一种隧道衬砌质量检测机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种隧道衬砌质量检测机械手，涉及隧道衬砌质量检测设备领域，包括基座、万向节、浮动天线盒装置和两个回转伸缩臂机构；该回转伸缩臂机构包括回转座和伸缩臂，伸缩臂的一端和回转座可转动的连接；第一回转伸缩臂机构的回转座与第二回转伸缩臂机构的伸缩臂另一端可转动连接，其转动轴与第一回转伸缩臂机构中伸缩臂的转动轴相互垂直设置；第二回转伸缩臂机构的回转座与基座可转动连接，其转动轴与第二回转伸缩臂机构中伸缩臂的转动轴相互垂直设置。该机械手可搭载地质雷达天线对隧道衬砌质量进行检测，取代了现有技术中人工托举雷达天线的检测方式，其节约了人力，避免了安全隐患，大幅提高了检测效率和检测精度。

A manipulator for tunnel lining quality inspection

【技术实现步骤摘要】
一种隧道衬砌质量检测机械手
本技术涉及隧道衬砌质量检测设备领域，具体为一种隧道衬砌质量检测机械手。
技术介绍
随着国家交通的不断发展，铁路、公路隧道里程数逐年增加。为保障隧道运营安全，常需要对在建隧道以及运营隧道进行衬砌质量检测作业，如检测隧道衬砌厚度、隧道衬砌背后未回填的空洞等，从而使隧道施工缺陷及运营病害能够得到及时治理。目前，在隧道衬砌质量检测方面，一般是采用人工的方式，由人工托举雷达天线，或由检测人员将地质雷达固定在长杆上，举着长杆让雷达紧贴检测线，并借助装载机等移动载体顺着检测线移动完成检测。在进行检测时，为维持长杆推举的稳定性，往往需要多人扶持长杆，耗费较多人力；同时，在对隧道进行检测时，检测距离长，多个操作人员需要挤在车载平台上实施检测，其随车移动过程中存在较大的安全隐患，且长时间托举雷达或长杆劳动强度大，随着人员体力下降，会造成地质雷达天线无法始终紧贴隧道衬砌壁，使得雷达天线与检测衬砌壁脱空，或者检测位置发生偏移等情况发生，严重影响着隧道衬砌质量检测效率、质量和作业安全性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隧道衬砌质量检测机械手，其通过液压系统控制可完成一定区域内检测臂全方位调整，将地质雷天线达送至隧道内任意待检测区域进行检测，其取代了现有技术中人工托举的检测方式，节约了人力，避免了安全隐患，同时提高了检测效率和检测精度。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种隧道衬砌质量检测机械手，包括基座、第一回转伸缩臂机构、第二回转伸缩臂机构和浮动天线盒装置；所述第一回转伸缩臂机构包括回转座a和伸缩臂a，所述第二回转伸缩臂机构包括回转座b和伸缩臂b，所述回转座a可转动的设置在所述基座的顶面上，所述伸缩臂a的一端与所述回转座a可转动的连接，所述伸缩臂a的另一端与所述回转座b可转动的连接，所述伸缩臂b的一端与所述回转座b可转动的连接，所述伸缩臂b的另一端与所述浮动天线盒装置连接；所述回转座a相对于所述基座转动的旋转轴与所述伸缩臂a相对于所述回转座a转动的旋转轴相互垂直设置，所述伸缩臂a相对于所述回转座b转动的旋转轴与所述伸缩臂b相对于所述回转座b转动的旋转轴相互垂直设置。进一步的，所述伸缩臂b包括外套臂b、内套臂b和连接臂，所述内套臂b可滑动的设置于所述外套臂b内，所述连接臂的一端与所述回转座b可转动的连接，所述连接臂的另一端与所述外套臂绕伸缩臂b的轴线可转动连接。进一步的，还包括回转机构a，所述回转机构a包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述液压马达与所述连接臂的一端固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述连接臂的一端上，所述蜗轮通过轴承与所述连接臂的一端可转动的连接，所述蜗轮的一侧与所述外套臂b的一端固定连接。进一步的，所述伸缩臂b还包括液压缸b，所述液压缸b的一端与所述外套臂b固定连接，所述液压缸b的另一端与所述内套臂b固定连接。进一步的，还包括回转机构b，所述回转机构b包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述液压马达与所述基座固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述基座上，所述蜗轮通过轴承与所述基座可转动的连接，所述蜗轮的一侧与所述回转座a固定连接。进一步的，还包括回转机构c，所述回转机构c包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述液压马达与所述回转座a固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述回转座a上，所述蜗轮通过轴承与所述回转座a可转动的连接，所述蜗轮的一侧与所述伸缩臂a的一端固定连接。进一步的，还包括回转机构d，所述回转机构d包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述液压马达与所述伸缩臂a的一端固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述伸缩臂a的一端上，所述蜗轮通过轴承与所述伸缩臂a的一端可转动的连接，所述蜗轮的一侧与所述回转座b固定连接。进一步的，还包括回转机构e，所述回转机构e包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述液压马达与所述回转座b固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述回转座b上，所述蜗轮通过轴承与所述回转座b可转动的连接，所述蜗轮与所述伸缩臂b的一端固定连接。进一步的，所述伸缩臂a包括外套臂a、内套臂a和液压缸a，所述内套臂a可滑动的设置于所述外套臂a内，所述液压缸a的一端与所述外套臂a固定连接，所述液压缸a的另一端与所述内套臂a固定连接。进一步的，所述浮动天线盒装置包括安装座和天线盒，所述安装座的一端向内设有开口，所述天线盒的一端可活动的设置于所述安装座开口内，所述天线盒设置于所述开口内的一端与所述安装座之间设置有若干弹簧，所述安装座靠近所述开口的一端端面上设置有若干车轮；所述安装座远离所述开口的一端连接有万向节，所述万向节的另一端与所述伸缩臂b的一端固定连接。本技术的有益效果是：该隧道衬砌质量检测机械手设置基座、回转座a、伸缩臂a、回转座b、伸缩臂b、万向节和浮动天线盒装置，在使用时，基座可搭载在运载机构如车辆上前进；回转座a可在基座的顶面上旋转，伸缩臂a可相对于回转座a转动，其转动轴线与回转座a的回转轴线垂直，两者搭配可完成空间上全方位角度的调整；同理，回转座b分别与伸缩臂a和伸缩臂b可转动的连接，且两种连接的转动轴相互垂直，亦能实现空间上全方位的角度调整。上述伸缩臂a和伸缩臂b均具备伸缩功能，结合上述角度的全方位调整功能，该装置可将伸缩臂端部的浮动天线盒装置运送至一定空间内的任意位置且支撑结构稳定，使得浮动天线盒装置搭载地质雷达后可随车完成隧道衬砌质量的检测，取代了现有技术中人工托举的检测方式，节约了人力，避免了安全隐患，同时提高了检测效率和检测精度。上述伸缩臂由液压缸控制完成伸缩，上述可转动连接部位均设置由液压马达控制的回转机构，其检测时的位置调整由液压系统进行控制，其调整迅速，且稳定性高，同时能通过监测液压系统的压力波动实时监控该机械手的工作状况，确保其稳定运行。上述回转机构包括液压马达和蜗轮蜗杆机构，由液压马达驱动蜗杆转动，通过带动蜗轮转动完成角度的调整，其结构紧凑，传动比高，运行平稳，噪音小，同时利用蜗轮蜗杆的自锁性能，在完成调整后保持机械手运行的稳定。上述浮动天线盒装置通过万向节与伸缩臂b的端部连接，在检测时可保证其搭载的地质雷达天线与隧道壁贴合，确保检测结果的准确，特别是能够在载运机构非直线运动时对地质雷达天线的位置进行自动补偿，使其依然持续保持紧贴隧道衬砌，确保检测过程的顺利进行。该浮动天线盒装置包括天线盒和一端开口的安装座，该安装座的开口端设置有车轮，地质雷达天线安装在天线内，天线盒可滑动的设置在安装座的开口内且天线盒嵌入安装座内的一端与安装座之间设置有若干弹簧。该设置可使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，包括基座（1）、第一回转伸缩臂机构（2）、第二回转伸缩臂机构（3）和浮动天线盒装置（4）；/n所述第一回转伸缩臂机构（2）包括回转座a（21）和伸缩臂a（22），所述第二回转伸缩臂机构（3）包括回转座b（31）和伸缩臂b（32），所述回转座a（21）可转动的设置在所述基座（1）的顶面上，所述伸缩臂a（22）的一端与所述回转座a（21）可转动的连接，所述伸缩臂a（22）的另一端与所述回转座b（31）可转动的连接，所述伸缩臂b（32）的一端与所述回转座b（31）可转动的连接，所述伸缩臂b（32）的另一端与所述浮动天线盒装置（4）连接；/n所述回转座a（21）相对于所述基座（1）转动的旋转轴与所述伸缩臂a（22）相对于所述回转座a（21）转动的旋转轴相互垂直设置，所述伸缩臂a（22）相对于所述回转座b（31）转动的旋转轴与所述伸缩臂b（32）相对于所述回转座b（31）转动的旋转轴相互垂直设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，包括基座（1）、第一回转伸缩臂机构（2）、第二回转伸缩臂机构（3）和浮动天线盒装置（4）；
所述第一回转伸缩臂机构（2）包括回转座a（21）和伸缩臂a（22），所述第二回转伸缩臂机构（3）包括回转座b（31）和伸缩臂b（32），所述回转座a（21）可转动的设置在所述基座（1）的顶面上，所述伸缩臂a（22）的一端与所述回转座a（21）可转动的连接，所述伸缩臂a（22）的另一端与所述回转座b（31）可转动的连接，所述伸缩臂b（32）的一端与所述回转座b（31）可转动的连接，所述伸缩臂b（32）的另一端与所述浮动天线盒装置（4）连接；
所述回转座a（21）相对于所述基座（1）转动的旋转轴与所述伸缩臂a（22）相对于所述回转座a（21）转动的旋转轴相互垂直设置，所述伸缩臂a（22）相对于所述回转座b（31）转动的旋转轴与所述伸缩臂b（32）相对于所述回转座b（31）转动的旋转轴相互垂直设置。


2.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，所述伸缩臂b（32）包括外套臂b（321）、内套臂b（322）和连接臂（323），所述内套臂b（322）可滑动的设置于所述外套臂b（321）内，所述连接臂（323）的一端与所述回转座b（31）可转动的连接，所述连接臂（323）的另一端与所述外套臂b（321）绕伸缩臂b（32）的轴线可转动连接。


3.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，还包括回转机构a（51），所述回转机构a（51）包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；
所述液压马达与所述连接臂（323）的一端固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述连接臂（323）的一端上，所述蜗轮通过轴承与所述连接臂（323）的一端可转动的连接，所述蜗轮的一侧与所述外套臂b（321）的一端固定连接。


4.根据权利要求2所述的一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，所述伸缩臂b（32）还包括液压缸b，所述液压缸b的一端与所述外套臂b（321）固定连接，所述液压缸b的另一端与所述内套臂b（322）固定连接。


5.根据权利要求1所述的一种隧道衬砌质量检测机械手，其特征在于，还包括回转机构b（52），所述回转机构b（52）包括液压马达、蜗杆和蜗轮，所述液压马达的输出轴与所述蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；
所述液压马达与所述基座（1）固定连接，所述蜗杆可转动的设置在所述基座（1）上，所述蜗轮通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，高红兵，吴剑，袁玮，张龙，高菊茹，张博，杜俊，温晓凯，王耀，周斌，
申请(专利权)人：中铁西南科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51