CN108303085A - 插接式地下管线惯性定位仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种插接式地下管线惯性定位仪，其技术方案要点是包括电子舱以及对接在电子舱两端的定中轮轮系，所述定中轮轮系的一端形成有第一对接端，电子舱的端部形成有与第一对接端插接配合的第二对接端，第一对接端和第二对接端之间设置有两者插接后进行锁定的至少一个径向锁定件，达到了能够快速、方便地安装电子舱和支撑轮系，不仅避免了仪器在安装过程中造成的电缆线扭转的问题，增强电缆线连接的可靠性，而且不增加电子舱直径，提高仪器在管道中的通过性。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道测量技术，特别涉及一种插接式地下管线惯性定位仪。
背景技术
随着城市的现代化建设和发展，地下管道网络系统日益发达，电力、燃气、给排水、雨污水等各类管道交错在一起，蛛网密布，错综复杂。为了对已建成的地下管线进行专业的管理与维护，需要对地下管线进行精准定位。地下管线惯性定位仪是一种对地下管线进行精确定位的高精密仪器。地下管线惯性定位仪结合了陀螺仪定向惯性导航、计算机三维计算等技术，通过地下管线惯性定位仪拖曳惯性陀螺定位仪在待测地下管线中穿行，从而生成地下管道中心轴线的三维坐标与位置图。
现有的地下管线惯性定位仪技术包括以下几种：
(1)参考授权公告号为授权公告号为CN104634373B的中国发明专利，其公开了一种管道检测仪定中装置，包括测量仪器和两端的轮系单元，轮系单元的轮系外，即轮系单元中的支撑臂的外侧固定安装有里程计盒，里程计盒通过电缆线接入测量仪器本体的电缆线接口上。
（2）参考授权公告号为CN205120128U的中国实用新型专利，其公开了一种基于惯性测量技术的管道三维姿态测量仪，包括前、后支架和电子仓，前后支架包括支撑中轴、支座、滑座、拉簧、行程轮以及接头，在行程轮的外侧安装有霍尔感应里程计，霍尔感应里程计通过电缆线连接在电子仓上。
（3）参考授权公告号为CN 104266037B的中国发明专利，公开了一种伸缩式管道机器人装置，也采用了轮系单元、测量仪器和里程计等，同时也公开了通常的接线口设置在主舱体上，而现有技术中里程计盒设置在轮系单元的外侧，里程计盒上伸出的电缆线连接于主舱体外侧接线口，此时电缆线位于轮系单元的外侧。
上述现有技术中在电子舱和两端的支撑轮系通过螺纹连接或者采用箍抱连接。若采用螺纹连接，不仅会导致轮系和电子舱之间的电缆线出现扭转和连接不可靠的问题，也会存在误拆风险，同时在实际操作时旋转程度受人为影响大，会加速螺纹连接失效。若采用箍抱连接会增加主体直径，大大增加了仪器在管道发生卡死的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种插接式地下管线惯性定位仪，其优点是能够快速、方便地安装电子舱和支撑轮系，不仅避免了仪器在安装过程中造成的电缆线扭转的问题，增强电缆线连接的可靠性，而且不增加电子舱直径，提高仪器在管道中的通过性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种插接式地下管线惯性定位仪，包括电子舱以及对接在电子舱两端的定中轮轮系，所述定中轮轮系的一端形成有第一对接端，电子舱的端部形成有与第一对接端插接配合的第二对接端，第一对接端和第二对接端之间设置有两者插接后进行锁定的至少一个径向锁定件。
通过采用上述技术方案，在电子舱和定中轮轮系进行连接时，第一对接端和第二对接端插接后，通过径向锁定件和定位孔的配合进行锁定，从而完成两者的安装，较为方便，且连接较为稳定，不需要电子舱和定中轮轮系相对转动，电缆不容易出现扭转问题，也不会增加电子舱的直径。
较佳的，定中轮轮系包括轴端盖轴、安装在轴端盖轴底端的轴端盖下圆盘、沿着轴端盖轴轴向滑动的轴端盖上圆盘、两端分别与轴端盖下圆盘和轴端盖上圆盘固定的拉伸弹簧以及设置在轴端盖下圆盘和轴端盖上圆盘之间的轮系单元，轮系单元包括设置在轴端盖下圆盘和轴端盖上圆盘之间的伸缩连杆组件以及转动连接在伸缩连杆组件上的轮子，伸缩连杆组件上设置有与轮子配合的里程计,所述里程计设置在伸缩连杆组件内。
通过采用上述技术方案，设置在内部的里程计可以减少里程计与管道内杂物的碰撞，使得里程计不容易发生损坏或者脱落，电缆线连接也较稳定。
较佳的，所述伸缩连杆组件上开设有放置槽，里程计盒嵌入放置槽内。
通过采用上述技术方案，方便里程计的放置与更换，，使得里程计放置较为稳定。
较佳的，所述放置槽靠近轴端盖轴一侧形成有底壁，相对的另一侧形成有放入口，放入口处设置有遮挡放入口的里程盖。
通过采用上述技术方案，里程盖遮挡住里程计，进一步对里程计盒进行保护，同时里程计盒放置更为的稳定。
较佳的，所述里程盖与所述伸缩连杆组件卡接。
通过采用上述技术方案，方便里程盖的拆装。
较佳的，所述里程计为由封装胶单独将霍尔元件封装在内形成的胶体。
通过采用上述技术方案，更换里程计时较为的方便。
较佳的，所述径向锁定件为弹簧柱塞，第一对接端或第二对接端上开设有和弹簧柱塞配合的定位孔。
通过采用上述技术方案，使用弹簧柱塞进行锁定，较为快捷方便。
较佳的，所述弹簧柱塞固接于第一对接端的外侧，第二对接端设置有供第一对接端插接的对接槽，定位孔位于对接槽的侧壁上。
通过采用上述技术方案，第一对接端和对接槽插接较为的稳定，连接较为充分。
较佳的，所述第一对接端的外侧沿插入方向设置有卡块，所述对接槽的内壁上开设有供卡块插入的卡槽。
通过采用上述技术方案，弹簧柱塞和定位孔更加方便准确的进行配合，也使得定中轮轮系和电子舱不发生转动。
较佳的，所述电子舱包括舱体以及可拆卸固定连接在舱体端部的轴端盖，第二对接端位于轴端盖上。
通过采用上述技术方案，第一对接端和第二对接端连接处受到损伤后方便更换，连接也较为充分。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1、定中轮轮系与电子舱装卸操作简单，提高测量效率；2、电缆线在拖曳测量过程中不会发生摩擦和损坏；3、里程计不会受到磕碰；4、里程计更换方便；5、整体展示性较好;6、不存在误拆风险。
附图说明
图1是插接式地下管线惯性定位仪结构示意图；
图2是插接式地下管线惯性定位仪局部示意图；
图3是插接式地下管线惯性定位仪局部剖视图；
图4是里程计爆炸示意图；
图5是第二支撑臂处的剖视图；
图6是轴端盖下圆盘和电子舱可拆连接的结构示意图；
图7是弹簧柱塞处的局部剖视图；
图8是实施例二的示意图；
图9是实施例三的插接式地下管线惯性定位仪局部示意图；
图10是实施例三的插接式地下管线惯性定位仪局部剖视图。
图中，1、电子舱；2、定中轮轮系；21、轴端盖下圆盘；211、引线孔；212、卡块；213、对接台阶；22、轴端盖上圆盘；23、轴端盖轴；24、轮系单元；241、第一支撑臂；242、第二支撑臂；2421、放置槽；2422、通孔；2423、底壁； 25、拉伸弹簧；26、里程计；261、霍尔元件；262、胶块；263、夹持槽；27、磁珠；28、轮子；3、连接器；4、电缆线；5、里程盖；51、卡接凸起；6、轴端盖；61、卡槽；62、定位孔；7、弹簧柱塞；71、柱塞本体；72、弹簧；73、定位柱；8、锁定螺栓；9、第一对接端；10、第二对接端。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语 “内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例一
如图1所示，一种插接式地下管线惯性定位仪，包括电子舱1以及对接在电子舱1两端的定中轮轮系2，两者对接时可以采用径向锁定件进行锁定。
结合图2，定中轮轮系2包括轴端盖轴23、轴端盖下圆盘21、轴端盖上圆盘22、拉伸弹簧25以及轮系单元24，轴端盖轴23底端与轴端盖下圆盘21固接，轴端盖轴23穿过轴端盖上圆盘22，且轴端盖上圆盘22可沿着轴端盖轴23的轴向往复滑动；拉伸弹簧25位于轴端盖下圆盘21和轴端盖上圆盘22之间，且拉伸弹簧25的两端分别与轴端盖下圆盘21和轴端盖上圆盘22固定。
轮系单元24包括设置在轴端盖下圆盘21和轴端盖上圆盘22之间的伸缩连杆组件以及转动连接在伸缩连杆组件上的轮子28，伸缩连杆组件上固接有和轮子28配合的里程计26，里程计26上连接有电缆线4，电缆线4和里程计26的连接后向内侧即靠近轴端盖轴23的一侧伸出，且电缆线4整体位于轮系单元24和轴端盖轴23之间，这样向内伸出的电缆线4不会处于轮系单元24的外侧，电缆线4不和管道内壁接触。
结合图3，电子舱1的内部设置有连接器3，里程计26的电缆线4和连接器3连接，为了方便和电缆线4连接，连接器3可以位于电子舱1的端部。为了有良好的防水密封连接的效果，连接器3使用防水连接器。当然，为了使得电缆线4充分位于轮系单元24的内侧，在轴端盖下圆盘21上设置有供电缆线4穿过引线孔211，之后电缆线4和电子舱1上的连接器3对接。
结合图2和图3，伸缩连杆组件包括第一支撑臂241和第二支撑臂242，第一支撑臂241的一端和轴端盖上圆盘22铰接，另一端和第二支撑臂242铰接，第二支撑臂242与第一支撑臂241铰接一端相对的另一端和轴端盖下圆盘21铰接，轮子28转动连接在第一支撑臂241和第二支撑臂242的铰接处。
结合图4，为了进一步保证电缆线4内置，保证里程计26的安全，里程计26可以设置在伸缩连杆组件内，可以是在第二支撑臂242上开设有放置槽2421，里程计26嵌入放置槽2421内，当然，里程计26也可以设置在第一支撑臂上241。放置槽2421靠近轴端盖轴23一侧形成底壁2423，相对的另一侧形成有放入口，在底壁2423上可以设置供电缆线4穿过的通孔2422。而为了进一步保护里程计26，在放入口处设置有里程盖5，通过里程盖5遮挡住放入口。
里程计26可以是直接将霍尔元件261通过封装胶封装起来的胶块262，里程计26也可以是通过封装胶封装成盒状，里程计26不仅限于胶块封装。安装时直接将胶块262嵌入放置槽2421中，需要更换是直接取出胶块262即可，更换方便。里程计26上形成有夹持槽263，里程计26整体可以呈凹字形，轮子28的边缘处于夹持槽263内，霍尔元件261位于轮子28边缘的侧方，轮子28边缘的侧方固接有磁珠27，磁珠27和霍尔元件261相配合。当然，里程计26包括壳体和霍尔元件261，霍尔元件261通过封装胶封装在壳体内,封装胶可以为环氧灌封胶。
里程计26中的霍尔元件261至少为一个，优选可以为两个，两个霍尔元件261中的其中一个作为备用，在一个霍尔元件261损坏后还有一个可以工作，不需要进行更换，提高了里程计26的可靠性。而两个霍尔元件261可以设置在轮子28的两侧，关于轮子28对称设置。
为了里程盖5连接较为的稳定，里程盖5的截面呈凹字形，里程盖5的两侧通过螺栓和第二支撑臂242固定。
当然，里程盖5也可以采用卡接方式连接，里程盖5可以卡接在第二支撑臂242上，结合图5，在里程盖5上设置卡接凸起51，在第二支撑臂242上设置有和卡接凸起51卡接配合的卡槽。
在定中轮轮系2使用时，轮子28和管道的内壁抵接，伸缩连杆组件张开，轴端盖上圆盘22向远离轴端盖下圆盘21一端滑动，拉伸弹簧25被进一步的拉伸，通过拉伸弹簧25的拉力，使得轮子28和管道的内壁抵紧；而在定中轮轮系2在管道内运动的过程中，由于电缆线4处于定中轮轮系2的内侧，较为远离管道的内壁，从而使得电缆线4不会发生摩擦损坏。
结合图3和图6，定中轮轮系2的一端形成有第一对接端9，电子舱1的端部形成有与第一对接端9插接配合的第二对接端10，第一对接端9和第二对接端10之间设置有两者插接后进行锁定的至少一个径向锁定件，径向锁定件至少为一个，为了锁定更加的稳固，可以设置多个，多个径向锁定件沿着第一对接端9周向均匀设置。
结合图7，径向锁定件可以为弹簧柱塞7，在轴端盖下圆盘21靠近电子舱1一端形成有对接台阶213，对接台阶213处设置有弹簧柱塞7，弹簧柱塞7包括柱塞本体71、设置在柱塞本体71内的弹簧72以及一部分滑移连接在柱塞本体71内的定位柱73，定位柱73一端和弹簧72抵接，另一端突出至柱塞本体71外。电子舱1的端部设置有和对接台阶213插接配合的对接槽，对接槽的侧壁上开设有供定位柱73插入的定位孔62，定位孔62可以为多个且沿着对接槽周向均匀分布。当然，也可以是弹簧柱塞7设置在电子舱1上，定位孔62设置在轴端盖下圆盘21上。
回看图6，为了弹簧柱塞7和定位孔62更加方便准确的进行配合，在对接台阶213向上凸起形成卡块212，在对接槽的内部上形成有供卡块212插入的卡槽61，对接台阶213可以在电子舱1上，卡槽61可以在定中轮系2上。卡块212和卡槽61配合后，也使得定中轮轮系2和电子舱1不会发生相对转动。为了整体结构的稳定性，弹簧柱塞7可以设置在卡块212处。
在电子舱1和定中轮轮系2对接时，卡块212对准卡槽61，对接台阶213插入对接槽中，开始时定位柱73被压入柱塞本体71中，当定位柱73到达定位孔62处时弹出至定位孔62中，完成对接，对接较为方便快捷。
实施例二
结合图8，径向锁定件可以为锁定螺栓8，轴端盖下圆盘21和电子舱1也是通过对接台阶213和对接槽进行插接，在对接槽的侧壁上开设有和锁定螺栓8穿过的孔，在需要对两者进行锁定时，锁定螺栓8穿过对接槽侧壁的孔和对接台阶213螺纹连接。
实施例三
结合图9和图10，电子舱1包括舱体和可拆卸固定连接在舱体端部的轴端盖6，轴端盖6一端和舱体螺纹连接，另一端构造成外六角状，其外表面呈六边形，同时对接槽可以位于远离舱体的一端的端部，轴端盖下圆盘21上的对接台阶213和对接槽对接，之后通过径向锁定件锁定。当然，轴端盖6也可以是螺纹连接在轴端盖下圆盘21上。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种插接式地下管线惯性定位仪，包括电子舱(1)以及对接在电子舱(1)两端的定中轮轮系(2)，其特征在于：所述定中轮轮系(2)的一端形成有第一对接端(9)，电子舱(1)的端部形成有与第一对接端(9)插接配合的第二对接端(10)，第一对接端(9)和第二对接端(10)之间设置有两者插接后进行锁定的至少一个径向锁定件。
2.根据权利要求1所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：定中轮轮系(2)包括轴端盖轴(23)、安装在轴端盖轴(23)底端的轴端盖下圆盘(21)、沿着轴端盖轴(23)轴向滑动的轴端盖上圆盘(22)、两端分别与轴端盖下圆盘(21)和轴端盖上圆盘(22)固定的拉伸弹簧(25)以及设置在轴端盖下圆盘(21)和轴端盖上圆盘(22)之间的轮系单元(24)，轮系单元(24)包括设置在轴端盖下圆盘(21)和轴端盖上圆盘(22)之间的伸缩连杆组件以及转动连接在伸缩连杆组件上的轮子(28)，伸缩连杆组件上设置有与轮子(28)配合的里程计(26),所述里程计(26)设置在伸缩连杆组件内。
3.根据权利要求2所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述伸缩连杆组件上开设有放置槽(2421)，里程计(26)嵌入放置槽(2421)内。
4.根据权利要求3所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述放置槽(2421)靠近轴端盖轴(23)一侧形成有底壁，相对的另一侧形成有放入口，放入口处设置有遮挡放入口的里程盖(5)。
5.根据权利要求4所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述里程盖(5)与所述伸缩连杆组件卡接。
6.根据权利要求4所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述里程计(26)为由封装胶单独将霍尔元件(261)封装在内形成的胶体。
7.根据权利要求1所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述径向锁定件为弹簧柱塞(7)，第一对接端(9)或第二对接端(10)上开设有和弹簧柱塞(7)配合的定位孔(62)。
8.根据权利要求7所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述弹簧柱塞(7)固接于第一对接端(9)的外侧，第二对接端(10)设置有供第一对接端(9)插接的对接槽，定位孔(62)位于对接槽的侧壁上。
9.根据权利要求8所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述第一对接端(9)的外侧沿插入方向设置有卡块(212)，所述对接槽的内壁上开设有供卡块(212)插入的卡槽(61)。
10.根据权利要求7所述的插接式地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述电子舱(1)包括舱体以及可拆卸固定连接在舱体端部的轴端盖(6)，第二对接端(10)位于轴端盖(6)上。
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