CN111045205A - 一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，包括垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体、机架以及电控单元，所述垂直升降单元、水平位置调整单元、电控单元均设置于机架上，所述潜望镜探头主体通过垂直升降单元与机架连接；所述垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体均与电控单元连接；所述垂直升降单元与水平位置调整单元连接。本发明管道潜望镜的检测深度不受操作杆长度影响，操作方便，提高了检测效率及检测精度。

Description

一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜

技术领域

本发明属于管道检测领域，具体为一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜。

背景技术

随着城市的发展，地下管网越来越复杂，这就使得地下管网的检修和维护难度越来越大。而管道潜望镜目前广泛应用于对市政管道的竣工验收、管网普查，管道修复的方案设计，管道修补过程中的施工监测，修补后的复测等，它是管道检测领域最简单有效的工具。

随着潜望镜技术的发展，有多种类型的产品存在于市场。然而现有产品存在很多缺点，例如：均人工采用操作杆将探头伸到所测管口，操作杆底部的缓冲探杆与检测井底部平面接触；检测过程中需要将探头对准所测管道中心位置，因此经常需要调整探头在检测井的水平位置，人工摆动操作杆，并且人工扶杆过程中操作杆稍有晃动，对检测结果影响很大。另外对于地势较高深度较大的检查井，或者是管道埋深比较深或者多层平行管道时；需要无限加长操作杆的长度，整体重量无形中增大，缓冲探杆也根本无法接触到地面，人工长时间悬空提杆的操作难度巨大，使得整个检测过程费时耗力，操作十分不便，甚至根本无法完成检测。

现有潜望镜存在的缺点如图1所示。现有的常规潜望镜一样采用操作杆将探头下放到所测管口，避免检测深度受操作杆长度的直接影响；另外频繁的伸长和回收操作杆，以及调整操作杆位置，人工扶杆等操作十分不便，且大幅降低了检测效率和检测精度。

公开号CN201489191U的中国专利公开了一种管道潜望镜，包括：支撑架；伸缩杆和活动关节，其中活动关节连接伸缩杆，实现操作人员对管道潜望镜的动作控制；摄像头，固定在伸缩杆上，采集视频信息；激光测距模块，电性连接摄像头，采集距离信息；主控制盒，完成视频信息和距离信息的处理、通信和控制；传输线缆，连接活动关节和主控制盒；监视器，连接主控制盒，用于回放视频信息；电池，连接主控制盒，用于为管道潜望镜供电。但是该专利仍然存在上述现有技术中存在的问题。

因此，有必要提供一种管道潜望镜，以解决常规管道潜望镜无法检测上述复杂环境的窘境。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其检测深度不受操作杆长度影响，操作方便，提高了检测效率及检测精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，包括垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体、机架以及电控单元，所述垂直升降单元、水平位置调整单元、电控单元均设置于机架上，所述潜望镜探头主体通过垂直升降单元与机架连接；所述垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体均与电控单元连接；所述垂直升降单元与水平位置调整单元连接。

优选地，所述垂直升降单元包括剪叉式铰链机构和电动推杆，所述剪叉式铰链机构与电动推杆电连接。

进一步地，所述垂直升降单元的下方与潜望镜探头主体上方铰接。所述电控单元控制电动推杆的伸缩，来驱动剪叉式铰链机构的折叠运动，从而带动潜望镜探头主体垂直升降。

优选地，所述水平位置调整单元包括龙门滑台和连接板，所述连接板用于连接垂直升降单元。

进一步地，所述龙门滑台的底部直接固定在机架的基座上，龙门滑台XY方向的移动由其自身的伺服电机精确控制。

进一步地，所述垂直升降单元的上方与水平位置调整单元的龙门滑台下方固定。所述电控单元驱动龙门滑台XY方向的伺服电机，可以带动垂直升降单元及潜望镜探头主体做XY水平方向的调整。

优选地，所述电控单元包括第一无线通信模块。

具体地，所述电控单元内部装有锂电池和第一无线通信模块，所述锂电池用于给龙门滑台和电动推杆的电机供电，所述第一无线通信模块用于与外部的无线控制终端通信连接以及与潜望镜探头主体通信连接。

进一步地，所述电控单元固定在于机架左下侧。

进一步地，所述电控单元留有充电接口，方便对锂电池充电。

优选地，所述第一无线通信模块与无线控制终端通信连接，所述无线控制终端上至少集成有管道潜望镜的控制功能、视频采集与回放功能、潜望镜检测与报告功能、显示功能。

具体地，所述水平位置调整单元和垂直升降单元的控制功能可与潜望镜探头主体的控制功能集成于无线控制终端的同一软件界面，所述软件界面同时还可以实时显示电控单元及探头主体内的电池电量。

优选地，所述潜望镜探头主体包括探头壳体、拍摄模块、照明模块、测距模块、第二无线通信模块，所述探头壳体、拍摄模块、照明模块、测距模块均与第二无线通信模块连接。

进一步地，所述拍摄模块包括摄像机。所述照明模块包括远光灯和近光灯。所述测距模块包括激光测距仪。所述潜望镜探头主体与无线控制终端之间、潜望镜探头主体与电控单元之间均可通过第二无线通信模块无线连接，以免除线缆的缠绕。

优选地，所述机架顶部安装有透明防护罩。这样的设置有利于整体设备的安全防护，同时也便于观察设备的运转情况。

优选地，所述机架底部安装有带刹车的移动脚轮，两侧安装有可弯折手柄。这样的设置可方便设备的整体搬运。

优选地，所述垂直升降单元的顶端设有中继器。所述中继器用于加强深井检测时的无线信号，使视频检测画面更流畅。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明将垂直升降单元、水平位置调整单元及电控单元安装在机架上，将潜望镜探头主体安装在垂直升降单元的一端，电控单元与潜望镜探头主体之间无线连接；通过电控单元控制垂直升降单元工作，带动潜望镜探头主体垂直升降；通过电控单元控制水平位置调整单元工作，带动垂直升降单元及潜望镜探头主体在水平方向移动；使得潜望镜探头主体在管道内的垂直及水平方向的移动实现电动控制，操作简便，避免人工操作误差，提高检测效率和检测精度。

(2)本发明可通过增加垂直升降单元中剪叉式铰链机构的连杆数量来增加探测深度，使得检测深度不受现有操作杆长度的直接影响；在增加连杆数量的同时，可通过在垂直升降单元顶部增设中继器来增强更深处检测时检测信号的稳定性。

(3)本发明通过无线通信获取管道深处潜望镜探测主体的检测信号，通过外部控制终端进行实时显示，同时，可通过外部控制终端控制电控单元的工作，进而控制垂直升降单元、水平位置调整单元及潜望镜探测主体的运动，并将这些控制过程在外部控制终端进行实时显示。

(4)本发明可省去大量人工操作，使用更加简便；排除了人为因素对检测质量的影响，所拍摄出来的管道图像更加清晰，检测效率大幅提高。另外还拓展了潜望镜的应用环境。

附图说明

图1为现有管道潜望镜的示意图。

图2为根据本发明实施例的垂直升降单元展开状态的主视图。

图3为根据本发明实施例的垂直升降单元展开状态的侧视图。

图4为根据本发明实施例的垂直升降单元收缩状态的俯视图。

图5为根据本发明实施例的垂直升降单元收缩状态的主视图。

图6为根据本发明实施例的潜望镜探头主体的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，包括垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体、机架以及电控单元，所述垂直升降单元、水平位置调整单元、电控单元均设置于机架上，所述潜望镜探头主体通过垂直升降单元与机架连接；所述垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体均与电控单元连接；所述垂直升降单元与水平位置调整单元连接。本发明通过电控单元控制垂直升降单元工作，带动潜望镜探头主体垂直升降；通过电控单元控制水平位置调整单元工作，带动垂直升降单元及潜望镜探头主体在水平方向移动；使得潜望镜探头主体在管道内的垂直及水平方向的移动实现电动控制，操作简便，避免人工操作误差，提高检测效率和检测精度。

作为一种实施方式，所述的管道潜望镜，如图2—图6所示，包括机架1、电控单元2、垂直升降单元3、水平位置调整单元4、潜望镜探头主体5。所述电控单元2内设有第一无线通信模块，所述潜望镜探头主体5内设有第二无线通信模块。所述第一无线通信模块、第二无线通信模块均可采用无线WiFi模块。

所述电控单元2固定在所述机架1的左下侧，所述电控单元2内部装有锂电池19和第一无线WiFi模块20，同时所述电控单元2外部留有电源开关和充电接口等。

所述垂直升降单元3包括剪叉式铰链机构6和能给其提供驱动力的电动推杆7，以及导向装置8。所述垂直升降单元3的下方支座与所述潜望镜探头主体5的上方支座铰接。所述电动推杆7的伸缩运动能驱使剪叉式铰链机构6的折叠运动，从而实现所述所述垂直升降单元3的升降运动。导向装置8能给所述电动推杆7和所述剪叉式铰链机构6提供很好的支撑和导向作用。

所述水平位置调整单元4包括龙门滑台9、连接板10。龙门滑台9的水平XY方向移动由其自身的伺服电机驱动，所述垂直升降单元3的顶部固定在连接板10的侧面，整体与龙门滑台9连接。所述水平位置调整单元4的底部固定在所述机架1的基座上。

所述潜望镜探头主体5内设有摄像机13、远光灯11、近光灯12、、激光测距模仪14、探头壳体15、锂电池16、第二无线WiFi模块17、触摸式电源开关18。所述激光测距模仪14可以测量管道中缺陷的具体位置。所述探头壳体15能绕安装轴旋转，以便摄像机13能更全面的拍摄到管道中不同的位置。所述远光灯11和近光灯12能给所述摄像机13提供更好的照明条件，从而得到更清晰的图像质量。所述锂电池16能给所述潜望镜探头主体5内所有电器件供电，其电池容量能满足所述潜望镜探头主体5正常工作10小时以上，且电量在无线控制终端软件上有实时显示，电量不足时随时更换备用锂电池。所述第二无线WiFi模块17能控制所述远光灯11和近光灯12的亮度调节，摄像机13的焦距和放大倍数调节，激光测距模仪14的测距功能开启和关闭，探头壳体15的旋转，并且与所述电控单元2的第一无线WiFi模块之间进行无线通讯，以控制所述潜望镜探头主体5的所有功能。所述触摸式电源开关18用于手动开启与关闭所述探头主体5的系统供电。

所述电控单元2与垂直升降单元3中的电动推杆7和水平位置调整单元4中的伺服电机通过线轨连接，所述锂电池20给它们供电，能满足正常工作10小时以上，且电量在无线控制终端软件上有实时显示，电量不足时随时更换备用锂电池或及时充电。第一无线WiFi模块20可以驱动垂直升降单元3中电动推杆7的伸缩，和水平位置调整单元4中的伺服电机的运转，从而控制所述垂直升降单元3的升降运动和水平位置调整单元4的水平移动。所述第一无线WiFi模块20还与所述潜望镜探头主体5内的第二无线WiFi模块17之间无线通讯，控制所述潜望镜探头主体5的所有功能。无线控制终端与所述电控单元2的第一无线WiFi模块20进行无线通讯，软件界面整合了本实施方式的全部控制功能和视频采集与回放功能，潜望镜检测与报告功能，以及电池电量显示功能等。

所述机架1顶部装有透明防护罩21，有利于对整体设备的安全防护，同时也便于观察设备的运转情况。所述机架1底部装有带刹车的移动脚轮22，两侧装有可折弯手柄23方便设备的搬运。

所述垂直升降单元3标配的剪叉式铰链机构6可以适应所测管道深度在20米以内的，超过此深度可以通过增加所述剪叉式铰链机构6的连杆数量，相应增加剪叉式铰链机构6的伸展长度，从而增加所述垂直升降单元3的垂直升降高度，最终可达到更大的检测深度。另外在增加所述剪叉式铰链机构6的连杆数量的同时，可以在所述垂直升降单元3的顶板下方增加WiFi中继器，加强所述潜望镜探头主体5与电控单元2及无线控制终端之间的无线信号，从而保证本发明的垂直深井信号更稳定。

作为一种实施方式，所述管道潜望镜的工作过程包括：

将所述管道潜望镜整体搬运至检测井正上方居中的位置，锁紧机架底部的带刹车脚轮，打开电控单元的电源开关和潜望镜探头主体的触摸式电源开关，并将无线控制终端开机，打开其控制软件；在控制软件界面中操控所述水平位置调整单元水平移动，使潜望镜探头主体大致位于检测井中央位置，然后操控垂直升降单元缓慢下降，当软件的视频采集画面中能看到所测管口全部时，停止下降；此时再微调水平位置调整单元的水平移动，使潜望镜探头主体拍摄的画面处于所测管道居中位置；控制潜望镜探头主体的远光灯和近光灯的亮度到最亮，开启激光测距模仪，当需要检测管道中上下不同位置时，可以控制探头的上下旋转。另外由于地下管道埋设过程中直线度有较大差异，检测过程中还需要实时调整水平位置调整单元的水平位置，始终将潜望镜探头处于管道居中位置，保证潜望镜检测的准确性。检查过程中根据照明需要随时调整远光灯和近光灯亮度。检测完成后点击保存视频和检测文件，将垂直升降单元全部收回，并将水平位置调整单元复位到初始位置。如果有多层平行管道时，只需要保存当前检测文件，可以不必退出检测软件，然后控制垂直升降单元继续下降，重复上述检测过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，包括垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体、机架以及电控单元，所述垂直升降单元、水平位置调整单元、电控单元均设置于机架上，所述潜望镜探头主体通过垂直升降单元与机架连接；所述垂直升降单元、水平位置调整单元、潜望镜探头主体均与电控单元连接；所述垂直升降单元与水平位置调整单元连接。

2.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述垂直升降单元包括剪叉式铰链机构和电动推杆，所述剪叉式铰链机构与电动推杆电连接。

3.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述水平位置调整单元包括龙门滑台和连接板，所述连接板用于连接垂直升降单元。

4.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述电控单元包括第一无线通信模块。

5.根据权利要求4所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述第一无线通信模块与无线控制终端通信连接，所述无线控制终端上至少集成有管道潜望镜的控制功能、视频采集与回放功能、潜望镜检测与报告功能、显示功能。

6.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述潜望镜探头主体包括探头壳体、拍摄模块、照明模块、测距模块、第二无线通信模块，所述探头壳体、拍摄模块、照明模块、测距模块均与第二无线通信模块连接。

7.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述机架顶部安装有透明防护罩。

8.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述机架底部安装有带刹车的移动脚轮，两侧安装有可弯折手柄。

9.根据权利要求1所述的可电动升降和自动调整水平位置的管道潜望镜，其特征在于，所述垂直升降单元的顶端设有中继器。

Images