一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备及方法技术

一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，涉及隧道支护工程检测技术领域，包括履带台车、升降杆、展开装置、分节轨道及智能控制系统，履带台车的顶端设有平台，在平台的中心处设有电控升降杆，升降杆的顶端设有升降位置检测仪，在升降杆顶部的两侧分别连接有分节轨道，分节轨道由若干轨道分段连接而成，并可在展开装置的驱动下展开，在分节轨道上还设有移动式检测平台，履带台车上设有智能控制系统。本发明专利技术可智能贴合受检轮廓,在隧道任意高度位置进行工作，摒弃了传统的人工检测手段，大大提高检测效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备及方法


[0001]本专利技术涉及隧道支护工程检测
，具体涉及一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备及方法。

技术介绍

[0002]喷射混凝土是隧道初期支护的重要组成，但现场施工往往会因喷射不密实而产生空洞，喷层空洞是隧道稳定的重大隐患。因此，隧道喷射混凝土必须开展喷层质量检测，目前常用的喷层质量检测方法包括：原位钻孔法、地质雷达法、超声脉冲法、红外线温度场照相技术、动力无损检测法等。原位钻孔法可以较为精确的检测喷层空洞情况，但钻孔取样过程会造成初支结构损伤；地质雷达法在喷层质量检测中使用较为广泛，然而地质雷达检测方法在应用中也存在一些问题，例如在检测对象厚度超过0.5m时识别率低，设备价格昂贵、检测耗时长等；红外线温度场照相技术一般安装在运动的支架上，可以较为方便快速的对喷层进行无伤检测，但该方法依赖于温度梯度测量，如要得到准确的结果需与其它技术结合使用；动力无损方法通过人工锤击隧道喷层，通过冲击响应放大因子来检测喷层空洞，此方法操作简易，成本低，但因地形限制适用于局部检测。
[0003]因此，提出一种能有效提高检测效率，解决隧道质量检测实际工程中的效率低、检测结果不准确等问题的自动化检测设备是十分具有必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备及方法，目的是解决现有技术中存在的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术技术方案为：
[0006]一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，包括履带台车、升降杆、展开装置、分节轨道及智能控制系统，所述的履带台车的顶端设有平台，在平台的中心处沿纵向设有电控升降杆，所述的升降杆的顶端设有升降位置检测仪，在升降杆顶部的两侧分别连接有分节轨道，所述的分节轨道由若干轨道分段连接而成，并可在展开装置的驱动下展开，并使每个轨道分段均移动至对应的隧道弧形面的检测位置，在分节轨道上还设有移动式检测平台，所述的履带台车上设有智能控制系统，所述的智能控制系统配置为对履带台车的行进、展开装置的动作、移动式检测平台的动作及升降杆的动作进行控制，所述的升降位置检测仪及搭载在移动式检测平台上的检测设备分别通过导线与智能控制系统电性连接，所述的智能控制系统与车载电源电性连接，所述的智能控制系统通过有线或无线的形式将依据检测信号绘制的图形或计算所得的数据信息传递给检测控制中心。
[0007]优选的，相邻的轨道分段之间通过花键轴连接，所述的花键轴与位于后侧的轨道分段的前端花键连接，所述的花键轴的两端与位于前侧的轨道分段的后端转动连接，各个轨道分段以首尾相连的方式连接，所述的展开装置包括在每个轨道分段中部内嵌的驱动电机，所述的驱动电机的输出轴沿垂直于轨道分段侧壁的方向向外延伸，并固定连接有主动
齿轮，所述的花键轴的两端固定设有圆轴，所述的圆轴与位于前侧的轨道分段的后端转动连接，在其中一个圆轴的端部固定设有从动齿轮，所述的主动齿轮与从动齿轮通过链条传动连接，所述的驱动电机通过导线与智能控制系统电性连接；所述的展开装置还包括连接于升降杆方向的第一节轨道分段与升降杆的伸缩杆侧壁之间的电动推杆，所述的电动推杆的两端分别与第一节轨道分段的底部及伸缩端的侧壁铰接，所述的第一节轨道分段朝向升降杆一侧的端部与升降杆顶端铰接，在电动推杆的伸缩下带动第一节分节轨道展开；所述的电动推杆通过导线与智能控制系统电性连接。
[0008]优选的，所述的检测设备包括固定设于移动式检测平台顶端的敲击锤、超声脉冲器、红外温度检测仪，所述的敲击锤通过电控伸缩装置实施敲击动作，所述的电控伸缩装置通过导线与智能控制系统电性连接，所述的移动式检测平台还设有敲击声音收集装置，所述的敲击声音收集装置通过导线与智能控制系统信号连接。
[0009]优选的，所述的移动式检测平台的底端设有与轨道分段相配合的凹槽，在凹槽的侧壁内表面上分别设有前后两组驱动组件，每组驱动组件均设有2个调节齿轮，所述的凹槽的2个侧壁内表面的各组的2个调节齿轮分别与设于轨道分段外周面左或右侧的齿槽型轨道啮合连接，并且位于上侧的调节齿轮与轨道分段上端的齿槽型轨道啮合连接，位于下侧的调节齿轮与轨道分段下端的齿槽型轨道啮合连接；所诉的凹槽侧壁外表面上下端分别设有限位块，所述的限位块的外侧端始终与分节轨道侧壁的上或下缘外表面间隙配合，所述的限位块的外侧端与凹槽侧壁内表面之间具有设定距离，所述的设定距离确保移动式检测平台沿轨道分段来回移动时避免与展开装置相互干涉；所述的凹槽侧壁内设有空腔，所述的空腔上设有贯通凹槽侧壁内表面的直线滑槽，所述的直线滑槽沿纵向设置，所述的调节齿轮的中心轴贯穿直线滑槽延伸入空腔内，所述的中心轴与直线滑槽滑动连接，所述的中心轴的另一端连接有移动电机，所述的移动电机的输出轴端部与中心轴端部固定连接，位于上下侧的移动电机的壳壁的相背面分别设有电动缸，所述的电动缸的固定端与空腔内壁固定连接，伸缩端通过压力传感器与移动电机的壳壁外表面连接，所述的空腔远离直线滑槽的侧壁上还沿纵向设有直线滑轨，所述的移动电机与直线滑轨滑动连接；所述的移动式检测平台上还设有用以检测敲击锤轴向倾角的激光倾角测量仪，在移动式检测平台的顶端设有视觉传感器，所述的压力传感器、激光倾角测量仪及视觉传感器分别通过导线与智能控制系统信号连接，所述的智能控制系统分别通过导线与移动电机、电动缸电性连接。
[0010]优选的，所述的移动式检测平台上还设有报警器，当检测信号异常时，通过报警器报警以显示空鼓所在位置；所述的报警器通过导线与智能控制系统电性连接。
[0011]优选的，所述的轨道分段顶端还设有激光测距仪，所述的激光测距仪通过导线与智能控制系统信号连接。
[0012]优选的，所述的平台顶端还设有上端开口的收纳槽，所述的升降杆底端与收纳槽围合的平台顶部固定连接，在初始状态下，升降杆及两侧的分节轨道均收缩于收纳槽内。
[0013]优选的，所述的收纳槽的侧壁外表面还设有红外距离检测仪，所述的红外距离检测仪通过导线与智能控制系统信号连接。
[0014]优选的，所述的履带台车配置有越野三角履带。
[0015]一种隧道喷射混凝土质量检测方法，包括如下步骤：
[0016](1)、履带台车沿隧道地面的中心线向隧道内移动，且使履带台车的中心线与隧道
地面的中心线在垂直面内相互平行；
[0017](2)、通过红外距离检测仪向智能控制系统发送信号，通过智能控制系统控制履带台车间歇性的向前移动设定距离；
[0018](3)、在设定距离处，通过智能控制系统控制履带台车停车，并通过控制空气悬挂系统确保检测时履带台车的车身稳定；
[0019](4)、在升降位置检测仪的配合下，通过智能控制系统将升降杆升高至工作高度；
[0020](5)、启动电动推杆，将两侧的第一节轨道分段展开，然后依次启动各个轨道分段上的驱动电机将各节轨道分段展开，展开的过程中，智能控制系统通过激光测距仪的检测信息控制各个轨道分段的展开程度，使轨道分段处于适合检测的位置；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，其特征为：包括履带台车、升降杆、展开装置、分节轨道及智能控制系统，所述的履带台车的顶端设有平台，在平台的中心处沿纵向设有电控升降杆，所述的升降杆的顶端设有升降位置检测仪，在升降杆顶部的两侧分别连接有分节轨道，所述的分节轨道由若干轨道分段连接而成，并可在展开装置的驱动下展开，并使每个轨道分段均移动至对应的隧道弧形面的检测位置，在分节轨道上还设有移动式检测平台，所述的履带台车上设有智能控制系统，所述的智能控制系统配置为对履带台车的行进、展开装置的动作、移动式检测平台的动作及升降杆的动作进行控制，所述的升降位置检测仪及搭载在移动式检测平台上的检测设备分别通过导线与智能控制系统电性连接，所述的智能控制系统与车载电源电性连接，所述的智能控制系统通过有线或无线的形式将依据检测信号绘制的图形或计算所得的数据信息传递给检测控制中心。2.如权利要求1所述的一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，其特征为：相邻的轨道分段之间通过花键轴连接，所述的花键轴与位于后侧的轨道分段的前端花键连接，所述的花键轴的两端与位于前侧的轨道分段的后端转动连接，各个轨道分段以首尾相连的方式连接，所述的展开装置包括在每个轨道分段中部内嵌的驱动电机，所述的驱动电机的输出轴沿垂直于轨道分段侧壁的方向向外延伸，并固定连接有主动齿轮，所述的花键轴的两端固定设有圆轴，所述的圆轴与位于前侧的轨道分段的后端转动连接，在其中一个圆轴的端部固定设有从动齿轮，所述的主动齿轮与从动齿轮通过链条传动连接，所述的驱动电机通过导线与智能控制系统电性连接；所述的展开装置还包括连接于升降杆方向的第一节轨道分段与升降杆的伸缩杆侧壁之间的电动推杆，所述的电动推杆的两端分别与第一节轨道分段的底部及伸缩端的侧壁铰接，所述的第一节轨道分段朝向升降杆一侧的端部与升降杆顶端铰接，在电动推杆的伸缩下带动第一节分节轨道展开；所述的电动推杆通过导线与智能控制系统电性连接。3.如权利要求2所述的一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，其特征为：所述的检测设备包括固定设于移动式检测平台顶端的敲击锤、超声脉冲器、红外温度检测仪，所述的敲击锤通过电控伸缩装置实施敲击动作，所述的电控伸缩装置通过导线与智能控制系统电性连接，所述的移动式检测平台还设有敲击声音收集装置，所述的敲击声音收集装置通过导线与智能控制系统信号连接。4.如权利要求3所述的一种隧道喷射混凝土质量智能检测设备，其特征为：所述的移动式检测平台的底端设有与轨道分段相配合的凹槽，在凹槽的侧壁内表面上分别设有前后两组驱动组件，每组驱动组件均设有2个调节齿轮，所述的凹槽的2个侧壁内表面的各组的2个调节齿轮分别与设于轨道分段外周面左或右侧的齿槽型轨道啮合连接，并且位于上侧的调节齿轮与轨道分段上端的齿槽型轨道啮合连接，位于下侧的调节齿轮与轨道分段下端的齿槽型轨道啮合连接；所诉的凹槽侧壁外表面上下端分别设有限位块，所述的限位块的外侧端始终与分节轨道侧壁的上或下缘外表面间隙配合，所述的限位块的外侧端与凹槽侧壁内表面之间具有设定距离，所述的设定距离确保移动式检测平台沿轨道分段来...

【专利技术属性】
技术研发人员：张廉卿，刘俊生，李为腾，刘源，刘永雷，陈雷，亓传德，昊燕开，秦哲，王虹程，廖仕伟，艾小弟，谢骏阳，刘安东，谭维，张锟太，叶守杰，李文滔，司玉迪，卢云兵，
申请(专利权)人：中国中铁股份有限公司青岛市地铁六号线有限公司山东科技大学，
类型：发明
国别省市：