一种多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置。


背景技术：

2.隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物，铁路隧道是供轨道交通通过的隧道，在铁路隧道建设和维护过程中，隧道衬砌内壁可能存在裂纹、孔洞、渗漏、虚块等缺陷，会造成隧道衬砌掉碴、渗水、坍塌等现象，对列车运行造成潜在危险，因此在检修时需要检修人员通过升降设备上升到一定的高度，对隧道内侧进行检修。
3.申请号为cn201920791097.0的申请提出一种隧道检测装置，包括移动载体和设置在所述移动载体上的检测臂，所述检测臂包括铰接在所述移动载体上的大臂和与所述大臂铰接的小臂，所述小臂上设置有沿隧道径向伸缩的检测模块。通过设置检测模块可沿隧道径向伸缩，在隧道内壁上有障碍物的时候，仅检测模块径向收缩即可实现避障，操作简单，无需使移动载体停下来操作检测臂实现避障，操作方便，不影响工作效率。解决了现有技术中的隧道检测装置在碰到障碍物的情况下需要停车避障，降低效率的问题，
4.但是该检测臂只能检测隧道的拱腰和边墙，不能对隧道的拱顶进行检测，使用该检测臂需要对隧道的拱腰和边墙检测时，使用者不方便接触隧道的拱腰和边墙，从而导致后期检测隧道的灵活性和便捷性降低。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置，旨在改善上述的问题。
6.本发明是这样实现的：
7.一种多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置，包括水平臂、竖直臂、检测机构、移载台、承载台和支撑件，其中水平臂的第一端铰接在移载台上，且竖直臂的底端固定连接于水平臂的第二端，且竖直臂与水平臂垂直设置，水平臂被调整至水平状态时，竖直臂处于竖直状态，检测机构通过安装座配置在竖直臂的顶端以对隧道拱顶进行检测，移载台的底部可拆卸组装有承载台，且承载台上竖直向下对称安装有支撑件。
8.进一步的，水平臂的底部配置有调平液压杆，水平臂上配置有倾角传感器以配合上位机实现自动调平，水平臂上配置有确认水平度的刻度盘。
9.进一步的，水平臂包括固定段和伸缩段，水平臂的第一端形成在固定段远离伸缩段的一端，水平臂的第二端形成在伸缩段远离固定段的一端。
10.进一步的，竖直臂包括固定套筒和伸缩套筒，固定套筒与水平臂固定连接，伸缩套筒穿设在固定套筒内。
11.进一步的，检测机构包括第一雷达和第二雷达，第一雷达沿着竖直臂的径向配置
在竖直臂的顶端，第二雷达沿着竖直臂的轴向配置在竖直臂的顶端。
12.进一步的，第二雷达底部设置有第二摆动机构，第二雷达的第二摆动机构包括连接座和铰接座，连接座的第一端连接在安装座上，连接座的第二端与铰接座的第一端铰接，铰接座的第二端与第二雷达固定连接，第一雷达的底端可拆卸地连接有摆动曲杆，摆动曲杆的一端可转动地连接在竖直臂上，摆动曲杆和第一雷达横向水平设置有多个，且多个摆动曲杆相邻的首尾端部均可转动地连接在一起。
13.进一步的，承载台的前后端面上均均竖直对称水平固定有滑框，且滑框的底面上沿水平方向竖直贯穿开设有多个定位螺孔，滑框滑动插接有滑条，滑条的端部竖直向下贯通滑框上的定位螺孔安装有螺栓，且滑条的另一端部竖直贯通固定有转筒。
14.进一步的，支撑件包括转板、调节板和移动架，其中转板水平设置在滑条的正下方，且转板的顶面上竖直向上固定有转轴，且转轴通过轴承转动设置在滑条上，且转板的正下方水平设置有调节板，调节板和转板之间均竖直设置有弹簧和阻尼杆，且弹簧和阻尼杆的两端分别固定在调节板和转板相邻的水平端面上，调节板的正下方设置有移动架，调节板的顶面上竖直向上固定有两根竖杆，且两根竖杆竖直滑动贯穿转板的顶面设置，调节板的底面上竖直向下固定有插柱，且调节板的底面中部竖直向下通过轴承转动连接有螺杆。
15.进一步的，移动架的顶面上竖直向上固定有插筒，且插筒与插柱竖直滑动插接，移动架的顶面上竖直向上固定有组装螺筒，且组装螺筒与螺杆螺纹配合连接，移动架的底部水平固定有转轴，且移动架的转轴上通过轴承转动套设有滚辊，滚辊的外圆周面上均匀竖直固定有多块弹力片，且滚辊的外部套设有橡胶环，且橡胶环与多块弹力片的顶端固定连接。
16.进一步的，安装台顶面上开设有配合移载台上组装螺栓的固定孔，平移件包括水平设置的支框、导杆架和滑板，其中支框水平固定在承载台的顶面上，且支框的顶面上水平固定有导杆架，导杆架的中部水平设置有平移螺杆，且平移螺杆的两端转轴均通过轴承贯穿外部侧端面转动连接在导杆架上，导杆架的一端面水平固定有输出端连接在平移螺杆一端转轴上的第一电机，滑板水平设置在导杆架的正上方，且滑板的底面上水平固定有配合导杆架上滑杆和平移螺杆的滑筒和平移螺筒，滑板的顶面上通过轴承座配合轴承竖直向上转动连接有支轴，且支轴的顶端固定在安装台的底面上，滑板的顶面上竖直向上固定有第二电机，且第二电机的输出端安装有主动齿轮，支轴的外圆周面上水平套设固定有从动齿轮，且从动齿轮与第二电机上的主动齿轮啮合。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术的多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置，水平臂活动地装配在移载台上，安装有检测机构的竖直臂与水平臂垂直连接，由于实际检测地点的铁轨之间存在一定的角度差，也就是超高，需要调整水平臂的水平度以确保竖直臂处于竖直状态，从而确保配置在竖直臂的顶端的检测检测机构正对隧道的内壁以进行后续的检测。综上，本技术的多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置解决了现有的检测臂只能检测隧道的拱腰和边墙，无法对拱顶进行检测的技术问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作
是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1是本发明的主视图；
20.图2是本发明水平臂的分解结构示意图；
21.图3是本发明竖直臂的分解结构示意图；
22.图4是本发明中水平臂、竖直臂和检测机构的组装示意图；
23.图5是本发明检测机构的结构示意图；
24.图6是本发明承载台和平移件的组装示意图；
25.图7是本发明承载台和平移件的分解示意图；
26.图8是本发明平移件的结构示意图。
27.图9是本发明承载台与支撑件的组装示意图；
28.图10是本发明承载台的分解结构示意图；
29.图11是本发明支撑件的分解结构示意图；
30.图12是本发明移动架的结构示意图。
31.图中：1、水平臂；11、固定段；12、伸缩段；14、调平液压杆；2、竖直臂；21、固定套筒；22、伸缩套筒；3、检测机构；31、安装座；32、摆动曲杆；33、第一雷达；34、连接座；35、铰接座；36、第二雷达；4、移载台；5、承载台；51、滑框；52、定位螺孔；53、滑条；54、转筒；55、螺栓；6、支撑件；61、转板；611、转轴；612、阻尼杆；613、弹簧；62、调节板；621、竖杆；622、插柱；623、螺杆；63、移动架；631、插筒；632、组装螺筒；64、滚辊；641、橡胶环；642、弹力片。
具体实施方式
32.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1、图2、图3、图4和图5所示，一种多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置，装配于移载台4，包括水平臂1、竖直臂2和检测机构3，水平臂1的第一端铰接在移载台4上，竖直臂2的底端固定地连接于水平臂1的第二端，且竖直臂2与水平臂1垂直，水平臂1被调整至水平状态时，竖直臂2处于竖直状态，检测机构3配置在竖直臂2的顶端以对隧道拱顶进行检测。
34.本技术的多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置，水平臂1活动地装配在移载台4上，安装有检测机构3的竖直臂2与水平臂1垂直连接，由于实际检测地点的铁轨之间存在一定的角度差，也就是超高，需要调整水平臂1的水平度以确保竖直臂2处于竖直状态，从而确保配置在竖直臂2的顶端的检测机构3正对隧道的内壁以进行后续的检测。综上，本技术的多元组构型全断面测线自适应隧道衬砌检测装置解决了现有的检测臂只能检
测隧道的拱腰和边墙，无法对拱顶进行检测的技术问题。
35.为了实现水平臂1的调平功能，水平臂1的底部配置有调平液压杆11。具体地，水平臂1的第一端铰接在移载台4上，调平液压杆11的缸体的固定端铰接在移载台4上，调平液压杆11的活塞杆的输出端铰接在水平臂1的臂体底部。
36.在本技术的优选实施例中，水平臂1上配置有倾角传感器12以配合上位机实现自动调平。上位机的自动调平控制系统接受倾角传感器12反馈的信号，而后自动控制调平液压杆11进行水平臂1的调平动作。
37.进一步地，水平臂1上配置有确认水平度的刻度盘。现场的工作人员可通过观察刻度盘上的指针来确认水平臂1是否处于水平状态。一方面可验证上位机自动调平是否到位，另一方面也可辅助实现手动模式下的水平臂1调平。
38.本技术的水平臂1包括固定段11和伸缩段12，水平臂1的第一端形成在固定段11远离伸缩段12的一端，水平臂1的第二端形成在伸缩段12远离固定段11的一端。具体地，水平臂1的固定段11与移载台4连接，而竖直臂2与水平臂1的伸缩段12固定连接，伸缩段12的伸出动作可在油缸的驱动下实现。这样，通过调节伸缩段12的伸出长度以使竖直臂2移动至隧道的中部空间。
39.本技术的竖直臂2包括固定套筒21和伸缩套筒22，固定套筒21与水平臂1固定连接，伸缩套筒22穿设在固定套筒21内。在水平臂1将竖直臂2移动至隧道的中部空间后，控制竖直臂2的伸缩套筒22以使检测机构3靠近隧道内壁进行检测。伸缩套筒22的伸缩动作可在油缸的驱动下实现，固定套筒21与伸缩套筒22之间，以及伸缩套筒22与伸缩套筒22之间可借助钢丝绳或齿轮连接。
40.请参阅图3和图5，检测机构3包括第一雷达33和第二雷达36，第一雷达33沿着竖直臂2的径向配置在竖直臂2的顶端，第二雷达36沿着竖直臂2的轴向配置在竖直臂2的顶端，第二雷达36底部设置有第二摆动机构，第二雷达36的第二摆动机构包括连接座34和铰接座35，连接座34的第一端连接在安装座31上，连接座34的第二端与铰接座35的第一端铰接，铰接座35的第二端与第二雷达36固定连接，第一雷达33的底端可拆卸地连接有摆动曲杆32，摆动曲杆32的一端可转动地连接在竖直臂2上，摆动曲杆32和第一雷达33横向水平设置有多个，且多个摆动曲杆32相邻的首尾端部均可转动地连接在一起，多个摆动曲杆32可组装在一起，方便扩展检测隧道内壁的范围，可以在连接座34内配置驱动电机，驱动电机的输出轴与铰接座35固定连接，用于控制铰接座35的转动，从而使得第一雷达33正对隧道内壁的拱顶，在摆动曲杆32与竖直臂2的连接处配置电机以控制摆动曲杆32的转动，从而控制摆动曲杆32正对隧道的拱顶旁的一段内壁，从而使得第二雷达36正对隧道内壁。进一步地，第二雷达36可借助滑动组件活动地连接在摆动曲杆32上，且第二雷达36的活动方向与摆动曲杆32的延伸方向大致相同。
41.请参阅图6、图7、图9、图10、图11和图12，承载台5的前后端面上均均竖直对称水平固定有滑框52，且滑框52的底面上沿水平方向竖直贯穿开设有多个定位螺孔，滑框52滑动插接有滑条53，滑条53的端部竖直向下贯通滑框52上的定位螺孔安装有螺栓55，且滑条53的另一端部竖直贯通固定有转筒54。具体的根据具体的使用需求，水平滑动滑框52中的滑条53，并且通过螺栓55进行锁止固定，完成支撑宽度的调节，支撑件6包括转板61、调节板62和移动架63，其中转板61水平设置在滑条53的正下方，且转板61的顶面上竖直向上固定有
转轴，且转轴通过轴承转动设置在滑条53上，且转板61的正下方水平设置有调节板62，调节板62和转板61之间均竖直设置有弹簧613和阻尼杆612，且弹簧613和阻尼杆612的两端分别固定在调节板62和转板61相邻的水平端面上，具体的使用中转板61的震动压设弹簧613和阻尼杆612形变，从而抵消转板61的震动，阻尼杆612回复时阻尼力抵消弹簧613的弹性势能，保持支撑的稳定性，调节板62的正下方设置有移动架63。调节板62的顶面上竖直向上固定有两根竖杆621，且两根竖杆621竖直滑动贯穿转板61的顶面设置，调节板62的底面上竖直向下固定有插柱622，且调节板62的底面中部竖直向下通过轴承转动连接有螺杆623，移动架63的顶面上竖直向上固定有插筒631，且插筒631与插柱622竖直滑动插接，移动架63的顶面上竖直向上固定有组装螺筒632，且组装螺筒632与螺杆623螺纹配合连接，具体使用中通过转动螺杆623在移动架63的组装螺筒632中，从而竖直方向上调节移动架63距离调节板62之间的间距，移动架63的底部水平固定有转轴，且移动架63的转轴上通过轴承转动套设有滚辊64，滚辊64的外圆周面上均匀竖直固定有多块弹力片642，且滚辊64的外部套设有橡胶环641，且橡胶环641与多块弹力片642的顶端固定连接，具体使用中橡胶环641与多块弹力片642的配合使用，便于遇到阻碍是利用橡胶环641与多块弹力片642形变，提高跨越障碍的能力。
42.请参阅图6、图7和图8，安装台8顶面上开设有配合移载台4上组装螺栓的固定孔，平移件7包括水平设置的支框71、导杆架72和滑板75，其中支框71水平固定在承载台5的顶面上，且支框71的顶面上水平固定有导杆架72，导杆架72的中部水平设置有平移螺杆73，且平移螺杆73的两端转轴均通过轴承贯穿外部侧端面转动连接在导杆架72上，导杆架72的一端面水平固定有输出端连接在平移螺杆73一端转轴上的第一电机74，滑板75水平设置在导杆架72的正上方，且滑板75的底面上水平固定有配合导杆架72上滑杆和平移螺杆73的滑筒和平移螺筒751，滑板75的顶面上通过轴承座配合轴承竖直向上转动连接有支轴76，且支轴76的顶端固定在安装台8的底面上，滑板75的顶面上竖直向上固定有第二电机77，且第二电机77的输出端安装有主动齿轮，支轴76的外圆周面上水平套设固定有从动齿轮761，且从动齿轮761与第二电机77上的主动齿轮啮合，使用中第一电机74驱动平移螺杆73转动，驱动滑板75在导杆架72上水平移动，从而携带检测臂本体转换使用位置，进而扩展了检测臂的使用范围，同时启动第二电机77带动主动齿轮转动，经过与啮合的从动齿轮761传动配合，从而带动滑板75上的支轴76进行转动，从而带动支轴76顶端的安装台8偏转，旋转改变检测臂本体的使用位置，进而扩展检测臂本体的使用范围。
43.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。