CN107606384A - 一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，它解决了现有技术中对于小管径供水管道无法有效探测的问题，其具备行程长、径向尺寸小，越障能力大，弯管通过性好等特点，在施工现场可以正常顺利的完成工作并且达到使用要求、在人类所不能到达的小管径管道内进行检漏，其技术方案为：包括车体，车体下部对称安设六个行走轮；车体上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元，车体一侧固定有升降机构，升降机构顶端与云台固定连接，云台上固定有可360度旋转的摄像头，云台上还固定有LED灯；行走轮两两成一对对称设置，一对行走轮之间通过连接轴连接，连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。
Description
技术领域
本发明涉及供水管道监测技术领域，特别是涉及一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台。
背景技术
目前，地下供水管道是城市地下管线的重要组成部分，其运行水平的高低直接影响城市经济建设的发展。我国的城市供水管道内径从15-2400mm不等，管道铺设基本为水平设置。随着城市建设飞速发展，供水管道在使用的过程中会存在破损开裂等现象。这些现象将导致市民用水不畅、影响市容交通等问题。所以，在供水系统中，定期对管道进行检查和维护是保证管道系统安全可靠运行的重要措施。
由于供水管道内空间窄小，有时甚至还存在有毒、有害等物质，工作人员进入管道内进行检查不仅费时费力，还会对身体健康造成损害，所以迫切需要研制出有实用目的的管道自动探测系统。管道探测系统可以从以往的传统开挖维护模式进化为依靠设备进行管道内部维护监测，其安全方便、省时省力、高效的特点使其能够越来越广泛的被应用。目前，国内外很多研究机构都在进行管道探测系统的研究，并取得了一定的研究成果，有些已经能够进行实际的探测应用。但现有的管道监测系统都是针对排水管道，且都是全功能监测，体积大而笨重，只能适用于管径大的排水管道，且其在监测时控制模块必须在管道口才能有效控制监测系统工作，造成极大不便。现有的管道探测系统无法适用于小管径的供水管道，对于供水管道的监测目前仍主要靠人工。
综上所述，现有技术中对于小管径供水管道无法有效探测的问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，其具备行程长、径向尺寸小，越障能力大，弯管通过性好等特点，在施工现场可以正常顺利的完成工作并且达到使用要求、在人类所不能到达的小管径管道内进行检漏，完成管道内拍摄视频画面回传至地面监视器并做存储、通过技术手段进行机体定位；
进一步的，本发明采用下述技术方案：
一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，包括车体，车体下部对称安设六个行走轮；所述车体上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元，所述车体一侧固定有升降机构，升降机构顶端与云台固定连接，所述云台上固定有可360度旋转的摄像头，所述云台上还固定有LED灯；所述行走轮两两成一对对称设置，一对行走轮之间通过连接轴连接，所述连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。
一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，包括车体，车体下部对称安设履带行走轮；所述车体上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元，所述车体一侧固定有升降机构，升降机构顶端与云台固定连接，所述云台上固定有可360度旋转的摄像头，所述云台上还固定有LED灯；所述履带式行走轮之间通过连接轴连接，所述连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。
进一步的，所述行走轮中心通过连接杆与辅助轮连接。
进一步的，所述连接杆倾斜设置，辅助轮设置在行走轮外侧。
进一步的，所述辅助轮的中心线与水平面呈设定夹角。
进一步的，所述辅助轮的设置高度高于行走轮。
进一步的，所述升降机构包括与车体铰接的杆体，所述杆体顶部与云台连接。
进一步的，所述杆体为可伸缩杆体。
进一步的，所述杆体顶部设置横向的丝杆，所述云台底部带有丝块，丝块与丝杆配合设置。
进一步的，所述云台与丝块插接连接。
进一步的，所述车体尾部通过线缆与绕线器连接，所述绕线器带有第一WiFi模块，第一WiFi模块与遥控器进行通信。
进一步的，所述行走轮与动力装置连接，动力装置带有第二WiFi模块，第二WiFi模块与遥控器进行通信。
进一步的，所述升降机构带有第三WiFi模块，第三WiFi模块与遥控器进行通信。
进一步的，所述设备单元带有卡接结构，所述车体上带有卡合结构，卡接结构和卡合结构配合设置。
进一步的，所述车体外侧涂有防水涂层，车体缝隙处封设橡胶条。
进一步的，所述行走轮外周带有环形排水槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的机械平台，是针对小管径的供水管道，在车体上配备多个可更换的设备单元，能够根据预计实现的功能快速更换成对应的模块设备，能够实现对管道的探伤、新管验收、巡检等多种功能；且可以有选择的配备需要的模块设备，无需直接配备全部模块设备，使得本发明的机械平台更加具有针对性，且能大大减小其体积，更加适应小管径供水管道的作业。
本发明的机械平台，在车体下部安设六个行走轮，在越过障碍物或者通过管道接口时，始终有四个行走轮触地行走，能够轻松越过障碍物或管道接口；或者行走轮替换成履带式行走轮，更能适应管道内的复杂环境。
本发明的机械平台，设置360度旋转的摄像头，能够全方位监测管道内情况；设置LED灯实现照明。
本发明的机械平台，在行走轮的连接轴上设置伸缩结构，这样在管道内水量较多时，可使伸缩结构伸长将车体顶起，也就避免了车体上的设备单元被水浸没，进一步提升了设备单元的可靠性。
本发明的机械平台，在行走轮外侧通过连接杆连接辅助轮，且辅助轮的高度高于行走轮，这样在正常状态下辅助轮不起作用，而在管道内有障碍物或者车体发生倾斜时，辅助轮着地可辅助越过障碍物或者能保证车体不致发生倾倒，有效保障机械平台的正常工作。
本发明的机械平台，升降机构可升降伸缩，进而可以观察不同高度处管道的情况，同时设置横向丝杆与云台配合，云台可横向左右移动，在监测到左右两侧管道出现异常情况时，云台可进一步移动靠近管道侧壁，拍摄出更清晰的图像，更加有利于对管道情况的判断分析。
本发明的机械平台，车体通过线缆与绕线器连接，而绕线器设置WiFi模块与遥控器通信，在监测管道时只需要将绕线器放置在管道口，而操作者则不受限制，操作者手持遥控器与绕线器、动力装置、升降机构等通过无线连接，方便操作者站位和携带。
本发明的机械平台，设备单元和车体通过卡接结构和卡合结构配合连接，可以快速实现设备单元的安装和拆卸；车体设置防水涂层，缝隙处设置橡胶条，能极大提升车体的防水效果；行走轮外周设置环形排水槽，在水中行走时水可由环形排水槽通过，不会溅起水花，且减小了通行阻力。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的机械平台的主视图；
图2为本发明的机械平台的俯视图；
图3为本发明的机械平台的侧视图；
图4为本发明机械平台与绕线器、遥控器之间的配合示意图；
图5为本发明行走轮连接轴上伸缩结构设置示意图；
图6为本发明行走轮侧部辅助轮的设置示意图；
图7为本发明行走轮的排水槽设置示意图；
图中，1车体，2行走轮，3设备单元，4升降机构，5云台，6摄像头，7LED灯，8杆体，9丝杆，10丝块，11线缆，12绕线器，13遥控器，14连接轴，15伸缩结构，16连接杆，17辅助轮，18排水槽。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在对于小管径供水管道无法有效探测的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，其也可以叫做管道内窥系统。由于管道网络的错综复杂，本发明的机械平台具备行程长、径向尺寸小，越障能力大，弯管通过性好等特点，能够在管道内顺畅行走并可以通过一定障碍物，具有防水功能。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-7所示，提供了一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，包括车体1，车体1下部对称安设六个行走轮2，在越过障碍物或者通过管道接口时，始终有四个行走轮触地行走，能够轻松越过障碍物或管道接口；或者行走轮替换成履带式行走轮，更能适应管道内的复杂环境；
车体1上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元3，设备单元3呈模块化设置，设备单元3带有卡接结构，车体1上带有卡合结构，卡接结构和卡合结构配合设置，可以快速实现设备单元的安装和拆卸；设备单元3包括探伤模块、巡检模块、电源模块等等，无需其他电源供电，可自行供给电量，在车体上配备多个可更换的设备单元，能够根据预计实现的功能快速更换成对应的模块设备，能够实现对管道的探伤、新管验收、巡检、清洁、气体检测、焊缝探伤等多种功能；且可以有选择的配备需要的模块设备，无需直接配备全部模块设备，使得本发明的机械平台更加具有针对性和实用性，且能大大减小其体积，更加适应小管径供水管道的作业。
车体1一侧固定有升降机构4，升降机构4顶端与云台5固定连接，云台5上固定有可360度旋转的摄像头6，云台5上还固定有LED灯7，设置360度旋转的摄像头，能够全方位监测管道内情况；设置LED灯实现照明；
本发明的机械平台全长520mm，全高180mm，全宽200mm，工作电压12V，其采用六轮驱动，差速转向驱动方式，最小工作内径可为300mm，云台举升高程为350mm。
行走轮2两两成一对对称设置，一对行走轮2之间通过连接轴14连接，连接轴与14车体1之间设置伸缩结构15，伸缩结构15处于伸长状态时可将车体1顶起。伸缩结构15可以为液压缸、气缸等可以往复伸缩的机构。在行走轮的连接轴上设置伸缩结构，这样在管道内水量较多时，可使伸缩结构伸长将车体顶起，也就避免了车体上的设备单元被水浸没，进一步提升了设备单元的可靠性。
行走轮2中心通过连接杆16与辅助轮17连接。连接杆16倾斜设置，辅助轮17设置在行走轮2外侧(行走轮2离车体车身更近的一侧定义为内侧，相对的另一侧定义为外侧)。辅助轮17的中心线与水平面呈设定夹角。辅助轮17的设置高度高于行走轮2。在行走轮外侧通过连接杆连接辅助轮，且辅助轮的高度高于行走轮，这样在正常状态下辅助轮不起作用，而在管道内有障碍物或者车体发生倾斜时，辅助轮着地可辅助越过障碍物或者能保证车体不致发生倾倒，有效保障机械平台的正常工作。
升降机构4包括与车体1铰接的杆体8，杆体8顶部与云台5连接。
杆体8为可伸缩杆体。杆体8顶部设置横向的丝杆9，云台5底部带有丝块10，丝块10与丝杆9配合设置。云台5与丝块10插接连接，方便快速完成云台和丝块的连接。升降机构可升降伸缩，进而可以观察不同高度处管道的情况，同时设置横向丝杆与云台配合，云台可横向左右移动，在监测到左右两侧管道出现异常情况时，云台可进一步移动靠近管道侧壁，拍摄出更清晰的图像，更加有利于对管道情况的判断分析。
车体1尾部通过线缆11与绕线器12连接，绕线器12带有第一WiFi模块，第一WiFi模块与遥控器13进行通信。车体通过线缆与绕线器连接，而绕线器设置WiFi模块与遥控器通信，在监测管道时只需要将绕线器放置在管道口，而操作者则不受限制。遥控器上带有显示屏和摇杆、操作按键等，对应显示屏也设置各按键进行操作。
行走轮2与动力装置连接，动力装置带有第二WiFi模块，第二WiFi模块与遥控器13进行通信。升降机构4带有第三WiFi模块，第三WiFi模块与遥控器13进行通信。操作者手持遥控器与绕线器、动力装置、升降机构等通过无线连接，方便操作者站位和携带。本发明机械平台的行走动作和云台动作均为比例控制方式，即机械平台的行走动作和遥控器的摇杆同步动作，前进时机械平台的速度随摇杆推的角度加大而加快，反之减慢。云台的动作幅度随摇杆的动作角度成比例变化，并能够实现微调。
车体1外侧涂有防水涂层，车体1缝隙处封设橡胶条，能极大提升车体的防水效果。
行走轮2外周带有环形排水槽18，在水中行走时水可由环形排水槽通过，不会溅起水花，且减小了通行阻力。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，其在车体下部对称安设履带式行走轮，履带式行走轮之间通过连接轴连接，连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。其他相对应部分与实施例1相同。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，其特征是，包括车体，车体下部对称安设六个行走轮；所述车体上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元，所述车体一侧固定有升降机构，升降机构顶端与云台固定连接，所述云台上固定有可360度旋转的摄像头，所述云台上还固定有LED灯；所述行走轮两两成一对对称设置，一对行走轮之间通过连接轴连接，所述连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。
2.如权利要求1所述的机械平台，其特征是，所述行走轮中心通过连接杆与辅助轮连接；所述连接杆倾斜设置，辅助轮设置在行走轮外侧。
3.如权利要求2所述的机械平台，其特征是，所述辅助轮的中心线与水平面呈设定夹角；所述辅助轮的设置高度高于行走轮。
4.如权利要求1所述的机械平台，其特征是，所述行走轮与动力装置连接，动力装置带有第二WiFi模块，第二WiFi模块与遥控器进行通信。
5.如权利要求1所述的机械平台，其特征是，所述车体外侧涂有防水涂层，车体缝隙处封设橡胶条；所述行走轮外周带有环形排水槽。
6.一种针对小管径供水管道的模块化作业机械平台，其特征是，包括车体，车体下部对称安设履带行走轮；所述车体上部可拆卸连接有多个可更换的设备单元，所述车体一侧固定有升降机构，升降机构顶端与云台固定连接，所述云台上固定有可360度旋转的摄像头，所述云台上还固定有LED灯；所述履带式行走轮之间通过连接轴连接，所述连接轴与车体之间设置伸缩结构，伸缩结构处于伸长状态时可将车体顶起。
7.如权利要求1或6所述的机械平台，其特征是，所述升降机构包括与车体铰接的杆体，所述杆体顶部与云台连接；所述杆体为可伸缩杆体。
8.如权利要求7所述的机械平台，其特征是，所述杆体顶部设置横向的丝杆，所述云台底部带有丝块，丝块与丝杆配合设置；所述云台与丝块插接连接。
9.如权利要求1或6所述的机械平台，其特征是，所述车体尾部通过线缆与绕线器连接，所述绕线器带有第一WiFi模块，第一WiFi模块与遥控器进行通信；所述升降机构带有第三WiFi模块，第三WiFi模块与遥控器进行通信。
10.如权利要求1或6所述的机械平台，其特征是，所述设备单元带有卡接结构，所述车体上带有卡合结构，卡接结构和卡合结构配合设置。
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| FR3078498A1 (fr) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | La Garonne | Appareil d'inspection de conduite souterraine d'assainissement visitable ou semi-visitable |
| CN114770536A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-22 | 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 | 电力管道巡检机器人 |
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