一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置

本发明涉及隧道衬砌监测，具体是一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置。

背景技术：

1、衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常应用于隧道工程、水利渠道中。衬砌简单说来就是内衬，常见的就是使用砌块衬砌，也可以是预应力高压灌浆素混凝土衬砌。

2、衬砌中的混凝土在干燥过程中需要及时洒水养护，避免混凝土干燥过程中热量散发不均匀，导致混凝土衬砌内部应力不均而产生裂纹。在衬砌设置完成后，需要结合探测设备对衬砌的表面进行探测，检测衬砌的表面是否产生裂纹等病害，现有技术主要通过高分辨率的相机进行拍摄探测，但是对于在隧道施工阶段，内部照明条件较差，容易采集到无法分辨的拍摄底片，且采用相机拍摄方式检测效率较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，包括检测车，所述检测车上设置有机械臂，所述机械臂的端部设置有安装架，所述安装架上转动安装有弧形架，所述弧形架上均匀设置有多组径向端架，所述径向端架上转动安装有接触滑轮，所述弧形架之间设置有检测辊安装机构以及检测组件，所述检测辊安装机构安装有检测辊，所述检测辊上绕卷有反射膜，所述反射膜的一侧设置有粘胶，所述检测组件与检测辊安装机构之间设置有贴合压紧机构，所述贴合压紧机构将检测辊释放的反射膜压紧贴合在隧道内壁上。

4、作为本发明再进一步的方案：所述检测组件包括设置在弧形架之间的安装板一，所述安装板一的设置方向与检测辊的轴线方向平行，所述安装板一上均匀设置有多个检测灯珠，所述安装板一的两侧设置有感光板，所述感光板的边缘设置有安装块，所述安装块设置有两组，两组所述安装块上设置有插接柱二，所述插接柱二上设置有限位盘，所述限位盘与安装块之间的插接柱二上套接有张紧弹簧二，所述插接柱的边缘设置有遮光接收板，所述遮光接收板的端部转动安装有接触轮。

5、作为本发明再进一步的方案：所述检测辊安装机构包括设置在安装架边缘的卡接架，所述卡接架对称设置在两侧的安装架上，所述卡接架之间设置有安装滑杆，所述检测辊的端部设置有安装轴，所述安装滑杆的中部转动安装有连接框架，所述连接框架的边缘滑动安装有u型框架，所述u型框架与安装架之间设置有伸缩电机一，所述u型框架上连接有两组插接柱一，两组所述插接柱一与连接框架之间插接，两组所述插接柱一之间设置有连接板一，所述插接柱一上套接有张紧弹簧一，所述检测辊通过安装轴与u型框架转动连接。

6、作为本发明再进一步的方案：所述u型框架的端部插接有卡接曲杆，所述卡接曲杆与u型框架之间设置有卡接弹簧，所述卡接曲杆通过卡接弹簧与u型框架之间张紧安装，所述u型框架上滑动安装有移动块，所述卡接曲杆与移动块相连，所述移动块上设置有卡接槽，所述安装轴与卡接槽之间对接。

7、作为本发明再进一步的方案：所述弧形架上还设置有端部连接机构，所述端部连接机构与反射膜的端部固定连接，所述端部连接机构包括平行设置的两组夹板，其中一组夹板与弧形架之间固定安装，另一组所述夹板上设置有固定销，所述固定销与另一组夹板之间卡接，固定安装的夹板边缘设置有边缘滑轨，所述边缘滑轨内滑动安装有滑动框架，所述滑动框架内转动安装有配合齿轮，所述边缘滑轨的底部设置有齿条，所述配合齿轮与齿条相互啮合，所述配合齿轮连接有驱动电机一，所述滑动框架上固定设置有切刀。

8、作为本发明再进一步的方案：所述贴合压紧机构包括与弧形架固定连接的侧边架，所述侧边架之间设置有连接板二，所述侧边架之间滑动安装有滑动架，所述侧边架内侧设置有滑柱，所述滑动架与滑柱之间滑动连接，所述滑柱上套接有张紧弹簧三，所述滑动架的端部转动安装有压紧辊，所述滑动架的中部设置有中间板，所述中间板与连接板二之间设置有伸缩电机二。

9、作为本发明再进一步的方案：所述弧形架上还设置有表面清理机构，所述表面清理机构包括固定安装的安装板二，所述安装板二的两端设置有转动连接块，所述转动连接块内转动安装有皮带轮，所述皮带轮之间设置有配合皮带，其中一侧所述皮带轮连接有驱动电机二，所述配合皮带上均匀设置有清理刷。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、（1）通过检测辊安装机构中的检测辊均匀释放反射膜，结合反射膜上的粘胶以及贴合压紧机构，将反射膜压紧粘贴在隧道的内壁上，若隧道内壁的衬砌上存在缝隙等缺陷，在贴合压紧机构的作用下使得裂缝显现在反射膜上。通过在安装板一上均匀设置检测灯珠，结合检测灯珠将光线照射至反射膜上，若光线在到达反射膜后被均匀反射至安装板两侧的感光板上，而感光板两侧的遮光接收板并未收到光线，则可以判定反射膜部位的衬砌未产生裂缝缺陷；若光线在到达反射膜的部位之后，在反射膜的反射后由遮光接收板接收，则说明该部位的反射膜不平滑，存在凸起或者凹陷，则表明该部位的衬砌存在裂缝等不规则缺陷。

12、（2）结合u型框架以及连接框架对检测辊进行转动安装，其中连接框架与u型框架之间通过插接柱一以及张紧弹簧一进行活动安装，在伸缩电机一的带动下可以调整检测辊与隧道内壁之间的距离，便于检测辊上的反射膜被可靠粘贴在隧道内壁上。

13、（3）反射膜的边缘安装在两组夹板之间，结合固定销进行固定，在反射膜进行压紧粘贴时，通过贴合压紧机构将端部连接机构与检测辊之间的反射膜抵在隧道的内壁上，此时结合夹板边缘设置的驱动电机一，控制滑动框架沿着边缘滑轨进行移动，带动滑动框架顶部的切刀对反射膜的边缘进行拆切，使得反射膜的边缘与端部连接机构之间分离，反射膜被切断后，结合机械臂以及贴合压紧机构实现对反射膜的连续压紧粘贴。

技术特征：

1.一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，包括检测车（1），所述检测车（1）上设置有机械臂（2），所述机械臂（2）的端部设置有安装架（20），所述安装架（20）上转动安装有弧形架（3），所述弧形架（3）上均匀设置有多组径向端架（30），所述径向端架（30）上转动安装有接触滑轮（31），其特征在于，所述弧形架（3）之间设置有检测辊安装机构（4）以及检测组件（5），所述检测辊安装机构（4）安装有检测辊（40），所述检测辊（40）上绕卷有反射膜，所述反射膜的一侧设置有粘胶，所述检测组件（5）与检测辊（40）安装机构（4）之间设置有贴合压紧机构（7），所述贴合压紧机构（7）将检测辊（40）释放的反射膜压紧贴合在隧道内壁上；

2.根据权利要求1所述的一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，其特征在于，所述检测辊安装机构（4）包括设置在安装架（20）边缘的卡接架（21），所述卡接架（21）对称设置在两侧的安装架（20）上，所述卡接架（21）之间设置有安装滑杆（22），所述检测辊（40）的端部设置有安装轴（41），所述安装滑杆（22）的中部转动安装有连接框架（48），所述连接框架（48）的边缘滑动安装有u型框架（42），所述u型框架（42）与安装架（20）之间设置有伸缩电机一（49），所述u型框架（42）上连接有两组插接柱一（47），两组所述插接柱一（47）与连接框架（48）之间插接，两组所述插接柱一（47）之间设置有连接板一（470），所述插接柱一（47）上套接有张紧弹簧一（471），所述检测辊（40）通过安装轴（41）与u型框架（42）转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，其特征在于，所述u型框架（42）的端部插接有卡接曲杆（45），所述卡接曲杆（45）与u型框架（42）之间设置有卡接弹簧（46），所述卡接曲杆（45）通过卡接弹簧（46）与u型框架（42）之间张紧安装，所述u型框架（42）上滑动安装有移动块（44），所述卡接曲杆（45）与移动块（44）相连，所述移动块（44）上设置有卡接槽（43），所述安装轴（41）与卡接槽（43）之间对接。

4.根据权利要求1所述的一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，其特征在于，所述弧形架（3）上还设置有端部连接机构（6），所述端部连接机构（6）与反射膜的端部固定连接，所述端部连接机构（6）包括平行设置的两组夹板（60），其中一组夹板（60）与弧形架（3）之间固定安装，另一组所述夹板（60）上设置有固定销（61），所述固定销（61）与另一组夹板（60）之间卡接，固定安装的夹板（60）边缘设置有边缘滑轨（62），所述边缘滑轨（62）内滑动安装有滑动框架（64），所述滑动框架（64）内转动安装有配合齿轮（66），所述边缘滑轨（62）的底部设置有齿条（63），所述配合齿轮（66）与齿条（63）相互啮合，所述配合齿轮（66）连接有驱动电机一（65），所述滑动框架（64）上固定设置有切刀（67）。

5.根据权利要求1所述的一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，其特征在于，所述贴合压紧机构（7）包括与弧形架（3）固定连接的侧边架（71），所述侧边架（71）之间设置有连接板二（72），所述侧边架（71）之间滑动安装有滑动架（73），所述侧边架（71）内侧设置有滑柱（76），所述滑动架（73）与滑柱（76）之间滑动连接，所述滑柱（76）上套接有张紧弹簧三（77），所述滑动架（73）的端部转动安装有压紧辊（70），所述滑动架（73）的中部设置有中间板（74），所述中间板（74）与连接板二（72）之间设置有伸缩电机二（75）。

6.根据权利要求1所述的一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，其特征在于，所述弧形架（3）上还设置有表面清理机构（8），所述表面清理机构（8）包括固定安装的安装板二（81），所述安装板二（81）的两端设置有转动连接块（82），所述转动连接块（82）内转动安装有皮带轮（83），所述皮带轮（83）之间设置有配合皮带（84），其中一侧所述皮带轮（83）连接有驱动电机二（86），所述配合皮带（84）上均匀设置有清理刷（85）。

技术总结
本发明公开了一种隧道混凝土衬砌病害智能探测装置，涉及隧道衬砌监测技术领域，包括检测车，检测车上设置有机械臂，机械臂的端部设置有安装架，安装架上转动安装有弧形架，弧形架之间设置有检测辊安装机构以及检测组件，检测辊安装机构安装有检测辊，检测辊上绕卷有反射膜，反射膜的一侧设置有粘胶，检测组件与检测辊安装机构之间设置有贴合压紧机构，贴合压紧机构将检测辊释放的反射膜压紧贴合在隧道内壁上；还设置有端部连接机构，通过端部连接机构将反射膜设置在检测组件以及贴合压紧机构之间，实现对反射膜与隧道内壁的持续粘贴以及压紧操作，便于后续的检测组件对隧道内壁的缺陷检测。

技术研发人员：周兴涛
受保护的技术使用者：湖北文理学院
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18