本發(fā)明涉及一種隧道檢修車與檢測方法，屬于工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隧道是埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式。隧道由于地理位置比較復(fù)雜，長時間使用后，隧道的內(nèi)表層會出現(xiàn)裂縫或表層脫落等問題，危害過往的車輛，需要定期的進(jìn)行安全信息的采集與檢修。

在隧道檢修設(shè)備中，檢修車常見的一種?，F(xiàn)有的隧道檢修車多為在其車廂內(nèi)增加升降裝置，維修人員登上升降裝置進(jìn)行人為的信息采集和檢修。上述結(jié)構(gòu)，檢修一公里的隧道往往需要一個月左右的時間，效率極低；同時，維修人員的信息采集往往只能通過照相機(jī)或者攝像機(jī)對局部出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行拍照或者拍攝，而不能對隧道整體進(jìn)行一個系統(tǒng)的信息采集，不利于后期的分析，從而降低了安全信息的采集的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種隧道內(nèi)安全檢修車與檢測方法，在實(shí)現(xiàn)快速維修的同時，實(shí)現(xiàn)對隧道整體的信息采集，提升檢修的效率以及信息采集與檢修的效果。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括車頭、維修升降臺和車廂；維修升降臺安裝在車頭與車廂之間。在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還增加了檢修系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)。

檢修系統(tǒng)包括控制柜、顯示屏、前距離傳感器、后距離傳感器、旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)和檢測裝置；

其中，控制柜安裝在車廂上、靠近車頭的一側(cè)，控制柜被方形隔板分為上下兩層，上層設(shè)置有PLC控制模塊和電源，PLC控制模塊與電源電信號連接；顯示屏安裝在維修升降臺的維修支架上、對應(yīng)車頭后視窗的位置，與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令；前距離傳感器和后距離傳感器分別安裝在車廂一側(cè)的前后端表面，均與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令；

旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸承座、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)支座；旋轉(zhuǎn)軸承座安裝在控制柜的下層；旋轉(zhuǎn)電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)軸承座上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令；旋轉(zhuǎn)支座安裝在車廂尾端；旋轉(zhuǎn)軸可180°旋轉(zhuǎn)的安裝在旋轉(zhuǎn)軸承座和旋轉(zhuǎn)支座之間，旋轉(zhuǎn)軸上均布多個檢測裝置；

檢測裝置均通過軸承套安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，軸承套上端均安裝有連接軸，連接軸上安裝有電動開關(guān)，電動開關(guān)與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令，連接軸上端安裝有電子探照燈，所述的電子探照燈與電動開關(guān)電信號連接，電子探照燈照明扣安裝有十字支架，十字支架中間位置設(shè)置有距離傳感器，距離傳感器與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令；

信息采集系統(tǒng)包括萬向旋轉(zhuǎn)支架、3D全息掃描儀和信息儲存模塊，3D全息掃描儀通過萬向旋轉(zhuǎn)支架安裝在控制柜的頂部，3D全息掃描儀與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令；信息儲存模塊安裝在控制柜中，與PLC控制模塊電信號連接，并由PLC控制模塊發(fā)出控制指令。

進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)軸承座和旋轉(zhuǎn)支座均通過電子油缸分別安裝在控制柜和車廂上，電子油缸均與PLC控制模塊電信號連接。

進(jìn)一步，顯示屏與PLC控制模塊無線電信號連接，顯示屏外側(cè)設(shè)置有保護(hù)層。

進(jìn)一步，電子探照燈為紅外線電子探照燈。

進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)軸的外表面刻有尺寸刻度。

進(jìn)一步，車頭中安裝有報警器，報警器與PLC控制模塊電信號連接，報警器為蜂鳴報警器。

進(jìn)一步，十字支架上還設(shè)置有攝像頭，氣體傳感器等檢測儀器。

上述檢測車的檢測方法與工作原理如下：1)車輛調(diào)平定位：駕駛員將檢測車開到靠近隧道入口區(qū)域的中間位置，此時，打開控制柜中的電源，前后距離傳感器開始工作，并將監(jiān)測到的距離轉(zhuǎn)化為信號并傳送到PLC控制模塊中，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，檢測人員通過車頭的后視窗觀察顯示屏，當(dāng)前后距離傳感器檢測到的距離相同時，駕駛員熄火，車輛與隧道的內(nèi)層保持平行。

2)隧道檢測：PLC控制模塊會根據(jù)事先儲存的指令打開旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)軸開始旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動旋轉(zhuǎn)軸上套的檢測裝置按事先設(shè)定好的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，檢測裝置上的距離傳感器也在旋轉(zhuǎn)過程中對隧道內(nèi)表面的距離進(jìn)行檢測；當(dāng)在旋轉(zhuǎn)至某一角度的隧道內(nèi)表面出現(xiàn)裂縫或者表層脫落時，距離傳感器檢測的距離不一致，此時，PLC控制模塊關(guān)閉旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)，停轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時，根據(jù)簡單的判斷原理，將少數(shù)不一致距離的距離傳感器所在的檢測裝置的電子開關(guān)打開，進(jìn)而打開電子探照燈對出現(xiàn)問題的區(qū)域照明，檢修人員登上維修升降臺進(jìn)行檢修。

3)隧道信息采集：在檢修的同時，處于控制柜上方的3D全息掃描儀一直處于得電狀態(tài)，并在萬向旋轉(zhuǎn)支架的帶動下進(jìn)行360°的掃描，并將采集的信息通過PLC控制模塊儲存在信息儲存模塊中，供后期的研究使用。

當(dāng)本區(qū)域的信息采集和檢測結(jié)束后，駕駛員發(fā)動檢測車駛向下一個檢測區(qū)域，進(jìn)行進(jìn)行車輛調(diào)平后的信息采集和檢測，如此反復(fù)。

結(jié)合工作原理，本發(fā)明能夠自動和快速的檢測隧道內(nèi)表面出現(xiàn)裂縫或者表層脫落等問題的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了快速維修的同時，對隧道進(jìn)行區(qū)域性的3D信息采集，為后期提供依據(jù)，從而提升檢修的效率以及信息采集與檢修的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是檢修與信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是檢修裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的工作原理框圖。

圖中：1、車頭，2、顯示屏，3、旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)，4、控制柜，5、PLC控制模塊，6、萬向旋轉(zhuǎn)支架，7、3D全息掃描儀，8、方形隔板，9、電源，10、檢測裝置，11、后距離傳感器，12、電子油缸，13、旋轉(zhuǎn)支座，14、旋轉(zhuǎn)軸，15、車廂，16、旋轉(zhuǎn)軸承座，17、旋轉(zhuǎn)電機(jī)，18、前距離傳感器，19、維修升降臺，20、軸承套，21、電動開關(guān)，22、連接軸，23、電子探照燈，24、十字支架，25、距離傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種隧道內(nèi)安全檢修車，包括車頭1、維修升降臺19和車廂15；維修升降臺19安裝在車頭1與車廂15之間。在上述基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2所示，還包括檢修系統(tǒng)和信息采集系統(tǒng)。

檢修系統(tǒng)包括控制柜4、顯示屏2、前距離傳感器18、后距離傳感器11、旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)和檢測裝置10；其中，控制柜4安裝在車廂15上、靠近車頭1的一側(cè)，控制柜4被方形隔板8分為上下兩層，上層設(shè)置有PLC控制模塊5和電源9，PLC控制模塊5與電源9電信號連接；顯示屏2安裝在維修升降臺20的維修支架上、對應(yīng)車頭1后視窗的位置，與PLC控制模塊5電信號連接；前距離傳感器18和后距離傳感器11分別安裝在車廂15一側(cè)的前后端表面，均與PLC控制模塊5電信號連接。

旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸承座16、旋轉(zhuǎn)電機(jī)17、旋轉(zhuǎn)軸14和旋轉(zhuǎn)支座13；旋轉(zhuǎn)軸承座16安裝在控制柜4的下層；旋轉(zhuǎn)電機(jī)17安裝在旋轉(zhuǎn)軸承座16上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)18上安裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)3，旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)3與PLC控制模塊5電信號連接；旋轉(zhuǎn)支座13安裝在車廂15尾端；旋轉(zhuǎn)軸14可180°旋轉(zhuǎn)的安裝在旋轉(zhuǎn)軸承座16和旋轉(zhuǎn)支座13之間，旋轉(zhuǎn)軸15上均布多個檢測裝置10。

如圖3所示，檢測裝置10均通過軸承套20安裝在旋轉(zhuǎn)軸14上，軸承套20上端均安裝有連接軸22，連接軸22上安裝有電動開關(guān)21，電動開關(guān)21與PLC控制模塊5電信號連接，連接軸22上端安裝有電子探照燈23，電子探照燈23與電動開關(guān)21電信號連接，電子探照燈23照明扣安裝有十字支架24，十字支架24中間位置設(shè)置有距離傳感器25，距離傳感器25與PLC控制模塊5電信號連接。

信息采集系統(tǒng)包括萬向旋轉(zhuǎn)支架6、3D全息掃描儀7和信息儲存模塊，3D全息掃描儀7通過萬向旋轉(zhuǎn)支架6安裝在控制柜4的頂部，3D全息掃描儀7與PLC控制模塊5電信號連接；信息儲存模塊安裝在控制柜4中，與PLC控制模塊5電信號連接。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，旋轉(zhuǎn)軸承機(jī)構(gòu)中，旋轉(zhuǎn)軸承座16和旋轉(zhuǎn)支座13均通過電子油缸12分別安裝在控制柜4和車廂上，電子油缸12均與PLC控制模塊5電信號連接。上述設(shè)計可以調(diào)整檢測的高度，提高檢測的自由度和效果。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，顯示屏2與PLC控制模塊5無線電信號連接，確保信號的傳輸穩(wěn)定；顯示屏2外側(cè)設(shè)置有保護(hù)層，在檢修時保護(hù)顯示屏2不會因外界因素而導(dǎo)致?lián)p壞。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，電子探照燈23為紅外線電子探照燈，提高探照的效果，便于維修。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，旋轉(zhuǎn)軸15的外表面刻有尺寸刻度，用于均勻的設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸15。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，車頭1中安裝有報警器，報警器與PLC控制模塊5電信號連接，報警器為蜂鳴報警器，提高檢測的安全性。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，十字支架24上還設(shè)置有攝像頭，氣體傳感器等檢測儀器，進(jìn)一步提高檢測的質(zhì)量。

結(jié)合圖4所示，本發(fā)明的檢測方法如下：

1)車輛調(diào)平定位：當(dāng)檢測車進(jìn)入隧道后，駕駛員將檢測車開到靠近隧道入口區(qū)域的中間位置，此時，打開控制柜4中的電源9，前后距離傳感器開始工作，并將監(jiān)測到的距離轉(zhuǎn)化為信號并傳送到PLC控制模塊5中，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)顯示在顯示屏2上，檢測人員通過車頭1的后視窗觀察顯示屏2，當(dāng)前后距離傳感器檢測到的距離相同時，駕駛員熄火，車輛與隧道的內(nèi)層保持平行。

2)隧道檢測：調(diào)平完成后，PLC控制模塊5會根據(jù)事先儲存的指令打開旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)3，旋轉(zhuǎn)電機(jī)17帶動旋轉(zhuǎn)軸14開始旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動旋轉(zhuǎn)軸14上套的檢測裝置10按事先設(shè)定好的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，檢測裝置10上的距離傳感器25也在旋轉(zhuǎn)過程中對隧道內(nèi)表面的距離進(jìn)行檢測；當(dāng)在旋轉(zhuǎn)至某一角度的隧道內(nèi)表面出現(xiàn)裂縫或者表層脫落時，距離傳感器25檢測的距離不一致，此時，PLC控制模塊5關(guān)閉旋轉(zhuǎn)電機(jī)電動開關(guān)3，停轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)的同時，根據(jù)簡單的判斷原理，將少數(shù)不一致距離的距離傳感器25所在的檢測裝置的電子開關(guān)打開，進(jìn)而打開電子探照燈23對出現(xiàn)問題的區(qū)域照明，檢修人員登上維修升降臺進(jìn)行檢修。

2)隧道信息采集：在檢修的同時，處于控制柜4上方的3D全息掃描儀7一直處于得電狀態(tài)，并在萬向旋轉(zhuǎn)支架6的帶動下進(jìn)行360°的掃描，并將采集的信息通過PLC控制模塊5儲存在信息儲存模塊中，供后期的研究使用。

當(dāng)本區(qū)域的信息采集和檢測結(jié)束后，駕駛員發(fā)動檢測車駛向下一個檢測區(qū)域，進(jìn)行進(jìn)行車輛調(diào)平后的信息采集和檢測，如此反復(fù)。

綜上所述，本發(fā)明能夠自動和快速的檢測隧道內(nèi)表面出現(xiàn)裂縫或者表層脫落等問題的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了快速維修的同時，對隧道進(jìn)行區(qū)域性的3D信息采集，為后期提供依據(jù)，從而提升檢修的效率以及信息采集與檢修的效果。

以上對本發(fā)明提供的一種隧道內(nèi)安全檢修車與檢測方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。具體實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。