專利名稱：通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種地下管線測量儀，尤其是指一種通訊行業(yè)小口徑地下管線精 確測量儀，主要用于內(nèi)徑32 40mm的非開挖地下管道驗收檢測，也可用于該內(nèi)徑范圍內(nèi)的 其它管線的空間軌跡測量。
背景技術(shù)：
通訊信息行業(yè)新建基礎(chǔ)管線采用非開挖施工已成為主流技術(shù)，但長期以來定向穿 越控向技術(shù)，隨鉆標(biāo)繪系統(tǒng)誤差較大，特別是竣工后的測量技術(shù)滯后，致使地下管線工程竣 工資料數(shù)據(jù)和管線實際空間位置坐標(biāo)誤差較大，不利于地下管線建設(shè)和社會利用。因此準(zhǔn) 確掌握已鋪設(shè)管線的地下空間位置十分重要，它不僅是評價工程質(zhì)量的指標(biāo)，而且能為后 續(xù)新建管線的軌跡設(shè)計和施工提供依據(jù)，以避免管線相交。一般而言，地下管線空間軌跡測 量，管徑越小，測量難度越大，因此，專門研究小口徑地下管線軌跡測量儀器有重要現(xiàn)實意 義。目前國內(nèi)獲得管線軌跡的方法主要有兩種一是將導(dǎo)向碳棒在竣工管道內(nèi)拖行一 次，同時在地面定點，然后用全站儀或GPS測量這些點的坐標(biāo)，最后形成軌跡；二是直接用 導(dǎo)向孔施工時的導(dǎo)向數(shù)據(jù)形成軌跡。這兩種方法都有不足，前者費時費事且精度不高，后者 數(shù)據(jù)可信性和準(zhǔn)確性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測 量儀，操作簡單，能對地下管線進行高效率、高精度的測量。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供下述技術(shù)方案一種通訊行業(yè)小口徑地下 管線精確測量儀，包括由入管檢測下位機和管口計程器和小型卷揚機，利用傳感器和微處 理器對數(shù)據(jù)進行處理，通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，所述的 入管檢測下位機，由前輪組、儀器倉和后輪組同軸固定連接構(gòu)成，其中，每個輪組上至少設(shè)置三個滾輪周向均布，用于探測頭在管道中行走，當(dāng)輪組上設(shè) 置有與纜繩連接的連接部件時，作為前輪組，反之作為后輪組，對于光滑的管道，可直接采 用纜繩拉儀器倉在管線中行走；所述的儀器倉外觀為管狀結(jié)構(gòu)，各連接部位采用密封設(shè)計，密封耐壓0. 3MPa,內(nèi)部 安裝電路板及傳感器；所述的管口計程器為管口光電編碼器計程器；所述的傳感器包括姿態(tài)傳感器組和計程傳感器組，姿態(tài)傳感器組通過A/D轉(zhuǎn)換器 與微處理器連接；計程傳感器組通過計程模塊與微處理器連接，微處理器將數(shù)據(jù)存儲或與 PC機進行數(shù)據(jù)交換。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的每個輪組由滾輪支架基座、滾輪支架、三個滾輪構(gòu)成， 滾輪支架基座通過固定螺釘與儀器倉固定，方便拆卸，滾輪支架基座周向均勻伸出三個爪，每個爪上旋轉(zhuǎn)固定一滾輪支架，滾輪通過滾輪軸固定在滾輪支架上。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的滾輪支架通過滑軸滾輪支架基座連接。在上述方案基礎(chǔ)上，滾輪支架和滾輪支架基座的爪上開的滑軸孔，所述的滑軸同 時穿過滾輪支架和滾輪支架基座上開的滑軸孔，滑軸與滾輪支架基座間裝有彈簧，這樣前 后輪組能自適應(yīng)管道的內(nèi)徑。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的連接部件為U形環(huán)，裝在前輪組的前端，用于穿纜繩。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的姿態(tài)傳感器組采用角速度傳感器，所述的計程傳感器 組采用加速度傳感器。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的儀器倉采用不銹鋼外筒。在上述方案基礎(chǔ)上，所述的微處理器采用可充電電池及穩(wěn)壓電源電路。所述的管口計程器通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，計 程數(shù)據(jù)和入管檢測下位機輔助計程數(shù)據(jù)比較處理后得到入口點至待測點的實際路程。電路部分運用多傳感器融合技術(shù)，包括各種姿態(tài)測量傳感器、雙計程傳感器和相 應(yīng)的輔助電路組合，用于測量管線姿態(tài)，和入口點到待測點的路程。各傳感器測量的數(shù)據(jù)合 理融合，互相校正，并通過軟件算法，合成待測點的空間位置信息。最后將所有點的空間位 置信息擬合成待測管線的空間軌跡曲線，并形成報表存檔。本實用新型采用先進的角速度傳感器、加速度傳感器和路程計量器作為測量系 統(tǒng)，不銹鋼外筒和滾輪徑向伸縮機構(gòu)保證儀器軸線和管道軸線平行，同時起到減震減小摩 擦阻力作用，可以沿管道內(nèi)連續(xù)測試管道軌跡中心軸各點的俯仰角、方位角和入口至測點 的長度；測試數(shù)據(jù)存于U盤中；通過PC機進行數(shù)據(jù)處理最終形成地下管道的空間軌跡。

圖1為入管檢測下位機結(jié)構(gòu)圖圖2為電路原理框圖圖3為輪組結(jié)構(gòu)圖圖4為滾輪支架零件圖圖5為滾輪支架基座零件圖圖中標(biāo)號1—滾輪2——固定螺釘3——U形環(huán)4——儀器倉5——滾輪支架基座 6——滾輪支架 ——滾輪軸8——滑軸。
具體實施方式
請參閱圖1為入管檢測下位機結(jié)構(gòu)圖，圖2為電路原理框圖，圖3為輪組結(jié)構(gòu)圖， 圖4為滾輪支架零件圖和圖5為滾輪支架基座零件圖本實用新型綜合運用單片機、雙軸陀螺式角速度傳感器、加速度計、旋轉(zhuǎn)編碼器， 霍爾元件等進行數(shù)據(jù)收集，一種通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀機構(gòu)，由入管檢測下 位機和管口計程器構(gòu)成，通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，所述 的入管檢測下位機，由前輪組、儀器倉和后輪組同軸固定連接構(gòu)成，其中，每個輪組上至少設(shè)置三個滾輪1周向均布，當(dāng)輪組上設(shè)置有與纜繩連接的連接部件時，作為前輪組，反之作為后輪組；所述的儀器倉4外觀為不銹鋼管狀結(jié)構(gòu)，各連接部位采用密封設(shè)計，密封耐壓 0. 3MPa,內(nèi)部安裝電路板及傳感器。所述的每個輪組由滾輪支架基座5、滾輪支架6、三個滾輪1構(gòu)成，滾輪支架基座5 通過固定螺釘2與儀器倉4固定，方便拆卸，滾輪支架基座5周向均勻伸出三個爪，每個爪 上旋轉(zhuǎn)固定一滾輪支架6，滾輪1通過滾輪軸7固定在滾輪支架6上。滾輪支架6和滾輪支架基座5的爪上均開有滑軸孔，滑軸8同時穿過滾輪支架6 和滾輪支架基座5上開設(shè)的滑軸孔，滑軸與滾輪支架基座間裝有彈簧，使?jié)L輪1可沿徑向伸 縮，這樣前后輪組能自適應(yīng)管道的內(nèi)徑。所述的連接部件為U形環(huán)3，裝在前輪組的前端，對于光滑的管道，可直接采用纜 繩拉儀器倉4在管線中行走。如圖2所示，所述的傳感器包括姿態(tài)傳感器組和計程傳感器組，姿態(tài)傳感器組通 過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接；計程傳感器組通過計程模塊與微處理器連接，微處理器將 數(shù)據(jù)存儲或與PC機進行數(shù)據(jù)交換。所述的姿態(tài)傳感器組采用雙軸陀螺式角速度傳感器，所述的計程傳感器組采用加 速度計。所述的管口計程器通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，該 計程數(shù)據(jù)和入管檢測下位機輔助計程數(shù)據(jù)比較處理后得到入口點至待測點的實際路程。本實用新型運用多傳感器融合技術(shù)，用于測量管線姿態(tài)，和入口點到待測點的路 程。各傳感器測量的數(shù)據(jù)合理融合，互相校正。最后將所有點的空間位置信息通過軟件擬 合成待測管線的空間軌跡曲線，并形成報表存檔。當(dāng)要通過管道內(nèi)徑小于輪組機構(gòu)自然張開口外徑時，滑軸8沿徑向壓縮，保證前 后輪組機構(gòu)上的滾輪1能始終與管道內(nèi)壁接觸，且探測頭的軸線與管道軸線始終保持同 軸ο具體使用時，通過卷揚機、纜繩拉動入管檢測下位機在管線中由入口點走到出口 點，取出存儲在U盤中的數(shù)據(jù)，在PC機上進行數(shù)據(jù)處理。采用纜繩直接拖拽儀器倉時，要求 管線內(nèi)焊接疤痕較為平滑。安裝前后輪組機構(gòu)，再采用纜繩拖拽儀器倉，抗震性能高，對管 道內(nèi)壁粗糙程度適應(yīng)性強。本實用新型采用先進的角速度傳感器、加速度傳感器和路程計量器作為測量系 統(tǒng)，不銹鋼外筒和滾輪徑向伸縮機構(gòu)保證儀器軸線和管道軸線平行，同時起到減震減小摩 擦阻力作用，可以沿管道內(nèi)連續(xù)測試管道軌跡中心軸各點的俯仰角、方位角和入口至測點 的長度；測試數(shù)據(jù)存于U盤中；通過PC機進行數(shù)據(jù)處理最終形成地下管道的空間軌跡，對 探明非開挖鋪設(shè)管道的地下的走向及埋深相較于國內(nèi)現(xiàn)有的儀器設(shè)備具有操作簡單，高效 率，高精度的優(yōu)勢，并具有一定的國際競爭力，市場前景非常廣闊。
權(quán)利要求一種通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，包括由入管檢測下位機和管口計程器，利用傳感器和微處理器對數(shù)據(jù)進行處理，通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，其特征為所述的入管檢測下位機，由前輪組、儀器倉和后輪組同軸固定連接構(gòu)成，其中，每個輪組上至少設(shè)置三個滾輪周向均布，當(dāng)輪組上設(shè)置有與牽引繩連接的連接部件時，作為前輪組，反之作為后輪組；所述的儀器倉外觀為管狀結(jié)構(gòu)，各連接部位采用密封設(shè)計，密封耐壓0.3MPa，內(nèi)部安裝電路板及傳感器；所述的管口計程器為管口光電編碼器計程器；所述的傳感器包括姿態(tài)傳感器組和計程傳感器組，姿態(tài)傳感器組通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接；計程傳感器組通過計程模塊與微處理器連接，微處理器將數(shù)據(jù)存儲或與PC機進行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 每個輪組由滾輪支架基座、滾輪支架、三個滾輪構(gòu)成，滾輪支架基座通過固定螺釘與儀器倉 固定，滾輪支架基座周向均勻伸出三個爪，每個爪上旋轉(zhuǎn)固定一滾輪支架，滾輪通過滾輪軸 固定在滾輪支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 滾輪支架通過滑軸滾輪支架基座連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于滾輪支 架和滾輪支架基座的爪上開的滑軸孔，所述的滑軸同時穿過滾輪支架和滾輪支架基座上開 的滑軸孔，滑軸與滾輪支架基座間裝有彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 連接部件為U形環(huán)，裝在前輪組的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 姿態(tài)傳感器組采用角速度傳感器，所述的計程傳感器組采用加速度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 儀器倉采用不銹鋼外筒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，其特征在于所述的 微處理器采用可充電電池及穩(wěn)壓電源電路。
專利摘要本實用新型涉及一種通訊行業(yè)小口徑地下管線精確測量儀，包括由入管檢測下位機和管口計程器，利用傳感器和微處理器對數(shù)據(jù)進行處理，通過測量纜繩行走的路程間接測量入管檢測下位機的行程，其中，入管檢測下位機由前輪組、儀器倉和后輪組同軸固定連接構(gòu)成，每個輪組上至少設(shè)置三個滾輪周向均布，前輪組上設(shè)置有與纜繩連接的連接部件；所述的儀器倉外觀為管狀結(jié)構(gòu)，各連接部位采用密封設(shè)計，密封耐壓0.3MPa，內(nèi)部安裝電路板及傳感器；所述的管口計程器為管口光電編碼器計程器；所述的傳感器包括姿態(tài)傳感器組和計程傳感器組，姿態(tài)傳感器組通過A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連接；計程傳感器組通過計程模塊與微處理器連接，微處理器將數(shù)據(jù)存儲或與PC機進行數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G01B7/02GK201653347SQ20102029942
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者烏效鳴, 崔立建, 張南, 張大鵬, 沈晶晶, 路桂英 申請人:上海置誠通信工程技術(shù)有限公司