一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车

摘要

本发明公开了一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车，包括车架，车架底部设有行走机构，车架上设有雷达天线固定机构，雷达天线固定机构与车架之间设有升降机构，升降机构的底部设有方位调节机构，在车架上设有检测升降机构倾斜角度的倾角记录仪。本发明的有益效果是：通过雷达天线固定机构夹持雷达天线，通过升降机构实现雷达天线高度的调节，通过方位调节机构调节升降机构或者雷达天线固定机构的方位，在移动过程中，通过倾角记录仪记录升降机构的倾角得出雷达天线的高度，并通过计步器得出雷达车所走的距离，从而准确得知所测隧道衬砌的准确位置。

说明书

技术领域

本发明涉及隧道检测，具体涉及一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车。

背景技术

隧道工程对于国民经济快速发展起到了不可或缺的作用，而隧道质量问题与人民生命财产安全息息相关。因此，高效准确的隧道安全质量的检测工作可以避免安全事故的发生。

隧道检测项目需要完成以下检测项目：隧道岩面是否存在超挖、欠挖；岩面和初衬之间、初衬和二衬之间是否存在空洞或空隙；初衬和二衬的衬砌厚度是否符合设计要求；钢骨架和钢筋的分布是否符合设计要求。为了实现上述隧道项目的检测，通常采用国外先进的探地雷达检测等无损检测手段。然而，由于隧道环形构造的特点以及施工环境的复杂性，使得探地雷达检测工具在隧道中使用不便。隧道使用探地雷达过程中常出现雷达信号干扰、探地雷达天线无法紧贴隧道墙面、缺少夹持探地雷达的便携装置、检测过程中机动性差等情形。

针对上述问题，亟需一种全新合理的设备和方法，使探地雷达能够适用于隧道复杂的环境，提高隧道检测作业的效率和安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的、能提高隧道检测作业效率和安全性的适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车，包括车架，车架底部设有行走机构，车架上设有雷达天线固定机构，雷达天线固定机构与车架之间设有升降机构，升降机构的底部设有方位调节机构，在车架上设有检测升降机构倾斜角度的倾角记录仪，通过方位调节机构来调节升降机构的横向和纵向的方位，升降机构移动带动雷达天线移动，即实现了雷达天线的不同方位；通过倾角记录仪记录升降机构的倾斜角度，并通过换算可得出雷达天线所测的高度。

本发明中的另一个方案是：一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车，包括车架，车架底部设有行走机构，车架上设有雷达天线固定机构，雷达天线固定机构与车架之间设有升降机构，雷达天线固定机构底部设有方位调节机构，在车架上设有检测升降机构倾斜角度的倾角记录仪，直接由方位调节机构实现雷达天线的位置调节。

进一步地，在所述车架上设有驱动机构，驱动机构与所述行走机构连接。

进一步地，行走机构为设于车架底部的三个车轮，一侧有两个车轮并通过传动轴连接，在传动轴的两端设有主动轮，在车架上固定有驱动机构，驱动机构为电动机，电动机通过皮带带动传动轴旋转，从而带动主动轮旋转，雷达车实现移动。

进一步地，所述方位调节机构包括底座，在底座上设有纵向移动机构，在纵向移动机构上设有横向移动机构，水平移动机构的顶部与所述升降机构的底部固定。

进一步地，所述纵向移动机构与所述横向移动机构均包括丝杠，丝杠的一端设有旋转盘，丝杠穿过固定块，纵向固定块固定在底座上，横向固定块固定在纵向固定块上。

进一步地，所述升降机构为可锁止的伸缩杆，或为液压伸缩杆，所述倾角记录仪设在所述伸缩杆处，伸缩杆占地面积小。

进一步地，还包括方向盘，方向盘通过连接铰固定在车架上。

进一步地，所述行走机构设有计步器，所述倾角记录仪和计步器通过无线或有限装置与隧道外的显示装置连接。

进一步地，所述雷达天线固定机构为一个呈框型的紧固夹，紧固夹与雷达天线之间设有减震弹簧。

进一步地，所述伸缩杆的外围设有控制环，控制环的四周与所述车架之间通过可伸缩的固定杆连接。

进一步地，在车架所述传动轴之间设有减震器。

本发明的工作原理是：通过雷达天线固定机构夹持雷达天线，通过升降机构实现雷达天线高度的调节，通过方位调节机构调节升降机构或者雷达天线固定机构的方位，在移动过程中，通过倾角记录仪记录升降机构的倾角得出雷达天线的高度，并通过计步器得出雷达车所走的距离，从而准确得知所测隧道衬砌的准确位置，若弹出衬砌质量有问题，可以直接将相关信息发送到隧道外的计算机中，也可以由记录人员根据倾角记录仪和计步器的显示装置直接读出。

本发明的有益效果是：

(1)克服了雷达检测隧道衬砌过程中机动性差的问题。

(2)避免了雷达检测过程中人员手持雷达天线登高坠落的危险。

(3)克服了雷达检测作业过程中信号干扰的问题。

(4)有效地实现了探地雷达天线贴紧隧道墙面。

(5)该方法不受隧道施工环境的影响，适应面广。

(6)提出了一种夹持探地雷达的便携装置，自动化程度高方法简单。

(7)可以实现隧道雷达检测过程中雷达的实时高度记录。

附图说明

图1隧道衬砌质量检测探地雷达车示意图；

图2雷达车探测臂方位调节示意图；

图3丝杠示意图；

其中：1雷达天线，2紧固夹，3减震弹簧，4伸缩杆，5倾角记录仪，6控制环，7方向盘，8连接环，9连接铰，10电动机，11从动轮，12主动轮，13减震器，14计步器，15.纵向丝杠，16.底座，17.横向丝杠，18.固定块，19.旋转盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例1

如图1所示，一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车，包括车架，车架底部设有行走机构，车架上设有雷达天线固定机构，雷达天线固定机构与车架之间设有升降机构，升降机构的底部设有方位调节机构，在车架上设有检测升降机构倾斜角度的倾角记录仪5，通过方位调节机构来调节升降机构的横向和纵向的方位，升降机构移动带动雷达天线1移动，即实现了雷达天线1的不同方位；通过倾角记录仪5记录升降机构的倾斜角度，并通过换算可得出雷达天线1所测的高度。

行走机构为设于车架底部的三个车轮，一侧有两个车轮并通过传动轴连接，在传动轴的两端设有主动轮12，另一个为从动轮11，在车架上固定有驱动机构，驱动机构为电动机10，电动机10通过皮带带动传动轴旋转，从而带动主动轮12旋转，雷达车实现移动.

升降机构：通过液压千斤顶将雷达探测臂逐级伸展，伸缩装置便于探地雷达天线到达隧道所需位置。液压伸缩杆4为非金属材质的高强度塑料，此设计可以避免雷达监测隧道衬砌过程中信号的干扰。

计步器14：电动机带动主动轮前进或者后退，通过连接铰9的调节控制雷达车的行进方向。在雷达车底部的传动轴上附有计步器14，计步器14既具有计时功能也具有记录距离的功能。计步器14记录里程时，其显示器会在主动轮12每行进一圈的刺激下记录行进车轮行进圈数，然后换算成里程进行显示。

方位调节机构：如图2和3所示，对装置中两层丝杠的调节可以实现伸缩杆4在水平面各个方向的调控，使得雷达天线1贴紧墙壁工作，两层丝杠相互独立。

方位调节机构包括底座16，在底座16上活动设有纵向丝杠15，在纵向丝杠15上活动设有横向丝杠17，丝杠的一端设有旋转盘19，丝杠穿过固定块，纵向固定块固定在底座上，横向固定块固定在纵向固定块上。

通过手摇旋转盘19可以精确调节雷达天线1方位。伸缩杆4与丝杠调节底座之间通过连接环8连接，连接环8可以是一个球形铰，可以实现二者之间的无摩擦无死角的连接。

高度记录装置：探测壁上附有倾角记录仪5，记录其读出的倾角。通过数学三角换算，由已知的倾角和伸缩臂伸展长度，可以得出探地雷达天线1所测高度，并传递至隧道外的显示装置处。

减震系统：车轮与车架之间减震系统(减振器13)可以减小上部雷达天线震动幅度，确保检测精度。雷达电线与夹具之间的减震系统可以避免由于隧道墙面高低起伏对伸缩杆4的冲击，有效保护雷达天线安全。

将探地雷达天线放入图1的位置，调节紧固夹2将雷达天线1固定。打开升降机构，将雷达伸缩杆4伸展到隧道制定位置，同时记录伸缩杆4长度。如图2所示调节方位调节器，分别调控纵向丝杠2和横向丝杠3到指定位置。此时，打开计步器14，并读出倾角记录仪5所示倾角。打开电动机10，在电动机10的带动下雷达车行进，期间通过方向盘7进行调节方向。检测过程接收后，读出行进距离以及检测耗时。关闭计步器14和电动机10，收回伸缩杆4，取下雷达天线1。

实施例2

一种适应于隧道衬砌质量检测的探地雷达车，包括车架，车架底部设有行走机构，车架上设有雷达天线固定机构，雷达天线固定机构与车架之间设有升降机构，雷达天线固定机构底部设有方位调节机构，在车架上设有检测升降机构倾斜角度的倾角记录仪，直接由方位调节机构实现雷达天线的位置调节。

所述行走机构设有计步器，所述倾角记录仪和计步器通过无线或有限装置与隧道外的显示装置连接。

行走机构为履带行走机构。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。