CN105318890A - 一种三维轨迹检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种三维轨迹检测***,包括用于管内检测的探测头、管口计程器和上位机,所述管口计程器上设有旋转编码器和与上位机连接的通信接口,所述探测头通过数据传输缆线带动旋转编码器旋转,同时与上位机连接通讯,所述探测头内置带有光电转换功能的姿态传感器,所述数据传输缆线为光纤传输缆线,具有传输速度快、抗干扰能力强的特点,从而能实时得出高精度、高效率的三维管道轨迹数据。
Description
技术领域
本发明涉及地下管道轨迹检测***,尤其是一种三维轨迹检测***。
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,管道轨迹往往与导向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,不利于地下管线建设和社会利用。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。
目前管道轨迹采集技术,一是采用信号棒进行数据采集,但是此种方式的数据采集存在后期处理工作量大,采集数据精度低,记录点选取受环境影响较大,不连续等缺点;二是采用管线测绘仪进行数据采集,利用基于电子罗盘的探测头在管内行走,将测量的数据通过电缆传输给上位机处理计算出三维轨迹,但电子罗盘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。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种三维轨迹检测***,采用电子罗盘与光纤陀螺结合进行姿态测量,摒弃容易受到环境磁场干扰的方位角数据,且通过光纤传输数据,使其测量数据更加高效、精准。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种三维轨迹检测***,包括用于管内检测的探测头、管口计程器和上位机,所述管口计程器上设有旋转编码器和与上位机连接的通信接口,所述探测头通过数据传输缆线带动旋转编码器旋转,同时与上位机连接通讯,所述探测头内置带有光电转换功能的姿态传感器,所述数据传输缆线为光纤传输缆线,所述探测头包括前轮组、仪器仓和后轮组,所述仪器仓为管状结构,两端分别与前轮组和后轮组同轴固定连接,所述姿态传感器置于仪器仓内。
上述结构的改进,所述前轮组和后轮组上设置有六组径向伸缩的扶正支架,每组扶正支架上设有滚轮。
进一步的改进,所述姿态传感器采用电子罗盘与光纤陀螺结合的传感器。
进一步的改进,所述旋转编码器上设有一测量轮和与之紧压的两组小轮,小轮通过弹簧螺杆安装在管口计程器上。
本发明的有益效果:通过基于电子罗盘与光纤陀螺技术结合测量出管道的坐标轨迹,避免环境磁场的干扰,在探测过程中,前后两轮组的扶正支架使得滚轮与管道壁紧密接触,保持探测头稳定前行,同时起到减震减小摩擦阻力的作用;数据传输缆线在带动旋转编码器旋转的过程中,两组小轮增加缆线在测量轮上的压力,以防止打滑,提高路程测量的精确度,测出的数据通过光纤传输缆线实时不间断地传输给上位机处理,传输速度快、抗干扰能力强,从而能实时得出高精度、高效率的三维管道轨迹数据。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明的工作原理方框图。
图2是本发明中探测头的结构示意图。
具体实施方式
参照图1所示,本发明提供的一种三维轨迹检测***,包括用于管内检测的探测头1、管口计程器2和上位机3,所述管口计程器2上设有旋转编码器21和与上位机3连接的通信接口,所述探测头1通过数据传输缆线4带动旋转编码器21旋转,同时与上位机3连接通讯,所述探测头1内置带有光电转换功能的姿态传感器11,姿态传感器11采用电子罗盘与光纤陀螺结合的传感器,所述数据传输缆线4为光纤传输缆线,光纤传输缆线在此***中既具有高速传输数据的功能,同时也起到牵引带动旋转编码器21旋转测量路程的作用。
优选地,参照图2所的探测头1结构示意图,包括前轮组14、仪器仓12和后轮组13,所述仪器仓12为管状结构,两端分别与前轮组14和后轮组13同轴固定连接,所述姿态传感器11置于仪器仓12内。前轮组14和后轮组13上设置有六组径向伸缩的扶正支架15,为弹爪型伸缩结构,每组扶正支架15上设有滚轮16,扶正支架15使得滚轮16与管道壁紧密接触,保持探测头1稳定前行,同时起到减震减小摩擦阻力作用。
优选地,所述旋转编码器21上设有一测量轮和与之紧压的两组小轮,小轮通过弹簧螺杆安装在管口计程器2上,该结构在于,数据传输缆线4在带动旋转编码器21旋转的过程中,两组小轮增加缆线在测量轮上的压力,以防止打滑,提高路程测量的精确度。
***工作时,由牵引线牵引探测头1在管道内匀速行走,管口计程器2固定在管口位置,在移动过程中,前后两轮组扶正探测头1稳定前行,探测头1的后端牵引数据传输缆线4带动管口计程器2上的旋转编码器21旋转,同时由上位机3控制探测头1中的姿态传感器11以一定的频率测量方位角、俯仰角,姿态传感器11将这些数据转化为光信号并通过光纤实时不间断地传送给上位机3,同时管口计程器2中的旋转编码器21测量探测头1行走的路程也传给上位机3,上位机程序再对这些数据进行实时处理,从而实现同步动态显示管道的三维轨迹曲线。
以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本发明的技术效果,都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种三维轨迹检测***,包括用于管内检测的探测头(1)、管口计程器(2)和上位机(3),所述管口计程器(2)上设有旋转编码器(21)和与上位机(3)连接的通信接口,所述探测头(1)通过数据传输缆线(4)带动旋转编码器(21)旋转,同时与上位机(3)连接通讯,其特征在于:所述探测头(1)内置带有光电转换功能的姿态传感器(11),所述数据传输缆线(4)为光纤传输缆线,所述探测头(1)包括前轮组(14)、仪器仓(12)和后轮组(13),所述仪器仓(12)为管状结构,两端分别与前轮组(14)和后轮组(13)同轴固定连接,所述姿态传感器(11)置于仪器仓(12)内。
2.根据权利要求1所述的一种三维轨迹检测***,其特征在于:所述前轮组(14)和后轮组(13)上设置有六组径向伸缩的扶正支架(15),每组扶正支架(15)上设有滚轮(16)。
3.根据权利要求1所述的一种三维轨迹检测***,其特征在于:所述姿态传感器(11)采用电子罗盘与光纤陀螺结合的传感器。
4.根据权利要求1所述的一种三维轨迹检测***,其特征在于:所述旋转编码器(21)上设有一测量轮和与之紧压的两组小轮,小轮通过弹簧螺杆安装在管口计程器(2)上。
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