一种城市地下供水管道探伤仪的制作方法

本发明涉及管道探伤技术领域，特别涉及一种城市地下供水管道探伤仪。

背景技术：

城市供水是城市建设的重要基础设施，对保证城市经济的稳定发展和人民生活水平的提高有着举足轻重的作用，在水资源贫乏和环境污染制约城镇供水规模的今天，供水管道漏水是对优质水资源的浪费，在供水不足的城市更加剧供求矛盾，它不仅增加了净水成本，而且还额外地增大了供水设施的投资费用，同时，也导致一些水淹、道路损坏等次生灾害。降低管道漏损率更是反映供水企业管理水平的重要标志之一。现在的检漏方法可以分为两类：主动检漏法和被动检漏法。主动检漏法就是在地下管道漏水冒出地面前，采用各种检漏方法及相关仪器，主动检查地下管道漏水的方法。被动检漏法是待地下管道漏水冒出地面后才发现漏水的方法。虽然供水行业检漏方法较多，一般情况下采用下列四种：音听检漏法、相关检漏法、漏水声自动检测法和分区检漏法。能解决70%的管道暗漏。前三种检漏法是靠漏口产生的声音来检测漏点的，这对无声的泄露就无效了。而分区检漏法是根据计量管道流量及压力来判别有无漏水存在。综上，急需一种高效率高准确率的检漏装备。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种城市地下供水管道探伤仪，电力驱动，带有声呐、激光传感器及摄像头等多种探测装备，游走于城市地下供水管路内部，可沿管路巡航，周期性检测管路是否发生泄漏故障；机身四周有四个电动推杆，在机器人停止巡航时起抛锚作用，伸出推杆，四周卡在管壁上，即固定住了机器人；机身固定后，主螺旋桨可在水流作用下水力发电，实现了长时间续航功能，且绿色环保。

本发明所使用的技术方案是：一种城市地下供水管道探伤仪，包括主控舱、推进器、探测头，所述的推进器和探测头分别固定安装在主控舱两端；主控舱负责位姿调控，推进器负责推进于水力发电，探测头负责探伤。

所述的主控舱包括后舱、第一伺服电机、环形蓄电池、辅助推进器、方形蓄电池、轴承座、前舱、电动推杆、第一支座、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、带柄阶梯轴、齿条、丝杠、螺母，所述的后舱固定安装在前舱上；第一伺服电机、环形蓄电池和四个辅助推进器固定安装在后舱上；四个方形蓄电池固定安装在前舱四周；所述的轴承座有四个，均布固定安装于前舱四周，每个轴承座上铰接有一个带柄阶梯轴；每个带柄阶梯轴两轴端各固定安装有一第三齿轮，外伸柄端固定安装有一电动推杆；所述的第一齿轮、第二齿轮分别固定安装在后舱上，且相互啮合；第一支座固定安装在后舱上；所述的丝杠两端分别铰接在第一支座与前舱上；螺母与丝杠配合，可沿丝杠轴向往复移动，且螺母四周外伸耳上均固定安装有一齿条，齿条与第三齿轮啮合。

所述的推进器包括第二螺旋桨、第二固定钉、第二支座、第四齿轮、第五齿轮、后舱法兰、第二伺服电机，所述的第四齿轮和第五齿轮分别固定安装在后舱法兰上，且相互啮合；所述的第二支座和第二伺服电机分别固定安装在后舱法兰两侧，其中，第二伺服电机输出轴与第五齿轮联接；第二螺旋桨通过第二固定钉固定安装在第四齿轮外伸轴上。

所述的探测头包括前舱端盖、传感器支座、声呐、激光传感器、摄像头、第二无刷电机，所述的第二无刷电机固定安装在前舱端盖内，其输出轴上固定安装有一传感器支座；四个声呐与四个激光传感器分别均布固定安装在传感器支座上；摄像头固定安装在传感器支座一侧端面上。

进一步的，所述的辅助推进器包括第一螺旋桨、第一固定钉、第一无刷电机、电机支架，所述的第一无刷电机固定安装在电机支架上；所述的第一螺旋桨通过第一固定钉固定安装在第一无刷电机输出轴上。

进一步的，所述的电动推杆包括缸体、推杆、弹性橡胶球，所述的推杆与缸体配合构成一圆柱副；弹性橡胶球固定安装在推杆端部。

本发明有益效果：（1）1.自动化探伤城市供水系统主管路，方便故障检测维修，准确率高；（2）自主发电，绿色节能；（3）结构简单，体积小。

附图说明

图1、图2为本发明的整体结构示意图。

图3、图4为本发明的主控舱结构示意图。

图5为本发明的辅助推进器结构示意图。

图6为本发明的电动推杆结构示意图。

图7、图8为本发明的推进器结构示意图。

图9、图10为本发明的探测头结构示意图。

图11为本发明的缸体零件结构示意图。

图12为本发明的螺母零件结构示意图。

附图标号：1-主控舱；2-推进器；3-探测头；101-后舱；102-第一伺服电机；103-环形蓄电池；104-辅助推进器；105-方形蓄电池；106-轴承座；107-前舱；108-电动推杆；109-第一支座；110-第一齿轮；111-第二齿轮；112-第三齿轮；113-带柄阶梯轴；114-齿条；115-丝杠；116-螺母；10401-第一螺旋桨；10402-第一固定钉；10403-第一无刷电机；10404-电机支架；10801-缸体；10802-推杆；10803-弹性橡胶球；201-第二螺旋桨；202-第二固定钉；203-第二支座；204-第四齿轮；205-第五齿轮；206-后舱法兰；207-第二伺服电机；301-前舱端盖；302-传感器支座；303-声呐；304-激光传感器；305-摄像头；306-第二无刷电机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示的一种城市地下供水管道探伤仪，包括主控舱1、推进器2、探测头3，推进器2和探测头3分别固定安装在主控舱1两端；主控舱1负责位姿调控，推进器2负责推进于水力发电，探测头3负责探伤。

主控舱1包括后舱101、第一伺服电机102、环形蓄电池103、辅助推进器104、方形蓄电池105、轴承座106、前舱107、电动推杆108、第一支座109、第一齿轮110、第二齿轮111、第三齿轮112、带柄阶梯轴113、齿条114、丝杠115、螺母116。后舱101固定安装在前舱107上；第一伺服电机102、环形蓄电池103和四个辅助推进器104固定安装在后舱101上；四个方形蓄电池105固定安装在前舱107四周；轴承座106有四个，均布固定安装于前舱107四周，每个轴承座106上铰接有一个带柄阶梯轴113；每个带柄阶梯轴113两轴端各固定安装有一第三齿轮112，外伸柄端固定安装有一电动推杆108；第一齿轮110、第二齿轮111分别固定安装在后舱101上，且相互啮合；第一支座109固定安装在后舱101上；丝杠115两端分别铰接在第一支座109与前舱107上；螺母116与丝杠115配合，可沿丝杠115轴向往复移动，且螺母116四周外伸耳上均固定安装有一齿条114，齿条114与第三齿轮112啮合。

推进器2包括第二螺旋桨201、第二固定钉202、第二支座203、第四齿轮204、第五齿轮205、后舱法兰206、第二伺服电机207。第四齿轮204和第五齿轮205分别固定安装在后舱法兰206上，且相互啮合；第二支座203和第二伺服电机207分别固定安装在后舱法兰206两侧，其中，第二伺服电机207输出轴与第五齿轮205联接；第二螺旋桨201通过第二固定钉202固定安装在第四齿轮204外伸轴上。

探测头3包括前舱端盖301、传感器支座302、声呐303、激光传感器304、摄像头305、第二无刷电机306，第二无刷电机306固定安装在前舱端盖301内，其输出轴上固定安装有一传感器支座302；四个声呐303与四个激光传感器304分别均布固定安装在传感器支座302上；摄像头305固定安装在传感器支座302一侧端面上。

辅助推进器104包括第一螺旋桨10401、第一固定钉10402、第一无刷电机10403、电机支架10404。第一无刷电机10403固定安装在电机支架10404上；第一螺旋桨10401通过第一固定钉10402固定安装在第一无刷电机10403输出轴上。

电动推杆108包括缸体10801、推杆10802、弹性橡胶球10803，推杆10802与缸体10801配合构成一圆柱副；弹性橡胶球10803固定安装在推杆10802端。

本发明工作原理：本发明动力源为推进器2和辅助推进器104，均为螺旋桨机构，分别依靠第二伺服电机207和第一无刷电机10403驱动，电源为环形蓄电池103；其中，推进器2主控前行；辅助推进器104有四个，通过控制四个第一螺旋桨10401各自的转速，实现位姿控制。

第一伺服电机102通过一对齿轮副驱动丝杠115转动，进而带动螺母116往复移动，而螺母116四周有四个齿条114，四个齿条114进一步驱动四对第三齿轮112，每对第三齿轮112最终驱动带柄阶梯轴113往复摆动，从而最终实现固定安装在带柄阶梯轴113上的电动推杆108的开合；机器人抛锚时，推杆108与前舱107圆周面垂直，然后推出推杆10802，将机器人卡在管壁上，实现固定；机器人固定后，在水流作用下，第二螺旋桨201反转，实现水力发电，并将电存储于环形蓄电池103和方形蓄电池105中。

探测头3通过第二无刷电机306驱动绕电机输出轴轴线转动，保证其上各种传感器实现360°无死角检测。