钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车的制作方法

1.本发明涉及一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，属于隧道检测及维护技术领域。


背景技术：

2.目前，常用的隧道衬砌混凝土养护方法有自然养护、喷淋养护、汽雾养护、标准养护等。自然养护指在隧道环境温湿度条件下不采取任何辅助方式的养护，仅适用于隧道内温湿度接近标准值的特定情况，普适性差。喷淋养护指利用一定的压力将水喷洒在混凝土表面进行保湿养护，费用低，应用最普遍，但遇低温环境对养护作业有影响，需要控制水温与混凝土内部温度相差不能太大。蒸汽养护指使用蒸汽发生器或蒸汽锅炉产生高温高湿气体对混凝土进行养护，养护效果较好，能够缩短工期并保证冬季施工的养护效果，但是养护成本高，经济性差，不易大范围推广使用。标准养护指在标准温度(20
±
1)℃下向混凝土试件表面洒水或将混凝土试件浸泡在水中，以保持混凝土表面湿度达95％以上，在实验室内普遍采用，但不适用隧道衬砌的实际养护。
3.根据《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》(tb 10223—2004)，地质雷达法、超声波法、回弹法等无损检测技术被广泛应用在隧道建设过程的质量验收与运营期病害检测环节，可进行衬砌厚度、钢拱架分布、背后空洞或不密实、强度不足、含水衬砌内部缺陷的检测。采用人工作业的方式进行隧道衬砌质量检测，受人员工作状态及经验水平的影响，数据采集质量无法保证，工作量大、效率低、稳定性差，只能针对重点区域进行点测，无法实现隧道衬砌全空间的大规模批量检测，而且存在人员及设备碰撞、跌落的风险。搭载地质雷达设备的隧道衬砌检测车有效提升了衬砌质量检测的效率与自动化程度，但是搭载二维地质雷达，只能沿隧道纵向里程方向进行有限数量测线的检测，难以做到对衬砌的全覆盖精检，存在漏检隐患。而且，隧道施工过程的衬砌质量自检流于形式，存在施工单位自检不充分、甚至不检的问题，带来巨大的后期隐患。
4.综上，当前隧道衬砌养护及检测装备人工依赖性较高、自动化智能化程度较低，在效率、信息化等方面仍存在一定的问题，无法快速对隧道衬砌的连续全覆盖检测，而且养护和检测需要依托独立的机械装备，养护与检测作业过程繁琐，质量不高。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检，有效提高检测、验收的质量和效率。
6.本发明提出了一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，包括：
7.车架总成；
8.设置在所述车架总成上的承载机构，所述承载机构上设置有检测机构，所述检测机构用于检测隧道衬砌缺陷；所述承载机构上还设置有养护机构，所述养护机构构造成能
够对隧道衬砌进行养护作业；以及
9.设置在所述车架总成上的电控系统，所述电控系统控制整个台车的机械运动、检测作业、养护作业及数据传输功能；
10.其中，所述承载机构上设置有与隧道衬砌同轴的弧形的环向导轨，所述环向导轨上设置有带动所述检测机构和所述养护机构沿环向进行慢速检测和养护的环轨爬行系统以及带动所述检测机构和所述养护机构沿环向进行快速检测和养护的钢丝绳牵引系统。
11.本发明的进一步改进在于，所述车架总成包括门架主体，所述门架主体的侧面和上面分别设置多层作业平台，所述门架主体的下端设置有走行机构，所述门架主体的侧面设置有连接地面和各层作业平台的爬梯系统。
12.本发明的进一步改进在于，所述承载机构包括设置在所述门型主架前端和后端的弧形的拱架，所述拱架上设置所述环向导轨，所述检测机构和所述养护机构设置在摆动架上，所述摆动架通过环轨爬行系统在所述环向轨道上慢速移动或通过钢丝绳牵引系统在所述环向轨道上快速摆动。
13.本发明的进一步改进在于，所述摆动架包括分别连接在两个所述环轨爬行系统上的径向摆杆，两个所述径向摆杆的底部通过纵向转轴相连，两个所述径向摆杆的上端设置有纵向主梁，所述检测机构可移动式连接在所述纵向主梁上，所述养护机构设置在所述纵向主梁的旁侧。
14.本发明的进一步改进在于，所述养护机构包括喷淋装置和供水装置，所述喷淋装置包括固定在纵向主梁旁侧的固定喷管，所述固定喷管的两端设置有沿轴向伸缩的伸缩喷管；所述固定喷管和所述伸缩喷管上设置有若干喷嘴，所述伸缩喷管通过气缸驱动而伸缩。
15.本发明的进一步改进在于，所述检测机构包括能够在所述纵向主梁上移动和固定的底座，所述底座上设置有举升回转装置，所述举升回转装置的上端设置回转平台，所述回转平台上通过检测装置连接件连接检测仪器，所述检测仪器的外侧设置有保护板。
16.本发明的进一步改进在于，所述回转平台的边缘设置有导向杆，所述导向杆的端部设置有导向滚轮，所述导向滚轮的端部超过所述保护板；所述检测仪器的侧面设置有障碍检测探头。
17.本发明的进一步改进在于，所述拱架的下侧设置有钢丝绳，所述钢丝绳通过多个绳索定位箍固定在拱架的下侧；
18.钢丝绳牵引系统包括连接所述环轨爬行系统的牵引驱动电机，所述牵引驱动电机的转轴上设置有钢丝绳牵引头，所述钢丝绳缠绕在所述钢丝绳牵引头上。
19.本发明的进一步改进在于，所述环向导轨包括沿弧向向外的环形齿条，以及设置在侧面的固定条轨；
20.所述环轨爬行系统包括爬行架，所述爬行架的一侧设置有与所述固定条轨相配合的滚轮，另一侧与所述径向摆杆连接；所述爬行架侧面还设置有与所述环形齿条啮合的爬行齿轮，所述爬行齿轮通过减速电机驱动。
21.本发明的进一步改进在于，所述纵向主梁上设置有杆状导轨和纵向齿条，底座通过纵向运动驱动机构在所述纵向主梁上运动；所述纵向运动驱动机构包括与所述杆状导轨相配合的导块，以及与所述纵向齿条相配合的齿轮，所述齿轮通过直流变频减速电机驱动。
22.与现有技术相比，本发明的优点在于：
23.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检，有效提高检测、验收的质量和效率。
24.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车在养护模式下，喷淋装置自动伸开，设置间隔排列的多个喷嘴，台车每移动一次为一个喷淋作业单元，可实现纵向12米长的环向均匀喷淋养护。通过台车沿隧道里程方向的移动，可实现整个隧道衬砌的全覆盖养护。
25.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车配备衬砌混凝土温度、湿度监测装置，可实时监测混凝土的温湿度条件，指导养护作业的启停及养护参数的设置。同时利用各种类型传感器记录养护过程的水温、流速、压力等监测数据及养护次数、时间、涌水量等信息，提供优质的过程管理。
26.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车在检测模式下，台车每移动一次的纵向检测距离为6米，环向检测范围为整个衬砌拱壁，共同构成一个检测作业单元。通过台车沿隧道里程方向的移动，可实现整个隧道衬砌的全覆盖检测。
27.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车可以快速简便拆装的方式搭载地质雷达检测仪、超声波检测仪、回弹仪等不同类型检测设备，实现对衬砌背后空洞、不密实、厚度不足、钢筋分布异常、强度不足、富水断裂等多种类型内部缺陷的检测。
28.本发明所述一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车进行了主动避障设计，能够主动识别导致衬砌表面不平整的注浆管、错台等障碍，并自动躲避障碍，保障养护检测作业的安全平稳开展。养护检测一体化台车电控系统将养护信息、检测数据及现场视频实时传输到远程服务器系统，保证了数据的标准化与可靠性，服务于养护、检测作业的过程分析与质量控制，体现了较高的智能化、信息化水平。
附图说明
29.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
30.图1所示为本发明的一个实施例的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车的结构示意图；
31.图2所示为本发明的一个实施例的台架总成的结构示意图；
32.图3所示为本发明的一个实施例的承载机构的结构示意图；
33.图4所示为本发明的一个实施例的钢丝绳牵引系统的结构示意图；
34.图5所示为本发明的一个实施例的环轨爬行系统的结构示意图；
35.图6所示为本发明的一个实施例的养护机构的结构示意图；
36.图7所示为本发明的一个实施例的喷淋装置的结构示意图；
37.图8所示为本发明的一个实施例的检测机构的结构示意图；
38.图9所示为本发明的一个实施例的纵向运动驱动机构的结构示意图；
39.图10所示为本发明的一个实施例的走行机构的结构示意图；
40.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。
41.附图并未按照实际的比例绘制。
42.在附图中各附图标记的含义如下：
43.1、车架总成，2、承载机构，3、电控机构，4、检测机构，5、养护机构，11、门架主体，12、作业平台，13、走行机构，131、支撑部件，132、驱动轮，133、转向轮，134、减速电机，135、减速马达，136、激光测距装置，14、爬梯系统，21、拱架，211、环向导轨，212、环向齿条，213、固定条轨，22、环轨爬行系统，221、爬行架，222、滚轮，223、爬行齿轮，224、减速电机，225、气缸，23、摆动架，231、径向摆杆，232、纵向转轴，233、纵向主梁，2331、杆状导轨，2332、纵向齿条，24、钢丝绳牵引系统，241、摆动减速电机，242、链轮，243、链条，244、钢丝绳牵引头，41、底座，411、导块，412、齿轮，413、直流变频减速电机，42、举升回转装置，421、举升保压气缸，422、回转驱动气缸，43、回转平台，431、导向杆，432、导向滚轮，433、障碍检测探头，44、检测仪器，441、保护板，51、喷淋装置，52、供水装置，511、固定喷管，512、伸缩喷管，513、喷嘴，514、气缸。
具体实施方式
44.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
45.图1示意性地显示了根据本发明的一种隧道衬砌养护检测一体化钢丝牵引绳式台车，车架总成1。所述车架总成1用于支撑其他组件，并带动其他组件移动。车架总成1上设置有承载机构2，承载机构2用于承载检测机构4，所述检测机构4用于检测隧道衬砌缺陷，根据不同检测需求，可以选择雷达探测仪、超声检测仪、回弹仪等检测仪器44。所述承载机构2上还设置有养护机构5，所述养护机构5构造成能够对隧道衬砌进行养护作业。
46.所述车架总成1上设置有电控系统3，所述电控系统3控制整个台车的机械运动、检测作业、数据传输功能。
47.其中，所述承载机构2上设置有与隧道衬砌同轴的弧形的环向导轨211，所述环向导轨211上设置有带动所述检测机构4和所述养护机构5沿环向进行慢速检测的环轨爬行系统22以及带动所述检测机构4和所述养护机构5沿环向进行快速检测的钢丝绳牵引系统24。
48.在根据本实施例所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车中，可在检测与养护模式之间快速切换，有效提升台车的利用率及养护、检测的效率。在养护模式下，纵向长12米的喷淋装置环向运动完成一环的喷淋养护。在检测模式下，台车可搭载地质雷达检测仪、超声波检测仪、回弹仪等不同类型检测设备，进行纵向、环向或组合扫描网格化检测，实现隧道衬砌内部缺陷的全覆盖精检数据采集。
49.承载机构2带动检测机构4在环向上运动，并且环形驱动具有两套系统，通过环向导轨爬行系统22与钢丝绳牵引系统24，分别进行相对慢速与快速的环向检测。当环轨爬行系统22运行时，钢丝绳牵引系统24中的减速电机脱离，环轨爬行系统22减速电机驱动齿轮在大齿圈上缓慢爬行；当钢丝绳牵引系统24运行时，环轨爬行系统22中的减速电机脱离，钢丝绳牵引系统24牵引时，钢丝带动爬行架221进而带动径向摆杆231摆动。
50.在一个实施例中，如图2所示，所述车架总成1包括门架主体11，所述门架主体11的侧面和上面分别设置多层作业平台12，所述门架主体11的下端设置有走行机构13，所述门架主体11的侧面设置有连接地面和各层作业平台12的爬梯系统14。
51.其中，门架主体11为门型结构，包括顶部的横向架和两侧的侧向架。门架主体11是衬砌检测的施工基础平台，为整个台车的各项工作提供支持，由型钢材料构成。作业平台12安置在门架主体11的两侧与上部，在本实施例中，作业平台12分为低、中、高、加高四个层级，可为不同高度的人员作业需求提供安全稳定的作业环境。爬梯系统14设置在各层作业平台12之间，满足人员上下方便，到相应高度的作业平台12进行设备维护等作业。
52.在一个实施例中，如图3所示，所述承载机构2包括设置在所述门型主架前端和后端的弧形的拱架21，所述拱架21上设置所述环向导轨211，所述环向导轨上211设置有能够在所述环向导轨211上移动的环轨爬行系统22；
53.所述环轨爬行系统22上设置有摆动架23，所述摆动架23的上端安装所述检测机构4和养护机构5，并且所述摆动架23在所述钢丝绳牵引系统24的驱动下左右摆动。
54.在根据本实施例所述台车中，通过环轨爬行系统22在拱架21上移动而使摆动架23整体随之移动，由于环轨爬行系统22移动缓慢，因此适用于支持速度较慢的检测，例如超声波检测。通过钢丝绳牵引系统24带动摆动架23摆动能够使其上方的检测机构4随摆动而较快的移动，用于速度较快的检测，比如雷达检测。
55.在一个实施例中，如图4所示，所述摆动架23包括分别连接在两个所述环轨爬行系统22上的径向摆杆231，两个所述径向摆杆231的底部通过纵向转轴232相连，两个所述径向摆杆231的上端设置有纵向主梁233，所述检测机构4可移动式连接在所述主梁上。优选地，所述径向摆杆231可以伸缩。(在本实施例中，径向和纵向均以隧道的径向和纵向为基准)
56.在本实施例中，径向摆杆231设计在拱架21外侧，共2个，用于支撑纵向主梁233，并带动纵向主梁233进行环向摆动。在台车位置及拱架21尺寸固定的情况下，考虑到纵向主梁233相对隧道环向不同部位具有不同的距离，径向摆杆231杆体进行了伸缩设计，可以根据隧道不同环向检测部位进行伸缩调整。
57.在一个优选的实施例中，如图6所示，所述养护机构5包括喷淋装置51和供水装置52。如图7所示，所述喷淋装置包括固定在纵向主梁的旁侧的固定喷管511，所述固定喷管511的两端设置有沿轴向伸缩的伸缩喷管512；所述固定喷管511和所述伸缩喷管512上设置有若干喷嘴513，所述伸缩喷管512通过气缸514驱动而伸缩。
58.喷淋装置51固定在纵向主梁旁侧，固定喷管511与伸缩喷管512长度均为6米，其中两个伸缩喷管512置于半封闭半u型管槽中，由气缸514控制伸缩。在检测状态下，伸缩喷管512回缩，喷淋装置51总长6米。在养护作业状态下，伸缩喷管512在两端各伸出3米，总长12米，30个喷嘴513纵向均匀排布，相邻喷嘴513间距0.4米，喷淋装置51随着纵向主梁的环向摆动，把水雾均匀喷洒到整个衬砌面。
59.在本实施例中，供水装置52主要由水箱、高压水泵与水管构成，为隧道衬砌喷淋养护提供水源，并进行水温控制。
60.养护机构5还包括监测装置，所述检测装置主要由各类传感器构成，利用红外温度传感器及湿度传感器实时监测衬砌混凝土的温度、湿度，为养护作业提供指导，并记录养护过程中的水温、流速、压力等数据。
61.在一个实施例中，如图4所示，所述拱架21的下侧设置有钢丝绳242，所述钢丝绳242通过多个绳索定位箍243固定在拱架21的下侧；钢丝绳牵引系统24包括连接所述环轨爬行系统22的牵引驱动电机241，所述牵引驱动电机241的转轴上设置有钢丝绳牵引头244，所
述钢丝绳242缠绕在所述钢丝绳牵引头244上。
62.在根据本实施例所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车中，牵引驱动电机241启动时，所述环轨爬行系统22与环向导轨211脱离，牵引驱动电机241转动，从而带动所述钢丝绳牵引头244旋转，从而带动所述钢丝绳242牵引爬行架221，进而带动所述摆动架23移动。
63.在一个实施例中，如图5所示，所述环向导轨211包括沿弧向向外的环形齿条212，以及设置在侧面的固定条轨213。所述环轨爬行系统22包括爬行架221，所述爬行架221的一侧设置有与所述固定条轨213相配合的滚轮222，另一侧与所述径向摆杆231可转动式连接，可以是铰接或其他能够转动和锁定的方式；所述爬行架221侧面还设置有与所述环形齿条212啮合的爬行齿轮223，所述爬行齿轮223通过减速电机224驱动。
64.在一个实施例中，如图8所示，所述检测机构4包括能够在所述纵向主梁233上移动和固定的底座41，所述底座41上设置有举升回转装置42，所述举升回转装置42的上端设置回转平台43，所述回转平台43上通过检测装置连接件434连接检测仪器44，所述检测仪器44的外侧设置有保护板441。
65.在根据本实施例所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车中，举升回转装置42包括举升保压气缸421和回转驱动气缸422，举升保压气缸421对检测仪器44施以较轻的力，确保与检测面吻合；回转驱动气缸422通过气缸的伸出与缩回等操作控制回转平台43的方向切换，回转平台43可进行90度方向切换，用于调整检测装置沿纵向或环向进行移动检测。检测装置连接件434结构上设计了统一的卡扣，方便各种仪器的拆换。
66.在一个优选的实施例中，如图8所示，所述回转平台43的边缘设置有导向杆431，所述导向杆431的端部设置有导向滚轮432，所述导向滚轮432的端部超过所述保护板441；导向滚轮432贴合并承受与衬砌表面的压力，减小摩擦阻力，保护仪器免受损伤。所述检测仪器44的侧面设置有障碍检测探头433，在检测中遇到障碍物即停止移动并缩回纵向主梁233和检测仪器44，以防损坏检测仪器44。
67.在一个实施例中，如图9所示，所述纵向主梁233上设置有杆状导轨2331和纵向齿条2332，底座41通过纵向运动驱动机构在所述纵向主梁233上运动；所述纵向运动驱动机构包括与所述杆状导轨2331相配合的导块411，以及与所述纵向齿条2332相配合的齿轮412，所述齿轮412通过直流变频减速电机413驱动。
68.在一个实施例中，如图10所示，所述走行机构13包括连接在所述门架主体11的下端的支撑部件131，所述支撑部件131上设置有实心轮胎，实心轮胎包括驱动轮132和转向轮133，所述实心轮胎通过减速电机134和减速马达135驱动；
69.所述走行机构13还包括设置在两侧的激光测距装置136，测量台车与隧道衬砌两边边墙的距离。
70.台车整体每移动一次的纵向检测距离为6米，环向检测范围为整个衬砌拱壁，共同构成一个检测单元。通过台车沿隧道里程方向的移动，可实现整个隧道衬砌的全覆盖检测。
71.在一个实施例中，所述电控系统对整个台车的机械运动、检测作业、数据传输等功能的控制，通过市电供电电机驱动，采用plc控制，无线蓝牙传输远程遥控，可对全部电动及气动部件进行可视化操作，便于技术人员作业。另配备紧急停止控制功能，遇有突发情况可人工停止作业。
72.机械运动控制包括台车走行驱动、环向运动驱动、纵向运动驱动、衬砌面贴合控制等功能。
73.电控系统3通过控制走行机构中的减速电机134、减速马达135等实现对台车整体移动的控制。前端的转向轮由减速马达135驱动实现台车的转向；转向轮调整角度由激光测距装置136控制，保证台车中心与隧道中心吻合。
74.电控系统3还控制环轨爬行系统22的减速电机，控制其在拱架21上缓慢行驶。此外，所述电控系统3还控制钢丝绳牵引系统24，通过控制减速电机正转和反转从而控制摆动架23摆动。电控系统3还控制纵向运动驱动机构在所述纵向主梁233上运动。
75.衬砌面贴合控制包含纵向主梁233贴合与检测机构4贴合两个方面。纵向主梁233与环向爬行组件的连接处可以伸缩，由自带的气缸保压伸出控制，确保纵向主梁233支撑杆上保护导轮与衬砌面始终以一定的压力接触，保证检测工作准确无误。检测机构4与衬砌表面的贴合由保压气缸控制，对检测仪器44施以较轻的力，确保导向滚轮432与衬砌表面贴合。
76.所述电控系统3控制养护作业，其中控制包括伸缩控制、喷淋控制与水温控制等功能。伸缩控制由设置在喷淋装置上的两个气缸分别控制两端伸缩喷管的伸缩，实现喷淋装置的展开与回缩，展开后进入养护模式，回缩后进入检测模式。待喷淋装置完全伸开后，利用上位机设置喷淋参数，自动调整喷淋控制电机，控制喷淋养护环向扫描速度及喷水压力与流量。利用红外测温设备测量衬砌混凝土表面的温度，提供水温控制的目标值。根据水箱的容量、水的比热容、升温时间及最终水温等参数计算电功率，选用合适的加热棒。下位机获取上位机的温度参数，自动调整pid，实现水温控制在目标值
±
2℃范围内。
77.在根据本实施例所述台车工作的过程中，电控系统3还具有检测作业控制的功能，其中包括检测仪器44触发控制、避障控制与定位控制等功能。
78.触发控制：雷达探测仪、超声检测仪及回弹仪等检测仪器44进行定制化设计，传统的手动触发方式改进为数字化触发控制，通过上位机软件中的“检测启动”按钮直接控制，方便检测机构4的自动化作业。
79.避障控制：衬砌表面存在的注浆管及其它障碍会对网格化精检作业造成阻碍，并存在碰撞风险。由于承载机构2纵向主梁233及检测机构4贴合隧道衬砌表面运动，需分别利用承载机构2纵向主梁233保护导轮支撑杆及检测机构4上安装的障碍检测探头433自动识别障碍，并由电控系统3控制径向摆杆231及检测机构4举升保压气缸421的伸缩自动躲避障碍。
80.定位控制：台车检测机构4安装位置感应器，能够在检测设备在特定衬砌位置检测时记录对应的位置坐标，适用于超声检测与回弹检测类的定点检测。针对地质雷达连续扫描检测，台车检测机构4安装测距轮，能够在雷达检测的同时记录检测设备的行驶里程。
81.电控系统3还具有数据传输控制功能，数据传输控制针对三大类数据：第一、检测仪器采集的数据；第二、养护过程的水温、流速、压力等监测数据及养护次数、时间、涌水量等信息；第三、台车现场作业视频。首先根据数据采集仪器及格式等参数确定与上位机之间的接口协议，将多种类型数据统一汇总上传到上位机，进一步通过无线网实时传输到远端服务器系统，方便通过手机、ipad、电脑等终端查看设备的工作状态。
82.一体化养护检测一体化台车实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之
间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检，有效提高检测、验收的质量和效率。
83.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，包括：车架总成(1)；设置在所述车架总成(1)上的承载机构(2)，所述承载机构(2)上设置有检测机构(4)，所述检测机构(4)用于检测隧道衬砌缺陷；所述承载机构(2)上还设置有养护机构(5)，所述养护机构(5)构造成能够对隧道衬砌进行养护作业；以及设置在所述车架总成上的电控系统，所述电控系统控制整个台车的机械运动、检测作业、养护作业及数据传输功能；其中，所述承载机构(2)上设置有与隧道衬砌同轴的弧形的环向导轨(211)，所述环向导轨(211)上设置有带动所述检测机构(4)和所述养护机构(5)沿环向进行慢速检测和养护的环轨爬行系统(22)以及带动所述检测机构(4)和所述养护机构(5)沿环向进行快速检测和养护的钢丝绳牵引系统(24)。2.根据权利要求1所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述车架总成(1)包括门架主体(11)，所述门架主体(11)的侧面和上面分别设置多层作业平台(12)，所述门架主体(11)的下端设置有走行机构(13)，所述门架主体(11)的侧面设置有连接地面和各层作业平台(12)的爬梯系统(14)。3.根据权利要求2所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述承载机构(2)包括设置在所述门型主架前端和后端的弧形的拱架(21)，所述拱架(21)上设置所述环向导轨(211)，所述检测机构(4)和所述养护机构(5)设置在摆动架(23)上，所述摆动架(23)通过环轨爬行系统(22)在所述环向轨道(21)上慢速移动或通过钢丝绳牵引系统(24)在所述环向轨道(21)上快速摆动。4.根据权利要求3所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述摆动架(23)包括分别连接在两个所述环轨爬行系统(22)上的径向摆杆(231)，两个所述径向摆杆(231)的底部通过纵向转轴(232)相连，两个所述径向摆杆(231)的上端设置有纵向主梁(233)，所述检测机构(4)可移动式连接在所述纵向主梁(233)上，所述养护机构(5)设置在所述纵向主梁(233)的旁侧。5.根据权利要求4所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述养护机构(5)包括喷淋装置(51)和供水装置(52)，所述喷淋装置(51)包括固定在纵向主梁旁侧的固定喷管(511)，所述固定喷管(511)的两端设置有沿轴向伸缩的伸缩喷管(512)；所述固定喷管(511)和所述伸缩喷管(512)上设置有若干喷嘴(513)，所述伸缩喷管(512)通过气缸(514)驱动而伸缩。6.根据权利要求4或5所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述检测机构(4)包括能够在所述纵向主梁(233)上移动和固定的底座(41)，所述底座(41)上设置有举升回转装置(42)，所述举升回转装置(42)的上端设置回转平台(43)，所述回转平台(43)上通过检测装置连接件(434)连接检测仪器(44)，所述检测仪器(44)的外侧设置有保护板(441)。7.根据权利要求6所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述回转平台(43)的边缘设置有导向杆(431)，所述导向杆(431)的端部设置有导向滚轮(432)，所述导向滚轮(432)的端部超过所述保护板(441)；所述检测仪器(44)的侧面设置有障碍检测探头(433)。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述拱架(21)的下侧设置有钢丝绳(242)，所述钢丝绳(242)通过多个绳索定位箍(243)固定在拱架(21)的下侧；钢丝绳牵引系统(24)包括连接所述环轨爬行系统(22)的牵引驱动电机(241)，所述牵引驱动电机(241)的转轴上设置有钢丝绳牵引头(244)，所述钢丝绳(242)缠绕在所述钢丝绳牵引头(244)上。9.根据权利要求8所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述环向导轨(211)包括沿弧向向外的环形齿条(212)，以及设置在侧面的固定条轨(213)；所述环轨爬行系统(22)包括爬行架(221)，所述爬行架(221)的一侧设置有与所述固定条轨(213)相配合的滚轮(222)，另一侧与所述径向摆杆(231)连接；所述爬行架(221)侧面还设置有与所述环形齿条(212)啮合的爬行齿轮(223)，所述爬行齿轮(223)通过减速电机(224)驱动。10.根据权利要求9所述的钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，其特征在于，所述纵向主梁(233)上设置有杆状导轨(2331)和纵向齿条(2332)，底座(41)通过纵向运动驱动机构在所述纵向主梁(233)上运动；所述纵向运动驱动机构包括与所述杆状导轨(2331)相配合的导块(411)，以及与所述纵向齿条(2332)相配合的齿轮(412)，所述齿轮(412)通过直流变频减速电机(413)驱动。

技术总结
本发明提出了一种钢丝绳牵引式隧道衬砌养护检测一体化台车，车架总成；设置在车架总成上的承载机构，承载机构上设置有检测机构，检测机构用于检测隧道衬砌缺陷；承载机构上还设置有养护机构，养护机构构造成能够对隧道衬砌进行养护作业；以及设置在车架总成上的电控系统，电控系统控制整个台车的机械运动、检测作业、养护作业及数据传输功能；其中，承载机构上设置有与隧道衬砌同轴的弧形的环向导轨，环向导轨上设置有环轨爬行系统以及钢丝绳牵引系统。本发明能够实现养护、检测的自动化控制，在检测与养护模式之间快速切换，方便施工单位在养护的过程中同步自检。在养护的过程中同步自检。在养护的过程中同步自检。


技术研发人员：安哲立 马伟斌 袁振宇 郭小雄 王君楼 马成贤 刘艳青 柴金飞 张淏 彭旸 随意 王建川
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/9/23