一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理仪器及方法与流程

本发明涉及地铁运输领域，尤其是一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理仪器及清理方法。

背景技术：

浮置板隔振轨道结构又称质量-弹簧系统。其基本原理是在轨道上部建筑与基础间插入一固有振动频率远低于激振频率的线性谐振器，即将具有一定质量和刚度的混凝土道床板浮置在橡胶或者弹簧隔振器上，利用浮置板质量惯性来平衡列车运行引起的动荷载，仅有没有被平衡的动荷载和静荷载才通过钢弹簧元件传到路基或者隧道结构上，达到减振的目的。

但是由于浮置板与隧道仰拱之间存在间隙，一旦施工或养修中有异物(例如螺栓等)掉入，不及时取出，长期作用下可能使轨道板受力性能受到影响，降低减振效果，甚至造成浮置板损坏，会给线路的安全性、舒适性造成安全隐患。目前关于浮置板与隧道仰拱之间异物的清理，清理难度大，效率低。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理仪器及方法，可以探测并取出缝隙内异物且精度高、效率好、自动化高的仪器。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理仪器，包括在浮置板下的中心水沟设置的移动遥控小车和设置于浮置板外部的信号收发装置及计算机，所述移动遥控小车的前端设置有对行进道路上障碍物进行识别的第一红外成像仪、后端设置有定位移动遥控小车位置的定位雷达，所述移动遥控小车的中部设置有对浮置板与隧道上拱间隙异物进行识别的第二红外成像仪及对浮置板与隧道上拱间隙的异物进行探测分析的探测雷达，所述第二红外成像仪和探测雷达之间设置对异物进行清理的清理装置，所述移动遥控小车内置电源，所述第一红外成像仪、定位雷达、第二红外成像仪、探测雷达和清理装置均电性连接电源。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述清理装置包括固定设置于移动遥控小车上的第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的两侧分别固定设置有内部为空心的第二伸缩杆和第三伸缩杆，所述第一伸缩杆的伸缩端固定设置有对异物进行打磨的电磨头，所述第二伸缩杆和第三伸缩杆的伸缩端分别固定设置有对异物进行吸取的吸收器。

本发明技术方案的进一步改进在于：一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理方法，包括如下步骤：

s1：信息采集：采集的信息包括第一红外成像仪的成像信息、定位雷达的定位信号、第二红外成像仪的成像信息和探测雷达的探测分析信号；

s2：信息传输：将步骤s1中采集的信息发送至信号收发装置，所述信号收发装置根据采集的信息产生相应的编码信号并发送至计算机；

s3：信息处理：计算机通过对第一红外成像仪的成像信息、定位雷达的定位信号、第二红外成像仪的成像信息和探测雷达的探测信号进行分析，形成信息可视化界面；

s4：清理浮置板与隧道上拱间隙异物：通过计算机对移动遥控小车进行控制，操作移动遥控小车移动至浮置板与隧道上拱间隙异物的位置并操作使移动遥控小车上的清理装置对异物进行清理。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤s3中探测雷达对异物探测距离公式为：

其中，c-光速，

r-目标相对雷达的距离，

δt-电磁波往返雷达与电磁波的时间。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤s4中清理装置对异物进行清理的过程为：①第一伸缩杆伸出，电磨头磨除部分异物至异物松动；②第一伸缩杆收回；③第二伸缩杆和第三伸缩杆伸出，吸收器将剩余异物吸取。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明通过第一红外成像仪对移动遥控小车行进道路上进行障碍物识别、定位雷达定位移动遥控小车位置、第二红外成像仪对浮置板与隧道上拱间隙异物进行识别和探测雷达对浮置板与隧道上拱间隙异物进行探测分析，将信息通过信号接收器发送给计算机，可以精准确定异物位置；

2、本发明通过计算机控制移动遥控小车，可以实现在人工无法触及的狭小间隙进行异物清理；并且通过计算机实现可视化操作，计算机控制操作让清理工作更智能更高效，降低了对浮置板与隧道上拱间隙异物的清理难度，且结构简单，节约成本。

附图说明

图1是本发明移动遥控小车示意图；

图2是本发明探测清理仪器工作示意图；

其中，1、移动遥控小车，2、信号收发装置，3、计算机，4、第一红外成像仪，5、定位雷达，6、第二红外成像仪，7、探测雷达，8、第一伸缩杆，9、第二伸缩杆，10、第三伸缩杆，11、电磨头，12、吸收器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1至图2所示，一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理仪器，包括在浮置板下的中心水沟设置的移动遥控小车1和设置于浮置板外部的信号收发装置2及计算机3，移动遥控小车1大小应设置为可在中心水沟通过，并可以从浮置板观察孔进去工作区；所述移动遥控小车1的前端设置有对行进道路上障碍物进行识别的第一红外成像仪4、后端设置有定位移动遥控小车1位置的定位雷达5，所述移动遥控小车1的中部设置有对浮置板与隧道上拱间隙异物进行识别的第二红外成像仪6及对浮置板与隧道上拱间隙的异物进行探测分析的探测雷达7，所述第二红外成像仪6和探测雷达7之间设置对异物进行清理的清理装置，所述清理装置包括固定设置于移动遥控小车1上的第一伸缩杆8，第一伸缩杆伸缩长度可以覆盖中心水沟两侧，所述第一伸缩杆8的两侧分别固定设置有内部为空心的第二伸缩杆9和第三伸缩杆10，所以第二伸缩杆9和第三伸缩杆10对第一伸缩杆8起支撑作用，所述第一伸缩杆8的伸缩端固定设置有对异物进行打磨的电磨头11，所述第二伸缩杆9和第三伸缩杆10的伸缩端分别固定设置有对异物进行吸取的吸收器12，所述移动遥控小车1内置电源，所述第一红外成像仪4、定位雷达5、第二红外成像仪6、探测雷达7和清理装置均电性连接电源。

一种浮置板与隧道上拱间隙异物的探测清理方法，包括如下步骤：

s1：信息采集：采集的信息包括第一红外成像仪4对移动遥控小车1行进道路上进行障碍物识别的成像信息、定位雷达5定位移动遥控小车1位置的定位信号、第二红外成像仪6对浮置板与隧道上拱间隙异物进行识别的成像信息和探测雷达7对浮置板与隧道上拱间隙异物进行探测分析的信号；

s2：信息传输：将步骤s1中采集的信息发送至信号收发装置2，所述信号收发装置2根据采集的信息产生相应的编码信号并发送至计算机3；

s3：信息处理：计算机3通过对第一红外成像仪4的成像信息、定位雷达5的定位信号、第二红外成像仪6的成像信息和探测雷达7的探测信号进行分析，形成信息可视化界面，其中探测雷达7信号原理：根据对物体探测距离变化反映判断，对异物探测距离公式为：

其中，c-光速，

r-目标相对雷达的距离，

δt-电磁波往返雷达与电磁波的时间。

s4：清理浮置板与隧道上拱间隙异物：通过计算机对移动遥控小车1进行控制，操作移动遥控小车移动至浮置板与隧道上拱间隙异物的位置并操作使移动遥控小车上的清理装置对异物进行清理。由于操作空间小，电源技术水平有限情况下，对异物磨除和吸取的工作交替，便于节能，清理装置对异物进行清理的过程为：①第一伸缩杆8伸出，电磨头11磨除部分异物至异物松动；②第一伸缩杆8收回；③第二伸缩杆9和第三伸缩杆10伸出，吸收器12将剩余异物吸取。

具体实施方式：移动遥控小车1通过观察孔进入浮置板下的中心水沟，通过信号收发装置2与计算机3连接，在计算机3控制下进行移动工作，通过移动遥控小车1后置定位雷达5进行定位，前置第一红外成像4进行对行进道路上障碍物识别，通过第二红外成像仪6对浮置板与隧道上拱间隙异物进行识别的成像信息和探测雷达7对浮置板与隧道上拱间隙异物进行探测分析，并将信息传递给计算机3，计算机3在对接收信息进行分析处理后，将信息直观显示在显示屏，便于人工观测分析和进行下一步操作。在探测到异物时，移动遥控小车1将第一伸缩杆8探出，电磨头11磨除部分异物，减少异物受力面积，增大接触应力，异物受压变形松动后，第一伸缩杆8收回，第二伸缩杆9和第三伸缩杆10伸出，电磨头11对异物进行磨耗，吸收器12将电磨头磨取下的异物碎屑和松动的异物吸取。