一種用于路基隱患探測的探測車的制作方法
【專利摘要】一種用于路基隱患探測的探測車，所述探測車包括：車體、控制系統(tǒng)、地震儀、震源、地震傳感器及行程采集裝置，控制系統(tǒng)包括CPU、及與CPU分別連接的輸入端口和輸出端口，所述輸入端口與行程采集裝置相連接，所述輸出端口分別與地震儀、震源及車體的制動(dòng)系統(tǒng)相連接；所述震源包括撞擊裝置及震源電機(jī)。本實(shí)用新型能自動(dòng)完成行?停?行?停循環(huán)作業(yè)，可避免因人工或機(jī)械方式控制震源車作業(yè)帶來的不穩(wěn)定和不精準(zhǔn)；能在一個(gè)行?停工作周期內(nèi)完成行走和停車等待兩個(gè)過程，且能實(shí)現(xiàn)探測車的行?停動(dòng)作和地震數(shù)據(jù)采集動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，還同時(shí)完成震源蓄力，以提高探測車工作效率。
【專利說明】
一種用于路基隱患探測的探測車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于路基隱患探測的探測車，屬于公路、鐵路或地基連續(xù)地震勘探數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]公路、尚鐵路基以及建筑地基隱患探測，尤其是尚速公路和城市道路路基隱患探測與預(yù)警預(yù)報(bào)事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全乃至社會穩(wěn)定。在無損隱患探測方法中，地震勘探深度較大，而且它能提供彈性波參數(shù)與巖土工程力學(xué)參數(shù)，因此相比其它探測手段，其在判斷隱患存在和定位定性的可靠性方面有明顯優(yōu)勢。
[0003]地震勘探時(shí)，通過人工激發(fā)的方式激勵(lì)地震波，存在震源功效低和重復(fù)性不好等缺陷，為便于提高工作效率和穩(wěn)定性，機(jī)械震源被廣泛采用。
[0004]專利文獻(xiàn)CN201310547492.1:提供了一種路基隱患地震勘探用震源車及其使用方法，該對比文件中的路基隱患地震勘探用震源車，在路基隱患地震勘探時(shí)，震源車滾動(dòng)前行，接地滾動(dòng)輪滾動(dòng)中帶動(dòng)葉輪或扇形齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)震源錘，同時(shí)蓄力彈簧蓄力，當(dāng)葉輪或扇形齒輪與錘頭脫離時(shí)，錘頭在自重和彈簧釋放力作用下沖擊地面，產(chǎn)生地震勘探用彈性波。該對比文件中記載的技術(shù)方案在一定程度上提供了解決運(yùn)動(dòng)中的震源激發(fā)和數(shù)據(jù)采集難的思路。
[0005]但在勘探實(shí)踐應(yīng)用中，往往存在如下問題:
[0006]I)檢波器在運(yùn)動(dòng)中與地面耦合噪聲大，會影響數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量；
[0007]2)另外，由于檢波器接地耦合時(shí)間短，數(shù)據(jù)記錄時(shí)間倉促，會影響地震勘探效果。
[0008]因此震源車在行進(jìn)中有必要作短暫停車，以便進(jìn)行地震勘探震源激發(fā)和數(shù)據(jù)采集。但如果采用人工或機(jī)械方式來控制震源車，使震源車移動(dòng)一定距離后剎車停止，在停車狀態(tài)下完成震源激發(fā)和地震數(shù)據(jù)采集工作，然后再啟動(dòng)再剎車……，如此反復(fù)循環(huán)作業(yè)。這種采用人工或機(jī)械方式來控制震源車的方式雖然穩(wěn)定可靠，但操作很不方便;尤其當(dāng)檢測里程較長時(shí)，這種周期性作業(yè)容易使操作人員疲勞，而且定位和探查系統(tǒng)的行程位置也難以精準(zhǔn)確定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能自動(dòng)完成行-停-行-停循環(huán)作業(yè)、結(jié)構(gòu)簡單緊湊工作效率高的用于路基隱患探測的探測車。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0011]提供一種用于路基隱患探測的探測車，包括:車體、控制系統(tǒng)、地震儀、震源、地震傳感器及行程采集裝置，其中:
[0012]所述控制系統(tǒng)、地震儀及震源設(shè)于車體內(nèi)，所述控制系統(tǒng)通過線路分別與地震儀和震源相連接；
[0013]所述地震傳感器拖設(shè)于車體底部或左側(cè)或右側(cè)或前方或后方，與路面接觸，并通過線路與地震儀相連接；
[0014]所述行程采集裝置設(shè)于車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上，并通過線路與控制系統(tǒng)相連接；
[0015]所述控制系統(tǒng)包括CPU、以及與CPU分別連接的輸入端口和輸出端口，所述輸入端口與所述行程采集裝置相連接，所述輸出端口分別與地震儀、震源及車體的制動(dòng)系統(tǒng)相連接；
[0016]所述震源包括撞擊裝置及震源電機(jī)，所述撞擊裝置及震源電機(jī)分別與上述輸出端口連接。
[0017]所述控制系統(tǒng)優(yōu)選數(shù)字I/0控制系統(tǒng)，可以為:微機(jī)、單片機(jī)或FPGA (Field-ProgrammableGateArray，即現(xiàn)場可編程門陣列)。
[0018]進(jìn)一步地，
[0019]所述震源還包括附著在震源的撞擊裝置上的觸發(fā)感應(yīng)裝置，該觸發(fā)感應(yīng)裝置與所述控制系統(tǒng)的輸入端口相連接，并與地震儀線路連接，用于啟動(dòng)地震儀開始采集地震數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄實(shí)際震源沖擊開始時(shí)刻，并傳送給所述控制系統(tǒng)。
[0020]優(yōu)選地，
[0021 ]所述觸發(fā)感應(yīng)裝置為振動(dòng)傳感器或機(jī)械開關(guān)；
[0022]所述振動(dòng)傳感器可以為速度型傳感器，優(yōu)選磁電式傳感器；
[0023 ] 所述振動(dòng)傳感器也可以為或加速度傳感器，優(yōu)選壓電傳感器；
[0024]所述機(jī)械開關(guān)可以為機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)或機(jī)械式開路動(dòng)作開關(guān)或撥碼開關(guān)。
[0025]進(jìn)一步地，
[0026]所述地震傳感器通過柔性連接裝置與車體底部或左側(cè)或右側(cè)或前方或后方相連接，可以為單個(gè)傳感器，也可以為多個(gè)傳感器采用線形排列或弧形排列布置。
[0027]這樣可以采集到多個(gè)點(diǎn)的地震數(shù)據(jù)，提高路基隱患探測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0028]進(jìn)一步地，
[0029]所述行程采集裝置可以為固定在車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上的測距輪或光電編碼器；
[0030]也可以為固定在車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上的機(jī)械開關(guān)或電平開關(guān);其中:
[0031]所述機(jī)械開關(guān)可以為機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)或機(jī)械式開路動(dòng)作開關(guān);所述電平開關(guān)可以為高電平開關(guān)或低電平開關(guān)。
[0032]進(jìn)一步地，
[0033]所述控制系統(tǒng)還包括電子漸變提升電路、轉(zhuǎn)把霍爾電門，所述電子漸變提升電路和轉(zhuǎn)把霍爾電門通過雙刀雙擲開關(guān)與車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)切換連接，通過雙刀雙擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)震源車路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)與正常行走狀態(tài)的轉(zhuǎn)換；
[0034]當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于所述轉(zhuǎn)把霍爾電門時(shí)，具體為置于轉(zhuǎn)把霍爾電門控制信號的輸出端，車體處于正常行走狀態(tài)；
[0035]當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于所述電子漸變提升電路時(shí)，具體為置于電子漸變提升電路電壓輸出端，車體處于路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)，此時(shí)，探測車啟動(dòng)行-停-行-停的循環(huán)作業(yè)狀
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[0036]進(jìn)一步地，
[0037]所述車體可以為自帶行走動(dòng)力的電動(dòng)車，也可以為以其他電動(dòng)車作為牽引車的牽引式車體;車體的行走動(dòng)力控制系統(tǒng)與探測車的控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)探測車行-停-行-停的循環(huán)作業(yè)功能。
[0038]進(jìn)一步地，
[0039]所述探測車還包括:
[0040]設(shè)置在車體上的檢測提醒裝置，優(yōu)選:燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，所述燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置與控制系統(tǒng)的輸出端口連接。
[0041]當(dāng)探測車的車體沒有行走動(dòng)力時(shí)，輸出端口輸出行程到位信號和行走電門啟動(dòng)信號提供給所述燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，以提醒推行人員及時(shí)剎車或推動(dòng)探測車前行。
[0042]進(jìn)一步地，
[0043]所述探測車還包括:
[0044]安裝在車體上，用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)，以及用于記錄拍攝照片的位置的GPS定位裝置，所述照相機(jī)或攝像機(jī)及GPS定位裝置與控制系統(tǒng)的輸出端口連接，拍攝的照片和記錄的相應(yīng)位置用于后期路基隱患提取核查。
[0045]進(jìn)一步地，
[0046]所述探測車還包括:
[0047]控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置和車體轉(zhuǎn)向遙控裝置，所述控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置與控制系統(tǒng)連接，所述車體轉(zhuǎn)向遙控裝置與車體的轉(zhuǎn)向裝置連接，實(shí)現(xiàn)對所述探測車的整體遙控。
[0048]上述控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置與控制系統(tǒng)以及所述車體轉(zhuǎn)向遙控裝置與車體的轉(zhuǎn)向裝置之間的連接可以為通過有線或無線通訊連接。
[0049]上述用于路基隱患探測的探測車的探測方法，具體步驟如下:
[0050]S1、啟動(dòng)探測車，設(shè)置探測車測量間距L及每次地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間t，車體行走，震源開始蓄力，震源每次蓄力完成后會發(fā)送蓄力完成信號給探測車的控制系統(tǒng)；
[0051]S2、當(dāng)探測車車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上的行程采集裝置檢測到車體到達(dá)距離L時(shí)，行程采集裝置發(fā)出行程到位信號給控制系統(tǒng)的輸入端口，控制系統(tǒng)輸出端口輸出行走電門關(guān)斷信號和電子剎車啟動(dòng)信號給車體的制動(dòng)系統(tǒng)，車體停車;若此時(shí)控制系統(tǒng)已接收到蓄力完成信號(即:此時(shí)震源已經(jīng)蓄力完成)，則控制系統(tǒng)輸出撞擊信號給震源，使震源的撞擊裝置沖擊地面;若此時(shí)控制系統(tǒng)未接收到蓄力完成信號(即:此時(shí)震源未蓄力完成)，則等待至接收到蓄力完成信號后，控制系統(tǒng)再輸出撞擊信號給震源，使震源的撞擊裝置沖擊地面;撞擊裝置沖擊完成之后，開始再次蓄力；
[0052]S3、撞擊裝置沖擊地面的同時(shí)給出信號給地震儀，啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，同時(shí)給出信號給控制系統(tǒng)以此為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀開始采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t，時(shí)間t完成后，地震儀停止采集數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走；
[0053]S4、按照步驟S2-S3周期循環(huán)作業(yè)，直至完成整個(gè)探測任務(wù)。
[0054]所述步驟S3中:所述地震儀以附著在震源的撞擊裝置上的觸發(fā)感應(yīng)裝置發(fā)出的信號為啟動(dòng)信號，開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，同時(shí)所述控制系統(tǒng)以觸發(fā)感應(yīng)裝置發(fā)出的另一信號為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t。
[0055]震源上的撞擊裝置在沖擊地面時(shí)，會觸發(fā)設(shè)置在震源上的觸發(fā)感應(yīng)裝置，觸發(fā)感應(yīng)裝置會同時(shí)分別給出一個(gè)信號給地震儀，以啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)；另一個(gè)信號給控制系統(tǒng)記錄實(shí)際的震源沖擊開始時(shí)刻作為時(shí)間參考點(diǎn)，以計(jì)量地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t。
[0056]所述步驟S2還包括:
[0057]車體停車的同時(shí)，控制系統(tǒng)的輸出端口輸出電子快門啟動(dòng)信號給用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)作為電子快門開關(guān)拍攝照片；同時(shí)控制系統(tǒng)還輸出信號給GPS定位裝置記錄拍攝照片的位置。
[0058]在所述步驟S1-S4中，若控制系統(tǒng)檢測到探測車的車體沒有行走動(dòng)力時(shí)，控制系統(tǒng)的輸出端口輸出的行程到位信號和行走電門啟動(dòng)信號提供給設(shè)置在車體上的燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，以提醒推行人員及時(shí)剎車或推動(dòng)探測車車體前行。
[0059]所述燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置還可以為其他檢測提醒裝置。
[0060]所述探測方法還包括步驟SO:將雙刀雙擲開關(guān)置于與探測車的控制系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)把霍爾電門上，使車體正常行走到待探測路段，之后，將與車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)連接的雙刀雙擲開關(guān)置于與探測車的控制系統(tǒng)連接的電子漸變提升電路上，將車體切換至行-停-行-停的路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)；
[0061 ]所述探測方法還包括S5:完成探測任務(wù)后，將雙刀雙擲開關(guān)切換至與探測車的控制系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)把霍爾電門上，使車體恢復(fù)正常行走狀態(tài)。
[0062]所述步驟SI中:通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置遙控啟動(dòng)探測車車體的控制系統(tǒng);通過探測車轉(zhuǎn)向遙控裝置遙控所述在車體行走過程中的轉(zhuǎn)向。
[0063]探測原理:在上述探測方法中，地震儀會記錄下每個(gè)周期內(nèi)的地震數(shù)據(jù)，由于在震源的沖擊下正常路基產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)與路基存在地下隱患時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)有較大差異，通過地震儀記錄的地震數(shù)據(jù)，分析該探測路段的振動(dòng)響應(yīng)差異，即可識別該探測路段路基隱伏病害的存在位置以及規(guī)模。
[0064]本方案中:
[0065]機(jī)械式短路/開路動(dòng)作開關(guān)是一種在外力，如慣性或沖擊作用下發(fā)生形變，處于短路/開路狀態(tài)，信號傳輸接通，輸出開關(guān)信號的一類開關(guān)。
[0066]撥碼開關(guān)、電平開關(guān)都是用來操作控制的地址開關(guān)，可以用來觸發(fā)時(shí)序控制，采用的是0/1的二進(jìn)制編碼原理。在數(shù)字電路中，從O變?yōu)镮的那一瞬間叫作作上升沿，從I到O的那一瞬間叫作下降沿。
[0067]以上所述輸出端口的信號輸出采用高、低電平輸出或數(shù)字量輸出。
[0068]以上所述制動(dòng)系統(tǒng)可以為車體上的電磁式離合器、液壓制動(dòng)或空氣栗制動(dòng)器。
[0069]以上所述撞擊裝置可以為震源沖擊棒錘。
[0070]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0071]1、本實(shí)用新型中的探測車的控制系統(tǒng)能控制探測車車體自動(dòng)完成行-停-行-停循環(huán)作業(yè)，以自動(dòng)完成整個(gè)地震數(shù)據(jù)信息采集工作。
[0072]2、本實(shí)用新型中的探測車能在一個(gè)行-停工作周期內(nèi)，完成行走和停車等待兩個(gè)過程，而且控制系統(tǒng)能控制探測車的行-停動(dòng)作和地震數(shù)據(jù)采集動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。
[0073]3、本實(shí)用新型的探測車能保證在一個(gè)工作周期內(nèi)完成固定間隔行車距離，即測量間距L行走和停車數(shù)據(jù)采集動(dòng)作的前提下，還可以同時(shí)完成震源蓄力，以提高探測車工作效率。
[0074]4、本實(shí)用新型的探測車結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，可以高效高質(zhì)量完成路基隱患探測任務(wù)，服務(wù)于交通及基建工程，目前國內(nèi)外公路里程數(shù)量龐大，這種科學(xué)高效的探測車具有很好的市場前景。
[0075]5、本實(shí)用新型探測車車體可以采用自帶行走動(dòng)力的電動(dòng)或者以其他電動(dòng)車作為牽引車的牽引式車體車;甚至在沒有行走動(dòng)力的情況下，可以在探測車上設(shè)置燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，將燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置與控制系統(tǒng)的輸出端口連接，能使探測車在沒有行走動(dòng)力時(shí)，將輸出端口輸出的行走電門啟動(dòng)信號提供給所述燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，以提醒推行人員推動(dòng)探測車前行，實(shí)現(xiàn)人工推行，具有很強(qiáng)的通用性和實(shí)用性。
[0076]6、通過在本實(shí)用新型探測車車體上設(shè)置一個(gè)控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置和探測車轉(zhuǎn)向遙控裝置后，即可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)路基隱患探測系統(tǒng)的整體遙控。
[0077]7、本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)能在每次停車進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，通過輸出端口輸出一路開關(guān)控制信號給用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)，同時(shí)還會給出信號給GPS定位系統(tǒng)記錄拍攝照片的位置信息，所拍攝的照片和記錄的相應(yīng)位置信息可用于后期路基隱患提取，方便后期的核查工作。
[0078]8、本實(shí)用新型在數(shù)據(jù)采集勘探過程中，無需人工干預(yù)，既能節(jié)省勞動(dòng)力，又能保證地震勘探數(shù)據(jù)采集結(jié)果的質(zhì)量，可以避免因人工或機(jī)械方式控制探測車的方式帶來的不便，以及長時(shí)間作業(yè)帶來的不穩(wěn)定和不精準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0079]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0080]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的探測車結(jié)構(gòu)示意圖；
[0081]圖2是本實(shí)用新型探測車的控制系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0082]圖3是本實(shí)用新型探測車的路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)與正常行走狀態(tài)切換開關(guān)示意圖；
[0083]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2的牽引式探測車車體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0084]圖5是本實(shí)用新型路基隱患探測方法流程示意圖；
[0085]附圖標(biāo)注說明:
[0086]1、車體;2、控制系統(tǒng)；3、地震儀;4、撞擊裝置;5、震源電機(jī);6、地震傳感器;7、行程采集裝置;8、觸發(fā)感應(yīng)裝置;9、車體行走動(dòng)力控制系統(tǒng)；10、牽引鎖扣；11、電子漸變提升電路;12、轉(zhuǎn)把霍爾電門；13、車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)；14、雙刀雙擲開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0087]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對實(shí)用新型進(jìn)一步說明，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。
[0088]實(shí)施例1
[0089]本實(shí)施例為中的探測車車體為自帶電動(dòng)行走動(dòng)力的電動(dòng)車。如圖1-圖5所示:
[0090]本實(shí)施例中的用于路基隱患探測的探測車包括:車體1、控制系統(tǒng)2、地震儀3、震源、地震傳感器6及行程采集裝置7，所述震源包括撞擊裝置4和震源電機(jī)5和附著在撞擊裝置4上的觸發(fā)感應(yīng)裝置8，其中:
[0091]所述控制系統(tǒng)2、地震儀3及撞擊裝置4和震源電機(jī)5設(shè)于車體I內(nèi)，所述控制系統(tǒng)2通過線路分別與地震儀3和震源的撞擊裝置4和震源電機(jī)5以及該觸發(fā)感應(yīng)裝置8相連接；觸發(fā)感應(yīng)裝置8與地震儀3通過信號傳送線連接；
[0092]所述地震傳感器6拖設(shè)于車體I后方，與路面接觸，并通過信號電纜與地震儀3相連接，本實(shí)施例中地震傳感器6設(shè)置有一串，呈直線排列；
[0093]所述行程采集裝置7設(shè)于車體I的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上，并通過線路與控制系統(tǒng)2相連接；
[0094]所述控制系統(tǒng)2包括CPU、以及與CPU分別連接的輸入端口和輸出端口，所述輸入端口與所述行程采集裝置7、觸發(fā)感應(yīng)裝置8相連接，所述輸出端口分別與地震儀3、震源的撞擊裝置4和震源電機(jī)5及車體I的制動(dòng)系統(tǒng)相連接。
[0095]本實(shí)施例的探測車還包括與探測車的單片機(jī)輸出端口連接的照相機(jī)和GPS定位裝置，用于在每次停車時(shí)，拍攝照片和記錄相應(yīng)拍照的位置。
[0096]本實(shí)施例與單片機(jī)的輸出端口連接的還有設(shè)置在探測車車體上的蜂鳴器提醒裝置，用于在控制系統(tǒng)檢測到探測車的車體沒有行走動(dòng)力時(shí)，控制系統(tǒng)的輸出端口輸出的行程到位信號和行走電門啟動(dòng)信號提供給設(shè)置在車體上的蜂鳴器提醒裝置，以提醒推行人員及時(shí)剎車或推動(dòng)探測車車體前行。
[0097]本實(shí)施例中的探測車還配備有控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置和探測車轉(zhuǎn)向遙控裝置，所述控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置與控制系統(tǒng)連接，所述車體轉(zhuǎn)向遙控裝置與車體的轉(zhuǎn)向裝置連接，實(shí)現(xiàn)對所述探測車的整體遙控。
[0098]本實(shí)施例中:
[0099]撞擊裝置4采用震源沖擊棒錘；
[0100]行程采集裝置7采用光電編碼器；
[0101]觸發(fā)感應(yīng)裝置8采用磁電式傳感器；
[0102]車體的制動(dòng)系統(tǒng)為電磁式離合器。
[0103]探測車的控制系統(tǒng)I采用單片機(jī)STC89C52作為數(shù)字I/O控制系統(tǒng)硬件，結(jié)合控制軟件實(shí)現(xiàn)探測車行-停-行-停的連續(xù)周期循環(huán)動(dòng)作。本實(shí)施例中的探測車會在一個(gè)行-停周期內(nèi)完成Im距離行走和停車兩個(gè)過程，系統(tǒng)控制地震儀在停車等待過程中完成地震勘探數(shù)據(jù)米集。
[0104]本實(shí)施例中的探測車用于路基隱患探測的方法如下:
[0105]S1、啟動(dòng)探測車，設(shè)置探測車測量間距L= Im及每次地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間t =1.2s，車體行走，震源開始蓄力，震源每次蓄力完成后會發(fā)送蓄力完成信號給探測車的單片機(jī)STC89C52；
[0106]S2、當(dāng)探測車車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上的光電編碼器檢測到車體到達(dá)距離Im時(shí)，光電編碼器發(fā)出行程到位信號給單片機(jī)STC89C52的輸入端口，單片機(jī)STC89C52輸出端口輸出行走電門關(guān)斷信號和電子剎車啟動(dòng)信號給車體的制動(dòng)系統(tǒng)，車體停車；
[0107]若此時(shí)單片機(jī)已接收到蓄力完成信號，則單片機(jī)輸出撞擊信號給震源，使震源的震源沖擊棒錘沖擊地面;若此時(shí)單片機(jī)未接收到蓄力完成信號，則等待至接收到蓄力完成信號后，單片機(jī)再輸出撞擊信號給震源，使震源的震源沖擊棒錘沖擊地面;震源沖擊棒錘沖擊完成之后，震源開始再次蓄力；
[0108]車體停車的同時(shí)，單片機(jī)STC89C52的輸出端口輸出電子快門啟動(dòng)信號給用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)作為電子快門開關(guān)；同時(shí)單片機(jī)STC89C52還輸出信號給GPS定位裝置，記錄拍攝照片的位置；
[0109]S3、震源沖擊棒錘沖擊地面的同時(shí)會觸發(fā)附著在震源的震源沖擊棒錘上的速度型振動(dòng)傳感器，給出一個(gè)信號給地震儀，啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，同時(shí)給出另一個(gè)信號給單片機(jī)以此為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t = 1.2s，1.2s完成后，地震儀停止采集數(shù)據(jù)，單片機(jī)STC89C52輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走；
[0110]S4、按照步驟S2-S3周期循環(huán)作業(yè)，直至完成整個(gè)探測任務(wù)。
[0111]在步驟SI中:本實(shí)施例的探測車通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置遙控啟動(dòng)探測車車體的控制系統(tǒng);通過探測車轉(zhuǎn)向遙控裝置遙控所述在車體行走過程中的轉(zhuǎn)向，可以實(shí)現(xiàn)對探測車的整體遙控。
[0112]整個(gè)探測任務(wù)過程中，地震儀會記錄下每個(gè)周期內(nèi)的地震數(shù)據(jù)，由于在震源的沖擊下正常路基產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)與路基存在地下隱患時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)有較大差異，通過地震儀記錄的地震數(shù)據(jù)，分析該探測路段的振動(dòng)響應(yīng)差異，即可識別該探測路段路基隱伏病害的存在位置以及規(guī)模。
[0113]實(shí)施例2
[0114]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0115]省去設(shè)置在震源上的觸發(fā)感應(yīng)裝置8的磁電式傳感器；
[0116]在步驟S3中，地震儀由撞擊裝置沖擊地面的同時(shí)給出的信號啟動(dòng)，開始采集地震傳感器傳來的數(shù)據(jù)，同時(shí)給出信號給控制系統(tǒng)以此為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀開始采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t，時(shí)間t完成后，地震儀停止采集數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走。
[0117]實(shí)施例3
[0118]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0119]I)本實(shí)施例中探測車的車體I為以其他電動(dòng)車作為牽引車的牽引式車體，具體選用一款牽引功率1000瓦特的四輪老年電動(dòng)代步車作為牽引車，牽引車與無行走動(dòng)力、載有震源及地震儀的車體之間通過牽引鎖扣10，剛性拖掛在牽引車后的保險(xiǎn)杠上。
[0120]2)本實(shí)施例中，探測車控制系統(tǒng)2采用筆記本結(jié)合帶多路數(shù)字量I/O端口的FPGA作為控制系統(tǒng)硬件，保持牽引車上原有的控制系統(tǒng)，將探測車的控制系統(tǒng)2并入牽引車的車體行走動(dòng)力控制系統(tǒng)9。
[0121]3)實(shí)施例1中的探測車僅只有路基隱患探測作業(yè)一種狀態(tài)，本實(shí)施中給探測車的行走動(dòng)力油門控制系統(tǒng)安裝一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)14，如圖4所示，電子漸變提升電路11和轉(zhuǎn)把霍爾電門12通過雙刀雙擲開關(guān)14與車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)13切換連接，通過雙刀雙擲開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)探測車正常行走狀態(tài)與路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，具體為將轉(zhuǎn)把霍爾電門12的控制信號輸出端和電子漸變提升電路11的電壓輸出端通過雙刀雙擲開關(guān)14輸入探測車的牽引車式車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)13。當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于轉(zhuǎn)把霍爾電門12的控制信號輸出端時(shí)，在牽引車的拖動(dòng)下，探測車車體正常行走，車速可達(dá)8-10Km/h;當(dāng)進(jìn)入探測路段時(shí)，將雙刀雙擲開關(guān)切換置于電子漸變提升電路11的電壓輸出端，啟動(dòng)如圖5所示采集時(shí)序，自動(dòng)進(jìn)行路基隱患探測作業(yè)。
[0122]4)本實(shí)施例中:行程采集裝置7采用測距輪，置于牽引車的行動(dòng)輪軸承上，用于測量探測車已行走距離;觸發(fā)感應(yīng)裝置8采用壓電傳感器，安裝在震源沖擊棒錘上，在震源沖擊棒錘沖擊地面時(shí)被觸發(fā)，發(fā)出一路信號啟動(dòng)地震儀開始采集地震數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)出另一路信號給控制系統(tǒng)以此為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀開始采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t;制動(dòng)采用電磁式離合器，安裝于探測車的行走輪軸上，用于接收制動(dòng)信號(即行走電門關(guān)斷信號和電子剎車啟動(dòng)信號)。
[0123]如圖5所示，本實(shí)施例中的探測車用于路基隱患探測的方法如下:
[0124]S0、將雙刀雙擲開關(guān)置于與探測車的控制系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)把霍爾電門上，使車體正常行走到待探測路段，之后，將與車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)連接的雙刀雙擲開關(guān)置于與探測車的控制系統(tǒng)連接的電子漸變提升電路上，將車體切換至行-停-行-停的路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)；
[0125]S1、啟動(dòng)探測車，設(shè)置探測車測量間距L= Im及每次地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間t =1.2s，車體行走，震源開始蓄力，震源每次蓄力完成后會發(fā)送蓄力完成信號給探測車的FPGA ；
[0126]S2、當(dāng)探測車車體的行動(dòng)輪或輪軸承上的測距輪檢測到車體到達(dá)距離Im時(shí)，測距輪發(fā)出行程到位信號給FPGA的輸入端口，F(xiàn)PGA輸出端口輸出行走電門關(guān)斷信號和電子剎車啟動(dòng)信號給車體的制動(dòng)系統(tǒng)，車體停車；
[0127]若此時(shí)FPGA已接收到蓄力完成信號，則FPGA輸出撞擊信號給震源，使震源的震源沖擊棒錘沖擊地面;若此時(shí)FPGA未接收到蓄力完成信號，則等待至接收到蓄力完成信號后，F(xiàn)PGA再輸出撞擊信號給震源，使震源的震源沖擊棒錘沖擊地面;震源沖擊棒錘沖擊完成之后，震源開始再次蓄力；
[0128]車體停車的同時(shí)，F(xiàn)PGA的輸出端口輸出電子快門啟動(dòng)信號給用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)作為電子快門開關(guān)；同時(shí)FPGA還輸出信號給GPS定位裝置，記錄拍攝照片的位置；
[0129]S3、震源沖擊棒錘沖擊地面的同時(shí)會觸發(fā)附著在震源的震源沖擊棒錘上的壓電傳感器，給出一個(gè)信號給地震儀，啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，同時(shí)給出另一個(gè)信號給控制系統(tǒng)FPGA以此為時(shí)間參考點(diǎn)，計(jì)量地震儀采集數(shù)據(jù)的時(shí)間長度t = 1.2s，
1.2s完成后，地震儀停止采集數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)FPGA輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走；
[0130]S4、按照步驟S2-S3周期循環(huán)作業(yè)，直至完成整個(gè)探測任務(wù)；
[0131]S5、完成整個(gè)探測任務(wù)后，將雙刀雙擲開關(guān)切換至與探測車的控制系統(tǒng)連接的轉(zhuǎn)把霍爾電門上，使車體恢復(fù)正常行走狀態(tài)。
[0132]步驟SI中:本實(shí)施例的探測車通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置遙控啟動(dòng)探測車車體的控制系統(tǒng);通過探測車轉(zhuǎn)向遙控裝置遙控所述在車體行走過程中的轉(zhuǎn)向，可以實(shí)現(xiàn)對探測車的整體遙控。
[0133]整個(gè)探測任務(wù)過程中，地震儀會記錄下每個(gè)周期內(nèi)的地震數(shù)據(jù)，由于在震源的沖擊下正常路基產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)與路基存在地下隱患時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)有較大差異，通過地震儀記錄的地震數(shù)據(jù)，分析該探測路段的振動(dòng)響應(yīng)差異，即可識別該探測路段路基隱伏病害的存在位置以及規(guī)模。
[0134]實(shí)施例4
[0135]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0136]本實(shí)施例中:
[0137]行程采集裝置7采用機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)；
[0138]觸發(fā)感應(yīng)裝置8也采用機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)；
[0139]當(dāng)探測車車體達(dá)到測量間距L=lm，行程采集裝置7的機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)處于短路，信號傳輸接通，輸出開關(guān)信號，即:行程到位信號，給控制系統(tǒng)(單片機(jī)STC89C52)的輸入端口；
[0140]觸發(fā)感應(yīng)裝置8的機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)在震源沖擊棒錘沖擊地面時(shí)，產(chǎn)生形變，開關(guān)短路，信號接通，輸出兩路開關(guān)信號，一路給地震儀，啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，一路給控制系統(tǒng)的輸入端口，輸入端口以此信號為時(shí)間參考點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，1.2s過后控制系統(tǒng)輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走。
[0141]實(shí)施例5
[0142]本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于:
[0143]行程采集裝置7采用高電平開關(guān)；
[0144]觸發(fā)感應(yīng)裝置8采用撥碼開關(guān)；
[0145]當(dāng)探測車車體達(dá)到測量間距L=lm，行程采集裝置7的高電平開關(guān)接地，轉(zhuǎn)化為低電平，發(fā)出一個(gè)下降沿信號，即:行程到位信號，給控制系統(tǒng)(單片機(jī)STC89C52)的輸入端口；
[0146]觸發(fā)感應(yīng)裝置8的撥碼開關(guān)在震源沖擊棒錘沖擊地面時(shí)，產(chǎn)生形變，開關(guān)短路，信號接通，輸出兩路開關(guān)信號，一路給地震儀，啟動(dòng)地震儀開始采集地震傳感器傳來的地震數(shù)據(jù)，一路給控制系統(tǒng)的輸入端口，輸入端口以此信號為時(shí)間參考點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，1.2s過后控制系統(tǒng)輸出端口輸出電子剎車關(guān)斷信號和行車電門啟動(dòng)信號，車體行走。
[0147]上述實(shí)施例是對本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明，而不是限制本實(shí)用新型的范圍。不脫離本實(shí)用新型的整個(gè)技術(shù)范圍，可進(jìn)行各種修改和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于，包括:車體、控制系統(tǒng)、地震儀、震源、地震傳感器及行程采集裝置，其中: 所述控制系統(tǒng)、地震儀及震源設(shè)于車體內(nèi)，所述控制系統(tǒng)通過線路分別與地震儀和震源相連接； 所述地震傳感器拖設(shè)于車體底部或左側(cè)或右側(cè)或前方或后方，與路面接觸，并通過線路與地震儀相連接； 所述行程采集裝置設(shè)于車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上，并通過線路與控制系統(tǒng)相連接；所述控制系統(tǒng)包括CPU、以及與CPU分別連接的輸入端口和輸出端口，所述輸入端口與所述行程采集裝置相連接，所述輸出端口分別與地震儀、震源及車體的制動(dòng)系統(tǒng)相連接；所述震源包括撞擊裝置及震源電機(jī)，所述撞擊裝置及震源電機(jī)分別與所述輸出端口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述震源還包括附著在震源的撞擊裝置上的觸發(fā)感應(yīng)裝置，該觸發(fā)感應(yīng)裝置與所述控制系統(tǒng)的輸入端口相連接，并與地震儀線路連接，用于啟動(dòng)地震儀開始采集地震數(shù)據(jù)，同時(shí)記錄實(shí)際震源沖擊開始時(shí)刻，并傳送給所述控制系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述觸發(fā)感應(yīng)裝置為振動(dòng)傳感器或機(jī)械開關(guān)； 所述振動(dòng)傳感器為速度型傳感器或加速度傳感器； 所述機(jī)械開關(guān)為機(jī)械式短路動(dòng)作開關(guān)或機(jī)械式開路動(dòng)作開關(guān)或撥碼開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述地震傳感器通過柔性連接裝置與車體底部或左側(cè)或右側(cè)或前方或后方相連接，可以為單個(gè)傳感器，也可以為多個(gè)傳感器采用線形排列或弧形排列布置。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述行程采集裝置為固定在車體的行動(dòng)輪或行動(dòng)輪軸上的測距輪或光電編碼器或機(jī)械開關(guān)或電平開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述控制系統(tǒng)還包括電子漸變提升電路、轉(zhuǎn)把霍爾電門，所述電子漸變提升電路和轉(zhuǎn)把霍爾電門通過雙刀雙擲開關(guān)與車體行走動(dòng)力的油門控制系統(tǒng)切換連接，通過雙刀雙擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)探測車路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)與正常行走狀態(tài)的轉(zhuǎn)換； 當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于所述電子漸變提升電路時(shí)，車體處于路基隱患探測作業(yè)狀態(tài)； 當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于所述轉(zhuǎn)把霍爾電門時(shí)，車體處于正常行走狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述車體可以為自帶行走動(dòng)力的電動(dòng)車，也可以為以其他電動(dòng)車作為牽引車的牽引式車體;車體的行走動(dòng)力控制系統(tǒng)與探測車的控制系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)探測車行-停-行-停的循環(huán)作業(yè)功能。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述探測車還包括: 設(shè)置在車體上的燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置，所述燈光閃爍器或蜂鳴器提醒裝置與控制系統(tǒng)的輸出端口連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述探測車還包括: 安裝在車體上，用于拍攝路面工程狀況的照相機(jī)或攝像機(jī)，以及用于記錄拍攝照片的位置的GPS定位裝置，所述照相機(jī)或攝像機(jī)及GPS定位裝置與控制系統(tǒng)的輸出端口連接，拍攝的照片和記錄的相應(yīng)位置用于后期路基隱患提取核查。10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的一種用于路基隱患探測的探測車，其特征在于， 所述探測車還包括: 控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置和車體轉(zhuǎn)向遙控裝置，所述控制系統(tǒng)啟動(dòng)遙控裝置與控制系統(tǒng)連接，所述車體轉(zhuǎn)向遙控裝置與車體的轉(zhuǎn)向裝置連接，實(shí)現(xiàn)對所述探測車的整體遙控。
【文檔編號】B60T7/12GK205594174SQ201620143994
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】朱樸厚, 謝明, 朱德兵
【申請人】長沙尚陣探測科技有限公司