CN117233853B - 一种地下管线探测装置及管线探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管线探测装置及管线探测方法，涉及地下管线探测技术领域，包括车体，车体滑动连接有竖直方向运动的外筒，外筒内转动连接有内筒，内筒内开设有进水通道和泥浆通道；内筒底端开设有若干个与进水通道相连通的出水口，内筒底端开设有与泥浆通道相连通的进浆口；外筒还连接有压力传感器，车体还连接有控制器，控制器和压力传感器相连。本装置操作方便，可对埋于深藏土壤的管线进行探测，可探测足够深位置处的管线，具有较高的探测精度，同时可以有效减少对管道的损伤或者破损。

Description

一种地下管线探测装置及管线探测方法

技术领域

本发明涉及地下管线探测技术领域，具体涉及一种地下管线探测装置及管线探测方法。

背景技术

市政建筑施工现场在城市中随处可见，在工程初步阶段地基的预挖工作是首当其要的，通过若干挖掘机械对较大面积的土地进行逐步开挖，在此过程，常会发生地下管线损坏的问题，这类情况的发生原因大致包括以下几点：年代久远，无相关资料表明管线存在，被判定为废弃管线但实际上仍在使用；保密电缆，一般施工图纸上并不会标明此类管线；没有竣工图，施工中按照规划设计图的管线位置进行保护，但实际上管线的铺设位置已变化。

在这些可能存在的情况下，往往通过事先物探或挖深沟查明管线后进行搬迁或保护来避免，然而现有的对于管线的探测方式多是地质雷达进行地面探测，对地下管线的深度及位置探测不够精准甚至对埋深较大的管线根本无法探测。而一些钻孔探测的管线仪容易在钻孔下沉的同时，对深埋的地下管线造成伤害，甚至是致使其断裂，影响其正常使用。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种地下管线探测装置及管线探测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种地下管线探测装置，包括车体，所述车体滑动连接有竖直方向运动的外筒，所述外筒内转动连接有内筒，所述内筒内开设有进水通道和泥浆通道；所述内筒底端开设有若干个与进水通道相连通的出水口，所述内筒底端开设有与泥浆通道相连通的进浆口；所述外筒还连接有压力传感器，所述车体还连接有控制器，所述控制器和所述压力传感器相连。

优选的，所述外筒固定连接有支架，所述支架固定连接有电机，所述电机用于驱动内筒转动和外筒竖直方向移动。

优选的，所述车体还转动连接有竖直方向设置的花键轴，所述花键轴滑动套设有花键套，所述花键套和所述支架转动连接，所述电机通过传动组件可驱动花键轴转动。

优选的，所述车体转动连接有转轴，所述转轴偏心连接有凸轮，所述外筒滑动连接有活动板，所述活动板开设有凹槽，所述凸轮活动设置在所述凹槽内，所述花键轴通过第一齿轮组带动转轴转动。

优选的，所述活动板滑动连接有水平方向移动的棘爪，所述棘爪通过第一弹簧和所述活动板相连，所述外筒固定连接有与棘爪相配合的棘齿。

优选的，所述内筒固定连接有沿电机中线对称设置的两个第一锥齿轮，所述电机连接有缺齿齿轮，所述缺齿齿轮分别与两个第一锥齿轮相啮合，所述缺齿齿轮与其中一个第一锥齿轮相啮合时，与另一个第一锥齿轮断开啮合。

优选的，所述车体固定连接有循环水箱，所述循环水箱连通有进水管和泥浆管，所述进水管连接有给水泵，所述泥浆管连接有泥浆泵，所述给水泵和所述泥浆泵均与所述控制器相连。

优选的，进水管和泥浆管均为可伸缩软管，进水管和进水通道相互连通，泥浆管）和泥浆通道相互连通。

优选的，所述车体还滑动连接有卡球，所述卡球通过第二弹簧和所述车体相连，所述外筒开设有若干个与卡球相适配的小凹槽。

本发明还提出了一种管线探测方法，采用上述的一种地下管线探测装置，包括以下步骤：

S1:通过移动车体，使外筒移动到所需检测的位置，通过控制器控制电机、给水泵和泥浆泵工作；

S2：给水泵将循环水箱内的水通过进水管输送到进水通道内，电机驱动缺齿齿轮转动，缺齿齿轮分别与两个第一锥齿轮相啮合，驱动内筒往复转动，水通过内筒底端的出水口喷出，实现土壤的湿润；

S3：泥浆泵工作，将湿润后的土壤抽入循环水箱内，同时电机驱动花键轴转动，花键轴驱动凸轮转动，凸轮驱动活动板竖直方向往复运动；当活动板向上运动时，棘爪相对活动板滑动，活动板向下运动时，棘爪通过棘齿带动外筒下降，当检测到管线时，压力传感器传递相应的信号给控制器，控制器控制电机、给水泵和泥浆泵停止工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本申请设置有可转动的内筒，在给水泵工作时，水流可通过内筒的出水口喷出，从而便于对土壤进行湿润，湿润后的土壤可在泥浆泵的作用下被抽取，此时外筒向下移动，可带动内筒向下运动，从而可使内筒和外筒向下移动足够的距离，可对埋于深藏土壤的管线进行探测，可探测足够深位置处的管线。

2.本申请设置有电机，电机可驱动缺齿齿轮转动，缺齿齿轮和不同位置的第一锥齿轮相啮合时，可带动内筒往复转动，从而可有效提高喷水的范围，电机还可驱动花键轴转动，花键轴可带动凸轮转动，凸轮在活动板的凹槽内活动时，可带动活动板竖直方向往复运动，当活动板向上运动时，棘爪此时不会带动外筒上升，当活动板向下运动时，棘爪和棘齿的接触面为水平面，此时可带动外筒下降，从而可实现可间歇的驱动外筒向下移动，便于对管线位置进行检测，可以有效减少对管道的损伤或者破损。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明整体立体图；

图2是本发明整体主视图；

图3是图2中A-A部分结构示意图；

图4是图2中B部分结构放大图；

图5是图2中C部分结构放大图；

图6是图2中D部分结构放大图。

附图标记说明:

1车体；2控制器；3第一齿轮组；4凸轮；5凹槽；6棘齿；7花键轴；8外筒；9内筒；10传动组件；11花键套；12电机；13第二齿轮组；14支架；15连接块；16缺齿齿轮；17第一锥齿轮；18泥浆管；19进水管；20给水泵；21泥浆泵；22活动板；23循环水箱；24压力传感器；25配重块；26棘爪；27第一弹簧；28卡球；29第二弹簧；101进水通道；102泥浆通道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图6所示，本实施例提出了一种地下管线探测装置，包括车体1，车体1滑动连接有竖直方向运动的外筒8，外筒8仅可进行竖直方向的滑动，外筒8内转动连接有内筒9，外筒8通过轴承和内筒9转动连接，外筒8和内筒9仅可相对转动，当外筒8竖直方向运动时，可同时带动内筒9竖直方向移动，另外内筒9又可相对外筒8转动。

内筒9内开设有进水通道101和泥浆通道102；内筒9底端开设有若干个与进水通道101相连通的出水口，内筒9底端开设有与泥浆通道102相连通的进浆口，为了便于内筒9的钻入，针对某些较硬的土壤，内筒9底端还可拆卸连接有钻头，此时出水口分布在钻头的侧壁，进浆口可开设在钻头的合适位置。

进水通道101设置在内筒9的侧壁处，泥浆通道102位于进水通道101内，进水通道101内的水可经由内筒9底端的出水口喷出，被湿润后的土壤，可由泥浆通道102被抽取，从而便于外筒8下降，进而带动内筒9下降，使内筒9深入土壤内，便于对管线检测探测。

外筒8还连接有压力传感器24，车体1还连接有控制器2，控制器2和压力传感器24相连，外筒8滑动连接有探测杆，探测杆通过弹簧和外筒8相连，探测杆和压力传感器24相连，弹簧的弹力足够大，当探测杆和管线相接触时，此时探测杆无法继续下降，压力传感器24当检测到压力数值足够大时，传递相应的信号给控制器，控制器控制装置整体停止工作，表明此时探测到管线的位置，可以在控制器内设置合适的阈值，阈值的数值足够大，当压力数值超过阈值时，表明此时已经检测到了管线。

外筒8固定连接有支架14，支架14固定连接有电机12，电机12用于驱动内筒9转动和外筒8竖直方向移动。

车体1还转动连接有竖直方向设置的花键轴7，花键轴7滑动套设有花键套11，花键套11和支架14转动连接，电机12通过传动组件10可驱动花键轴7转动。

电机12还包括有第二齿轮组，电机12连接有输出轴，第二齿轮组包括有固定套设在输出轴上的第二锥齿轮和第三锥齿轮，第三锥齿轮和支架14转动连接，第三锥齿轮和第二锥齿轮相啮合。

传动组件10包括第一带轮和第二带轮，第一带轮固定套设在花键套11上，第二带轮和第三锥齿轮同轴连接，第一带轮和第二带轮套设有同步带，电机12驱动输出轴和第二锥齿轮转动，第二锥齿轮可带动第三锥齿轮和第二带轮转动，第二带轮通过同步带带动第一带轮和花键套11转动，花键套11进而可带动花键轴7转动。

车体1转动连接有转轴，转轴偏心连接有凸轮4，转轴和凸轮4固定连接，外筒8滑动连接有活动板22，活动板22开设有凹槽5，凸轮4活动设置在凹槽5内，花键轴7通过第一齿轮组3带动转轴转动。

第一齿轮组3包括有第四锥齿轮和第五锥齿轮，第四锥齿轮固定套设在花键轴7上，第五锥齿轮固定套设在转轴上，第四锥齿轮和第五锥齿轮相啮合，当花键轴7转动时，可通过锥齿轮带动转轴转动，转轴可带动凸轮4转动，凸轮4在凹槽5内活动，可带动活动板22竖直方向往复运动。

活动板22滑动连接有水平方向移动的棘爪26，棘爪26通过第一弹簧27和活动板22相连，外筒8固定连接有与棘爪26相配合的棘齿6，棘爪26还固定连接有推杆，推杆一端穿出活动板22，推杆和活动板22滑动连接，可通过人工推动推杆的方式，推动棘爪26移动，此时棘爪26不再和棘齿6处于配合状态，可实现外筒8的复位。

第一弹簧27一端和棘爪26相连，第一弹簧27另一端和活动板22相连，第一弹簧27用于棘爪26的复位工作，初始状态下，在第一弹簧27的作用下，棘爪26和棘齿6处于配合状态。

当活动板22向上运动时，棘爪26和棘齿6的接触面为斜面，棘爪26此时不会带动外筒8上升，当活动板22向下运动时，棘爪26和棘齿6的接触面为水平面，此时可带动外筒8下降，从而可实现可间歇的驱动外筒8向下移动，便于提供合适的时间，使泥浆泵21完成对被湿润土壤的吸取，便于对管线位置进行检测，可以有效减少对管道的损伤或者破损。

内筒9固定连接有沿电机12中线对称设置的两个第一锥齿轮17，电机12连接有缺齿齿轮16，缺齿齿轮16和输出轴固定连接，缺齿齿轮16分别与两个第一锥齿轮17相啮合，缺齿齿轮16与其中一个第一锥齿轮17相啮合时，与另一个第一锥齿轮17断开啮合。

当缺齿齿轮16和不同位置的第一锥齿轮17相啮合时，可带动内筒9往复转动，从而可有效提高喷水的范围。

车体1固定连接有循环水箱23，循环水箱23连通有进水管19和泥浆管18，进水管19连接有给水泵20，泥浆管18连接有泥浆泵21，给水泵20和泥浆泵21均与控制器2相连。

内筒9固定连接有连接块15，进水管19和泥浆管18均与连接块15相连，连接块15起到辅助固定的作用，进水管19和泥浆管18均为可伸缩软管，进水管19和进水通道101相互连通，泥浆管18和泥浆通道102相互连通。

循环水箱23内设置有过滤网，泥浆管18底端位于过滤网的上方，过滤网可实现泥土的过滤，进水管19底端位于过滤网的下方，可将循环水箱23内的水吸取，循环水箱23一侧设置有箱门，通过打开箱门，可将过滤网上方的泥土进行清理，通过过滤网的设置，可实现水的便于循环使用。

车体1还可拆卸连接有配重块25，配重块25设置在车体1的左侧，循环水箱23设置在车体1的右侧，配重块25可起到对车体1起到辅助平衡的作用，减少因循环水箱23自身重量，而导致车体1倾覆的现象发生。

车体1还滑动连接有卡球28，卡球28通过第二弹簧29和车体1相连，外筒8开设有若干个与卡球28相适配的小凹槽。

第二弹簧29一端和卡球28相连，第二弹簧29另一端和车体1相连，初始状态下，在第二弹簧29的作用下，卡球28移动到小凹槽内，从而对外筒8进行辅助固定，同时外筒8和车体1之间的摩擦力足够合适，便于外筒8位置的固定，卡球28可设置有若干个，从而提高对外筒8的固定效果。

第一弹簧27的弹力小于第二弹簧29的弹力，因此当棘爪26向上运动时，在第二弹簧29的作用下，可实现外筒8的辅助固定，此时第一弹簧27压缩，棘爪26和活动板22发生相对滑动。

一种管线探测方法，采用上述的一种地下管线探测装置，包括以下步骤：

S1:通过移动车体1，使外筒8移动到所需检测的位置，通过控制器2控制电机12、给水泵20和泥浆泵21工作；

S2：给水泵20将循环水箱23内的水通过进水管19输送到进水通道101内，电机12驱动缺齿齿轮16转动，缺齿齿轮16分别与两个第一锥齿轮17相啮合，驱动内筒9往复转动，水通过内筒9底端的出水口喷出，实现土壤的湿润；

S3：泥浆泵21工作，将湿润后的土壤抽入循环水箱23内，同时电机12驱动花键轴7转动，花键轴7驱动凸轮4转动，凸轮4驱动活动板22竖直方向往复运动；当活动板22向上运动时，棘爪26相对活动板22滑动，活动板22向下运动时，棘爪26通过棘齿6带动外筒8下降，当检测到管线时，压力传感器24传递相应的信号给控制器，控制器控制电机12、给水泵20和泥浆泵21停止工作。

需要说明的是，在给水泵20工作时，水流可通过内筒9的出水口喷出，从而便于对土壤进行湿润，湿润后的土壤可在泥浆泵21的作用下被抽取，此时外筒8向下移动，可带动内筒9向下运动，从而可使内筒9和外筒8向下移动足够的距离，可对埋于深藏土壤的管线进行探测，可探测足够深位置处的管线，在此过程中，位于循环水箱23内的泥水，可被循环水箱23内的过滤网进行过滤，过滤后的水被给水泵20重新抽取，可实现水的循环利用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种地下管线探测装置，包括车体（1），其特征在于，所述车体（1）滑动连接有竖直方向运动的外筒（8），所述外筒（8）内转动连接有内筒（9），所述内筒（9）内开设有进水通道（101）和泥浆通道（102）；所述内筒（9）底端开设有若干个与进水通道（101）相连通的出水口，所述内筒（9）底端开设有与泥浆通道（102）相连通的进浆口；所述外筒（8）还连接有压力传感器（24），所述车体（1）还连接有控制器（2），所述控制器（2）和所述压力传感器（24）相连；

所述外筒（8）固定连接有支架（14），所述支架（14）固定连接有电机（12），所述电机（12）用于驱动内筒（9）转动和外筒（8）竖直方向移动；

所述车体（1）还转动连接有竖直方向设置的花键轴（7），所述花键轴（7）滑动套设有花键套（11），所述花键套（11）和所述支架（14）转动连接，所述电机（12）通过传动组件（10）可驱动花键轴（7）转动；

所述车体（1）转动连接有转轴，所述转轴偏心连接有凸轮（4），所述外筒（8）滑动连接有活动板（22），所述活动板（22）开设有凹槽（5），所述凸轮（4）活动设置在所述凹槽（5）内，所述花键轴（7）通过第一齿轮组（3）带动转轴转动；

所述活动板（22）滑动连接有水平方向移动的棘爪（26），所述棘爪（26）通过第一弹簧（27）和所述活动板（22）相连，所述外筒（8）固定连接有与棘爪（26）相配合的棘齿（6）；

所述内筒（9）固定连接有沿电机（12）中线对称设置的两个第一锥齿轮（17），所述电机（12）连接有缺齿齿轮（16），所述缺齿齿轮（16）分别与两个第一锥齿轮（17）相啮合，所述缺齿齿轮（16）与其中一个第一锥齿轮（17）相啮合时，与另一个第一锥齿轮（17）断开啮合；

所述车体（1）固定连接有循环水箱（23），所述循环水箱（23）连通有进水管（19）和泥浆管（18），所述进水管（19）连接有给水泵（20），所述泥浆管（18）连接有泥浆泵（21），所述给水泵（20）和所述泥浆泵（21）均与所述控制器（2）相连；

进水管（19）和泥浆管（18）均为可伸缩软管，进水管（19）和进水通道（101）相互连通，泥浆管（18）和泥浆通道（102）相互连通；

所述地下管线探测装置的管线探测方法如下：

S1:通过移动车体（1），使外筒（8）移动到所需检测的位置，通过控制器（2）控制电机（12）、给水泵（20）和泥浆泵（21）工作；

S2：给水泵（20）将循环水箱（23）内的水通过进水管（19）输送到进水通道（101）内，电机（12）驱动缺齿齿轮（16）转动，缺齿齿轮（16）分别与两个第一锥齿轮（17）相啮合，驱动内筒（9）往复转动，水通过内筒（9）底端的出水口喷出，实现土壤的湿润；

S3：泥浆泵（21）工作，将湿润后的土壤抽入循环水箱（23）内，同时电机（12）驱动花键轴（7）转动，花键轴（7）驱动凸轮（4）转动，凸轮（4）驱动活动板（22）竖直方向往复运动；当活动板（22）向上运动时，棘爪（26）相对活动板（22）滑动，活动板（22）向下运动时，棘爪（26）通过棘齿（6）带动外筒（8）下降，当检测到管线时，压力传感器（24）传递相应的信号给控制器，控制器控制电机（12）、给水泵（20）和泥浆泵（21）停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种地下管线探测装置，其特征在于，所述车体（1）还滑动连接有卡球（28），所述卡球（28）通过第二弹簧（29）和所述车体（1）相连，所述外筒（8）开设有若干个与卡球（28）相适配的小凹槽。