专利名称：通讯行业小口径地下管线精确测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地下管线测量仪，尤其是指一种通讯行业小口径地下管线精确测 量仪，主要用于内径32 40mm的非开挖地下管道验收检测，也可用于该内径范围内的其它 管线的空间轨迹测量。
背景技术：
通讯信息行业新建基础管线采用非开挖施工已成为主流技术，但长期以来定向穿 越控向技术，随钻标绘系统误差较大，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，不利于地下管线建设和社会利用。因此准 确掌握已铺设管线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。一般而言，地下管线空间轨迹测 量，管径越小，测量难度越大，因此，专门研究小口径地下管线轨迹测量仪器有重要现实意 义。目前国内获得管线轨迹的方法主要有两种一是将导向碳棒在竣工管道内拖行一 次，同时在地面定点，然后用全站仪或GPS测量这些点的坐标，最后形成轨迹；二是直接用 导向孔施工时的导向数据形成轨迹。这两种方法都有不足，前者费时费事且精度不高，后者 数据可信性和准确性较差。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种通讯行业小口径地下管线精确测量 仪，操作简单，能对地下管线进行高效率、高精度的测量。为解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案一种通讯行业小口径地下管线 精确测量仪机构，由入管检测下位机和管口计程器和小型卷扬机构成，通过测量缆绳行走 的路程间接测量入管检测下位机的行程，所述的入管检测下位机，由前轮组、仪器仓和后轮 组同轴固定连接构成，用于探测头在管道中行走，其中，每个轮组上至少设置三个滚轮周向 均布，当轮组上设置有与缆绳连接的连接部件时，作为前轮组，反之作为后轮组；
所述的仪器仓外观为管状结构，各连接部位采用密封设计，密封耐压0. 3MPa,内部安装 电路板及传感器。在上述方案基础上，所述的每个轮组由滚轮支架基座、滚轮支架、三个滚轮构成， 滚轮支架基座通过固定螺钉与仪器仓固定，滚轮支架基座周向均勻伸出三个爪，每个爪上 旋转固定一滚轮支架，滚轮通过滚轮轴固定在滚轮支架上，方便拆卸，对于光滑的管道，可 直接采用缆绳拉仪器仓在管线中行走。在上述方案基础上，所述的滚轮支架通过滑轴滚轮支架基座连接。在上述方案基础上，滚轮支架和滚轮支架基座的爪上开的滑轴孔，所述的滑轴同 时穿过滚轮支架和滚轮支架基座上开的滑轴孔，滑轴与滚轮支架基座间装有弹簧，这样前 后轮组能自适应管道的内径。
在上述方案基础上，所述的连接部件为U形环，装在前轮组的前端，用于穿缆绳。在上述方案基础上，所述的传感器包括姿态传感器组和计程传感器组，姿态传感 器组通过A/D转换器与微处理器连接；计程传感器组通过计程模块与微处理器连接，微处 理器将数据存储或与PC机进行数据交换。在上述方案基础上，所述的姿态传感器组采用双轴陀螺式角速度传感器，所述的 计程传感器组采用加速度计。本发明运用多传感器融合技术，互相校正，合成待测点的空间 位置信息。最后将所有点的空间位置信息通过软件拟合成待测管线的空间轨迹曲线，并形 成报表存档。本发明中入管检测下位机在地下管线中穿行顺畅。采用先进的角速度传感器、加 速度传感器和路程计量器作为测量系统，不锈钢外筒和滚轮径向伸缩机构保证仪器轴线和 管道轴线平行，同时起到减震减小摩擦阻力作用，可以沿管道内连续测试管道轨迹中心轴 各点的俯仰角、方位角和入口至测点的长度；测试数据可存于U盘中；通过PC机进行数据 处理最终形成地下管道的空间轨迹。


图1为入管检测下位机结构图 图2为电路原理框图
图3为轮组结构图 图4为滚轮支架零件图 图5为滚轮支架基座零件图 图中标号
1——滚轮 2——固定螺钉 3——U形环 4——仪器仓 5——滚轮支架基座 6——滚轮支架7——滚轮轴8——滑轴。
具体实施例方式请参阅图1为入管检测下位机结构图，图2为电路原理框图，图3为轮组结构图， 图4为滚轮支架零件图和图5为滚轮支架基座零件图
本发明综合运用单片机、双轴陀螺式角速度传感器、加速度计、旋转编码器，霍尔元件 等进行数据收集，一种通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，由入管检测下位机和管 口计程器构成，通过测量缆绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，所述的入管检 测下位机，由前轮组、仪器仓和后轮组同轴固定连接构成，其中，
每个轮组上至少设置三个滚轮1周向均布，当轮组上设置有与缆绳连接的连接部件 时，作为前轮组，反之作为后轮组；
所述的仪器仓4外观为不锈钢管状结构，各连接部位采用密封设计，密封耐压0. 3MPa, 内部安装电路板及传感器。所述的每个轮组由滚轮支架基座5、滚轮支架6、三个滚轮1构成，滚轮支架基座5 通过固定螺钉2与仪器仓4固定，方便拆卸，滚轮支架基座5周向均勻伸出三个爪，每个爪 上旋转固定一滚轮支架6，滚轮1通过滚轮轴7固定在滚轮支架6上。滚轮支架6和滚轮支架基座5的爪上均开有滑轴孔，滑轴8同时穿过滚轮支架6和滚轮支架基座5上开设的滑轴孔，滑轴与滚轮支架基座间装有弹簧，使滚轮1可沿径向伸 缩，这样前后轮组能自适应管道的内径。所述的连接部件为U形环3，装在前轮组的前端，对于光滑的管道，可直接采用缆 绳拉仪器仓4在管线中行走。如图2所示，所述的传感器包括姿态传感器组和计程传感器组，姿态传感器组通 过A/D转换器与微处理器连接；计程传感器组通过计程模块与微处理器连接，微处理器将 数据存储或与PC机进行数据交换。所述的姿态传感器组采用双轴陀螺式角速度传感器，所述的计程传感器组采用加 速度计。所述的管口计程器通过测量缆绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，该 计程数据和入管检测下位机辅助计程数据比较处理后得到入口点至待测点的实际路程。本发明运用多传感器融合技术，用于测量管线姿态，和入口点到待测点的路程。各 传感器测量的数据合理融合，互相校正。最后将所有点的空间位置信息通过软件拟合成待 测管线的空间轨迹曲线，并形成报表存档。当要通过管道内径小于轮组机构自然张开口外径时，滑轴8沿径向压缩，保证前 后轮组机构上的滚轮1能始终与管道内壁接触，且探测头的轴线与管道轴线始终保持同 轴ο具体使用时，通过卷扬机、缆绳拉动入管检测下位机在管线中由入口点走到出口 点，取出存储在U盘中的数据，在PC机上进行数据处理。采用缆绳直接拖拽仪器仓时，要求 管线内焊接疤痕较为平滑。安装前后轮组机构，再采用缆绳拖拽仪器仓，抗震性能高，对管 道内壁粗糙程度适应性强。本发明采用先进的角速度传感器、加速度传感器和路程计量器作为测量系统，不 锈钢外筒和滚轮径向伸缩机构保证仪器轴线和管道轴线平行，同时起到减震减小摩擦阻力 作用，可以沿管道内连续测试管道轨迹中心轴各点的俯仰角、方位角和入口至测点的长度； 测试数据存于U盘中；通过PC机进行数据处理最终形成地下管道的空间轨迹，对探明非开 挖铺设管道的地下的走向及埋深相较于国内现有的仪器设备具有操作简单，高效率，高精 度的优势，并具有一定的国际竞争力，市场前景非常广阔。
权利要求
一种通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，由入管检测下位机和管口计程器构成，通过测量缆绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，其特征为所述的入管检测下位机，由前轮组、仪器仓和后轮组同轴固定连接构成，其中，每个轮组上至少设置三个滚轮周向均布，当轮组上设置有与牵引绳连接的连接部件时，作为前轮组，反之作为后轮组；所述的仪器仓外观为管状结构，各连接部位采用密封设计，密封耐压0.3MPa，内部安装电路板及传感器。
2.根据权利要求1所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于所 述的每个轮组由滚轮支架基座、滚轮支架、三个滚轮构成，滚轮支架基座通过固定螺钉与仪 器仓固定，滚轮支架基座周向均勻伸出三个爪，每个爪上旋转固定一滚轮支架，滚轮通过滚 轮轴固定在滚轮支架上。
3.根据权利要求2所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于滚 轮支架和滚轮支架基座的爪上开的滑轴孔，所述的滑轴同时穿过滚轮支架和滚轮支架基座 上开的滑轴孔，滑轴与滚轮支架基座间装有弹簧。
4.根据权利要求1所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于所 述的连接部件为U形环，装在前轮组的前端。
5.根据权利要求1所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于所 述的仪器仓采用不锈钢外筒。
6.根据权利要求1所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于所 述的传感器包括姿态传感器组和计程传感器组，姿态传感器组通过A/D转换器与微处理器 连接；计程传感器组通过计程模块与微处理器连接，微处理器将数据存储或与PC机进行数 据交换。
7.根据权利要求6所述的通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，其特征在于所 述的姿态传感器组采用双轴陀螺式角速度传感器，所述的计程传感器组采用加速度计。
全文摘要
本发明涉及一种通讯行业小口径地下管线精确测量仪，主要用于内径32～40mm的非开挖地下管道验收检测，也可用于该内径范围内的其它管线的空间轨迹测量。一种通讯行业小口径地下管线精确测量仪机构，由入管检测下位机和管口计程器和小型卷扬机构成，通过测量缆绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，所述的入管检测下位机，由前轮组、仪器仓和后轮组同轴固定连接构成，其中，每个轮组上至少设置三个滚轮周向均布，当轮组上设置有与牵引绳连接的连接部件时，作为前轮组，反之作为后轮组；所述的仪器仓外观为密封设计的管状结构，密封耐压0.3MPa，内部安装电路板及传感器。入管检测下位机在地下管线中穿行顺畅。
文档编号G01C21/14GK101936736SQ20101025883
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者乌效鸣, 崔立建, 张南, 张大鹏, 沈晶晶, 路桂英 申请人:上海置诚通信工程技术有限公司