[發明專利]基于機器人自動追蹤技術和雷達檢測技術的隧道襯砌檢測方法

在審

• 申請號: 201811321815.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN110058224A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 韓自力;高春雷;徐濟松;王鵬;張世紅;馮仲偉;王發燈;何國華;劉杰;張銳;馬偉斌;吳和山;周佳亮;宋曉陽;杜翠;高忠軍
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國鐵路總公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于機器人自動追蹤技術和雷達檢測技術的隧道襯砌檢測方法，包括移動車體、檢測作業平臺、地質雷達檢測系統和機器人自動追蹤系統；檢測作業平臺安裝在移動車體上，包括檢測艙及作業機構、發電機組、液壓系統等設備和系統。可同時檢測隧道上部襯砌和底部仰拱多條測線。作業時通過升降機構抬升、機器人展開、延長桿伸出，可將雷達天線送到隧道襯砌任意測點位置；收車時升降機構降落、機器人收回、延長桿縮回狀態，可放置在檢測艙作業區內。機器人自動追蹤系統結合輪廓掃描儀和測距傳感器采集數據，可實時調整雷達天線與隧道壁間距，保證探測的準確性和連續性。

技術領域

本發明涉及一種基于機器人自動追蹤技術和雷達檢測技術的隧道襯砌檢測方法。

背景技術

目前，鐵路隧道建設過程采用目視、破檢或人工無損檢測方法（地質雷達等）。人工地質雷達檢測每次只能檢測一條測線，雷達檢測覆蓋范圍有限，檢測速度慢、效率低，安全性不高，檢測條件、時機不統一，檢測人員的技術水平參差不齊，造成有些隧道在多次檢測情況下還存在一些較大的安全隱患。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于機器人自動追蹤技術和雷達檢測技術的隧道襯砌檢測方法，適用于鐵路隧道貫通、襯砌與填充層施工作業完成后，掛網作業前的隧道襯砌質量快速檢測。

本發明的技術方案是：包括移動車體、檢測作業平臺、地質雷達檢測系統和機器人自動追蹤系統；檢測作業平臺安裝在移動車體上，包括檢測艙，安裝在檢測艙內的檢測作業機構、發電機組、液壓系統等附屬設備和系統。檢測艙（2）通過標準集裝箱角座與移動車體（1）連接，檢測作業機構（3）通過螺栓連接安裝于檢測艙內（2），襯砌檢測雷達天線（4.1）安裝于檢測作業機構（3）末端，仰拱檢測雷達天線（4.2）懸掛于移動車體（1）尾部；可以同時檢測隧道上部襯砌多條測線和隧道底部仰拱多條測線；檢測作業機構（3）在檢測作業時，通過升降機構（3.1）抬升、機器人（3.2）展開、機器人延長桿（3.3）伸出等方式，可將雷達天線（4.1）送到隧道（10）上部襯砌結構任意檢測點位置；收車運輸時，升降機構（3.1）降落、機器人（3.2）收回、機器人延長桿（3.3）縮回狀態，可放置在檢測艙作業區（2.2）內。機器人自動追蹤系統用于控制檢測作業機構托舉雷達天線到指定測線位置，結合輪廓掃描儀（1.1）和激光測距傳感器（3.8）采集數據，可實時調整雷達天線與隧道壁的間距，以保證雷達探測的準確性和連續性。

附圖說明

圖1是本發明所述的收車位示意圖。

圖2是本發明所述的作業位示意圖。

圖3是本發明所述的隧道拱頂檢測作業示意圖。

圖4是本發明所述的隧道拱腰和邊墻檢測作業示意圖。

圖5是本發明所述的機器人自動追蹤原理示意圖。

圖6是本發明所述的檢測方法說明書摘要附圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種基于機器人自動追蹤技術和雷達檢測技術的隧道襯砌檢測方法，包括移動車體、檢測作業平臺、地質雷達檢測系統和機器人自動追蹤系統；檢測作業平臺安裝在移動車體上，包括檢測艙，安裝在檢測艙內的檢測作業機構、發電機組、液壓系統等附屬設備和系統。

本發明所述的地質雷達檢測系統包括地質雷達主機、雷達天線、數據采集及處理硬件和軟件，用于隧道上部襯砌結構和下部仰拱結構質量的探測；機器人自動追蹤系統用于控制檢測作業機構托舉雷達天線到指定測線，并實時調整雷達天線與隧道壁的間距，以保證雷達探測的準確性和連續性。

本發明所述的移動車體前端安裝有輪廓掃描儀（1.1），實時掃描隧道輪廓，用于判斷并調整車體行駛位置；在車體輪軸端安裝有測速傳感器（1.2），用于實時計算檢測走行里程。