一種隧道檢測多傳感器集成平臺制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種隧道檢測多傳感器集成平臺，包括安裝底座，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支架，自動鎖緊機(jī)構(gòu)、手動鎖緊機(jī)構(gòu)，相機(jī)支架、LED燈支架、紅外熱像儀支架和激光掃描儀支架，以及控制與驅(qū)動單元；旋轉(zhuǎn)支架上集成相機(jī)、紅外熱像儀和輔助光源等多類傳感器，旋轉(zhuǎn)支架能自動繞中心旋轉(zhuǎn)任意角度并自動鎖止，維持高速運(yùn)行環(huán)境下的相對穩(wěn)定；并具有靈活的傳感器固定及精密調(diào)整機(jī)構(gòu)和可靠的鎖緊裝置，確保隧道檢測車能以0-80Km/h的時速進(jìn)行檢測，無交通限制情況下快速連續(xù)的測量隧道，平臺可作為獨(dú)立設(shè)備安裝在汽車、火車等移動載體上。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及隧道檢測
，尤其涉及到一種隧道檢測多傳感器集成平臺。
技術(shù)介紹
在公路、鐵路和城市軌道交通體系中，隧道都占有極其重要的地位，保證隧道質(zhì)量和安全是最基本要求，由于隧道與地下工程是處于千變?nèi)f化的巖體之中，其所受外力是不明確的，迄今為止，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界對外荷體系的分布和量值還處于研究階段，這就決定了隧道與地下工程設(shè)計是建立在若干假定條件下進(jìn)行的，隧道與地下工程的成形過程，自始至終都存在著受力狀態(tài)變化這一特性，因此，隧道的日常檢測顯得尤為重要。隧道檢測中最關(guān)心的隧道病害是襯砌結(jié)構(gòu)病害、襯砌腐蝕、水害和凍害等，病害表現(xiàn)形式有裂縫、變形、滲水、漏水、結(jié)冰和脫空等，世界隧道快速病害檢測技術(shù)處于起步階段，是世界交通領(lǐng)域亟待突破的世界難題，世界各國日常檢測都采用人工作業(yè)方法，效率低下、事故頻發(fā)并影響交通。隧道快速檢測是以移動平臺如汽車、軌道平板車等為基礎(chǔ)，結(jié)合多傳感器集成實(shí)現(xiàn)。隧道不同病害表現(xiàn)出不同的可測量特征，需要采用不同的傳感器獲取病害特征數(shù)據(jù)，如襯砌裂縫采用CCD相機(jī)獲取襯砌表面灰度圖像，通過后處理的方法提取裂縫信息；襯砌變形通過激光雷達(dá)等傳感器獲取隧道三維點(diǎn)云，基于點(diǎn)云獲取隧道斷面，計算隧道變形；隧道的水害包括滲水、漏水、脫空等由于具有典型的溫度效應(yīng)即病害出表面溫度與非病害出有較大差異，一般采用獲取紅外溫度場數(shù)據(jù)，基于溫度場數(shù)據(jù)提取病害信息等。此外，由于隧道一般沒有GPS/BD定位信息，而病害又需要精確定位，因而還需要考慮隧道內(nèi)的高精度定位方法，一般都采用DMI/GPS/INS或CCD靶標(biāo)方法，最后，隧道內(nèi)部照明條件差，需要提供輔助照明如LED陣列燈，大功率激光器陣列等。無論如何，要完成隧道的快速檢測，必須集成多種類、多工作模式、多頻率的各種傳感器，為了滿足測量精度，還必須在高速運(yùn)動狀況下維持傳感器間相對關(guān)系，因此，設(shè)計一個可靠的傳感器集成平臺是最基礎(chǔ)的工作。傳感器集成平臺可以集成多種類型傳感器和維持其相對關(guān)系，平臺要求可以在不同車載平臺如汽車、火車上安裝，可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格尺寸的隧道測量，限于傳感器性能指標(biāo)和成本因素，對某些隧道如公路隧道，由于超寬隧道的存在，無法一次完成隧道整體測量，往往只能實(shí)現(xiàn)行駛側(cè)隧道數(shù)據(jù)采集和測量，即公路隧道檢測分兩次完成，每次測量都只采集行駛測數(shù)據(jù)，而軌道交通隧道則可以一次完成整個隧道數(shù)據(jù)采集。因此，安裝平臺需要支持基于平臺中心自動旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同的測量需求。當(dāng)前，隧道快速病害檢測技術(shù)處于起步階段，是世界交通領(lǐng)域亟待突破的世界難題，國際上有日本和德國相關(guān)科研機(jī)構(gòu)開展相關(guān)技術(shù)研究，處理研究驗證階段。而且都沒有實(shí)現(xiàn)多指標(biāo)集成檢測，也沒有相關(guān)的傳感器集成平臺。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種隧道檢測多傳感器集成平臺，滿足對不同車道的隧道進(jìn)行全幅檢測。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種隧道檢測多傳感器集成平臺，包括安裝底座，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支架，自動鎖緊機(jī)構(gòu)、手動鎖緊機(jī)構(gòu)，相機(jī)支架、LED燈支架、紅外熱像儀支架和激光掃描儀支架，以及控制與驅(qū)動單元；所述安裝底座安裝在檢測車上，安裝底座上安裝有:用于檢測所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)位置的自鎖位置傳感器，用于安全保護(hù)的限位傳感器和機(jī)械防撞塊，用于鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架的自動鎖緊機(jī)構(gòu)和手動鎖緊機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過軸心安裝在所述安裝底座上，用于支撐及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)支架安裝在所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)支架上安裝了用于檢測隧道的傳感器和照明裝置，所述檢測隧道的傳感器包括相機(jī)、紅外熱成像儀和激光掃描儀；所述自動鎖緊機(jī)構(gòu)，用于隧道檢測車在測量工作狀態(tài)時鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架，使隧道檢測傳感器采集圖像保持穩(wěn)定和行駛安全；所述手動鎖緊機(jī)構(gòu)，用于隧道檢測車在非測量工作狀態(tài)時鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架，保證運(yùn)輸過程中行駛安全；控制與驅(qū)動單元，用于控制及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和自動鎖緊電機(jī)。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括小齒輪、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、齒輪間隙調(diào)整固定板以及回轉(zhuǎn)支撐，所述小齒輪與旋轉(zhuǎn)電機(jī)和減速器經(jīng)過聯(lián)軸器連接，通過齒輪間隙調(diào)整固定板安裝在回轉(zhuǎn)盤上，回轉(zhuǎn)支撐上的齒輪與小齒輪之間的間隙通過齒輪間隙調(diào)整固定板進(jìn)行調(diào)整。所述自動鎖緊機(jī)構(gòu)包括自動鎖緊電機(jī)、自鎖銷座、自鎖插銷頭、自鎖安裝板、自鎖軸承座、自鎖聯(lián)軸器、絲桿、導(dǎo)軌，所述自鎖銷座固定安裝在回轉(zhuǎn)支撐圓周面上，與回轉(zhuǎn)支撐一起旋轉(zhuǎn)，自鎖安裝板安裝在安裝底座上，所述自鎖插銷頭通過自鎖軸承座與絲桿連接，所述自動鎖緊電機(jī)經(jīng)過自鎖聯(lián)軸器驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，使其在導(dǎo)軌上滑動，達(dá)到鎖緊和解鎖的功能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架到達(dá)工作位置時，自鎖插銷頭自動伸出并緊密貼合自鎖銷座內(nèi)表面，防止旋轉(zhuǎn)支架晃動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架從工作位置開始旋轉(zhuǎn)時，自鎖插銷頭自動縮回與自鎖銷座脫離解鎖；所述自鎖位置傳感器為自鎖插銷頭提供位置參考。所述自動鎖緊機(jī)構(gòu)的自鎖銷座和自鎖安裝板分別為兩套，兩個自鎖銷座對稱安裝在所述回轉(zhuǎn)支承的外圓周面上，兩套自鎖安裝板對稱布置在安裝底座上。所述手動鎖緊機(jī)構(gòu)包括手鎖旋柄、彈簧、手鎖安裝座、手鎖插銷頭，兩套手鎖銷座對稱布置在安裝底座上，兩套手鎖插銷頭對稱布置在旋轉(zhuǎn)支架的支架底板上，與旋轉(zhuǎn)支架一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)檢測車不在工作狀態(tài)時，旋轉(zhuǎn)支架處于90°位置，旋緊手鎖旋柄，手鎖插銷頭伸入手鎖銷座內(nèi)與之內(nèi)側(cè)壁緊密貼合鎖緊。所述安裝底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)支架三者中心同軸，旋轉(zhuǎn)支架繞中心軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)角度為0° -180°，能夠精確定位在設(shè)定的工作位置和非工作鎖定狀態(tài)位置，旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)至工作位置時，隧道檢測車為工作狀態(tài)，用于測量半幅隧道的影像，旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)至設(shè)定的非工作鎖定狀態(tài)位置時，隧道檢測車為非工作狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)支架此時重量分布沿車行駛方向布置，有利于長途運(yùn)輸。自動鎖緊機(jī)構(gòu)以旋轉(zhuǎn)中心軸為基準(zhǔn)對稱布置，在旋轉(zhuǎn)支架處于工作狀態(tài)位置時鎖緊旋轉(zhuǎn)支架。手動鎖緊機(jī)構(gòu)以旋轉(zhuǎn)中心軸為基準(zhǔn)對稱布置，在旋轉(zhuǎn)支架處于非工作鎖定狀態(tài)位置時鎖緊旋轉(zhuǎn)支架。進(jìn)一步的，還設(shè)有相機(jī)支架機(jī)構(gòu)、照明裝置支架機(jī)構(gòu)、紅外熱成像儀支架和激光掃描儀支架相機(jī)支架機(jī)構(gòu)，所述相機(jī)支架機(jī)構(gòu)、照明裝置支架機(jī)構(gòu)、紅外熱成像儀支架和激光掃描儀支架相機(jī)支架分別通過微調(diào)機(jī)構(gòu)連接在所述旋轉(zhuǎn)支架上，所述相機(jī)支架機(jī)構(gòu)有若干個，布置在旋轉(zhuǎn)支架上，通過相機(jī)支架的微調(diào)結(jié)構(gòu)，調(diào)整每個相機(jī)的位置和角度；當(dāng)前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種隧道檢測多傳感器集成平臺，其特征在于，包括安裝底座，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支架，自動鎖緊機(jī)構(gòu)、手動鎖緊機(jī)構(gòu)，相機(jī)支架、LED燈支架、紅外熱像儀支架和激光掃描儀支架，以及控制與驅(qū)動單元；所述安裝底座安裝在檢測車上，安裝底座上安裝有用于檢測所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)位置的自鎖位置傳感器，用于安全保護(hù)的限位傳感器和機(jī)械防撞塊，用于鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架的自動鎖緊機(jī)構(gòu)和手動鎖緊機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過軸心安裝在所述安裝底座上，用于支撐及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)；所述旋轉(zhuǎn)支架安裝在所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)支架上安裝了用于檢測隧道的傳感器和照明裝置，所述檢測隧道的傳感器包括相機(jī)、紅外熱成像儀和激光掃描儀；所述自動鎖緊機(jī)構(gòu)，用于隧道檢測車在測量工作狀態(tài)時鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架，使隧道檢測傳感器采集圖像保持穩(wěn)定和行駛安全；所述手動鎖緊機(jī)構(gòu)，用于隧道檢測車在非測量工作狀態(tài)時鎖緊所述旋轉(zhuǎn)支架，保證運(yùn)輸過程中行駛安全；所述控制與驅(qū)動單元，用于控制及驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和自動鎖緊電機(jī)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李清泉，章麗萍，曹民，周瑾，謝俊，徐學(xué)文，
申請(專利權(quán))人：武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42