一种隧道顶面检测装置和隧道顶面检测方法与流程

本发明涉及隧道建造检测，特别涉及一种隧道顶面检测装置和隧道顶面检测方法。

背景技术：

1、隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道等，隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分，其中，在施工过程中，需要对隧道衬砌进行检测，而检测方式一般是采用地质雷达进行无损检测，该检测方式是将地质雷达天线贴近待检测衬砌部位，在移动过程中通过天线发射和接收电磁波，对隧道衬砌进行扫描检测，为此，现有的检测方式往往是人工手持雷达监测装置站立于升高车上，由升高车运送检测人员到不同位置进行检测，效率很低，为此，公开号为cn219874026u的实用新型公开了隧道衬砌检测地质雷达用支架，包括支架本体和夹具，所述夹具位于支架本体的顶部，所述支架本体的顶部固定连接有支撑缓冲组件，所述支架本体的顶部设置有便捷调节组件。通过设置夹具与检测雷达进行固定，再通过支撑缓冲组件配合便捷调节组件对夹具的底部进行缓冲调节，解决了人工托举的问题，但是，由于是通过支架来对检测设备进行托举，导致雷达检测装置无法很好地固定在待检测区，而且无法使雷达检测装置紧贴隧道衬砌内壁，导致检测结果精确度不足。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种隧道顶面检测装置，能够确保检测结果精确度。

2、本发明还提出一种具有上述一种隧道顶面检测装置的隧道顶面检测方法。

3、根据本发明的第一方面实施例的一种隧道顶面检测装置，包括移动机构、支撑机构、摆杆、驱动杆、吸附机构和地质雷达模块，移动机构用于在地面移动；支撑机构竖直地安装于所述移动机构表面；摆杆的一端和所述支撑机构的上端铰接，以使所述摆杆能在竖直面上下摆动，另一端安装有球形电机，所述摆杆可伸缩；驱动杆的一端和所述摆杆的杆身铰接，另一端和所述支撑机构的杆身铰接，所述驱动杆具有自锁机构；吸附机构的一侧和所述球形电机固定连接，另一侧设置有负压真空腔，所述负压真空腔的周围环绕固定有具有弹性的柔性密封折叠罩，所述吸附机构和所述球形电机固定连接的一侧设置有负压风机，所述负压风机和所述负压真空腔连通；地质雷达模块固定安装于所述吸附机构的两侧，所述地质雷达模块的顶部通过机械臂连接图像采集模块，所述地质雷达模块的检测端朝向隧道衬砌内壁。

4、根据本发明实施例的一种隧道顶面检测装置，至少具有如下有益效果：

5、1、通过负压风机使负压真空腔的内部持续的负压，使地质雷达模块更好地贴合隧道衬砌内壁，确保检测结果精确度；

6、2、利用移动机构来调整位置，利用摆杆和球形电机来调整吸附机构的朝向，使吸附机构能适配隧道衬砌内壁的各个位置，保证吸附机构位置稳定，确保检测结果精确度。

7、根据本发明的一些实施例，所述负压真空腔内置有吸附层，所述柔性密封折叠罩的端部固定连接有吸附面，所述吸附面呈向外突出的弧面，所述吸附层设置有多个第一吸附孔，所述吸附面设置有多个第二吸附孔，所述柔性密封折叠罩能伸缩，以使所述吸附层和所述吸附面贴合，且所述第一吸附孔和所述第二吸附孔对应；其中，所述吸附面的总面积为s1，所述吸附面去除所述第二吸附孔的面积为s2，60%≥s2/s1≥40%，所述吸附面呈圆形，所述第二吸附孔的直径大于0.5mm且小于0.8mm，所述第一吸附孔的直径大于所述第二吸附孔的面积。

8、根据本发明的一些实施例，所述支撑机构包括第一电动推杆和转盘，所述转盘可枢转地安装于所述移动机构的表面，所述第一电动推杆竖直地固定于所述转盘上。

9、根据本发明的一些实施例，所述驱动杆为第二电动推杆，所述摆杆为第三电动推杆。

10、根据本发明的一些实施例，所述地质雷达模块包括两个壳体、接收天线和发射天线，两个所述壳体分别固定在所述吸附机构的两端，所述接收天线和所述发射天线分别设置在两个所述壳体内，并朝向隧道衬砌内壁，所述接收天线用于接收检测信号，所述发射天线用于发射检测信号。

11、根据本发明的一些实施例，所述接收天线和壳体之间，以及所述发射天线和所述壳体之间均设置有电磁屏蔽层。

12、根据本发明的一些实施例，还包括负压控制模块，所述负压控制模块包括：

13、气压检测器，内置于所述负压真空腔；

14、数据传输天线，和所述气压检测器电连接，以接收来自所述气压检测器的气压数据；

15、远程中央控制端，和所述数据传输天线信号连接，以接收来自所述数据传输天线的气压数据，所述远程中央控制端和所述负压风机电连接，以控制所述负压风机的功率。

16、根据本发明的一些实施例，所述远程中央控制端内置有预设气压值，当所述预设气压值小于来自所述数据传输天线的气压数据，所述远程中央控制端控制所述负压风机功率降低；当所述预设气压值大于来自所述数据传输天线的气压数据，所述远程中央控制端控制所述负压风机功率提高。

17、根据本发明的一些实施例，所述移动机构包括轨道和小车，所述轨道沿隧道延伸方向可拆卸地铺设于轨道的地面，所述小车和所述轨道滑动连接。

18、根据本发明的一些实施例，所述吸附机构设有安装架，所述安装架贯穿设置有风孔，所述负压风机内置于所述安装架中，所述球形电机和所述安装架固定连接。

19、根据本发明的第二方面实施例的隧道顶面检测方法，包括以下步骤：

20、步骤1：移动机构将隧道顶面检测装置移动至待检测区的起始位置的下方；

21、步骤2：驱动杆驱动摆杆上下摆动，使吸附机构和检测位置对应；

22、步骤3：伸长摆杆，使吸附机构覆盖隧道顶面的对应位置；

23、步骤4：球形电机驱动整个吸附机构做万向转动，使得吸附机构上的柔性密封折叠罩能贴合隧道衬砌内壁，保持密封性；

24、步骤5：启动负压风机，对负压真空腔进行抽风，提高负压真空腔内部气压；

25、步骤6：利用地质雷达模块对覆盖位置区域进行检测；

26、步骤7：利用图像采集模块对周围覆盖区域进行拍摄，机械臂将图像采集模块进行位置变换，以扩大拍摄区域；

27、步骤8：移动机构沿隧道延伸方向移动，带动吸附机构沿隧道延伸方向移动，对移动路径上的待检区域进行检测；

28、步骤9：重复步骤1至8。

29、根据本发明实施例的隧道顶面检测方法，至少具有如下有益效果：

30、1、通过负压风机使负压真空腔的内部持续的负压，使地质雷达模块更好地贴合隧道衬砌内壁，确保检测结果精确度；

31、2、利用移动机构来调整位置，利用摆杆和球形电机来调整吸附机构的朝向，使吸附机构能适配隧道衬砌内壁的各个位置，保证吸附机构位置稳定，确保检测结果精确度。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种隧道顶面检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述负压真空腔(510)内置有吸附层(550)，所述柔性密封折叠罩(520)的端部固定连接有吸附面(521)，所述吸附面(521)呈向外突出的弧面，所述吸附层(550)设置有多个第一吸附孔(551)，所述吸附面(521)设置有多个第二吸附孔(5211)，所述柔性密封折叠罩(520)能伸缩，以使所述吸附层(550)和所述吸附面(521)贴合，且所述第一吸附孔(551)和所述第二吸附孔(5211)对应；其中，所述吸附面(521)的总面积为s1，所述吸附面(521)去除所述第二吸附孔(5211)的面积为s2，60%≥s2/s1≥40%，所述吸附面(521)呈圆形，所述第二吸附孔(5211)的直径大于0.5mm且小于0.8mm，所述第一吸附孔(551)的直径大于所述第二吸附孔(5211)的面积。

3.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述支撑机构(200)包括第一电动推杆(210)和转盘(220)，所述转盘(220)可枢转地安装于所述移动机构(100)的表面，所述第一电动推杆(210)竖直地固定于所述转盘(220)上。

4.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述驱动杆(400)为第二电动推杆，所述摆杆(300)为第三电动推杆。

5.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述地质雷达模块(600)包括两个壳体(610)、接收天线(620)和发射天线(630)，两个所述壳体(610)分别固定在所述吸附机构(500)的两端，所述接收天线(620)和所述发射天线(630)分别设置在两个所述壳体(610)内，并朝向隧道衬砌内壁，所述接收天线(620)用于接收检测信号，所述发射天线(630)用于发射检测信号。

6.根据权利要求5所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述接收天线(620)和壳体(610)之间，以及所述发射天线(630)和所述壳体(610)之间均设置有电磁屏蔽层(640)。

7.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，还包括负压控制模块(900)，所述负压控制模块(900)包括：

8.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述移动机构(100)包括轨道(110)和小车(120)，所述轨道(110)沿隧道延伸方向可拆卸地铺设于轨道(110)的地面，所述小车(120)和所述轨道(110)滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种隧道顶面检测装置，其特征在于，所述吸附机构(500)设有安装架(540)，所述安装架(540)贯穿设置有风孔(541)，所述负压风机(530)内置于所述安装架(540)中，所述球形电机(310)和所述安装架(540)固定连接。

10.隧道顶面检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种隧道顶面检测装置和隧道顶面检测方法，涉及隧道建造检测技术领域，包括移动机构、支撑机构、摆杆、驱动杆、吸附机构和地质雷达模块，移动机构用于在地面移动；支撑机构竖直地安装于移动机构表面；摆杆的一端和支撑机构的上端铰接，另一端安装有球形电机，摆杆可伸缩；驱动杆的一端和摆杆的杆身铰接，另一端和支撑机构的杆身铰接；吸附机构的一侧和球形电机固定连接，另一侧设置有负压真空腔，负压真空腔的周围环绕固定有具有弹性的柔性密封折叠罩，吸附机构设置有负压风机；地质雷达模块固定安装于吸附机构的两侧。通过负压风机使负压真空腔的内部持续地负压，使地质雷达模块更好地贴合隧道衬砌内壁，确保检测结果精确度。技术研发人员：汉武军,李保同,常国江受保护的技术使用者：上海铁大建设工程质量检测有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18