[发明专利]一种地铁隧道安全隐患多功能检测车

说明书

本发明公开了一种地铁隧道安全隐患多功能检测车，该检测车采用公轨两用底盘，可实现检测车在公路和轨道两种不同环境下的探测应用，并且可快速完成从公路路面到轨道面的行走切换；配置了操作室、多通道悬空探地雷达系统、裂缝探测系统和隧道表面三维信息采集系统，一次轨道作业即可实现地铁隧道衬砌病害、轨道底板病害、裂缝、形变和错台等安全隐患的快速探测。

技术领域

本发明涉及隧道检测设备技术领域，更具体的说，它涉及一种地铁隧道安全隐患多功能检测车。

背景技术

随着城市的快速发展，地铁运营线路也在快速增长，伴随着长期投入使用，地铁隧道不可避免的会出现衬砌开裂，脱空和渗漏水等病害。目前地铁隧道病害检测多采用人工巡检，费时费力并且效率低下。一些常见的检测手段都具有明显的优缺点，无法兼顾隧道表面裂缝和背后衬砌病害的同步检测与病害的空间定位问题。因此，如何兼顾隧道表面和背后衬砌病害的同步检测与定位，提高检测效率和精度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对目前地铁隧道病害检测效率低下以及无法兼顾隧道表面裂缝和背后衬砌病害的同步检测与病害的空间定位问题，本发明的目的在于提供一种地铁隧道安全隐患多功能检测车，一次轨道作业即可实现地铁隧道衬砌病害、轨道底板病害、裂缝、形变和错台等安全隐患的快速探测与定位，为地铁隧道的病害检测提供一种高效率检测方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种地铁隧道安全隐患多功能检测车，包括公轨两用底盘、多通道悬空探地雷达系统、裂缝探测系统、隧道表面三维信息采集系统和操作室。

进一步地，所述的地铁隧道安全隐患多功能检测车可实现检测车在公路和轨道两种不同环境下的探测应用，并且可快速完成从公路路面到轨道面的行走切换，一次轨道作业即可实现地铁隧道衬砌病害、轨道底板病害、裂缝、形变和错台等安全隐患的快速探测。

进一步地，所述的公轨两用底盘，分为公路行走系统和轨道行走系统；公路行走系统负责公路路面上的安全运行，包括前置车轮和后置车轮，前置车轮无动力输出，仅起导向作用，后置车轮提供动力输出；轨道行走系统负责公路轨道的转换以及轨道上的安全运行，包括：前导向和后导向两部分组成，其中前导向为单轮对承载模式，摆臂式结构无动力输出，仅起导向作用；后导向为二轴转向架承载模式，连杆框架结构。

进一步地，所述的多通道悬空探地雷达系统，该系统包括雷达主机控制单元、悬空雷达天线、机械臂、机械臂人工控制台。雷达主机控制单元安装在操作室内的主机机柜中，主机与悬空雷达天线通过电缆线连接。该系统中悬空雷达天线共有N个，2个天线安装在检测车的底部，用于探测地铁轨道底板下的病害，其余N-2个天线则分别安置于车体上方机械臂的顶端，且沿着隧道圆周方向呈均分分布，从而实现对隧道拱顶至墙角范围内衬砌探测的全覆盖，机械臂采用液压升降，目的是使得雷达天线距离被测面保持一定的高度，高度为0.3-0.6m；当隧道内部出现障碍物时，能将天线自动收回。机械臂人工控制台安装有操纵杆，主要用于在紧急情况下，依靠作业人员的手动调节来控制机械臂的升降高度并进行避障操作。

进一步地，所述的裂缝探测系统，该系统包括：线阵相机阵列控制单元、线阵相机和支架。线阵相机阵列控制单元安装在操作室内的主机机柜中，与线阵相机通过电缆线连接；支架安装在车体尾部，线阵相机则通过螺丝固定在支架上，且相机间呈均匀分布，从而实现对隧道拱顶至墙角范围内表面裂缝探测的全覆盖。线阵相机的个数根据相机的分辨能力以及探测的精度要求确定。

进一步地，所述的隧道表面三维信息采集系统，该系统包括：三维激光扫描仪、扫描仪主机控制单元和托板。扫描仪主机控制单元安装在操作室内的主机机柜中，且与三维激光扫描仪通过电缆线连接；三维激光扫描仪则通过螺丝固定安装在车头的托板上；该系统的功能是实现地铁隧道表面结构三维点云数据的采集。