一种管道淤积的测量结构及计算方法与流程

本发明属于管道内淤积测量技术领域，具体涉及一种管道淤积的测量结构及计算方法。

背景技术：

城市地下水管道中，随着水流中附带的泥沙逐渐堆积，会在管道底部形成一层“淤积”，如果不去定期的清理这些淤积，当它堆积达到一定厚度，会极大的影响管道的疏通能力，甚至直接堵塞管道，成为城市内涝的主要诱因。因此，定期清理管道淤积、防止管道堵塞或疏通能力下降，成为城市地下管道维护的必要需求。但是因为不同管道的淤积程度不一致，有的淤积严重，有的并无淤积，盲目的定期、地毯式清理管道淤积，会极大的浪费劳动力资源。此背景下，管道淤积的测量和计算技术就显得尤为重要。

市面上现有的管道淤积的测量手段，一般是固定式安装，安装在井口位置，不能精确的测算出水位和淤泥的厚度。而且固定式安装占用井口空间大，需要供电电源，需要长期维护。

或者是使用声纳，进入管道，行进整截管道，采集数据，计算淤积量。但是这种方法存在使用环境上极大缺陷：管道里水位高度必须足够高。实际上这种环境要求苛刻，适用性很小。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

本发明提供了一种管道淤积的测量结构及计算方法，以解决背景技术中提到的实际技术问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管道淤积的测量结构，包括挂载外壳、旋转编码器、电动推杆、探测杆、沟槽，所述挂载外壳的内部设有所述旋转编码器，所述旋转编码器的右侧与所述电动推杆的活动端连接，所述电动推杆水平设置于所述挂载外壳内部，所述挂载外壳底部设有所述沟槽，所述探测杆穿过所述沟槽且一端与所述旋转编码器的转轴连接。

优选的，所述探测杆为尼龙材料制成的。

优选的，所述探测杆的底端设有柔性减压带。

优选的，所述沟槽的最左端处于所述旋转编码器的右侧。

一种管道淤积的计算方法，包括以下步骤：

步骤（1）：将挂载外壳挂载在管道机器人结构上，电动推杆初始为伸展状态，使得探测杆通过沟槽的最左侧支点的作用底部收起；

步骤（2）：当管道机器人进入管道进行测量淤积时，控制电动推杆收缩，这时探测杆的底部放下并直接接触管道内淤泥的上表面；

步骤（3）：控制管道机器人在管道内移动，旋转编码器得到探测杆的倾斜角度值，通过倾斜角度值实时计算出横截面积；

步骤（4）：通过对管道机器人的行驶路径上测得的横截面积进行积分，得出淤积量。

（三）有益效果

本发明提供一种管道淤积的测量结构及计算方法，通过将本发明挂载在管道巡检机器人机身上，可以实时的测量和计算管道内的淤积量，并且能保证较高的计算精度，为管道运维决策提供可靠的数据信息，在探测杆的底端设有柔性减压带可以增大探测杆底端的受力面积，防止探测杆底端插入淤泥中导致测量不精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明测量原理图；

图3为本发明测量的管道内部示意图；

附图标记为：1-挂载外壳、2-旋转编码器、3-电动推杆、4-探测杆、5-沟槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

结合附图1-3，本发明提供的一种管道淤积的测量结构，包括挂载外壳1、旋转编码器2、电动推杆3、探测杆4、沟槽5，挂载外壳1的内部设有旋转编码器2，旋转编码器2的右侧与电动推杆3的活动端连接，电动推杆3水平设置于挂载外壳1内部，挂载外壳1底部设有沟槽5，探测杆4穿过沟槽5且一端与旋转编码器2的转轴连接；探测杆4为尼龙材料制成的；探测杆4的底端设有柔性减压带；沟槽5的最左端处于旋转编码器2的右侧。

本发明的具体测量计算的原理：将挂载外壳1挂载于管道巡检机器人上，并将旋转编码器2接口与巡检机器人的主cpu连接，探测杆4与旋转编码器2连接，由于尼龙的密度1.15略大于水，可在水中下沉，直到触碰到水下的泥沙，并停在泥沙之上；电动推杆3伸出，尼龙探测杆4收起，测量停止；电动推杆3缩回，尼龙探测杆4自由状态，沉入水中；通过编码器值得出了探测杆4的倾斜角度值，因为管道机器人在管道内是水平移动的，所以旋转编码器相对于管道的高度h（一般高于管道圆心）不变，通过倾斜角度值和已知的尼龙探测杆4的长度l可以得出该位置淤泥上表面距离旋转编码器2的竖直高度h，则淤泥厚度d就等于旋转编码器相对于管道的高度h减去竖直高度h，在通过已知的管道半径r和淤泥厚度d得出该位置淤泥的横截面积，巡检机器人主cpu实时捕获旋转编码器的值，将捕获到的淤积高度折算成淤积层的截面积，在巡检机器人的行进距离上做积分运算，得到淤积泥沙的总体积，就是淤积量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

1.一种管道淤积的测量结构，其特征在于：包括挂载外壳（1）、旋转编码器（2）、电动推杆（3）、探测杆（4）、沟槽（5），所述挂载外壳（1）的内部设有所述旋转编码器（2），所述旋转编码器（2）的右侧与所述电动推杆（3）的活动端连接，所述电动推杆（3）水平设置于所述挂载外壳（1）内部，所述挂载外壳（1）底部设有所述沟槽（5），所述探测杆（4）穿过所述沟槽（5）且一端与所述旋转编码器（2）的转轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种管道淤积的测量结构，其特征在于：所述探测杆（4）为尼龙材料制成的。

3.根据权利要求1所述的一种管道淤积的测量结构，其特征在于：所述探测杆（4）的底端设有柔性减压带。

4.根据权利要求1所述的一种管道淤积的测量结构，其特征在于：所述沟槽（5）的最左端处于所述旋转编码器（2）的右侧。

5.根据权利要求1所述的一种管道淤积的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：将挂载外壳（1）挂载在管道机器人结构上，电动推杆（3）初始为伸展状态，使得探测杆（4）通过沟槽（5）的最左侧支点的作用底部收起；

步骤（2）：当管道机器人进入管道进行测量淤积时，控制电动推杆（3）收缩，这时探测杆（4）的底部放下并直接接触管道内淤泥的上表面；

步骤（3）：控制管道机器人在管道内移动，旋转编码器（2）得到探测杆（4）的倾斜角度值，通过倾斜角度值实时计算出横截面积；

步骤（4）：通过对管道机器人的行驶路径上测得的横截面积进行积分，得出淤积量。

技术总结
一种管道淤积的测量结构，包括挂载外壳、旋转编码器、电动推杆、探测杆、沟槽，所述挂载外壳的内部设有所述旋转编码器，所述旋转编码器的右侧与所述电动推杆的活动端连接，所述电动推杆水平设置于所述挂载外壳内部，所述挂载外壳底部设有所述沟槽，所述探测杆穿过所述沟槽且一端与所述旋转编码器的转轴连接，通过将本发明挂载在管道巡检机器人机身上，可以实时的测量和计算管道内的淤积量，并且能保证较高的计算精度，为管道运维决策提供可靠的数据信息，在探测杆的底端设有柔性减压带可以增大探测杆底端的受力面积，防止探测杆底端插入淤泥中导致测量不精确。

技术研发人员：韩玉龙;汤佳坤
受保护的技术使用者：南京安透可智能系统有限公司
技术研发日：2019.12.23
技术公布日：2020.05.08