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一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置及方法

阅读：818发布：2023-01-29

专利汇可以提供一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，包含，动力卷扬机构，具有卷扬筒体及牵引绳索，所述牵引绳索的固定端与所述卷扬筒体相固定地结合，所述牵引绳索的牵引端用以与所述轨迹测量仪相固定地结合，藉由旋转所述卷扬筒体以卷绕或放松所述牵引绳索，进而带动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；摩阻提供机构，用以向所述卷扬筒体选择性地提供旋转摩阻；速度监测机构，用以监测所述牵引绳索的牵引速度；以及，压力监测机构，用以监测所述牵引绳索的拉力大小。本发明还公开装置的方法。本发明的优点在于：结构简单，自动化操作，依靠电力驱动控制，减轻操作人员的劳动强度，满足长距离管道、环境恶劣条件先的测量要求。，下面是一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，包含有，动力卷扬机构，其具有卷扬筒体及牵引绳索，所述牵引绳索具有固定端与牵引端，所述牵引绳索的固定端与所述卷扬筒体相固定地结合，所述牵引绳索的牵引端用以与所述轨迹测量仪相固定地结合，藉由旋转所述卷扬筒体以卷绕或放松所述牵引绳索，进而带动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；
摩阻提供机构，其用以向所述卷扬筒体选择性地提供旋转摩阻；
速度监测机构，其用以监测所述牵引绳索的牵引速度；以及，
压力监测机构，其用以监测所述牵引绳索的拉力大小。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述动力卷扬机构还具有调速电机、减速器及联轴器，所述卷扬筒体具有筒体转轴，所述调速电机的电机轴与所述减速器的输入轴相固定地结合，所述减速器的输出轴通过所述联轴器与所述筒体转轴相固定地结合。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述动力卷扬机构还具有弹性薄片，所述弹性薄片相邻于所述卷扬筒体，所述弹性薄片向所述卷扬筒体上的牵引绳索提供压紧力。
4.根据权利要求1至3所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述摩阻提供机构具有盘式摩擦片、固定摩擦件及可调摩擦件，所述固定摩擦件及所述可调摩擦件分别处于所述盘式摩擦片的两侧，所述固定摩擦件系固定且所述固定摩擦件与所述盘式摩擦片相对以形成固定摩擦副，所述可调摩擦件系活动且所述可调摩擦件与所述盘式摩擦片相对以形成活动摩擦副，藉由改变所述固定摩擦件与所述可调摩擦件间的距离，以实现对所述旋转摩阻的大小的控制。
5.根据权利要求4所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述摩阻提供机构还具有单向飞轮，所述单向飞轮与所述卷扬筒体以同轴的方式相固定地结合，所述盘式摩擦片与所述单向飞轮也以同轴的方式相固定地结合。
6.根据权利要求1至5所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述速度监测机构具有旋转编码器及测试轴，所述测试轴与所述卷扬筒体同轴设置，所述旋转编码器用以监测所述测试轴。
7.根据权利要求1至6所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，其特征在于，所述压力监测机构具有第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮及压力变送器，所述第一滑轮、所述第二滑轮及所述第三滑轮排列成等腰三角形，所述第一滑轮及所述第三滑轮处于底部形成等腰三角形的两个底点，所述第二滑轮处于顶部形成等腰三角形的一个顶点，所述第一滑轮、所述第二滑轮及所述第三滑轮绕有所述牵引绳索，所述压力变送器用以监测所述第二滑轮的垂直受力情况。
8.一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的方法，利用该方法以牵引轨迹测量仪于电力管道内来回移位，其特征在于，包含以下步骤，
步骤1，提供两个权利要求1至7所述的自动牵引装置，分别为第一自动牵引装置及第二自动牵引装置，所述第一自动牵引装置及所述第二自动牵引装置分别设置于所述电力管道的首端及末端处；
步骤2，所述电力管道内预设有预敷绳索，所述预敷绳索自所述电力管道的首端始延伸至其末端；
步骤3，将所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端与所述预敷绳索相固定地结合，将所述预敷绳索从所述电力管道的首端处拉出，使得所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端从所述电力管道的末端处始经所述电力管道内移至所述电力管道的首端处；
步骤4，将所述第一自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端及所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端分别与所述轨迹测量仪的相对两端相固定的结合；
步骤5，将所述轨迹测量仪从所述电力管道的首端处置入所述电力管道内；
步骤6，在所述轨迹测量仪从所述电力管道的首端移至其末端处的过程中，将所述第一自动牵引装置中的动力卷扬机构设定为被动工作状态并启用所述第一自动牵引装置中的摩阻提供机构，而将所述第二牵引装置中的动力卷扬机构设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；
步骤7，在所述轨迹测量仪从所述电力管道的末端移至其首端处的过程中，将所述第二自动牵引装置中的动力卷扬机构设定为被动工作状态并启用所述第二自动牵引装置中的摩阻提供机构，而将所述第一牵引装置中的动力卷扬机构设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；以及，
步骤8，重复步骤6~7，以完成轨迹测量。
9.根据权利要求8所述的一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的方法，步骤6中，根据所述第二牵引装置中的压力监测机构所监测的情况，改变所述第二牵引装置中的动力卷扬机构的牵引速度；
步骤7中，根据所述第一牵引装置中的压力监测机构所监测的情况，改变所述第一牵引装置中的动力卷扬机构的牵引速度。

说明书全文

一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及管道轨迹测量领域，尤其涉及一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置及方法。

背景技术

[0002] 地下电力管线的发展，要求准确掌握其三维轨迹。对地下管道轨迹的专门测量工作开始呈现，已有一种弹爪计程轮形式的轨迹仪用于此项事业，诸如，CN104567914A公开的“一种安装有新型计程轮的管道轨迹仪”，CN104567915A公开的“匀力轮计程内收扶正爪式管道轨迹仪”，但受制于该款仪器结构的设计形式等局限，仪器的操作主要还是要求人工拉绳，并且需要操作人员在收绳端与放绳端相互沟通才能完成测量。不难看出，上述存在着使用不便、操作繁琐和影响仪器精度的缺点。尤其针对长距离管线测量，人力牵引已无法满足此类轨迹仪的使用要求，人力牵引的不匀速和卡顿现象对轨迹测量的影响明显。又或是采用热熔连接方式的管道，焊疤处往往出现较大的突起，人力牵引造成的绳索弹性变形极易形成瞬间高加速度，对轨迹仪造成冲击破坏，甚至绳索断裂引起管道报废，存在巨大的安全隐患，对测绘工作和国民财产造成不可估量的损失，限制了地下管线测量技术的应用和发展。鉴于上述，亟待设计一种新型的能够替代人力牵引的装置。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中人力牵引的问题，提供一种新型的用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置。

[0004] 为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置，包含有，动力卷扬机构，其具有卷扬筒体及牵引绳索，所述牵引绳索具有固定端与牵引端，所述牵引绳索的固定端与所述卷扬筒体相固定地结合，所述牵引绳索的牵引端用以与所述轨迹测量仪相固定地结合，藉由旋转所述卷扬筒体以卷绕或放松所述牵引绳索，进而带动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；
摩阻提供机构，其用以向所述卷扬筒体选择性地提供旋转摩阻；
速度监测机构，其用以监测所述牵引绳索的牵引速度；以及，
压力监测机构，其用以监测所述牵引绳索的拉力大小。

[0005] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述动力卷扬机构还具有调速电机、减速器及联轴器，所述卷扬筒体具有筒体转轴，所述调速电机的电机轴与所述减速器的输入轴相固定地结合，所述减速器的输出轴通过所述联轴器与所述筒体转轴相固定地结合。

[0006] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述动力卷扬机构还具有弹性薄片，所述弹性薄片相邻于所述卷扬筒体，所述弹性薄片向所述卷扬筒体上的牵引绳索提供压紧力。

[0007] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述摩阻提供机构具有盘式摩擦片、固定摩擦件及可调摩擦件，所述固定摩擦件及所述可调摩擦件分别处于所述盘式摩擦片的两侧，所述固定摩擦件系固定且所述固定摩擦件与所述盘式摩擦片相对以形成固定摩擦副，所述可调摩擦件系活动且所述可调摩擦件与所述盘式摩擦片相对以形成活动摩擦副，藉由改变所述固定摩擦件与所述可调摩擦件间的距离，以实现对所述旋转摩阻的大小的控制。

[0008] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述摩阻提供机构还具有单向飞轮，所述单向飞轮与所述卷扬筒体以同轴的方式相固定地结合，所述盘式摩擦片与所述单向飞轮也以同轴的方式相固定地结合。

[0009] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述速度监测机构具有旋转编码器及测试轴，所述测试轴与所述卷扬筒体同轴设置，所述旋转编码器用以监测所述测试轴。

[0010] 作为一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的优选方案，所述压力监测机构具有第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮及压力变送器，所述第一滑轮、所述第二滑轮及所述第三滑轮排列成等腰三角形，所述第一滑轮及所述第三滑轮处于底部形成等腰三角形的两个底点，所述第二滑轮处于顶部形成等腰三角形的一个顶点，所述第一滑轮、所述第二滑轮及所述第三滑轮绕有所述牵引绳索，所述压力变送器用以监测所述第二滑轮的垂直受力情况。

[0011] 本发明还提供了一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的方法，利用该方法以牵引轨迹测量仪于电力管道内来回移位，包含以下步骤，步骤1，提供两个上述自动牵引装置，分别为第一自动牵引装置及第二自动牵引装置，所述第一自动牵引装置及所述第二自动牵引装置分别设置于所述电力管道的首端及末端处；
步骤2，所述电力管道内预设有预敷绳索，所述预敷绳索自所述电力管道的首端始延伸至其末端；
步骤3，将所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端与所述预敷绳索相固定地结合，将所述预敷绳索从所述电力管道的首端处拉出，使得所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端从所述电力管道的末端处始经所述电力管道内移至所述电力管道的首端处；
步骤4，将所述第一自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端及所述第二自动牵引装置中的所述牵引绳索的牵引端分别与所述轨迹测量仪的相对两端相固定的结合；
步骤5，将所述轨迹测量仪从所述电力管道的首端处置入所述电力管道内；
步骤6，在所述轨迹测量仪从所述电力管道的首端移至其末端处的过程中，将所述第一自动牵引装置中的动力卷扬机构设定为被动工作状态并启用所述第一自动牵引装置中的摩阻提供机构，而将所述第二牵引装置中的动力卷扬机构设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；
步骤7，在所述轨迹测量仪从所述电力管道的末端移至其首端处的过程中，将所述第二自动牵引装置中的动力卷扬机构设定为被动工作状态并启用所述第二自动牵引装置中的摩阻提供机构，而将所述第一牵引装置中的动力卷扬机构设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪于所述电力管道内移位；以及，
步骤8，重复步骤6~7，以完成轨迹测量。

[0012] 根据一种用于电力管道轨迹测量仪的自动牵引装置的方法的优选方案，步骤6中，根据所述第二牵引装置中的压力监测机构所监测的情况，改变所述第二牵引装置中的动力卷扬机构的牵引速度；步骤7中，根据所述第一牵引装置中的压力监测机构所监测的情况，改变所述第一牵引装置中的动力卷扬机构的牵引速度。

[0013] 与现有技术相比，本发明的优点至少在于：（1）结构简单，自动化操作，依靠电力驱动控制，减轻操作人员的劳动强度，满足长距离管道、环境恶劣条件先的测量要求。

[0014] （2）速度平稳，速度波动小，能进一步减少轨迹仪的测量误差精度；（3）实时检测、监控和记录轨迹仪运行过程中绳索的受力情况；
（4）本操作场地要求简单，需要空间少。
附图说明

[0015] 图1为本发明一实施例的结构示意主视图。

[0016] 图2为本发明一实施例的结构示意侧视图。

[0017] 图3为本发明一实施例的使用示意图。

具体实施方式

[0018] 下面通过具体的实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0019] 请参见图1、2和3，图中所示的是一种自动牵引装置，适用于使用环境在水平定向钻进技术施工、热熔连接的M-PP和PE管道的由外力牵引式的轨迹测量仪6。自动牵引装置的结构主要由动力卷扬机构1、摩阻提供机构2、速度监测机构3及压力监测机构4等组成。

[0020] 所述动力卷扬机构1用以牵引所述轨迹测量仪6。所述动力卷扬机构1具有卷扬筒体11、调速电机14、减速器15、联轴器16及牵引绳索12。其中，所述调速电机14的电机轴与所述减速器15的输入轴相固定地结合。所述卷扬筒体11具有筒体转轴。所述减速器15的输出轴通过所述联轴器16与所述筒体转轴相固定地结合。所述调速电机14可与减速器15构成一整体所述调速电机14可以调速。藉助上述结构，所述调速电机14能够带动所述卷扬筒体11以所述筒体转轴为轴线自转。所述牵引绳索12具有固定端及牵引端。所述牵引绳索12的固定端与所述卷扬筒体11相固定地结合，而所述牵引绳索12的牵引端用以与所述轨迹测量仪6相固定地结合。藉由旋转所述卷扬筒体11以卷绕或放松所述牵引绳索12，进而能够带动所述轨迹测量仪6于所述电力管道5内移位。为了保证排绳，所述动力卷扬机构1还具有弹性薄片13，所述弹性薄片13系相邻于所述卷扬筒体11且处于远离所述牵引端的那侧。所述弹性薄片13自安装底座始向所述卷扬筒体11方向向上弯曲延伸，即，所述弹性薄片13整体向所述牵引端凸设。并，所述弹性薄片13与所述卷扬筒体11上的所述牵引绳索12相抵且呈相切设置，使得所述弹性薄片13能够压紧于所述卷扬筒体11上的牵引绳索12。

[0021] 所述摩阻提供机构2用以选择性地向所述卷扬筒体11提供旋转摩阻。所述摩阻提供机构2具有单向飞轮22、盘式摩擦片21、固定摩擦件23及可调摩擦件24。所述单向飞轮22仅单向旋转。所述单向飞轮22与所述卷扬筒体11以同轴的方式相固定地结合。又，所述盘式摩擦片21与所述单向飞轮22也以同轴的方式相固定地结合。本实施例中，当所述卷扬筒体11正向转动（即，牵引，所述动力卷扬机构1处于主动工作状态），所述单向飞轮22不随其转动。而当所述卷扬筒体11反向转动时（即，放绳，所述动力卷扬机构1处于被动工作状态），所述单向飞轮22跟随其转动，而所述盘式摩擦片21与所述单向飞轮22始终同步。所述固定摩擦件23及所述可调摩擦件24分别处于所述盘式摩擦片21的两侧。所述固定摩擦件23系固定（比如，由固定架固定）且所述固定摩擦件23与所述盘式摩擦片21的一工作面相对以形成固定摩擦副。所述可调摩擦件24系活动（比如活动架固定，通过调整活动架上的活动螺栓移位）且所述可调摩擦件24与所述盘式摩擦片21的另一工作面相对以形成活动摩擦副。藉由改变所述固定摩擦件23与所述可调摩擦件24间的距离，以实现对所述摩阻大小的控制，距离越大摩阻越小，根据需要调节。

[0022] 所述速度监测机构3用以监测所述牵引绳索12的牵引速度。所述速度监测机构3具有旋转编码器31及测试轴32。所述测试轴32通过联轴器与所述所述测试轴32与所述筒体转轴相固定地结合，以实现同步转动。所述旋转编码器31测量所述测试轴32的转速，进而推算可得所述牵引速度。

[0023] 所述压力监测机构4用以监测所述牵引绳索12的拉力大小。所述压力监测机构4具有第一滑轮41、第二滑轮42、第三滑轮43及压力变送器44。所述第一滑轮41、所述第二滑轮42及所述第三滑轮43构成等腰三角形分布。所述第一滑轮41及所述第三滑轮43处于底部并安装在安装基座上（两者构成等腰三角形的底边），所述第二滑轮42处于顶部。所述第一滑轮41、所述第二滑轮42及所述第三滑轮43绕有所述牵引绳索12（所述牵引绳索依次经过第一滑轮41、第二滑轮42、第三滑轮43）。所述压力变送器44用以监测所述第二滑轮42的垂直受力情况，进而推算出所述牵引绳索12的拉力。

[0024] 上述自动牵引装置的使用方法，包含以下步骤，步骤1，提供两个自动牵引装置，分别为第一自动牵引装置100及第二自动牵引装置
101，所述第一自动牵引装置100及所述第二自动牵引装置101分别设置于所述电力管道5的首端及末端处。

[0025] 步骤2，所述电力管道5内预设有预敷绳索，所述预敷绳索自所述电力管道5的首端始延伸至其末端。

[0026] 步骤3，将所述第二自动牵引装置101中的所述牵引绳索12的牵引端与所述预敷绳索相固定地结合，将所述预敷绳索从所述电力管道5的首端处拉出，使得所述第二自动牵引装置101中的所述牵引绳索12的牵引端从所述电力管道5的末端处始经所述电力管道5内移至所述电力管道5的首端处。

[0027] 步骤4，将所述第一自动牵引装置100中的所述牵引绳索12的牵引端及所述第二自动牵引装置101中的所述牵引绳索12的牵引端分别与所述轨迹测量仪6的相对两端相固定的结合。

[0028] 步骤5，将所述轨迹测量仪6从所述电力管道5的首端处置入所述电力管道5内。

[0029] 步骤6，在所述轨迹测量仪6从所述电力管道5的首端移至其末端处的过程中，将所述第一自动牵引装置100中的动力卷扬机构1设定为被动工作状态并启用所述第一自动牵引装置100中的摩阻提供机构2，而将所述第二牵引装置中的动力卷扬机构1设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪6于所述电力管道5内移位。根据所述第二牵引装置中的压力监测机构4所监测的情况，改变所述第二牵引装置中的动力卷扬机构1的牵引速度。

[0030] 步骤7，在所述轨迹测量仪6从所述电力管道5的末端移至其首端处的过程中，将所述第二自动牵引装置101中的动力卷扬机构1设定为被动工作状态并启用所述第二自动牵引装置101中的摩阻提供机构2，而将所述第一牵引装置中的动力卷扬机构1设定为主动状态以拉动所述轨迹测量仪6于所述电力管道5内移位。根据所述第一牵引装置中的压力监测机构4所监测的情况，改变所述第一牵引装置中的动力卷扬机构1的牵引速度。

[0031] 步骤8，重复步骤6~7，以完成轨迹测量。

[0032] 以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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