CN106444785A - 一种便携式隧道衬砌检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式隧道衬砌检测设备，一体集成了行走机构(3)、吸气装置(4)、供电模块和地质雷达(2)，吸气装置(4)和地质雷达(2)均固定于行走机构(3)，行走机构(3)能够驱动该便携式隧道衬砌检测设备在隧道衬砌表面(10)上移动，行走机构(3)的下端设有用于吸附在隧道衬砌表面(10)的真空海绵吸具(1)。该便携式隧道衬砌检测设备可以由一名操作人员独立完成，可以对前进方向选择不同测线进行隧道检测，也可以对环向隧道衬砌检测，速度快，隧道表面状态适应性强，准备工作短，没有繁重的辅助装备，直接跨越避障，效率高，装置轻，吸附稳定，完全无线传输遥控，不必考虑空间线缆检测时干涉等系列问题。

Description

一种便携式隧道衬砌检测设备

技术领域

本发明涉及隧道检测设备领域，具体的是一种便携式隧道衬砌检测设备。

背景技术

目前，国内隧道衬砌无损检测的主流技术是利用地质雷达法进行检测。地质雷达检测主要有人工、车载等检测方式。我国已研制出首辆隧道状态检查车，如中国专利CN105302143 A，公开日期2016年2月3日，公开的《隧道衬砌检测装置及检测车》。该车与传统的检测手段相比，在检测自动化上有了明显改观。但此车检测过程中遇到接触网等障碍物时仍需不断调节机械臂位置，此操作受控制精度、灵敏性和响应时间影响需要反复停车作业，一定程度上降低工作效率。后来，我国又研制出了一种隧道衬砌检测系统，如中国专利CN 105511463 A，公开日期2016年4月20日，公开的《一种铁路隧道衬砌检测系统》。该系统利用爬壁装置原理搭载地质雷达进行检测，可以有效的对检测作业复杂程度大幅简化，操作便捷，漏检率低，检测无效时间极少。但仍然存在有效的检测速率不足够快、吸附的稳定性不足、结构轻量化不足、隧道断面曲率适应性不足、不适宜检测断面环向衬砌状态、直接跨越避障能力有局限性、线缆管路排布复杂、辅助装备繁重等问题。

发明内容

为了解决现有隧道衬砌检测系统吸附不稳定性的问题，本发明提供了一种便携式隧道衬砌检测设备，该便携式隧道衬砌检测设备采取了一种非常便捷有效的技术方案对隧道衬砌进行检测，可以由一名操作人员独立完成，可以对前进方向选择不同测线进行隧道检测，也可以对环向隧道衬砌检测，速度快，隧道表面状态适应性强，准备工作短，没有繁重的辅助装备，直接跨越避障，效率高，装置轻，吸附稳定，完全无线传输遥控，不必考虑空间线缆检测时干涉等系列问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携式隧道衬砌检测设备，包括行走机构、吸气装置和地质雷达，吸气装置和地质雷达均固定于行走机构，行走机构能够驱动该便携式隧道衬砌检测设备在隧道衬砌表面上移动，行走机构的下端设有用于吸附在隧道衬砌表面的真空海绵吸具，真空海绵吸具含有上下设置的吸盘本体和海绵吸附层，海绵吸附层内含有多个用于吸附在隧道衬砌表面的通孔，吸气装置能够对海绵吸附层内的该通孔内吸气。

行走机构含有一条第一足部机构、一条第二足部机构以及位于行走机构中部的中心支架，第一足部机构沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，第二足部机构沿该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向设置，第一足部机构含有一个条形的弹性活动连接板和两个电动推杆，弹性活动连接板沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，弹性活动连接板能够沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向往复移动，电动推杆沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向设置，两个电动推杆分别固定于弹性活动连接板的两端，弹性活动连接板的中部与该中心支架连接，真空海绵吸具位于电动推杆的下端。

弹性活动连接板含有依次设置的第一活动板、固定板和第二活动板，第一活动板的一端与固定板的一端通过第一销轴铰接，第二活动板的一端与固定板的另一端通过第二销轴铰接，固定板的一端与第一活动板之间还通过两个第一弹性阻尼部件连接，两个第一弹性阻尼部件分别位于该第一销轴的上下两侧，固定板的另一端与第二活动板之间还通过两个第二弹性阻尼部件连接，两个第二弹性阻尼部件分别位于该第二销轴的上下两侧。

该第一销轴的轴线与该第二销轴的轴线平行，该第一销轴的轴线与该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向平行，两个电动推杆中的一个与第一活动板连接固定，两个电动推杆中的另一个与第二活动板连接固定，固定板与该中心支架连接，第一活动板能够相对于固定板最大转动15°，第二活动板能够相对于固定板最大转动15°，第一弹性阻尼部件为弹簧或阻尼橡胶条，第二弹性阻尼部件为弹簧或阻尼橡胶条。

电动推杆的下部设有多个用于感应电动推杆沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向移动距离的感应开关，多个感应开关沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向间隔排列。

该中心支架内设有能够驱动第一足部机构的固定板沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向往复移动的齿轮齿条机构，第一足部机构和第二足部机构的大小和结构相同。

该便携式隧道衬砌检测设备还包括供电模块、控制单元和地面显示控制器，该供电模块、吸气装置和地质雷达均与该控制单元连接，所述供电模块、控制单元、吸气装置和地质雷达均集成于所述中心支架，该便携式隧道衬砌检测设备能够自主运行或通过所述地面显示控制器进行无线信号控制运行，吸气装置和该电源设置于该中心支架的上部，地质雷达位于该中心支架的下部。

地质雷达的顶部设有照明灯和高清摄像头，吸气装置的上方设有探测摄像头，照明灯、高清摄像头和探测摄像头均与所述控制单元连接，该控制单元含有电力报警模块，地质雷达为一体式地质雷达，地质雷达集成有天线收发模块和数据采集模块。

吸盘本体的上端与电动推杆的下端连接固定，真空海绵吸具与吸盘本体的下端连接固定，吸盘本体的外表面设有吸气口，吸盘本体内设有真空腔室，吸气装置与该吸气口连接，海绵吸附层内的通孔沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向贯通，海绵吸附层内的每个通孔形成的气路均能够独立控制，真空腔室内设有与通孔一一对应的单向保压阀。

吸盘本体与海绵吸附层之间还设有软硅胶垫层，软硅胶垫层含有与海绵吸附层内的通孔一一对应的孔道，软硅胶垫层的外表面和该孔道的内表面均为波浪形结构或锯齿形结构，软硅胶垫层能够使海绵吸附层沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向具有0.1cm至1cm的弹性活动能力，吸盘本体上还设有用于检测真空腔室内的压力值的负压传感器。

本发明的有益效果是：该便携式隧道衬砌检测设备可以自主运行也可单人携带该装置通过远距离无线遥操完成隧道衬砌检测，所有主要与辅助设备集成一体，全部跟随爬壁，无额外设备使用，省去大型辅助设备的运输和大量配合人员进行的检测前准备工作，真正做到了高效轻量化便捷化，一般不需要额外检测人员，其结构可良好适应绝大多数隧道环境，更为重要的是，该装置除了寻常的前进纵向检测第一次实现了隧道环向衬砌检测，意义重大。经实际试验，隧道衬砌检测工作的灵活性和创新性达到了一个全新高度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是该便携式隧道衬砌检测设备的主视图。

图2是该便携式隧道衬砌检测设备的俯视图。

图3是第一足部机构的结构示意图。

图4是第一活动板和固定板连接示意图。

图5是真空海绵吸具的结构示意图。

图6是真空海绵吸具的剖视图。

图7是海绵吸附层的主视图。

图8是地质雷达部位的主视图。

图9是地质雷达部位的俯视图。

图10是该便携式隧道衬砌检测设备的工作状态示意图。

1、真空海绵吸具；2、地质雷达；3、行走机构；4、吸气装置；5、缓冲测距小轮；6、照明灯；7、高清摄像头；8、探测摄像头；9、地面显示控制器；

10、隧道衬砌表面；

11、吸盘本体；12、软硅胶垫层；13、海绵吸附层；14、支撑小轮；

31、第一足部机构；32、第二足部机构；33、电动推杆；34、弹性活动连接板；35、感应开关；

111、吸气口；112、真空腔室；113、单向保压阀；114、负压传感器；

131、通孔131；

341、第一活动板；342、固定板；343、第二活动板；344、第一弹性阻尼部件；345、第二弹性阻尼部件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种便携式隧道衬砌检测设备，包括行走机构3、吸气装置4和地质雷达2，吸气装置4和地质雷达2均固定于行走机构3，行走机构3能够驱动该便携式隧道衬砌检测设备在隧道衬砌表面10上移动，行走机构3的下端设有用于吸附在隧道衬砌表面10的真空海绵吸具1，真空海绵吸具1含有上下设置的吸盘本体11和海绵吸附层13，海绵吸附层13内含有多个用于吸附在隧道衬砌表面10的通孔131，吸气装置4能够对海绵吸附层13内的该通孔131内吸气，使该通孔131内形成负压，如图1至图3所示。

在本实施例中，行走机构3含有一条第一足部机构31、一条第二足部机构32以及位于行走机构3中部的中心支架，第一足部机构31沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，第二足部机构32沿该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向设置，第一足部机构31含有一个条形的弹性活动连接板34和两个电动推杆33，弹性活动连接板34沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，弹性活动连接板34能够沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向往复移动，电动推杆33沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向设置，两个电动推杆33分别固定于弹性活动连接板34的两端，弹性活动连接板34的中部与该中心支架连接，真空海绵吸具1位于电动推杆33的下端。

上述该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向为图2中左右方向，该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向为图2中的上下方向，该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向为垂直于图2纸面的方向。

该便携式隧道衬砌检测设备的长度和宽度分别为0.7m×0.7m(具体尺寸视对雷达型号、隧道衬砌断面与检测速度等需求可更改，仅需将十字架的走行轴卸下替换即可，走行轴长度可以自由设置成多个尺寸规格)，将地质雷达以载体的形式搭载于装置中间台下方，使其贴近隧道衬砌。足部机构末端加装吸附材料(海绵吸附层13)，依靠走行机构与四脚抬起压下交替吸附隧道衬砌实现前进方向与环向的检测作业，地质雷达与被测面距离严格可以良好的保持在2cm之内，检测数据质量良好。

针对隧道实际环境和被测面的平整度粗糙度条件，采取真空负压吸附方式，四脚(足部机构)均利用由微型电推杆加装真空海绵吸具的方法使装置有效吸附到隧道衬砌内壁上，海绵吸附层13的稳定性极强。硬质的吸盘本体11和海绵吸附层13组合后的吸盘标准升降高度为5cm，最大为10cm(为机器人受力合理和安全考虑，最多不宜超过15cm，不低于3cm，具体尺寸不限定，可随时根据负载的雷达尺寸和隧道衬砌表面环境调整方案)。标准负载为3kg，安全极限负载为5kg，(理论最大为10kg)，一体式地质雷达不超过2.5kg均满足负载条件。

利用行走机构3作为走行结构，以机构交替运动实现装置的前行，具体的行走方式为：如当需向图2中的左侧行走时，第二足部机构32两端的真空海绵吸具1首先吸附不动，第一足部机构31两端的真空海绵吸具1抬起，然后弹性活动连接板34向左侧移动，第一足部机构31两端的真空海绵吸具1再落下吸附，第二足部机构32两端的真空海绵吸具1抬起，然后所述中心支架向左移动，完成一步行走，重发上述过程可以实现沿图2中左右或上下方向的行走。行走机构3的直线推动速度最大可达1m/s，微型电推杆推进速度为1到8cm/s可调，压下吸附和抬起总耗时在1s到1.5s左右，整机有效检测平均速度可达0.4m/s，走行过程平稳。(以上所有速度均在本实施例下尽可能以最大安全系数考虑下得出，不包括部分设备替代及极限状态下的工况)。

为最大程度减少整机自重，该便携式隧道衬砌检测设备所有结构除易磨损部位外均由碳纤维开模特制而成，整机刚性和弹性极佳，平均密度仅为合金钢的五分之一到四分之一，自重减小到6kg左右。并将高能锂电池模块安置在十字框架中间台上部，为爬壁装置提供电力能源，单次作业最长时间可达1小时。

地质雷达2为一体式地质雷达，地质雷达2将天线收发模块与采集模块主机集成在一起，省去了天线与主机之间的屏蔽传输线缆，可使检测更加便捷。同时因天线与主机直连，并且优化了空间排布结构，进一步减小了雷达的尺寸，例如，使隧道衬砌检测最常用的中心频率为800MHz的地质雷达外形尺寸优化到了长18cm*宽14cm*高13cm，如此小巧在国内属于首例。为爬壁装置单次推动有效长度的增多以及整体设备尺寸的减小都起了积极影响。同时省去了厚重的屏蔽材料等多处冗余配件，最大化的减少其作为载体的重量。雷达是有检测方向的，在其前进方向的任一侧开接口，加装弹性范围在2cm左右的缓冲测距小轮5，如图1所示，用于距离式触发检测时使小轮面对不同曲率不同不平顺和粗糙度下的衬砌表面时都有较好的贴合能力。

该便携式隧道衬砌检测设备采用完全无线遥控，各部件之间的工频互无干扰，爬壁装置的吸附设备与气源之间利用气路进行连接，沿十字框架进行布线。吸气装置4需按照具体尺寸限制定制工业用微型强力吸尘器，其自重不超过3kg，真空度达到-85kpa以上，功耗较小，与高能锂电池模块固连，与爬壁装置共用其供电，12V到48V的DC直流供电，没有交流强电，保护人员与设备安全，供电平稳且彼此完全隔离没有电磁干扰。吸气装置4气管管径大，变频马达转速极快，气流量却是通常大功率(5kw左右)空压机的数倍，强大的气流量可以很好的弥补因个别部位未完全吸附密贴而造成的空气泄露，与5kw左右功率的空压机+真空发生器组合或真空泵维持高真空度的极限泄露量相比，该极限泄露量相比于本发明中使用的吸气装置4来说可以忽略不计。将其安装在中间台上，省去了空间线缆的干涉。即该便携式隧道衬砌检测设备还包括电源和控制单元，该便携式隧道衬砌检测设备能够自主运行或通过无线信号控制运行，吸气装置4和该电源设置于该中心支架的上部，地质雷达2位于该中心支架的下部，如图1和图2所示。

在本实施例中，行走机构3的中部含有中心支架(即上述中间台)，在第一足部机构31中，弹性活动连接板34含有依次设置的第一活动板341、固定板342和第二活动板343，第一活动板341的右端与固定板342的左端通过第一销轴铰接，第二活动板343的左端与固定板342的右端通过第二销轴铰接，固定板342的左端与第一活动板341之间还通过两个第一弹性阻尼部件344连接，两个第一弹性阻尼部件344分别位于该第一销轴的上下两侧，固定板342的右端与第二活动板343之间还通过两个第二弹性阻尼部件345连接，两个第二弹性阻尼部件345分别位于该第二销轴的上下两侧，如图3和图4所示。

在本实施例中，该第一销轴的轴线与该第二销轴的轴线平行，该第一销轴的轴线与该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向平行，两个电动推杆33中的一个与第一活动板341连接固定，两个电动推杆33中的另一个与第二活动板343连接固定，固定板342与该中心支架连接，第一活动板341能够相对于固定板342转动0到15°，第二活动板343能够相对于固定板342转动0到15°，第一弹性阻尼部件344为弹簧或阻尼橡胶条，第二弹性阻尼部件345为弹簧或阻尼橡胶条。第一足部机构31和第二足部机构32的大小和结构相同。

隧道断面的曲率半径大致为2500mm到7000mm不等，同时存在不同程度的表面不平顺，需要使结构合理的适应相关表面环境是能否走行吸附继而完成检测的关键。本发明特别在这一点上做了显著的改进，第一活动板341和第二活动板343拥有0°到15°(不宜过大超过15°)的单向活动区间(不可万向，防不可控颤抖)，经计算和测试，该活动空间已经足可应对不同的曲率半径，同时可以良好适应一定程度的表面不平顺。另外，四脚支撑连接板外侧均配备了支撑小轮14，令其与四脚(四个足部机构)完全吸附在壁面时齐平(需有微量间隙)。利用该支撑小轮14可以起到缓解走行过程中轴线偏移造成的位姿不稳、消除微型电推杆压下量产生差异、减小倾覆弯矩等作用，同时可以做到导向功能。

本发明在避障能力上有了很大程度的改观，利用多点(受空间布局和控制相应影响，一般大于2小于8)加感应开关的方式对四脚的微型电推杆行程进行调整，即电动推杆33的下部设有多个用于感应电动推杆33沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向移动距离的感应开关35，多个感应开关35沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向按照需要间隔排列。本实施例中，电动推杆33的下部设有两个感应开关35。加装感应开关35使得微型电推杆位置既可以手动调速、手控位置，也可以触点式一步到位，更好的辅助走行时的吸附效果，同时可以利用其进行直接跨越式的越障。比如，设电动推杆33的总伸长行程为10cm，则通常装置爬壁走行过程中，四脚行程可以在半程加限位位置5cm上得以停止，而当遇到不高于5cm的障碍物时，可以直接全程伸出，携雷达轻松跨越，实现直接避障，而不再需要绕行等动作进一步提高了作业效率。

该便携式隧道衬砌检测设备还包括供电模块、控制单元和地面显示控制器，该供电模块、吸气装置4和地质雷达2均与该控制单元连接，所述供电模块、控制单元、吸气装置4和地质雷达2均集成于所述中心支架，该便携式隧道衬砌检测设备能够自主运行或通过所述地面显示控制器9进行无线信号控制运行，吸气装置4和该电源设置于该中心支架的上部，地质雷达2位于该中心支架的下部。地质雷达2也与该控制单元连接，地质雷达2为一体式地质雷达，地质雷达2集成有天线收发模块和数据采集模块。

爬壁装置设备的雷达顶端加装照明灯6和高清摄像头7可有效为操作者提供环境条件，吸气装置4的上方设有探测摄像头8，照明灯6、高清摄像头7和探测摄像头8均与所述控制单元连接，如图8和图9所示，爬壁装置电池设置电力报警功能可有效提醒工作过程的电力稳定性，同时控制程序具有自锁功能，一旦出现故障，立即复位四脚吸附，若控制失电，便自行停止所有动作保持固定吸附姿态直至人为诊断或者取下。可保证不可抗拒的意外发生时，设备稳定吸附在隧道衬砌表面而不下落。

在本实施例中，吸盘本体11的上端与电动推杆33的下端连接固定，真空海绵吸具1与吸盘本体11的下端连接固定，吸盘本体11的外表面设有吸气口111，吸盘本体11内设有真空腔室112，吸气装置4与该吸气口111连接，海绵吸附层13内的每个所述通孔131均能够依次通过真空腔室112、吸气口111和连接管路与吸气装置4连通，海绵吸附层13内的通孔131沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向贯通，海绵吸附层13内的每个该通孔131形成的气路均能够独立控制，真空腔室112内设有与该通孔131一一对应的单向保压阀113，从而使真空腔室112内及部分通孔131偶有未密贴被测衬砌表面而产生泄露的气体仅能向吸气装置4内流动而不会向该其它密闭良好的通孔131外流动。

在本实施例中，吸盘本体11与海绵吸附层13之间还设有软硅胶垫层12，软硅胶垫层12含有与海绵吸附层13内的所述通孔131一一对应的孔道，软硅胶垫层12的外表面和该孔道的内表面均为波浪形结构或锯齿形结构，如图5和图6所示，软硅胶垫层12能够使海绵吸附层13沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向具有0.1cm至1cm的弹性活动能力，吸盘本体11上还设有用于检测真空腔室112内的压力值的负压传感器114。其中“0.1cm至1cm的弹性活动能力”的含义为：由于软硅胶垫层12具有较好的弹性，海绵吸附层13的上表面与吸盘本体11的下表面之间距离可以有0.1cm至1cm的变化量，如图5所示，该弹性活动能力可以使海绵吸附层13整体具有应对隧道衬砌表面的不平顺起伏的能力。海绵吸附层13自身具备2cm至3cm的压缩量。负压传感器114可精确测试真空腔室112内的负压值，可以探知吸具是否存在泄露与部分海绵孔失效，负压传感器114的显示面板外置于硬质的吸盘本体11的外表，并有向控制系统反馈报警并自锁的能力。

采用海绵吸附层13可以具有良好的稳定性和适应性。利用海绵本身对被测面粗糙程度完好的包络性，可以对几乎各种粗糙表面进行有效稳定的吸附。不过传统的刚性吸具本体虽然吸附后稳定性高但对大的凸凹适应性差，本发明采取刚柔结合法，利用硬质吸盘1的结构刚性(碳纤维开模)与不超过1cm厚度(限于真空海绵吸具的尺寸和隧道衬砌廓型曲率半径等参数的要求，该硅胶垫层厚度通常0.3cm到1cm)的褶皱型软硅胶垫层12相固连，在软硅胶垫层12外侧附着以海绵吸附层13，该软硅胶垫层12可产生1cm以内的弹性活动能力，显著辅助提高真空海绵吸具1的吸附能力和对不平顺表面和粗糙面的适应性。比如，软硅胶垫层12为圆形，海绵吸附层13为矩形，软硅胶垫层12为海绵吸附层13的外接圆，吸盘本体11尺寸可为130mm*250mm，海绵吸附层13可开孔65个(数目可根据吸力要求、衬砌表面弧度、粗糙度质量和尺寸变化调整)，每个孔独立控制，单向保压，可保证吸附不因部分气路不密实而失效，同时配置的负压传感器有自控功能，当总孔数超过20％以上失效或者吸附不稳产生真空度过低时，便会将止行信号反馈给控制系统，此时单个真空海绵吸具1的负载能力依然可以达到40kg(吸力)和10kg.m(弯矩)，不仅稳定性和可靠性好，安全防护到位，而且其单个的负载能力已达到常用120mm规格的真空海绵单孔吸盘的5到8倍左右。由此，基本适应了绝大多数所面对的隧道衬砌表面环境。而且从开始吸附到吸附稳定耗时最快不超过0.3s，反应迅速，从而加快了走行速率，如图5至图7所示。

该便携式隧道衬砌检测设备的工作过程是：将爬壁装置十字走行机构中间台腹部装载检测用地质雷达2，地质雷达将天线与主机集成一体，避免自重较大的同轴屏蔽电缆连接。地质雷达接收数据与计算机的传输及对爬壁装置的操控和通讯均采取无线传输模式。检测前，先检查验证爬壁装置走行与吸附功能是否正常，再以无线遥控形式控制装置走行机构移动达到预定位置，之后展开检测工作。操控模式有两种，在表面状态平整、下压量几乎没有变化并且没有太多障碍物时，工况比较简单，可以使用智能自操控，到达指定位置后可以自行沿前进方向或者环向进行自动检测；当操作环境较为复杂时，需要不断调整走行路线或者不同的平移量以及需要避障时，则需要大量的人为干预，此时可以切换为手动操控模式，可以在各方向人工操作，同时可以一点触到相应限位位置或者连续调整压下量。进而轻松完成检测作业。作业过程中，如出现偶发吸附不稳或者失效(经负压传感器反馈给控制系统)、控制系统出错或失电等现象(程序自判断)，系统走行操作都会自动失效，保护装置安全。

地面显示控制器9分别接收装置载体的动作指令和地质雷达的数据信号，如图10所示，检测人员可即时操控装置动作，即时控制采集到的检测数据信号。地面显示控制器9为触屏控制板，将操控爬壁装置和采集界面合二为一，操控模拟手柄可以手控爬壁装置，自动控制时模拟手柄失效。采集界面非常简单，载入相应驱动后，自动采集数据无需干预。采集方式可采取距离触发，也可通过时间触发。检测仅需一人即可完成，操作显示控制器原地或者跟随爬壁装置(保持一定的无线控制有效距离±30米到50米)检测作业。此外，检测过程中，爬壁装置地质雷达设备顶部装配的光源和高清摄像头将实时图像传至显示控制器，非常便捷的为操控者提供前进壁面状态信息。而且，地质雷达传输的检测数据、传感器真空负压数据反馈系统及摄像头传输前方图像集成在同一软件之中，与显示控制器远距无线传输，同时接收。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，该便携式隧道衬砌检测设备包括行走机构(3)、吸气装置(4)和地质雷达(2)，吸气装置(4)和地质雷达(2)均固定于行走机构(3)，行走机构(3)能够驱动该便携式隧道衬砌检测设备在隧道衬砌表面(10)上移动，行走机构(3)的下端设有用于吸附在隧道衬砌表面(10)的真空海绵吸具(1)，真空海绵吸具(1)含有上下设置的吸盘本体(11)和海绵吸附层(13)，海绵吸附层(13)内含有多个用于吸附在隧道衬砌表面(10)的通孔(131)，吸气装置(4)能够对海绵吸附层(13)内的该通孔(131)内吸气。

2.根据权利要求1所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，行走机构(3)含有一条第一足部机构(31)、一条第二足部机构(32)以及位于行走机构(3)中部的中心支架，第一足部机构(31)沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，第二足部机构(32)沿该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向设置，第一足部机构(31)含有一个条形的弹性活动连接板(34)和两个电动推杆(33)，弹性活动连接板(34)沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向设置，弹性活动连接板(34)能够沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向往复移动，电动推杆(33)沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向设置，两个电动推杆(33)分别固定于弹性活动连接板(34)的两端，弹性活动连接板(34)的中部与该中心支架连接，真空海绵吸具(1)位于电动推杆(33)的下端。

3.根据权利要求2所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，弹性活动连接板(34)含有依次设置的第一活动板(341)、固定板(342)和第二活动板(343)，第一活动板(341)的一端与固定板(342)的一端通过第一销轴铰接，第二活动板(343)的一端与固定板(342)的另一端通过第二销轴铰接，固定板(342)的一端与第一活动板(341)之间还通过两个第一弹性阻尼部件(344)连接，两个第一弹性阻尼部件(344)分别位于该第一销轴的上下两侧，固定板(342)的另一端与第二活动板(343)之间还通过两个第二弹性阻尼部件(345)连接，两个第二弹性阻尼部件(345)分别位于该第二销轴的上下两侧。

4.根据权利要求3所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，该第一销轴的轴线与该第二销轴的轴线平行，该第一销轴的轴线与该便携式隧道衬砌检测设备的宽度方向平行，两个电动推杆(33)中的一个与第一活动板(341)连接固定，两个电动推杆(33)中的另一个与第二活动板(343)连接固定，固定板(342)与该中心支架连接，第一活动板(341)能够相对于固定板(342)最大转动15°，第二活动板(343)能够相对于固定板(342)最大转动15°，第一弹性阻尼部件(344)为弹簧或阻尼橡胶条，第二弹性阻尼部件(345)为弹簧或阻尼橡胶条。

5.根据权利要求3所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，电动推杆(33)的下部设有多个用于感应电动推杆(33)沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向移动距离的感应开关(35)，多个感应开关(35)沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向间隔排列。

6.根据权利要求3所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，该中心支架内设有能够驱动第一足部机构(31)的固定板(342)沿该便携式隧道衬砌检测设备的长度方向往复移动的齿轮齿条机构，第一足部机构(31)和第二足部机构(32)的大小和结构相同。

7.根据权利要求2所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，该便携式隧道衬砌检测设备还包括供电模块、控制单元和地面显示控制器，该供电模块、吸气装置(4)和地质雷达(2)均与该控制单元连接，所述供电模块、控制单元、吸气装置(4)和地质雷达(2)均集成于所述中心支架，该便携式隧道衬砌检测设备能够自主运行或通过所述地面显示控制器(9)进行无线信号控制运行，吸气装置(4)和该电源设置于该中心支架的上部，地质雷达(2)位于该中心支架的下部。

8.根据权利要求7所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，地质雷达(2)的顶部设有照明灯(6)和高清摄像头(7)，吸气装置(4)的上方设有探测摄像头(8)，照明灯(6)、高清摄像头(7)和探测摄像头(8)均与所述控制单元连接，该控制单元含有电力报警模块，地质雷达(2)为一体式地质雷达，地质雷达(2)集成有天线收发模块和数据采集模块。

9.根据权利要求2所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，吸盘本体(11)的上端与电动推杆(33)的下端连接固定，真空海绵吸具(1)与吸盘本体(11)的下端连接固定，吸盘本体(11)的外表面设有吸气口(111)，吸盘本体(11)内设有真空腔室(112)，吸气装置(4)与该吸气口(111)连接，海绵吸附层(13)内的通孔(131)沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向贯通，海绵吸附层(13)内的每个通孔(131)形成的气路均能够独立控制，真空腔室(112)内设有与通孔(131)一一对应的单向保压阀(113)。

10.根据权利要求9所述的便携式隧道衬砌检测设备，其特征在于，吸盘本体(11)与海绵吸附层(13)之间还设有软硅胶垫层(12)，软硅胶垫层(12)含有与海绵吸附层(13)内的通孔(131)一一对应的孔道，软硅胶垫层(12)的外表面和该孔道的内表面均为波浪形结构或锯齿形结构，软硅胶垫层(12)能够使海绵吸附层(13)沿该便携式隧道衬砌检测设备的高度方向具有0.1cm至1cm的弹性活动能力，吸盘本体(11)上还设有用于检测真空腔室(112)内的压力值的负压传感器(114)。