可攜式多功能隧道病害信息採集儀的製作方法
2024-02-27 17:41:15
專利名稱：可攜式多功能隧道病害信息採集儀的製作方法
技術領域：
本發明屬於公路、鐵路、水利、軌道交通等所屬隧道維護領域，尤其涉及隧道病害調查技術領域。
背景技術：
伴隨我國基礎設施建設的快速發展，隧道數量在近30年迅速増加。隨著隧道運營時間的增長，幾乎所有的隧道結構都暴露出不同程度的病害，主要包括以下幾類滲漏、 襯砌腐蝕、襯砌裂損、隧道凍害等，影響運營的安全。為及時掌握隧道病害的發生和發展情況，隧道運營維護和管理部門通常採用定期或專項的病害調查活動，收集隧道結構的病害信息，基於收集的隧道病害信息進行維護決策。雖然目前自動化、信息化、數位化的病害調查設備和方法逐步得到重視和應用，但由於隧道環境的特殊性及各類技術應用的局限性，自動化的病害信息採集方法往往難以獲取精度較高的病害信息，從而影響先進的隧道病害信息採集儀器設備的推廣。因此，目前採用較多的病害調查方式仍然是現場人工目視調查，配合常用的儀器設備，如鋼尺、遊標卡尺、裂縫測深儀、裂縫測寬儀等，人工書面記錄調查信息。目前病害調查工作存在以下困難(1)隧道大部分結構高度超過人體所及高度，且隧道內光線較暗，人工難以快速便捷的測量距地面2米以上的病害信息。(2)通過使用升降車，雖然擴大了調查的範圍，但受隧道上部的曲線輪廓及空間內運營設備的影響，兼顧安全、保通方面的考慮，人工調查方法仍難以覆蓋隧道結構全部的區域。(3)在隧道展布圖上對病害位置、形狀進行標示吋，由於部分病害無法獲取詳細的幾何形狀信息，造成病害信息的失真或者丟失。因此，迫切需要開發ー種可攜式隧道病害採集設備，配合人工操作，達到病害信息的快速、準確的採集。同時將病害信息直接電子化，降低信息失真的概率，提高病害調查エ 作的效率。
發明內容
本發明的目的在於針對隧道病害調查工作效率低的問題，開發ー種新的病害調查儀器，為隧道病害調查提供先進、高效、經濟、實用的儀器設備。可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在幹，包括高清攝像頭、裂縫深度檢測傳感器、測距滾輪、光源、電子陀螺儀、支架、數據線、可伸縮杆件、卷線器和平板電腦。高清攝像頭、裂縫深度檢測傳感器、測距滾輪、光源、電子陀螺儀固定幹支架上，支架安裝於可伸縮杆件的一端，安裝形式為鉸接，連接高清攝像頭、裂縫深度檢測傳感器、測距滾輪、光源、電子陀螺儀的數據線從支架鉸接端進入可伸縮杆件的內部，延伸進入固定於可伸縮杆件另一端的卷線器，最後數據線連接到平板電腦。
可伸縮杆件根據使用要求和使用便捷性確定長度範圍或定製確定的長度。平板電腦用於處理來自於高清攝像頭、裂縫深度檢測傳感器、測距滾輪、電子陀螺儀的數據，並將信息記錄或標註於電子版病害展布圖上，儲存到資料庫中。本發明是通過以下儀器設備和技術方案實現的病害調查人員沿隧道內巡視隧道結構，當發現裂縫、錯臺、小面積缺損等病害後，調節可伸縮杆件至合適的長度，將可攜式多功能隧道病害信息採集儀一端的支架緊貼到病害所在的結構表面，高清攝像頭採集病害的圖像數據，圖像數據通過數據線傳輸到平板電腦，由平板電腦完成對圖像數據的處理、存儲等操作。由於高清攝像頭至結構表面的距離由支架確定並已知，因此通過病害圖像的幾何尺寸可換算成病害實際的幾何尺寸，通過人員在平板電腦的操作實現病害信息的記錄存儲。當發現滲漏水、長裂縫、大面積缺損等病害吋，調節可伸縮杆件至合適的長度，將可攜式多功能隧道病害信息採集儀一端的支架緊貼到隧道結構表面病害輪廓的某一點，沿病害輪廓順時針拖動支架，通過測距滾輪可測量病害的幾何尺寸，同時根據電子陀螺儀可記錄輪廓經過區域的空間信息，程序可根據隧道輪廓和病害輪廓，自動判斷病害所處結構中的位置，配合人工可確定病害位置，同時自動計算病害的長度、面積等，並將病害位置和幾何形狀信息標註於電子版的病害展布圖上，實現病害信息的記錄存儲。可攜式多功能隧道病害信息採集儀有以下優點(1)攜帯方便、使用靈活。支架、可伸縮杆件、平板電腦可拆卸，同時可伸縮杆件可根據需要確定收縮後杆件的最大長度，方便攜帯和運輸。(2)獲取的病害信息精度高。通過圖像和測距滾輪測量病害的幾何信息，可保證較高的測量精度。並且病害信息在病害調查現場直接電子化，減少了病害信息處理的中間環節，降低了信息失真和丟失了概率。C3)調查效率高。兩名調查人員一組，一人操作可伸縮杆件、一人操作平板電腦，在隧道的地面上進行操作，無需升降機等大型機械，節省了大型機械安裝、調整的時間，提高了調查效率。(4)提高作業的安全性。病害調查人員無需通過汽車、升降機等大型機具登高作業，增加了病害調查人員作業的安全性。
圖1 可攜式多功能隧道病害信息採集儀架構示意2:支架結構示意圖
具體實施例方式可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在幹，包括高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器(2)、測距滾輪(3)、光源(4)、電子陀螺儀(5)、支架(6)、數據線(7)、可伸縮杆件(8)、卷線器(9)、平板電腦(10)；所述高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、光源G)、電子陀螺儀(5)固定幹支架(7)上，支架安裝於可伸縮杆件(8)的一端， 安裝形式為鉸接，連接高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、光源0)、 電子陀螺儀的(5)的數據線(7)從支架(6)鉸接端進入可伸縮杆件(8)的內部，延伸進入固定於可伸縮杆件(8)另ー端的卷線器(9)，最後數據線(7)連接到平板電腦(10)；所述可伸縮杆件(8)根據使用要求和使用便捷性確定長度範圍或定製確定的長度；所述平板電腦(10)安裝用於數據處理的專用程序，處理來自於本儀器高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、電子陀螺儀(5)的數據。
權利要求
1.一種可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在於包括高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器(2)、測距滾輪(3)、光源(4)、電子陀螺儀(5)、支架(6)、數據線(7)、可伸縮杆件(8)、卷線器(9)、平板電腦(10)。
2.根據權利要求1所述的可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在於所述高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、光源G)、電子陀螺儀(5)固定幹支架 (6)上，支架安裝於可伸縮杆件(8)的一端，安裝形式為鉸接，連接高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、光源G)、電子陀螺儀的(5)的數據線(7)從支架(6)鉸接端進入可伸縮杆件(8)的內部，延伸進入固定於可伸縮杆件(8)另ー端的卷線器(9)，最後數據線(7)連接到平板電腦(10)。
3.根據權利要求1或權利要求2所述可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在於 所述可伸縮杆件(8)可根據使用要求和使用便捷性確定長度範圍或定製確定的長度。
4.根據權利要求1或權利要求2所述的可攜式多功能隧道病害信息採集儀，其特徵在於所述平板電腦(10)用於處理來自於高清攝像頭(1)、裂縫深度檢測傳感器O)、測距滾輪(3)、電子陀螺儀(5)的數據，並將信息記錄或標註於電子版病害展布圖上，儲存到資料庫中。
全文摘要
本發明公開了一種用於隧道病害調查的輔助工具。隧道維護工作中獲得準確、全面的隧道結構病害信息意義重大。目前隧道病害調查工作存在諸多困難，如人工難以高效的測量距地面2米以上的病害信息；通過升降車雖擴大了調查的範圍，但效率低，安全性差，對交通保通影響大，且調查仍難以覆蓋隧道結構全部的區域；另外調查過程中通常手工將病害位置、形狀、程度在紙質隧道展布圖上進行標示，病害信息的失真或丟失嚴重。隨著我國隧道進入病害多發期，對實用、高效的隧道病害調查工具的需求越來越迫切。本發明可實現病害信息的快速、高效採集，直接形成電子化信息，且具有攜帶方便、使用靈活、信息精度高、調查效率高、調查作業的安全性高等特點。
文檔編號G01N21/88GK102590215SQ201110460320
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者郝書亮 申請人:郝書亮