一种管道三维姿态测量仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种管道三维姿态测量仪，包括主体和设置在主体两端的支架；主体两端的支架上均由三个支臂连接组成，每个支臂上分别设置有双轴承轮和里程计；所述支架内部设置有用于接收、计算和传送测量里程数据的里程计电路板；每个所述里程计与里程计电路板信号连接；主体包括：内置电源、惯性测量单元以及主体电路板。本实用新型专利技术实用性强，该管道三维姿态测量仪测量精度高和测量稳定性高，并且适应电缆施工行业需要，为电缆顶管施工中的管线事故分析提供有效的依据。同时，该管道三维姿态测量仪发热量低，从而延长管道三维姿态测量仪的使用寿命。

A 3D attitude measuring instrument for pipeline

The utility model provides a pipeline of 3D attitude measurement instrument, which comprises a main body and a bracket arranged at both ends of the main body; the bracket body on both ends by three arms connected, each arm are respectively provided with a double bearing wheel and odometer; the bracket is arranged for receiving and transmitting the measurement and calculation the odometer mileage data circuit board; each of the speedometer and odometer circuit board signal connection; main body includes a built-in power supply, inertial measurement unit and the main circuit board. The utility model has the advantages of the pipeline measurement precision 3D attitude measuring instrument and measuring the high stability, and meet the needs of the cable construction industry, and provide effective basis for cable pipe jacking pipeline accident analysis. At the same time, the pipeline three-dimensional attitude measuring instrument has low calorific value, thus prolonging the service life of the pipeline three-dimensional attitude measuring instrument.

【技术实现步骤摘要】
一种管道三维姿态测量仪
本技术涉及电力设备的
，更具体地说，涉及一种管道三维姿态测量仪。
技术介绍
近年来，在电力管道、石油管道、燃气管道、自来水管道、通信管道和排水管道等市政管道的建设中,正逐步取代传统的挖槽埋管的地下管线施工方法。特别在电缆顶管施工中最突出的特点就是适应性问题，针对不同的地质情况、施工条件和设计要求，选用与之适应的顶管施工方式，如何正确地选择顶管机和配套辅助设备，对于顶管施工来说将是非常关键的。由于施工水平和工艺等因素,非开挖竣工管道的轨迹往往与导向孔的设计轨迹存在很大的差异,而准确地掌握竣工管道的地下空间位置又十分重要,它不但是评价工程质量的指标,而且也能为以后新建管道的轨迹设计提供依据,以避免管线相交或发生地下管线事故。因此对竣工的地下管道必须测量其三维位置,研究非开挖竣工管道的三维位置测量技术有十分重要的现实意义。在现有的管道三维测量技术中，市面上的测量设备只是采用一个里程计来测量里程数据，这样大大降低校核测量设备里程的准确性和完整性；同时现有测量设备的支架轮是采用单轴承的结构，上述两个结构大大降低了设备的测量精度和测量的稳定性。另外，现有测量设备的主机电路板和里程计的电路板是融合在一个电路板上，设备开机使用时主机易发热温度较高无法散热，导致内部结构易高温故障。因此，如何设计一种测量精度高、测量稳定性高、方便操作使用和降低发热量的管道三维姿态测量仪成为电缆施工行业内亟待解决的一大技术难题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种实用性强的管道三维姿态测量仪，该管道三维姿态测量仪测量精度高和测量稳定性高，并且适应电缆施工行业需要，为电缆顶管施工中的管线事故分析提供有效的依据。同时，该管道三维姿态测量仪发热量低，从而延长管道三维姿态测量仪的使用寿命。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种管道三维姿态测量仪，包括主体和设置在主体两端的支架；其特征在于：所述主体两端的支架上均由三个支臂连接组成，每个支臂上分别设置有双轴承轮和里程计；所述支架内部设置有用于接收、计算和传送测量里程数据的里程计电路板；每个所述里程计与里程计电路板信号连接；所述主体包括：用于提供电源的内置电源；用于测量管道各个位置的航向和俯仰角的惯性测量单元；用于实时接收惯性测量单元和里程计电路板的测量数据、控制惯性测量单元和内置电源、以及用于实时处理测量数据得出管道三维位置的主体电路板；所述惯性测量单元和里程计电路板分别与主体电路板信号连接；所述内置电源与惯性测量单元、里程计电路板和主体电路板电连接。在上述方案中，本技术的主体电路板将惯性测量单元中测量得到的航向和姿态数据信息以及将里程电路板中传送的里程数据信息进行处理，得到管道内各个位置的相对三维位置坐标，最后结合管道的起点坐标和终点坐标，从而得到管道内各个位置的三维位置坐标。其中，三个支臂上均设置有里程计，可便于校核管道三维姿态测量仪里程测量的准确性和完整性，从而提高管道三维姿态测量仪的测量精度高和测量稳定性。同时，支臂上设置有双轴承轮，相对于单轴承轮来说可以有效地避免当一个轮出现空转情况时所产生的里程记数丢失，从而更好地保证了测量精度。同时，本技术的里程电路板和主体电路板分别安装于支架和主体内部，使得里程电路板与主体电路板完全脱离，从而大大降低管道三维姿态测量仪的发热量，从而延长管道三维姿态测量仪的使用寿命。所述双轴承轮包括轮毂、设置在轮毂上的两个轴承和安装在轮毂上的轮套；所述轮毂通过两个轴承与支臂连接。所述轮套为纤维尼龙制成的轮套。本技术还包括轴承挡圈和沉头螺栓；所述轴承挡圈设置在轮毂上方和下方，并与轮毂连接；所述沉头螺栓跨设于轮套上并与轮毂连接。所述主体与支架之间为可拆卸连接；所述主体与支架之间通过螺栓实现可拆卸连接。该连接方式便于主体与支架的安装和拆卸，从而提高测量仪部件维修的便利性。两个所述支架与主体连接的一端端面上设置有D型限位槽。支架上设有D型限位槽，使得两个支架与主体拼接时，可保证两端支架的装配方向一致。所述内置电源为充电锂电池；所述主体上设置有用于内置电源充电以及用于里程计电路板与内置电源连接的防水式插头；所述里程计电路板通过里程数据线与防水式插头连接。本技术将里程数据线和内置电源的充电数据线的插头合并成一个防水式插头。所述主体上还设置有用于显示内置电源充电状况的充电指示灯。当充电状态时充电指示灯显示红灯，当充满电池时充电指示灯显示绿灯。所述主体外侧设置有按键界面。该按键界面具有防水性能，安装在主体外侧使得操作简单方便。所述主体外侧设置有用于数据导出的USB接口。该USB接口采用防水性能强的USB接口。与现有技术相比，本技术具有如下优点与有益效果：本技术管道三维姿态测量仪实用性强，该管道三维姿态测量仪测量精度高和测量稳定性高，并且适应电缆施工行业需要，为电缆顶管施工中的管线事故分析提供有效的依据。同时，该管道三维姿态测量仪发热量低，从而延长管道三维姿态测量仪的使用寿命。附图说明图1是本技术管道三维姿态测量仪的结构示意图一；图2是本技术管道三维姿态测量仪中双轴承轮的示意图；图3是本技术管道三维姿态测量仪的结构示意图二；图4是本技术管道三维姿态测量仪中按键界面的示意图；其中，1为主体、2为支架、3为支臂、4为双轴承轮、4.1为轮毂、4.2为轴承、4.3为轮套、4.4为轴承挡圈、4.5为沉头螺栓、5为里程计、6为螺栓、7为D型限位槽、8为防水式插头、9为里程数据线、10为充电指示灯、11为按键界面、12为USB接口。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细的描述。实施例如图1至图4所示，本技术的管道三维姿态测量仪，包括船舱式结构的主体1和设置在主体1两端的支架2；其中，主体1两端的支架2上均由三个支臂3连接组成，每个支臂3上分别设置有双轴承轮4和里程计5，支架2内部设置有用于接收、计算和传送测量里程数据的里程计电路板；每个里程计5与里程计电路板信号连接。而主体1包括：用于提供电源的内置电源；用于测量管道各个位置的航向和俯仰角的惯性测量单元；用于实时接收惯性测量单元和里程计电路板的测量数据、控制惯性测量单元和内置电源、以及用于实时处理测量数据得出管道三维位置的主体电路板；其中，惯性测量单元和里程计电路板分别与主体电路板信号连接，内置电源与惯性测量单元、里程计电路板和主体电路板电连接。本技术的惯性测量单元、主体1和支架2的具体结构已经在专利“一种电缆顶管三维位置测量仪(201320335877.7)”中公开，本技术的管道三维姿态测量仪为上述专利的升级版。本技术的主体电路板将惯性测量单元中测量得到的航向和姿态数据信息以及将里程电路板中传送的里程数据信息进行处理，得到管道内各个位置的相对三维位置坐标，最后结合管道的起点坐标和终点坐标，从而得到管道内各个位置的三维位置坐标。其中，三个支臂3上均设置有里程计5，可便于校核管道三维姿态测量仪里程测量的准确性和完整性，从而提高管道三维姿态测量仪的测量精度高和测量稳定性。同时，本技术的里程电路板和主体电路板分别安装于支架2和主体1内部，使得里程电路板与主体电路板完全脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道三维姿态测量仪，包括主体和设置在主体两端的支架；其特征在于：所述主体两端的支架上均由三个支臂连接组成，每个支臂上分别设置有双轴承轮和里程计；所述支架内部设置有用于接收、计算和传送测量里程数据的里程计电路板；每个所述里程计与里程计电路板信号连接；所述主体包括：用于提供电源的内置电源；用于测量管道各个位置的航向和俯仰角的惯性测量单元；用于实时接收惯性测量单元和里程计电路板的测量数据、控制惯性测量单元和内置电源、以及用于实时处理测量数据得出管道三维位置的主体电路板；所述惯性测量单元和里程计电路板分别与主体电路板信号连接；所述内置电源与惯性测量单元、里程计电路板和主体电路板电连接。

【技术特征摘要】
1.一种管道三维姿态测量仪，包括主体和设置在主体两端的支架；其特征在于：所述主体两端的支架上均由三个支臂连接组成，每个支臂上分别设置有双轴承轮和里程计；所述支架内部设置有用于接收、计算和传送测量里程数据的里程计电路板；每个所述里程计与里程计电路板信号连接；所述主体包括：用于提供电源的内置电源；用于测量管道各个位置的航向和俯仰角的惯性测量单元；用于实时接收惯性测量单元和里程计电路板的测量数据、控制惯性测量单元和内置电源、以及用于实时处理测量数据得出管道三维位置的主体电路板；所述惯性测量单元和里程计电路板分别与主体电路板信号连接；所述内置电源与惯性测量单元、里程计电路板和主体电路板电连接。2.根据权利要求1所述的管道三维姿态测量仪，其特征在于：所述双轴承轮包括轮毂、设置在轮毂上的两个轴承和安装在轮毂上的轮套；所述轮毂通过两个轴承与支臂连接。3.根据权利要求2所述的管道三维姿态测量仪，其特征在于：所述轮套为纤维尼龙制成的轮套。4.根据权利要求2所述的管道三维姿态测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周尚勇，佘远银，冉永贵，胡文龙，官广荣，吴秀球，付志龙，
申请(专利权)人：广东威恒输变电工程有限公司，广东地建工程技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44