本發(fā)明涉及超前預(yù)報(bào)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種適用于地質(zhì)雷達(dá)的輔助搭載裝置及方法。

背景技術(shù)：

隧道工程是施工高風(fēng)險(xiǎn)工程，設(shè)計(jì)施工中充滿不可預(yù)見因素，為有效預(yù)防施工過程中突水突泥、巖爆等地質(zhì)災(zāi)害，保障工程順利開展，隧道施工前往往會進(jìn)行一系列超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，對整體地質(zhì)情況進(jìn)行預(yù)測。

地質(zhì)雷達(dá)作為一種常用的超前預(yù)報(bào)工具，實(shí)測過程中往往是運(yùn)用人力拉拽、搬運(yùn)進(jìn)行掌子面或者基底的探測，受掌子面、底板不平整等因素影響，施測不能勻速連續(xù)進(jìn)行，對探測結(jié)果精度產(chǎn)生影響。

同時(shí)，受測量條件限制，往往只能對掌子面下部進(jìn)行左右方向探測，難以對掌子面垂直方向探測，造成探測結(jié)果不全面，影響工程后續(xù)進(jìn)行。

因此，如何設(shè)計(jì)一種能夠搭載地質(zhì)雷達(dá)的裝置，來使得地質(zhì)雷達(dá)能夠提高探測范圍與效果，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于地質(zhì)雷達(dá)的輔助搭載裝置。本裝置通過設(shè)計(jì)全新的結(jié)構(gòu)，使其可以輔助地質(zhì)雷達(dá)對掌子面和底板進(jìn)行大范圍量測，以獲得更精確的量測結(jié)果，為后續(xù)工程順利進(jìn)行提供保證。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適用于地質(zhì)雷達(dá)的輔助搭載裝置，包括：

前車架，前車架通過連接桿與后車架固定連接；

所述前車架上設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，后車架上設(shè)置有固定機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)共同將伸縮桿支撐；

所述伸縮桿的一端與擴(kuò)大頭固定連接，擴(kuò)大頭與鉸支座鉸接連接，鉸支座設(shè)置于固定框上；

所述固定框用于安裝地質(zhì)雷達(dá)；

其中，所述前車架和后車架上分別安裝有萬向輪；

且所述后車架上安裝有扶手架。

優(yōu)選的，所述固定機(jī)構(gòu)包括與后車架可拆卸連接的支撐桿，支撐桿的頂端與夾頭鉸接。

優(yōu)選的，所述支撐機(jī)構(gòu)包括與前車架固定連接的千斤頂，千斤頂?shù)幕钊麠U與開口結(jié)構(gòu)的套管鉸接。

優(yōu)選的，所述套管內(nèi)部具有滑輪。

優(yōu)選的，所述擴(kuò)大頭包括彈簧，彈簧的一端與支撐桿固定連接，彈簧的另一端與套筒固定連接，套筒與鉸支座鉸接。

優(yōu)選的，所述固定框的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)行走輪。

優(yōu)選的，所述行走輪包括固定架，固定架與轉(zhuǎn)動架轉(zhuǎn)動配合；

轉(zhuǎn)動架上安裝有三個(gè)滾輪；

其中，三個(gè)滾輪中心的連線形成正三角形。

優(yōu)選的，所述前車架和后車架上均設(shè)置有用于固定地質(zhì)雷達(dá)的卡扣。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置對掌子面進(jìn)行探測的方法，主要包括如下步驟：

A、將雷達(dá)天線安裝在固定框上；

B、利用連接線將雷達(dá)天線和雷達(dá)主機(jī)連通；

C、將伸縮桿伸出，至行走輪接觸到隧道掌子面；

D、對隧道掌子面進(jìn)行探測。

作為另一種方案，上述的裝置也可以對底板進(jìn)行探測，其主要步驟如下：

A、將固定框從伸縮桿上拆出，然后將地質(zhì)雷達(dá)安裝在固定框上；

B、將固定框通過卡扣安裝在前車架與后車架之間；

C、利用連接線將雷達(dá)天線和雷達(dá)主機(jī)連通；

D、對底板進(jìn)行探測。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兼顧底板探測和掌子面探測的功能，方便施測，運(yùn)用較少的人力即可完成測量工作。

(2)本發(fā)明固定框部分通過行走輪和帶彈簧的伸縮桿實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)天線緊貼掌子面，適應(yīng)圍巖不平整問題，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確，測量效率更高。

(3)本發(fā)明萬向輪系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)掌子面左右方向，上下方向的施測，使測量結(jié)果更全面。

附圖說明

圖1是本發(fā)明測量掌子面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明測量基底時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中行走輪的裝配示意圖；

圖4是本發(fā)明中行走輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中固定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明中支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明中擴(kuò)大頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1.后車架；2.前車架；3.連接桿；4.萬向輪；5.固定機(jī)構(gòu)，5-1.支撐桿，5-2.夾頭；6.支撐機(jī)構(gòu)，6-1.千斤頂，6-2.套管，6-3.滑輪；7.扶手架；8.托板；9.雷達(dá)主機(jī)；10連接線；11.伸縮桿；12.活動卡扣；13.鉸支座；14.固定框；15.雷達(dá)天線；16.隧道掌子面；17.行走輪，17-1.固定架，17-2.轉(zhuǎn)動架，17-3.滾輪；18.擴(kuò)大頭，18-1彈簧，18-2套筒。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例：一種適用于地質(zhì)雷達(dá)的輔助搭載裝置，如圖1-7所示，包括后車架1、前車架2、連接桿3、萬向輪4、扶手架7、托板8、伸縮桿11和固定框14。

所述前車架2與后車架1通過連接桿3連接，使得前車架2與后車架1之間具有了容納固定框14的空間。

所述前車架2上焊接兩個(gè)支撐機(jī)構(gòu)6，后車架1上可拆卸設(shè)置有兩個(gè)固定機(jī)構(gòu)5及扶手架7，在扶手架7之間安裝了托板8。

所述固定機(jī)構(gòu)5包括與后車架1可拆卸連接的支撐桿5-1，支撐桿5-1的頂端與夾頭5-2鉸接。夾頭5-2通過螺栓預(yù)緊，可以實(shí)現(xiàn)對伸縮桿11的夾緊，并為支撐桿提供反力。同時(shí)，支撐桿5-1可以選擇為多節(jié)結(jié)構(gòu)的伸縮桿。

所述支撐機(jī)構(gòu)6包括與前車架2固定連接的千斤頂6-1，千斤頂6-1的活塞桿與開口結(jié)構(gòu)的套管6-2鉸接，所述套筒6-2內(nèi)部具有滑輪6-3，以減小伸縮桿11的伸縮阻力，套管6-2可以以鉸接節(jié)點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)伸縮桿11的角度變動。

固定框14既可收入前車架2和后車架1之間由活動卡扣12固定，又可以通過伸縮桿11伸出。其作用在于固定雷達(dá)天線15，雷達(dá)天線15的連接線10通過固定框14中部開口與雷達(dá)主機(jī)9連接，雷達(dá)主機(jī)9一般置于托板8上。

固定框14為正方形工程塑料制板件，固定框14中部有開口，用于雷達(dá)天線15上連接線10通過，固定框14上具有卡槽，卡槽內(nèi)設(shè)固定螺栓，螺栓前有塑膠制作的柔性墊層，旋進(jìn)或旋出螺栓即可完成雷達(dá)天線的固定和松解。與活動卡扣12相適配。固定框14一側(cè)的四角分別安裝有一個(gè)行走輪17，用于輔助固定框14越過障礙。

具體來說，所述行走輪17包括固定架17-1，固定架17-1與轉(zhuǎn)動架17-2轉(zhuǎn)動配合；轉(zhuǎn)動架17-2上安裝有三個(gè)滾輪17-3；其中，三個(gè)滾輪17-3中心的連線形成正三角形，使得行走輪既可以相對于障礙面通過一個(gè)滾輪17-3進(jìn)行滑動，又可以依靠三個(gè)滾輪17-3進(jìn)行跨越式運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)向和障礙越過。

前后車架上分別設(shè)兩個(gè)萬向輪4，實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向的行走，焊接兩活動卡扣12，用于穩(wěn)定固定框14。前車架2為倒梯形狀，方便越過障礙。伸縮桿11為工程塑料制伸縮式桿件，一端與擴(kuò)大頭18固定連接，擴(kuò)大頭18與固定框14通過鉸支座13連接，鉸支座13安裝在固定框14上。

所述擴(kuò)大頭18包括彈簧18-1，彈簧18-1的一端與支撐桿5-1固定連接，彈簧18-1的另一端與套筒18-2固定連接，套筒18-2與鉸支座13鉸接。擴(kuò)大頭18配合行走輪17，可克服掌子面施工后凹凸不平的表面。

實(shí)際測量時(shí)，根據(jù)施測的方向，將雷達(dá)天線15安置于固定框14的卡槽中，旋進(jìn)螺栓固定天線。雷達(dá)連接線10通過固定框14上的開口，與放置在托板8上的雷達(dá)主機(jī)9連接。

用于測量基底時(shí)：固定框14固定于前車架2與后車架1中間，扣緊活動卡扣12使固定框14穩(wěn)定，雷達(dá)天線15面向基底，伸縮桿11收縮，通過前車架和后車架的整體移動，可完成基底的掃描工作。

測量掌子面時(shí)：伸長伸縮桿11并放置于前車架2的支撐機(jī)構(gòu)6中，固定框14面對掌子面，縱向推動推車使固定框14緊貼掌子面，橫向推動推車使雷達(dá)天線15左右移動；調(diào)節(jié)后車架固定機(jī)構(gòu)5為自由移動狀態(tài)(或?qū)⒐潭C(jī)構(gòu)5進(jìn)行伸縮)可實(shí)現(xiàn)雷達(dá)天線15在掌子面上下移動。進(jìn)而完成對掌子面的全方位掃描。

本發(fā)明中固定框14和伸縮桿11等材質(zhì)均為彈性較高且不導(dǎo)電的工程塑料(PC，POM)，可避免干擾雷達(dá)天線傳播的電磁波。

采用了上述結(jié)構(gòu)后，本裝置可以搭載類地質(zhì)雷達(dá)后對底板和掌子面進(jìn)行全方位掃描。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，未予以詳細(xì)說明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。