本發(fā)明涉及隧道檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，具體的是一種便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)隧道襯砌無損檢測(cè)的主流技術(shù)是利用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行檢測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)主要有人工、車載等檢測(cè)方式。我國已研制出首輛隧道狀態(tài)檢查車，如中國專利CN 105302143 A，公開日期2016年2月3日，公開的《隧道襯砌檢測(cè)裝置及檢測(cè)車》。該車與傳統(tǒng)的檢測(cè)手段相比，在檢測(cè)自動(dòng)化上有了明顯改觀。但此車檢測(cè)過程中遇到接觸網(wǎng)等障礙物時(shí)仍需不斷調(diào)節(jié)機(jī)械臂位置，此操作受控制精度、靈敏性和響應(yīng)時(shí)間影響需要反復(fù)停車作業(yè)，一定程度上降低工作效率。后來，我國又研制出了一種隧道襯砌檢測(cè)系統(tǒng)，如中國專利CN 105511463 A，公開日期2016年4月20日，公開的《一種鐵路隧道襯砌檢測(cè)系統(tǒng)》。該系統(tǒng)利用爬壁裝置原理搭載地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，可以有效的對(duì)檢測(cè)作業(yè)復(fù)雜程度大幅簡化，操作便捷，漏檢率低，檢測(cè)無效時(shí)間極少。但仍然存在有效的檢測(cè)速率不足夠快、吸附的穩(wěn)定性不足、結(jié)構(gòu)輕量化不足、隧道斷面曲率適應(yīng)性不足、不適宜檢測(cè)斷面環(huán)向襯砌狀態(tài)、直接跨越避障能力有局限性、線纜管路排布復(fù)雜、輔助裝備繁重等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有隧道襯砌檢測(cè)系統(tǒng)吸附不穩(wěn)定性的問題，本發(fā)明提供了一種便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備采取了一種非常便捷有效的技術(shù)方案對(duì)隧道襯砌進(jìn)行檢測(cè)，可以由一名操作人員獨(dú)立完成，可以對(duì)前進(jìn)方向選擇不同測(cè)線進(jìn)行隧道檢測(cè)，也可以對(duì)環(huán)向隧道襯砌檢測(cè)，速度快，隧道表面狀態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，準(zhǔn)備工作短，沒有繁重的輔助裝備，直接跨越避障，效率高，裝置輕，吸附穩(wěn)定，完全無線傳輸遙控，不必考慮空間線纜檢測(cè)時(shí)干涉等系列問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備，包括行走機(jī)構(gòu)、吸氣裝置和地質(zhì)雷達(dá)，吸氣裝置和地質(zhì)雷達(dá)均固定于行走機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備在隧道襯砌表面上移動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)的下端設(shè)有用于吸附在隧道襯砌表面的真空海綿吸具，真空海綿吸具含有上下設(shè)置的吸盤本體和海綿吸附層，海綿吸附層內(nèi)含有多個(gè)用于吸附在隧道襯砌表面的通孔，吸氣裝置能夠?qū)＞d吸附層內(nèi)的該通孔內(nèi)吸氣。

行走機(jī)構(gòu)含有一條第一足部機(jī)構(gòu)、一條第二足部機(jī)構(gòu)以及位于行走機(jī)構(gòu)中部的中心支架，第一足部機(jī)構(gòu)沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向設(shè)置，第二足部機(jī)構(gòu)沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的寬度方向設(shè)置，第一足部機(jī)構(gòu)含有一個(gè)條形的彈性活動(dòng)連接板和兩個(gè)電動(dòng)推桿，彈性活動(dòng)連接板沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向設(shè)置，彈性活動(dòng)連接板能夠沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向往復(fù)移動(dòng)，電動(dòng)推桿沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向設(shè)置，兩個(gè)電動(dòng)推桿分別固定于彈性活動(dòng)連接板的兩端，彈性活動(dòng)連接板的中部與該中心支架連接，真空海綿吸具位于電動(dòng)推桿的下端。

彈性活動(dòng)連接板含有依次設(shè)置的第一活動(dòng)板、固定板和第二活動(dòng)板，第一活動(dòng)板的一端與固定板的一端通過第一銷軸鉸接，第二活動(dòng)板的一端與固定板的另一端通過第二銷軸鉸接，固定板的一端與第一活動(dòng)板之間還通過兩個(gè)第一彈性阻尼部件連接，兩個(gè)第一彈性阻尼部件分別位于該第一銷軸的上下兩側(cè)，固定板的另一端與第二活動(dòng)板之間還通過兩個(gè)第二彈性阻尼部件連接，兩個(gè)第二彈性阻尼部件分別位于該第二銷軸的上下兩側(cè)。

該第一銷軸的軸線與該第二銷軸的軸線平行，該第一銷軸的軸線與該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的寬度方向平行，兩個(gè)電動(dòng)推桿中的一個(gè)與第一活動(dòng)板連接固定，兩個(gè)電動(dòng)推桿中的另一個(gè)與第二活動(dòng)板連接固定，固定板與該中心支架連接，第一活動(dòng)板能夠相對(duì)于固定板最大轉(zhuǎn)動(dòng)15°，第二活動(dòng)板能夠相對(duì)于固定板最大轉(zhuǎn)動(dòng)15°，第一彈性阻尼部件為彈簧或阻尼橡膠條，第二彈性阻尼部件為彈簧或阻尼橡膠條。

電動(dòng)推桿的下部設(shè)有多個(gè)用于感應(yīng)電動(dòng)推桿沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向移動(dòng)距離的感應(yīng)開關(guān)，多個(gè)感應(yīng)開關(guān)沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向間隔排列。

該中心支架內(nèi)設(shè)有能夠驅(qū)動(dòng)第一足部機(jī)構(gòu)的固定板沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向往復(fù)移動(dòng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu)，第一足部機(jī)構(gòu)和第二足部機(jī)構(gòu)的大小和結(jié)構(gòu)相同。

該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備還包括供電模塊、控制單元和地面顯示控制器，該供電模塊、吸氣裝置和地質(zhì)雷達(dá)均與該控制單元連接，所述供電模塊、控制單元、吸氣裝置和地質(zhì)雷達(dá)均集成于所述中心支架，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備能夠自主運(yùn)行或通過所述地面顯示控制器進(jìn)行無線信號(hào)控制運(yùn)行，吸氣裝置和該電源設(shè)置于該中心支架的上部，地質(zhì)雷達(dá)位于該中心支架的下部。

地質(zhì)雷達(dá)的頂部設(shè)有照明燈和高清攝像頭，吸氣裝置的上方設(shè)有探測(cè)攝像頭，照明燈、高清攝像頭和探測(cè)攝像頭均與所述控制單元連接，該控制單元含有電力報(bào)警模塊，地質(zhì)雷達(dá)為一體式地質(zhì)雷達(dá)，地質(zhì)雷達(dá)集成有天線收發(fā)模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。

吸盤本體的上端與電動(dòng)推桿的下端連接固定，真空海綿吸具與吸盤本體的下端連接固定，吸盤本體的外表面設(shè)有吸氣口，吸盤本體內(nèi)設(shè)有真空腔室，吸氣裝置與該吸氣口連接，海綿吸附層內(nèi)的通孔沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向貫通，海綿吸附層內(nèi)的每個(gè)通孔形成的氣路均能夠獨(dú)立控制，真空腔室內(nèi)設(shè)有與通孔一一對(duì)應(yīng)的單向保壓閥。

吸盤本體與海綿吸附層之間還設(shè)有軟硅膠墊層，軟硅膠墊層含有與海綿吸附層內(nèi)的通孔一一對(duì)應(yīng)的孔道，軟硅膠墊層的外表面和該孔道的內(nèi)表面均為波浪形結(jié)構(gòu)或鋸齒形結(jié)構(gòu)，軟硅膠墊層能夠使海綿吸附層沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向具有0.1cm至1cm的彈性活動(dòng)能力，吸盤本體上還設(shè)有用于檢測(cè)真空腔室內(nèi)的壓力值的負(fù)壓傳感器。

本發(fā)明的有益效果是：該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備可以自主運(yùn)行也可單人攜帶該裝置通過遠(yuǎn)距離無線遙操完成隧道襯砌檢測(cè)，所有主要與輔助設(shè)備集成一體，全部跟隨爬壁，無額外設(shè)備使用，省去大型輔助設(shè)備的運(yùn)輸和大量配合人員進(jìn)行的檢測(cè)前準(zhǔn)備工作，真正做到了高效輕量化便捷化，一般不需要額外檢測(cè)人員，其結(jié)構(gòu)可良好適應(yīng)絕大多數(shù)隧道環(huán)境，更為重要的是，該裝置除了尋常的前進(jìn)縱向檢測(cè)第一次實(shí)現(xiàn)了隧道環(huán)向襯砌檢測(cè)，意義重大。經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)，隧道襯砌檢測(cè)工作的靈活性和創(chuàng)新性達(dá)到了一個(gè)全新高度。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1是該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的主視圖。

圖2是該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的俯視圖。

圖3是第一足部機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是第一活動(dòng)板和固定板連接示意圖。

圖5是真空海綿吸具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是真空海綿吸具的剖視圖。

圖7是海綿吸附層的主視圖。

圖8是地質(zhì)雷達(dá)部位的主視圖。

圖9是地質(zhì)雷達(dá)部位的俯視圖。

圖10是該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)示意圖。

1、真空海綿吸具；2、地質(zhì)雷達(dá)；3、行走機(jī)構(gòu)；4、吸氣裝置；5、緩沖測(cè)距小輪；6、照明燈；7、高清攝像頭；8、探測(cè)攝像頭；9、地面顯示控制器；

10、隧道襯砌表面；

11、吸盤本體；12、軟硅膠墊層；13、海綿吸附層；14、支撐小輪；

31、第一足部機(jī)構(gòu)；32、第二足部機(jī)構(gòu)；33、電動(dòng)推桿；34、彈性活動(dòng)連接板；35、感應(yīng)開關(guān)；

111、吸氣口；112、真空腔室；113、單向保壓閥；114、負(fù)壓傳感器；

131、通孔131；

341、第一活動(dòng)板；342、固定板；343、第二活動(dòng)板；344、第一彈性阻尼部件；345、第二彈性阻尼部件。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

一種便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備，包括行走機(jī)構(gòu)3、吸氣裝置4和地質(zhì)雷達(dá)2，吸氣裝置4和地質(zhì)雷達(dá)2均固定于行走機(jī)構(gòu)3，行走機(jī)構(gòu)3能夠驅(qū)動(dòng)該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備在隧道襯砌表面10上移動(dòng)，行走機(jī)構(gòu)3的下端設(shè)有用于吸附在隧道襯砌表面10的真空海綿吸具1，真空海綿吸具1含有上下設(shè)置的吸盤本體11和海綿吸附層13，海綿吸附層13內(nèi)含有多個(gè)用于吸附在隧道襯砌表面10的通孔131，吸氣裝置4能夠?qū)＞d吸附層13內(nèi)的該通孔131內(nèi)吸氣，使該通孔131內(nèi)形成負(fù)壓，如圖1至圖3所示。

在本實(shí)施例中，行走機(jī)構(gòu)3含有一條第一足部機(jī)構(gòu)31、一條第二足部機(jī)構(gòu)32以及位于行走機(jī)構(gòu)3中部的中心支架，第一足部機(jī)構(gòu)31沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向設(shè)置，第二足部機(jī)構(gòu)32沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的寬度方向設(shè)置，第一足部機(jī)構(gòu)31含有一個(gè)條形的彈性活動(dòng)連接板34和兩個(gè)電動(dòng)推桿33，彈性活動(dòng)連接板34沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向設(shè)置，彈性活動(dòng)連接板34能夠沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向往復(fù)移動(dòng)，電動(dòng)推桿33沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向設(shè)置，兩個(gè)電動(dòng)推桿33分別固定于彈性活動(dòng)連接板34的兩端，彈性活動(dòng)連接板34的中部與該中心支架連接，真空海綿吸具1位于電動(dòng)推桿33的下端。

上述該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度方向?yàn)閳D2中左右方向，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的寬度方向?yàn)閳D2中的上下方向，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向?yàn)榇怪庇趫D2紙面的方向。

該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的長度和寬度分別為0.7m×0.7m(具體尺寸視對(duì)雷達(dá)型號(hào)、隧道襯砌斷面與檢測(cè)速度等需求可更改，僅需將十字架的走行軸卸下替換即可，走行軸長度可以自由設(shè)置成多個(gè)尺寸規(guī)格)，將地質(zhì)雷達(dá)以載體的形式搭載于裝置中間臺(tái)下方，使其貼近隧道襯砌。足部機(jī)構(gòu)末端加裝吸附材料(海綿吸附層13)，依靠走行機(jī)構(gòu)與四腳抬起壓下交替吸附隧道襯砌實(shí)現(xiàn)前進(jìn)方向與環(huán)向的檢測(cè)作業(yè)，地質(zhì)雷達(dá)與被測(cè)面距離嚴(yán)格可以良好的保持在2cm之內(nèi)，檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量良好。

針對(duì)隧道實(shí)際環(huán)境和被測(cè)面的平整度粗糙度條件，采取真空負(fù)壓吸附方式，四腳(足部機(jī)構(gòu))均利用由微型電推桿加裝真空海綿吸具的方法使裝置有效吸附到隧道襯砌內(nèi)壁上，海綿吸附層13的穩(wěn)定性極強(qiáng)。硬質(zhì)的吸盤本體11和海綿吸附層13組合后的吸盤標(biāo)準(zhǔn)升降高度為5cm，最大為10cm(為機(jī)器人受力合理和安全考慮，最多不宜超過15cm，不低于3cm，具體尺寸不限定，可隨時(shí)根據(jù)負(fù)載的雷達(dá)尺寸和隧道襯砌表面環(huán)境調(diào)整方案)。標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載為3kg，安全極限負(fù)載為5kg，(理論最大為10kg)，一體式地質(zhì)雷達(dá)不超過2.5kg均滿足負(fù)載條件。

利用行走機(jī)構(gòu)3作為走行結(jié)構(gòu)，以機(jī)構(gòu)交替運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)裝置的前行，具體的行走方式為：如當(dāng)需向圖2中的左側(cè)行走時(shí)，第二足部機(jī)構(gòu)32兩端的真空海綿吸具1首先吸附不動(dòng)，第一足部機(jī)構(gòu)31兩端的真空海綿吸具1抬起，然后彈性活動(dòng)連接板34向左側(cè)移動(dòng)，第一足部機(jī)構(gòu)31兩端的真空海綿吸具1再落下吸附，第二足部機(jī)構(gòu)32兩端的真空海綿吸具1抬起，然后所述中心支架向左移動(dòng)，完成一步行走，重發(fā)上述過程可以實(shí)現(xiàn)沿圖2中左右或上下方向的行走。行走機(jī)構(gòu)3的直線推動(dòng)速度最大可達(dá)1m/s，微型電推桿推進(jìn)速度為1到8cm/s可調(diào)，壓下吸附和抬起總耗時(shí)在1s到1.5s左右，整機(jī)有效檢測(cè)平均速度可達(dá)0.4m/s，走行過程平穩(wěn)。(以上所有速度均在本實(shí)施例下盡可能以最大安全系數(shù)考慮下得出，不包括部分設(shè)備替代及極限狀態(tài)下的工況)。

為最大程度減少整機(jī)自重，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備所有結(jié)構(gòu)除易磨損部位外均由碳纖維開模特制而成，整機(jī)剛性和彈性極佳，平均密度僅為合金鋼的五分之一到四分之一，自重減小到6kg左右。并將高能鋰電池模塊安置在十字框架中間臺(tái)上部，為爬壁裝置提供電力能源，單次作業(yè)最長時(shí)間可達(dá)1小時(shí)。

地質(zhì)雷達(dá)2為一體式地質(zhì)雷達(dá)，地質(zhì)雷達(dá)2將天線收發(fā)模塊與采集模塊主機(jī)集成在一起，省去了天線與主機(jī)之間的屏蔽傳輸線纜，可使檢測(cè)更加便捷。同時(shí)因天線與主機(jī)直連，并且優(yōu)化了空間排布結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小了雷達(dá)的尺寸，例如，使隧道襯砌檢測(cè)最常用的中心頻率為800MHz的地質(zhì)雷達(dá)外形尺寸優(yōu)化到了長18cm*寬14cm*高13cm，如此小巧在國內(nèi)屬于首例。為爬壁裝置單次推動(dòng)有效長度的增多以及整體設(shè)備尺寸的減小都起了積極影響。同時(shí)省去了厚重的屏蔽材料等多處冗余配件，最大化的減少其作為載體的重量。雷達(dá)是有檢測(cè)方向的，在其前進(jìn)方向的任一側(cè)開接口，加裝彈性范圍在2cm左右的緩沖測(cè)距小輪5，如圖1所示，用于距離式觸發(fā)檢測(cè)時(shí)使小輪面對(duì)不同曲率不同不平順和粗糙度下的襯砌表面時(shí)都有較好的貼合能力。

該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備采用完全無線遙控，各部件之間的工頻互無干擾，爬壁裝置的吸附設(shè)備與氣源之間利用氣路進(jìn)行連接，沿十字框架進(jìn)行布線。吸氣裝置4需按照具體尺寸限制定制工業(yè)用微型強(qiáng)力吸塵器，其自重不超過3kg，真空度達(dá)到-85kpa以上，功耗較小，與高能鋰電池模塊固連，與爬壁裝置共用其供電，12V到48V的DC直流供電，沒有交流強(qiáng)電，保護(hù)人員與設(shè)備安全，供電平穩(wěn)且彼此完全隔離沒有電磁干擾。吸氣裝置4氣管管徑大，變頻馬達(dá)轉(zhuǎn)速極快，氣流量卻是通常大功率(5kw左右)空壓機(jī)的數(shù)倍，強(qiáng)大的氣流量可以很好的彌補(bǔ)因個(gè)別部位未完全吸附密貼而造成的空氣泄露，與5kw左右功率的空壓機(jī)+真空發(fā)生器組合或真空泵維持高真空度的極限泄露量相比，該極限泄露量相比于本發(fā)明中使用的吸氣裝置4來說可以忽略不計(jì)。將其安裝在中間臺(tái)上，省去了空間線纜的干涉。即該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備還包括電源和控制單元，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備能夠自主運(yùn)行或通過無線信號(hào)控制運(yùn)行，吸氣裝置4和該電源設(shè)置于該中心支架的上部，地質(zhì)雷達(dá)2位于該中心支架的下部，如圖1和圖2所示。

在本實(shí)施例中，行走機(jī)構(gòu)3的中部含有中心支架(即上述中間臺(tái))，在第一足部機(jī)構(gòu)31中，彈性活動(dòng)連接板34含有依次設(shè)置的第一活動(dòng)板341、固定板342和第二活動(dòng)板343，第一活動(dòng)板341的右端與固定板342的左端通過第一銷軸鉸接，第二活動(dòng)板343的左端與固定板342的右端通過第二銷軸鉸接，固定板342的左端與第一活動(dòng)板341之間還通過兩個(gè)第一彈性阻尼部件344連接，兩個(gè)第一彈性阻尼部件344分別位于該第一銷軸的上下兩側(cè)，固定板342的右端與第二活動(dòng)板343之間還通過兩個(gè)第二彈性阻尼部件345連接，兩個(gè)第二彈性阻尼部件345分別位于該第二銷軸的上下兩側(cè)，如圖3和圖4所示。

在本實(shí)施例中，該第一銷軸的軸線與該第二銷軸的軸線平行，該第一銷軸的軸線與該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的寬度方向平行，兩個(gè)電動(dòng)推桿33中的一個(gè)與第一活動(dòng)板341連接固定，兩個(gè)電動(dòng)推桿33中的另一個(gè)與第二活動(dòng)板343連接固定，固定板342與該中心支架連接，第一活動(dòng)板341能夠相對(duì)于固定板342轉(zhuǎn)動(dòng)0到15°，第二活動(dòng)板343能夠相對(duì)于固定板342轉(zhuǎn)動(dòng)0到15°，第一彈性阻尼部件344為彈簧或阻尼橡膠條，第二彈性阻尼部件345為彈簧或阻尼橡膠條。第一足部機(jī)構(gòu)31和第二足部機(jī)構(gòu)32的大小和結(jié)構(gòu)相同。

隧道斷面的曲率半徑大致為2500mm到7000mm不等，同時(shí)存在不同程度的表面不平順，需要使結(jié)構(gòu)合理的適應(yīng)相關(guān)表面環(huán)境是能否走行吸附繼而完成檢測(cè)的關(guān)鍵。本發(fā)明特別在這一點(diǎn)上做了顯著的改進(jìn)，第一活動(dòng)板341和第二活動(dòng)板343擁有0°到15°(不宜過大超過15°)的單向活動(dòng)區(qū)間(不可萬向，防不可控顫抖)，經(jīng)計(jì)算和測(cè)試，該活動(dòng)空間已經(jīng)足可應(yīng)對(duì)不同的曲率半徑，同時(shí)可以良好適應(yīng)一定程度的表面不平順。另外，四腳支撐連接板外側(cè)均配備了支撐小輪14，令其與四腳(四個(gè)足部機(jī)構(gòu))完全吸附在壁面時(shí)齊平(需有微量間隙)。利用該支撐小輪14可以起到緩解走行過程中軸線偏移造成的位姿不穩(wěn)、消除微型電推桿壓下量產(chǎn)生差異、減小傾覆彎矩等作用，同時(shí)可以做到導(dǎo)向功能。

本發(fā)明在避障能力上有了很大程度的改觀，利用多點(diǎn)(受空間布局和控制相應(yīng)影響，一般大于2小于8)加感應(yīng)開關(guān)的方式對(duì)四腳的微型電推桿行程進(jìn)行調(diào)整，即電動(dòng)推桿33的下部設(shè)有多個(gè)用于感應(yīng)電動(dòng)推桿33沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向移動(dòng)距離的感應(yīng)開關(guān)35，多個(gè)感應(yīng)開關(guān)35沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向按照需要間隔排列。本實(shí)施例中，電動(dòng)推桿33的下部設(shè)有兩個(gè)感應(yīng)開關(guān)35。加裝感應(yīng)開關(guān)35使得微型電推桿位置既可以手動(dòng)調(diào)速、手控位置，也可以觸點(diǎn)式一步到位，更好的輔助走行時(shí)的吸附效果，同時(shí)可以利用其進(jìn)行直接跨越式的越障。比如，設(shè)電動(dòng)推桿33的總伸長行程為10cm，則通常裝置爬壁走行過程中，四腳行程可以在半程加限位位置5cm上得以停止，而當(dāng)遇到不高于5cm的障礙物時(shí)，可以直接全程伸出，攜雷達(dá)輕松跨越，實(shí)現(xiàn)直接避障，而不再需要繞行等動(dòng)作進(jìn)一步提高了作業(yè)效率。

該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備還包括供電模塊、控制單元和地面顯示控制器，該供電模塊、吸氣裝置4和地質(zhì)雷達(dá)2均與該控制單元連接，所述供電模塊、控制單元、吸氣裝置4和地質(zhì)雷達(dá)2均集成于所述中心支架，該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備能夠自主運(yùn)行或通過所述地面顯示控制器9進(jìn)行無線信號(hào)控制運(yùn)行，吸氣裝置4和該電源設(shè)置于該中心支架的上部，地質(zhì)雷達(dá)2位于該中心支架的下部。地質(zhì)雷達(dá)2也與該控制單元連接，地質(zhì)雷達(dá)2為一體式地質(zhì)雷達(dá)，地質(zhì)雷達(dá)2集成有天線收發(fā)模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。

爬壁裝置設(shè)備的雷達(dá)頂端加裝照明燈6和高清攝像頭7可有效為操作者提供環(huán)境條件，吸氣裝置4的上方設(shè)有探測(cè)攝像頭8，照明燈6、高清攝像頭7和探測(cè)攝像頭8均與所述控制單元連接，如圖8和圖9所示，爬壁裝置電池設(shè)置電力報(bào)警功能可有效提醒工作過程的電力穩(wěn)定性，同時(shí)控制程序具有自鎖功能，一旦出現(xiàn)故障，立即復(fù)位四腳吸附，若控制失電，便自行停止所有動(dòng)作保持固定吸附姿態(tài)直至人為診斷或者取下?？杀ＷC不可抗拒的意外發(fā)生時(shí)，設(shè)備穩(wěn)定吸附在隧道襯砌表面而不下落。

在本實(shí)施例中，吸盤本體11的上端與電動(dòng)推桿33的下端連接固定，真空海綿吸具1與吸盤本體11的下端連接固定，吸盤本體11的外表面設(shè)有吸氣口111，吸盤本體11內(nèi)設(shè)有真空腔室112，吸氣裝置4與該吸氣口111連接，海綿吸附層13內(nèi)的每個(gè)所述通孔131均能夠依次通過真空腔室112、吸氣口111和連接管路與吸氣裝置4連通，海綿吸附層13內(nèi)的通孔131沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向貫通，海綿吸附層13內(nèi)的每個(gè)該通孔131形成的氣路均能夠獨(dú)立控制，真空腔室112內(nèi)設(shè)有與該通孔131一一對(duì)應(yīng)的單向保壓閥113，從而使真空腔室112內(nèi)及部分通孔131偶有未密貼被測(cè)襯砌表面而產(chǎn)生泄露的氣體僅能向吸氣裝置4內(nèi)流動(dòng)而不會(huì)向該其它密閉良好的通孔131外流動(dòng)。

在本實(shí)施例中，吸盤本體11與海綿吸附層13之間還設(shè)有軟硅膠墊層12，軟硅膠墊層12含有與海綿吸附層13內(nèi)的所述通孔131一一對(duì)應(yīng)的孔道，軟硅膠墊層12的外表面和該孔道的內(nèi)表面均為波浪形結(jié)構(gòu)或鋸齒形結(jié)構(gòu)，如圖5和圖6所示，軟硅膠墊層12能夠使海綿吸附層13沿該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的高度方向具有0.1cm至1cm的彈性活動(dòng)能力，吸盤本體11上還設(shè)有用于檢測(cè)真空腔室112內(nèi)的壓力值的負(fù)壓傳感器114。其中“0.1cm至1cm的彈性活動(dòng)能力”的含義為：由于軟硅膠墊層12具有較好的彈性，海綿吸附層13的上表面與吸盤本體11的下表面之間距離可以有0.1cm至1cm的變化量，如圖5所示，該彈性活動(dòng)能力可以使海綿吸附層13整體具有應(yīng)對(duì)隧道襯砌表面的不平順起伏的能力。海綿吸附層13自身具備2cm至3cm的壓縮量。負(fù)壓傳感器114可精確測(cè)試真空腔室112內(nèi)的負(fù)壓值，可以探知吸具是否存在泄露與部分海綿孔失效，負(fù)壓傳感器114的顯示面板外置于硬質(zhì)的吸盤本體11的外表，并有向控制系統(tǒng)反饋報(bào)警并自鎖的能力。

采用海綿吸附層13可以具有良好的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。利用海綿本身對(duì)被測(cè)面粗糙程度完好的包絡(luò)性，可以對(duì)幾乎各種粗糙表面進(jìn)行有效穩(wěn)定的吸附。不過傳統(tǒng)的剛性吸具本體雖然吸附后穩(wěn)定性高但對(duì)大的凸凹適應(yīng)性差，本發(fā)明采取剛?cè)峤Y(jié)合法，利用硬質(zhì)吸盤1的結(jié)構(gòu)剛性(碳纖維開模)與不超過1cm厚度(限于真空海綿吸具的尺寸和隧道襯砌廓型曲率半徑等參數(shù)的要求，該硅膠墊層厚度通常0.3cm到1cm)的褶皺型軟硅膠墊層12相固連，在軟硅膠墊層12外側(cè)附著以海綿吸附層13，該軟硅膠墊層12可產(chǎn)生1cm以內(nèi)的彈性活動(dòng)能力，顯著輔助提高真空海綿吸具1的吸附能力和對(duì)不平順表面和粗糙面的適應(yīng)性。比如，軟硅膠墊層12為圓形，海綿吸附層13為矩形，軟硅膠墊層12為海綿吸附層13的外接圓，吸盤本體11尺寸可為130mm*250mm，海綿吸附層13可開孔65個(gè)(數(shù)目可根據(jù)吸力要求、襯砌表面弧度、粗糙度質(zhì)量和尺寸變化調(diào)整)，每個(gè)孔獨(dú)立控制，單向保壓，可保證吸附不因部分氣路不密實(shí)而失效，同時(shí)配置的負(fù)壓傳感器有自控功能，當(dāng)總孔數(shù)超過20％以上失效或者吸附不穩(wěn)產(chǎn)生真空度過低時(shí)，便會(huì)將止行信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，此時(shí)單個(gè)真空海綿吸具1的負(fù)載能力依然可以達(dá)到40kg(吸力)和10kg.m(彎矩)，不僅穩(wěn)定性和可靠性好，安全防護(hù)到位，而且其單個(gè)的負(fù)載能力已達(dá)到常用120mm規(guī)格的真空海綿單孔吸盤的5到8倍左右。由此，基本適應(yīng)了絕大多數(shù)所面對(duì)的隧道襯砌表面環(huán)境。而且從開始吸附到吸附穩(wěn)定耗時(shí)最快不超過0.3s，反應(yīng)迅速，從而加快了走行速率，如圖5至圖7所示。

該便攜式隧道襯砌檢測(cè)設(shè)備的工作過程是：將爬壁裝置十字走行機(jī)構(gòu)中間臺(tái)腹部裝載檢測(cè)用地質(zhì)雷達(dá)2，地質(zhì)雷達(dá)將天線與主機(jī)集成一體，避免自重較大的同軸屏蔽電纜連接。地質(zhì)雷達(dá)接收數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)的傳輸及對(duì)爬壁裝置的操控和通訊均采取無線傳輸模式。檢測(cè)前，先檢查驗(yàn)證爬壁裝置走行與吸附功能是否正常，再以無線遙控形式控制裝置走行機(jī)構(gòu)移動(dòng)達(dá)到預(yù)定位置，之后展開檢測(cè)工作。操控模式有兩種，在表面狀態(tài)平整、下壓量幾乎沒有變化并且沒有太多障礙物時(shí)，工況比較簡單，可以使用智能自操控，到達(dá)指定位置后可以自行沿前進(jìn)方向或者環(huán)向進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)；當(dāng)操作環(huán)境較為復(fù)雜時(shí)，需要不斷調(diào)整走行路線或者不同的平移量以及需要避障時(shí)，則需要大量的人為干預(yù)，此時(shí)可以切換為手動(dòng)操控模式，可以在各方向人工操作，同時(shí)可以一點(diǎn)觸到相應(yīng)限位位置或者連續(xù)調(diào)整壓下量。進(jìn)而輕松完成檢測(cè)作業(yè)。作業(yè)過程中，如出現(xiàn)偶發(fā)吸附不穩(wěn)或者失效(經(jīng)負(fù)壓傳感器反饋給控制系統(tǒng))、控制系統(tǒng)出錯(cuò)或失電等現(xiàn)象(程序自判斷)，系統(tǒng)走行操作都會(huì)自動(dòng)失效，保護(hù)裝置安全。

地面顯示控制器9分別接收裝置載體的動(dòng)作指令和地質(zhì)雷達(dá)的數(shù)據(jù)信號(hào)，如圖10所示，檢測(cè)人員可即時(shí)操控裝置動(dòng)作，即時(shí)控制采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)。地面顯示控制器9為觸屏控制板，將操控爬壁裝置和采集界面合二為一，操控模擬手柄可以手控爬壁裝置，自動(dòng)控制時(shí)模擬手柄失效。采集界面非常簡單，載入相應(yīng)驅(qū)動(dòng)后，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)無需干預(yù)。采集方式可采取距離觸發(fā)，也可通過時(shí)間觸發(fā)。檢測(cè)僅需一人即可完成，操作顯示控制器原地或者跟隨爬壁裝置(保持一定的無線控制有效距離±30米到50米)檢測(cè)作業(yè)。此外，檢測(cè)過程中，爬壁裝置地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備頂部裝配的光源和高清攝像頭將實(shí)時(shí)圖像傳至顯示控制器，非常便捷的為操控者提供前進(jìn)壁面狀態(tài)信息。而且，地質(zhì)雷達(dá)傳輸?shù)臋z測(cè)數(shù)據(jù)、傳感器真空負(fù)壓數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)及攝像頭傳輸前方圖像集成在同一軟件之中，與顯示控制器遠(yuǎn)距無線傳輸，同時(shí)接收。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，不能以其限定發(fā)明實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本發(fā)明中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。