一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架及方法

本发明涉及机械、探地雷达天线支架领域，尤其是涉及一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架及方法。

背景技术：

1、三维探地雷达可以快速、无损的对路面状态进行评估，当三维探地雷达采用空气耦合式天线进行路面检测时可以对道路表层病害进行分析；当三维探地雷达采用地面耦合式天线进行检测时，可以探测道路较深的位置的状况。正常情况下只能采用一种方法进行检测，因为地面耦合式天线需要贴合地面，空气耦合式天线需要距离路表有一定的高度，但是两种检测方法需要进行复杂的天线装配过程，空气耦合式天线在装配过程需要提前安装举升支架，举升支架采用螺丝固定，需要两个人同时操作才可以安装完毕，然后再安装天线伸展支架，此过程需要一个人抬起伸展支架另一个人安装螺丝，最后需要两人将雷达天线抬起，另一个人固定天线。地面式耦合天线的安装步骤为：需要三个人先将特定天线支架安装到固定位置，然后将地耦天线装到支架上，摇动升降把手，将天线调节到合适的高度，开始检测。检测过程中，若遇到较大的地面突起，或者想提高检测速度，需要人工将天线抬高，待检测结束后，还需要按照安装的反向过程拆卸两种支架，极大的浪费了人力以及工作时间。两种天线支架，极大的占用了车厢内的空间。

2、传统的三维探地雷达检测完成后，需要对发生病害的区域进行取芯验证，但是由于设备自身问题限制，寻找发生病害区域的定位是一个重要问题，gps往往存在一定的误差，造成定位不准确，而且在钻芯取样过程中，需要多人将取芯机移动到合适位置，然后进行取芯。此过程操作复杂，误差极大，严重浪费人工资源。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架及方法，本支架可使得在不影响交通通行的情况下能够快速对路面进行检测以及可以快速对识别的病害区域进行取芯验证极大的提高了检测准确性以及效率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明设计了一种可以自动折叠、推移、收纳、钻芯取样的三维探地雷达的天线支架，可以快速、高效的对路面进行双天线检测，以及随时可以对目标区域进行精准取芯验证，降低设备占用空间，减少更换天线所需的操作时间，降低定位误差，提高检测效率。

4、本发明提供一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，包括天线收纳组件和定位钻芯取样组件；

5、天线收纳组件包括：天线收纳仓和设于天线收纳仓内的第一天线旋转单元、第二天线旋转单元、第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元；第一天线旋转单元、第一天线上下伸缩单元、第一天线依次连接，第二天线旋转单元、第二天线上下伸缩单元、第二天线依次连接；

6、定位钻芯取样组件包括：旋转滑动单元和取芯单元，旋转滑动单元包括固定件和旋转件，固定件与天线收纳仓固定连接，旋转件由电机带动实现90°旋转，带动取芯单元旋转至天线收纳仓的上方或一侧；取芯单元上设有滑块，滑块能够在旋转滑动单元上设有的滑轨中滑动；

7、取芯单元包括外筒和取芯筒，取芯筒设于外筒内部，外筒和取芯筒之间通过伸缩机构连接；取芯筒包括电机、减速机构、可更换式钻头，电机与减速机构连接，取芯筒能够通过伸缩机构在外筒中进行上下位移，实现取芯过程；

8、第一天线旋转单元、第二天线旋转单元、第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元、电机均与外部的控制器通信连接。控制器控制分别第一天线旋转单元、第二天线旋转单元、第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元的旋转或伸缩。

9、通过旋转滑动单元、取芯单元可实现取芯筒的躺放、垂直位置的变换，以及可以在滑轨任意位置进行钻芯取样。当三维探地雷达检测到路面某一位置发生病害时，可以直接将取芯装置放下，通过左右滑移找到对应病害位置进行取芯验证。

10、进一步的，天线收纳仓为无底的长方体壳子。(可由高强度不锈钢材料或者其他不易发生形变的金属构成)

11、进一步的，第一天线旋转单元、第二天线旋转单元均为可以围绕圆心旋转的圆形部件，第一天线旋转单元、第二天线旋转单元由电动机带动的齿轮带动旋转。

12、进一步的，第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元均为上下伸缩的气缸。

13、进一步的，第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元均为上下伸缩的液压油缸。

14、进一步的，第一天线上下伸缩单元、第一天线可拆卸连接，第二天线上下伸缩单元、第二天线可拆卸连接。

15、进一步的，第一天线为空气耦合式天线，第二天线为地面耦合式天线；通过天线旋转单元、天线上下伸缩单元可以将空气耦合式天线和地面耦合式天线折叠进天线收纳仓以及将天线通过伸缩、旋转，伸缩动作到达标准高度的检测位置。

16、进一步的，伸缩机构为可伸缩的气缸或液压油缸。

17、进一步的，天线收纳仓外设有拖车钩，天线收纳仓下方设有行走轮。

18、本发明还提供一种如上述的支架的三维探地雷达双天线及钻芯取样方法，包括以下步骤：

19、s1：先将拖车钩连接到车辆上，连接线缆，按下天线释放按钮后，第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元开始启动，气缸伸长，待下降到固定位置后天线上下伸缩机构停止伸长；

20、第一天线旋转单元、第二天线旋转单元分别带动第一天线、第二天线旋转90°，达到标准检测工位；可以采取双天线检测，也可以只将一个天线放下检测，另一个天线折叠回天线收纳仓内，保护天线。

21、s2：三维探地雷达可以实时检测道路内部的病害情况，若发现某一位置处道路出现病害，按照规定位置停车，因为无论是空气耦合式天线还是地面耦合式天线从左到右都是由检测通道组成的，因此哪一检测通道出现了病害，可以直观的看出。旋转滑动单元带动取芯单元从与天线收纳仓平行的工位一旋转到垂直于天线收纳仓的工位二，并带动取芯单元滑动至病害处；然后取芯单元中的伸缩机构开始伸长，带动取芯筒向地面靠近，贴近地面时电机带动可更换式钻头开始工作，直至取芯完成后，伸缩机构停止伸长，开始回缩；待工人将芯样从钻头取出后，进行验证。

22、s3：待验证完毕后，伸缩机构带动取芯筒回缩到外筒中，取芯单元沿着滑轨移动到初始位置，旋转滑动单元带动外筒旋转回工位一；取芯验证过程结束；可以继续进行检测，完全检测完毕后，天线按照相反步骤进行操作。

23、此过程无需人工操作，节约大量的操作时间，提高检测工作效率。

24、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

25、(1)支架可以同时装配空气耦合式天线和地面耦合式天线，节约空间，实现一架多用；

26、(2)采用折叠、推移方式固定雷达天线，保护天线安全，节约人工收纳天线耽误的时间；

27、(3)只需要一根连接线便可以实现两个天线与雷达主机的通信，设备连接方便；

28、(4)可通过拖车钩与任意车辆相连，普适性高；

29、(5)采用自动取芯装置，可以自动左右，上下定位取芯，节约人力成本；

技术特征：

1.一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，包括天线收纳组件和定位钻芯取样组件；

2.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述天线收纳仓为无底的长方体壳子。

3.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述第一天线旋转单元(2)、第二天线旋转单元(3)均为可以围绕圆心旋转的圆形部件，所述第一天线旋转单元(2)、第二天线旋转单元(3)由电动机带动的齿轮带动旋转。

4.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述第一天线上下伸缩单元(4)、第二天线上下伸缩单元(5)均为上下伸缩的气缸。

5.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述第一天线上下伸缩单元(4)、第二天线上下伸缩单元(5)均为上下伸缩的液压油缸。

6.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述第一天线上下伸缩单元(4)、第一天线(6)可拆卸连接，所述第二天线上下伸缩单元(5)、第二天线(7)可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述第一天线(6)为空气耦合式天线，所述第二天线(7)为地面耦合式天线；通过天线旋转单元、天线上下伸缩单元可以将空气耦合式天线和地面耦合式天线折叠进天线收纳仓(1)以及将天线通过伸缩、旋转，伸缩动作到达标准高度的检测位置。

8.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述伸缩机构(8)为可伸缩的气缸或液压油缸。

9.根据权利要求1所述的一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架，其特征在于，所述天线收纳仓(1)外设有拖车钩(11)，所述天线收纳仓(1)下方设有行走轮(12)。

10.一种采用如权利要求1-9任一所述的支架的三维探地雷达双天线及钻芯取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种三维探地雷达双天线及钻芯取样支架及方法，支架包括天线收纳组件和定位钻芯取样组件；天线收纳组件包括：天线收纳仓和设于天线收纳仓内的第一天线旋转单元、第二天线旋转单元、第一天线上下伸缩单元、第二天线上下伸缩单元；定位钻芯取样组件包括：旋转滑动单元和取芯单元，带动取芯单元旋转至天线收纳仓的上方或一侧；取芯筒包括电机、减速机构、可更换式钻头，取芯筒能够通过伸缩机构在外筒中进行上下位移，实现取芯过程。与现有技术相比，本发明可使得在不影响交通通行的情况下能够快速对路面进行检测以及可以快速对识别的病害区域进行取芯验证极大的提高了检测准确性以及效率。技术研发人员：李辉,陈伟,王盼,吝智杰,朱长轩受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29