[发明专利]一种内隐式轨迹仪弹性支撑扶正计程装置

说明书

本发明提供一种内隐式轨迹仪弹性支撑扶正计程装置，包括与惯性测量系统连接的轴座和扶正计程机构，所述扶正计程机构包括弹性件、滑动轴和与所述滑动轴啮合的若干支撑机构，所述轴座内部开设有腔体，所述弹性件和所述滑动轴均沿所述腔体的轴向设置于所述腔体内，且所述弹性件位于所述惯性测量系统和所述滑动轴之间，所述支撑机构穿过所述腔体的侧壁而伸出所述轴座，每一所述支撑机构伸出所述腔体的一端均设有与所述管道内壁接触的滚轮，至少其中一所述支撑机构为计程支撑结构，所述计程支撑结构与所述惯性测量系统电连接，且所述计程支撑结构上的所述滚轮为计程滚轮。有益效果：轴向活动范围小、径向支撑范围大且具有良好防泥沙阻塞性能。

技术领域

本发明涉及管道轨迹测量技术领域，尤其涉及一种内隐式轨迹仪弹性支撑扶正计程装置。

背景技术

管道轨迹的测量在地质工程领域发挥着重要的作用，如城市地下管网的普查验收，通过惯性测量系统测量管道三维轨迹，用以建立地下管网信息系统；在滑坡地质灾害监测中，分时测量滑坡耦合管道的轨迹形态，即可通过管道轨迹形态差求取滑坡的位移分布等信息。

管道轨迹测量的核心是管道轨迹测量仪(轨迹仪)。轨迹仪通常为一套简化的惯性测量系统，同步测量仪器在管道行进中的姿态角和行程，依据姿态和行程积分求取管道轨迹。最初的轨迹仪为外置外向伸展式支撑扶正结构，支撑扶正结构在轴向的尺寸较大，仪器整体尺寸偏长，导致仪器的拐弯半径要求大，测量通行性差；ZL201310747941.7、ZL201320886158.4、ZL201320886421.X等中国专利中技术方案对轨迹仪的结构进行了改进，支撑扶正结构优化成外置内向收缩式，大大节省了仪器的轴向活动空间，但同时引入了另一个问题，由于所有结构内向收缩于支撑滚轮之下，滚轮的径向活动空间受到了较大的限制，削弱了仪器在小口径管道通行的性能。此外，外置的支撑扶正结构中，支撑弹簧外置，在淤积严重的管道中测量时，弹簧和滑动部件容易遭受泥沙阻塞，使支撑结构失效。因此，研发一种能减小结构轴向活动范围、增加径向支撑范围以及防止泥沙阻塞的内隐式支撑扶正结构，将极大地增强轨迹仪的适用性。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种轴向活动范围小、径向支撑范围大且具有良好防泥沙阻塞性能的内隐式轨迹仪弹性支撑扶正计程装置。

本发明的实施例提供一种内隐式轨迹仪弹性支撑扶正计程装置，用于配合惯性测量系统来测量管道轨迹，包括与所述惯性测量系统连接的轴座和安装于所述轴座的扶正计程机构，所述扶正计程机构包括弹性件、滑动轴和与所述滑动轴啮合的若干支撑机构，所述轴座内部开设有腔体，所述弹性件和所述滑动轴均沿所述腔体的轴向设置于所述腔体内，且所述弹性件位于所述惯性测量系统和所述滑动轴之间，所述支撑机构穿过所述腔体的侧壁而伸出所述轴座，每一所述支撑机构伸出所述腔体的一端均设有与所述管道内壁接触的滚轮，至少其中一所述支撑机构为计程支撑结构，所述计程支撑结构与所述惯性测量系统电连接，且所述计程支撑结构上的所述滚轮为计程滚轮。

进一步地，所述滑动轴具有呈正三角形排布的三个侧面，每一所述侧面上均设有一齿条，每一所述支撑机构均包括支架和设置于所述支架一端的支架齿轮，所述滚轮设置于所述支架的另一端而与所述支架齿轮相对，所述支架齿轮上设有与对应的所述齿条啮合的轮齿。

进一步地，所述轮齿全部隐于所述腔体，所述支架齿轮还设有二接触部，所述二接触部沿圆周方向位于所述轮齿的相对两侧，且所述接触部与所述腔体的侧壁紧密贴合以阻隔杂物进入所述腔体。

进一步地，所述支架上设置有所述滚轮的一端为音叉形结构，所述滚轮通过滚轮轴可转动的卡于所述音叉形结构中的二音叉之间。

进一步地，每一所述音叉上均嵌设有滚轮轴承，所述滚轮轴的相对两端分别与二所述音叉上的所述滚轮轴承连接。

进一步地，还包括套接管，所述套接管的相对两端均通过螺纹与所述惯性测量系统和所述轴座连接，且位于所述套接管相对两端的螺纹的螺纹方向相反。