CN113048325B - 一种无线遥控式管线探测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线遥控式管线探测仪，包括车体，车体上设有探测头和无线收发器，车体的两侧均设有轴座，轴座上可转动连接有支撑杆组件，支撑杆组件为可伸缩结构，在支撑杆组件的自由端连接有行走轮组件，车体内部设有驱动组件和控制器，驱动组件用于驱动支撑杆组件转动以及伸缩，控制器用于连接并控制驱动组件和行走轮组件，车体底部还设有平衡组件，用于保持车体平衡。该探测仪可实现无线遥控以及信号收发，使用方便；并且，探测仪在管线内沿管线侧壁行走，由此可避免管底积水、淤泥、垃圾等影响，提高行走的顺畅性，从而保证探测效果；另外，该探测仪驱动结构得以简化，通过一个电机即可实现支撑组件的转动以及伸缩，同时便于控制。
Description
技术领域
本发明涉及管线探测技术领域，具体涉及一种无线遥控式管线探测仪。
背景技术
随着城市现代化进程的加快、人口数量逐渐增多，城市规划区覆盖范围逐年扩大，市政道路逐渐延伸，各类工程项目建设迅速发展，作为城市生命线的地下管线数量和种类也日益增多，情况日趋复杂。目前，地下管线主要分为以下几种：给水、排水、电力、通讯、军用、广电以及工业。地下管线虽然给市民的生活带来了巨大的方便，但是，对这些埋设于地下的管线的日常维护和故障维修就成了必不可少的工作。
为此，需要定期对地下管线进行探测。目前市面上出现了各式各样的无线遥控式管线探测仪，其结构小巧，能通过远程控制在管线内自行移动，移动过程中对管线进行实时探测。然而，现有无线遥控式管线探测仪在使用时存在一个缺陷：由于管底经常出现积水、淤泥、垃圾等，同时探测仪的轮径一般较小，因此探测仪在管内行走时会遇到较大阻力，甚至卡死，导致无法正常探测，严重的会导致探测仪无法收回。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线遥控式管线探测仪，其解决了现有无线遥控式探测仪存在的易受管底积水、淤泥、垃圾等阻碍、行走阻力大，从而无法有效探测的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种无线遥控式管线探测仪，包括车体，所述车体上设有探测头和无线收发器，所述车体的两侧均设有轴座，所述轴座上可转动连接有支撑杆组件，所述支撑杆组件为可伸缩结构，在支撑杆组件的自由端连接有行走轮组件，所述车体内部设有驱动组件和控制器，所述驱动组件用于驱动支撑杆组件转动以及伸缩，所述控制器用于连接并控制驱动组件和行走轮组件，所述车体底部还设有平衡组件，用于保持车体平衡。
进一步改进在于，所述车体的两侧分别至少设有两个轴座。
进一步改进在于，所述支撑杆组件包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的固定端与轴座可转动连接，所述第二杆体嵌装在第一杆体上且与第一杆体滑动连接，通过第二杆体沿第一杆体的滑动实现支撑杆组件的伸缩。
进一步改进在于，所述驱动组件包括丝杆、电机、齿板、导杆、旋转驱动轮、伸缩驱动轮、传动轮以及若干传动带，所述丝杆竖直活动安装在车体内部，所述电机的输出端与丝杆连接，所述齿板与丝杆活动连接，所述导杆平行于丝杆且活动贯穿于齿板，所述旋转驱动轮和伸缩驱动轮安装在车体内部，所述传动轮安装在车体外侧，且旋转驱动轮通过传动带与第一杆体的固定端连接，伸缩驱动轮通过传动带与传动轮连接，当所述电机驱动丝杆转动时，所述齿板沿丝杆移动，移动过程中齿板与旋转驱动轮或伸缩驱动轮啮合连接；
当齿板与旋转驱动轮啮合连接时，齿板移动则通过旋转驱动轮带动第一杆体转动，且当第一杆体转动至水平位置时，所述第二杆体与传动轮接触，同时所述齿板与旋转驱动轮脱离并与伸缩驱动轮啮合连接，此时齿板移动则通过伸缩驱动轮带动传动轮转动，进而带动第二杆体沿第一杆体伸缩移动。
进一步改进在于，所述轴座上设有限位块，用于限制第一杆体在由竖直至水平90°的范围内转动。
进一步改进在于，所述第二杆体上形成有齿条，第二杆体通过齿条与传动轮啮合接触。
进一步改进在于，所述车体的外侧还设有过渡轮，所述过渡轮与伸缩驱动轮高度平齐，伸缩驱动轮先通过传动带与过渡轮连接、再通过传动带与传动轮连接。
进一步改进在于，所述第一杆体和第二杆体上均开有通槽，用于过渡轮以及传动带的穿插。
进一步改进在于，所述行走轮组件包括电动转盘和电动轮体，所述电动转盘安装在支撑杆组件的自由端，所述电动轮体安装在电动转盘上。
进一步改进在于，所述平衡组件包括安装座、平衡块、摆杆和弧形弹簧，所述安装座设在车体的底部，所述平衡块通过摆杆活动悬挂连接在安装座上，所述弧形弹簧有两根，两根弧形弹簧对称安装在摆杆两侧的摆动路径上，且弧形弹簧一端与摆杆连接，另一端与车体底部连接。
本发明的有益效果在于：该探测仪可实现无线遥控以及信号收发，使用方便；并且，探测仪在管线内沿管线侧壁行走，由此可避免管底积水、淤泥、垃圾等影响，提高行走的顺畅性，从而保证探测效果；该探测仪驱动结构得以简化，通过一个电机即可实现支撑组件的转动以及伸缩，同时便于控制；另外，通过增设特定的平衡组件，使得探测仪在行走时平衡性好，不会发生侧倾。
附图说明
图1为探测仪的外部结构示意图；
图2为探测仪的内部结构示意图；
图3为探测仪部分结构的俯视图；
图4为支撑杆组件的横截面图；
图5为探测仪在管线内行走时的状态图；
图中：1、车体；2、探测头；3、无线收发器；4、轴座；5、控制器；6、第一杆体；7、第二杆体；8、丝杆；9、电机；10、齿板；11、导杆；12、旋转驱动轮；13、伸缩驱动轮；14、传动轮；15、传动带；16、限位块；17、过渡轮；18、通槽；19、电动转盘；20、电动轮体；21、安装座；22、平衡块；23、摆杆；24、弧形弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
结合图1至图4所示，一种无线遥控式管线探测仪，包括车体1，车体1上设有探测头2和无线收发器3，探测头2包括摄像、定位、激光扫描、超声等功能，探测头2与无线收发器3连接，将探测的信号通过无线收发器3发送出去；同时，通过无线收发器3可远程控制探测头2的探测工作。车体1的两侧均设有轴座4，轴座4上可转动连接有支撑杆组件，支撑杆组件可横向转动向外展开，另外支撑杆组件为可伸缩结构，长度可进行调节，在支撑杆组件的自由端连接有行走轮组件，车体1内部设有驱动组件和控制器5，驱动组件用于驱动支撑杆组件转动以及伸缩，控制器5用于连接并控制驱动组件和行走轮组件，车体1底部还设有平衡组件，用于保持车体1平衡。
本发明中，车体1的两侧分别至少设有两个轴座4。例如，总的设置四个轴座4，两侧各两个，相应的支撑杆组件以及行走轮组件也同样有四个，这样可提供稳定的支撑和行走效果。
本发明中，支撑杆组件包括第一杆体6和第二杆体7，第一杆体6的固定端与轴座4可转动连接，第二杆体7嵌装在第一杆体6上且与第一杆体6滑动连接，通过第二杆体7沿第一杆体6的滑动实现支撑杆组件的伸缩。具体的，可在第一杆体6上开设滑槽，用于第二杆体7的滑动，同时可在滑槽内设置滚动件(例如滚轮等)，或者涂抹润滑油，以降低滑动阻力。
本发明中，驱动组件包括丝杆8、电机9、齿板10、导杆11、旋转驱动轮12、伸缩驱动轮13、传动轮14以及若干传动带15，丝杆8竖直活动安装在车体1内部，电机9的输出端与丝杆8连接，齿板10与丝杆8活动连接，导杆11平行于丝杆8且活动贯穿于齿板10，旋转驱动轮12和伸缩驱动轮13均通过相应支架安装在车体1内部，传动轮14通过相应支架安装在车体1外侧，且旋转驱动轮12通过传动带15与第一杆体6的固定端连接，伸缩驱动轮13通过传动带15与传动轮14连接。电机9受控制器5控制，当控制电机9驱动丝杆8转动时，齿板10沿丝杆8移动，移动过程中齿板10与旋转驱动轮12或伸缩驱动轮13啮合连接。齿板10在初始状态下，一般位于上方且与旋转驱动轮12啮合连接，齿板10向下移动后，会脱离旋转驱动轮12，并与伸缩驱动轮13啮合连接。
具体的，当齿板10与旋转驱动轮12啮合连接时，齿板10移动则通过旋转驱动轮12带动第一杆体6转动，且当第一杆体6转动至水平位置时，第二杆体7与传动轮14接触，实现联动，同时齿板10与旋转驱动轮12脱离并与伸缩驱动轮13啮合连接，此时齿板10移动则通过伸缩驱动轮13带动传动轮14转动，进而带动第二杆体7沿第一杆体6伸缩移动。
本发明中，轴座4上设有限位块16，用于限制第一杆体6在由竖直至水平90°的范围内转动。另外，第二杆体7上形成有齿条，第二杆体7通过齿条与传动轮14啮合接触，当然，可以采用其他接触传动方式，例如摩擦接触等。
本发明中，车体1的外侧还设有过渡轮17，过渡轮17与伸缩驱动轮13高度平齐，过渡轮17的作用在于传递动力，伸缩驱动轮13先通过传动带15与过渡轮17连接、再通过传动带15与传动轮14连接。
本发明中，第一杆体6和第二杆体7上均开有通槽18，用于过渡轮17以及传动带15的穿插。由于第一杆体6、第二杆体7与过渡轮17以及传动带15基本在同一平面，过渡轮17以及传动带15会阻碍第一杆体6和第二杆体7的转动，因此设置通槽18，在第一杆体6和第二杆体7转动时，过渡轮17以及相应传动带15会从通槽18中间穿过，避免相互影响。
本发明中，行走轮组件包括电动转盘19和电动轮体20，电动转盘19安装在支撑杆组件的自由端，电动轮体20安装在电动转盘19上。其中，电动转盘19可在控制器5的控制下转动，一般设置的转动范围为90°，即由平行于管线方向转动至垂直于管线方向。电动轮体20同样可在控制器5的控制下滚动，实现探测仪的行走。
本发明中，平衡组件包括安装座21、平衡块22、摆杆23和弧形弹簧24，安装座21设在车体1的底部，平衡块22通过摆杆23活动悬挂连接在安装座21上，弧形弹簧24有两根，两根弧形弹簧24对称安装在摆杆23两侧的摆动路径上，且弧形弹簧24一端与摆杆23连接，另一端与车体1底部连接。当车体1倾斜时，由于平衡块22重量较大，因此基本会保持竖直，从而会压缩对应侧(较低一侧)的弧形弹簧24，弧形弹簧24将作用力传递至车体1对应侧底部，且作用力方向为向上，因此会推动车体1复位，并趋于水平。相比较于在车体1上直接固定连接平衡块22，本发明的平衡结构扭转复位的作用力更大，且作用力方向与需要扭转的方向一致，显然，复位速度更快、平衡效果更好。
该探测仪的使用过程为：将探测仪放置于管线口，初始状态下支撑杆组件竖直朝下支撑在管底；工作时先控制电动转盘19转动，使得电动轮体20的滚动方向为沿管线圆周方向；再控制电机9带动丝杆8转动，使得齿板10向下移动，向下移动过程中，带动旋转驱动轮12转动，进而带动第一杆体6和第二杆体7转动，使得两侧支撑杆组件向外张开，张开过程中电动轮体20沿管壁圆周滚动，直到第一杆体6处于水平状态，此时第二杆体7上顶面会与传动轮14接触，在重力以及限位块16的作用下，支撑杆组件会保持在水平状态；与此同时，电机9继续转动会使齿板10脱离旋转驱动轮12，并立即与伸缩驱动轮13啮合连接，此时齿板10继续向下移动则带动伸缩驱动轮13转动，进而带动传动轮14转动，传动轮14则带动第二杆体7沿第一杆体6向外滑动，实现支撑杆组件的伸长；在伸长过程中，探测仪会不断的上升，上升过程中平衡组件有助于保持车体1稳定；而根据管线的内径，可预先设置电机9的转动参数，使得探测仪恰好上升至圆心位置(两电动轮体20底端之间的距离恰好为管线内径)；此时控制电动转盘19转动90°，使得电动轮体20的滚动方向平行于管线方向，并接着控制电动轮体20滚动，实现探测仪的行走，此时状态如图5所示。行走过程中，第二杆体7在齿板10的卡合作用下不会缩短，提供稳定支撑，同时平衡组件确保车体1不会发生倾斜，便于探测头2的探测工作。
需要说明的是，为了进一步实现智能化，可在支撑杆组件上设置压力传感器，用于检测支撑杆组件支撑的压力值，检测信号传送至控制器5并进行分析。上述探测仪不断上升的过程中，压力传感器的检测压力值较小，当探测仪到达圆心位置时，支撑杆组件达到最大长度，此时若电机9继续带动支撑杆组件伸长，则会使支撑杆组件的支撑压力瞬间增大，超过控制器5阈值，此时说明探测仪已到达圆心位置，控制器5则立即控制电机9停止运转。通过该优化，只需预先设置一个压力阈值即可，而每次使用时无需再根据管线内径进行再次设置，因此可使探测仪适用于不同内径的管线，且使用更加方便。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无线遥控式管线探测仪，包括车体(1)，所述车体(1)上设有探测头(2)和无线收发器(3)，其特征在于：所述车体(1)的两侧均设有轴座(4)，所述轴座(4)上可转动连接有支撑杆组件，所述支撑杆组件为可伸缩结构，在支撑杆组件的自由端连接有行走轮组件，所述车体(1)内部设有驱动组件和控制器(5)，所述驱动组件用于驱动支撑杆组件转动以及伸缩，所述控制器(5)用于连接并控制驱动组件和行走轮组件，所述车体(1)底部还设有平衡组件，用于保持车体(1)平衡；
所述支撑杆组件包括第一杆体(6)和第二杆体(7)，所述第一杆体(6)的固定端与轴座(4)可转动连接，所述第二杆体(7)嵌装在第一杆体(6)上且与第一杆体(6)滑动连接，通过第二杆体(7)沿第一杆体(6)的滑动实现支撑杆组件的伸缩；
所述驱动组件包括丝杆(8)、电机(9)、齿板(10)、导杆(11)、旋转驱动轮(12)、伸缩驱动轮(13)、传动轮(14)以及若干传动带(15)，所述丝杆(8)竖直活动安装在车体(1)内部，所述电机(9)的输出端与丝杆(8)连接，所述齿板(10)与丝杆(8)活动连接，所述导杆(11)平行于丝杆(8)且活动贯穿于齿板(10)，所述旋转驱动轮(12)和伸缩驱动轮(13)安装在车体(1)内部，所述传动轮(14)安装在车体(1)外侧，且旋转驱动轮(12)通过传动带(15)与第一杆体(6)的固定端连接，伸缩驱动轮(13)通过传动带(15)与传动轮(14)连接，当所述电机(9)驱动丝杆(8)转动时，所述齿板(10)沿丝杆(8)移动，移动过程中齿板(10)与旋转驱动轮(12)或伸缩驱动轮(13)啮合连接；
当齿板(10)与旋转驱动轮(12)啮合连接时，齿板(10)移动则通过旋转驱动轮(12)带动第一杆体(6)转动，且当第一杆体(6)转动至水平位置时，所述第二杆体(7)与传动轮(14)接触，同时所述齿板(10)与旋转驱动轮(12)脱离并与伸缩驱动轮(13)啮合连接，此时齿板(10)移动则通过伸缩驱动轮(13)带动传动轮(14)转动，进而带动第二杆体(7)沿第一杆体(6)伸缩移动。
2.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述车体(1)的两侧分别至少设有两个轴座(4)。
3.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述轴座(4)上设有限位块(16)，用于限制第一杆体(6)在由竖直至水平90°的范围内转动。
4.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述第二杆体(7)上形成有齿条，第二杆体(7)通过齿条与传动轮(14)啮合接触。
5.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述车体(1)的外侧还设有过渡轮(17)，所述过渡轮(17)与伸缩驱动轮(13)高度平齐，伸缩驱动轮(13)先通过传动带(15)与过渡轮(17)连接、再通过传动带(15)与传动轮(14)连接。
6.根据权利要求5所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述第一杆体(6)和第二杆体(7)上均开有通槽(18)，用于过渡轮(17)以及传动带(15)的穿插。
7.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述行走轮组件包括电动转盘(19)和电动轮体(20)，所述电动转盘(19)安装在支撑杆组件的自由端，所述电动轮体(20)安装在电动转盘(19)上。
8.根据权利要求1所述的一种无线遥控式管线探测仪，其特征在于：所述平衡组件包括安装座(21)、平衡块(22)、摆杆(23)和弧形弹簧(24)，所述安装座(21)设在车体(1)的底部，所述平衡块(22)通过摆杆(23)活动悬挂连接在安装座(21)上，所述弧形弹簧(24)有两根，两根弧形弹簧(24)对称安装在摆杆(23)两侧的摆动路径上，且弧形弹簧(24)一端与摆杆(23)连接，另一端与车体(1)底部连接。
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