一種隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于隧道施工領域，具體涉及一種隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置。
【背景技術】
[0002]隧道施工屬于隱蔽性工程，設計施工中的不可預見性較其他工程大，為避免施工過程中掌子面前方發(fā)生涌水、瓦斯突出、巖爆、大變形等地質災害，保證施工的安全和順利進行，在隧道開挖前，有必要對掌子面前方的圍巖做出超前預報。掌子面超前預報的方法多種多樣，其中最常用的方法就是利用地質雷達進行地質預報。
[0003]目前通過地質雷達進行隧道掌子面超前預報時基本上使用兩種方法:(I):人力測量，即兩個人抬著雷達天線貼著掌子面移動；(II):剛性測量，即將雷達天線通過支架固定在車架上貼著掌子面移動。
[0004]實踐表明:
[0005]方法⑴有如下缺點:人力測量有以下幾個缺點:
[0006]①雷達天線與掌子面接觸不穩(wěn)定、雷達天線曲線前進和雷達天線傾斜前進等問題；②當需要量測的掌子面高度較高時，人力測量將顯得十分困難；③人員在掌子面前面停留太久，不安全。④反復測量時，人力測量易于勞累；
[0007]方法(II)有如下缺點:由于掌子面凹凸不平，傳統(tǒng)的在測量車上支撐雷達天線的支架沒有采用自適應系統(tǒng)，因此極易在掌子面凸起位置發(fā)生卡死不動的現(xiàn)象。又由于測量車在測量過程中與掌子面的距離極易發(fā)生變化，也可能導致雷達天線在掌子面上發(fā)生卡死或接觸不緊密的現(xiàn)象。

【發(fā)明內容】

[0008]針對現(xiàn)有技術的缺陷或不足，本實用新型提供了一種隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置，此裝置巧妙地利用液壓油缸的穩(wěn)壓原理自動調節(jié)雷達天線與隧道掌子面的壓力，使其不因掌子面表面的凹凸不平或測量車與掌子面距離的變化而發(fā)生變化。
[0009]為達到上述效果，本實用新型采取的技術方案為:
[0010]一種隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置，包括依次與雷達天線連接的穩(wěn)壓單元、旋轉單元和橫向移動單元，穩(wěn)壓單元控制雷達天線與待測掌子面之間的壓力保持恒定，旋轉單元控制穩(wěn)壓單元與雷達天線一起進行旋轉，橫向移動單元控制旋轉單元、穩(wěn)壓單元與雷達天線一起進行橫向的來回移動。
[0011]具體的，所述的穩(wěn)壓單元包括穩(wěn)壓油缸，穩(wěn)壓油缸包括液壓油缸、進油管、出油管和安裝在進油管上的限壓閥，進油管與液壓油缸的非活塞桿端連通，出油管與液壓油缸的活塞桿端連通，且進油管與出油管在液壓油缸外連通，限壓閥設置在進油管未與出油管連通的管路上；
[0012]穩(wěn)壓油缸的活塞端與雷達天線固定連接，當通過橫向移動單元和旋轉單元調整好雷達天線與待測掌子面之間的位置后，通過穩(wěn)壓油缸自動調節(jié)雷達天線與待測掌子面之間的位置。
[0013]更具體的，所述的旋轉單元包括機械手掌，機械手掌為相隔離的雙層圓盤結構，在機械手掌的雙層結構的分隔處同軸設置第一滾動軸承，在機械手掌的一端同軸固設旋轉軸，在機械手掌的另一端同軸固設穩(wěn)壓油缸，穩(wěn)壓油缸的活塞桿與雷達天線固接；
[0014]旋轉軸的旋轉帶動機械手掌、穩(wěn)壓油缸和雷達天線共同旋轉。
[0015]再具體的，在機械手掌上與旋轉軸相對同軸固設固定軸，所述的固定軸包括固定外軸和固定內軸，固定外軸同軸固設在機械手掌上，固定內軸可在固定外軸內沿軸向來回移動，且固定內軸的端部與雷達天線固定連接。
[0016]優(yōu)選的，所述的穩(wěn)壓油缸有兩個，兩個穩(wěn)壓油缸以固定軸為對稱線設置在機械手掌上。
[0017]進一步的，其特征在于，所述的橫向移動單元包括安裝架、第一撐臂、第二撐臂、第三撐臂和蝸輪蝸桿機構，第一撐臂、第二撐臂和第三撐臂由安裝架的一端依次并列垂直設置，第一撐臂、第二撐臂和第三撐臂分別與安裝架活動式連接；
[0018]第一撐臂用于支撐蝸輪蝸桿機構的蝸輪，第二撐臂用于支撐蝸輪蝸桿機構的蝸桿與旋轉軸的連接點，第三撐臂用于支撐機械手掌。
[0019]更進一步的，所述的蝸桿與旋轉軸的連接點為半滾動軸承，旋轉軸安裝在半滾動軸承的滾動端，蝸桿安裝在半滾動軸承的固定端。
[0020]另外，所述的第二撐臂通過限位構件與安裝架活動式連接，所述的限位構件包括電磁鐵、銜鐵和齒槽，電磁鐵和銜鐵設置在第二撐臂上，齒槽沿安裝架的長度方向設置在第一撐臂和第二撐臂間；
[0021]通電時，銜鐵被電磁鐵吸附移出齒槽，第二撐臂在安裝架上移動；斷電時，銜鐵脫離電磁鐵的吸附卡在齒槽內，限制第二撐臂在安裝架上的移動。
[0022]同時，所述的安裝架為橫向的條狀架體，在安裝架的端部垂直設置輔助三角架，第一撐臂通過高剛度彈簧與輔助三角架連接，且在齒槽的靠近第一撐臂的端部設置卡位塊，第一撐臂、高剛度彈簧、安裝架和卡位塊組成高剛度緩沖結構。
[0023]且，還包括升降移動單元，所述的升降移動單元包括升降架和移動底盤，安裝架設置在升降架的頂端，升降架安裝在移動底盤上，升降架在豎向進行安裝架位置的調節(jié)，移動底盤帶動升降架和安裝架一起進行水平的移動。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0025](I)本實用新型的隧道地質超前預報雷達天線自適應智能調位裝置通過自適應部分和運動部分的設置，實現(xiàn)了該裝置在隧道測量中的大范圍的移動和精細位置的調節(jié)，尤其是自適應部分的結構設置可以自動地調節(jié)雷達天線與掌子面之間的壓力，保證了雷達天線與掌子面的良好接觸；
[0026](2)本實用新型的自適應部分主要通過依次與雷達天線連接的穩(wěn)壓油缸、旋轉單元和橫向移動單元實現(xiàn)雷達天線多方位的調節(jié)需求，不僅能調整雷達天線的前進方向，同時也保證了雷達天線測量過程中的直線行進；
[0027](3)本實用新型裝置的運動部分可以進行橫向和縱向的移動，可根據(jù)不同的掌子面高度調節(jié)相應的測量高度，解決了人力測量的掌子面高度太大時，難以觸及的問題；可持續(xù)工作，續(xù)航能力強；工作人員無需接近掌子面工作，保證了工作人員的安全。
【附圖說明】
[0028]圖1是隧道地質超前預報雷達天線自適應智能調位裝置主視圖；
[0029]圖2是本實用新型的隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置的穩(wěn)壓油缸的自動伸縮穩(wěn)壓原理圖，圖中1-推桿、I1-活塞、II1-缸體、IV-限壓閥，箭頭表示液壓油的進出方向，A、B、C、D和E分別表示不同段的油路；
[0030]圖3是本實用新型的隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置的固定軸內軸的結構不意圖，圖中A為主視圖、B為俯視圖、C為左視圖；
[0031]圖4為本實用新型的隧道地質超前預報雷達天線自適應調位裝置的固定軸外軸的結構不意圖，圖中A為主視圖、B為俯視圖、C為左視圖；
[0032]圖5是圖1的右視圖；
[0033]圖6是圖1中自適應部分A-A截面剖面圖；
[0034]圖7是圖1中自適應部分B-B截面剖面圖；
[0035]圖中各標號表示:1_壓力傳感器、2-固定內軸、201-卡塊、202-卡條、3-固定外軸、301-卡槽、4-穩(wěn)壓油缸、5-第一滾動軸承、6-機械手掌、7-旋轉軸、8-第一主動齒輪、9-第一傳動齒輪、10-旋轉電機、11-半滾動軸承、12-蝸輪蝸桿機構、13-推動電機、14-第一撐臂、15-高剛度彈簧、16-電磁鐵、17-銜鐵、18-齒槽、19-紅外接收器、20-安裝架、21-卡位塊、22-升降機液壓油缸、23-第四撐臂、24-第二滾動軸承、25-行走輪、26-第二傳動齒