CN220540604U - 一种牵引式陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种牵引式陀螺仪，包括电子仓和行走装置，电子仓内置控制系统，行走装置包括主轴、伸缩机构和行走轮组，其中主轴上依次套设有调节块、滑套、调节螺母和内外弹簧，伸缩机构包括多个轮臂和支撑杆，行走轮组包括位于轮臂前端部的行走轮和/或里程轮，本实用新型通过调整调节块在主轴上的相对位置，进而可控制支撑杆的打开角度，推动轮臂径向伸展，可适应和满足较大范围的管径变化，滑套两侧的双弹簧设计提升了过障时的避震效果，降低了行走冲击对电子仓内探测器件的影响，保证探测数据的准确。

Description

一种牵引式陀螺仪

技术领域

本实用新型涉及到智能管网检测技术领域，尤其涉及到一种适应性好、行走灵活且减震效果好的牵引式陀螺仪。

背景技术

新建基础管线采用非开挖施工已成为主流技术，但由于施工水平和工艺等因素，管道轨迹往往与设计轨迹存在较大差异，特别是竣工后的测量技术滞后，致使地下管线工程竣工资料、数据和管线实际空间位置坐标误差较大，不利于地下管线管理和利用，因此准确掌握竣工管道的地下空间位置十分重要，它不仅是评价工程质量的指标，而且能为后续新建管线的轨迹设计和施工提供依据，以避免管线相交或重叠，同时，使用过程中的管线内部情况也需要及时准确的掌握。

目前管道轨迹采集技术和管道内部情况测量情况一般是通过管线测绘仪等无损探测设备或装置进行数据采集，利用基于电子罗盘的探测设备或装置在管内行走，将探测的数据通过无线或有线方式传输给上位机处理并计算出三维轨迹，但通过电缆传输数据过程中会受到环境磁场的干扰，造成方位数据失准，测量精度降低，因此其只适用于无异常磁场干扰的环境中。针对这一问题，行业内提出了采用姿态传感器进行轨迹测量的技术，利用姿态传感器测量管道的坐标轨迹，基于光纤陀螺仪技术避免环境磁场的干扰，如专利CN201711019623.3、一种用于测量管道三维姿态及长度的设备和专利CN201510369061.X、一种探测装置所公开的技术方案，包括电子仓和前后支架的装置结构，将惯性测量单元设置于电子仓内，通过前后支架的径向伸展来调节使得轮子始终与管道壁紧密接触，自适应管壁内径自动张缩，保持探测器的稳定前行性和测量的准确性，该类结构遇到管径变化较大时，扶正支架的伸展范围较小，无法满足管径的变化，使得装置的行走灵活性和及时性得不到满足，使用时间长了轮子的使用寿命也会缩短。

实用新型内容

本实用新型主要解决上述存在的技术问题；提供了一种适应性好、行走灵活且减震效果好的牵引式陀螺仪。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案：

本实用新型的一种牵引式陀螺仪，用于地下管道的检测，所述探测机器人包括：

电子仓，内置控制系统；

行走装置，位于电子仓前后两端，包括主轴、伸缩机构和行走轮组；

主轴，位于电子仓中轴线上且与电子仓端板固定，主轴前端悬空并设有牵引孔，外部牵引装置通过牵引孔与陀螺仪相接并牵引陀螺仪，主轴上从内到外依次设有调节块、滑套和调节螺母，位于调节块与滑套之间的主轴上套设有内弹簧，位于调节螺母与滑套之间的主轴上套设有外弹簧，滑套可通过两侧弹簧的作用而在主轴上滑动至相对位置；

伸缩机构，包括多个沿电子仓中轴线均布的轮臂和支撑杆，所述轮臂的一端铰接于上述电子仓端部，轮臂的另一端悬空，所述支撑杆的一端与轮臂中部铰接，另一端与所述滑套铰接且随滑套移动，支撑杆可随滑套在主轴上平移而改变开启角度，推动轮臂径向伸展；

行走轮组，包括多个与轮臂一一对应且沿电子仓中轴线均布的行走轮和/或里程轮，行走轮和里程轮均固设于轮臂的悬空端，行走轮和里程轮的轮缘抵靠管壁；

通过控制调节块在主轴上的相对位置，进而可控制支撑杆的打开角度，推动轮臂径向伸展，可适应和满足较大范围的管径变化，滑套两侧的双弹簧设计提升了过障时的避震效果，降低了行走冲击对电子仓内探测器件的影响，保证探测数据的准确。

作为优选，所述主轴的内侧段上设有沿主轴轴线一字排列的定位孔，所述调节块上设有对应上述定位孔的螺孔，所述螺孔内设有定位螺栓，所述定位螺栓对应上述定位孔中的一个且插设于该定位孔内，所述主轴的外侧段设有螺纹，上述调节螺母配装于主轴外侧段上，所述内弹簧的自由长度大于调节块与滑套之间的最大距离，所述外弹簧的自由长度大于调节螺母与滑套之间的最大距离，保持内外弹簧对滑套的挤压，伸缩过程平稳，

作为优选，：所述轮臂和支撑杆均为三个，三个轮臂和三个支撑杆均环绕主轴轴线间隔120°均布，所述行走轮组包括三个行走轮(11)，上述行走轮分别固设于相应轮臂的悬空端，行走轮的轮缘抵靠管壁，三个均布的行走轮设计，保证了陀螺仪行走过程稳定性。

作为优选，所述轮臂和支撑杆均为三个，三个轮臂和三个支撑杆均环绕主轴轴线间隔120°均布，位于电子仓前端的行走轮组包括三个行走轮，位于电子仓后端的行走轮组包括二个行走轮和一个里程轮，上述行走轮和里程轮均固设于轮臂的悬空端，行走轮和里程轮的轮缘抵靠管壁，里程轮与电子仓内的控制系统电连接，在后端设置一个里程轮，能实时记录陀螺仪在管道内的行走距离。

作为优选，所述轮臂呈弧形结构，其弧形朝外，轮臂设计成弧形结构可以使轮臂具有更大的伸展变径范围，收拢后径向尺寸更小，具备更好的通过性，不容易被异物卡住，同时，拱起的结构既避开了中间的滑套、调节块等结构件，也具备更好的抗外部冲击和挤压能力。

作为优选，所述滑套上还设有多个保护弹簧，上述保护弹簧与所述支撑杆一一对应，保护弹簧的前端部抵触并承托支撑杆的中部，保护弹簧的自由长度与支撑杆最大伸展距离相吻合，当遇到障碍震动或跳跃时，轮臂径向伸展回缩，带动支撑杆下压，通过支撑杆下方对应的保护弹簧的弹性承托力，以及滑套两端的内弹簧压缩力和外弹簧的拉伸力作用，形成了双重的减震避震功效，能降低对电子仓内探测器件的冲击影响，保证探测数据的准确性。

本实用新型的有益效果是：通过控制调节块在主轴上的相对位置，进而可控制支撑杆的打开角度，推动轮臂径向伸展，可适应和满足较大范围的管径变化，滑套两侧的双弹簧设计提升了过障时的避震效果，降低了行走冲击对电子仓内探测器件的影响，保证探测数据的准确

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1局部结构的放大示意图。

图中1.电子仓，2.主轴，3.调节块，4.滑套，5.调节螺母，6.内弹簧，7.外弹簧，8.轮臂，9.支撑杆，10.行走轮，11.里程轮，12.定位孔，13.定位螺栓，14.保护弹簧。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种牵引式陀螺仪，用于地下管道的检测，如图1和图2所示，包括：

电子仓1，内置控制系统；

行走装置，位于电子仓前后两端，包括主轴2、伸缩机构和行走轮组；

主轴，位于电子仓中轴线上且与电子仓端板固定，主轴前端悬空并设计有牵引孔，外部牵引装置通过牵引孔与陀螺仪相接并牵引陀螺仪，主轴上从内到外依次设有调节块3、滑套4和调节螺母5，位于调节块与滑套之间的主轴上套设有内弹簧6，位于调节螺母与滑套之间的主轴上套设有外弹簧7；

伸缩机构，包括三个沿电子仓中轴线均布的轮臂8和三个支撑杆9，上述轮臂呈弧形结构，其弧形朝外，轮臂的一端铰接于上述电子仓端部，轮臂的另一端悬空，上述支撑杆的一端与轮臂中部铰接，另一端与滑套铰接且随滑套移动；

行走轮组，包括三个与轮臂一一对应且沿电子仓中轴线均布的行走轮10，行走轮安装在轮臂的悬空端且其轮缘抵靠管壁；

其中，在主轴的内侧段上设计有沿主轴轴线一字排列的定位孔12，在调节块上设计有对应上述定位孔的螺孔，上述螺孔内安装有定位螺栓13，定位螺栓对应上述定位孔中的一个且插设于该定位孔内，在主轴的外侧段加工有螺纹，上述调节螺母配装于主轴的外侧螺纹段，上述内弹簧的自由长度大于调节块与滑套之间的最大距离，上述外弹簧的自由长度大于调节螺母与滑套之间的最大距离；在滑套上还设计有三个保护弹簧14，上述保护弹簧与三个支撑杆一一对应，保护弹簧的前端部抵触并承托支撑杆的中部，保护弹簧的自由长度与支撑杆的最大伸展距离相同。

使用时，首先旋出定位螺栓，使调节块与主轴脱离，根据实际管径尺寸，滑移调节块并调整调节螺母的位置，通过内外弹簧作用使滑套平移至合适位置，轮臂径向伸展达到管径要求，然后，拧紧定位螺栓和调节螺母，完成陀螺仪的轮臂径向尺寸调整。

将牵引装置的挂钩勾挂于主轴牵引孔上，再将陀螺仪嵌放入待探测的管道内，此时，三个轮臂在支撑杆作用下充分打开并带动行走轮轮缘紧密贴靠管壁，启动牵引装置，牵引陀螺仪在管道内缓慢行走，此时电子仓内的探测部件开始运行，对管道内部进行探测，当陀螺仪在过坎或焊缝时，由于管道径向变化，行走轮继续前行并使得相应轮臂向下挤压，支撑杆回缩并克服内弹簧的压缩力和外弹簧的拉伸力推动滑套向内滑移，满足轮臂的径向变化，双弹簧对支撑杆的双重作用降低了行走轮跳动或震动对电子仓内部探测器件的影响，提高探测精度，当过坎后，滑套在双弹簧的作用下重新滑移至中间位，带动支撑杆重新打开并推动轮臂径向伸展，使行走轮继续紧贴管壁并正常行走。

在本实用新型的描述中，技术术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“内”、“外”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本实用新型的技术方案，以上说明并非对本实用新型作了限制，本实用新型也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种牵引式陀螺仪，用于地下管道的检测，其特征在于，所述陀螺仪包括：

电子仓(1)，内置控制系统；

行走装置，位于电子仓前后两端，包括主轴(2)、伸缩机构和行走轮组；

主轴，位于电子仓中轴线上且与电子仓端板固定，主轴前端悬空并设有牵引孔，外部牵引装置通过牵引孔与陀螺仪相接并牵引陀螺仪行走，主轴上从内到外依次设有调节块(3)、滑套(4)和调节螺母(5)，位于调节块与滑套之间的主轴上套设有内弹簧(6)，位于调节螺母与滑套之间的主轴上套设有外弹簧(7)；

伸缩机构，包括多个沿电子仓中轴线均布的轮臂(8)和支撑杆(9)，所述轮臂的一端铰接于上述电子仓端部，轮臂的另一端悬空，所述支撑杆的一端与轮臂中部铰接，另一端与所述滑套铰接且随滑套移动；

行走轮组，包括多个与轮臂一一对应且沿电子仓中轴线均布的行走轮(10)和/或里程轮(11)，行走轮和里程轮均固设于轮臂的悬空端，行走轮和里程轮的轮缘抵靠管壁。

2.根据权利要求1所述的一种牵引式陀螺仪，其特征在于：所述主轴(2)的内侧段上设有沿主轴轴线一字排列的定位孔(12)，所述调节块(3)上设有对应上述定位孔的螺孔，所述螺孔内设有定位螺栓(13)，所述定位螺栓对应上述定位孔中的一个且插设于该定位孔内，所述主轴的外侧段设有螺纹，上述调节螺母(5)配装于主轴外侧段上，所述内弹簧(6)的自由长度大于调节块与滑套之间的最大距离，所述外弹簧(7)的自由长度大于调节螺母与滑套之间的最大距离。

3.根据权利要求1或2所述的一种牵引式陀螺仪，其特征在于：所述轮臂(8)和支撑杆(9)均为三个，三个轮臂和三个支撑杆均环绕主轴轴线间隔120°均布，所述行走轮组包括三个行走轮(10)，上述行走轮分别固设于相应轮臂的悬空端，行走轮的轮缘抵靠管壁。

4.根据权利要求1或2所述的一种牵引式陀螺仪，其特征在于：所述轮臂(8)和支撑杆(9)均为三个，三个轮臂和三个支撑杆均环绕主轴轴线间隔120°均布，位于电子仓前端的行走轮组包括三个行走轮(10)，位于电子仓后端的行走轮组包括二个行走轮和一个里程轮(11)，上述行走轮和里程轮均固设于轮臂的悬空端，行走轮和里程轮的轮缘抵靠管壁，里程轮与电子仓内的控制系统电连接。

5.根据权利要求1所述的一种牵引式陀螺仪，其特征在于：所述轮臂(8)呈弧形结构，其弧形朝外。

6.根据权利要求1所述的一种牵引式陀螺仪，其特征在于：所述滑套(4)上还设有多个保护弹簧(14)，上述保护弹簧与所述支撑杆(9)一一对应，保护弹簧的前端部抵触并承托支撑杆的中部，保护弹簧的自由长度与支撑杆最大伸展距离相吻合。