[实用新型]无线双计程式地下管线轨迹三维测量仪

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种地下管线测量仪，尤其是指一种无线双计程式地下管线轨迹三维测量仪，主要用于内径90～450mm的非开挖施工的地下管道验收检测，也可用于该内径范围内的其它管线的空间轨迹测量。 

背景技术

目前我国非开挖定向穿越敷管技术迅速发展，水电、煤气、通讯、信息新建管道均采用非开挖施工技术。但长期以来，定向穿越控向技术和随钻标绘系统误差较大，特别是工程竣工后的检测、测量技术滞后，造成工程竣工资料误差失真。地下管线的走向及埋深等情况很难辨明，造成管线竣工验收困难，地下空间资历源综合利用难以达到实效。因此对错综复杂的各类型地下管线，精确测量，实时描绘，准确掌握其空间三维轨迹十分重要，它不仅是评价工程质量的指标，更重要的是为社会提供服务，能为后续新建管线的轨迹设计和施工提供依据，以避免管线相交或发生地下管线事故。 

目前国内获得管线轨迹的方法主要有两种：一是将导向碳棒在竣工管道内拖行一次，同时在地面定点，然后用全站仪或GPS测量这些点的坐标，最后形成轨迹；二是直接用导向孔施工时的导向数据形成轨迹。这两种方法都有不足，前者费时费事且精度不高，后者数据可信性和准确性较差。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种地下管线测量仪，操作简单，能对地下管线的进行高效率，高精度的测量。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供下述技术方案：一种无线双计程式地下管线轨迹三维测量仪，包括检测入管检测下位机和管口计程器，利用传感器和微处理器对数据进行处理，测量牵引绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，其中： 

所述的入管检测下位机，由前扶正机构、仪器仓和后扶正机构组成，所述的 前、后扶正机构通过接口与仪器仓连接，后扶正机构与测量缆绳连接，其中，所述的扶正机构由至少三组以滚轮为转动支点的滚轮支架沿轴向均布且滚轮支架的二端连接一弹簧轴构成笼爪式径向伸缩机构，该径向伸缩机构一端设置固定接口连接仪器仓；当笼爪式径向伸缩机构的另一端设置与牵引绳连接的连接部件时，作为前扶正器，而另一笼爪式径向伸缩机构作为后扶正器，在后扶正器上安装多个霍尔元件； 

所述的管口计程器为管口光电编码器计程器； 

所述的传感器包括姿态传感器组和计程传感器组，姿态传感器组通过A/D转换器与微处理器连接；计程传感器组通过计程模块与微处理器连接，微处理器将数据存储或与PC机进行数据交换。 

管口计程器通过测量缆绳行走的路程间接测量入管检测下位机的行程，计程数据和入管检测下位机辅助计程数据比较处理后得到入口点至待测点的实际路程。 

在上述方案基础上，所述的滚轮支架由二个连杆及二连杆间的滚轮构成，滚轮的大小随测量管线内径增加而增大尺寸。 

在上述方案基础上，后扶正器中一滚轮支架的滚轮作为测程轮均匀分布6个沉孔，内部安装霍尔磁钢，用于辅助计程。 

在上述方案基础上，所述的连接部件为U形环，通过连接轴与笼爪式径向伸缩机构连接。 

在上述方案基础上，所述的弹簧轴由一相连接的粗弹簧和一细弹簧组成，连接轴通过调节螺母与一较笼爪式径向伸缩机构中弹簧粗的的粗弹簧连接，该粗弹簧与笼爪式径向伸缩机构连接。 

在上述方案基础上，所述的扶正机构与粗弹簧的一侧设有一滑动块，保证滑动块在笼爪式径向伸缩机构沿弹簧轴的顺利滑动。 

在上述方案基础上，为防止行走打滑，所述的滚轮上设有防滑橡胶圈。 

在上述方案基础上，所述的仪器仓外观为管状结构，各连接部位采用密封设计，密封耐压0.3MPa，内部安装电路板及传感器。 

在上述方案基础上，所述的前扶正器和后扶正器大小相同或不相同。 

在上述方案基础上，所述的微处理器采用可充电电池及稳压电源电路。 

本实用新型运用多传感器融合技术，其中，姿态测量传感器及辅助电路用于测量管线待测点相对水平面的姿态；双计程是指管口光电编码器计程和入管检测下位机上安装多霍尔元件方式计程，用于测量入口点到待测点的路程。由于路程的测量是恢复管道空间姿态的关键参数之一，双计程无疑大大提高计程精度。各传感器测量的数据合理融合，互相校正，并通过自行研究的算法，合成待测点的空间位置信息。最后将所有点的空间位置信息拟合成待测管线的空间轨迹曲线，并形成报表存档。