專利名稱：排水管道內通訊光纜的掛裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種排水管道內通訊光纜的掛裝方法，采用機器人技術將光纜自動準確地掛裝到排水管道內壁的卡圈上，屬于特種機器人領域。
背景技術：
當今國際通訊技術的發(fā)展非常迅速，促進了光纖網建設業(yè)的發(fā)展。光纜敷設主要有三種方法第一種是地下管道敷設；第二種是直接地下掩埋敷設；第三種是架空敷設，即通過架空線在空中敷設。在上述三種方法中地下管道敷設是被廣泛采用的一種方法。
在排水管道內敷設光纜，利用現有的排水管道系統，省去了挖掘作業(yè)和埋設專用的管道線路，其優(yōu)點不言而喻。對現有的光纜敷設方法檢索發(fā)現，歐洲發(fā)明專利“METHOD FOR LAYING DATA TRANSMISSION CABLES IN PIPES”(管道內數據傳輸電纜的敷設方法)(申請?zhí)朎P1223446)公開了一種在主管道中敷設數據傳輸光纜的方法，在這種方法中，光纜在次管道中是螺旋形放置的，這樣可以避免在鋪設時光纜的彎曲變形；光纜沿著主管道的內壁并且在主管道和次管道連接的邊緣至少保持線性或者相切的方式。但這種螺旋放置光纜的控制精度難以保證，機構設計也過于復雜。
申請?zhí)枮?00410025220.6的中國發(fā)明專利公開了一種“排水管道內光纜支撐卡圈的定位方法”，在排水管道內每隔一定距離安裝一個光纜的支撐卡圈，卡圈的內側上方有多個間距很小的卡槽，可以掛住光纜。由此可以利用自動牽引裝置，將一段光纜放在排水管道內，進行光纜的掛裝作業(yè)。但是在排水管道內敷設光纜的過程中，如何將套有防水光纜套的光纜在排水管道內掛裝起來，仍然是有待解決的問題。檢索發(fā)現，目前還沒有關于光纜在排水管道內的卡圈上進行掛裝方法的報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種排水管道內通訊光纜的掛裝方法，利用管道機器人來高效安全的完成排水管道內光纜的掛裝，解決狹窄的排水管道內敷設光纜的難題。
為實現這樣的目的，本發(fā)明的技術方案中，在管道機器人上加裝一節(jié)掛裝節(jié)，掛裝節(jié)上設置兩個傾斜布置的溝槽和一個由電機驅動的頂套，光纜放置在兩個溝槽和頂套內，利用掛裝節(jié)上設置的前視攝像頭和主攝像頭，觀察并反饋控制機器人在排水管道內的位置，確保光纜對準管道內卡圈的卡槽，然后由掛裝節(jié)上的電機來推動頂套桿上升，將頂套內的光纜頂入卡圈上的卡槽內，完成光纜的掛裝。
本發(fā)明的方法具體步驟如下1、將管道機器人的主驅動節(jié)放入排水管道并連接上掛裝節(jié)，掛裝節(jié)的前端設置一個前視攝像頭，上部設置一個主攝像頭，將光纜放置在掛裝節(jié)上兩個傾斜布置的溝槽和頂套內。
掛裝節(jié)上兩個溝槽向前傾斜布置，后端溝槽與前端溝槽形成一定的傾斜角度，可以減少管道機器人行進過程中光纜帶來的摩擦阻力。
2、驅動管道機器人在管道內前進，通過掛裝節(jié)上的前視攝像頭觀察管道機器人前面的情況，并通過視覺信號的反饋，控制管道機器人沿著排水管道的中心線方向前行，在到達管道內布排的卡圈下方時使機器人停下來，利用主攝像頭觀察光纜與卡圈之間的位置關系，并通過視覺信號的反饋，控制調整掛裝節(jié)的位置，使頂套內的光纜對正卡圈。
3、啟動掛裝節(jié)上的電機，帶動與頂套底部相連的頂套桿上升，使頂套連同頂套內的光纜抬高至卡圈的卡槽下方。
4、利用主攝像頭觀察光纜與卡圈之間的位置關系，并通過信號的反饋，對掛裝節(jié)的位置進一步進行微調，確保光纜與卡圈的卡槽對準。
5、啟動掛裝節(jié)的電機，使頂套桿及頂套向上運動，將光纜頂入卡圈的卡槽中。
6、將光纜送入卡圈后，反向啟動掛裝節(jié)的電機，使頂套桿向下運動回到初始位置，完成光纜的一次掛裝。
7、管道機器人繼續(xù)前行到下一個卡圈的下方，進行下一步的光纜掛裝，直到最終完成所有掛裝作業(yè)。此時可松開光纜，使管道機器人返回到出發(fā)點，拆卸掛裝節(jié)，掛裝作業(yè)結束。
本發(fā)明的排水管道內通訊光纜的掛裝方法，采用掛裝節(jié)上的兩個溝槽來定位光纜，一方面可以保持光纜在掛裝作業(yè)時的繃緊狀態(tài)，減少光纜的松馳下垂現象；另一方面，兩溝槽形成的傾斜角度可以減少管道機器人行進過程中光纜帶來的摩擦阻力，減少主驅動節(jié)的動力負荷。本發(fā)明采用前視攝像頭和主攝像頭進行機器人位置的信息采集和反饋控制，以確保光纜頂入卡圈的卡槽，實現安全可靠掛裝。
本發(fā)明與“排水管道內光纜支撐卡圈的定位方法”配合應用，利用管道機器人來完成排水管道內光纜的掛裝，有效解決了狹窄的排水管道內敷設光纜的難題，在實際的排水管道內光纜敷設作業(yè)中具有很廣的應用前景。


圖1為本發(fā)明利用機器人進行光纜掛裝作業(yè)示意圖。
圖1中，1為主驅動節(jié)，2為掛裝節(jié)，3為主攝像頭，4為前視攝像頭，5為光纜，6為頂套，7為后端溝槽，8為前端溝槽，9為排水管道。
圖2為管道機器人的頂套上升將光纜頂入卡圈卡槽示意圖。
圖2中，10為管道內設置的卡圈，11、12為頂套桿。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步描述。
本發(fā)明利用機器人進行光纜掛裝的方法如圖1所示，掛裝作業(yè)開始時，先將管道機器人的主驅動節(jié)1放入排水管道9，裝上掛裝節(jié)2，掛裝節(jié)2的前端設置一個前視攝像頭4，上部設置一個主攝像頭3，掛裝節(jié)2前段設置前端溝槽8和后端溝槽7，兩個溝槽傾斜布置，掛裝節(jié)2的后段設置由電機驅動的頂套6，光纜5放置在前端溝槽8、后端溝槽7及頂套6內。
圖2為管道機器人的頂套上升抬起光纜并將光纜套頂入卡圈卡槽的示意圖。
圖2中，當機器人行進到掛裝位置并已準確定位后，啟動掛裝節(jié)2上的電機動作，帶動頂套6下的兩根頂套桿11和12同時動作，使頂套6連同頂套內的光纜5上抬，將光纜5頂入管道內設置的卡圈10。
本發(fā)明需要解決的技術問題是在人無法進入的狹小的排水管道9內，通過機器人已在管道內將所有的卡圈10正確安裝到位，并通過繩子牽引，將光纜放入排水管道的底部后，如何自動地由管道機器人將光纜5沿排水管道9精確地掛裝到卡圈10上。本發(fā)明排水管道內通訊光纜的掛裝方法具體實施如下1、首先將管道機器人的主驅動節(jié)1送入排水管道9的井孔底部，連接上掛裝節(jié)2，連上控制電纜。氣路由主驅動節(jié)1提供氣源，掛裝節(jié)2通過止扣接口實現與主驅動節(jié)1氣路的連接。掛裝節(jié)2的前端設置一個前視攝像頭4，上部設置一個主攝像頭3，將光纜5放置在掛裝節(jié)上兩個傾斜布置的前端溝槽8、后端溝槽7及頂套6內。
掛裝節(jié)上的前端溝槽8與后端溝槽7傾斜布置，兩溝槽形成一定的傾斜角度，可以減少管道機器人行進過程中光纜帶來的摩擦阻力。
2、驅動管道機器人在管道9內前進，掛裝節(jié)2的前下方安裝前視攝像頭4。通過前視攝像頭4觀察管道機器人前面的情況，并通過視覺信號的反饋，使管道機器人可以判斷出正確的前行方向，使機器人始終沿著排水管道9的中心線方向前行，并使管道機器人能正確的走到支撐卡圈10的卡槽下面。主攝像頭2設置在掛裝節(jié)2的上部，正對頂套6的位置。主攝像頭2的兩側可以安裝兩個燈，分別對應安裝在頂套6的兩側，為攝像頭2提供足夠的光照。主攝像頭2用來觀察光纜5與光纜支撐卡圈10之間的位置關系，并通過視覺信號的反饋，由控制器來調整確定機器人掛裝節(jié)2的位置，使頂套內的光纜5對正卡圈10。
3、啟動機器人掛裝節(jié)2上的電機，帶動與頂套6底部相連的頂套桿11和12上升，使頂套6連同頂套內的光纜5抬高至卡圈10的卡槽下方。
4、再利用主攝像頭2觀察光纜5與卡圈10之間的位置，并將信號反饋到控制系統，由控制系統進一步對掛裝節(jié)2的位置進行微調，確保光纜5與卡圈10的卡槽精確對準。
5、之后掛裝節(jié)2的電機動作，使頂套桿11和12及與頂套桿相連的頂套6向上運動，將光纜5頂入卡圈10的卡槽中。
6、在將光纜5送入卡圈后，掛裝節(jié)2的的電機反向動作，使頂套桿11、12向下運動回到初始位置，完成光纜的一次掛裝。
7、當還需要繼續(xù)掛裝時，管道機器人將繼續(xù)前行到下一個卡圈的下方，進行下一步的光纜掛裝，直到最終完成所有掛裝作業(yè)，松開光纜，管道機器人返回到出發(fā)點，拆卸掉掛裝節(jié)2，掛裝作業(yè)結束。
本發(fā)明的方法利用管道機器人來完成排水管道內光纜的掛裝，簡便可行，安全高效，解決了狹窄的排水管道內敷設光纜的難題。
權利要求
1.一種排水管道內通訊光纜的掛裝方法，其特征在于包括如下具體步驟1)首先將管道機器人的主驅動節(jié)(1)放入排水管道(9)并連接上掛裝節(jié)(2)，掛裝節(jié)(2)的前端設置一個前視攝像頭(4)，上部設置一個主攝像頭(3)，將光纜(5)放置在掛裝節(jié)上兩個傾斜布置的前端溝槽(8)、后端溝槽(7)及頂套(6)內；2)驅動管道機器人在管道(9)內前進，通過前視攝像頭(4)觀察管道機器人前面的情況，并通過視覺信號的反饋，控制管道機器人沿著排水管道(9)的中心線方向前行，到達管道內布排的卡圈(10)的下方，利用主攝像頭(2)觀察光纜(5)與卡圈(10)之間的位置關系，并通過視覺信號的反饋，控制調整掛裝節(jié)(2)的位置，使頂套(6)內的光纜(5)對正卡圈(10)；3)啟動掛裝節(jié)(2)上的電機，帶動與頂套(6)底部相連的頂套桿(11、12)上升，使頂套(6)連同光纜(5)抬高至卡圈(10)的卡槽下方；4)利用主攝像頭(2)觀察光纜(5)與卡圈(10)之間的位置，并通過信號的反饋，對掛裝節(jié)(2)的位置進一步進行微調，使光纜(5)與卡圈(10)的卡槽對準；5)啟動掛裝節(jié)(2)的電機，使頂套桿(11、12)及頂套(6)向上運動，將光纜(5)頂入卡圈(10)的卡槽中；6)將光纜(5)送入卡圈(10)后，反向啟動掛裝節(jié)(2)的電機，使頂套桿(11、12)向下運動回到初始位置，完成光纜的一次掛裝；7)管道機器人繼續(xù)前行到下一個卡圈(10)的下方，進行下一步的光纜掛裝，直到最終完成所有掛裝作業(yè)。
全文摘要
一種排水管道內通訊光纜的掛裝方法，在管道機器人上加裝一節(jié)掛裝節(jié)，掛裝節(jié)上設置兩個傾斜布置的溝槽和一個由電機驅動的頂套，光纜放置在兩個溝槽和頂套內，利用掛裝節(jié)上設置的前視攝像頭和主攝像頭，觀察并反饋控制機器人在排水管道內的位置，確保光纜對準管道內卡圈的卡槽，然后由掛裝節(jié)上的電機來推動頂套桿上升，將頂套內的光纜頂入卡圈上的卡槽內，完成光纜的掛裝。本發(fā)明的方法利用管道機器人來完成排水管道內光纜的掛裝，簡便可行，安全高效，解決了狹窄的排水管道內敷設光纜的難題。
文檔編號G02B6/54GK1588152SQ200410052619
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2004年7月8日
發(fā)明者付莊, 梁旭, 趙言正, 蘆春鳴, 孫毅軍, 曹其新, 陳西平, 王美齡 申請人:上海交通大學, 北京昊遠天際互聯網絡服務有限公司