一种光固化修复装置及应用该装置的地下管道修复系统的制作方法

本发明涉及地下管道修复设备技术领域，尤其涉及一种光固化修复装置及应用该装置的地下管道修复系统。

背景技术：

地下管道经过多年运行后，由于腐蚀、运行管理不善等原因，不可避免的会产生各种损伤和泄露，以致带来严重的经济损失，但全线更换新管道，不仅工程量庞大，而且耗资大、工程期长，故为节约成本，往往采用管道修复技术来延长管道的使用寿命。管道修复是指对破损或泄漏的输送管道采取各种技术以使其恢复正常的使用功能，该修复技术通常包括外防腐层修复与内修复两种，其中内修复技术难度较大，一般采用软管翻转法内衬技术，即将带防渗膜的纤维软管经树脂充分浸渍后，采用气压、水压或紫外线光固化法使之翻转紧贴于旧管道内壁上，热固成型后形成光滑的内衬玻璃钢管，从而完成对旧管道的修复。然而，为实现不同管径管道的良好修复，现有的紫外线光固化修复装置在实际使用时需要更换脚架，以保证紫外线光固化修复装置能够进入管道完成修复作业，更换相匹配的脚架的方式不仅费时费力，而且难以满足不同管径的良好连续修复需求，增加了成本，也使得光固化修复效率降低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种简单实用，能够自动进行脚架的径向长度调节，以满足不同管径的良好连续修复需求，有效避免针对不同管径需更换相应长度脚架造成的费时费力问题，从而提高光固化修复效率，且降低人工劳动强度的光固化修复装置及应用该装置的地下管道修复系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光固化修复装置，其中所述光固化修复装置包括摄像头和装置架，所述摄像头共轴线插设于所述装置架的前端，所述装置架设置为包括头部主体、尾部主体、脚架调节机构、脚架和uv紫外灯主体，所述头部主体的后端通过连接杆连接所述尾部主体的前端，且所述头部主体与所述尾部主体的内腔均设置所述脚架调节机构，所述脚架调节机构的输出端连接所述脚架，所述uv紫外灯主体固定于所述头部主体的后端与所述尾部主体的前端之间。

进一步地，所述脚架调节机构设置为包括安装架、驱动部分、传动部分和径向调节部分，所述安装架固定于所述头部主体的内腔，且该安装架上固定所述驱动部分，所述驱动部分的输出端连接所述传动部分的输入端，所述传动部分的输出端连接所述径向调节部分的输入端，所述径向调节部分的输出端连接所述脚架。

进一步地，所述传动部分设置为包括第一转轴、太阳轮、第二转轴和行星齿轮，所述第一转轴穿设于所述安装架的中心，且该第一转轴的输入端设置为通过联轴器连接所述驱动部分的输出端，所述太阳轮通过键连接共轴线套设于所述第一转轴的输出端，所述第二转轴沿所述安装架的圆周方向垂直均布穿设三组，所述第二转轴的输入端均通过键连接共轴线套设一所述行星齿轮，且该第二转轴的输出端连接所述径向调节部分的输入端，所述行星齿轮分别与所述太阳轮相外啮合。

进一步地，所述径向调节部分设置为包括锥齿轮一、锥齿轮二、螺杆、导向杆和移动块，所述锥齿轮一共轴线套设于所述第二转轴的输出端，且该锥齿轮一与所述锥齿轮二相啮合传动，所述锥齿轮二共轴线套设于所述螺杆上，所述螺杆远离所述锥齿轮二的一端通过安装座设置于所述头部主体的内壁上，所述导向杆平行设置于所述螺杆的一侧，且该导向杆的一端固定于所述安装座上，所述移动块旋配套设于所述螺杆上，所述移动块还滑动套设于所述导向杆上，且该移动块上固定所述脚架的输入端。

进一步地，所述脚架设置为包括连接架、驱动马达、传动轴、万向节、主动齿轮、齿圈、驱动轴和滚轮，所述连接架的首端连接所述脚架调节机构的输出端，所述驱动马达设置于所述连接架的内腔，且该驱动马达的输出端设置为连接所述传动轴的输入端，所述传动轴的输出端设置为连接所述万向节的一端，所述万向节的另一端连接所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述齿圈相啮合传动，所述齿圈共轴线固定于所述驱动轴上，所述驱动轴穿设于所述连接架的末端部，且该驱动轴的两端共轴线固定所述滚轮。

进一步地，所述头部主体上设置紫外光强度传感器。

一种应用光固化修复装置的地下管道修复系统，其中所述应用光固化修复装置的地下管道修复系统包括光固化修复装置、万向连接头、辅助装置架、线缆和外部控制台，所述光固化修复装置通过万向连接头连接所述辅助装置架，且所述光固化修复装置与所述辅助装置架通过线缆连接所述外部控制台。

进一步地，所述光固化修复装置与所述辅助装置架的尾部主体后壁面上均固定连接锁杆一，所述辅助装置架的头部主体前壁面上相对应所述连接锁杆一固定连接锁杆二，所述连接锁杆一通过万向连接头连接所述连接锁杆二。

进一步地，所述辅助装置架的头部主体前壁面与尾部主体后壁面上均设置线缆插槽，所述线缆插槽连接所述线缆的一端，所述线缆的另一端连接所述外部控制台。

进一步地，所述外部控制台设置为包括控制台主体、控制面板和线缆轴，所述控制台主体的上端设置所述控制面板，且该控制台主体的下部分设置所述线缆轴。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)通过摄像头可观察待修复管道的内部情况，使得待修复管道内的信息由线缆传递反馈至外部控制台，以保证光固化修复装置对管道的良好修复，而脚架调节机构则可根据管道内径进行脚架伸缩长度的调节，以满足光固化修复装置在不同管径中正常作业时的行走需求，则在光固化修复装置的行走过程中由uv紫外灯主体完成对管道中内衬材料的良好固化，该结构使得光固化修复装置的适用性强，从而降低了成本。

(2)通过传动部分和径向调节部分的配合，能够实现对光固化修复装置中三组脚架的同步调节，以满足光固化修复装置在管道中的稳定行走需求，避免逐一进行脚架位置调节时难以保证三组脚架等径对光固化修复的影响，以及费时费力等问题，且可在管道修复作业中进行脚架伸缩长度的自动调节，从而使得光固化修复装置可进行不同管径的连续良好作业，有效提高光固化修复效率。

(3)通过紫外光强度传感器将收集的信息传输于外部控制台，外部控制台可根据设定的输出功率自动调节变压器，以使所测光强与设定的标准光强一致，保证光固化修复装置的良好光固化效果。

(4)通过光固化修复装置和辅助装置架，能够满足多种规格待修复管道的修复需求，外部控制台则可根据光固化修复装置中摄像头、紫外光强度传感器等的配合，实时控制光固化修复装置和辅助装置架的工作状态，以完成对管道的良好修复。

附图说明

图1是光固化修复装置的结构示意图。

图2是图1应用于地下管道修复系统中的结构示意图。

图3是图1的左视结构示意图。

图4是图1中头部主体部分的横向剖视结构示意图。

图5是图1中头部主体部分的纵向剖视结构左视示意图。

图6是图5的右视示意图。

图7是图6的局部放大结构示意图。

图8是图1中脚架部分的传动结构示意图。

图9是图2中光固化修复装置和辅助装置架的连接结构示意图。

图10是图2中控制台主体与各主要电器元器件的控制关系电路连接框图。

图中：摄像头10，头部主体20，连接杆201，紫外光强度传感器202，尾部主体30，脚架调节机构40，安装架401，第一转轴402，太阳轮403，第二转轴404，行星齿轮405，锥齿轮一406，锥齿轮二407，螺杆408，导向杆409，移动块410，脚架50，连接架501，驱动马达502，传动轴503，万向节504，主动齿轮505，齿圈506，驱动轴507，滚轮508，uv紫外灯主体60，万向连接头70，辅助装置架80，连接锁杆一801，连接锁杆二802，线缆插槽803，外部控制台90，控制台主体901，控制面板902。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

如图1-图10所示，一种光固化修复装置，其中光固化修复装置包括摄像头10和装置架，摄像头10共轴线插设于装置架的前端，装置架设置为包括头部主体20、尾部主体30、脚架调节机构40、脚架50和uv紫外灯主体60，头部主体20的后端通过连接杆201连接尾部主体30的前端，且头部主体20与尾部主体30的内腔均设置脚架调节机构40，脚架调节机构40的输出端连接脚架50，uv紫外灯主体60固定于头部主体20的后端与尾部主体30的前端之间，摄像头10设置为ccd彩色摄像头，且该ccd彩色摄像头内置led无影灯，具有自动或手动调节镜头光圈以聚焦功能，通过摄像头10可观察待修复管道的内部情况，使得待修复管道内的信息由线缆传递反馈至外部控制台90，以保证光固化修复装置对管道的良好修复，而脚架调节机构40则可根据管道内径进行脚架50伸缩长度的调节，以满足光固化修复装置在不同管径中正常作业时的行走需求，则在光固化修复装置的行走过程中由uv紫外灯主体60完成对管道中内衬材料的良好固化。

脚架调节机构40设置为包括安装架401、驱动部分、传动部分和径向调节部分，安装架401固定于头部主体20的内腔，且该安装架401上固定驱动部分，驱动部分的输出端连接传动部分的输入端，传动部分的输出端连接径向调节部分的输入端，径向调节部分的输出端连接脚架50，驱动部分可设置为驱动电机，驱动电机的电机轴的输出端设置为通过联轴器连接第一转轴402的输入端，驱动电机为现有技术中的电机，其型号规格等根据光固化修复装置的实际规格进行选型确定，其选型方法为现有技术中的驱动马达501选型计算方法，故不再赘述。

传动部分设置为包括第一转轴402、太阳轮403、第二转轴404和行星齿轮405，第一转轴402穿设于安装架401的中心，且该第一转轴402的输入端设置为通过联轴器连接驱动部分的输出端，太阳轮403通过键连接共轴线套设于第一转轴402的输出端，第二转轴404沿安装架401的圆周方向垂直均布穿设三组，第二转轴404的输入端均通过键连接共轴线套设一行星齿轮405，且该第二转轴404的输出端连接径向调节部分的输入端，行星齿轮405分别与太阳轮403相外啮合。

径向调节部分设置为包括锥齿轮一406、锥齿轮二407、螺杆408、导向杆409和移动块410，锥齿轮一406共轴线套设于第二转轴404的输出端，且该锥齿轮一406与锥齿轮二407相啮合传动，锥齿轮二407共轴线套设于螺杆408上，螺杆408远离锥齿轮二407的一端通过安装座设置于头部主体20的内壁上，导向杆409平行设置于螺杆408的一侧，且该导向杆409的一端固定于安装座上，移动块410旋配套设于螺杆408上，移动块410还滑动套设于导向杆409上，且该移动块410上固定脚架50的输入端，通过传动部分和径向调节部分的配合，能够实现对光固化修复装置中三组脚架50的同步调节，以满足光固化修复装置在管道中的稳定行走需求，避免逐一进行脚架50位置调节时难以保证三组脚架50等径对光固化修复的影响，且可在管道修复作业中进行脚架50伸缩长度的自动调节，从而使得光固化修复装置可进行不同管径的连续良好作业，有效提高光固化修复效率。

脚架50设置为包括连接架501、驱动马达502、传动轴503、万向节504、主动齿轮505、齿圈506、驱动轴507和滚轮508，连接架501的首端连接脚架调节机构的输出端，驱动马达502设置于连接架501的内腔，且该驱动马达502的输出端设置为连接传动轴503的输入端，传动轴503的输出端设置为连接万向节504的一端，万向节504的另一端连接主动齿轮505，主动齿轮505与齿圈506相啮合传动，齿圈506共轴线固定于驱动轴507上，驱动轴507穿设于连接架501的末端部，且该驱动轴507的两端共轴线固定滚轮508，连接架501的首端固定于移动块410上，连接架501设置为中空结构，且其为铝镁合金材质，驱动马达502为现有技术中的驱动马达502，其型号规格等可根据光固化修复装置的实际规格进行选型确定，其选型方法为现有技术中的驱动马达502选型计算方法，故不再赘述，传动轴503、万向节504、主动齿轮505均设置于连接架501的内腔，传动轴503可使用轻而抗扭性佳的合金钢管制成，传动轴503用于将驱动马达502的驱动力传递至主动齿轮505，主动齿轮505将动力通过与其啮合的齿圈506传递至驱动轴507，驱动轴507转动驱动滚轮508旋转以实现光固化修复装置的前进或后退，万向节504设置为20cr或20crmnti钢材质制成，万向节504是实现变角度动力传递的机件，其可根据需要改变传动轴503的轴线方向，以保证光固化修复装置在弯曲管道中的正常行走，滚轮508设置为橡胶材质，通过连接架501、驱动马达502、传动轴503、万向节504、主动齿轮505、齿圈506、驱动轴507和滚轮508的配合，能够保证光固化修复装置在待修复管道中的良好行走作业。

头部主体20上设置紫外光强度传感器202，紫外光强度传感器202的型号规格根据光固化修复装置的实际功率进行选型确定，由于随着uv紫外灯使用时间的增加，以及电极腐蚀、卤素沉积和石英管晶体结构变化等原因，uv紫外灯会逐渐老化，紫外辐照效率也会随之逐渐降低，故可通过紫外光强度传感器202将收集的信息传输于外部控制台90，外部控制台90可根据设定的输出功率自动调节变压器，以使所测光强与设定的标准光强一致，保证光固化修复装置的良好光固化效果，ccd彩色摄像头与紫外光强度传感器202均设置为通过线缆连接外部控制台90，其连接方式属于现有技术中的连接方式，本申请并未对该连接方式进行改进，故不再赘述。

头部主体20与尾部主体30均设置为包括法兰盘，头部主体20的法兰盘的后壁面与尾部主体30的法兰盘的前壁面上相对应设置灯架，灯架上设置电源插槽，uv紫外灯的两端固定于电源插槽中，尾部主体30的法兰盘的后壁面上还设置线缆插槽803，线缆插槽803用于穿插线缆，线缆用于传递信号和电源。

uv紫外灯采用高压汞灯，紫外光强度传感器202、驱动电机和驱动马达501均设置为通过线缆电性连接外部控制台90，其电性连接方式属于现有技术中驱动电机和驱动马达501与外部控制台90的连接方式，本申请未对该电性连接方式进行改进，故不再赘述。

一种应用光固化修复装置的地下管道修复系统，其中应用光固化修复装置的地下管道修复系统包括光固化修复装置、万向连接头70、辅助装置架80、线缆和外部控制台90，光固化修复装置通过万向连接头70连接辅助装置架80，且光固化修复装置与辅助装置架80通过线缆连接外部控制台90，根据待修复管道的实际长度，辅助装置架80可设置为多组，辅助装置架80设置为与装置架的结构相同，摄像头10、紫外光强度传感器202、uv紫外灯主体60、驱动部分、驱动马达501均设置为通过线缆电性连接控制台主体901中的主控制器，该部分的电路连接方式属于现有技术中控制装置对光固化修复装置进行管道修复时的电路连接方式，本申请未对该部分的电路连接方式进行改进，故不再赘述，通过光固化修复装置和辅助装置架80，能够满足多种规格待修复管道的修复需求，外部控制台90则可根据光固化修复装置中摄像头10、紫外光强度传感器202等的配合，实时控制光固化修复装置和辅助装置架80的工作状态，以完成对管道的良好修复。

光固化修复装置与辅助装置架80的尾部主体后壁面上均固定连接锁杆一801，辅助装置架80的头部主体前壁面上相对应连接锁杆一801固定连接锁杆二802，连接锁杆一801通过万向连接头70连接连接锁杆二802，连接锁杆一801设置于光固化修复装置的尾部主体30的后壁面中心，连接锁杆一801与连接锁杆二802均采用铝镁合金材质，连接锁杆一801与连接锁杆二802相配合实现光固化修复装置与辅助装置架80的连接。

辅助装置架80的头部主体前壁面与尾部主体后壁面上均设置线缆插槽803，线缆插槽803连接线缆的一端，线缆的另一端连接外部控制台90，线缆的另一端连接主控制器，线缆与控制台主体901的电路连接方式属于现有技术中光固化修复装置进行管道修复时线缆与控制装置的电路连接方式，本申请未对该部分的电路连接方式进行改进，故不再赘述，线缆用于传递信号和电源。

外部控制台90设置为包括控制台主体901、控制面板902和线缆轴，控制台主体901的上端设置控制面板902，且该控制台主体901的下部分设置线缆轴，控制台主体901的内腔还设置主控制器、变压器、电容器和温度传感器等，主控制器、变压器、电容器和温度传感器等均电性连接控制面板902，该部分的电路连接方式属于现有技术中控制装置对光固化修复装置进行管道修复时的电路连接方式，本申请未对该部分的电路连接方式进行改进，故不再赘述；线缆缠绕于线缆轴上，故线缆轴能够根据光固化修复装置在管道中的行走距离调节线缆的长度。

使用本发明提供的光固化修复装置及应用该装置的地下管道修复系统，能够自动进行脚架的径向长度调节，以满足不同管径的良好连续修复需求，有效避免针对不同管径需更换相应长度脚架造成的费时费力问题，从而提高光固化修复效率，且降低人工劳动强度。应用该光固化修复装置的地下管道修复系统的工作过程如下：

1、根据待修复管道的实际长度，通过连接锁杆一801、万向连接头70和连接锁杆二802相配合，在光固化修复装置的尾部主体30后端依次链接多组辅助装置架80，以满足待修复管道的作业长度，并在光固化修复装置和各组辅助装置架80的线缆插槽中穿插线缆，使得线缆的另一端连接外部控制台90；

2、根据待修复管道的实际管径，由外部控制台90的控制面板902控制光固化修复装置和辅助装置架80中驱动部分的工作情况，使得驱动部分驱动第一转轴402旋转，则第一转轴402带动太阳轮403转动，而太阳轮403则使得与其相外啮合的行星齿轮405转动，行星齿轮405带动第二转轴404旋转，第二转轴404进而使得其上套设的锥齿轮一406同步转动，锥齿轮一406则带动与其相啮合的锥齿轮二407旋转，从而带动螺杆408转动，此时，旋配套设于螺杆408上的移动块410则在导向杆409的辅助下，沿螺杆408直线移动，而脚架50的输入端固定于移动块410上，在移动块410沿螺杆408移动的过程中，实现三组脚架50的径向位置调节，从而满足不同管径的光固化修复需求；

3、由外部控制台90的控制面板902启动驱动马达502工作，使得驱动马达502带动传动轴503转动，传动轴503通过万向节504实现变角度动力传递，以根据需要改变传动轴503的轴线方向，保证光固化修复装置在弯曲管道中的正常行走，且带动主动齿轮505转动，由主动齿轮505将动力传递至与其相啮合的齿圈506，则齿圈506带动驱动轴507使得滚轮508旋转，从而实现光固化修复装置与辅助装置架80在管道中的行走；

4、待光固化修复装置与辅助装置架80在管道中行走进行光固化作业时，摄像头10可观察待修复管道的内部情况，使得待修复管道内的信息由线缆传递反馈至外部控制台90，同时紫外光强度传感器202实时监测uv紫外灯的紫外辐照情况，并将收集的信息由线缆传输于外部控制台90，外部控制台90可根据设定的输出功率自动调节变压器，以使所测光强与设定的标准光强一致，通过摄像头10和紫外光强度传感器202的辅助，保证光固化修复装置的良好光固化效果；

5、随着光固化修复装置与辅助装置架80在管道中的行走距离，由线缆轴调节线缆的长度，保证地下管道修复系统的良好工作，同时，若光固化修复装置与辅助装置架80继续进入不同管径进行作业时，则可重复上述步骤2进行脚架50的伸缩长度调节，以满足后序光固化修复作业需求，从而提高对不同管径的连续良好光固化修复效率。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。