CN218120879U - 一种排水管道的管径测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排水管道的管径测量装置，所述终端组件能够固定在探杆组件的上端，所述探头组件固定在探杆组件的底端；所述终端组件与探头组件电连接；所述竖杆安装在探杆组件的下端，所述横杆单元安装在竖杆上，所述撑杆单元通过连接单元安装在横杆单元上；所述第一联动转杆和第二联动转杆转动安装在撑杆单元上，所述第一联动转杆和第二联动转杆能够同时等速相对转动。测量人员只需将本测量装置的探头组件通过探杆组件下入到待测管道内，并在终端组件中进行待测管道的内径的计算，避免了人工下井所带来的安全隐患，提高了工作效率。同时通过撑杆单元控制第一联动转杆和第二联动转杆同时等速张开，来对待测管道的管径进行测量，测量精度高。

Description

一种排水管道的管径测量装置

技术领域

本发明涉及排水管道检测技术领域，具体为一种排水管道的管径测量装置。

背景技术

目前全国各地区市政排水管网排查工作不断开展，在排查过程中需要对市政排水管道的内径、外径、埋深等基础信息数据进行测量。此外，在城市内涝防治领域，城市排水数值模型的构建也需输入精确的管道基础信息数据。由于地下排水管道内部环境复杂，排水管道内可能存在毒气等有害条件，因此井下人工测量的过程中需提供通风、应急救援等保障工作，因此采用人工进入井下采集数据的方式成本较大，测量效率较低。而检测人员在地面利用“L”型探杆测量管径，其数据的准确性取决于测量人员的专业水平，存在较大的不确定性。另外，排水管道内往往存在污泥或污水堆积，测量的准确度无法得到保证。因此急需一种可在排水管道有污水或污泥留存、不需测量人员下井的高精度排水管道的管径测量装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：解决现有排水管道管径测量装置效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种排水管道的管径测量装置，包括探杆组件、终端组件和探头组件；

所述终端组件能够固定在探杆组件的上端，所述探头组件固定在探杆组件的底端；所述终端组件与探头组件电连接；

所述探头组件包括竖杆、横杆单元、连接单元、撑杆单元、第一联动转杆、第二联动转杆；

所述竖杆安装在探杆组件的下端，所述横杆单元安装在竖杆上，所述撑杆单元通过连接单元安装在横杆单元上；所述第一联动转杆和第二联动转杆转动安装在撑杆单元上，所述第一联动转杆和第二联动转杆能够同时等速相对转动。

优点：测量人员只需将本测量装置的探头组件通过探杆组件下入到待测管道内，并在终端组件中进行待测管道的内径的计算，避免了人工下井所带来的安全隐患，提高了工作效率。同时通过撑杆单元控制第一联动转杆和第二联动转杆同时等速张开，来对待测管道的管径进行测量，测量精度高。

优选地，所述横杆单元包括上横杆和下横杆；所述上横杆和下横杆均固定安装在竖杆的侧壁上，所述上横杆和下横杆均垂直于竖杆。

优选地，所述撑杆单元包括滚珠丝杠固定器、转杆固定器、滚珠丝杠、电动机、第一连接杆、第二连接杆；

所述滚珠丝杠固定器为矩形框结构，所述滚珠丝杠固定器的上下两端的固定板形成可供左右滑动的滑道；

所述转杆固定器固定安装在滑道上；所述电动机安装在滑道上，且位于连接单元内部；

所述第一联动转杆和第二联动转杆分别转动安装在转杆固定器位于滚珠丝杠固定器的两侧；

所述滚珠丝杠包括中心螺杆和滑动块；所述中心螺杆位于滑道中，所述中心螺杆的一端通过转杆固定器后与电动机连接，另一端转动安装在滚珠丝杠固定器远离连接装置的一端；所述滑动块滑动安装在滑道上且与中心螺杆螺纹连接；

所述第一连接杆的一端与第一联动转杆连接，另一端与滑动块靠近第一联动转杆的一侧连接；所述第二连接杆的一端与第二联动转杆连接，另一端与滑动块靠近第二联动转杆的一侧连接。

优选地，所述第一联动转杆和第二联动转杆的另一端均设置有传感器。

优选地，所述第一联动转杆和第二联动转杆内部均中空。

优选地，所述探头组件还包括支撑底座，所述支撑底座固定安装在竖杆的底端。

优选地，所述探杆组件包括伸缩杆、第一双通连接件和第二双通连接件；

所述伸缩杆的上端通过第一双通连接件与终端组件连接，所述伸缩杆的下端通过第二双通连接件与探头组件连接。

优选地，所述伸缩杆内部为中空的金属管或塑料管。

优选地，所述终端组件包括终端本体、显示屏、USB接口、测量按键、电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块。

所述终端本体通过第一双通连接件固定在伸缩杆的上端；所述显示屏设置在终端本体的前端；所述USB接口设置在终端本体的下端；

所述电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块均设置在终端本体的内部；所述电源模块与数据处理模块和数据存储模块连接；所述测量按键通过数据传输线与电机控制模块连接；

所述数据处理模块的输入端通过数据传输线分别与传感器和电机控制模块连接；输出端分别与数据存储模块和显示屏连接。

优选地，所述终端组件还包括水平泡；所述水平泡安装在终端本体的顶部，所述水平泡与探杆组件的轴线垂直。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)使用本测量装置，测量人员只需将本测量装置的探头组件通过探杆组件下入到待测管道内，并在终端组件中进行待测管道的内径的计算，避免了人工下井所带来的安全、健康等各项涉及到职业健康的各项隐患，极大的提高施工的安全性，提高了测量的工作效率。

(2)本实用新型通过装置上端的水平泡控制整个装置的垂直，并通过电动机带动中心螺杆转动，进而带动第一联动转杆和第二联动转杆同时等速张开，当第一联动转杆和第二联动转杆端部的传感器同时触及管壁时，即可通过滑动块的运送速度和该过程所用时间来直接计算管径的距离，测量过程简单，测量精度高。

(3)本实用新型的测量装置尺寸较小，结构简单，组装方便，可拆卸存放，易于携带，有利于工地和野外作业。

(4)本实用新型可在排水管道有污水或污泥滞留的情况下使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的市政排水管道的管径测量装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的市政排水管道的管径测量装置的探杆组件及终端组件示意图；

图3为本实用新型实施例的市政排水管道的管径测量装置的探头组件示意图；

图4为本实用新型实施例的市政排水管道的管径测量装置的测量过程的俯视图；

图5为图4的A向视图；

图中：1、探杆组件；11、伸缩杆；12、第一双通连接件；13、第二双通连接件；2、终端组件；21、终端本体；22、显示屏；23、水平泡；3、探头组件；31、竖杆；32、支撑底座；33、上横杆；34、下横杆；35、连接单元；36、撑杆单元；361、滚珠丝杠固定器；362、转杆固定器；363、滚珠丝杠；3631、中心螺杆；3632、滑动块；364、电动机；365、第一连接杆；366、第二连接杆；37、第一联动转杆；38、第二联动转杆；39、传感器。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本实施例公开了一种排水管道的管径测量装置，包括探杆组件1、终端组件2和探头组件3。终端组件2能够固定在探杆组件1的上端，探头组件3固定在探杆组件1的底端；终端组件2与探头组件3电连接。

参阅图2，探杆组件1包括伸缩杆11、第一双通连接件12和第二双通连接件13；伸缩杆11的上端通过第一双通连接件12与终端组件2连接，伸缩杆11的下端通过第二双通连接件13与探头组件3连接。通过可拆卸式的连接各个部件，方便运输，易于携带，有利于工地和野外作业。

伸缩杆11内部为中空的金属管或塑料管，使得数据传输线能够贯穿探杆组件1，数据传输线的两端分别与探头组件3和终端组件2连接。

终端组件2包括终端本体21、显示屏22、水平泡23、USB接口、测量按键、电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块(USB接口、测量按键、电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块，图均未示出)。

终端本体21通过第一双通连接件12固定在伸缩杆11的上端。显示屏22设置在终端本体21的前端用于显示测量数据。

水平泡23安装在终端本体21的顶部。将水平泡23与探杆组件1的轴线垂直。在进行排水管基础信息测量时，测量人员能够通过观察水平泡23是否处于水平状态来判断本测量装置是否垂直，辅助测量人员保证测量装置垂直。

USB接口设置在终端本体21的下端。电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块均设置在终端本体21的内部；电源模块与数据处理模块和数据存储模块连接；测量按键通过数据传输线与电机控制模块连接，用于控制电动机364的开启；数据处理模块的输入端通过数据传输线分别与传感器39和电机控制模块连接，输出端分别与数据存储模块和显示屏22连接。

通过终端组件2的各部件的设置，能够实现对探头组件3的监测，同时将监测的数据显示在显示屏22上，方便测量人员对管径测量的管控。

参阅图3，探头组件3包括竖杆31、支撑底座32、上横杆33、下横杆34、连接单元35、撑杆单元36、第一联动转杆37、第二联动转杆38和传感器39。

竖杆31通过第二双通连接器与伸缩杆11的下端连接，支撑底座32固定安转在竖杆31的底端用于对竖杆31底部进行防护。

上横杆33和下横杆34分别固定安装在竖杆31的侧壁上且均垂直于竖杆31。连接装置设有两个与上横杆33和下横杆34相配合的卡槽，能够与上横杆33和下横杆34固定，以便于将连接装置固定连接于竖杆31上。

撑杆单元36能够将第一联动转杆37和第二联动转杆38同时对称撑开。撑杆单元36包括滚珠丝杠固定器361、转杆固定器362、滚珠丝杠363、电动机364、第一连接杆365和第二连接杆366。

滚珠丝杠固定器361为矩形框结构，且滚珠丝杠固定器361的上下两端的固定板形成可供左右滑动的滑道。转杆固定器362固定安装在滚珠丝杠固定器361的滑道上，第一联动转杆37和第二联动转杆38的一端分别转动安装在转杆固定器362位于滚珠丝杠固定器361的两侧，第一联动转杆37和第二联动转杆38的另一端均设置有传感器39。

电动机364位于连接单元35内部且安装在滑道上。

滚珠丝杠363包括中心螺杆3631和滑动块3632，中心螺杆3631位于滚珠丝杠固定器361内的滑道中，中心螺杆3631的一端通过转杆固定器362后与电动机364连接，另一端转动安装在滚珠丝杠固定器361远离连接装置的一端。滑动块3632与中心螺杆3631螺纹连接，滑动块3632滑动安装在滚珠丝杠固定器361内的滑道上。

第一连接杆365的一端与第一联动转杆37连接，另一端与滑动块3632靠近第一联动转杆37的一侧连接。第二连接杆366的一端与第二联动转杆38连接，另一端与滑动块3632靠近第二联动转杆38的一侧连接。

启动电动机364，在电动机364的带动下，中心螺杆3631开始转动，从而带动滑动块3632在滑道上进行匀速直线滑动，通过第一连接杆365和第二连接杆366的作用，进而带动第一联动转杆37和第二联动转杆38同时等速转动，保证了第一联动转杆37和第二联动转杆38与中心螺杆3631的夹角相同。

本实施例中，第一联动转杆37和第二联动转杆38内部均中空，并设置有数据传输线用于与端部的传感器39电连接。

在实际测量排水管基础信息时，测量人员先组装好测量装置，组装完成后将其放入检查井中，并根据排水管道的深度，调整伸缩杆11的长度，当支撑底座32触底后扶正探杆，缓慢将探头组件3送入待测管道口内，用探头组件3的上横杆33紧紧勾住待测管道管顶，通过观察水平泡23微调探杆保证其垂直；点击终端组件2上的测量按键，启动电动机364，在电动机364的带动下滚珠丝杠363开始运动，其中滑动块3632进行匀速直线运动，通过第一连接杆365和第二连接杆366的作用，带动第一联动转杆37和第二联动转杆38同时等速转动，此时，第一联动转杆37和第二联动转杆38与中心螺杆3631的夹角也在从零缓慢增大；当第一联动转杆37和第二联动转杆38顶部的传感器39同时触及管壁时，记录滑动块3632的运动速度v以及本过程所用时间t，测量结束；电机控制模块接收到测量结束信号后，再次控制电动机364运行，使滚珠丝杠363反向运动，第一联动转杆37和第二联动转杆38同时向中心螺杆3631靠近，实现第一联动转杆37和第二联动转杆38的收起。最后，通过数据处理模块可直接计算出待测管道的内径。

在测量过程中，由于第一联动转杆37和第二联动转杆38是同时等速转动的，故二者与中心螺杆3631的夹角时刻相同；当第一联动转杆37和第二联动转杆38顶部的传感器39没有同时触及管壁时，可略微转动探杆，调整中心螺杆3631的位置，直至第一联动转杆37和第二联动转杆38顶部的传感器39均触到管壁为止。

需要说明的是，上述实施例中的测量原理为：利用勾股定理求解方程式中的排水管道半径。具体的：

如图4所示，本实施例中，在电动机364的带动下，滑动块3632做匀速直线运动，记其速度为v，记录联动转杆32开始运动至两根联动转杆顶部的传感器3931同时触及管壁时的时间为t。因此能够得出滑动块3632与转杆固定器362之间的距离，而由于第一连接杆365的长度、第一连接杆365在第一联动转杆37处的位置与转杆固定器362之间的距离均是固定已知值，因此在三者组成的三角形中，可根据三角形三条边求出第一联动转杆37与中心螺杆3631的夹角α。进而，根据直角三角形的正弦定理，求出第一联动转杆37顶端传感器39至中心螺杆3631的垂直距离L。

如图5所示，根据测量装置的结构特点，上横杆33与中心螺杆3631间的垂直距离为15cm，故在经过传感器39所在位置的排水管道横截面上，可找到一条直角边为L、另一条直角边为(r-15)、斜边为管道半径r的直角三角形，根据勾股定理L²+(r-15)²＝r²，即可求出排水管道半径r。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，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，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种排水管道的管径测量装置，其特征在于：包括探杆组件(1)、终端组件(2)和探头组件(3)；

所述终端组件(2)能够固定在探杆组件(1)的上端，所述探头组件(3)固定在探杆组件(1)的底端；所述终端组件(2)与探头组件(3)电连接；

所述探头组件(3)包括竖杆(31)、横杆单元、连接单元(35)、撑杆单元(36)、第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)；

所述竖杆(31)安装在探杆组件(1)的下端，所述横杆单元安装在竖杆(31)上，所述撑杆单元(36)通过连接单元(35)安装在横杆单元上；所述第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)转动安装在撑杆单元(36)上，所述第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)能够同时等速相对转动。

2.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述横杆单元包括上横杆(33)和下横杆(34)；所述上横杆(33)和下横杆(34)均固定安装在竖杆(31)的侧壁上，所述上横杆(33)和下横杆(34)均垂直于竖杆(31)。

3.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述撑杆单元(36)包括滚珠丝杠固定器(361)、转杆固定器(362)、滚珠丝杠(363)、电动机(364)、第一连接杆(365)、第二连接杆(366)；

所述滚珠丝杠固定器(361)为矩形框结构，所述滚珠丝杠固定器(361)的上下两端的固定板形成可供左右滑动的滑道；

所述转杆固定器(362)固定安装在滑道上；所述电动机(364)安装在滑道上，且位于连接单元(35)内部；

所述第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)分别转动安装在转杆固定器(362)位于滚珠丝杠固定器(361)的两侧；

所述滚珠丝杠(363)包括中心螺杆(3631)和滑动块(3632)；所述中心螺杆(3631)位于滑道中，所述中心螺杆(3631)的一端通过转杆固定器(362)后与电动机(364)连接，另一端转动安装在滚珠丝杠固定器(361)远离连接装置的一端；所述滑动块(3632)滑动安装在滑道上且与中心螺杆(3631)螺纹连接；

所述第一连接杆(365)的一端与第一联动转杆(37)连接，另一端与滑动块(3632)靠近第一联动转杆(37)的一侧连接；所述第二连接杆(366)的一端与第二联动转杆(38)连接，另一端与滑动块(3632)靠近第二联动转杆(38)的一侧连接。

4.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)的另一端均设置有传感器(39)。

5.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述第一联动转杆(37)和第二联动转杆(38)内部均中空。

6.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述探头组件(3)还包括支撑底座(32)，所述支撑底座(32)固定安装在竖杆(31)的底端。

7.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述探杆组件(1)包括伸缩杆(11)、第一双通连接件(12)和第二双通连接件(13)；

所述伸缩杆(11)的上端通过第一双通连接件(12)与终端组件(2)连接，所述伸缩杆(11)的下端通过第二双通连接件(13)与探头组件(3)连接。

8.根据权利要求7所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述伸缩杆(11)内部为中空的金属管或塑料管。

9.根据权利要求1所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述终端组件(2)包括终端本体(21)、显示屏(22)、USB接口、测量按键、电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块；

所述终端本体(21)通过第一双通连接件(12)固定在伸缩杆(11)的上端；所述显示屏(22)设置在终端本体(21)的前端；所述USB接口设置在终端本体(21)的下端；

所述电机控制模块、数据处理模块、数据存储模块和电源模块均设置在终端本体(21)的内部；所述电源模块与数据处理模块和数据存储模块连接；所述测量按键通过数据传输线与电机控制模块连接；

所述数据处理模块的输入端通过数据传输线分别与传感器(39)和电机控制模块连接；输出端分别与数据存储模块和显示屏(22)连接。

10.根据权利要求9所述的排水管道的管径测量装置，其特征在于：所述终端组件(2)还包括水平泡(23)；所述水平泡(23)安装在终端本体(21)的顶部，所述水平泡(23)与探杆组件(1)的轴线垂直。

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