CN114413889A - 一种轮系及管道定位仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种轮系及管道定位仪，涉及管道测量装置的领域，其包括：多个用于与待测管道内壁周向接触抵压的滚轮；使滚轮保持与管道内壁接触抵压的压力组件；沿待测管道轴向滑动的两组滑动件，两组滑动件分别位于滚轮沿待测管道轴向的两端，一组滑动件包括若干个滑动件；滑动件与滚轮之间通过支撑臂铰接连接。本申请使轮系的受力更有利于其在管道内的移动，从而提高管道定位仪的通过性。

Description

一种轮系及管道定位仪

技术领域

本申请涉及管道测量装置的领域，尤其是涉及一种轮系及管道定位仪。

背景技术

随着城市的现代化建设和发展，地下管道网络***日益发达，电力、燃气、给排水、雨污水等各类管道交错在一起，蛛网密布，错综复杂。地下管线惯性定位仪采用惯性导航技术，通过在待测地下管线中穿行，生成地下管道中心轴线的三维坐标图。

地下管线惯性定位仪通过支撑臂连接有与管道内壁接触抵压的滚轮，随着在管道内的移动，滚轮转动，减少移动阻力，同时根据滚轮转动的圈数测量仪器移动的距离。现有的滚轮上连接两个支撑臂，其中一个支撑臂远离滚轮的一端铰接在固定位置的，另一个支撑臂远离滚轮的一端铰接有能滑动的滑动副。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有现有的轮系在管道内移动以及在管道遇到障碍物时，轮系移动通过性低的缺陷。

发明内容

为了轮系的受力更有利于其在管道内的移动，从而提高管道定位仪的通过性，本申请提供一种轮系及管道定位仪。

第一方面，本申请提供一种轮系，采用如下的技术方案：

一种轮系，包括：多个用于与待测管道内壁周向接触抵压的滚轮；

使滚轮保持与管道内壁接触抵压的压力组件；

沿待测管道轴向滑动的两组滑动件，两组滑动件分别位于滚轮沿待测管道轴向的两端，一组滑动件包括若干个滑动件；

滑动件与滚轮之间通过支撑臂铰接连接。

通过采用上述技术方案，将轮系放入管道后，由于压力组件对滑动件施加压力作用，两个滑动件通过支撑臂使滚轮与管道内壁抵压，保证轮系的定中性；

当轮系向前移动时，轮系受到滚轮与管道之间的摩擦力以及滚轮运动与管道内障碍物接触时的阻碍作用，两个滑动件同步向后运动，压力组件对使靠近移动方向的滑动件施加的作用力减小，远离移动方向的滑动件施加的作用力增大；以便于同一滚轮上两个支撑臂之间的夹角增大，便于轮系通过障碍物，提高轮系的通过性；

轮系对待测管道进行往复不掉头测量，即带动轮系沿正方向从起点移动到终点后，直接从终点沿反方向拉回起点时，由于轮系两端均设置滑动件，相对于单侧设置滑动件而言，位于仪器运动方向前侧的轮系的滑动副运动方向跟轮系摩擦力方向始终相同，有利于滑动副运动，提高仪器通过性。

可选的，所述压力组件包括两个压簧，两个压簧分别与两组滑动件相背的端面接触抵压。

通过采用上述技术方案，压簧对滑动件施加两个滑动件相向运动的作用力。

可选的，两个所述压簧一端与滑动件抵压，另一端设置有调整压簧压力的调压件。

通过采用上述技术方案，调压件对压簧远离滑动件一端的位置的限定，当需要调整压簧对滑动件的作用力时，通过调整螺母与压力端的相对位置实现。

可选的，与同一滚轮连接的两个滑动件之间设置有限位组件，限位组件使两个滑动件之间的间隙在固定范围内。

通过采用上述技术方案，限位组件限制两个滑动件之间的距离，使两个支撑臂之间的夹角在0-180°内，避免出现支撑臂之间的夹角大于或等于180°。

可选的，所述限位组件包括限位杆和两个限位件；限位杆与同一滚轮两端的两个滑动件滑动连接；限位件固定于限位杆，同一滚轮两端的两个滑动件位于同一限位杆上两个轴向限位件之间。

通过采用上述技术方案，同一滚轮上的两个滑动件在限位杆上滑动，当滑动件移动到与限位件接触时，滑动件受到限位件的限制停止移动，使滑动件仅能在在限位杆上的固定区域内滑动。

可选的，还包括主轴，滑动件与主轴滑动连接。

通过采用上述技术方案，通过主轴实现滑动件滑动。

可选的，所述一组滑动件包括一个滑动件，一个滑动件与沿主轴同一端的所有支撑臂铰接。

通过采用上述技术方案，两个滑动件便能实现与所有支撑臂之间的连接。

可选的，所述滑动件上设置有周向限位机构，周向限位机构限制滑动件绕其滑动轴线转动。

通过采用上述技术方案，周向限位机构限制滑动件沿主轴周向的转动，避免出现穿过滑动件的线缆与滑动件发生缠绕的情况。

可选的，所述周向限位机构包括开设于主轴侧面的导向槽和导向销，导向槽沿滑动件滑动方向设置，导向销与滑动件固定且***导向槽内。

通过采用上述技术方案，导向销于导向槽内的移动，引导滑动件沿固定的滑动轨迹滑动，阻挡滑动件绕主轴轴线转动。

第二方面，本申请提供一种管道定位仪，采用如下的技术方案：

一种管道定位仪，包括主体主体和分别连接于主体主体两端的轮系。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将轮系放入管道后，由于压力组件对滑动件施加压力作用，两个滑动件通过支撑臂使滚轮与管道内壁抵压，保证轮系的定中性；当轮系向前移动时，轮系受到滚轮与管道之间的摩擦力以及滚轮运动与管道内障碍物接触时的阻碍作用，两个滑动件同步向后运动，压力组件对使靠近移动方向的滑动件施加的作用力减小，远离移动方向的滑动件施加的作用力增大；以便于同一滚轮上两个支撑臂之间的夹角增大，便于轮系通过障碍物，提高轮系的通过性；

2.轮系对待测管道进行往复不掉头测量，即带动轮系沿正方向从起点移动到终点后，直接从终点沿反方向拉回起点时，由于轮系两端均设置滑动件，相对于单侧设置滑动件而言，位于仪器运动方向前侧的轮系的滑动副运动方向跟轮系摩擦力方向始终相同，有利于滑动副运动，提高仪器通过性。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例中轮系的结构示意图；

图3是实施例中轮系的剖面结构示意图。

附图标记说明：1、滚轮；2、支撑臂；3、滑动件；4、压力组件；41、压簧；42、调压件；5、限位组件；51、限位杆；52、限位件；53、轴肩；6、主轴；7、周向限位机构；71、导向槽；72、导向销；8、主体。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种轮系。参照图1，一种轮系包括三个与管道内壁周向接触抵压的滚轮1，在其他一实施例中滚轮1的数量可以为两个、或四个。每个滚轮1上铰接有两个支撑臂2，支撑臂2与滚轮1的铰接轴与滚轮1的转动轴同轴。两个支撑臂2远离滚轮1的一端分别铰接有一组滑动件，每组滑动件均沿待测管道轴向滑动，每组滑动件在本实施例中包括一个滑动件3，一个滑动件3与三个滚轮1上连接的同一端的三个支撑臂2铰接。滑动件3上还设置有压力组件4，压力组件4持续对滑动件3施加使两个滑动件3之间间隙缩小的作用。

在其他一实施例中，每组滑动件设置有与支撑臂2一一对应的多个，同一滚轮1上连接的滑动件3的移动不带动其它滚轮1上连接的滑动件3的移动。滚轮1设置有三个，三个滚轮1沿待测管道轴向两端均设置支撑臂2，支撑臂2上分别连接有一滑动件3，同一组滑动件为三个滑动件3，此时滑动件3共设置有六个。

现有的管道定位仪轮系在管道内移动以及遇到管道内的障碍物时，位于仪器运动方向前侧的轮系的滑动副运动方向跟轮系摩擦力方向相反，阻碍滑动件运动，降低仪器通过性。本申请方案管道定位仪轮系在管道内移动时：位于仪器运动方向前侧的滑动件3的运动方向跟滑动件3摩擦力方向始终相同，有利于提高滑动件3的通过性。

参照图2和图3，在本实施例中，为实现滑动件3的滑动，轮系还包括主轴6，滑动件3套设于主轴6上与主轴6滑动连接，滑动件3上设置分别与三个支撑臂2铰接的铰接孔，三个支撑臂2与滑动件3的铰接轴均与其对应的滚轮1的转动轴平行。

在本实施例中，压力组件4包括两个压簧41和两个调压件42，调压件42在本实施例中为螺母，两个压簧41一端位置固定，另一端分别与两个滑动件3相背的端面接触抵压，调压件42使压簧41一端位置固定。在本实施例通过调压件42使压簧41该端固定是指：轮系在测量时，压簧41位置固定的一端位置不变。

在本实施中，主轴6包括用于引导滑动件3滑动的光杆部分和位于光杆部分两端的压力调节部分，压力调节部分与光杆部分一体成型，压力调节部分外侧面设置有外螺纹。两个压簧41套设于主轴6上，两个压簧41背向滑动件3的一端抵压有调压件42，在本实施中，两个调压件42分别与主轴6两端的压力端螺纹连接，通过调整调压件42与主轴6的连接位置，调整压簧41的初始压缩量，调整滚轮1与管道侧面之间的抵压作用力，调压件42位置调整完成后与主轴6的连接位置不变。

在其他一实施例中，压力组件4包括拉簧，拉簧的两端分别与两个滑动件3连接固定。在其他一实施例中，两个压簧41背向滑动件3的一端抵压有固定于主轴6上的固定块。在其他一实施例中，压力组件4包括拉簧，拉簧的两端分别与同一滚轮1上的两个支撑臂2连接固定。

为了限制两个滑动件3之间的距离，使两个支撑臂2之间的夹角在0-180°内，避免出现支撑臂2之间的夹角大于或等于180°，两个滑动件3之间设置有限位组件5，限位组件5使两个滑动件3之间的间隙在固定范围内。限位组件5包括限位杆51、两个限位件52，在本实施例中，限位组件5沿主轴6周向间隔设置有三组。

滑动件3上开设有轴线与主轴6平行的滑动圆孔，滑动圆孔与限位杆51对应设置，限位杆51穿过两个滑动件3上相对应的滑动圆孔伸出。限位件52为与限位杆51螺纹连接的螺栓，滑动件3于限位杆51上滑动至与限位件接触时，限位组件5阻挡滑动件3于主轴6上继续滑动。

在本实施例中限位件52沿限位杆51轴向方向与限位杆螺纹连接，限位件52的螺帽部分限制滑动件3的滑动。在其他一实施例中，限位件52沿限位杆51径向方向与限位杆51连接。

在本实施例中，限位组件5还包括设置于主轴6上的轴肩53，轴肩53位于两个滑动件3之间。轴肩53在本实施例中仅设置有一个，轴肩53沿主轴6轴向的两端分别限制滑动件3的滑动范围。

作为一种可选方案，为避免滑动件3在滑动中绕自身轴线转动影响支撑臂2之间经过的线缆，滑动件3上设置有周向限位机构7，周向限位机构7限制滑动件3绕其滑动轴线转动。周向限位机构7包括开设于主轴6外侧的两个导向槽71和导向销72，导向槽71为长度沿主轴6轴向设置的长圆形槽，导向销72与滑动件3上螺纹连接，导向销72沿滑动件3径向方向设置，导向销72穿过滑动件3后伸入到导向槽71内，滑动件3受导向销72的限制沿主轴6轴向滑动。

本申请实施例一种轮系的实施原理为：

将轮系放入管道后，由于压簧41对滑动件3施加压力作用，两个滑动件3通过支撑臂2使滚轮1与管道内壁抵压，使用钢丝或其他牵引装置对主轴6施加作用力使主轴6移动，同时保证轮系的定中性；

当轮系向前移动时，轮系受到滚轮1与管道之间的摩擦力以及滚轮1运动与管道内障碍物接触时的阻碍作用，两个滑动件3同步向后运动，压力组件4对使靠近移动方向的滑动件3施加的作用力减小，远离移动方向的滑动件3施加的作用力增大；以便于同一滚轮1上两个支撑臂2之间的夹角增大，便于轮系通过障碍物，提高轮系的通过性；

轮系对待测管道进行往复不掉头测量，即带动轮系沿正方向从起点移动到终点后，直接从终点沿反方向拉回起点时，由于轮系两端均设置滑动件3，相对于单侧设置滑动件3而言，位于仪器运动方向前侧的轮系的滑动副运动方向跟轮系摩擦力方向始终相同，有利于滑动副运动，提高仪器通过性。

本申请实施例还公开一种管道里程测量仪。参照图1，一种管道里程测量仪包括主体8，主体8的两端分别连接有轮系，主体8的端部与主轴6同轴连接固定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轮系，其特征在于，包括：

多个用于与待测管道内壁周向接触抵压的滚轮(1)；

使滚轮(1)保持与管道内壁接触抵压的压力组件(4)；

沿待测管道轴向滑动的两组滑动件，两组滑动件分别位于滚轮(1)沿待测管道轴向的两端，一组滑动件包括若干个滑动件(3)；

滑动件(3)与滚轮(1)之间通过支撑臂(2)铰接连接。

2.根据权利要求1所述的一种轮系，其特征在于，所述压力组件(4)包括两个压簧(41)，两个压簧(41)分别与两组滑动件相背的端面接触抵压。

3.根据权利要求2所述的一种轮系，其特征在于，两个所述压簧(41)一端与滑动件(3)抵压，另一端设置有调整压簧(41)压力的调压件(42)。

4.根据权利要求2所述的一种轮系，其特征在于，与同一滚轮(1)连接的两个滑动件(3)之间设置有限位组件(5)，限位组件(5)使两个滑动件(3)之间的间隙在固定范围内。

5.根据权利要求4所述的一种轮系，其特征在于，所述限位组件(5)包括限位杆(51)和两个限位件(52)；

限位杆(51)与同一滚轮(1)两端的两个滑动件(3)滑动连接；

限位件(52)固定于限位杆(51)，同一滚轮(1)两端的两个滑动件(3)位于同一限位杆(51)上两个轴向限位件(52)之间。

6.根据权利要求1-5中任一所述的一种轮系，其特征在于，还包括主轴(6)，滑动件(3)与主轴(6)滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种轮系，其特征在于，所述一组滑动件包括一个滑动件(3)，一个滑动件(3)与沿主轴(6)同一端的所有支撑臂(2)铰接。

8.根据权利要求7所述的一种轮系，其特征在于，所述滑动件(3)上设置有周向限位机构(7)，周向限位机构(7)限制滑动件(3)绕其滑动轴线转动。

9.根据权利要求8所述的一种轮系，其特征在于，所述周向限位机构(7)包括开设于主轴(6)侧面的导向槽(71)和导向销(72)，导向槽(71)沿滑动件(3)滑动方向设置，导向销(72)与滑动件(3)固定且***导向槽(71)内。

10.一种管道定位仪，其特征在于，包括权利要求1-9中任一的一种轮系。

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