用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置及使用方法，包括拖曳舱、拖曳舱连接件、固定支架、定位装置、配重件和通讯装置，本发明专利技术同时提供了该装置的组装和作业方法。本发明专利技术涉及的装置和方法能够适应堤防复杂的地形和严酷的巡检环境，保证地质雷达天线使用时与堤面接触耦合，可实现同时在堤顶和堤坡拖曳地质雷达天线，提高探测效率；通过调整地质雷达天线安装方向、个数、型号和极化方向，可实现多层次详查堤防内部隐患；本发明专利技术对作业车辆无特殊要求，具备较好的普适性，改装改造的投入成本低。投入成本低。投入成本低。

【技术实现步骤摘要】
用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置及使用方法


[0001]本专利技术属于工程隐患探测领域，具体涉及用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置及使用方法。

技术介绍

[0002]地质雷达作为一种无损高效的探测技术，逐渐用于土木、水利工程建筑物的隐患探测中。目前，成型的仪器设备多采用人工拖曳的方式进行现场作业，在面对堤防这类线长、面广的水工建筑物时不够高效；而且，堤防环境复杂各异，汛期等极端条件下巡查密集，仪器设备和作业人员安全防护能力也需进一步加强。
[0003]目前，在公路隐患探测领域，已有通过将地质雷达改装、架设在车辆上进行探测的应用。具体有以下几种方式：
①
将地质雷达天线挂载在车辆底盘上；
②
将地质雷达天线做成挂车拖曳在车尾部；
③
将地质雷达天线架设在车尾支架上。公路工程路况较好，作业期充裕，对探测设备和作业车辆均无特殊要求，以上方式在公路隐患探测上取得了较佳的效果，提升了工作效率。
[0004]但对于堤防工程，其工程的复杂性和工作场景的特殊性对地质雷达车载式作业提出了较高的要求，公路等相关领域上的现有的改装装置不适用与堤防探查。主要体现在以下几个方面：
①
堤防地形高低起伏，不平整。简单将探地雷达刚性挂设在底盘或支架上，易磕碰仪器，造成损坏；简单通过拖车挂载在车尾部，容易使仪器颠簸造成与堤面贴合不密，难以保证探测信号质量。
②
汛期等时期是堤防巡查的密集期，多伴随降雨、洪水等，探测作业环境严酷。将仪器简单的外置挂载而无防水等防护，易损坏仪器。
③
堤防作为挡水建筑物，内部含水量大，需选择多频段的低频天线进行探测，而低频天线体积、重量大，增加了改装的难度。
④
堤防地形宽窄不一，不同车型在堤防上行驶能力的适应性不同，现有地质雷达拖曳式改装不具备普适性，不能较为快捷的安装在不同作业车辆上。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置及使用方法。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，包括拖曳舱、拖曳舱连接件、固定支架、定位装置、配重件和通讯装置；所述拖曳舱包括底座、固定装置；所述底座主体为平板，平板一端呈倒角翘起型式，底座为耐磨材质；所述固定装置（2）由矩形外壳和夹具组成，所述矩形外壳固定于底座（1）的平板主体处，矩形外壳无上、下底板，内部容纳雷达天线，并填充弹性体材料，雷达天线通过夹具固定在位于矩形外壳内的底座（1）上表面；所述矩形外壳上部通过平板（6）封闭，矩形外壳的至少一个面板上固定三个连接件接头（4
‑
1）；
所述定位装置（8）固定于平板（6）上，配重件（7）固定于平板（6）上靠近倒角一端；所述拖曳舱连接件设有至少一组；每组拖曳舱连接件由1个刚性杆和2个弹性连接件组成；一组拖曳舱连接件一端对应连接矩形外壳一个面板的三个连接件接头，另一端连接固定支架；所述固定支架固定于作业车辆尾部；所述通讯装置用于将地质雷达采集的信息传输至车载数据处理装置，通讯装置的线缆接口设置于底座翘起端对应的矩形外壳面板与其相对的面板上。
[0007]作为一种优选的实施方式，所述底座的翘起高度≥20cm，倒角弧度为90
°
，倒角半径≥20cm；底座材质为聚乙烯，底板厚度d≤18.75/f且d≥0.01m，f为拖曳舱内雷达天线的频率，单位为MHz，d单位为m；如果一个拖曳舱内放置多个雷达天线，则底板厚度根据频率最高的雷达天线确定。聚乙烯板耐磨、摩擦系数小，而且对雷达波干扰小，材质结合厚度限定兼顾了耐磨和信号质量。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述弹性体材料包括颗粒状弹性体材料和片状弹性体材料，所述颗粒状弹性体材料填充于矩形外壳内部下层，片状弹性体材料填充于上层；安装时，先在矩形外壳内放置雷达天线，后填充颗粒状弹性体材料至填满，最后装填片状弹性体材料，装填高度高出矩形外壳上边缘3~5cm，最后在安装平板时压实。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述矩形外壳的三个面板上均固定三个连接件接头，靠近倒角一端的矩形外壳，三个连接件接头固定于底座倒角上；所述拖曳舱设有多个，每个拖曳舱内安放不同频率地质雷达天线，不同地质雷达天线可考虑收发方向旋转一定角度，以从不同极化方向探测隐患。地质雷达天线频率优选400MHz、250MHz、100MHz中两种或三种组合。
[0010]拖曳舱之间通过拖曳舱连接件连接。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述固定支架包括第一连接杆、第二连接杆和至少一个活动支架；所述第一连接杆一端固定在作业车辆尾部，另一端为卡箍；第二连接杆穿过第一连接杆的卡箍并固定；所述活动支架一端为卡箍，将活动支架与第二连接杆活动连接，活动支架另一端上设有三个连接件接头，用于连接拖曳舱连接件。
[0012]作为一种优选的实施方式，所述夹具包括固定丝杆、移动夹板和限位螺母；所述固定丝杆固定于矩形外壳内表面，固定丝杆穿过移动夹板，使移动夹板可在固定丝杆上滑动；限位螺母安装于固定丝杆上，用于固定移动夹板；一个拖曳舱内固定丝杆为两对四个，移动夹板和限位螺母根据雷达天线的数量确定；所述固定丝杆、移动夹板的材质为碳纤维或加纤尼龙。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述连接件接头与刚性杆、弹性连接件之间为销连接；三个连接件接头为轴对称分布，所述刚性杆连接位于中间的连接件接头；所述弹性连接件优选压簧。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述配重件由空心六面体外壳内填充配重体形成，所述空心六面体外壳剖面为直角梯形，直角梯形的直角边与矩形外壳平行，空心六面体外壳顶部设有配重体进口，侧边底部设有配重体出口；所述配重体优选干燥的细砂，其总重量为5~10kg。通过控制填充的配重体高度调整整个装置的质心，防止拖曳时前方翘起。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述矩形外壳为防水材质，优选碳纤维板或有机玻璃板；矩形外壳与底座通过尼龙角码连接，接缝边缘处用热熔胶密封，使矩形外壳与底座形成的结构防尘防水等级不低于IP67。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供上述地质雷达车载式拖曳装置的使用方法，包括：S2.1将拖曳舱通过连接装置连接作业车辆尾部的固定支架；S2.2 驾驶作业车辆，抵达拟探测的堤防段；S2.3 启动地质雷达设备，调试定位组件，设置相关参数；S2.4以≤10km/h的速度在拟探测的堤防段上行驶，行驶过程中时刻注意信号采集质量和拖曳舱工作状态；S2.5关闭地质雷达设备，停止作业车辆，将拖曳舱收回。
[0017]本专利技术涉及的装置和方法能够适应堤防复杂的地形和严酷的巡检环境，保证地质雷达天线与堤面接触耦合，可实现同时在堤顶和堤坡拖曳地质雷达天线，提高探测效率；通过调整地质雷达天线安装方向、个数和型号，可实现多层次详查堤防内部隐患；本专利技术对作业车辆无特殊要求，具备较好的普适性，改装改造的投入成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，其特征在于，包括拖曳舱、拖曳舱连接件、固定支架、定位装置（8）、配重件（7）和通讯装置；所述拖曳舱包括底座（1）、固定装置（2）；所述底座（1）主体为平板，平板一端呈倒角翘起型式，底座（1）为耐磨材质；所述固定装置（2）由矩形外壳和夹具组成，所述矩形外壳固定于底座（1）的平板主体处，矩形外壳无上、下底板，内部容纳雷达天线（13），并填充弹性体材料，雷达天线通过夹具固定在位于矩形外壳内的底座（1）上表面；所述矩形外壳上部通过平板（6）封闭，矩形外壳至少一个面板上固定三个连接件接头（4
‑
1）；所述定位装置（8）固定于平板（6）上，配重件（7）固定于平板（6）上靠近倒角一端；所述拖曳舱连接件设有至少一组；每组拖曳舱连接件由1个刚性杆（4
‑
2）和2个弹性连接件（4
‑
3）组成；一组拖曳舱连接件一端对应连接矩形外壳一个面板的三个连接件接头（4
‑
1），另一端连接固定支架；所述固定支架固定于作业车辆尾部；所述通讯装置用于将地质雷达天线采集的信息传输至数据处理装置，通讯装置的线缆接口设置于底座（1）翘起端对应的矩形外壳面板与其相对的面板上。2.根据权利要求1所述的一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，其特征在于，所述底座（1）的翘起高度≥20cm，倒角弧度为90
°
，倒角半径≥20cm；底座（1）材质为聚乙烯，底板厚度d≤18.75/f且d≥0.01m，f为拖曳舱内雷达天线的频率，单位为MHz，d单位为m；如果一个拖曳舱内放置多个雷达天线，则底板厚度根据频率最高的雷达天线确定。3.根据权利要求1所述的一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，其特征在于，所述弹性体材料包括颗粒状弹性体材料和片状弹性体材料，所述颗粒状弹性体材料填充于矩形外壳内部下层，片状弹性体材料填充于上层；安装时，先在矩形外壳内放置雷达天线，后填充颗粒状弹性体材料至填满，最后装填片状弹性体材料，装填高度高出矩形外壳上边缘3~5cm，最后在安装平板（6）时压实。4.根据权利要求1所述的一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，其特征在于，所述矩形外壳的三个面板上均固定三个连接件接头（4
‑
1），靠近倒角一端的矩形外壳，三个连接件接头（4
‑
1）固定于底座（1）倒角上；所述拖曳舱设有多个，每个拖曳舱内可安放不同频率雷达天线，雷达天线从不同极化方向探测隐患；雷达天线频率优选400MHz、250MHz、100MHz中两种或三种组合；拖曳舱之间通过拖曳舱连接件连接。5.根据权利要求1所述的一种用于探查堤防隐患的地质雷达车载式拖曳装置，其特征在于，所述固定支架包括第一连接杆（9）、第二连接杆（10）和至少一个活动支架（11）；所述第一连接杆（9）一端固定在作业车辆尾部，另一端为卡箍；第二连接杆（10）穿过第一连接杆（9）的卡箍并固定；所述活动支架（11）一端为卡箍，将活动支架（11）与第二连接杆（10）活动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛行，陆俊，汤雷，明攀，官福海，喻江，贾宇，董茂干，范向前，占其兵，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：