CN108572400A - 一种非开挖式管路三维轨迹测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种非开挖式管路三维轨迹测量系统，包括管线路径测量探头、设于管道管口的旋转编码器以及数据采集机，所述旋转编码器与数据采集机连接，所述数据采集机通过传输缆线接收测量探头的测量数据，该测量系统适用于通信管道三维轨迹检测，传输缆线牵引测量探头在管道内前行，测量过程中通过轮组与管内壁的支撑，保持轨迹测量仪稳定前行，具有减震、减小摩擦力的作用；同时传输缆线同步驱动旋转编码器进行行程计量；取消仪器仓结构，将姿态传感器整合在牵引头上，大大降低测量探头的体积，质量更轻，操作更灵活方便，滑行更顺畅快捷，有利于提高测量效率，结构实用可靠。

Description

一种非开挖式管路三维轨迹测量系统

技术领域

本发明涉及管路测量系统的技术领域，尤其是一种非开挖式管路三维轨迹测量系统。

背景技术

非开挖通信工程管线空间轨迹测量技术，具有不破坏环境、不影响交通、施工周期短等优点,广泛应用于通信管线工程中,其管线空间轨迹测量对非开挖工程施工具有重要的作用。

目前通信管道轨迹测量技术主要采用管线测量仪进行数据采集，利用探测头在管内行走，将测量的数据通过电缆传输给上位机处理计算出三维轨迹。现有的通信管道轨迹探测头通常设置用于装载传感器的仪器仓，且至少设有两组滑轮，体积较为庞大，结构复杂，当管道弯度过大时探测头滑行容易受限制，增加测量难度，降低测量效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种非开挖式管路三维轨迹测量系统，采用结构更简化的测量探头，测量效率更高，更实用可靠。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种非开挖式管路三维轨迹测量系统，包括管线路径测量探头、设于管道管口的旋转编码器以及数据采集机，所述旋转编码器与数据采集机连接，所述测量探头由传输缆线牵引移动且传输缆线同步驱动旋转编码器，所述数据采集机通过传输缆线接收测量探头的测量数据，所述测量探头包括机身和设于机身上的轮组，所述轮组包括至少三个环绕机身径向设置的扶正支架和设于扶正支架上的滚轮，所述机身前端设有与传输缆线连接的牵引头，所述牵引头内置有姿态传感器。

优选的，所述扶正支架由两条摆杆组成，所述机身上设有滑轴以及沿滑轴滑动的轴套，其中一摆杆铰接在牵引头上，另一摆杆铰接在轴套上，所述滚轮设于两摆杆的连接处。

优选的，所述滑轴上套有用于弹性推动扶正支架径向伸展的弹簧。

优选的，所述轮组设有六个等间隔排列的扶正支架。

优选的，所述传输缆线为光纤传输缆线。

优选的，所述旋转编码器上设有测量轮以及与测量轮紧压的定位轮，所述测量轮和定位轮由传输缆线带动同步转动。

更优选的，所述机身的尾端设有用于拍摄管道内壁的摄像头。

本发明的有益效果：本发明的测量系统适用于通信管道三维轨迹检测，传输缆线牵引测量探头在管道内前行，测量过程中通过轮组与管内壁的支撑，保持轨迹测量仪稳定前行，具有减震、减小摩擦力的作用；同时传输缆线同步驱动旋转编码器进行行程计量；取消仪器仓结构，将姿态传感器整合在牵引头上，大大降低测量探头的体积，质量更轻，操作更灵活方便，滑行更顺畅快捷，有利于提高测量效率，结构实用可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明的测量系统的工作原理框图；

图2是本发明的测量探头的结构示意图。

具体实施方式

参照图1和2所示，本发明提供的一种非开挖式管路三维轨迹测量系统，包括管线路径测量探头、设于管道管口的旋转编码器以及数据采集机，所述旋转编码器与数据采集机连接，所述测量探头由传输缆线6牵引移动且传输缆线6同步驱动旋转编码器，所述数据采集机通过传输缆线6接收测量探头的测量数据，其中测量探头包括机身和设于机身上的轮组，该轮组包括至少三个环绕机身径向设置的扶正支架和设于扶正支架上的滚轮2，所述机身前端设有用于连接传输缆线6的牵引头1，所述牵引头1内置有姿态传感器，姿态传感器将检测的数据通过传输缆线6传输至数据采集机，传输缆线6在此系统中既具有高速传输数据的功能，同时也起到牵引带动旋转编码器旋转测量路程的作用。该测量探头在测量过程中，由传输缆线6拉动牵引头1使测量探头沿管道内壁前行，通过轮组与管内壁的支撑，保持轨迹测量仪稳定前行，同时具有减震、减小摩擦力的作用；取消仪器仓结构，将姿态传感器整合在牵引头1上，大大降低测量探头的体积，质量更轻，操作更灵活方便，滑行更顺畅快捷，有利于提高测量效率，结构实用可靠。

实施例中，轮组设有六个等间隔排列的扶正支架，扶正支架为弹爪型伸缩结构，该扶正支架由两条摆杆3组成，所述机身上设有滑轴以及沿滑轴滑动的轴套4，其中一摆杆3铰接在牵引头1上，另一摆杆3铰接在轴套4上，所述滚轮2设于两摆杆3的连接处。其中，滑轴上套有用于弹性推动轴套4使扶正支架径向伸展的弹簧5，这样能够使滚轮2与管壁紧密接触，保持测量探头在滑动前进过程中的稳定性。

其中，采用的传输缆线为光纤传输缆线，姿态传感器为电子罗盘与光纤陀螺结合的传感器，姿态传感器以一定的频率测量方位角、俯仰角，姿态传感器将这些数据实时地上传至数据采集机，采用光纤传输数据，能够避免环境磁场的干扰，操作方便快捷，从而能实时得出高精度、高效率的三维管道轨迹数据。

实施例中，旋转编码器设有测量轮以及与测量轮紧压的定位轮，所述测量轮和定位轮由传输缆线带动同步转动，旋转编码器通过计量测量轮的旋转路程可算出测量探头的行程。其中，定位轮设置有两个，两个定位轮将传输缆线紧压在测量轮上，以防止打滑，提高行程测量的精确度。

该实施例，机身的尾端设有用于拍摄管道内壁的摄像头7。在测量过程中可通过摄像头7实时拍摄管道内壁，移动过程中摄像头7能够将管道内的情况实时拍摄并上传至数据采集机，这样，能够无需开挖施工即可清楚了解管道的质量情况，更实用可靠。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种非开挖式管路三维轨迹测量系统，包括管线路径测量探头、设于管道管口的旋转编码器以及数据采集机，所述旋转编码器与数据采集机连接，所述测量探头由传输缆线牵引移动且传输缆线同步驱动旋转编码器，所述数据采集机通过传输缆线接收测量探头的测量数据，其特征在于：所述测量探头包括机身和设于机身上的轮组，所述轮组包括至少三个环绕机身径向设置的扶正支架和设于扶正支架上的滚轮，所述机身前端设有与传输缆线连接的牵引头，所述牵引头内置有姿态传感器。

2.根据权利要求1所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述扶正支架由两条摆杆组成，所述机身上设有滑轴以及沿滑轴滑动的轴套，其中一摆杆铰接在牵引头上，另一摆杆铰接在轴套上，所述滚轮设于两摆杆的连接处。

3.根据权利要求2所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述滑轴上套有用于弹性推动扶正支架径向伸展的弹簧。

4.根据权利要求3所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述轮组设有六个等间隔排列的扶正支架。

5.根据权利要求1所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述传输缆线为光纤传输缆线。

6.根据权利要求5所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述旋转编码器上设有测量轮以及与测量轮紧压的定位轮，所述测量轮和定位轮由传输缆线带动同步转动。

7.根据权利要求1-6任一所述的非开挖式管路三维轨迹测量系统，其特征在于：所述机身的尾端设有用于拍摄管道内壁的摄像头。