CN117990091B - 一种地下管线探测智能定位设备及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管线探测智能定位设备及其实施方法，属于地下管线探测技术领域，设备包括定位小车、安装在定位小车上的探测支撑架，定位小车能够沿着地下管线的纵向移动，探测支撑架沿着地下管线的横向滑动安装于定位小车；内侧钻杆的下端滑动连接有探针，探针通过压力传感器连接至外侧钻杆；第一转动驱动装置能够带动第一滑座和探针沿着竖直方向向下位移，当探针的下端于地下管线的外表面接触时，记录此时的位移值，通过横向移动探测支撑架，对地下管线横向的至少三个点的位置进行测量。本发明设备及方法可以便于对地下管线的位置进行探测定位，以解决了常规手段不能解决的探测难的技术问题，提高了工作效率和精度。

Description

一种地下管线探测智能定位设备及其实施方法

技术领域

本发明属于地下管线探测技术领域，具体涉及一种地下管线探测智能定位设备及其实施方法。

背景技术

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，其空间位置及属性信息是城市规划建设管理的重要基础信息。由于地下管线埋藏于地下，受到上层交通车辆载荷的压力或者土压力的长期作用，地下管线在使用一定时间后，容易发生侧偏，长期以来管线局部容易偏离原位位置，给管线的更换和维护带来严重的阻碍。常规的红外线探测方式对于复杂的地下环境并不适用，而现有技术通常采用大面积开挖的方式来对地下管线的位置进行确定，但是如此方法会严重增加成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地下管线探测智能定位设备及其实施方法，可以便于对地下管线的位置进行探测定位，以解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种地下管线探测智能定位设备，包括定位小车、安装在所述定位小车上的探测支撑架，所述定位小车能够沿着地下管线的纵向移动，所述探测支撑架沿着地下管线的横向滑动安装于定位小车；所述探测支撑架的上端固定有第一转动驱动装置，所述第一转动驱动装置的输出端连接有第一螺杆，所述第一螺杆的下端转动连接于探测支撑架，所述第一螺杆的中部螺纹连接至第一滑块，所述第一滑块固定连接至第一滑座，所述第一滑座滑动安装于探测支撑架上固定的第一导杆，所述第一滑座上安装有外侧钻杆，所述定位小车上开设有供外侧钻杆通过的开口槽，所述外侧钻杆的下端连接有内侧钻杆，所述内侧钻杆的下端滑动连接有探针，所述探针通过压力传感器连接至外侧钻杆；所述第一转动驱动装置能够带动第一滑座和探针沿着竖直方向向下位移，当探针的下端于地下管线的外表面接触时，记录此时的位移值，通过横向移动探测支撑架，对地下管线横向的至少三个点的位置进行测量。

进一步，所述内侧钻杆的下端外侧安装有若干刀片，所述刀片突出于内侧钻杆的外侧表面，所述内侧钻杆的上端固定有键，所述键滑动设置在外侧钻杆内侧开设有的键槽内，所述内侧钻杆的下部固定有凸环，所述凸环上安装有压力传感器，所述压力传感器通过弹簧连接至外侧钻杆，所述压力传感器连接至控制器，控制器同时控制第一滑座上安装的第二转动驱动装置，所述第二转动驱动装置的输出端连接至外侧钻杆，所述外侧钻杆转动安装于第一滑座。

进一步，所述外侧钻杆的内侧固定有若干支撑块，所述支撑块上开设有用于支撑固定所述探针的通孔。

进一步，所述第一滑座同时固定有喷水环和排泥环，所述喷水环和排泥环分别连接至水泵和泥泵，所述外侧钻杆的内侧同时固定有喷水软管和排泥软管，所述喷水软管和排泥软管的下端分别延伸至内侧钻杆的下端开口，所述喷水软管的上端通过外侧钻杆内开设的喷水通道连接至喷水环，所述排泥软管的上端通过外侧钻杆内开设的排泥通道连接至排泥环。

进一步，所述刀片沿着内侧钻杆的周向均匀间隔分布，各块刀片的长度呈梯度变长。

进一步，所述定位小车上同时安装有回填支撑架，所述回填支撑架的上端固定有第三转动驱动装置，所述第三转动驱动装置的输出端连接有第二螺杆，所述第二螺杆的下端转动连接于回填支撑架，所述第二螺杆的中部螺纹连接至第二滑块，所述第二滑块固定连接至第二滑座，所述第二滑座滑动安装于回填支撑架上固定的第二导杆，所述第二滑座上安装有回填组件。

进一步，所述回填组件包括第四转动驱动装置、转动杆和回填螺旋板，所述第四转动驱动装置固定在第二滑座上，所述第四转动驱动装置的输出端连接至转动杆，所述回填螺旋板固定在转动杆的外侧。

进一步，所述回填支撑架同时滑动安装于定位小车，所述回填支撑架上固定有横杆，所述探测支撑架上固定有与所述横杆配合的横槽，所述横杆上固定有螺钉，所述横槽上开设有与所述螺钉配合的卡槽。

本发明的有益效果在于：

本发明公开的一种地下管线探测智能定位设备，通过设置可以沿着纵向移动的定位小车，可以对地下管线的延伸方向上的不同位置进行定位。由此可以便于对地下管线的位置进行探测定位，以解决了常规手段不能解决的探测难的技术问题，提高了工作效率和精度。

采用本发明设备，位移值可以通过第一转动驱动装置确定，并且通过压力传感器实现信号的传输，便于控制。

本发明公开的设备当中，外侧钻杆可以用于对探针进行保护，避免了探针在下插过程中遇到硬物发生偏转从而影响探测精度。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明定位设备的结构示意图一；

图2为本发明定位设备的结构示意图二；

图3为本发明定位设备的结构示意图三；

图4为图2在A处的放大图；

图5为外侧钻杆的剖视图；

图6为三个测点的示意图。

附图中标记如下：定位小车1、探测支撑架2、第一转动驱动装置3、第一螺杆4、第一滑块5、第一滑座6、第一导杆7、外侧钻杆8、开口槽9、内侧钻杆10、探针11、刀片12、键13、键槽14、凸环15、弹簧16、第二转动驱动装置17、支撑块18、喷水环19、排泥环20、喷水软管21、排泥软管22、喷水通道23、排泥通道24、回填支撑架25、第三转动驱动装置26、第二螺杆27、第二滑块28、第二滑座29、第二导杆30、第四转动驱动装置31、转动杆32、回填螺旋板33、横杆34、横槽35、螺钉36、卡槽37。

具体实施方式

如图1~6所示，本发明一种地下管线探测智能定位设备，包括定位小车1、安装在定位小车1上的探测支撑架2，定位小车1可以在土壤地面上移动。探测支撑架2沿着竖直方向安装在定位小车1的下侧，探测支撑架2用于对探测设备进行支撑。

其中，定位小车1能够沿着地下管线的纵向移动，地下管线沿着纵向在一个平行于水平面的面内朝着远方延伸。探测支撑架2沿着地下管线的横向滑动安装于定位小车1，此处的横向即于纵向垂直的方向；探测支撑架2的上端固定有第一转动驱动装置3，第一转动驱动装置3采用步进电机，第一转动驱动装置3的输出端连接有第一螺杆4，第一螺杆4的下端转动连接于探测支撑架2，第一螺杆4的中部螺纹连接至第一滑块5，第一滑块5固定连接至第一滑座6，第一滑座6滑动安装于探测支撑架2上固定的第一导杆7，第一滑座6的移动通过第一导杆7进行导向，可以提高滑座在移动时候的稳定性。

具体的，第一滑座6上安装有外侧钻杆8，外侧钻杆8沿着竖直方向延伸，定位小车1上开设有供外侧钻杆8通过的开口槽9，当探测支撑架2沿着横向位移时，开口槽9可以提供一个供外侧钻杆8移动的空间，避免发生干涉。外侧钻杆8的下端连接有内侧钻杆10，内侧钻杆10的下端滑动连接有探针11，探针11通过压力传感器连接至外侧钻杆8；第一转动驱动装置3能够带动第一滑座6和探针11沿着竖直方向向下位移，当探针11的下端于地下管线的外表面接触时，记录此时的位移值，通过横向移动探测支撑架2，对地下管线横向的至少三个点的位置进行测量。由于三个点可以确定此处管线截面的圆心位置，从而可以对此处地下管线的位置进行确定；沿着纵向移动定位小车1，从而可以对整条地下管线的位置进行定位探测。

本实施例中，内侧钻杆10的下端外侧安装有若干刀片12，刀片12突出于内侧钻杆10的外侧表面，内侧钻杆10的上端固定有键13，键13滑动设置在外侧钻杆8内侧开设有的键13槽14内。即内侧钻杆10可以随着外侧钻杆8绕轴线转动，同时内侧钻杆10可以相对于外侧钻杆8沿着竖直方向位移。内侧钻杆10的下部固定有凸环15，凸环15上安装有压力传感器，压力传感器通过弹簧16连接至外侧钻杆8，压力传感器连接至控制器，控制器同时控制第一滑座6上安装的第二转动驱动装置17，第二转动驱动装置17可以采用齿轮箱等进行传动，第二转动驱动装置17的输出端连接至外侧钻杆8，外侧钻杆8转动安装于第一滑座6。当凸环15上的压力传感器达到阈值时，证明土壤对内侧钻杆10的阻力达到上限，此时再度下移钻杆比较困难，压力传感器将信号传递给第二转动驱动装置17，第二转动驱动装置17可以驱动外侧钻杆8和内侧钻杆10旋转，从而对此处的土壤进行钻进的操作，避免土壤对探针11以及外侧钻杆8的下移造成阻碍。钻进结束后，压力传感器不受力，第二转动驱动装置17停止。需要说明的是，此处并非采用常开的钻进方式，可以避免长时间的钻进对土壤造成扰动，从而对探测的精度造成影响。

本实施例中，外侧钻杆8的内侧固定有若干支撑块18，支撑块18上开设有用于支撑固定探针11的通孔，支撑块18可以对探针11进行径向的支撑，可以保证探针11的移动沿着竖直方向。

本实施例中，第一滑座6同时固定有喷水环19和排泥环20，喷水环19和排泥环20分别连接至水泵和泥泵，外侧钻杆8的内侧同时固定有喷水软管21和排泥软管22，喷水软管21和排泥软管22的下端分别延伸至内侧钻杆10的下端开口，喷水软管21的上端通过外侧钻杆8内开设的喷水通道23连接至喷水环19，排泥软管22的上端通过外侧钻杆8内开设的排泥通道24连接至排泥环20。通过设置喷水环19，可以内侧钻杆10下端进行喷水，以减少钻进的难度，通过排泥环20可以及时将泥水进行排出，减少堵塞的可能。

本实施例中，刀片12沿着内侧钻杆10的周向均匀间隔分布，各块刀片12的长度呈梯度变长，可以减少钻进的难度。

本实施例中，定位小车1上同时安装有回填支撑架25，回填支撑架25的上端固定有第三转动驱动装置26，第三转动驱动装置26的输出端连接有第二螺杆27，第二螺杆27的下端转动连接于回填支撑架25，第二螺杆27的中部螺纹连接至第二滑块28，第二滑块28固定连接至第二滑座29，第二滑座29滑动安装于回填支撑架25上固定的第二导杆30，第二滑座29上安装有回填组件。通过设置回填组件，可以对前面钻进的探测孔进行回填，减少对土壤钻进的影响，可以让地下管线保持稳定。

回填组件包括第四转动驱动装置31、转动杆32和回填螺旋板33，第四转动驱动装置31固定在第二滑座29上，第四转动驱动装置31的输出端连接至转动杆32，回填螺旋板33固定在转动杆32的外侧。回填螺旋板33的外径大于外侧钻杆8的直径，在回填螺旋板33的转动作用下，可以对外侧钻杆8钻的钻进孔进行回填，装置结构简单，操作过程更为稳定。

本实施例中，回填支撑架25同时滑动安装于定位小车1，回填支撑架25上固定有横杆34，探测支撑架2上固定有与横杆34配合的横槽35，横杆34上固定有螺钉36，横槽35上开设有与螺钉36配合的卡槽37。通过设置可以调节位置的横杆34和横槽35，可以调节外侧钻杆8和转动杆32之间的横向间隔，从而让转动杆32可以准确插入经过外侧钻杆8钻进的钻进孔中。

一种地下管线探测智能定位设备的实施方法，采用上述任一项的定位设备，在使用时，将设备置于地下管线的上侧，启动第一转动驱动装置3使其驱动第一螺杆4转动，第一螺杆4转动时带动其上连接的第一滑块5和第一滑座6向下移动，第一滑座6带动探针11向下移动，当探针11的下端深入泥土内并且与泥土下部的地下管线表面接触时，记录此时的一个管线表面的点位；沿着横向移动定位小车1的位置，重复上述过程直至记录三个管线表面的点位，由于三个点可以确定此处管线截面的圆心位置，从而可以对此处地下管线的位置进行确定；沿着纵向移动定位小车1，从而可以对整条地下管线的位置进行定位探测。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：包括定位小车、安装在所述定位小车上的探测支撑架，所述定位小车能够沿着地下管线的纵向移动，所述探测支撑架沿着地下管线的横向滑动安装于定位小车；所述探测支撑架的上端固定有第一转动驱动装置，所述第一转动驱动装置的输出端连接有第一螺杆，所述第一螺杆的下端转动连接于探测支撑架，所述第一螺杆的中部螺纹连接至第一滑块，所述第一滑块固定连接至第一滑座，所述第一滑座滑动安装于探测支撑架上固定的第一导杆，所述第一滑座上安装有外侧钻杆，所述定位小车上开设有供外侧钻杆通过的开口槽，所述外侧钻杆的下端连接有内侧钻杆，所述内侧钻杆的下端滑动连接有探针，所述探针通过压力传感器连接至外侧钻杆；所述第一转动驱动装置能够带动第一滑座和探针沿着竖直方向向下位移，当探针的下端于地下管线的外表面接触时，记录此时的位移值，通过横向移动探测支撑架，对地下管线横向的至少三个点的位置进行测量；

所述内侧钻杆的下端外侧安装有若干刀片，所述刀片突出于内侧钻杆的外侧表面，所述内侧钻杆的上端固定有键，所述键滑动设置在外侧钻杆内侧开设有的键槽内，所述内侧钻杆的下部固定有凸环，所述凸环上安装有压力传感器，所述压力传感器通过弹簧连接至外侧钻杆，所述压力传感器连接至控制器，控制器同时控制第一滑座上安装的第二转动驱动装置，所述第二转动驱动装置的输出端连接至外侧钻杆，所述外侧钻杆转动安装于第一滑座。

2.根据权利要求1所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述外侧钻杆的内侧固定有若干支撑块，所述支撑块上开设有用于支撑固定所述探针的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述第一滑座同时固定有喷水环和排泥环，所述喷水环和排泥环分别连接至水泵和泥泵，所述外侧钻杆的内侧同时固定有喷水软管和排泥软管，所述喷水软管和排泥软管的下端分别延伸至内侧钻杆的下端开口，所述喷水软管的上端通过外侧钻杆内开设的喷水通道连接至喷水环，所述排泥软管的上端通过外侧钻杆内开设的排泥通道连接至排泥环。

4.根据权利要求3所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述刀片沿着内侧钻杆的周向均匀间隔分布，各块刀片的长度呈梯度变长。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述定位小车上同时安装有回填支撑架，所述回填支撑架的上端固定有第三转动驱动装置，所述第三转动驱动装置的输出端连接有第二螺杆，所述第二螺杆的下端转动连接于回填支撑架，所述第二螺杆的中部螺纹连接至第二滑块，所述第二滑块固定连接至第二滑座，所述第二滑座滑动安装于回填支撑架上固定的第二导杆，所述第二滑座上安装有回填组件。

6.根据权利要求5所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述回填组件包括第四转动驱动装置、转动杆和回填螺旋板，所述第四转动驱动装置固定在第二滑座上，所述第四转动驱动装置的输出端连接至转动杆，所述回填螺旋板固定在转动杆的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种地下管线探测智能定位设备，其特征在于：所述回填支撑架同时滑动安装于定位小车，所述回填支撑架上固定有横杆，所述探测支撑架上固定有与所述横杆配合的横槽，所述横杆上固定有螺钉，所述横槽上开设有与所述螺钉配合的卡槽。

8.一种地下管线探测智能定位设备的实施方法，其特征在于：采用如权利要求1-7任一项所述的定位设备，在使用时，将设备置于地下管线的上侧，启动第一转动驱动装置使其驱动第一螺杆转动，第一螺杆转动时带动其上连接的第一滑块和第一滑座向下移动，第一滑座带动探针向下移动，当探针的下端深入泥土内并且与泥土下部的地下管线表面接触时，记录此时的一个管线表面的点位；沿着横向移动定位小车的位置，重复上述过程直至记录三个管线表面的点位，由于三个点可以确定此处管线截面的圆心位置，从而可以对此处地下管线的位置进行确定；沿着纵向移动定位小车，从而可以对整条地下管线的位置进行定位探测。