一种便携式动态无控制隧道断面检测装置的制作方法

    专利2022-07-11  132


    本实用新型涉及隧道检测装置技术领域,具体地说是一种便携式动态无控制隧道断面检测装置。



    背景技术:

    随着我国经济建设的快速发展,铁路、城市轨道交通基础设施的建成量也以空前的速度增加,隧线比高的高速铁路大量涌现,地铁占城市轨道交通比例也高达80%,未来将会面临着大量隧道需要进行检测和维护的状况。

    目前铁路与地铁隧道检测方法主要有接触式测量、预埋传感器测量、全站仪测量、三维激光扫描仪测量以及车载测量等方法。传统的人工接触测量法在不同的线路情况下,需要人工调整工具的位移,当发生超限时,需要反复多次测量。人工检测效率低下、耗时、耗力,难以保证检测的精度、周期性和及时性;另外高速铁路和城市轨道交通天窗时间有限,人工检测难以在有限的时间里完成检测工作,且不能用于电气化区段,因此这种接触式测量已经很少使用了。传感器预先埋设法也是传统上较早采用的方法,传感器的安装一般在施工中预先考虑,因此常用于地质条件复杂的长大隧道的实时监测,但其有限的测点难以反映目标系统的整体情况。车载测量方式主要针对长距离隧道检测,车载式测量设备的检测速度快,但测量过程中必须能够抵抗列车运动中的振动或者加以补偿,因此对数据处理能力要求较高。车载隧道断面检测方案主要采用了激光技术和计算机图像处理技术,普遍应用于国内外先进的大型检测车上。车载隧道测量方法由于成本和技术上的难题,在工程上推广使用还有一定难度。

    目前实际工程中,隧道结构测量多采用全站仪或激光扫描仪站式测量的方式。采用全站仪测量时,需要安置隧道断面标志点,通过断面上若干个点进行断面结构分析,效率较低,断面间隔过大,对隧道的分析不够细致。采用站式激光扫描仪对隧道进行扫描测量,能够获取更详细和全面的隧道点云信息,在隧道变形检测工程应用和理论研究中使用比较广泛。激光扫描仪采用站式方式测量时,由于隧道变形测量精度较高,激光扫描仪作用距离较近,自身无法提供绝对位置信息,在隧道中测量面临着站间靶球拼接的问题,每一站可用距离较短,也使得测量效率较低,在高铁或地铁有限的天窗时间内检测时间压力较大。由于激光扫描仪获取的是三维点云数据,数据处理时要进行断面截取,工作量也较大。国内外也有一些公司或生产单位进行了动态隧道扫描设备的研制,动态隧道检测方法同样要解决与控制点联测的问题,并且获取数据仍是三维点云数据,需要基于隧道设计线型进行隧道断面截取,从而进行隧道断面变形分析,数据处理工作量较大。

    因此,提供一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,以解决现有隧道检测所存在的问题,对其在该领域的应用具有重要意义。



    技术实现要素:

    有鉴于此,本申请的目的在于提供一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,以实现便携式、动态、无线控制,操控灵活度高。

    为了达到上述目的,本申请提供如下技术方案。

    一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,包括用于实现装置移动的轮组模块、实现控制功能的中控模块、以及通过工作台与所述中控模块连接的仪器台;

    所述工作台设置在所述中控模块的上方,所述仪器台设置在所述工作台的上方。

    优选地,所述仪器台为扫描仪,所述工作台通过快锁扣分别与中控模块、仪器台连接,实现快速组装拆卸。

    优选地,所述工作台包括支柱、上固定板、下固定板,所述仪器台下方设置有安装板,所述上固定板、下固定板通过快锁扣分别与安装板、中控模块固定连接。

    优选地,所述快锁扣包括锁座、插座,所述锁座上设置有锁槽,所述插座上设置有与所述锁槽对应的锁杆和带动所述锁杆转动的旋转钮。

    优选地,所述中控模块包括盒体、控制按钮、开关按钮、急停按钮、照明灯、液晶显示屏,所述液晶显示屏用于显示该检测装置在隧道中运行的速度以及当前运行的总里程。

    优选地,所述中控模块包括电量显示屏和充电口,所述电量显示屏用于直观显示所述中控模块的电量情况,方便及时补充电量供应;所述充电口用于连接外部电源接口,对装置进行充电。

    优选地,该检测装置还包括无线控制器,方便操作人员无线控制装置检测运行。

    优选地,所述轮组模块的数量为2个,分别设置在所述中控模块的两侧,且以中控模块为中心对称设置。

    优选地,所述轮组模块与所述中控模块传动连接,每个所述轮组模块包括2个轮子,实现装置的运动。

    本实用新型所获得的有益技术效果:

    1)本实用新型基于模块化设计,各个模块可以拆卸装箱,方便携带,避免因仪器厚重带来的运输问题以及人工携带困难的问题;各个模块之间的连接均是通过快锁扣部件实现,该部件外观小巧,且实用性强,安装、拆卸方便快速;可以获取隧道及轨道的全部信息,且在隧道能够匀速运行,既省去了人工推行的麻烦,也能够保证激光扫描点云的均匀性。

    2)本实用新型是一个电动式装置,与手推式装置相比,该装置可以节省获取数据的时间,减少人力的使用,提高检测效率;扫描范围广,可是实现全轨道、隧道的扫描,获取的数据信息更加的全面。

    3)本实用新型相对于站式激光扫描测量方式,移动式测量方式检测时无需使用靶球进行站间拼接,就能得到连续的隧道点云数据,既减少由于站间拼接带来的误差影像,也提高了铁路和地铁隧道天窗时间检测效率。

    4)本实用新型相对于其他移动激光扫描系统,本方法仅利用激光扫描仪一个传感器,省去了多传感器集成的繁琐步骤;采用断面扫描模式,直接获取隧道断面点云,省去三维点云基于设计轴线进行断面截取的繁琐,减少参考设计数据可能带来的误差;具有自动控制系统,能够保证采集过程中获取均匀的断面点云,便于操作,保证匀速,保证后期隧道影像生成的分辨率一致性。

    上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,从而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

    根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。

    附图说明

    为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

    图1是本公开一种实施例中便携式动态无控制隧道断面检测装置的结构示意图;

    图2是本公开一种实施例中工作台的结构示意图;

    图3是本公开一种实施例中仪器台的结构示意图;

    图4是本公开一种实施例中中控模块的结构示意图;

    图5是本公开一种实施例中轮组模块的结构示意图;

    图6是本公开一种实施例中快锁扣的结构示意图。

    在以上附图中:100、轮组模块;101、轮子;200、中控模块;201、盒体;202、控制按钮;203、开关按钮;204、急停按钮;205、照明灯;206、液晶显示屏;207、电量显示屏;208、充电口;300、工作台;301、支柱;302、上固定板;303、下固定板;400、仪器台;401、安装板;500、快锁扣;501、锁座;502、插座;503、锁槽;504、锁杆;505、旋转钮。

    具体实施方式

    为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,实施例中省略了对已知功能和构造的描述。

    应该理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

    此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

    本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,单独存在b,同时存在a和b三种情况,本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,a/和b,可以表示:单独存在a,单独存在a和b两种情况,另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

    本文中术语“至少一种”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和b的至少一种,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。

    还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

    实施例1

    如附图1所示,一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,包括用于实现装置移动的轮组模块100、实现控制功能的中控模块200、以及通过工作台300与所述中控模块200连接的仪器台400。

    所述工作台300设置在所述中控模块200的上方,所述仪器台400设置在所述工作台300的上方。

    所述仪器台400为扫描仪,所述工作台300通过快锁扣500分别与中控模块200、仪器台400连接,实现快速组装拆卸。

    所述扫描的仪型号可以是多样的,包括但不限于法如、莱卡、z f。

    如附图2和3所示,所述工作台300包括支柱301、上固定板302、下固定板303,所述仪器台400下方设置有安装板401,所述上固定板302、下固定板303通过快锁扣500分别与安装板401、中控模块200固定连接。

    如附图4所示,所述中控模块200包括盒体201、控制按钮202、开关按钮203、急停按钮204、照明灯205、液晶显示屏206,所述液晶显示屏206用于显示该检测装置在隧道中运行的速度以及当前运行的总里程。

    所述开关按钮203用于控制中控模块200的启动或者停止;当中控模块200开启时,可通过所述控制按钮202控制车体的运行速度以及暂停车体运行,运行速度为5挡分别是:0.25m/s,0.5m/s,0.75m/s,1.0m/s,1.25m/s。

    需要说明的是上述的车体即为本申请的检测装置,检测装置以车体的形式实现运动。

    所述照明灯205给使用装置的操作人员提供了光源,方便操作人员操作设备以及提供相对安全的工作环境。

    进一步的,所述中控模块200包括电量显示屏207和充电口208,所述电量显示屏207用于直观显示所述中控模块200的电量情况,方便及时补充电量供应;所述充电口208用于连接外部电源接口,对装置进行充电。若电量不足,通过充电口208将外部电源接入中控模块200进行充电;在电量充满时,此装置可以使用3至4小时。

    进一步的,该检测装置还包括无线控制器,无线控制器与控制按钮202的作用相同,但是使用起来更加的便捷,方便操作人员无线控制装置检测运行,不跟着车体行走。

    所述轮组模块100的数量为2个,分别设置在所述中控模块200的两侧,且以中控模块200为中心对称设置。

    如附图5所示,所述轮组模块100与所述中控模块200传动连接,2个所述轮组模块100分别通过快锁扣500与中控模块200的两侧连接。每个所述轮组模块100包括2个轮子101,实现装置的运动。

    在一个实施例中,如附图6所示,上述所述快锁扣500包括锁座501、插座502,所述锁座501上设置有锁槽503,所述插座502上设置有与所述锁槽503对应的锁杆504和带动所述锁杆504转动的旋转钮505,所述锁杆504上设置有限位块,所述锁槽503内设置有与所述限位块相对应的限位槽,通过将锁座501和插座502对准,旋转和/或按压旋转钮505实现两者的锁紧固定。

    上述便携式动态无控制隧道断面检测装置基于模块化设计,各个模块可以拆卸装箱,方便携带,避免因仪器厚重带来的运输问题以及人工携带困难的问题;各个模块之间的连接均是通过快锁扣500部件实现,该部件外观小巧,且实用性强,安装、拆卸方便快速;可以获取隧道及轨道的全部信息,且在隧道能够匀速运行,既省去了人工推行的麻烦,也能够保证激光扫描点云的均匀。

    上述便携式动态无控制隧道断面检测装置一个电动式装置,与手推式装置相比,该装置可以节省获取数据的时间,减少人力的使用,提高检测效率;扫描范围广,可是实现全轨道、隧道的扫描,获取的数据信息更加的全面;相对于站式激光扫描测量方式,移动式测量方式检测时无需使用靶球进行站间拼接,就能得到连续的隧道点云数据,既减少由于站间拼接带来的误差影像,也提高了铁路和地铁隧道天窗时间检测效率;相对于其他移动激光扫描系统,本方法仅利用激光扫描仪一个传感器,省去了多传感器集成的繁琐步骤;采用断面扫描模式,直接获取隧道断面点云,省去三维点云基于设计轴线进行断面截取的繁琐,减少参考设计数据可能带来的误差;具有自动控制系统,能够保证采集过程中获取均匀的断面点云,便于操作,保证匀速,保证后期隧道影像生成的分辨率一致性。

    以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,其并非因此限制本实用新型的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,通过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本实用新型的保护范围内。


    技术特征:

    1.一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,包括用于实现装置移动的轮组模块(100)、实现控制功能的中控模块(200)、以及通过工作台(300)与所述中控模块(200)连接的仪器台(400);

    所述工作台(300)设置在所述中控模块(200)的上方,所述仪器台(400)设置在所述工作台(300)的上方。

    2.根据权利要求1所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述仪器台(400)为扫描仪,所述工作台(300)通过快锁扣(500)分别与中控模块(200)、仪器台(400)连接,实现快速组装拆卸。

    3.根据权利要求2所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述工作台(300)包括支柱(301)、上固定板(302)、下固定板(303),所述仪器台(400)下方设置有安装板(401),所述上固定板(302)、下固定板(303)通过快锁扣(500)分别与安装板(401)、中控模块(200)固定连接。

    4.根据权利要求2或3所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述快锁扣(500)包括锁座(501)、插座(502),所述锁座(501)上设置有锁槽(503),所述插座(502)上设置有与所述锁槽(503)对应的锁杆(504)和带动所述锁杆(504)转动的旋转钮(505)。

    5.根据权利要求1所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述中控模块(200)包括盒体(201)、控制按钮(202)、开关按钮(203)、急停按钮(204)、照明灯(205)、液晶显示屏(206),所述液晶显示屏(206)用于显示该检测装置在隧道中运行的速度以及当前运行的总里程。

    6.根据权利要求1所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述中控模块(200)包括电量显示屏(207)和充电口(208),所述电量显示屏(207)用于直观显示所述中控模块(200)的电量情况,方便及时补充电量供应;所述充电口(208)用于连接外部电源接口,对装置进行充电。

    7.根据权利要求1所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,该检测装置还包括无线控制器,方便操作人员无线控制装置检测运行。

    8.根据权利要求1所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述轮组模块(100)的数量为2个,分别设置在所述中控模块(200)的两侧,且以中控模块(200)为中心对称设置。

    9.根据权利要求8所述的便携式动态无控制隧道断面检测装置,其特征在于,所述轮组模块(100)与所述中控模块(200)传动连接,每个所述轮组模块(100)包括2个轮子(101),实现装置的运动。

    技术总结
    本实用新型涉及一种便携式动态无控制隧道断面检测装置,用于实现装置移动的轮组模块、实现控制功能的中控模块、以及通过工作台与所述中控模块连接的仪器台;所述工作台设置在所述中控模块的上方,所述仪器台设置在所述工作台的上方。本实用新型基于模块化设计,各个模块可以拆卸装箱,方便携带,避免因仪器厚重带来的运输问题以及人工携带困难的问题;各个模块之间的连接均是通过快锁扣部件实现,该部件外观小巧,且实用性强,安装、拆卸方便快速;可以获取隧道及轨道的全部信息,且在隧道能够匀速运行,既省去了人工推行的麻烦,也能够保证激光扫描点云的均匀性。

    技术研发人员:孙海丽;钟若飞;李钰琦;岳泽宇
    受保护的技术使用者:首都师范大学
    技术研发日:2020.09.22
    技术公布日:2021.03.12

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