[发明专利]铁路隧道衬砌质量无损检测臂架及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路隧道衬砌质量检测设备及其方法，尤其涉及一种铁路隧道衬砌质量无损检测臂架及其检测方法。

背景技术

随着国家交通的不断发展，铁路隧道的数量在逐年增加，在建设及运营隧道病害逐渐显现。因此需要一种能够对隧道衬砌质量进行全面、快速无损检测的设备，使隧道施工缺陷及运营病害能够提前得到治理。现有检测设备主要存在如下缺陷：

①用人工托举天线时，需要2至3人在工作平台上扶持天线，容易发生安全事故，而且由于体力等因素，天线常常不能确保紧密贴合衬砌表面，测线位置定位不准确，直接影响到部分测线段落的数据采集质量，导致部分衬砌缺陷的误判、漏判。

②人工采集里程时，由于隧道环境复杂，测试人员常常误打里程标记，导致里程定位错误；当天线移动速度不均以及蛇形前进时，易导致每两个里程标记之间的里程估计不准确。这样，就使得判定的衬砌质量缺陷定位不准确甚至错误。

③个别隧道衬砌系统检测车臂架系统体积庞大、液压系统复杂、控制调整复杂、车体笨重，使用成本高，不利于推广。

④对于新建隧道因路面不平整可能引起天线脱离衬砌表面不能进行机械补偿。

⑤不具备臂架或台架回转能力，检测过程中的调整较为困难，易出现天线脱离壁面的情况。

发明内容

针对既有隧道与新建隧道衬砌质量无损检测，本发明的目的在于提供一种铁路隧道衬砌质量无损检测臂架及其检测方法，臂架具备浮动调节功能，能够稳定夹持检测雷达天线，保证雷达天线与隧道衬砌面的可靠贴合；在检测施工隧道时针对起伏路面，能给予天线较大的补偿范围。因此本发明能降低检测人员劳动强度，提高检测质量和工作效率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种铁路隧道衬砌质量无损检测臂架，包括雷达天线夹持架、浮动缓冲油缸机构、三节臂、二节臂、基本臂、上俯仰变幅油缸、俯仰臂、下俯仰变幅油缸、回转驱动装置、安装座和回转座，所述雷达天线夹持架上安装有雷达天线，浮动缓冲油缸机构与雷达天线夹持架连接，浮动缓冲油缸机构、三节臂、二节臂、基本臂依次连接，三节臂、二节臂、基本臂三者构成伸缩臂机构；所述俯仰臂的上端端部与基本臂远离二节臂的一端端部铰接，俯仰臂与基本臂之间对应连接有上俯仰变幅油缸，俯仰臂铰接于回转座上，俯仰臂的下端端部与回转座之间设有下俯仰变幅油缸，回转座上设有驱动回转座运动的回转驱动装置，在回转座底部设有安装座，回转座通过回转驱动装置、安装座安装于行走载具上。

为了更好地实现本发明，所述雷达天线夹持架包括衬砌雷达天线夹持安装框架和万向连接机构，所述万向连接机构安装于衬砌雷达天线夹持安装框架的一侧，万向连接机构与浮动缓冲油缸机构连接；衬砌雷达天线夹持安装框架内部安装所述的雷达天线，雷达天线位于衬砌雷达天线夹持安装框架的另一侧，在衬砌雷达天线夹持安装框架位于雷达天线一侧设四个角处分别设有支承座，在每个支承座上安装有一个万向脚轮，其中一个支承座上的万向脚轮上安装有旋转编码器A，该旋转编码器A用于同步记录雷达天线的行走里程；所述衬砌雷达天线夹持安装框架位于万向连接机构一侧设有十字支承架，在十字支承架的四个顶端与衬砌雷达天线夹持安装框架的框架之间安装有四个弹簧。

本发明优选的浮动缓冲油缸机构技术方案是：所述浮动缓冲油缸机构包括缓冲油缸、行程开关、变幅油缸和限位撞头，缓冲油缸具有活塞杆，在缓冲油缸的活塞杆上设有连接板，缓冲油缸的活塞杆通过该连接板与雷达天线夹持架的万向连接机构连接；在缓冲油缸的连接板上端安装有行程开关和横梁，所述行程开关包括第一行程开关和第二行程开关，第一行程开关和第二行程开关通过横梁相对安装；所述缓冲油缸的缸筒底部与三节臂端部铰接；所述缓冲油缸的上端通过变幅油缸铰接于三节臂的上端，所述变幅油缸的缸筒底部铰接于三节臂上端，变幅油缸的活塞杆铰接于缓冲油缸上端的铰链座上；所述限位撞头安装于缓冲油缸的缸筒上，并且限位撞头在第一行程开关与第二行程开关之间。

本发明优选的伸缩臂机构技术方案是：所述三节臂可伸缩运动套合于二节臂内部，使得三节臂可在二节臂内部滑动，二节臂可伸缩运动套合于基本臂内部，使得二节臂可在基本臂内部滑动，三节臂、二节臂、基本臂相互套合构成伸缩臂机构；所述二节臂内部设有伸缩油缸A，该伸缩油缸用于驱动三节臂在二节臂内伸缩移动；所述基本臂外侧设置有伸缩油缸B，该伸缩油缸B用于驱动二节臂在基本臂内伸缩移动，伸缩油缸B的活塞杆端部铰接于二节臂的前端，伸缩油缸B的缸筒端铰接于基本臂的后端。