一種公路隧道病害集成檢測車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路隧道病害檢測設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種公路隧道病害集成檢測車。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國家加強對基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的投入，我國交通建設(shè)事業(yè)取得了迅猛的發(fā)展，公路隧道特別是長大隧道的建設(shè)與研宄也都取得了飛速的發(fā)展，目前我國已經(jīng)成為世界上隧道工程數(shù)量最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國家。然而，由于隧道是修建在地下巖土介質(zhì)中的半隱蔽工程，而且我國隧道是在不同時期、不同地質(zhì)條件和不同技術(shù)水平下修建的，經(jīng)過多年運營，許多隧道已出現(xiàn)多種病害，具體表現(xiàn)在:變形侵限、裂縫、滲漏水、錯臺、掉塊、坍塌、基底翻漿冒泥、下沉、底鼓、襯砌背后空洞等，這些病害形成的隱患給隧道運營安全造成了一定威脅，其中裂縫、滲漏水和空洞是隧道最常見也是最嚴(yán)重的三種病害。
[0003]目前我國對公路隧道裂縫、滲漏水和空洞病害的檢測主要由人工進(jìn)行現(xiàn)場記錄和病害標(biāo)記，最后由人工描繪出沿隧道拱頂?shù)牟『φ归_圖，這類檢測方法需要大量的人力物力，危險程度高，對于隧道拱頂檢測還需要專門的升降設(shè)備，檢測結(jié)果主觀性大，不同的檢測人員會得出不同的檢測結(jié)果，而且對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的安全性評價大多是定性描述。盡管國外研宄機構(gòu)開發(fā)了不同類型的隧道病害檢測車，但檢測指標(biāo)單一，大多數(shù)只能同時檢測一種或兩種病害，不能實現(xiàn)對多種病害的同時檢測。因此，亟待開發(fā)出一種能對隧道裂縫、滲漏水和空洞三種病害進(jìn)行同時檢測的集成檢測車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種公路隧道病害集成檢測車，該檢測車通過將線陣相機、紅外相機和雷達(dá)三種檢測裝備的集成，實現(xiàn)對隧道襯砌裂縫、滲漏水和空洞三種病害的同時檢測，檢測車具有檢測效率高、非接觸性和安全性高等特點。
[0005]本發(fā)明公路隧道病害集成檢測車包括車頭和連接在車頭后的車廂，在車廂上還設(shè)置有紅外相機檢測機構(gòu)67、雷達(dá)-線陣相機檢測機構(gòu)、臂架總成、照明燈43、主控制室65、發(fā)電機60，紅外相機檢測機構(gòu)67安裝在車廂前端，主控制室設(shè)置在車廂后端，臂架總成固定在車廂內(nèi)并位于紅外相機檢測機構(gòu)67和主控制室65之間，雷達(dá)-線陣相機檢測機構(gòu)安裝在臂架總成上，照明燈43安裝在雷達(dá)-線陣相機檢測機構(gòu)上，發(fā)電機60設(shè)置在臂架總成一側(cè)。
[0006]所述紅外相機檢測機構(gòu)67包括紅外底座3、紅外回轉(zhuǎn)裝置、紅外變幅裝置、紅外滑動裝置、紅外翻轉(zhuǎn)裝置、紅外相機18、激光測距儀，紅外回轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在紅外底座3上并沿其移動，紅外滑動裝置通過紅外變幅裝置安裝在紅外回轉(zhuǎn)裝置上，紅外相機18通過紅外翻轉(zhuǎn)裝置安裝在紅外滑動裝置上，紅外底座3固定在車廂前端，激光測距儀80設(shè)置在紅外相機18下方；
所述紅外底座3上鋪設(shè)有兩條平行滑軌，兩塊限位擋板I 4分別設(shè)置在紅外底座3兩端并位于兩條平行滑軌間，一條滑軌外側(cè)安裝有齒條1，紅外回轉(zhuǎn)裝置上安裝有與限位擋板I 4相配合的紅外底座限位塊5 ；
所述紅外回轉(zhuǎn)裝置包括步進(jìn)電機I 2、紅外回轉(zhuǎn)機構(gòu)、紅外回轉(zhuǎn)底座23、紅外相機上旋轉(zhuǎn)體26，其中紅外回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括伺服電機7、蝸桿27、蝸輪外環(huán)28、蝸輪內(nèi)環(huán)29、蝸輪外套68，蝸輪內(nèi)環(huán)29固定在紅外回轉(zhuǎn)底座23上，蝸輪外環(huán)28套裝在蝸輪內(nèi)環(huán)29外圓周面上，蝸輪外環(huán)和蝸輪內(nèi)環(huán)間排布有滾珠30，蝸輪外環(huán)28固定在紅外相機上旋轉(zhuǎn)體26底部，蝸輪外套68套裝在蝸輪外環(huán)28外且固定在紅外回轉(zhuǎn)底座23上，伺服電機7與蝸桿27連接并固定在蝸輪外套68上，蝸桿27與蝸輪外環(huán)28的相配合，步進(jìn)電機I 2固定紅外回轉(zhuǎn)底座23 一側(cè)，步進(jìn)電機I 2的傳動軸一端設(shè)有齒輪，齒輪與紅外底座3上的齒條I相配合，紅外回轉(zhuǎn)底座23通過其下部的兩條滑軌槽安裝在紅外底座3的兩條平行滑軌上并通過步進(jìn)電機I 2驅(qū)動沿滑軌來回移動，紅外回轉(zhuǎn)底座23上安裝有紅外臂架回轉(zhuǎn)限位塊6和紅外臂架回轉(zhuǎn)零位塊22，與紅外相機上旋轉(zhuǎn)體26上的凸臺相配合，用于調(diào)節(jié)紅外回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)幅度；紅外回轉(zhuǎn)裝置由伺服電機7驅(qū)動，能是實現(xiàn)0°?180°的回轉(zhuǎn)；
所述紅外變幅裝置包括紅外變幅裝置包括紅外下回轉(zhuǎn)體8、紅外上回轉(zhuǎn)體10、變幅回轉(zhuǎn)機構(gòu)，紅外下回轉(zhuǎn)體8下端安裝在紅外相機上旋轉(zhuǎn)體26上端，紅外上回轉(zhuǎn)體10通過銷軸設(shè)置在紅外下回轉(zhuǎn)體8上端，變幅回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在銷軸上，其中變幅回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括伺服電機、蝸桿、蝸輪外環(huán)、蝸輪內(nèi)環(huán)、蝸輪外套，蝸輪內(nèi)環(huán)安裝在銷軸上并固定在紅外下回轉(zhuǎn)體8上，蝸輪外環(huán)套裝在蝸輪內(nèi)環(huán)外并固定在紅外上回轉(zhuǎn)體10上，蝸輪外環(huán)和蝸輪內(nèi)環(huán)間排布有滾珠，蝸輪外套套裝在蝸輪外環(huán)外并固定在紅外下回轉(zhuǎn)體8上，伺服電機與蝸桿連接并固定在蝸輪外套上，蝸桿與蝸輪外環(huán)相配合帶動紅外上回轉(zhuǎn)體10擺動；在紅外下回轉(zhuǎn)體8上設(shè)有紅外臂架抬升限位塊9和紅外臂架下降限位塊21，用于調(diào)節(jié)紅外上回轉(zhuǎn)體10的擺動幅度；紅外變幅裝置由伺服電機驅(qū)動，能實現(xiàn)0°?90°的變幅；
所述紅外滑動裝置包括一級紅外臂架底座11、一級紅外臂架12、二級紅外臂架15、紅外相機18、三級紅外臂架19 ;一級紅外臂架12為U型空腔體，一級紅外臂架12通過其下部的兩條平行滑軌安裝在一級紅外臂架底座11上的滑軌槽中，安裝在一級紅外臂架底座11上的一級步進(jìn)電機與一級紅外臂架12 —側(cè)安裝的齒條相配合并帶動一級紅外臂架的伸縮，一級紅外臂架伸限位塊13和一級紅外臂架縮限位塊20分別設(shè)置在一級紅外臂架12側(cè)面的兩端，與一級紅外臂架底座11的上表面配合使用；二級紅外臂架15通過其兩側(cè)的滑軌或/和滑軌槽安裝在一級紅外臂架12內(nèi)并與一級紅外臂架12內(nèi)側(cè)的滑軌槽或/和滑軌相配合，固裝在一級紅外臂架12上的二級步進(jìn)電機與二級紅外臂架15 —側(cè)安裝的齒條相配合并帶動二級紅外臂架的伸縮，在一級紅外臂架12兩端設(shè)置有限制二級紅外臂架15伸縮位置的二級紅外臂架縮限位塊14和二級紅外臂架伸限位塊25 ;二級紅外臂架15另一側(cè)安裝的齒條與固裝在三級紅外臂架19上的三級步進(jìn)電機相配合并帶動三級紅外臂架的移動，三級紅外臂架19通過其下端的滑軌槽安裝在二級紅外臂架15上端的滑軌上，二級紅外臂架15的滑軌兩端設(shè)置有限位擋板II 78，三級紅外臂架19上裝有與限位擋板II相配合的三級紅外臂架限位塊16 ；
所述紅外翻轉(zhuǎn)裝置包括紅外相機座17、旋轉(zhuǎn)基座79、步進(jìn)電機II 84，紅外相機座17安裝在三級紅外臂架19上，步進(jìn)電機II 84通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在紅外相機座17上，旋轉(zhuǎn)基座79安裝在步進(jìn)電機II旋轉(zhuǎn)軸的一端，紅外相機18固定在旋轉(zhuǎn)基座79上，紅外相機座17上設(shè)置有紅外相機旋轉(zhuǎn)限位塊24并與旋轉(zhuǎn)基座上的限位塊配合使用，調(diào)整紅外相機的旋轉(zhuǎn)幅度，紅外相機的旋轉(zhuǎn)角度為0°?90°，激光測距儀80安裝在旋轉(zhuǎn)基座79上。
[0007]在紅外相機檢測機構(gòu)67前端的車廂上可設(shè)置一個紅外控制柜，其主要負(fù)責(zé)紅外相機檢測機構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲、分析和處理。
[0008]所述臂架總成包括下回轉(zhuǎn)體31、上回轉(zhuǎn)體33、臂架回轉(zhuǎn)機構(gòu)、伸縮臂35、變幅油缸36、臂架拖鏈37，下回轉(zhuǎn)體31固定在車廂中，上回轉(zhuǎn)體33通過臂架回轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝在下回轉(zhuǎn)體31上，其中臂架回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括伺服電機、蝸桿、蝸輪外環(huán)、蝸輪內(nèi)環(huán)、蝸輪外套，蝸輪內(nèi)環(huán)固定在下回轉(zhuǎn)體31上，蝸輪外環(huán)套裝在蝸輪內(nèi)環(huán)外并固定在上回轉(zhuǎn)體33上，蝸輪外環(huán)和蝸輪內(nèi)環(huán)間排布有滾珠，蝸輪外套套裝在蝸輪外環(huán)外并固定下回轉(zhuǎn)體31上，伺服電機與蝸桿連接并固定在渦輪外套上，蝸桿與蝸輪外環(huán)配合，臂架回轉(zhuǎn)機構(gòu)通過設(shè)置在下回轉(zhuǎn)體31頂端的限位塊限制回轉(zhuǎn)角度；變幅油缸36 —端與伸縮臂通過銷軸連接，另一端通過銷軸安裝在曲柄48的一端，曲柄48的另一端通過銷軸安裝在上回轉(zhuǎn)體33的曲柄座44上，連桿34 —端安裝在曲柄48的一端，另一端連接在伸縮臂35端部，伸縮臂35端部通過銷軸安裝在上回轉(zhuǎn)體33上端，臂架拖鏈37安裝在伸縮臂上用于整理和安裝電纜線，上回轉(zhuǎn)體33上設(shè)置有配重箱32，上回轉(zhuǎn)體33內(nèi)側(cè)設(shè)置有雷達(dá)臂架下降限位塊45和雷達(dá)臂架抬升限位塊46，用于調(diào)節(jié)伸縮臂35的升降幅度；伸縮臂中的伸縮油缸實現(xiàn)臂架的伸縮，變幅油缸36實現(xiàn)臂架-30°?90°的變幅；臂架回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)0°?180°的回轉(zhuǎn)；
所述臂架拖鏈37包括側(cè)板69、蓋板I 70、蓋板II 71、蓋板III72，蓋板I 70和蓋板III72一端平行固定在兩塊側(cè)板間，蓋板II 71安裝在蓋板I 70中并可在其中移動，側(cè)板69、蓋板
I70和蓋板III 72固定在伸縮臂的套筒73上，蓋板II 71的一端與伸縮臂的伸縮桿74的一端連接，用于整理和安裝電纜線；
所述雷達(dá)-線陣相機檢測機構(gòu)包括調(diào)節(jié)螺桿55、調(diào)節(jié)板56、雷達(dá)安裝架57、雷達(dá)58、雷達(dá)控制柜59、雷達(dá)底座I 75、雷達(dá)旋轉(zhuǎn)裝置、雷達(dá)底座II 76、線陣相機安裝座39、線陣相機77，雷達(dá)底座I 75下端垂直安裝有雷達(dá)底座II 76，上端裝有雷達(dá)控制柜59，雷達(dá)58通過雷達(dá)安裝架57安裝在雷達(dá)底座I 75上，雷達(dá)旋轉(zhuǎn)裝置安裝雷達(dá)底座I 75背面，調(diào)節(jié)板56通過其上的滑軌槽安裝在雷達(dá)底座II 76底部的兩條滑軌上，調(diào)節(jié)螺桿55穿過調(diào)節(jié)板56上的螺紋孔，其端部安裝在雷達(dá)底座II 76下部，調(diào)節(jié)螺桿能相對旋轉(zhuǎn)，但相對于雷達(dá)底座II的位置保持不變，通過其一端的手柄旋轉(zhuǎn)帶動調(diào)節(jié)板56移動；伸縮臂35與雷達(dá)旋轉(zhuǎn)裝置固連，雷達(dá)安裝架57上設(shè)置有激光測距儀；
線陣相機安裝座39固定在調(diào)節(jié)板56上，線陣相機安裝座為C形薄板結(jié)構(gòu)，線陣相機77安裝在線陣相機安裝座39內(nèi)部底板上，照明燈安裝在線陣相機安裝座39端部用于線陣相機的照明；
所述雷達(dá)旋轉(zhuǎn)裝置包括雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49、雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體II 50、雷達(dá)回轉(zhuǎn)機構(gòu)、雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪I 53、雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪II 54，雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體149和雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體1150的一側(cè)通過銷軸連接，雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49通過雷達(dá)回轉(zhuǎn)機構(gòu)與伸縮臂35連接，其中雷達(dá)回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括伺服電機、蝸桿、蝸輪外環(huán)、蝸輪內(nèi)環(huán)、蝸輪外套，蝸輪內(nèi)環(huán)固定在雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49上，蝸輪外環(huán)套裝在蝸輪內(nèi)環(huán)外并固定在伸縮臂35的伸縮桿74端部，蝸輪外環(huán)和蝸輪內(nèi)環(huán)間排布有滾珠，蝸輪外套套裝在蝸輪外環(huán)外并固定雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49上，伺服電機與蝸桿連接并固定在蝸輪外套上，蝸桿與蝸輪外環(huán)相配合；雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪II 54固定在雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49底部，雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪I 53設(shè)置在雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪II 54內(nèi)并與雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪II 54配合，雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪153上設(shè)有傳動軸，傳動軸穿過雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49和雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體II 50與電機相連，電機固定在雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體II 50上，雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體I 49內(nèi)側(cè)設(shè)置有雷達(dá)限位塊I 51和雷達(dá)限位塊II 52，用于調(diào)節(jié)雷達(dá)旋轉(zhuǎn)體II 50的擺動幅度；雷達(dá)回轉(zhuǎn)齒輪I 5