CN112179339A - 一种管线惯性测绘设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于管线探测设备技术领域，公开了一种管线惯性测绘设备，包括：用于控制测绘设备的惯导主体、用于数据测量及引导测绘设备行进的导向组件和用于测绘数据采集、处理和储存的数据采集件；惯导主体的一侧套设有套筒且其两端设有导向杆，导向组件设于惯导主体的两端且穿设于导向杆并沿导向杆滑动连接，惯导主体的另一侧开设有支架槽，数据采集件设于支架槽上并与惯导主体和导向组件电性连接。本发明设计巧妙，结构合理，通过惯导主体支持测绘设备各部件，通过导向组件进行管线的数据测量及引导测绘设备行进，通过数据采集件采集、处理和储存管线数据以便于构件三维姿态，实用性强，性价比高，提高了市场竞争力。

Description

一种管线惯性测绘设备

技术领域

本发明属于管线探测设备技术领域，尤其涉及一种管线惯性测绘设备。

背景技术

随着城市的发展，地下管网越来越复杂，检修和维护难度很大，由于埋在地下，很难对其进行预先检测，往往是管道破裂后才能发现，从而造成严重的损失，甚至造成严重人员伤亡事故，为了防患于未然，必须对这些管道进行定期检测和维修，随着现代化技术的飞速发展，有限空间或特定空间检测设备日益趋向自动化和智能化，针对于非开挖顶管施工的管道线路测量，常规电磁类管线仪、探地雷达等仪器因受电磁干扰、管道材质、管道下埋深度等诸多因素的局限，易导致测量不成功或者测量不连续，无法获得完整的管道三维姿态轨迹，施工效率也很低，特别是在过河管道的测量应用中，这些仪器更是一筹莫展。

因此，如何设计一种能够不受外界干扰，能够精准测绘管线地下分布的三维姿态量，适应性强，实用性高的管线测绘设备，成为了一亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管线惯性测绘设备，以解决上述背景技术中所提到的问题。

为实现以上发明目的，采用的技术方案为：

一种管线惯性测绘设备，包括：用于控制测绘设备的惯导主体、用于数据测量及引导测绘设备行进的导向组件和用于测绘数据采集、处理和储存的数据采集件；所述惯导主体的一侧套设有套筒且其两端设有导向杆，所述导向组件设于所述惯导主体的两端且穿设于所述导向杆并沿所述导向杆滑动连接，所述惯导主体的另一侧开设有支架槽，所述数据采集件设于所述支架槽上并与所述惯导主体和所述导向组件电性连接。

本发明进一步设置为：在所述惯导主体的两端套设有支架体，所述导向杆与所述支架体螺纹固定连接，在所述惯导主体上并位于所述套筒内依次设有电池，陀螺仪模块和PCB控制板，在所述惯导主体上并分别位于所述套筒的两端处对称套设有O型密封圈。

本发明进一步设置为：所述导向组件包括套设于所述导向杆上的固定主架、沿所述导向杆滑动的活动主架和分别连接所述固定主架和所述活动主架且绕所述导向杆均匀排列的多个折叠导向架，其中，所述折叠导向架包括测量导向轮和对称设于所述测量导向轮两侧并与所述测量导向轮转接的折叠支架，两个所述折叠支架的一端分别与所述固定主架和所述活动主架转接。

本发明进一步设置为：套设于所述导向杆上的所述固定主架通过螺钉与所述支架体固定连接，且所述固定主架背离所述支架体的一侧通过螺母与所述导向杆固定连接。

本发明进一步设置为：所述导向杆远离所述惯导主体的一端可拆卸连接有滚花螺母，所述导向杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别通过衬套与所述滚花螺母和所述活动主架抵接。

本发明进一步设置为：在所述导向杆上并位于所述滚花螺母背离所述弹性件的一侧还设有D型卸扣，所述D型卸扣穿设于所述导向杆并与所述导向杆转接。

本发明进一步设置为：所述惯导主体的外壳和所述套筒均由金属铝合金材料制成，所述惯导主体、所述套筒、所述固定主架、所述活动主架和所述导向杆均位于同一轴线上。

本发明进一步设置为：所述惯导主体上并位于所述支架槽和所述套筒间设有用于启停测绘设备的开关按钮，所述开关按钮的两侧分别设有用于显示测绘设备工作状态的报警指示灯和状态指示灯。

本发明进一步设置为：所述数据采集件包括惯性测量数据单元和里程测量数据单元，所述惯性测量数据单元和所述里程测量数据单元对称设于所述支架槽上并与所述惯导主体电性连接，用于三维姿态测量。

本发明进一步设置为：还包括计算机设备，所述计算机设备用于接收和处理所述惯性测量数据单元和所述里程测量数据单元探测的数据并生成管线数据及管线三维图。

综上所述，与现有技术相比，本发明公开了一种管线惯性测绘设备，通过惯导主体支持测绘设备各部件，通过导向组件进行管线的数据测量及引导测绘设备行进，通过数据采集件采集、处理和储存管线数据以便于构件三维姿态，实用性强，性价比高，提高了市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1是本实施例提供的一种管线惯性测绘设备的整体结构示意图；

图2是本实施例提供的一种管线惯性测绘设备的爆炸图；

图3是本实施例提供的一种管线惯性测绘设备的部分结构示意图；

图4是本实施例提供的惯导主体的内部结构示意图。

附图标记：1、惯导主体；11、套筒；12、支架槽；13、支架体；14、电池；15、PCB控制板；16、O型密封圈；17、开关按钮；18、报警指示灯；19、状态指示灯；2、导向组件；21、固定主架；22、活动主架；23、折叠导向架；231、测量导向轮；232、折叠支架；3、数据采集件；31、惯性测量数据单元；32、里程测量数据单元；4、导向杆；41、滚花螺母；42、弹性件；43、衬套；44、D型卸扣。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，上面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种管线惯性测绘设备，如图1-图4所示，包括：用于控制测绘设备的惯导主体1、用于数据测量及引导测绘设备行进的导向组件2和用于测绘数据采集、处理和储存的数据采集件3；惯导主体1的一侧套设有套筒11且其两端设有导向杆4，导向组件2设于惯导主体1的两端且穿设于导向杆4并沿导向杆4滑动连接，惯导主体1的另一侧开设有支架槽12，数据采集件3设于支架槽12上并与惯导主体1和导向组件2电性连接。

在具体实施过程中，在惯导主体1的两端套设有支架体13，导向杆4与支架体13螺纹固定连接，在惯导主体1上并位于套筒11内依次设有电池14和PCB控制板15，在惯导主体1上并分别位于套筒11的两端处对称套设有O型密封圈16，即通过O型密封圈16维持惯导主体1内部的密封性，进而提高测绘设备的整体密封性能。

其中，O型密封圈由一个低磨擦的填充聚四氟乙烯环和O形橡胶密封圈组合而成，O形橡胶密封圈提供足够的密封预紧力，并对填充聚四氟乙烯环的磨耗起补偿作用，填充聚四氟乙烯环摩擦系数小，动静摩擦系数相近，应用于惯导主体1，达到对惯导主体1的完全密封作用，实用性强，

在具体实施过程中，导向组件2包括套设于导向杆4上的固定主架21、沿导向杆4滑动的活动主架22和分别连接固定主架21和活动主架22且绕导向杆4均匀排列的多个折叠导向架23，其中，折叠导向架23包括测量导向轮231和对称设于测量导向轮231两侧并与测量导向轮231转接的折叠支架232，两个折叠支架232的一端分别与固定主架21和活动主架22转接。

进一步的，套设于导向杆4上的固定主架21通过螺钉与支架体13固定连接，且固定主架21背离支架体13的一侧通过螺母与导向杆4固定连接，即通过此设计，使得固定主架21与支架体13固定连接，间接地，导向组件2与支架体13固定连接，以此，根据环境需要，考虑待测管线管径的实际大小，便于对导向组件2进行拆卸和更换，即通过拆卸设于惯导主体1两端的支架体13实现对导向组件2的更换，需要指出的是，导向组件2可设计为等比例缩放的不同大小的套件来配套使用，亦可赋予其具有不同功能。

在具体实施过程中，导向杆4远离惯导主体1的一端可拆卸连接有滚花螺母41，导向杆4上套设有弹性件42，弹性件42的两端分别通过衬套43与滚花螺母41和活动主架22抵接，即通过此设置，在管线惯性测绘设备的使用过程中，弹性件42将弹性力作用于活动主架22，以保持折叠导向架23折叠支撑，处于管线内，迫使测量导向轮231与管线内壁抵接，并伴随管线惯性测绘设备的移动而滑动，以实现距离测量。

进一步的，在导向杆4上并位于滚花螺母41背离弹性件42的一侧还设有D型卸扣44，D型卸扣44穿设于导向杆4并与导向杆4转接，用于做牵引连接扣，即以此D型卸扣44为连接枢纽，在外力作用下，保持管线惯性测绘设备在管线内可往复移动，以实现测量精准。

需要说明的是，惯导主体1的外壳和套筒11均由金属铝合金材料制成，惯导主体1、套筒11、固定主架21、活动主架22和导向杆4均位于同一轴线上，结合铝合金材料的优良导热性，使得测绘设备的散热效果更为均匀而快速，同时铝合金材料较强的硬度和抗腐蚀性能亦能够增加测绘设备的整体寿命，相应的提升测绘设备的整体性能。

在具体实施过程中，惯导主体1上并位于支架槽12和套筒11间设有用于启停测绘设备的开关按钮17，开关按钮17的两侧分别设有用于显示测绘设备工作状态的报警指示灯18和状态指示灯19，其中，报警指示灯18呈红色光指示，状态指示灯19呈绿色光指示，以提高测绘设备的安全性和实用性。

需要说明的是，数据采集件3包括惯性测量数据单元31和里程测量数据单元32，惯性测量数据单元31和里程测量数据单元32对称设于支架槽12上并与惯导主体1电性连接，用于三维姿态测量。

其中，还包括计算机设备，计算机设备用于接收和处理惯性测量数据单元31和里程测量数据单元32探测的数据并生成管线数据及管线三维图。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明公开了一种管线惯性测绘设备，通过数据采集件3对管线进行测绘数据采集、处理和储存，通过导向组件2引导管线惯性测绘设备在管线内行进并测量，其中，导向组件2通过固定主架21与支架体13固定连接，通过活动主架22和弹性件42使得折叠导向架23在导向杆4上折叠滑动，以保证测量导向轮231与管线滑动连接，实现测绘目的，实用性强，测量精准，适应性强，不受外界电磁干扰。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种管线惯性测绘设备，其特征在于，包括：用于控制测绘设备的惯导主体、用于数据测量及引导测绘设备行进的导向组件和用于测绘数据采集、处理和储存的数据采集件；所述惯导主体的一侧套设有套筒且其两端设有导向杆，所述导向组件设于所述惯导主体的两端且穿设于所述导向杆并沿所述导向杆滑动连接，所述惯导主体的另一侧开设有支架槽，所述数据采集件设于所述支架槽上并与所述惯导主体和所述导向组件电性连接。

2.如权利要求1所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，在所述惯导主体的两端套设有支架体，所述导向杆与所述支架体螺纹固定连接，在所述惯导主体上并位于所述套筒内依次设有电池，陀螺仪模块和PCB控制板，在所述惯导主体上并分别位于所述套筒的两端处对称套设有O型密封圈。

3.如权利要求2所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，所述导向组件包括套设于所述导向杆上的固定主架、沿所述导向杆滑动的活动主架和分别连接所述固定主架和所述活动主架且绕所述导向杆均匀排列的多个折叠导向架，其中，所述折叠导向架包括测量导向轮和对称设于所述测量导向轮两侧并与所述测量导向轮转接的折叠支架，两个所述折叠支架的一端分别与所述固定主架和所述活动主架转接。

4.如权利要求3所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，套设于所述导向杆上的所述固定主架通过螺钉与所述支架体固定连接，且所述固定主架背离所述支架体的一侧通过螺母与所述导向杆固定连接。

5.如权利要求4所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，所述导向杆远离所述惯导主体的一端可拆卸连接有滚花螺母，所述导向杆上套设有弹性件，所述弹性件的两端分别通过衬套与所述滚花螺母和所述活动主架抵接。

6.如权利要求5所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，在所述导向杆上并位于所述滚花螺母背离所述弹性件的一侧还设有D型卸扣，所述D型卸扣穿设于所述导向杆并与所述导向杆转接。

7.如权利要求6所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，所述惯导主体的外壳和所述套筒均由金属铝合金材料制成，所述惯导主体、所述套筒、所述固定主架、所述活动主架和所述导向杆均位于同一轴线上。

8.如权利要求1所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，所述惯导主体上并位于所述支架槽和所述套筒间设有用于启停测绘设备的开关按钮，所述开关按钮的两侧分别设有用于显示测绘设备工作状态的报警指示灯和状态指示灯。

9.如权利要求1所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，所述数据采集件包括惯性测量数据单元和里程测量数据单元，所述惯性测量数据单元和所述里程测量数据单元对称设于所述支架槽上并与所述惯导主体电性连接，用于三维姿态测量。

10.如权利要求9所述的一种管线惯性测绘设备，其特征在于，还包括计算机设备，所述计算机设备用于接收和处理所述惯性测量数据单元和所述里程测量数据单元探测的数据并生成管线数据及管线三维图。

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