CN114704709A - 管道内窥检测与示踪装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管道内窥检测与示踪装置，包括：安装座；折叠组件，设于所述安装座，所述折叠组件包括依次连接的多个折叠件，所述折叠组件具有第一状态以及第二状态，在所述第一状态下，各所述折叠件折叠设于所述安装座，在所述第二状态，各所述折叠件展开以形成检测带，所述检测带沿待测管道延伸；以及，检测机器人，设于所述安装座，所述检测机器人具有信号发射模块，所述信号发射模块用于发射示踪信号，所述检测机器人具有沿所述检测带运动的活动行程，用于检测待测管道内情况。本发明提供的管道内窥检测装置，旨在解决传统技术中小口径、未清淤管道难以检测与管内缺陷、支管暗接难以定位的问题。

Description

管道内窥检测与示踪装置

技术领域

本发明涉及管道检测技术领域，尤其涉及一种管道内窥检测与示踪装置。

背景技术

在水环境治理项目中，小口径的支管是需要重点查清的污水源头，是解决水环境污染的主要对象。这类小口径管道一般为非金属管道，走向多变，从地块或住宅内部直接接入检查井或暗接入管涵，缺少明显点来探测其走向与埋深。

对于管道的检测与内部缺陷定位问题，传统的方法是采用内窥检测，如电视检测(CCTV)、管道潜望镜检测(QV)方法。无法查明小口径管道内部缺陷与支管暗接的情况。首先，电视检测(CCTV)，通过爬行器进入管道内部进行检测，通过电缆长度计算缺陷及支管暗接的位置，定位较为准确；管道潜望镜检测(QV)，通过摄像头的激光测距功能测量缺陷及支管暗接的位置，受管内树根、水气条件等影响，测距时常不准确，而且部分管道走向呈弯曲状，以致非直视范围内的缺陷与支管暗接都难以检测与定位。其次，小口径暗埋管道难以清淤，加载爬行器的机器人难以进入管道内部；最后，电视检测(CCTV)、管道潜望镜检测(QV)等设备一般适用于口径大于200mm的管道，对于小口径管道则无法适用或效果不佳。

目前，为了实现小口径管道的检测与内部缺陷定位，常用的方式是采用穿线器携带微型摄像头进入管道内部，用微型摄像头对管道内部情况进行检测，通过对穿线器内部的金属线传输电磁感应信号进行定位。但该方法和装置存在以下问题：

1、缺乏专业设备，操作不便，安全风险大。现场测试需要携带穿线器和内窥镜两套设备，穿线器体积大，不便于运输，且需要人工下井穿线，有较大安全风险。

2、穿线过程中摄像头容易被遮挡。通常将摄像头捆绑在穿线器头端进行穿线，由于穿线器以顶进的方式在管道中前行，当管道中淤泥较多时，穿线器容易钻入泥中，导致摄像头被淤泥遮挡，无法查看管道内部情况。

3、难以对管道走向进行快速定位。穿线器外层有玻璃纤维加强层和高压聚乙烯防护层，不利于对电缆直接供电，且对电磁信号屏蔽较强，难以通过传输电流或感应电磁信号来对管道走向进行探测。

发明内容

本发明提供一种管道内窥检测与示踪装置，旨在解决传统技术中小口径、未清淤管道难以检测与定位的问题。

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种管道内窥检测与示踪装置，包括：

安装座；

折叠组件，设于所述安装座，所述折叠组件包括依次连接的多个折叠件，所述折叠组件具有第一状态以及第二状态，在所述第一状态下，各所述折叠件折叠设于所述安装座，在所述第二状态，各所述折叠件展开以形成检测带，所述检测带沿待测管道延伸；以及，

检测机器人，设于所述安装座，所述检测机器人具有信号发射模块，所述信号发射模块用于发射示踪信号，所述检测机器人具有沿所述检测带运动的活动行程，用于检测待测管道内情况。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述安装座包括绞线盘，各所述折叠件卷绕于所述绞线盘的周向。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述折叠件具有呈相对设置的第一侧以及第二侧，所述第一侧设有凸块，在所述折叠组件处于所述第二状态时，各所述凸块相互抵接，用以形成检测通路，所述检测机器人卡接于其中一个所述凸块，且具有沿所述检测通路延伸方向运动的活动行程。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述第二侧对应所述凸块设有凹槽，相邻的两个所述折叠件通过所述凸块以及所述凹槽折叠贴合。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述第二侧还设有至少一个滚轮，对应的所述第一侧设有滚轮安装槽。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述滚轮与所述第二侧连接处设有弹性件。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述第一侧还设有支撑凹陷。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述绞线盘的周侧设有棘爪，各所述棘爪用以在所述第一状态下卡接于对应的所述凹槽内。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，至少一个所述折叠件上设有履带爬行器。

根据本发明提供的一种管道内窥检测与示踪装置，所述安装座还连接有伸缩杆，所述伸缩杆具有沿所述安装座高度方向延伸的活动行程。

本发明提供的管道内窥检测与示踪装置，在折叠组件处于第一状态时，能有效地进行收纳，降低体积；在折叠组件处于第二状态时，通过检测带的形成，能够为检测机器人提供行走基础，改变了待测管道内部的通行环境，对检测机器人的平衡、动力要求降低，大大缩小了机器人的体积，解决了检测机器人无法进入未清淤小管道检测的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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获得其他的附图。

图1为本发明提供的管道内窥检测与示踪装置一实施例的剖视图结构示意图；

图2为图1的中折叠件的侧视图结构示意图；

图3为图1的中折叠件的俯视图结构示意图。

附图标记：1：管道内窥检测与示踪装置；2：安装座；3：折叠组件；4：检测机器人；5：绞线盘；6：伸缩杆；7：折叠件；8：履带爬行器；9：棘爪；10：第一侧；11：第二侧；12：凸块；13：滚轮安装槽；14：凹槽；15：滚轮；16：弹性件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1-图3描述本发明提供的管道内窥检测与示踪装置1。

为了解决传统技术中小口径、未清淤管道难以检测与定位的问题，本发明实施例提供一种管道内窥检测与示踪装置1，包括：安装座2；折叠组件3，设于安装座2，折叠组件3包括依次连接的多个折叠件7，折叠组件3具有第一状态以及第二状态，在第一状态下，各折叠件7折叠设于安装座2，在第二状态，各折叠件7展开以形成检测带，检测带沿待测管道延伸；以及，检测机器人4，设于安装座2，检测机器人4具有信号发射模块，信号发射模块用于发射示踪信号，检测机器人4具有沿检测带运动的活动行程，用于检测待测管道内情况。在检测机器人4运动的过程中，地面工作人员可以使用信号接收器接收信号发射模块发出的信号，从而定位检测机器人4在待测管道中的具体位置。

需要说明的是，小管道的检测目前来说存在诸多不便，一方面是管道内径较小，而检测用器械的体积一般较大，不易在管道中运动；另一方面是待测管道内淤泥较多且不容易清理，给器械的工作和运动带来了不便。在本发明提供的技术方案中，折叠组件3具有第一状态以及第二状态，第一状态下折叠组件3均设于安装座2，占地面积较小，第二状态下折叠组件3展开形成检测带，供检测机器人4在其上运动，能够为检测机器人4提供行走基础，改变了待测管道内部的通行环境，解决了以往待测管道内部淤泥较多检测器械不方便移动的问题。可以理解的是，在进行管道检测之初，先将安装座2通过管井置于待测管道的开口处，再释放折叠件7，使检测带沿待测管道内部延伸，然后安装检测机器人4，使得检测机器人4沿着检测带行走，并同步探测待测管道内部的情况，检测机器人4在检测的同时会通过信号发射模块发射示踪信号，便于地面根据信号对其进行定位。

具体地，请参阅图1，在本发明提供的一实施例中，安装座2包括绞线盘5，各折叠件7卷绕于绞线盘5的周向。在第一状态下，折叠件7绕设于绞线盘5的周向，在第二状态下，折叠件7被绞线盘5释放，以形成检测带。需要说明的是，绞线盘5可以采用电机驱动控制，当需要释放折叠件7时，直接远程控制电机驱动绞线盘5转动即可。当然，安装座2还可以有其他的设置形式，例如，安装座2也可以在内部设置安装腔，各折叠件7一层一层往复折叠设于安装腔内(折叠件7应具有一定的弹力)，安装座2上设有连通安装腔的开口，在开口处设置盖板，在第一状态下，靠近盖板的折叠件7被盖板抵住，在第二状态下，盖板打开，靠近盖板的折叠件7从安装腔内弹出，并带动其他折叠件7一起弹出展开以形成检测带。

进一步地，请参阅图2-图3，折叠件7具有呈相对设置的第一侧10以及第二侧11，第一侧10设有凸块12，在折叠组件3处于第二状态时，相邻的凸块12均相互抵接以形成检测通路。检测机器人4卡接于凸块12，且具有沿检测通路延伸方向运动的活动行程。需要说明的是，检测机器人4上可设有卡槽，通过卡槽与凸块12的配合使得检测机器人4能够与凸块12连接。当然，检测机器人4还应该具有行走机构，例如轮子或者履带等等，通过行走机构的驱动带动检测机器人4沿着检测通路运行。在检测机器人4运行的过程中，其上的摄像头能够拍摄待测管道内部的情况，完成对管道内部的检测。通过检测带以及检测通路的形成，能够提高检测机器人4运动的稳定性，且该检测装置对检测机器人4的平衡、动力要求降低，大大缩小了机器人的体积，解决了传统技术中机器人无法进入小管道检测的难题。

如前所述，折叠件7需要饶设于绞线盘5上，折叠件7的数量越多，绞线盘5最终的直径越大，当管井的口径较小时，绞线盘5可能无法放置于管井中；且由于本发明提供的技术方案中每个折叠件7上均设有凸块12，会造成绞线盘5最终的体积可能会更大。因而，在本发明提供的技术方案中，第二侧11对应凸块12设有凹槽14，凹槽14与凸块12的形状相适配，如此在绞线盘5上相邻的两个折叠件7可以通过凸块12以及凹槽14的配合折叠贴合，能够进一步减小绞线盘5的体积，提高该检测装置的适用性。

在本发明提供的技术方案中，折叠件7展开后会形成沿待测管道内部延伸的检测带，在待测管道的长度较短的情况下，折叠件7的展开较为轻松，但是在待测管道的长度较长的情况下，折叠件7展开后的检测带仅能覆盖待测管道的部分检测区域。因此，进一步地，第二侧11还设有至少一个滚轮15。滚轮15设于折叠件7与管道的淤泥之间，摩擦力较小，通过绞线盘5的转动不断释放折叠件7，折叠件7受到绞线盘5方向传来的推力，会在滚轮15的作用下不断地向前运动延伸，直至覆盖整个检测区域。在本申请提供的实施例中，滚轮15设为两个，两个滚轮15分设于凹槽14的两侧，一方面能够减小折叠件7与管道淤泥之间的摩擦力，使得折叠件7能够较为轻松的展开形成检测带，另一方面也会折叠件7起到了一定的支撑作用。当然，为了减小滚轮15对见绞线盘5体积的影响，在本发明提供的技术方案中，第二侧11对应第一侧10设有滚轮安装槽13，当折叠件7绕设于绞线盘5时，滚轮15能够被收纳进滚轮安装槽13，有效地减小了绞线盘5的体积。

为了防止折叠件7在绞线盘5上接触过为紧密，影响折叠件7的释放。在本发明提供的技术方案中，滚轮15与第二侧11连接处设有弹性件16。弹性件16可以是弹片或者弹簧等，当折叠件7处于第一状态时，弹性件16设于滚轮安装槽13内，受到挤压变形；而折叠件7被释放时，弹性件16的弹力也会同步释放，使得滚轮15能够弹出滚轮安装槽13，并使得折叠件7能够顺利的舒展形成检测带。

进一步地，第一侧10还设有支撑凹陷。需要说明的是，支撑凹陷可以是任意形状的，一般可以是三角形的凹陷等。在本发明提供的技术方案中，支撑件的主体是一块具有一定柔性的薄板或者薄片(材质为金属或者塑胶等)，当待测管道过长时，受到重力的影响，位于中部的支撑件可能会发生主体的坍塌，影响检测机器人4的运行。因此，在每个支撑件的第一侧10还设有支撑凹陷，支撑凹陷可以有多个，均匀设于第一侧10上，如此能够在一定程度上提升支撑件的强度，使得支撑件的形态较为稳定，有利于检测的顺利进行。

更进一步地，折叠组件3中靠前的几个折叠件7需要与绞线盘5相配合完成固定，为了提高固定的稳定性，绞线盘5的周侧设有棘爪9，棘爪9用以在第一状态下卡接于对应的折叠件7的凹槽14内，如此能够使得绞线盘5与折叠组件3的连接更为紧密，提升结构的稳定性。

如前所述，在待测管道内部存在大量的淤泥，虽然滚轮15的设置在一定程度上辅助了折叠件7的展开，但是淤泥的表面一般不平整，可能在折叠件7展开的过程中会存在某些区域淤泥较高或者淤泥阻力较大滚轮无法通过的情况。因此在本发明提供的技术方案中，至少一个折叠件7上设有履带爬行器8，履带爬行器8最好设于靠前的折叠件7的底部，如此履带爬行器8能够带着折叠件7沿待测管道展开，提高检测效率。

进一步地，一般待测管道都会在地面以下，现有技术中多为工作人员人工进入管井内部安放检测装置的情况，但人工安放存在诸多不便，且安全性较低。在本发明提供的技术方案中，安装座2还连接有伸缩杆6，伸缩杆6包括多节支杆，各支件之间相互套接且滑动连接。当需要对某个管道进行检测时，可以使用伸缩杆6调节高度，再将安装座2置于待测管道的开口处；伸缩杆的设置，能够提高待测装置使用的安全性。

还需要说明的是，可在伸缩杆内部放置通信以及电源接线，检测机器人4在未使用状态下，与伸缩杆6进行通信并充电；当其工作时，检测机器人4沿着展开的折叠件7上的凸块12前进，对管道内部进行摄像，通过伸缩杆6的通信端口，传回采集图像。

下面对本装置的使用步骤作简要说明：在现场使用时，先利用伸缩杆6将绞线盘5等放入检查井内，绞线盘5出口方向对准要检测的管道，转动绞线盘5，将折叠件7展出，并将折叠件7推入待检测管道的内部以形成检测带；启动检测机器人4，使其在检测带上按轨道移动，对管道内部进行检测。检测机器人4可实时发射电磁示踪信号，在地面通过电磁波接收仪器可对其实时定位，从而确定管道的走向与埋深。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，包括：

安装座；

折叠组件，设于所述安装座，所述折叠组件包括依次连接的多个折叠件，所述折叠组件具有第一状态以及第二状态，在所述第一状态下，各所述折叠件折叠设于所述安装座，在所述第二状态，各所述折叠件展开以形成检测带，所述检测带沿待测管道延伸；以及，

检测机器人，设于所述安装座，所述检测机器人具有信号发射模块，所述信号发射模块用于发射示踪信号，所述检测机器人具有沿所述检测带运动的活动行程，用于检测待测管道内情况。

2.根据权利要求1所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述安装座包括绞线盘，各所述折叠件卷绕于所述绞线盘的周向。

3.根据权利要求2所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述折叠件具有呈相对设置的第一侧以及第二侧，所述第一侧设有凸块，在所述折叠组件处于所述第二状态时，各所述凸块相互抵接，用以形成检测通路，所述检测机器人卡接于其中一个所述凸块，且具有沿所述检测通路延伸方向运动的活动行程。

4.根据权利要求3所述的管道内窥检测装置，其特征在于，所述第二侧对应所述凸块设有凹槽，相邻的两个所述折叠件通过所述凸块以及所述凹槽折叠贴合。

5.根据权利要求3所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述第二侧还设有至少一个滚轮，对应的所述第一侧设有滚轮安装槽。

6.根据权利要求5所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述滚轮与所述第二侧连接处设有弹性件。

7.根据权利要求3所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述第一侧还设有支撑凹陷。

8.根据权利要求4所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，所述绞线盘的周侧设有棘爪，各所述棘爪用以在所述第一状态下卡接于对应的所述凹槽内。

9.根据权利要求1所述的管道内窥检测与示踪装置，其特征在于，至少一个所述折叠件上设有履带爬行器。

10.根据权利要求1所述的管道内窥检测装置，其特征在于，所述安装座还连接有伸缩杆，所述伸缩杆具有沿所述安装座高度方向延伸的活动行程。

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