CN110016961A - 用于识别管或排水管道中的兴趣点的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于识别管或排水管道中的一个或更多个兴趣点的系统和方法。兴趣点的示例包括由管或排水管道中的碎屑引起的堵塞。所述系统结合到排水管清洗机中。还描述了利用该系统的排水管清洁机。

Description

用于识别管或排水管道中的兴趣点的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月30日提交的美国临时专利申请序列号62/592,762的优先权。
技术领域
本主题涉及排水管清洁系统和方法，该系统和方法检测管或排水管道中的兴趣点以及其位置。
背景技术
由于限制的可访问性，封闭区域(诸如管、排水管、输送管、围隔或其他通道)通常难以维修和检查。本领域已知的管道工具“通条(snake)”通常用于定位和清洁能够在这些区域中出现的堵塞物。通条能够配备不同的清洁器具或工具，用于清除或移除封闭区域中的不同类型的堵塞物和障碍物，并使流动通过。
通常，管或排水管道将在需要相同维修的相同位置处变为反复堵塞。在许多情况下，不同的排水管清洁操作员的任务是清除堵塞物，因此可能不知道重复堵塞物的类型和/或位置。因此，操作员通常将会重新清理整个管道。这会增加工作相关的时间和成本，这是不希望的。
因此，需要在排水管清洁和管道工具领域中提供一种新的系统和技术，其中获得关于在管或排水管道中的兴趣点或其位置的信息。还需要存储或存档这些信息，用于后续查看或使用。
业主(如房屋所有者)或设施管理者(如工业产权或工厂经理)也可以从这些信息中受益。因此，需要这样的系统和方法，其不仅提供这些信息，而且还用于生成报告和/或映射数据，该报告和/或映射数据详细描述了相关家或设施的管或排水管道中的兴趣点和其位置。
发明内容
如下本主题解决了与以前的方法相关的困难和缺点。
在一个方面，本主题提供了一种用于排水管清洁器的识别系统，该排水管清洁器具有细长的柔性构件、可转动的电动机输出和可转动的线缆从动件。识别系统用于识别封闭区域中的兴趣点。该系统包括第一传感器组件，该第一传感器组件包括设置在电动机输出上的第一拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器。该系统包括第二传感器组件，该第二传感器组件包括设置在线缆从动件上的第二拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器。该系统另外包括计数器，该计数器被配置成确定从排水管清洁器分发的细长的柔性构件的线性量。该系统还包括控制器，该控制器被配置成确定细长的柔性构件的远端遇到封闭区域中的兴趣点的发生。
在另一方面，本主题提供了一种用于识别封闭区域中的兴趣点的方法。该方法包括提供排水管清洁器，其具有细长的柔性构件、可转动的电动机输出、可转动的线缆从动件、电动机输出上的第一拾取器、固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器器可操作地通信的第一传感器、设置在线缆从动件上的第二拾取器、以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器。该方法还包括操作排水管清洁器并使柔性构件相对于排水管清洁器轴向移位，使得线缆从动件转动。该方法还包括测量第一转动速率，其中通过经由第一拾取器和第一传感器测量电动机输出的转动速率来确定第一转动速率，以产生原始数据集。该方法还包括处理原始数据集以产生平滑数据集。根据平滑数据集，该方法还包括计算每预定时间间隔的转动速率的变化，以产生计算的转动斜率值。该方法还包括将计算的转动斜率值与指示兴趣点的预定转动斜率值连续地进行比较。在计算的转动斜率值在第一预定转动斜率值到第二预定转动斜率值的预定范围内时，该方法发出位置标记信号，从而识别封闭区域中的兴趣点。
在又另一方面，本主题还提供了一种排水管清洁器，其包括框架组件和具有可转动的电动机输出的电动机，该电动机由框架组件支撑。该排水管清洁器还包括由框架组件支撑的可转动的滚筒。该滚筒至少部分地容纳细长的柔性构件。该排水管清洁器还包括可转动的线缆从动件，其在柔性构件线性移位时转动。该排水管清洁器还包括第一传感器组件，该第一传感器组件包括设置在电动机输出上的第一拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器。该排水管清洁器另外包括第二传感器组件，该第二传感器组件包括设置在线缆从动件上的第二拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器。该排水管清洁器还包括计数器，该计数器被配置成确定从排水管清洁器分发的细长的柔性构件的线性量。
如将认识到的，本文所描述的主题能够具有其他和不同的实施例，并且在不脱离所要求的保护的主题的情况下，能够在多个方面对其若干细节进行修改。因此，附图和说明书应被视为是说明性的而非限制性的。
附图说明
图1是根据本主题的识别系统的实施例的示意图。
图2是配备有根据本主题的识别系统的实施例的排水管清洁器的一部分的示意性局部剖视图。
图3是配备有根据本主题的识别系统的图2的排水管清洁器的另一部分的示意性局部剖视图。
图4是根据本主题的识别系统的拾取部件的实施例的示意图。
图5是根据本主题的用于识别兴趣点的方法的实施例的示意流程图。
图6是由识别系统产生的代表性图表，其示出了随着线缆和工具前进通过具有弯曲的典型排水管道的线缆行进。
图7是由识别系统产生的代表性图表，其示出了随着工具和线缆前进通过具有弯曲的典型排水管道，排水管清洁器中电动机的电流消耗。
图8是根据本主题的实施例的包括数据采集单元的排水管清洁器的示意性剖视图。
图9至11是根据本主题的实施例的呈现来自识别系统的信息的移动设备的代表性屏幕显示。
具体实施方式
本主题提供了用于识别管、排水管道或其他封闭区域中的兴趣点和其位置的识别系统和相关方法。通常，本主题提供用于与排水管清洁器一起使用或结合在排水管清洁器中的识别系统。系统通常包括第一传感器组件，用于监测排水管清洁器中的电动机的转动。第一传感器组件包括与电动机输出相关联的拾取器和与电动机拾取器可操作地通信的一个或更多个传感器。电动机输出能够包括电动机的可转动驱动轴中的一个或更多个，和/或由电动机供电或驱动的一个或更多个可转动部件。系统还包括第二传感器组件，用于监测排水管清洁器中的线缆从动件或类似部件的转动。第二传感器组件包括与线缆从动件相关联的拾取器和与线缆从动件可操作地通信的一个或更多个传感器。系统另外包括与第一和第二传感器组件通信的计数器或类似部件。在许多实施例中，计数器结合在或包括在控制器中。在这样的配置中，控制器执行计算和处理，计算线性距离以及收集兴趣点评估的数据。计数器被配置成确定从排水管清洁器分发或推进的线缆、通条或其他柔性构件的线性量。系统还包括与计数器或计数器和传感器组件通信的控制器或类似部件。控制器被配置成确定线缆的远端遇到封闭区域中的兴趣点的发生。
本文使用的术语“兴趣点”是指一个或更多个个体所感兴趣的封闭区域中的位置处的一个或更多个物体。因此，术语兴趣点能够指封闭区域中的一个或更多个物体，和/或产生兴趣点的封闭区域内特定位置处的管、排水管道或相关部件的部分。通常，兴趣点是指封闭区域内的堵塞、弯曲、转弯、阻塞、异物或碎屑的存在和/或其他故障点。本文所使用的术语“封闭区域”是指一个或更多个物体内的内部空间，其在线性跨度中通常相对较长并且具有限制的可访问性。封闭区域的非限制性示例包括管或管道、排水管或排水管道、输送管、导水管、空气通道和空心孔或轴。
在解决本主题的系统和方法的细节和其他方面之前，提供了使用所述系统和方法的排水管清洁机或排水管清洁器的描述。尽管能够使用各种各样的排水管清洁机，但是通常这种机器是本领域已知的“滚筒型”排水管清洁器。通常，这种排水管清洁器包括线缆容器或滚筒，其中存储有本领域已知的柔性细长线缆或通条；电动机，该电动机在致动时使线缆容器转动；以及可转动线缆从动件，该可转动线缆从动件随着线缆从线缆容器分发而转动或随着线缆缩回线缆容器中而转动。滚筒式排水管清洁机在市场上可从包括本受托人在内的各种供应商处获得。这种市场上可获得的滚筒式排水管清洁器的非限制性示例包括型号K-7500、K-6200、K-400和K-750，均可从Ridge Tool Company获得。滚筒式排水管清洁器在各种专利中有所描述，诸如DiJoseph的美国专利第2,468,490号；O'Brien的美国专利第2,730,740号；Olsson的美国专利第3,007,186号；Siegal的美国专利第3,394,422号；Hunt的美国专利第3,095,592号；Criscuolo的美国专利第3,134,119号；Cooney等人的美国专利第3,246,354号；Babb等人的美国专利第4,364,139号；Irwin的美国专利第4,580,306号；Babb等人的美国专利第5,031,276号；Sooy的US7,889,980；Gress的US8,176,593；Rutkowski的美国专利第6,009,588号，所有这些专利在此通过引用并入。
在本主题的一个实施例中，识别系统包括两个后偏置霍尔传感器，其每个传感器包括两个内部传感器，所述两个内部传感器确定通过传感器的金属拾取器的齿数以及齿相对于传感器通过的方向。一个传感器和拾取器与电动机的输出轴相关联，该电动机的输出轴直接耦接到诸如排水管清洁器的滚筒之类的线缆容器。第二传感器和拾取器与线缆从动件相关联。每个拾取器被安装到转动构件，而每个传感器被安装到固定部件。在使用过程中，线缆容器和线缆从动件都以相同的速度转动。当线缆从线缆容器移除时，线缆从动件相对于线缆容器转动得更快。当线缆返回到线缆容器时，线缆从动件相对于线缆容器转动得更慢。这些方面描述于美国专利第8,046,862号中。然而，使用相对于拾取器安装的单个、多传感器、后偏置霍尔传感器，或者两个、单传感器、后偏置霍尔传感器能够识别方向。识别方向有利于在没有对电动机供电或如果电动机反向运行的情况下使用机器。
在一些实施例中，通过测量金属拾取器的转动速度并且特别是与电动机相关联的拾取器来实现对一个或更多个兴趣点的检测。随着线缆的前端或远端(通常具有固定到其上的工具)遇到兴趣点并且导致远端线缆端的轴向和/或转动速度减慢，该减慢的远端产生到机器的阻力扭矩。该阻力扭矩转换为电动机RPM的减慢，特别是如果电动机是通用电动机。通常，当清洁头遇到弯曲时，由于所述头卡在配件或其他物体上，则所述头会卡在陷阱中或弯曲。同样，当线缆在拐角处弯曲时，会产生额外的负载和摩擦，从而减慢自由负载RPM。施加在清洁头上的负载通过线缆传输并且传输到滚筒中。现在所述负载大于自由旋转负载导致通用电动机减慢其转动速度。
在启动时，如本文所述的数据采集单元或计数器开始从传感器收集RPM数据并且在整个运行期间继续收集数据。在许多实施例中，采集单元不执行兴趣点的实际确定，而是依次提供并保存用于发送到连接设备(例如移动设备或智能电话)的控制器或处理器的数据。连接设备对数据进行归一化，使得误报不会展现给用户，并且仅基于预定的斜率阈值识别兴趣点。兴趣点能够包括例如困难的弯曲、软堵塞和硬堵塞。本文提供了这些方面和其他方面的其他细节。
还能够通过测量或监测电动机从其电源得到的电流来执行对一个或更多个兴趣点的检测。当扭矩如上所述增加时，电动机上的负载也增加，并且因此电动机需要更多电流以产生相同的功率。因此，能够测量电流以便指示如上所述的相同的兴趣点和斜率模式。然而，这些斜率将与由RPM数据产生的斜率大致相反，其中电流开始较小并且随着线缆远端遇到兴趣点而增加。
图1示意性地示出根据本主题的识别系统的实施例。系统1通常包括或至少部分地包括在排水管清洁器中，该排水管清洁器具有框架组件、细长的柔性构件、线缆或具有远端26的通条24、提供转动的电动机输出12的电动机10以及线缆24通过其延伸的可转动的线缆从动件20。熟悉排水管清洁机的人员将理解，电动机输出的动力转动，例如沿图1中箭头B的方向，引起线缆容器的转动，该线缆容器通常是滚筒的形式。线缆容器的转动导致线缆24的分发或收回。线缆24上的轴向力导致线缆的分发或收回，并且同样导致线缆从动件20相对于线缆容器的转动位移。线缆24的这种轴向移动导致线缆从动件20的转动，例如沿图1中的箭头A的方向。该系统1包括第一传感器组件，该第一传感器组件包括第一拾取器35和第一传感器30，第一拾取器35设置在电动机输出12上，第一传感器30固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器35可操作地通信。系统1还包括第二传感器组件，第二传感器组件包括第二拾取器45和第二传感器40，第二拾取器45设置在线缆从动件20上，第二传感器40固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器45可操作地通信。系统1还包括计数器50，计数器50被配置成确定从排水管清洁器分发的细长柔性构件24的线性量。系统1另外包括控制器60，控制器60被配置成确定构件24的远端26与封闭区域中的兴趣点之间相遇的发生。控制器通常是执行计算、监测和/或处理功能的硬件和/或软件。在许多实施例中，控制器包括一个或更多个处理器和相关存储器，并且控制器能够包括在系统的电子器件中。在一些实施例中，在与控制器无线通信的辅助设备上处理所有兴趣点识别。然而，本主题还包括在系统或排水管清洁器上编译或执行兴趣点识别的配置。能够使用例如闪存设备来执行数据存储。
在一些实施例中，系统1还包括一个或更多个辅助传感器。例如，进一步参考图1，系统1还可以包括与电动机输出12上的拾取器35可操作地通信的辅助传感器32。并且，系统1还可以包括与线缆从动件20上的拾取器45可操作地通信的辅助传感器42。对于利用诸如传感器30和/或传感器40的单个传感器的系统版本，单个、多传感器、后偏置霍尔传感器能够用于传感器30和40中的每一个。这种霍尔传感器通常包括两个内部传感器。对于利用诸如传感器30、32和/或传感器40、42的成对传感器的系统版本，两个单传感器、后偏置霍尔传感器能够用于每对传感器。对于利用成对传感器30、32和/或传感器40、42的系统版本，传感器通常不彼此精确地成180度放置。然而，本主题包括其中成对传感器彼此成180度定位的系统。
在特定版本中，系统1还可以包括电流传感器14，其被配置成从电源16确定排水管清洁器的电动机10的电流消耗。
在另一个版本中，系统1还可以包括拾取器35和/或45以及仅一个传感器30和/或40，拾取器35和/或45具有在一个转动方向上偏置的不等齿间距。
识别系统1的计数器50和/或控制器60通常采用排水管清洁器和/或其他设备的一个或多个处理器或控制单元中的电子或数字装置的形式。计数器通常被配置成计算线性进尺。识别系统1的计数器50和/或控制器60也能够设置在远离排水管清洁器的处理器或控制单元中(诸如移动设备、智能手机、平板电脑和/或计算机中或与排水管清洁器分开的其他处理器)。计数器50与传感器30、40以及可选地与辅助传感器32、42进行数据通信。计数器50被配置成测量和/或监测拾取器35、45的转动数量。更具体地，在某些版本中，计数器50被配置成测量和/或监测通过传感器的各个齿的数量。控制器60与计数器50数据通信，并且还可以与传感器30、32、40和/或42中的一个或更多个数据通信。在某些版本中，计数器和控制器能够组合和/或集成在单个部件中，例如数字处理器。在一个实施例中，计数器50由排水管清洁器上的处理器或控制单元提供，并且控制器60由移动设备上的处理器或控制单元提供。在某些版本中，控制器是主要的电气组件，其计算距离、记录数据和设置机器参数。计数器应该仅是来自控制器的距离的显示输出。
排水管清洁器和移动设备之间的通信能够由各种各样的无线技术提供，诸如通过Wi-Fi和蓝牙。可替代地，能够通过线缆或其他方式进行通信。然而，本主题还包括其中计数器50和控制器60都由排水管清洁器上的处理器或控制单元提供的实施例。并且，本主题包括其中计数器50和控制器60都由移动设备上的处理器或控制单元提供的实施例。与传感器30、32、40和/或42中的一个或更多个的通信能够通过Wi-Fi或蓝牙或使用其他技术进行。
识别系统1还可以提供或被配置成提供一个或更多个监测器或显示器70、档案或数据存储装置80和/或监督或附加的计算装置90。一个或更多个监测器或显示器70能够设置在排水管清洁器上或者是远程的，例如结合在移动设备95中。档案或数据存储装置80还能够设置在排水管清洁器上或远离排水管清洁器。档案或数据存储装置80的非限制性示例包括诸如便携式驱动器和磁盘的可写介质和/或电子数据存储器。计算装置90还能够设置在排水管清洁器上或远离排水管清洁器。计算装置90的非限制性示例包括监控计算站、监测站和/或注册站。计算装置90还能够经由移动设备95设置。基于云的通信能够用于系统的任何部件之间的通信。
在本主题的许多版本中，系统使用基于云的存储和/或基于云的处理，并且因此能够使用位于远程的服务器或其他计算机以分布式方式访问和实现。通常，这些服务器、计算机或其他设备可通过互联网访问。
基于云的存储和/或处理是指在线存储和/或处理，通过在线存储和/或处理在一个或更多个服务器上虚拟存储和/或处理数据，所述一个或更多个服务器通常由服务提供商托管。术语“基于云的计算”是指基于云的数据存储、基于云的数据处理和/或基于云的数据通信中的一个或更多个。服务提供商可以包括数据中心运营商，其根据客户要求虚拟化资源。可以通过web服务应用程序编程接口(API)或通过基于web的用户接口(UI)来访问存储服务。在现有技术中描述了基于云的计算，例如在WO2013/141868；US 2012/0060165；WO2013/119247；和US 2011/0153868中。
图2示意性地示出具有电动机10的排水管清洁机100的局部剖视图，电动机10可转动地驱动或供电可转动的输出12。排水管清洁器100还包括线缆从动件20。第一传感器组件被示为包括设置在输出端12上的第一拾取器35，以及固定到排水管清洁器的固定部件的第一传感器30。第一传感器30与第一拾取器35可操作地通信。在电动机10启动时，输出12围绕其旋转轴线X转动。类似地，在输出12转动时，拾取器35通过固定传感器30。
图3示意性地示出图2中所示的排水管清洁机100的另一局部横截面。图3示出线缆从动件20及其转动轴线Y。第二传感器组件被示为包括设置在线缆从动件20上的第二拾取器45，以及固定到排水管清洁机100的固定部件的第二传感器40。传感器40与拾取器45可操作地通信。在电动机10(图2中示出)启动并相对于机器分发或收回线缆(未示出)时，线缆从动件20围绕轴线Y转动。类似地，在线缆从动件20转动时，拾取器45通过固定传感器40。
图4描绘了代表性的拾取器，诸如先前描述的拾取器35、45。在该版本中，拾取器35或45呈圆形金属环的形式，其具有主体37、47和从主体37、47径向向外延伸的多个突起或齿36、46。内部圆周面38、48指向并且可以接触电动机输出12或线缆从动件20，拾取器35、45安装或固定在电动机输出12或线缆从动件20上。在许多版本中，环和齿由含铁材料形成或包括含铁材料。
各种各样的传感器类型能够用于传感器30、32、40和/或42。在本主题的许多版本中，传感器或传感器组件是非接触型传感器，并且因此在传感器和相应的拾取器之间不发生接触。先前描述的传感器30、32、40和42是非接触式传感器。如前所述，在许多实施例中，使用霍尔传感器(或霍尔效应传感器)。霍尔传感器是响应于磁场而改变其输出电压的换能器。霍尔传感器可用于线性或数字输出。线性传感器给出了随着强磁场而增加和随着弱磁场而减小的连续的电压输出。在线性输出霍尔效应传感器中，随着磁场强度的增加，来自放大器的输出信号也将增加，直到输出信号因电源施加在其上的限制而开始饱和为此。磁场中任何额外的增加对输出没有影响，但是会将其更加驱动为饱和。
数字输出霍尔传感器具有与放大器连接的具有内置磁滞的施密特触发器。当通过霍尔传感器的磁通量超过预设值时，设备的输出从“关断”状态快速切换到“导通”状态，而没有任何类型的接触弹跳。当传感器移入和移出磁场时，这种内置磁滞消除了输出信号的任何振荡。因此，数字输出霍尔传感器具有两种状态，“导通”和“关断”。
有两种基本类型的数字霍尔效应传感器，双极和单极。双极传感器需要对其进行操作的正磁场(南极)和对其进行释放的负磁场(北极)。相反，单极传感器仅需要单个磁性南极，以当单极传感器移入或移出磁场时对其进行操作和释放。
本主题系统可以可选地包括一个或更多个移动电子设备。移动设备能够是各种形式，例如智能手机、平板电脑或笔记本电脑。更具体地，移动设备包括计算设备，该计算设备可以是小型便携式(或移动)电子设备，诸如移动电话或智能电话，或者，可替代地，个人数据助理(PDA)、个人媒体播放器设备、专用设备(诸如平板电脑或平板计算设备)，或者是可以包括任何上述功能的混合设备。智能手机的非限制性示例包括在ANDROID或IPHONE(如iOS，)平台上运行的设备。平板计算设备的非限制性示例包括从Apple公司可获得的IPAD。个人媒体播放器设备的非限制性示例是从Apple可获得的IPOD或更具体地IPOD TOUCH。移动设备也可以是包括膝上型计算机和非膝上型计算机的个人计算机的形式，如台式计算机配置。
移动设备包括电子数据存储装置、控制装置、通信装置和用户接口装置。移动设备的数据存储设备使得与机器使用相关的信息、用户信息以及来自注册和控制部件的数据和/或许可能够在移动设备处存储和/或访问。数据存储装置能够是已知数据存储格式的形式，诸如闪存部件。数据存储装置还可以包括或者采用存储卡、磁盘或驱动部件、数据盒或部件(诸如ROM或RAM存储器)，以及外围数据存储部件的形式。
移动设备的控制装置通常包括电子电路，并且通常以一个或更多个处理器的形式。在许多实施例中，移动设备控制与系统注册的一个或更多个排水管清洁机的数据和/或信息交换或传输。如前所述，移动设备中继从注册和控制部件发送给机器的激活信号。
移动设备还包括在移动设备和一个或更多个排水管清洁机之间并且可选地在移动设备和监控计算机或其他部件之间的通信装置。移动设备和排水管清洁机之间的通信能够使用一个或更多个通信格式(诸如本领域已知的射频(RF)、红外(IR)和/或蓝牙)来建立或提供。在特定实施例中，通过无线局域网(WLAN)即Wi-Fi进行通信。本主题还包括诸如近场通信(NFC)的其他类型的通信的使用。用于移动设备与感兴趣的工具之间的通信的其它潜在合适的无线协议的非限制性列表包括ZIGBEE、GLOWPAN、无线HART、ISA 100、WiMi、SimpliciTI、KNX、EnOcean、Dash7、WISA、ANT、ANT+、WiMax、ONE-NET、Z-Wave、Insteon和RuBee。在一些实施例中，移动设备和机器之间的通信也能够通过线缆或其他硬连接来建立。
移动设备可以经由例如至少无线局域网技术(WLAN)(即，Wi-Fi)通信地耦合到基于云的服务和数据中心和/或第三方实体。然而，对基于云的存储的本地访问的实施例不限于无线通信，并且因此硬连线通信也可以应用于本文描述的实施例。
移动设备还包括在移动设备和(如果使用的话)监控计算机或其他部件之间的通信装置。通常，这种通信是通过互联网进行的，并且利用基于云的基础设施。然而，本主题还包括移动设备与计算机和/或其他控制部件之间的其他通信的使用。
移动设备还包括一个或更多个用户接口装置。在本主题的特定实施例中，移动设备采用智能手机或便携式电子计算机的形式，例如IPAD。移动设备还可以包括键盘，该键盘能够是虚拟的或者被提供为结合在移动设备中或与移动设备分离但可连接到移动设备的物理输入设备。能够使用其他输入部件，例如鼠标、轨迹球和操纵杆。移动设备通常还包括显示器或其他信息输出，以便能够显示信息以供用户查看。此外，显示器通常包含在移动设备内，但是本主题包括单独使用但可连接的显示器。
如前所述，移动设备还包括电子数据存储装置和控制装置。在本主题的许多实施例中，移动设备被配置成运行或执行本领域已知的算法、应用或“app”，其便于与主计算机或其他部件和/或排水管清洁器的通信。在现有技术中描述了App、其传输或下载，以及其运行和维护，例如在US 8,549,656；US 2013/0122861；WO2013/163249；和WO 2012/155937。算法或app还可以便于管理：来自注册和控制部件的许可、计算机和/或其他部件与移动设备之间的数据或信息的传输，和/或移动设备和感兴趣的排水管清洁器之间的数据或信息的传输。算法或app可以另外促进用户访问、一个或更多个感兴趣的排水管清洁器的使用，和/或向用户提供关于系统的指示和/或警告。
本主题还提供了与识别封闭区域(诸如管或排水管道)中的一个或更多个兴趣点相关的各种方法。在许多实施例中，该方法利用本文描述的识别系统。然而，应当理解，本主题包括利用本文描述的识别系统的其他系统或变体的方法。在一个实施例中，诸如传感器40的传感器被固定到固定部件，同时诸如拾取器45的拾取器被固定到可转动构件，该可转动构件能够是线缆载体20或电动机输出12。在排水管清洁机启动时，可转动构件的RPM将从零开始并且增加直到其达到稳定点。稳定点能够根据所使用的电动机的类型和机器的温度而变化。通常，该值(即RPM稳定点)能够是200RPM至315RPM。然而，对于不同的排水管清洁机，稳定值能够超出这些值。
在一个实施例中，通过首先测量可转动构件的RPM并且以预定的一组时间间隔输出所测量的数据来执行识别兴趣点的方法。然后，在诸如三秒间隔的时间间隔内对输出值进行平均，以创建已经平滑的第二组数据以避免报告中的错误。当收集和处理数据时，将预定斜率值与从平滑数据确定的计算斜率值进行比较。执行该比较以识别可转动构件的RPM中的特定的变化率，该变化率是兴趣点的特征。在特定实施例中，通过首先以电流或RPM的形式测量来自已知源(混合、堵塞等)的输入来创建预定斜率值。然后比较这些图形表示以确定每种情况的斜率范围。
从表1中的代表性原始数据和平均平滑数据可以看出，很明显原始数据的波动会产生误报。一旦计算的斜率值被匹配或以其他方式被评估为足够接近预定斜率值，针对当前从机器分发的线缆的对应长度识别兴趣点，从而允许用户识别封闭区域中可能弯曲或堵塞的位置。
表1-代表性原始RPM数据和平均或“平滑”数据
具体地，并且参考图5，能够如下执行用于识别封闭区域中的兴趣点的方法。提供了一种排水管清洁器，其包括细长的柔性构件、可转动的电动机输出、可转动的线缆从动件、电动机输出上的第一拾取器、固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器、设置在线缆从动件上的第二拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器。方法包括操作排水管清洁器并使柔性构件相对于排水管清洁器轴向移位，使得线缆从动件转动。这在图5中被示为操作210。该方法另外包括测量第一转动速率和第二转动速率中的至少一个。这被示为操作220。对于某些应用，识别兴趣点的原始数据可能不需要测量和/或评估第二转动速率。通过经由第一拾取器和第一传感器测量电动机输出的转动速率来确定第一转动速率。通过经由第二拾取器和第二传感器测量线缆从动件的转动速率来确定第二转动速率。如前所述，在某些应用中，可能不需要第二转动速率。这些测量产生原始数据集。通常收集原始数据并且将其存储在如前所述的计数器中。该方法还包括处理原始数据集以产生平滑数据集。这被示为操作230。通常在如前所述的控制器中计算或收集平滑数据集。根据平滑数据集，该方法然后包括计算每预定时间间隔转动速率的变化，以产生计算的转动斜率值。这被示为操作240。该方法还包括将计算出的转动斜率值与指示兴趣点的预定转动斜率值连续地进行比较。这被示为操作250。在一些实施例中，代替例如通过3秒平均来平滑数据，能够使用1秒间隔的点来计算2秒内的线性回归以产生斜率数据。在优选实施例中，预定转动斜率值是-2.5转/秒。该值的范围能够从-0.1转/秒到-5转/秒。然而，应当理解，本主题包括其他预定斜率值的使用。在计算的转动斜率值在第一预定转动斜率值到第二预定转动斜率值的预先定义的范围内时，发出位置标记信号，从而识别封闭区域中的兴趣点。这被示为操作260。还预期机器学习能够用于基于障碍物或兴趣点的用户输入来进一步细化斜率值。结果将是基于应用程序的编程，其使用通过关键词匹配兴趣点的多个用户接口并且开始构建用于识别特定兴趣点的案例。这些操作的其他细节如下。
在操作230中，能够如本文所述处理原始数据，其中以预定时间间隔T1获取的周期性RPM数据在时间间隔T2内被平均以产生平滑数据。通常，T1的范围可以为约0.25秒至约10秒，并且T2的范围可以为约1秒至约10秒。在特定实施例中，T2是3秒。然而，应当理解，本主题不限于这些方面中的任何一个，并且包括小于和/或大于这些代表性值的时间间隔。此外，应当理解，本主题不限于任何特定的数据平滑技术。
在操作240中，能够通过在预定时间间隔T4内识别两个转动速率值并且确定这些值之间的差值或Δ来确定计算的转动斜率值。然后，通过将差值除以预定时间间隔来计算转动斜率值。其他技术能够用于操作240，诸如基于预定时间间隔内的两个或更多个转动速率内插斜率线。T4的范围可以为约2秒至约20秒。然而，应当理解，本主题不限于这些代表性时间间隔的任何一个。
在操作250中，将计算的转动斜率值Sc与一个或更多个预定的转动斜率值Sp进行比较。如果Sc足够接近Sp，则发出诸如位置标记信号的信号，从而识别封闭区域中的兴趣点。
本主题还包括分析计算的斜率值Sc以进一步识别P型陷阱、90度弯曲、软堵塞、硬堵塞或其他特定类型的兴趣点。也就是说，预期能够通过评估斜率值或斜率值的特性来识别特定类型的兴趣点。例如，封闭区域中的90度弯曲(即兴趣点的类型)可以由特定数据集反映，即，在某个时间间隔内的转动速率值的集合。而且，该数据集在许多情况下可以与和诸如软堵塞之类的不同类型的兴趣点相关联的数据集区分开。因此，能够通过查看兴趣点的特定类型对应的数据集来确定该兴趣点的特定类型。
图6是从诸如先前描述的系统1的识别系统产生的代表性曲线图，其示出随着线缆和工具前进通过具有弯曲集合的典型排水管道，线缆端或工具在封闭区域内的线缆行进或线性位置。RPM的突然变化表明排水管道中的潜在兴趣点。例如，在图6的图表中，潜在兴趣点看起来位于参考位置A-J。
如前所述，在排水管清洁操作期间监测排水管清洁器的电子电动机的电流消耗也能够指示封闭区域中的兴趣点。图7是由识别系统产生的代表性图表，其示出了随着线缆前进通过具有弯曲的典型排水管道，排水管清洁器中电动机的电流消耗。参考图7，潜在兴趣点似乎位于参考位置1-12处的急剧电流变化或增加。
具有识别系统和连接设备的排水管清洁机的典型操作如下。在给排水管清洁器供电并激活排水管清洁器时，机载计数器能够从传感器组件接收RPM数据。在滚筒转动时，机器通常在几秒钟内达到其稳定点。然后，用户开始从排水管清洁器分发或推进线缆。所有RPM数据都由计数器收集。在该系统的一些实施例中，计数器对RPM数据的收集可以被延迟或忽略并且自动启动，直到已经分发预定长度的线缆，例如3到5英尺。该特征使用户能够避免激活系统，并且避免在机器达到其稳定点之前收集数据。然而，应当理解，本主题不限于该策略。
在达到稳定点之后，并且在一部分线缆从机器推进到封闭区域中之后，操作员继续这种线缆推进，直到通过封闭区域建立了流动和/或已经确定所有堵塞或障碍已被清除。在整个过程中，RPM数据已经被收集并且存储在计数器中。
然后，操作员从封闭区域取回或收回线缆，并且在线缆返回到排水管清洁器之后，操作者致动清洁按钮或控件的端部。这种致动通常在排水管清洁机处执行。
然后，操作员或另一个人将诸如移动设备或智能电话的设备与排水管清洁器连接。如前所述，这种连接提供通信和数据交换或传输。这种连接通常是无线的，但是本主题包括有线或硬连接。连接设备可以在使用期间与排水管清洁器接触，而不仅仅是在完成作业之后。然而，在许多实施例中，数据仅仅能够在完成作业之后传送。
在与设备连接时，原始RPM数据被发送给设备用于处理。如前所述，能够平滑原始数据。通常，这种数据平滑由设备执行。然后评估平滑或处理的数据以识别封闭区域中的一个或更多个兴趣点。如前所述，这种评估通常包括将计算的转动斜率值与一个或更多个预定的转动斜率值进行比较。
在本主题的某些版本中，设备可以包括用于产生代表封闭区域的地图或图形图示的装置，并且能够在地图或图示上表示兴趣点。兴趣点也能够在各种图表或其他呈现格式上示出。
此外，设备能够向监控计算机或工作站发送原始数据、处理或平滑的数据、预定斜率值、计算出的斜率值、位置标记信号和/或关于兴趣点的其他信息中的任何。
在特定实施例中，从机器收集的数据被视为每1/3秒RPM的原始数据点。该数据集与对应于每个RPM的距离标记信息以及电动机是否被激活的指示一起存储。运行的阈值也包括在数据采集单元中。这些阈值通知采集单元是否记录点。该数据集还包括标识线缆直径和长度的标题，以向应用程序用户提供关于作业的详细信息。该数据集以其原始格式存储，直到其通过BLE(或其他无线连接)上载到能够使用应用程序的设备。在应用程序中，通过两个或更多个点之间的预定平均值(不一定是50-50)来过滤数据集，以提供RPM值的图形表示线图。
图8示意性地示出具有电动机10的排水管清洁机100的局部剖视图，电动机10可转动地驱动或供电可转动的输出12。图8示出第一传感器组件，其具有设置在输出12上或与输出12接合的第一拾取器35，以及固定或安装到排水管清洁器100的固定部件的第一传感器30。第一传感器30与第一拾取器35可操作地通信。在电动机10激活时，输出12围绕转动轴X转动。应当理解，在输出12转动时，拾取器35从固定传感器30旁边通过。排水管清洁器10还包括电子设备105，该电子设备105可以包括数据采集单元110、计数器50、控制器60和附加部件和/或装置中的一个或更多个。
图9-11示出如本文所述的识别系统的代表性移动设备95。图9示出在移动设备95上呈现的典型作业记录。图10示出在移动设备95上呈现的典型关键细节。图11示出用于由后续用户或稍后在移动设备95上查看的信息的典型存档。
根据该技术的未来应用和发展，许多其他益处将无疑变得明显。
本文提及的所有专利、申请、标准和文章通过引用整体并入本文。
本主题包括本文所描述的特征和方面的所有可行的组合。因此，例如，如果与一个实施例相关联地描述了一个特征而与另一个实施例相关联地描述了另一个特征，则应理解的是，本主题包括具有这些特征的组合的实施例。
如上文所述，本主题解决了与先前策略、系统和/或装置相关联的许多问题。然而，应当领会的是，在不脱离如所附权利要求中表达的所要求保护的主题的原理和范围的情况下，本领域技术人员可以对本文中为了解释本主题的性质而已经描述和图示的部件的细节、材料和布置做出各种改变。

Claims (25)

1.一种用于排水管清洁器的识别系统，所述排水管清洁器具有细长的柔性构件、可转动的电动机输出和可转动的线缆从动件，所述识别系统用于识别封闭区域中的兴趣点并且包括：
第一传感器组件，其包括设置在所述电动机输出上的第一拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器；
第二传感器组件，其包括设置在所述线缆从动件上的第二拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器；
计数器，其被配置成确定从排水管清洁器分发的细长的柔性构件的线性量；以及
控制器，其被配置成确定细长的柔性构件的远端遇到封闭区域中的兴趣点的发生。
2.根据权利要求1所述的识别系统，还包括：
电流传感器，其被配置成确定排水管清洁器的电动机的电流消耗。
3.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第一传感器是多传感器后偏置霍尔传感器。
4.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第二传感器是多传感器后偏置霍尔传感器。
5.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第一传感器组件的第一传感器是第一主霍尔传感器，第一传感器组件还包括固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一辅助霍尔传感器。
6.根据权利要求5所述的识别系统，其中，第一主霍尔传感器和第一辅助霍尔传感器中的每一个是单传感器后偏置霍尔传感器。
7.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第二传感器组件的第二传感器是第二主霍尔传感器，第二传感器组件还包括固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二辅助霍尔传感器。
8.根据权利要求7所述的识别系统，其中，第二主霍尔传感器和第二辅助霍尔传感器中的每一个是单传感器后偏置霍尔传感器。
9.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第一拾取器和第二拾取器中的至少一个是具有多个径向延伸的突起的圆环形式。
10.根据权利要求1所述的识别系统，其中，第一拾取器和第二拾取器中的至少一个包括含铁材料。
11.根据权利要求1所述的识别系统，还包括移动设备。
12.一种用于识别封闭区域中的兴趣点的方法，包括：
提供排水管清洁器，所述排水管清洁器具有细长的柔性构件、可转动的电动机输出、可转动的线缆从动件、所述电动机输出上的第一拾取器、固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器、设置在所述线缆从动件上的第二拾取器以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器；
操作排水管清洁器并使所述柔性构件相对于排水管清洁器轴向移位，使得所述线缆从动件转动；
测量第一转动速率，其中通过经由第一拾取器和第一传感器测量所述电动机输出的转动速率来确定第一转动速率，以产生原始数据集；
处理原始数据集以产生平滑数据集；
根据平滑数据集，计算每预定时间间隔的转动速率的变化，以产生计算的转动斜率值；
将计算的转动斜率值与指示兴趣点的预定转动斜率值连续地进行比较；
当计算的转动斜率值在第一预定转动斜率值到第二预定转动斜率值的预定范围内时，发出位置标记信号，从而识别封闭区域中的兴趣点。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述测量通过以时间间隔T1获得转动速率数据来执行，其中，时间间隔T1为0.25至10秒。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述处理通过对时间间隔T2内的多个原始数据求平均来执行，其中，时间间隔T2为1至10秒。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，计算通过计算每预定时间间隔T4的转动速率的变化来执行，其中，时间间隔T4为2至20秒。
16.一种排水管清洁器，包括：
框架组件；
电动机，其具有可转动的电动机输出，所述电动机由框架组件支撑；
可转动的滚筒，其由框架组件支撑，所述滚筒至少部分地容纳细长的柔性构件；
可转动的线缆从动件，其在所述柔性构件线性移位时转动；
第一传感器组件，其包括设置在所述电动机输出上的第一拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一传感器；
第二传感器组件，其包括设置在所述线缆从动件上的第二拾取器，以及固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二传感器；以及
计数器，其被配置成确定从排水管清洁器分发的细长的柔性构件的线性量。
17.根据权利要求16所述的排水管清洁器，还包括：
电流传感器，其被配置成确定排水管清洁器的电动机的电流消耗。
18.根据权利要求16所述的排水管清洁器，其中，第一传感器是多传感器后偏置霍尔传感器。
19.根据权利要求16所述的排水管清洁器，其中，第二传感器是多传感器后偏置霍尔传感器。
20.根据权利要求16所述的排水管清洁器，其中，第一传感器组件的第一传感器是第一主霍尔传感器，第一传感器组件还包括固定到排水管清洁器的固定部件并且与第一拾取器可操作地通信的第一辅助霍尔传感器。
21.根据权利要求20所述的排水管清洁器，其中，第一主霍尔传感器和第一辅助霍尔传感器中的每一个是单传感器后偏置霍尔传感器。
22.根据权利要求16所述的排水管清洁器，其中，第二传感器组件的第二传感器是第二主霍尔传感器，第二传感器组件还包括固定到排水管清洁器的固定部件并且与第二拾取器可操作地通信的第二辅助霍尔传感器。
23.根据权利要求22所述的排水管清洁器，其中，第二主霍尔传感器和第二辅助霍尔传感器中的每一个是单传感器后偏置霍尔传感器。
24.根据权利要求16所述的排水管清洁器，其中，第一拾取器和第二拾取器中的至少一个是具有多个径向延伸的突起的圆环形式。
25.根据权利要求16所述的排水管清洁器，还包括：
控制器，其被配置成确定细长的柔性构件的远端遇到封闭区域中的兴趣点的发生。
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