[发明专利]用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置及方法

权利要求书

1.一种用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，包括动力承载车(1)、伸缩控制杆(2)和行进控制轨道(3)，所述动力承载车(1)内部设置有主控模块(4)，所述伸缩控制杆(2)垂直连接于动力承载车(1)上，并通过一刚性连接机构与所述行进控制轨道(3)滑动连接，所述伸缩控制杆(2)顶部设置有角度调节器(5)和用于安装地质雷达天线的天线承载平台(6)，所述角度调节器(5)与天线承载平台(6)连接，所述主控模块(4)分别连接伸缩控制杆(2)和角度调节器(5)；在进行数据采集时，所述行进控制轨道(3)固定于衬砌边墙。

2.根据权利要求1所述的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，所述动力承载车(1)包括车体，该车体底部前进方向前部设置有测距方向轮(102)，前进方向后部设置有动力行进轮(101)。

3.根据权利要求1所述的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，所述行进控制轨道(3)内设置有与所述刚性连接机构连接的轨道轮(301)。

4.根据权利要求3所述的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，所述刚性连接机构包括连接杆锁扣(801)和刚性连接杆(802)，所述刚性连接杆(802)一端通过连接杆锁扣(801)固定于伸缩控制杆(2)上，另一端与所述轨道轮(301)连接。

5.根据权利要求4所述的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，所述刚性连接杆(802)与轨道轮(301)可拆卸式连接。

6.根据权利要求1所述的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集装置，其特征在于，所述行进控制轨道(3)通过固定螺丝(7)固定于衬砌边墙。

7.一种采用如权利要求1-6任一所述的自动化数据采集装置的用于公路隧道衬砌雷达检测的自动化数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建带有测线的公路隧道模型，计算获得测线至隧道中轴线的水平距离L、测线距离隧道地面的高度H及测线在衬砌表面的切线与水平线的夹角a，所述测线为地质雷达天线贴于隧道衬砌表面探测的设计线路；

2)基于所述水平距离L、高度H和夹角a计算动力承载车进行数据采集时在公路隧道内的设定位置以及所述角度调节器中心点距离地面的设定高度，所述设定位置和设定高度满足使采集装置在数据采集过程中按照设计的测线行进；

3)将所述采集装置布置于所述设定位置，将地质雷达天线固定在所述天线承载平台(6)上，通过主控模块(4)调节所述伸缩控制杆(2)至设定高度，控制角度调节器(5)使地质雷达天线紧贴于既定测线的衬砌表面；

4)将所述行进控制轨道(3)固定于衬砌边墙，通过适配的刚性连接机构连接伸缩控制杆(2)；

5)启动动力承载车(1)并设定检测距离及标记频率，开始数据采集和检测。

8.根据权利要求7所述的自动化数据采集方法，其特征在于，所述设定位置以动力承载车中心点至隧道中轴线的水平距离L1表示，L1的计算公式为：

L1＝L-M*sin a

其中，M为测线与角度调节器(5)中心点的距离。

9.根据权利要求7所述的自动化数据采集方法，其特征在于，所述设定高度H1的计算公式为：

H1＝H-M*cos a

其中，M为测线与角度调节器(5)中心点的距离。

10.根据权利要求7所述的自动化数据采集方法，其特征在于，重复步骤1)-5)，实现不同测线的数据采集和检测。