一種隧道巡檢小車的制作方法

本實(shí)用新型屬于檢測(cè)工具技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于隧道檢測(cè)的小車。

背景技術(shù)：

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，隧道建設(shè)的規(guī)模和速度越來(lái)越快，特別是近幾年隧道的建設(shè)具有“長(zhǎng)、大、深”的特點(diǎn)，對(duì)隧道建成后的養(yǎng)護(hù)工作提出了更高的要求，隧道的經(jīng)常檢查和檢測(cè)是養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)。

現(xiàn)在隧道的經(jīng)常檢查以目測(cè)為主，主要檢查內(nèi)容有排水設(shè)施是否通暢，襯砌表面是否漏水，洞口山坡是否可能有坍方落石，隧道上方是否出現(xiàn)沖溝和陷穴等病害，每日一次，勞動(dòng)強(qiáng)度大，檢查效率十分低下，而且容易漏檢和出錯(cuò)，可信度不高；檢測(cè)主要是對(duì)設(shè)置的觀察面進(jìn)行量測(cè)，并使用曲線外差法，預(yù)測(cè)變形及受力情況，效率較低并且由于量測(cè)過(guò)程需要操作人員攀高進(jìn)行，十分危險(xiǎn)，同時(shí)也非常辛苦。

近幾年部分學(xué)者研究在隧道建設(shè)的過(guò)程中在隧道內(nèi)假設(shè)傳感器進(jìn)行檢查和檢測(cè)，但由于隧道內(nèi)環(huán)境十分惡劣，地質(zhì)情況十分復(fù)雜，各種病害較多且一般相互作用、相互影響，如最常見(jiàn)的水害(即漏水)，導(dǎo)致傳感器故障率很高，使用壽命大大縮短，甚至有時(shí)發(fā)生坍方落石落下直接砸壞傳感器的情況；同時(shí)隧道內(nèi)部主要病害整治維修較為頻繁，架設(shè)的傳感器會(huì)影響維修作業(yè)，造成養(yǎng)護(hù)的不便。

專利文獻(xiàn)CN103711525A公開(kāi)了一種遙控隧道防災(zāi)巡檢裝置，包括遙控防災(zāi)巡檢車和固定走道導(dǎo)向裝置，固定走道導(dǎo)向裝置通過(guò)隧道壁預(yù)埋件固定在隧道壁上，遙控防災(zāi)巡檢車設(shè)置在固定走道導(dǎo)向裝置的條板狀車走道構(gòu)件上。遙控防災(zāi)巡檢車車體的2個(gè)電動(dòng)輪分別固定在車架“H”型構(gòu)件的側(cè)臂之中，固定走道導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向構(gòu)件圓柱桿的上側(cè)置于車架倒“L”型構(gòu)件橫臂端頭的”U”型卡槽內(nèi)，使倒“L”型構(gòu)件的”U”型卡槽卡耦在導(dǎo)向構(gòu)件上。監(jiān)測(cè)裝置包括數(shù)字式溫度儀及煙感探測(cè)儀器、照明燈具和攝像機(jī)，安裝在車架的兩個(gè)倒“L”型構(gòu)件橫臂上方。遙控裝置包括微型計(jì)算機(jī)、遙控系統(tǒng)，遙控裝置通過(guò)線纜連接監(jiān)測(cè)裝置和車體的電動(dòng)輪。該裝置可在隧道內(nèi)運(yùn)行或者巡檢，使隧道內(nèi)可全面監(jiān)控和檢測(cè)。

但是，該巡檢裝置需要相應(yīng)的導(dǎo)向裝置才能進(jìn)行行走檢測(cè)，同時(shí)因?yàn)樾≤囓圀w結(jié)構(gòu)及滾輪設(shè)置使得其中的成像裝置和其他檢測(cè)儀器的布局設(shè)置存在一定的精度勿擾，導(dǎo)致整體檢測(cè)精度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有隧道檢查和檢測(cè)方法的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種隧道巡檢小車，其通過(guò)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及傳感器的優(yōu)化布局，使得其可以高效、安全、可靠的進(jìn)行隧道日常檢查和檢測(cè)工作，并極大地減輕隧道隧道日常檢查和檢測(cè)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供一種隧道巡檢小車，其包括：

車體，其具有垂直軌道方向布置的兩根橫梁以及設(shè)置在兩根橫梁之間的呈網(wǎng)格框架結(jié)構(gòu)的臺(tái)架，其中，各所述橫梁兩側(cè)端部上設(shè)置有滾輪，用于與軌道接觸并以在軌道上移動(dòng)，其中一橫梁的兩端端部設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述滾輪滾動(dòng)從而使得車體可以在待檢測(cè)的軌道上移動(dòng)；

設(shè)置在至少一根橫梁的至少一端的端部末端的編碼器，其用于測(cè)量車體檢測(cè)中的行駛里程，以作為檢測(cè)參數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

設(shè)置在臺(tái)架上的成像鏡頭，其用于采集存儲(chǔ)隧道襯砌表面等待檢查對(duì)象的圖像并進(jìn)行圖像預(yù)處理，以用于對(duì)待檢查對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)分析；

設(shè)置在臺(tái)架中部的激光隧道斷面檢測(cè)儀，其用于采集獲得隧道斷面數(shù)據(jù)；以及

設(shè)置在臺(tái)架上位于所述激光隧道斷面檢測(cè)儀一側(cè)的蓄電池，用于在車體行駛巡檢過(guò)程中提供電能。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述編碼器為一個(gè)或多個(gè)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，還包括無(wú)線通信模塊，其與各傳感器電連接，用于收集各傳感器的采集信號(hào)或處理得到的參數(shù)以輸出到外部。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述無(wú)線通信模塊為藍(lán)牙通信模塊。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述圖像預(yù)處理通過(guò)邊緣特征提取的方法將病害嚴(yán)重的圖片篩選出來(lái)，以便于進(jìn)一步分析和決策。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述成像鏡頭通過(guò)設(shè)置在臺(tái)架兩側(cè)的凸起的支架所支撐設(shè)置。

本實(shí)用新型提供的隧道巡檢小車中通過(guò)將該所述傳感器安裝在無(wú)人車上，并結(jié)合藍(lán)牙通信技術(shù)，可高效完成隧道的日常檢查和檢測(cè)工作。總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

(1)由于不需要人在隧道中巡視，行駛速度可以達(dá)到每小時(shí)幾十公里，極大地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，檢查和檢測(cè)速度也成倍增加；

(2)檢測(cè)時(shí)間短，同時(shí)由于不需要人員操作，誤差大大減小，檢測(cè)精度也將極大提高；

(3)由于檢查和檢測(cè)過(guò)程中，圖像和數(shù)據(jù)都具儲(chǔ)存起來(lái)，便于追溯和分析，可獲得隧道襯砌表面和斷面的狀態(tài)、掌握隧道襯砌表面和斷面狀態(tài)變化規(guī)律、編制隧道養(yǎng)護(hù)作業(yè)計(jì)劃和提供研究隧道病害的主要依據(jù)；

(4)可實(shí)現(xiàn)模塊化，不受安裝平臺(tái)的限制，易于實(shí)現(xiàn)批量化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，降低產(chǎn)品成本。

(5)由于引入了藍(lán)牙技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，具有自動(dòng)化和智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的隧道巡檢小車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的隧道巡檢小車的3D示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種隧道巡檢小車結(jié)構(gòu)示意圖，圖2 是隧道巡檢小車的3D示意圖。如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種新型隧道巡檢小車，包括車體1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、編碼器3、成像鏡頭和CCD4、激光隧道斷面檢測(cè)儀5和蓄電池6，優(yōu)選還可以包括進(jìn)行無(wú)線通信的模塊，例如藍(lán)牙通信的藍(lán)牙天線7。

其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、編碼器3、成像鏡頭和CCD4、激光隧道斷面檢測(cè)儀5、蓄電池6和藍(lán)牙天線7裝在車體上。

具體地，如圖1和2所示，車體1優(yōu)選為框架承載結(jié)構(gòu)，包括垂直軌道方向布置的兩根橫梁以及設(shè)置在兩根橫梁之間的呈網(wǎng)格框架結(jié)構(gòu)的臺(tái)架。其中，各橫梁兩側(cè)端部上設(shè)置有滾輪，其用于與隧道接觸并以在隧道上移動(dòng)，優(yōu)選地，滾輪外周設(shè)置有輪框。驅(qū)動(dòng)電機(jī)2優(yōu)選為兩個(gè)，分別設(shè)置在其中一橫梁的一端端部的上表面上，用于驅(qū)動(dòng)滾輪滾動(dòng)從而使得車體1 可以在隧道內(nèi)移動(dòng)。

一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)車體1在區(qū)段線路上勻速行駛，其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2優(yōu)選為異步電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行效率較高并具有適用的工作特性。

車體1上的橫梁和/或臺(tái)架優(yōu)選采用方管材料焊接而成，具有較低的重量、較高的強(qiáng)度和抗腐蝕性能，同時(shí)通過(guò)表面處理和外表面噴漆綜合處理，使車體具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，提高測(cè)量裝置使用壽命，車體剛度強(qiáng)，日常磕碰造成的變形小。

在至少一根橫梁的至少一端的端部末端設(shè)置有所述編碼器3，如圖1和 2所示，該編碼器3優(yōu)選為一個(gè)，設(shè)置在其中一橫梁的端部末端，優(yōu)選設(shè)置在滾輪外側(cè)。編碼器3用于測(cè)量車體行駛里程，里程是隧道檢查和檢測(cè)的基準(zhǔn)，操作人員依據(jù)所述里程，在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確的找到病害所在地。

成像鏡頭和CCD4設(shè)置在臺(tái)架上，用于拍攝并存儲(chǔ)隧道襯砌表面等其他檢查對(duì)象的圖像并進(jìn)行圖像預(yù)處理，所述圖像預(yù)處理主要通過(guò)邊緣特征提取的方法將病害嚴(yán)重的圖片優(yōu)先挑選出來(lái)供檢察人員做進(jìn)一步分析和決策。如圖2所述，成像鏡頭和CCD通過(guò)設(shè)置在臺(tái)架兩側(cè)的凸起的支架所支撐設(shè)置。

激光隧道斷面檢測(cè)儀5設(shè)置在臺(tái)架上，優(yōu)選設(shè)置在臺(tái)架的中部，其用于采集獲得隧道斷面數(shù)據(jù)，例如通過(guò)激光三角法原理進(jìn)行檢測(cè)獲得隧道斷面數(shù)據(jù)。

蓄電池6設(shè)置在臺(tái)架上，優(yōu)選設(shè)置在所述激光隧道斷面檢測(cè)儀5的一側(cè)，用于在無(wú)人車行駛巡檢過(guò)程中提供所述裝置電能。

在一個(gè)實(shí)施例中，還包括設(shè)置在車體上例如橫梁上表面的通信模塊，優(yōu)選是藍(lán)牙通信模塊，其中包括藍(lán)牙天線，用于將車體上檢測(cè)的參數(shù)值傳統(tǒng)至外部的處理系統(tǒng)中。例如，本實(shí)施例中可以將檢測(cè)的各個(gè)參數(shù)通過(guò)藍(lán)牙天線8發(fā)送到操作人員筆記本電腦或移動(dòng)終端，便于分析，完成隧道的日常檢查和檢測(cè)工作。

本實(shí)用新型方案中的各所述傳感器可用具有其他類似功能的傳感器替代。

本實(shí)用新型的利用上述隧道巡檢小車對(duì)隧道進(jìn)行檢測(cè)的具體過(guò)程如下：

驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)無(wú)人車車體在區(qū)段線路上勻速行駛；編碼器測(cè)量無(wú)人車行駛里程，并提供檢查和檢測(cè)基準(zhǔn)；成像鏡頭和CCD拍攝并存儲(chǔ)隧道襯砌表面等其他檢查對(duì)象的圖像并進(jìn)行圖像預(yù)處理；激光隧道斷面檢測(cè)儀獲得隧道斷面數(shù)據(jù)；蓄電池提供所述裝置電能；所述隧道襯砌表面等檢查對(duì)象的圖像和隧道斷面數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙天線發(fā)送到操作人員筆記本電腦或移動(dòng)終端，便于分析，完成隧道的日常檢查和檢測(cè)工作。

本實(shí)用新型可作為國(guó)內(nèi)目前流行的通過(guò)隧道養(yǎng)護(hù)人員目視檢查和量測(cè)方法的替代，高效完成隧道的日常檢查和檢測(cè)工作。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。