申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十一研究所

申请日：2017-12-08

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN108087022B

主分类号：E21F17/00

分类号：E21F17/00;E21F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2018.06.22#实质审查的生效;2018.05.29#公开

摘要：本发明提供了一种盾构隧道检测装置，包括驱动机构、升降机构、走线机构、轨道、检测天线、接收机、控制机以及安装支架，驱动机构安装在轨道上并能沿轨道来回滑动；升降机构安装在驱动机构上，检测天线设置于升降机构上，检测天线通过升降机构调节高度；走线机构通过支撑架固定在安装支架上，走线机构用于电缆在其上面滑动；接收机安装在驱动机构上；轨道和控制机安装在安装支架上，控制机用于控制驱动机构和升降机构。本发明通过控制机自动控制安装在升降机构上的检测天线升降，并沿着轨道运动，把测试得到的数据传输给接收机，实现盾构隧道自动检测功能，完善了落后的检测手段，满足了现代化城市盾构隧道检测的要求，促进城市隧道工程的发展。

主权项：1.一种盾构隧道检测装置，其特征在于，包括驱动机构1、升降机构2、走线机构3、轨道4、检测天线5、接收机6、控制机7以及安装支架8，其中：所述驱动机构1安装在所述轨道4上并能沿轨道4来回滑动；所述升降机构2安装在所述驱动机构1上，所述检测天线5设置于所述升降机构2上，所述检测天线5通过升降机构2调节高度；所述走线机构3通过支撑架32固定在安装支架8上，所述走线机构3用于电缆在其上面滑动；所述接收机6安装在所述驱动机构1上；所述轨道4和控制机7安装在所述安装支架8上，所述控制机7用于控制所述驱动机构1和升降机构2；所述驱动机构1包括伺服电机11、编码器12、同步带轮13以及滚轮机构14，其中：所述伺服电机11驱动所述同步带轮13在轨道4滚动，所述同步带轮13带动驱动机构1在轨道4上运动；所述滚轮机构14设置于所述轨道4两侧，所述滚轮机构14限定所述驱动机构1沿所述轨道4的延伸方向运动；所述编码器12用于记录所述检测天线5在所述轨道4上的绝对位置；所述升降机构2包括顶板和底板，所述顶板和底板之间设置有叉剪式平行机构23，所述叉剪式平行机构23由电动缸21驱动，所述叉剪式平行机构23调节顶板和底板之间的高度；安装在所述升降机构2上的所述检测天线5离开盾构隧道管片之间的距离恒定。

全文数据：盾构隧道检测装置技术领域[0001]本发明涉及盾构隧道检测领域，具体地，涉及一种具有自动化功能的检测装置。背景技术[0002]随着近年来国家基础建设设施突飞猛进地大力发展，我国已经成为世界上隧道工程数量最多、最复杂、发展最快的国家。但是，由于隧道一般都是建造在地下的结构工程，隧道壁后灌浆具有一定的隐蔽性，目前从国内公开发表的文献来看，现有的壁后灌浆饱和度检测、隧道无损检测手段仅仅为手持式的实验室设备，测试结果误差较大，大多数为定性描述，且无法进行工程化运用，给隧道运营安全造成了一定威胁，阻碍了隧道工程的发展。发明内容[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种盾构隧道检测装置。[0004]根据本发明提供的一种盾构隧道检测装置，包括驱动机构1、升降机构2、走线机构3、轨道4、检测天线5、接收机6、控制机7以及安装支架8,其中：[0005]所述驱动机构1安装在所述轨道4上并能沿轨道4来回滑动；[0006]所述升降机构2安装在所述驱动机构1上，所述检测天线5设置于所述升降机构2上，所述检测天线5通过升降机构2调节高度；[0007]所述走线机构3通过支撑架32固定在安装支架8上，所述走线机构3用于电缆在其上面滑动；[0008]所述接收机6安装在所述驱动机构1上；[0009]所述轨道4和控制机7安装在所述安装支架8上，所述控制机7用于控制所述驱动机构1和升降机构2。[0010]优选地，所述驱动机构1包括伺服电机11、编码器12、同步带轮13以及滚轮机构14，其中：[0011]所述伺服电机11驱动所述同步带轮13在轨道4滚动，所述同步带轮13带动驱动机构1在轨道4上运动；[0012]所述滚轮机构14设置于所述轨道4两侧，所述滚轮机构14限定所述驱动机构1沿所述轨道4的延伸方向运动；[0013]所述编码器I2用于记录所述检测天线5在所述轨道4上的绝对位置。[0014]优选地，所述升降机构2包括顶板和底板，所述顶板和底板之间设置有叉剪式平行机构23,所述叉剪式平行机构23由电动缸21驱动，所述叉剪式平行机构23调节顶板和底板之间的高度。[0015]优选地，所述底板和顶板之间通过保护罩22密封。[0016]优选地，所述走线机构3包括支架31、支撑架32、走线轨33以及卡环34，其中：[0017]所述支架31安装于所述驱动机构1的底部；[0018]所述支撑架32固定在所述安装支架8上；[0019]所述走线轨33平行轨道4固定在所述支撑架32上；[0020]所述卡环34间隔布置在所述走线轨33上。[0021]优选地，一根或者多根所述轨道4拼接成直线或者弧形取线或者圆周的导轨，所述驱动机构1能够沿所述导轨进行直线或圆弧或圆周往复运动。[0022]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：[0023]1、本发明通过控制机自动控制安装在升降机构上的检测天线升降，并沿着轨道运动，把测试得到的数据传输给接收机，来实现盾构隧道检测功能；[0024]2、本发明解决了现有盾构隧道检测装置的自动化、工程化问题，完善了落后的检测手段，满足了现代化城市盾构隧道检测的要求，为城市隧道工程的发展提供了帮助。附图说明[0025]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：[0026]图1是本发明实施方式中的盾构隧道检测装置的结构示意图。[0027]图2是本发明实施方式中的驱动机构的结构示意图。[0028]图3a、图3b是本发明实施方式中的升降机构的结构示意图。[0029]图4是本发明实施方式中的走线机构的结构示意图。[0030]图中示出：[0031]驱动机构1[0032]伺服电机11[0033]编码器12[0034]同步带轮13[0035]滚轮机构14[0036]升降机构2[0037]电动缸21[0038]保护罩22[0039]叉剪式平行机构23[0040]走线机构3[0041]支架31[0042]支撑架32[0043]走线轨33[0044]卡环34[0045]轨道4[0046]检测天线5[0047]接收机6[0048]控制机7[0049]安装支架8具体实施方式[0050]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。一[0051]如图1至图4所示，根据本发明提供的一种盾构隧道检测装置，包括驱动机构丨、升降机构2、走线机构3、轨道4、检测天线5、接收机3、控制机7和安装支架8，所述驱动机构1安装在所述轨道4并能够在其轨道4上面来回运动;所述升降机构2安装在所述驱动机构丄顶部，所述升降机构2可以按需要进行升降;所述走线机构3安装于所述轨道4上，所述走线机构3能够使电缆在其上面滑动;所述轨道4安装在与所需检测表面相距一定距离的位置的所述安装支架8上;所述检测天线5安装在所述升降机构2顶端;所述接收机6安装在所述驱动机构1上;所述控制机7安装在所述安装支架8上，控制机7用于控制所述驱动机构1和升降机构2。[0052]进一步地，所述盾构隧道检测装置由一根或多根所述轨道4拼接成直线或弧形曲线或圆周的导轨，所述驱动机构1沿着导轨进行直线或圆弧或圆周往复运动;所述升降机构2安装在所述驱动机构1上，和所述驱动机构1一起沿导轨运动;所述检测天线5固定在所述升降机构2的顶端，在所述驱动机构1和所述升降机构2的驱动下，所述检测天线5可以沿导轨方向前后和垂直方向上下运动。[0053]其中，所述驱动机构1包括伺服电机11、编码器12、同步带轮13以及滚轮机构14，所述伺服电机11经过一定的减速比减速后，驱动所述同步带轮13在轨道4滚动，所述同步带轮13带动驱动机构1在轨道4上运动;所述滚轮机构14设置于所述轨道4两侧，所述滚轮机构14限定所述驱动机构1沿所述轨道4的延伸方向运动;所述编码器12用于记录所述检测天线5在所述轨道4上的绝对位置。[0054]更为具体的，升降机构2采用剪叉式结构原理，实现垂直升降功能。所述升降机构2中的所述电动缸21是所述升降机构2的动力源;所述叉剪式平行机构23，能保证安装在所述升降机构2上的所述检测天线5离开盾构隧道管片之间的距离恒定;所述保护罩22可以防水、防尘，保护所述升降机构2不受恶劣环境影响而正常工作。[0055]更为详细地，所述走线机构3包括支架31、支撑架32、走线轨33以及卡环34,所述走线机构3是由所述支架31固定在驱动机构1底部，所述支撑架32固定在所述安装支架8上，一根或多根所述走线轨33平行于轨道4安装固定在所述支撑架32上，所述卡环34间隔一定距离布置在所述走线轨33上，设备传输电缆穿过卡环34并扎牢。当驱动机构1沿轨道4前后运动时，安装在驱动机构1底部的支架31随其运动，当运动到卡环34时，带动卡环34和电缆同时前后运动，保证了盾构隧道检测装置在运行过程中，能够不受电缆扯拽干扰而顺畅运动。[0056]本发明工作原理如下:本发明通过安装在升降机构2顶端的检测天线5靠近检测表面，同时又使检测天线5顶面与盾构隧道管片距离恒定。通过控制机7采用控制软件控制驱动机构1，并沿着由一根或多根轨道4拼接而成的直线或弧形曲线或圆周导轨，前后往复运动进行检测，并根据需要带动升降机构2合理避让障碍物。检测天线5得到的检测数据传输给接收机6,自动完成盾构隧道的检测。[0057]正是因为通过本具体实施方法，使得本发明的盾构隧道检测装置，可以在盾构隧道中实现检测的自动化功能，提高了工作效率，保证了隧道运营安全，满足了现代化城市盾构隧道检测的要求，为城市隧道工程的发展提供了帮助。[0058]本发明的检测装置，不仅仅运用于盾构隧道的表面检测，还可以通过装载不同的测试设备，更多地用于地面、管壁、墙壁等各种表面的探测。[0059]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

权利要求：1.一种盾构隧道检测装置，其特征在于，包括驱动机构（1、升降机构（2、走线机构⑶、轨道4、检测天线⑸、接收机6、控制机⑺以及安装支架⑻，其中：所述驱动机构⑴安装在所述轨道⑷上并能沿轨道⑷来回滑动；所述升降机构（2安装在所述驱动机构（1上，所述检测天线5设置于所述升降机构⑵上，所述检测天线5通过升降机构⑵调节高度；所述走线机构（3通过支撑架32固定在安装支架8上，所述走线机构（3用于电缆在其上面滑动；所述接收机⑹安装在所述驱动机构⑴上；所述轨道⑷和控制机⑺安装在所述安装支架⑻上，所述控制机⑺用于控制所述驱动机构⑴和升降机构⑵。2.根据权利要求1所述的盾构隧道检测装置，其特征在于，所述驱动机构（1包括伺服电机11、编码器12、同步带轮13以及滚轮机构（14，其中：所述伺服电机（11驱动所述同步带轮（13在轨道4滚动，所述同步带轮（13带动驱动机构⑴在轨道⑷上运动；所述滚轮机构（14设置于所述轨道4两侧，所述滚轮机构（14限定所述驱动机构（1沿所述轨道⑷的延伸方向运动；所述编码器12用于记录所述检测天线⑸在所述轨道⑷上的绝对位置。3.根据权利要求1所述的盾构隧道检测装置，其特征在于，所述升降机构2包括顶板和底板，所述顶板和底板之间设置有叉剪式平行机构（23，所述叉剪式平行机构23由电动缸21驱动，所述叉剪式平行机构23调节顶板和底板之间的高度。4.根据权利要求3所述的盾构隧道检测装置，其特征在于，所述底板和顶板之间通过保护罩22密封。5.根据权利要求1所述的盾构隧道检测装置，其特征在于，所述走线机构3包括支架31、支撑架32、走线轨33以及卡环34，其中：所述支架31安装于所述驱动机构⑴的底部；所述支撑架32固定在所述安装支架⑻上；所述走线轨33平行轨道固定在所述支撑架32上；所述卡环34间隔布置在所述走线轨33上。6.根据权利要求1所述的盾构隧道检测装置，其特征在于，一根或者多根所述轨道4拼接成直线或者弧形取线或者圆周的导轨，所述驱动机构（1能够沿所述导轨进行直线或圆弧或圆周往复运动。

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