一种地下管网探测车的制作方法

本实用新型涉及测量与遥测技术领域，具体是一种地下管网探测车。

背景技术：

随着测量与遥测技术的不断进步，其应用也逐渐渗透到城市建设的方方面面。其中，地下管线是城市基础设施建设的重要部分，也是城市其它功能得以正常发挥的重要保障，是城市建设发展的生命线。传统的测量和管理技术一般以地面测量为前提，基础数据的收集和记录全部依靠人工完成。然而由于埋于地下的管线设施具有高隐蔽性、复杂性的特点，错综复杂的底下管网不但无法直观的接触及测量，且地面上途径的路线杂、行程长，不但给测量工作带来极大的难度，工作量、工作时间、人员占用严重，而且使收集到的数据不准确、不完整，影响城市基础设施的建设和管理。

为了突破现有管线测量技术的局限，深入发展和丰富城市管线管理的水平，结合近几年通信、测量、遥感、计算机管理系统等领域技术的快速发展，城市管线管理进入三维管理水平，这就对管线情况的基础测量工作提出了更高的要求。亟需提高对所探测数据的准确性、及时性、完整性、多元性。基于此需求下现有技术研发有多种地下测量装置，然而现有的管线测量装置行走时对路况的应对能力有限，且鉴于管路走向错综曲折、管道内情况复杂等特点，使现有的管线行走测量装置无法较好的适应管线内的行走。同时，现有的管线测量装置所能探测和记录的数据不全面，不能满足后期管理系统对数据的需求，限制了管网管理水平的提高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种地下管网探测车，它能够胜任复杂情况下管线内的行走，并显著降低所承载装置在行进中的颠簸、转动，同时获得全面、准确、高质量的管线数据，并能辅助其他探测工作的开展，满足地下线路三维管理对数据的要求。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种地下管网探测车，包括第一机壳、第二机壳和连接部，所述第一机壳的一端与第二机壳的一端通过连接部可转动连接，

所述第一机壳和第二机壳的周侧分别环形阵列有3～5根固定杆，所述固定杆的外端探出第一机壳/第二机壳的外端，所述固定杆的内端铰接有第一连杆，所述第一连杆远离固定杆的一端铰接有第二连杆，所述第二连杆远离第一连杆的一端与固定杆滑动连接，所述第一连杆和第二连杆之间安装有第一弹簧，所述第一连杆和第二连杆的铰接处铰接有拱形轮架，所述拱形轮架的两端安装有爬行滚轮，至少两个设置于第一机壳上的所述爬行滚轮上设有轮毂电机，不同所述轮毂电机所在的拱形轮架不同，所述固定杆的外端设有与其沿长度方向滑动连接的内杆，所述内杆远离固定杆的外端设有U形架，所述U形架和固定杆之间安装有第二弹簧，所述U形架上设有安装轴，所述安装轴上转动连接有星形轮架，所述星形轮架上安装有3～6个缓冲滚轮，

所述第一机壳为外端开口的柱形壳，所述第一机壳内设有内壳体，所述内壳体的底部设有配重块，所述内壳体与第一机壳之间安装有转动轴承，所述内壳体的前端设有固定架，所述固定架的前端设有红外探头，所述固定架的一侧设有距离传感器，所述内壳体的顶部设有深度传感器，所述内壳内还设有GPRS定位模块和信号接收模块，所述信号接收模块用于接收控制轮毂电机的遥控信号，所述轮毂电机上设有里程传感器，

所述第二机壳内设有固定轴，所述固定轴上设有与其转动连接的卷筒，所述卷筒上卷绕有拉绳，所述拉绳的外端自第二机壳的尾端穿出。

所述第一机壳内套接有与其相适应的弹簧座，所述弹簧座为圆柱形筒体，所述弹簧座上固定有卷簧，所述卷簧的外端固定在第一机壳的内壁上，所述转动轴承安装在弹簧座的内圈。

所述第二机壳内设有与其相适应的转筒，所述第二机壳与转筒之间安装有转动轴承，所述转筒的底部设有配重块，所述固定轴的长度与转筒的内径相适应，所述转筒的内壁上左右对称地设有挡块，所述挡块后端与转筒后端的距离大于固定轴的直径，所述挡块的后部设有与固定轴相适应的卡槽，所述卡槽的侧壁上设有凸头。

所述距离传感器为红外距离传感器；所述里程传感器为霍尔式里程传感器；所述深度传感器为超声波传感器；

所述固定杆的外端设有凹腔，所述内杆与凹腔滑动连接，所述固定杆的外端设有弹簧下座，所述U形架的内端设有弹簧上座，所述第二弹簧的两端分别固定在弹簧上座和弹簧下座上。

所述连接部包括第一连接块、第二连接块，所述第一连接块与第一机壳通过平面轴承转动连接，所述第二连接块与第二机壳通过平面轴承转动连接，所述第一连接块与第二连接块之间设有万向接头。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本装置能够胜任复杂情况下管线内的行走，在适应不同管径、平面弯曲路线、竖直弯曲路线等复杂路程的能力方面具有显著的优势。首先，所述第一连杆和第二连杆形成向内收紧的三角支撑结构，将拱形轮架向外顶紧管壁，从而使爬行滚轮的动摩擦更加有效推进行走。上述可调的外撑结构使本装置能够适应更大范围管径的管线，且当行走中遇到管壁障碍物时，通过展开的第一连杆和第二连杆收入爬行滚轮，有效适应缩小的可通过空间，并增加动摩擦力帮助快速通过障碍。其次，所述缓冲滚轮探出于第一机壳和第二机壳的外端，一方面，当在竖直方向遇到折弯，即从下落管路到平面管路的转折点处，由于下行的管路提供了落差势能，使行走装置下行速度较快冲劲较大，一般的行走装置在折弯处会发生剧烈撞击，很容易对装置本身及所携带元件造成损坏。本装置通过探出的缓冲滚轮，利用第二弹簧实现撞击时的缓冲，并结合行星轮架对梯度面的适应作用和缓冲滚轮对路线转折接触面的引导作用，实现上下弯路的缓和、平稳、快速通过，有效保护车体及所装载原件免受撞击、颠簸、刮擦伤害。另一方面，探出的缓冲滚轮也有效保护了固定架上的相关元器件。

本装置在管路内行走时，由于遇到障碍、折弯等影响，第一机壳和第二壳体均会随着行进发生适应性的扭转。内壳体通过底部的配重块的重力自行调节，能够在竖直方向保持状态不变。从而使安装在其上的元器件保持位置和状态的稳定。(1)所述红外探头能够保持直立状态，避免视角转动，结合本装置在行走中对颠簸的消减效果，能够采集到高质量的管道内影像资料。(2)所述距离传感器设置在固定架的一侧，通过向侧面发出探测信号获得管内半径信息。(3)随着本装置的行进所述GPRS定位模块获得管道路线布局的地理位置。(4)所述里程传感器能够实时跟踪途径管道的长度。(5)由于内壳体在竖直状态上的稳定，所述深度传感器能够保持位于上部，从而向上探测的获得管线深度。所测得的数据消除了由于深度传感器在管线内相对高度变动造成的误差，数据准确连贯。通过信号接收模块，本装置接受关于行进的控制指令，通过上述数据的记录，结合探测车的动态行进，能够获得地下管道的各项数据，为后续通过GIS软件等系统平台的管理提供准确、全面的原始数据。测量效率高、质量好，提高了管网管理的时效性。为地下管线的三维可视化还原、存储、查询、分析、定位等管理手段提供了依据。

此外，随着探测车在管道内的行进，所述第二壳体沿途释放拉绳，从而在定点管路内建立导向绳索，方便其他设施、装置的进入和牵引，辅助完成多方面的探测操作。

2、所述第一机壳与内壳体之间设置的卷簧，能够缓解和延迟第一机壳转动、扭动对转动轴承产生运动趋势，使转动轴承外圈的跟随转动、扭动柔和，从而大大降低第一机壳转动对内壳体的带动影响，显著减少内壳体的晃动，使采集的数据质量更高。

3、所述转筒能在运动中保持竖直方向上的稳定状态，避免转动。从而使释放出的拉绳不会发生绞线、拧圈等问题，保证管线内所设置的导引线的顺直，为后续操作提供方便。

具体使用时，将拉绳卷绕好后，将卷筒套在固定轴上，然后将固定轴自没有设置挡块的空间进入转筒，到达挡块后方后，转动固定轴使其两端分别对准挡块上的卡槽，并将固定轴卡入卡槽底部，即可。方便调整和更换拉绳，适应不同管道内情况，且便于快速拆装，简化使用和维护操作。

4、所述第一连接块与第一机壳通过平面轴承转动连接，所述第二连接块与第二机壳通过平面轴承转动连接，使第一机壳与第二机壳在轴向上的运动状态互不影响，减少前进中的阻力，提高行进效率。所述万向接头方便第一机壳和第二机壳之间的扭转，使其轻松通过各种弯道。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型第一机壳和第二机壳的示意图。

附图3是本实用新型第二机壳在挡块层面的剖面图。

附图4是本实用新型附图3的A-A面剖面图。

附图中所示标号：

1、第一机壳；2、第二机壳；3、固定杆；4、第一连杆；5、第二连杆；6、第一弹簧；7、拱形轮架；8、爬行滚轮；9、内杆；10、U形架；11、第二弹簧；12、星形轮架；13、内壳体；14、配重块；15、固定架；16、红外探头；17、距离传感器；18、深度传感器；19、固定轴；20、卷筒；21、拉绳；22、弹簧座；23、卷簧；24、转筒；25、挡块；26、卡槽；27、凸头；28、弹簧下座；29、弹簧上座；30、第一连接块；31、第二连接块；32、万向接头；33、缓冲滚轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

本实用新型所述是一种地下管网探测车，主体结构包括第一机壳1、第二机壳2和连接部，所述第一机壳1的一端与第二机壳2的一端通过连接部可转动连接，方便通过折弯路线。

所述第一机壳1和第二机壳2的周侧分别环形阵列有3～5根固定杆3，所述固定杆3的外端探出第一机壳1/第二机壳2的外端，所述固定杆3的内端铰接有第一连杆4，所述第一连杆4远离固定杆3的一端铰接有第二连杆5，所述第二连杆5远离第一连杆4的一端与固定杆3滑动连接，所述第一连杆4和第二连杆5之间安装有第一弹簧6，使所述第一连杆4和第二连杆5形成向内收紧的三角支撑结构，将拱形轮架7向外顶紧管壁，所述第一连杆4和第二连杆5的铰接处铰接有拱形轮架7，所述拱形轮架7的两端安装有爬行滚轮8，通过前述三角支撑结构所述爬行滚轮8被顶紧在管道内壁上，使爬行滚轮8的动摩擦更加有效推进行走。上述可调的外撑结构使本装置能够适应更大范围管径的管线，且当行走中遇到管壁障碍物时，通过展开的第一连杆4和第二连杆5收入爬行滚轮8，有效适应缩小的可通过空间，并增加动摩擦力帮助快速通过障碍。至少两个设置于第一机壳1上的所述爬行滚轮8上设有轮毂电机，不同所述轮毂电机所在的拱形轮架7不同，所述固定杆3的外端设有与其沿长度方向滑动连接的内杆9，所述内杆9远离固定杆3的外端设有U形架10，所述U形架10和固定杆3之间安装有第二弹簧11，所述U形架10上设有安装轴，所述安装轴上转动连接有星形轮架12，所述星形轮架12上安装有3～6个缓冲滚轮33，所述缓冲滚轮33探出于第一机壳1和第二机壳2的外端，一方面，当在竖直方向遇到折弯，即从下落管路到平面管路的转折点处，由于下行的管路提供了落差势能，使行走装置下行速度较快冲劲较大，一般的行走装置在折弯处会发生剧烈撞击，很容易对装置本身及所携带元件造成损坏。本装置通过探出的缓冲滚轮33，利用第二弹簧11实现撞击时的缓冲，并结合行星轮架对梯度面的适应作用和缓冲滚轮33对路线转折接触面的引导作用，实现上下弯路的缓和、平稳、快速通过，有效保护车体及所装载原件免受撞击、颠簸、刮擦伤害。另一方面，探出的缓冲滚轮33也有效保护了首位两端的相关元器件。

本装置在管路内行走时，由于遇到障碍、折弯等影响，第一机壳1和第二壳体均会随着行进发生适应性的扭转。所述第一机壳1为外端开口的柱形壳，所述第一机壳1内设有内壳体13，所述内壳体13的底部设有配重块14，所述内壳体13与第一机壳1之间安装有转动轴承，内壳体13通过底部的配重块14的重力自行调节，能够在竖直方向保持状态不变。从而使安装在其上的元器件保持位置和状态的稳定。所述内壳体13的前端设有固定架15，所述固定架15的前端设有红外探头16，在内壳体13稳定的前提下，所述红外探头16能够保持直立状态，避免视角转动，结合本装置在行走中对颠簸的消减效果，能够采集到高质量的管道内影像资料。所述固定架15的一侧设有距离传感器17，所述距离传感器17设置在固定架15的一侧，通过向侧面发出探测信号获得管内半径信息。所述内壳体13的顶部设有深度传感器18，由于内壳体13在竖直状态上的稳定，所述深度传感器18能够保持位于上部，从而向上探测的获得管线深度。所测得的数据消除了由于深度传感器18在管线内相对高度变动造成的误差，数据准确连贯。所述轮毂电机上设有里程传感器，所述里程传感器能够实时跟踪途径管道的长度。所述内壳内还设有GPRS定位模块和信号接收模块，随着本装置的行进所述GPRS定位模块获得管道路线布局的地理位置。所述信号接收模块用于接收控制轮毂电机的遥控信号，通过信号接收模块，本装置接受关于行进的控制指令，通过上述数据的记录，结合探测车的动态行进，能够获得地下管道的各项数据，为后续通过GIS软件等系统平台的管理提供准确、全面的原始数据。测量效率高、质量好，提高了管网管理的时效性。为地下管线的三维可视化还原、存储、查询、分析、定位等管理手段提供了依据。

所述第二机壳2内设有固定轴19，所述固定轴19上设有与其转动连接的卷筒20，所述卷筒20上卷绕有拉绳21，所述拉绳21的外端自第二机壳2的尾端穿出。随着探测车在管道内的行进，所述第二壳体沿途释放拉绳21，从而在定点管路内建立导向绳索，方便其他设施、装置的进入和牵引，辅助完成多方面的探测操作。

所述第一机壳1内套接有与其相适应的弹簧座22，所述弹簧座22为圆柱形筒体，所述弹簧座22上固定有卷簧23，所述卷簧23的外端固定在第一机壳1的内壁上，所述转动轴承安装在弹簧座22的内圈。能够缓解和延迟第一机壳1转动、扭动对转动轴承产生运动趋势，使转动轴承外圈的跟随转动、扭动柔和，从而大大降低第一机壳1转动对内壳体13的带动影响，显著减少内壳体13的晃动，使采集的数据质量更高。

所述第二机壳2内设有与其相适应的转筒24，所述第二机壳2与转筒24之间安装有转动轴承，所述转筒24的底部设有配重块14，所述转筒24能在运动中保持竖直方向上的稳定状态，避免转动。从而使释放出的拉绳21不会发生绞线、拧圈等问题，保证管线内所设置的导引线的顺直，为后续操作提供方便。所述固定轴19的长度与转筒24的内径相适应，所述转筒24的内壁上左右对称地设有挡块25，所述挡块25后端与转筒24后端的距离大于固定轴19的直径，所述挡块25的后部设有与固定轴19相适应的卡槽26，具体使用时，将拉绳21卷绕好后，将卷筒20套在固定轴19上，然后将固定轴19自没有设置挡块25的空间进入转筒24，到达挡块25后方后，转动固定轴19使其两端分别对准挡块25上的卡槽26，并将固定轴19卡入卡槽26底部，即可。方便调整和更换拉绳21，适应不同管道内情况，且便于快速拆装，简化使用和维护操作。所述卡槽26的侧壁上设有凸头27。能限制固定轴19防止其脱出卡槽26。

所述距离传感器17为红外距离传感器17；所述里程传感器为霍尔式里程传感器；所述深度传感器18为超声波传感器；

所述固定杆3的外端设有凹腔，所述内杆9与凹腔滑动连接，所述固定杆3的外端设有弹簧下座28，所述U形架10的内端设有弹簧上座29，所述第二弹簧11的两端分别固定在弹簧上座29和弹簧下座28上。

所述连接部包括第一连接块30、第二连接块31，所述第一连接块30与第一机壳1通过平面轴承转动连接，所述第二连接块31与第二机壳2通过平面轴承转动连接，使第一机壳1与第二机壳2在轴向上的运动状态互不影响，减少前进中的阻力，提高行进效率。所述第一连接块30与第二连接块31之间设有万向接头32。方便第一机壳1和第二机壳2之间的扭转，使其轻松通过各种弯道。

实施例1：一种地下管网探测车，主体结构包括第一机壳1、第二机壳2和连接部，所述第一机壳1的一端与第二机壳2的一端通过连接部可转动连接，所述连接部包括第一连接块30、第二连接块31，所述第一连接块30与第一机壳1通过平面轴承转动连接，所述第二连接块31与第二机壳2通过平面轴承转动连接，所述第一连接块30与第二连接块31之间设有万向接头32。

所述第一机壳1和第二机壳2的周侧分别环形阵列有3～5根固定杆3，所述固定杆3的外端探出第一机壳1/第二机壳2的外端，所述固定杆3的内端铰接有第一连杆4，所述第一连杆4远离固定杆3的一端铰接有第二连杆5，所述第二连杆5远离第一连杆4的一端与固定杆3滑动连接，所述第一连杆4和第二连杆5之间安装有第一弹簧6，所述第一连杆4和第二连杆5的铰接处铰接有拱形轮架7，所述拱形轮架7的两端安装有爬行滚轮8，至少两个设置于第一机壳1上的所述爬行滚轮8上设有轮毂电机，不同所述轮毂电机所在的拱形轮架7不同，所述固定杆3的外端设有与其沿长度方向滑动连接的内杆9，所述固定杆3的外端设有凹腔，所述内杆9与凹腔滑动连接，所述固定杆3的外端设有弹簧下座28，所述U形架10的内端设有弹簧上座29，所述U形架10和固定杆3之间安装有第二弹簧11，所述第二弹簧11的两端分别固定在弹簧上座29和弹簧下座28上。所述内杆9远离固定杆3的外端设有U形架10，所述U形架10上设有安装轴，所述安装轴上转动连接有星形轮架12，所述星形轮架12上安装有5个缓冲滚轮33，

所述第一机壳1为外端开口的柱形壳，所述第一机壳1内设有内壳体13，所述内壳体13的底部设有配重块14，所述内壳体13与第一机壳1之间安装有转动轴承，所述第一机壳1内套接有与其相适应的弹簧座22，所述弹簧座22为圆柱形筒体，所述弹簧座22上固定有卷簧23，所述卷簧23的外端固定在第一机壳1的内壁上。所述内壳体13的前端设有固定架15，所述固定架15的前端设有红外探头16，所述固定架15的一侧设有距离传感器17，所述内壳体13的顶部设有深度传感器18，所述内壳内还设有GPRS定位模块和信号接收模块，所述信号接收模块用于接收控制轮毂电机的遥控信号，所述轮毂电机上设有里程传感器，

所述第二机壳2内设有固定轴19，所述固定轴19上设有与其转动连接的卷筒20，所述卷筒20上卷绕有拉绳21，所述拉绳21的外端自第二机壳2的尾端穿出。所述第二机壳2内设有与其相适应的转筒24，所述第二机壳2与转筒24之间安装有转动轴承，所述转筒24的底部设有配重块14，所述固定轴19的长度与转筒24的内径相适应，所述转筒24的内壁上左右对称地设有挡块25，所述挡块25后端与转筒24后端的距离大于固定轴19的直径，所述挡块25的后部设有与固定轴19相适应的卡槽26，所述卡槽26的侧壁上设有凸头27。

实施例2：一种地下三维管网探测系统，包括三台如实施例1的一种地下管网探测车和地面遥感平台，所述地面遥感平台包括遥控设备、信号接收设备、数据处理设备，所述遥控设备用于控制一种地下管网探测车的行进，所述数据处理设备是基于GIS软件为平台的计算机设备。通过对管路数据的采集、传输、存储、分析、应用，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线系统。