CN111255979A - 排水管道修补可视化智能旋喷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种排水管道修补可视化智能旋喷设备，包括:设备主机体和设于设备主机体上的喷涂设备，及操作控制面板；所述设备主机体底部设有移动轮，所述设备主机体前部设有前视摄像头，所述设备主机体后部设有后视摄像头；所述喷涂设备包括可转动的旋喷设备仓、设于所述旋喷设备仓上的喷头和红外测距仪；所述移动轮、前视摄像头、后视摄像头、所述喷涂设备都与所述操作控制面板电电连接及通信连接。本发明针对城市地下排水管道管内壁腐蚀引起的破损渗漏等缺陷，利用可视化的手段，采用旋转喷涂的方式对管道内壁进行修复，增强管道的结构强度，所有在管道内喷涂整个作业过程可视，施工人员在地面即可精准完成喷涂作业。

Description

排水管道修补可视化智能旋喷设备

技术领域

本发明属于地下工程安全防护技术领域，具体涉及一种排水管道修补可视化智能旋喷设备。

背景技术

排水管道设施是城市市政基础设施的重要组成部分，在城市污水收集与输送，防汛排水安全服务保障方面发挥着不可缺少的作用，根据些城镇排水管道隐患排查结果发现，我国城镇排水管道由于受管材质量不达标、施工管理不规范、环境条件受制、运营维护不到位等影响，存在大量超过三级的功能性或结构性缺陷。由于管道缺陷经常得不到及时的修复，导致缺陷进一步恶化，严重影响管道过流能力并发生道路坍塌。

目前常用的修复方法是开挖修复或者更换管道，开挖更换管道需要开挖管道上方的土体，该方法虽然可以解决管道的问题，但这这类维修成本高，施工周期长，市区内严重影响周边居民生活及交通。而对于腐蚀不太严重的排水管道无需开挖维修，如采用开挖维修，会造成大量的经济浪费。非开挖修复喷涂施工技术安全系数高、施工速度快，能有效节省施工时间、提高施工效率，保证了施工环境的安全，提高了施工的质量。其中非开挖原位修复技术，不需要开挖路面，只需在检查井处设置数个临时块状围栏，对周边交通、附近管线和建筑物几乎无影响，能更好地降低施工成本，施工期间仍维持原交通运行方向，所以管道过水断面几乎没有缩小，维持了原管道排水设计流量的功能，达到结构性及功能性修复效果。

申请号为201810201733.X的专利文献公开了一种用于环境监测、修复的工程机器人，其结构包括探测摄像头、连接座、防尘罩、补光灯、修复液喷射座、旋转座、固定铁板、障碍检测装置、机座、活动履带、无线控制台、修复液输送管道，防尘罩设有两个并且通过螺钉固定在探测摄像头、补光灯的上方，探测摄像头的右端通过轴承活动连接在连接座的左侧。该工程机器人虽然设有摄像头，但它不是专门用于管道内部病害探测及检测的，与本申请方案并不相同。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种排水管道修补可视化智能旋喷设备，旨在解决现有的管道修复设备智能化程度低且修复质量不够准确的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种排水管道修补可视化智能旋喷设备，包括:设备主机体和设于设备主机体上的喷涂设备，及操作控制面板；所述设备主机体底部设有移动轮，所述设备主机体前部设有前视摄像头，所述设备主机体后部设有后视摄像头；所述喷涂设备包括可转动的旋喷设备仓、设于所述旋喷设备仓上的喷头和红外测距仪；所述移动轮、前视摄像头、后视摄像头、所述喷涂设备都与所述操作控制面板电电连接及通信连接。

优选地，所述移动轮可拆卸地安装于所述设备主机体上，所述移动轮的尺寸规格能够根据管道直径选择。

优选地，所述设备主机体上设有摄像头起落支架，所述摄像头起落支架的一端与所述设备主机体前部铰接、另一端通过液压杆与所述设备主机体顶部铰接；所述前视摄像头上设有照明灯。

优选地，所述设备主机体后端设有综合线缆连接口，所述综合线缆连接口处安装有综合线缆，所述综合线缆包括电源线和通信控制线；所述综合线缆的一端连接所述前视摄像头、后视摄像头、红外测距仪、喷涂设备和液压杆，另一端连接注浆设备和所述操作控制面板。

优选地，所述注浆设备包括设备主体、发电机和空压机，所述空压机通过空气压力管连接所述旋喷设备仓，所述设备主体通过浆料导管连接所述旋喷设备仓，所述设备主体还通过所述通信控制线与所述旋喷设备仓连接。

优选地，所述排水管道修补可视化智能旋喷设备，还包括：导轨式滑轮，所述导轨式滑轮设于与出发井口连通的管道的内壁上，所述综合线缆架设于所述导轨式滑轮上。

优选地，所述操作控制面板内设有PLC控制模块，所述操作控制面板上设有与所述PLC控制模块连接的显示屏和按钮开关部分，所述按钮开关部分包括：旋喷设备仓旋转调节旋钮、旋喷设备仓转速调节按钮、旋喷设备仓操纵摇杆、前视摄像头灯光调节旋钮、喷涂作业控制按钮、通信连接按钮、红外仪操作按钮、摄像头操作摇杆、可视化智能旋喷设备开关、紧急复位开关和可视化智能旋喷设备移动控制摇杆。

优选地，所述PLC控制模块设有定位器编码器、动力编码器、压力调节编码器、时间编码器、设备仓支架上升开关、设备仓支架下降开关、设备仓正向旋转开关、设备仓反向旋转开关、设备仓转速电位计。

优选地，所述旋喷设备仓通过旋喷设备仓支架可旋转地设于所述设备主机体上。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果：

一，本发明所述可视化智能旋喷设备，设备主机体的前、后侧分别设有前视摄像头和后视摄像头，主机体随着而移动轮一边移动，一边通过前视摄像头和后视摄像头观察管道内部情况，且两个摄像头均能调整拍摄方向，不仅使得地面上的工作人员能够实时全面地观察到管道内部的质量情况，而且当发现病害时能够在操作控制面板的控制下调节对准至病害位置，使管道内的整个作业过程为可视化智能化，使施工人员在地面即可精准完成智能喷涂作业。

二，本发明所述可视化智能旋喷设备，喷涂设备包括喷涂设备仓和喷头，喷涂设备仓能够相对主机体转动调节方位，能够将红外测距仪和喷头调节至合适位置，从而能够进一步提高对病害位置探测和修复的准确性，本发明针对城市地下排水管道管内壁腐蚀引起的破损渗漏等缺陷，利用可视化的手段，采用旋转喷涂的方式对管道内壁进行修复，增强管道的结构强度，所有在管道内喷涂整个作业过程可视，施工人员在地面即可精准完成喷涂作业。

三，通过本发明使得对排水管道内部腐蚀等缺陷修复无须开挖，通过喷涂增强管道强度、延长使用寿命的施工方法，将对交通的影响降至最低，并且整个系统为一个从检测分析修复到修复后再分析评估的全过程智能化作业程序，产生的经济和社会效益明显。本发明是根据城市运行管理及管道非开挖修复的需求设计而成，可以精确对管道内的缺陷进行喷涂修复，解决由于管道开挖修复带来的交通堵塞及减少对周边居民生活的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提出的排水管道修补可视化智能旋喷设备进行喷涂工作的示意图；

图2为图1提出的排水管道修补可视化智能旋喷设备中管道喷涂设备的结构示意图；

图3为图1提出的排水管道修补可视化智能旋喷设备中管道喷涂设备的控制面板的结构示意图；

图4为图1提出的排水管道修补可视化智能旋喷设备中管道喷涂设备的PLC控制模块的结构示意图。

本发明的附图标号说明：

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种排水管道修补可视化智能旋喷设备。

请参照图1至图4，排水管道修补可视化智能旋喷设备，包括：设备主机体1、设于设备主机体1上的喷涂设备和操作控制面板。

设备主机体1上设有移动轮2、前视摄像头3、后视摄像头4和综合线缆5。移动轮2设在设备主机体1的底部，用于使本可视化智能旋喷设备可在管道内移动，移动轮2为可拆卸的移动轮，移动轮2的安装口规格为统一标准规格，可根据管道直径更改安装合适尺寸规格的移动轮。设备主机体1的顶部设有摄像头起落支架6，摄像头起落支架6的一端与设备主机体1铰接、另一端通过液压杆与设备主机体1连接，前视摄像头3设在摄像头起落支架6上，且朝向为向前，通过控制驱动液压杆的伸缩可以调节控制前视摄像头3的高度位置。前视摄像头3上设有照明灯，照明灯的亮度可以调节。后视摄像头4设在设备主机体1的后侧。

综合线缆5通过螺口套筒式连接头7安装在设备主机体1后端的综合线缆连接口处，综合线缆5内集成有电源线、通信控制线、浆料导管和空气压力管。电源线用于为前视摄像头3、后视摄像头4、红外测距仪8和喷涂设备提供动力，通信控制线用于前视摄像头3、后视摄像头4、喷涂设备、红外测距仪8与操作控制面板之间的通信连接。

喷涂设备包括旋喷设备仓9、设于旋喷设备仓9上的喷头10，旋喷设备仓9上还设有红外测距仪8。旋喷设备仓9为可旋转的喷涂仓，旋喷设备仓9通过旋喷设备仓支架11安装在设备主机体上，旋喷设备仓9相对旋喷设备仓支架11可转动，它是通过设在旋喷设备仓9内的电磁模块驱动旋转，转动旋喷设备仓9可将红外测距仪8和喷头10调节到合适位置。

旋喷设备仓9通过浆料导管、空气压力管和通信控制线连接位于地面的注浆设备，注浆设备为集成式高聚物注浆设备，可以采用现有技术中的注浆设备，例如专利号为ZL201310124851.2的专利文献公开的一种集成式高聚物注浆系统，注浆设备设有发电机、空压机，通过注浆设备向旋喷设备仓输入浆液，并由喷头喷出喷到管道病害部位，空气压力管与空压机连接，用于为喷涂设备提供喷浆压力。并且，注浆设备采用的修复材料为单浆或双浆高聚物修复材料，无需提供施工用水且不排放施工污水，本身为环保材料，不对周边环境造成污染，修复材料为改性异氰酸酯和多元醇通过1：1配比混合而形成闭孔抗渗材料，不需要水参与化学反应，具有防水防漏防腐蚀的作用。

本可视化智能旋喷设备工作时，先在与地下排水管道对应的两处设有出发井口A和终止井口B，并在出发井口A与管道连通的通道内壁设有导轨式滑轮12，本可视化智能旋喷设备经由出发井口A下放到管道内，且综合线缆5架设在导轨式滑轮12上，通过导轨式滑轮12可以保护综合线缆5在延伸移动时不被管道内壁磨损，同时可以提高综合线缆5的移动速度，进而提高工作效率。

操作控制面板内设有PLC控制模块，PLC控制模块和前视摄像头3、后视摄像头4、喷涂设备、红外测距仪连接。操作控制面板上设有与PLC控制模块连接的：显示屏13和多个开关按钮。显示屏13为高清触摸显示屏，前视摄像头3和后视摄像头4摄取到的影像通过显示屏13进行显示，通过PLC控制模块的程序设置，触摸显示屏13可以控制调节显示前视摄像头3采集到的管道前侧画面或后视摄像头4采集到的管道后方画面。

操作控制面板上各开关按钮之间为并联模式，操作互不影响，以下为各开关按钮的操作功能介绍：

旋喷设备仓旋转调节旋钮14，用于使旋喷设备仓相对旋喷设备仓支架旋转，调节旋喷设备仓上喷头和红外测距仪所对的方位，将喷头和红外测距仪调至对准管道内病害部位的合适位置；

旋喷设备仓转速调节按钮15，用于调节旋喷设备仓的旋转速度；

旋喷设备仓操纵摇杆18，用于调节旋喷设备仓相对旋喷设备仓支架的高度位置；

前视摄像头灯光调节旋钮16，用于调节前视摄像头上的照明灯的亮度；

前视摄像头支架起落控制按钮24，用于控制液压杆的伸缩，进而控制前视摄像头的高度位置；

喷涂作业控制按钮17，用于控制喷头的喷涂工作的开始与停止；

通信连接按钮19，

红外仪操作按钮20，

摄像头操作摇杆21，用于调节前视摄像头的角度和位置；

可视化智能旋喷设备开关22，用于控制整个可视化智能旋喷设备的启动与关闭；

紧急复位开关25，用于紧急情况下的设备急停；

可视化智能旋喷设备移动控制摇杆23，用于控制可视化智能旋喷设备在管道内的移动。

操作控制面板的电源来源于集成式高聚物注浆系统的发电，电压为220V，操作控制面板内主要有以下元器件：

设备开关S1，用于控制整个操作控制面板工作的开启与关闭；

显示屏S2，是一个LCD显示屏，显示着编码器的编译内容；

定位器编码器D1，用于监测定位器的高度；

动力编码器D2，用于监测旋喷设备仓的旋转角度和转速；

压力调节编码器D3，用于监测旋喷压力，使得旋喷作业可以保持恒压状态；

时间编码器D4，用于控制旋喷作业时间；

设备仓支架上升开关Q1和设备仓支架下降开关Q2，分别用于控制设备仓支架上升控制阀K3和设备仓支架下降控制阀Q2，从而控制调节旋喷设备仓的高度；

设备仓正向旋转开关C1和设备仓反向旋转开关C2，分别用于控制设备仓正向旋转控制器K1和设备仓反向旋转控制器K2，从而控制调节旋喷设备仓的正向、反向旋转；

设备仓转速电位计J1，通过PLC控制模块，控制流入设备仓正向旋转控制器K1和设备仓反向旋转控制器K2的流量，从而控制流入旋喷设备仓的电流大小，进而控制旋喷设备仓的旋转启停及速度。

下面描述上述排水管道修补可视化智能旋喷设备对排水管道进行智能修复的方法过程：

1、使用密封堵头或气囊将待修复管道的两端进行封堵，将管道内的水抽干，并进行淤泥清理；

2、将综合线缆5的两端分别与可视化智能旋喷设备与注浆设备进行连接，包括管道连接、电连接和通信线连接，在管井直角处放置导轨式滑轮12，使综合线缆5沿着滑轮进行下放，将可视化智能旋喷设备放入井中；

3、打开可视化智能旋喷设备，开启设备程序，通过操作控制面板操作设备主机体在管道内行驶，前视摄像头和后视摄像头实时将管道内的影视信息传递到操作控制面板的显示屏上，通过显示屏观察管道的状况；

4、当发现病害位置时，同时调节相应的摄像头至合适位置，并调节该摄像头的灯光强弱，使摄像头停留在合适观察位，然后，调整旋喷设备仓的位置，使红外测距仪对准病害，启动红外测距仪对病害进行智能分析评估，病害主要包括开裂、沉陷等，通过红外测距仪结合PLC控制模块的分析，对病害类型及程度进行智能分析评估，根据评估结果建议，将注浆设备内各装置的工作参数调至修复所需的标准参数；

5、根据分析评估结果建议，选择合适的喷涂设备仓的各参数，点喷涂作业控制按钮，开始喷涂作业；当喷涂完成后，再次点击喷涂作业控制按钮，停止喷涂作业；

6、再次启动红外测距仪对修复后的病害进行修复后的分析评估，若修复合格，则停止设备工作，若修复不合格，则重复步骤4、5、6，直至该病害修复合格，直至管道内所有病害均修复合格。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，包括:设备主机体和设于设备主机体上的喷涂设备，及操作控制面板；

所述设备主机体底部设有移动轮，所述设备主机体前部设有前视摄像头，所述设备主机体后部设有后视摄像头；

所述喷涂设备包括可转动的旋喷设备仓、设于所述旋喷设备仓上的喷头和红外测距仪；

所述移动轮、前视摄像头、后视摄像头、所述喷涂设备都与所述操作控制面板电电连接及通信连接。

2.如权利要求1所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述移动轮可拆卸地安装于所述设备主机体上，所述移动轮的尺寸规格能够根据管道直径选择。

3.如权利要求1所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述设备主机体上设有摄像头起落支架，所述摄像头起落支架的一端与所述设备主机体前部铰接、另一端通过液压杆与所述设备主机体顶部铰接；所述前视摄像头上设有照明灯。

4.如权利要求3所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述设备主机体后端设有综合线缆连接口，所述综合线缆连接口处安装有综合线缆，所述综合线缆包括电源线和通信控制线；所述综合线缆的一端连接所述前视摄像头、后视摄像头、红外测距仪、喷涂设备和液压杆，另一端连接注浆设备和所述操作控制面板。

5.如权利要求4所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述注浆设备包括设备主体、发电机和空压机，所述空压机通过空气压力管连接所述旋喷设备仓，所述设备主体通过浆料导管连接所述旋喷设备仓，所述设备主体还通过所述通信控制线与所述旋喷设备仓连接。

6.如权利要求5所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，还包括：导轨式滑轮，所述导轨式滑轮设于与出发井口连通的管道的内壁上，所述综合线缆架设于所述导轨式滑轮上。

7.如权利要求5所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述操作控制面板内设有PLC控制模块，所述操作控制面板上设有与所述PLC控制模块连接的显示屏和按钮开关部分，所述按钮开关部分包括：旋喷设备仓旋转调节旋钮、旋喷设备仓转速调节按钮、旋喷设备仓操纵摇杆、前视摄像头灯光调节旋钮、喷涂作业控制按钮、通信连接按钮、红外仪操作按钮、摄像头操作摇杆、可视化智能旋喷设备开关、紧急复位开关和可视化智能旋喷设备移动控制摇杆。

8.如权利要求1所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述PLC控制模块设有定位器编码器、动力编码器、压力调节编码器、时间编码器、设备仓支架上升开关、设备仓支架下降开关、设备仓正向旋转开关、设备仓反向旋转开关、设备仓转速电位计。

9.如权利要求8所述的排水管道修补可视化智能旋喷设备，其特征在于，所述旋喷设备仓通过旋喷设备仓支架可旋转地设于所述设备主机体上。

Images