一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111457890A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010319675.8(22)申请日2020.04.21(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人汪俊李大伟吴宇祥易程徐旭(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人刘林峰(51)Int.Cl.G01C7/06(2006.01)G01B11/16(2006.01)B61D15/00(2006.01)B61C3/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置及方法(57)摘要本发明涉及一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，包括三维激光扫描仪、轨道车自适应结构、轨道车动力控制模块、光电传感器和轨道车主体，所述轨道车动力控制模块设置在轨道车主体上，所述轨道车动力控制模块上竖直设有一支撑杆，所述三维激光扫描仪安装在支撑杆顶端，所述轨道车主体两侧对称设有轨道车自适应结构，所述光电传感器设置在轨道车主体内部。本发明的基于三维激光扫描技术的地铁隧道自动化形变检测装置采用模块化设计，携带方便，组装简单，便于维修，人工干预少，降低了人工成本，提高了隧道检测效率，满足实际作业需求。CN111457890ACN111457890A权利要求书1/2页1.一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：包括三维激光扫描仪、轨道车自适应结构、轨道车动力控制模块、光电传感器和轨道车主体，所述轨道车动力控制模块设置在轨道车主体上，所述轨道车动力控制模块上竖直设有一支撑杆，所述三维激光扫描仪安装在支撑杆顶端，所述轨道车主体两侧对称设有轨道车自适应结构，所述光电传感器设置在轨道车主体内部。2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：所述三维激光扫描仪的具体结构为：所述三维激光扫描仪包括扫描仪机身和固定安装头，所述的固定安装头设于扫描仪机身底部，并通过螺栓与扫描仪机身固定连接，所述支撑杆顶端插入固定安装头并与固定安装头固定，所述支撑杆通过螺栓固定与轨道车主体连接。3.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：每一所述轨道车自适应结构包括平衡侧杆、平衡摇臂、导向轮和引导架，所述平衡侧杆水平固定在轨道车主体前侧面，所述平衡摇臂为L形，所述平衡侧杆两端分别与轨道车主体两侧的轨道车自适应结构的平衡摇臂折弯点铰接，所述平衡摇臂的竖直部分和水平部分铰接，所述平衡摇臂竖直部分与轨道车主体旋接，所述平衡摇臂水平部分端部铰接在引导架中部，所述引导架远离轨道车主体的端部安装有导向轮，所述引导架靠近轨道车主体的端部和轨道车主体旋接，所述轨道车主体通过平衡侧杆和平衡摇臂沿轨道自适应调节高度和偏移角度，所述导向轮通过所述平衡侧杆和平衡摇臂自适应贴合轨道。4.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：所述轨道车动力控制模块包括控制箱、显示器、工控和控制微处理PCB，所述显示器和工控均安装在控制箱上表面，所述控制微处理PCB设于控制箱内部。5.根据权利要求4所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：所述工控采用功耗小的一体机，与三维激光扫描仪和轨道车动力控制模块通过有线连接，分别控制三维激光扫描仪数据采集以及轨道车的行进，同时工控通过RS232串口与光电传感器相连，控制光电传感器的运行并接受光电传感器的数据，进行多源数据的融合。6.根据权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：所述轨道车主体包括四个臂关节、车轮、两个电机轴、四个臂关节轴承、电机装置、数个风扇、车体和两个固定架，所述车体设于轨道车动力控制模块下方，数个风扇设于车体的侧面及底面，四个所述臂关节轴承分别对称设于车体两侧面的端部，四个所述臂关节通过臂关节轴承旋接在车体上，通过臂关节轴承可实现轨道车主体模块的折叠，两个所述固定架分别设于车体两侧，车体每一侧的两个臂关节的端部均固定在对应的固定架上，每一所述平衡摇臂的竖直部分和车体两侧靠前的臂关节的端部旋接，所述引导架靠近轨道车主体的端部和固定架旋接，所述电机装置设于车体内部并贯穿车体两侧分别连接两个电机轴的一端，两个所述电机轴的另一端均贯穿车体两侧的固定架，两个所述电机轴的另一端分别固定有车轮。7.根据权利要求6所述的一种基于三维激光扫描的地铁隧道检测装置，其特征在于：所述电机装置包括电机、主动轮、从动轮、测速编码盘和差速箱，所述电机固定在轨道车主体上部，所述电机和主动轮传动连接，所述主动轮和从动轮啮合，所述从动轮依次传动连接测速编码盘和差速箱，所述差速箱两侧分别通过两根传