[實用新型]非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統

有效

• 申請號: 201320111824.7
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN203083579U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 王書坤
• 申請（專利權）人: 廣州電力建筑安裝工程有限公司
• 主分類號: G01C23/00
• 分類號: G01C23/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術領域

本實用新型涉及地下管道軌跡檢測系統，尤其是一種非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統。

背景技術

新建基礎管線采用非開挖施工已成為主流技術，但由于施工水平和工藝等因素，管道軌跡往往與導向設計軌跡存在較大差異，特別是竣工后的測量技術滯后，致使地下管線工程竣工資料數據和管線實際空間位置坐標誤差較大，不利于地下管線建設和社會利用。因此準確掌握竣工管道的地下空間位置十分重要，它不僅是評價工程質量的指標，而且能為后續新建管線的軌跡設計和施工提供依據，以避免管線相交。

目前管道軌跡采集技術，一是采用信號棒進行數據采集，但是此種方式的數據采集存在后期處理工作量大，采集數據精度低，記錄點選取受環境影響較大，不連續等缺點；二是采用管線測繪儀進行數據采集，利用基于電子羅盤的探測頭在管內行走，將測量的數據通過電纜傳輸給上位機處理計算出三維軌跡，但電子羅盤通過電纜傳輸數據過程中會受到環境磁場的干擾，造成方位數據失準，測量精度降低，因此其只適用于無異常磁場干擾的環境中。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統，采用電子羅盤與光纖陀螺結合進行姿態測量，摒棄容易受到環境磁場干擾的方位角數據，且通過光纖傳輸數據，使其測量過程更加高效、精準。

為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統，包括用于管內檢測的探測頭、管口計程器和上位機，所述管口計程器上設有旋轉編碼器和與上位機連接的通信接口，所述探測頭通過數據傳輸纜線帶動旋轉編碼器旋轉，同時與上位機連接通訊，所述探測頭內置帶有光電轉換功能的姿態傳感器，所述數據傳輸纜線為光纖傳輸纜線。

進一步的改進，所述探測頭包括前輪組、儀器倉和后輪組，所述儀器倉為管狀結構，兩端分別與前輪組和后輪組同軸固定連接，所述姿態傳感器置于儀器倉內。

上述結構進一步的改進，所述前輪組和后輪組上設置有六組徑向伸縮的扶正支架，每組扶正支架上設有滾輪。

進一步的改進，所述姿態傳感器采用電子羅盤與光纖陀螺結合的傳感器。

進一步的改進，所述旋轉編碼器上設有一測量輪和與之緊壓的兩組小輪，小輪通過彈簧螺桿安裝在管口計程器上。

本實用新型的有益效果：本設計的非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統，通過基于電子羅盤與光纖陀螺技術結合測量出管道的坐標軌跡，避免環境磁場的干擾，在探測過程中，前后兩輪組的扶正支架使得滾輪與管道壁緊密接觸，保持探測頭穩定前行，同時起到減震、減小摩擦阻力的作用；數據傳輸纜線在帶動旋轉編碼器的測量輪轉動過程中，兩組小輪增加纜線在測量輪上的壓力，以防止打滑，提高路程測量的精確度，測出的數據通過光纖傳輸纜線實時不間斷地傳輸給上位機處理，傳輸速度快、抗干擾能力強，從而能實時得出高精度的三維管道軌跡數據。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步的說明。

圖1是本實用新型的工作原理方框圖。

圖2是本實用新型中探測頭的結構示意圖。

具體實施方式

參照圖1所示，本實用新型提供的一種非開挖管道的高精度三維軌跡檢測系統，包括用于管內檢測的探測頭1、管口計程器2和上位機3，所述管口計程器2上設有旋轉編碼器21和與上位機3連接的通信接口，所述探測頭1通過數據傳輸纜線4帶動旋轉編碼器21旋轉，同時與上位機3連接通訊，所述探測頭1內置帶有光電轉換功能的姿態傳感器11，姿態傳感器11為采用電子羅盤與光纖陀螺結合的傳感器，所述數據傳輸纜線4為光纖傳輸纜線，光纖傳輸纜線在此系統中既具有高速傳輸數據的功能，同時也牽引帶動旋轉編碼器21旋轉測量路程。

優選地，參照圖2所的探測頭1結構示意圖，包括前輪組14、儀器倉12和后輪組13，所述儀器倉12為管狀結構，兩端分別與前輪組14和后輪組13同軸固定連接，所述姿態傳感器11置于儀器倉12內。前輪組14和后輪組13上設置有六組徑向伸縮的扶正支架15，為彈爪型伸縮結構，每組扶正支架15上設有滾輪16，扶正支架15使得滾輪16與管道壁緊密接觸，保持探測頭1穩定前行，同時起到減震、減小摩擦阻力作用。

優選地，所述旋轉編碼器21上設有一測量輪和與之緊壓的兩組小輪，小輪通過彈簧螺桿安裝在管口計程器2上，該結構在于，數據傳輸纜線4在帶動旋轉編碼器21的測量輪轉動的過程中，兩組小輪增加纜線在測量輪上的壓力，以防止打滑，提高路程測量的精確度。