过螺钉固定在上支撑板上；步进电机A转动时带动减速器A及滚珠丝杠转动，丝杠螺母平动，带动滑块及滑块上部的上支撑板、高度调整组件、自动敲击组件整体移动，实现自动敲击组件与被测隧道衬砌壁距离的微调；所述的高度调整组件包括支撑杆、动力传动部件、圆柱齿条杆、斜支撑杆，支撑杆通过螺钉固定在距离微调组件的上支撑板上，动力传动部件中设有蜗轮蜗杆、把手和齿轮，动力传动部件安装在支撑杆上，圆柱齿条杆通过动力传动部件插装在支撑杆中，斜支撑杆一端与圆柱齿条杆固连，另一端与自动敲击组件固连；转动动力传动部件上的把手，通过蜗轮蜗杆传动、齿轮及圆柱齿条杆的齿条传动，实现圆柱齿条杆上升或下降，从而固连在圆柱齿条杆上的斜支撑杆带动自动敲击组件实现高度的调整；所述的高度调整组件在圆柱齿条杆上固连的斜支撑杆及自动敲击组件有1～4个；所述的自动敲击组件包括步进电机B、减速器B、组件安装板、固定弹簧座、弹簧、锤头、皮带轮、麦克风安装座、麦克风、弹簧安装板和L型安装板，所述的步进电机B、减速器B和麦克风安装座分别通过螺钉固定在组件安装板上，皮带轮过盈配合安装在减速器B输出轴上，皮带轮上固连有四个固定弹簧座，四个弹簧通过弹簧安装板分别与L型安装板及固定弹簧座固连，四个锤头与L型安装板固连，麦克风安装在麦克风安装座上；步进电机B带动减速器B转动，进而带动皮带轮转动，皮带轮上安装的固定弹簧座、弹簧带动锤头转动，实现锤头对隧道衬砌的敲击，四个锤头用于增加敲击频率，并以相同间距敲击衬砌满足检测密度的要求，麦克风用于将敲击的声波信号转化为电信号，通过采集卡将电信号传输至外设的上位机中；上位机安装有解析软件，用于声波信号采集、存储、处理，解析出运营铁路隧道衬砌的健康状况；所述的装置工作时采用钢管、脚手架直角扣件将装置固定在铁路工程车上，并由火车头拖动铁路工程车及装置在运行过程中实施对隧道衬砌自动敲击和检测；当圆柱齿条杆上固连2～4个的斜支撑杆及自动敲击组件时，实现同一隧道中2～4条测线的同时检测。