CN108303086B - 一种里程计内置的地下管线惯性定位仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种里程计内置的地下管线惯性定位仪，其技术方案要点是包括电子舱以及电子舱两端的定中轮轮系，定中轮轮系包括轴端盖轴、轴端盖下圆盘、沿着轴端盖轴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里程计，里程计连接有电缆线，电缆线向内伸出且穿过轮系单元与轴端盖轴之间的区域后和电子舱对接，能够有效避免轮系外的电缆线在拖曳测量过程中发生的摩擦和损坏，电缆线与连接器的连接处也不容易发生拉断的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道测量技术，特别涉及一种里程计内置的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。
地下管道内部环境非常复杂：管道内部会有杂物，例如：石头、树枝等，老旧管道因年久失修而产生的变形，管道连接处的弯头和三通，金属管道由于焊接工操作不当形成的焊接瘤以及非金属管道在焊接时由于焊接温度掌握不当形成的倒刺等。这些导致在对管道进行测量的过程中，会因电缆线置于轮系单元和主体外侧而受到磨损，严重时甚至有电缆线被拉断的危险，造成仪器不能工作。与此同时里程器外置的安装固定麻烦，易松动。
发明内容
本发明的目的是提供一种里程计内置的地下管线惯性定位仪，其优点是能够避免定中轮轮系和电子舱连接的电缆线在拖曳测量过程中受到摩擦，导致损伤甚至是拉断而造成仪器失效。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种里程计内置的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，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，里程计连接有电缆线，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，电缆线连接也较为的稳定，电缆线离管道的内壁相对有较大的距离，使得电缆线在拖曳测量过程中不会受到摩擦，导致损伤甚至是拉断而造成仪器失效，同时也可以解决里程计易松动掉落的问题。
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，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，所述里程盖两侧通过螺栓和伸缩连杆组件固接。
通过采用上述技术方案，里程盖连接较为的稳定，在里程盖受到冲击时，里程盖不容易发生翘起或损坏。
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，胶体嵌入放置槽内。
通过采用上述技术方案，放置槽相当于壳体，大大提高更换里程计的便捷程度，提高更换效率。
较佳的，所述里程计上形成有夹持槽，轮子的边缘位于夹持槽内。
通过采用上述技术方案，便于记录管道里程。
较佳的，电缆线向内伸出且穿过轮系单元与轴端盖轴之间的区域后和电子舱对接。
通过采用上述技术方案，在定中轮轮系在管道中运动时，电缆线在轮系单元的内侧，离管道的内壁相对有较大的距离，使得电缆线在拖曳测量过程中不会受到摩擦，导致损伤甚至是拉断而造成仪器失效。
较佳的，所述电子舱内部设有连接器，所述轴端盖下圆盘上设置有至少一个引线孔，所述电缆线经定中轮轮系内部穿过引线孔和所述连接器连接。
通过采用上述技术方案，使得电缆线能够较为方便快捷的和电子舱进行对接，而且对接较为稳定。
较佳的，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，电缆不会出现扭转问题，也不会增加电子舱的直径。
综上所述，本发明具有以下有益效果：1、电缆线在拖曳测量过程中不会有摩擦损坏或者拉断的风险；2、里程计不会受到磕碰而发生损坏或者松动脱落；3、整体展示性较好。
附图说明
图1是里程计内置的地下管线惯性定位仪结构示意图；
图2是里程计内置的地下管线惯性定位仪局部示意图；
图3是里程计内置的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是实施例三的里程计内置的地下管线惯性定位仪局部示意图；
图10是实施例三的里程计内置的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，一种里程计内置的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，保证电缆线4不会和管道内壁接触。
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内。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，较为方便。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穿过对接槽侧壁上的孔和对接台阶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 (6)
1.一种里程计内置的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：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)，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，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；里程计(26)连接有电缆线(4)，所述电子舱(1)内部设有连接器(3)，所述轴端盖下圆盘(21)上设置有至少一个引线孔(211)，电缆线(4)向内伸出且经定中轮轮系(2)内部穿过引线孔(211)后和电子舱(1)内的所述连接器(3)连接对接；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。
2.根据权利要求1所述的里程计内置的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)。
3.根据权利要求2所述的里程计内置的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。
4.根据权利要求2所述的里程计内置的地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述里程盖(5)两侧通过螺栓和伸缩连杆组件固接。
5.根据权利要求1所述的里程计内置的地下管线惯性定位仪，其特征在于：所述里程计(26)上形成有夹持槽，轮子(28)的边缘位于夹持槽内。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的里程计内置的地下管线惯性定位仪，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。
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2018
- 2018-02-09 CN CN201810135288.1A patent/CN108303086B/zh active Active
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