專(zhuān)利名稱：管道無(wú)線遙控觀察機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到觀察空心體內(nèi)部的專(zhuān)用裝置，具體而言是一種管道無(wú)線遙控觀察機(jī)。
背景技術(shù)：
鋼管道鋪設(shè)施工中，每一道對(duì)接焊口少則焊三遍，多則焊10余遍，至焊縫成形，最后用X射線或超聲波等進(jìn)行無(wú)損探傷。若有缺陷而不合格，必須進(jìn)行修復(fù)。由施工經(jīng)驗(yàn)得知絕大部分焊縫的缺陷(如過(guò)瘤、夾渣、氣孔、未熔等)出現(xiàn)在第一遍焊接過(guò)程中，并且在管道外人工觀察難以發(fā)現(xiàn)。按照這種傳統(tǒng)的“焊完最后探傷，修復(fù)處理缺陷”的質(zhì)量監(jiān)控管理模式，每修復(fù)一道焊口，不但付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)是正常焊口的幾倍甚至十幾倍，而且耗用很長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)影響到其它工序正常進(jìn)行，甚至延誤整個(gè)工程的投產(chǎn)期限。另外，在管道施工過(guò)程中，管內(nèi)有時(shí)會(huì)有各種異物，有的體積較大，在通球清管時(shí)容易把球卡住，造成很大麻煩。多年來(lái)，許多管道工程施工企業(yè)為這些問(wèn)題吃盡苦頭，而又無(wú)法擺脫這種局面。勝利油田油建一公司在91年研制成功了“鋼管道內(nèi)涂層焊口補(bǔ)口機(jī)”(專(zhuān)利號(hào)91106511.3)和“鋼管道內(nèi)涂層自動(dòng)檢測(cè)補(bǔ)涂機(jī)”(專(zhuān)利號(hào)91107953.X)。這兩種專(zhuān)利產(chǎn)品雖然都能在管道內(nèi)自動(dòng)爬行作業(yè)，并且也有自動(dòng)攝像觀察功能，但是其圖像清晰度都不夠高，也不能沿圓周精確定位，因此都不能專(zhuān)用于在管道內(nèi)自動(dòng)攝像和觀察焊縫表面缺陷。經(jīng)檢索專(zhuān)利文獻(xiàn)，至今未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明更加接近的專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于提供一種與已有技術(shù)不同的“管道無(wú)線遙控觀察機(jī)”。它作為管道施工專(zhuān)用設(shè)備之一，既能在管道內(nèi)自動(dòng)爬行，徑向觀察對(duì)接焊縫內(nèi)表面有無(wú)各種缺陷，并能對(duì)缺陷精確定位及錄像。一旦發(fā)現(xiàn)缺陷就不再繼續(xù)焊接，而及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理，可節(jié)省大量人力、財(cái)物和時(shí)間。同時(shí)又能沿管道軸向自動(dòng)觀察管內(nèi)有無(wú)異物及其它施工質(zhì)量問(wèn)題，以便于及時(shí)處理，防患于未然。
上述目的是由下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)包括管內(nèi)攝像觀察車(chē)、管外監(jiān)控和水平基準(zhǔn)靠?？偝扇糠?。管內(nèi)攝像觀察車(chē)是一臺(tái)機(jī)、電、訊、光一體化的自動(dòng)觀察作業(yè)小車(chē)，由攝像觀察機(jī)頭和機(jī)身二大部分相連接而成。攝像觀察機(jī)頭包括旋轉(zhuǎn)部分和固定部分。機(jī)身包括變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)、機(jī)載控制系統(tǒng)、蓄電池組和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)等。管外監(jiān)控部分包括管外遙控信號(hào)發(fā)收系統(tǒng)主機(jī)和遙控操作器。其特征是管內(nèi)攝像觀察車(chē)的最前部是攝像觀察機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)部分。該部分最前端裝有三只軸向照明燈。彩色變焦攝像機(jī)置于旋轉(zhuǎn)部分中心部位。攝像機(jī)云臺(tái)座裝在旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼下部。云臺(tái)座上裝有轉(zhuǎn)向電機(jī)、云臺(tái)主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪。被動(dòng)齒輪上裝有90°磁性限位開(kāi)關(guān)。被動(dòng)齒輪軸的上端與攝像機(jī)固定支架相連。旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼上部安裝遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭及其支座，其鏡頭方向朝著后方的角度刻度盤(pán)。旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼右側(cè)裝有徑向照明燈，并有徑向觀察孔。旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼內(nèi)后部有角度刻度盤(pán)總成，刻度盤(pán)總成裝在固定芯軸上。旋轉(zhuǎn)部分后端的旋轉(zhuǎn)環(huán)與其后面的內(nèi)齒輪相連成為一體。內(nèi)齒輪通過(guò)軸承安裝在固定芯軸上。固定芯軸前端一小部分伸進(jìn)旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼內(nèi)，后部大部分置于機(jī)頭固定部分機(jī)殼內(nèi)中心部位，并通過(guò)支承環(huán)固定到機(jī)頭固定部分機(jī)殼內(nèi)壁上。支承環(huán)上裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其動(dòng)力輸出軸上的主動(dòng)齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，帶動(dòng)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)。支承環(huán)上部裝有360度磁性限位開(kāi)關(guān)。機(jī)頭固定部分后蓋上有燕尾式機(jī)頭插板，該插板與機(jī)身最前端的燕尾式機(jī)頭插槽相配，其作用是把機(jī)頭與機(jī)身連接成為一體。再向后是變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、被動(dòng)輪和被動(dòng)輪軸承座。再向后機(jī)身殼內(nèi)依次是管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)、機(jī)載控制系統(tǒng)和蓄電池組。機(jī)身后部是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、機(jī)身最后端下部裝有一個(gè)牽引環(huán)。管外監(jiān)控部分發(fā)收信號(hào)主機(jī)中包括管外遙控信號(hào)發(fā)收系統(tǒng)、圖像顯示器、直流/交流電源逆變器和電池組。天線和遙控操作器與主機(jī)之間都由電纜線相連。水平基準(zhǔn)靠模總成是個(gè)獨(dú)立部分，由靠模板、重錘線和重錘組成。靠模板中部一側(cè)加工成V形槽，其中心刻有一條基準(zhǔn)直線，基準(zhǔn)直線的上端系一根重錘線，重錘線的下端系一重錘。
上述管道無(wú)線遙控觀察機(jī)中的角度刻度盤(pán)總成，由圓形刻度盤(pán)、小支撐板、小軸承、小軸、導(dǎo)環(huán)和配重塊組成?？潭缺P(pán)邊沿處有0～360度的刻度，其中心孔中裝有導(dǎo)環(huán)。導(dǎo)環(huán)外圓上均布三個(gè)小軸承，小軸承裝在小軸上。由三塊小支撐板和三個(gè)小軸把刻度盤(pán)與三個(gè)小軸承連成一體，能在導(dǎo)環(huán)中滾動(dòng)。配重塊裝在刻度盤(pán)的下半部?？潭缺P(pán)的上半部有半環(huán)形的減輕孔。
上述管道無(wú)線遙控觀察機(jī)中的支承環(huán)類(lèi)似于輪轂形狀，其輪緣通過(guò)螺釘固定到機(jī)頭的固定部分機(jī)殼內(nèi)壁上，其中心是輪轂，輪緣與輪轂之間的輪輻上均布安裝三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并有減輕孔。
上述管道無(wú)線遙控觀察機(jī)中的變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由燕尾滑板、燕尾滑道、調(diào)節(jié)絲杠和絲母組成。燕尾滑板與機(jī)身前端的燕尾式機(jī)頭插槽焊接成一體，燕尾滑板的后表面下部裝有一個(gè)絲母。燕尾滑道與機(jī)身的機(jī)架固定為一體。調(diào)節(jié)絲杠由上向下裝入燕尾滑道的螺紋孔中，并且絲杠下端裝入絲母中。
上述管道無(wú)線遙控觀察機(jī)中的驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、諧波減速器、減速箱、電磁剎車(chē)、主動(dòng)輪、減速箱輸出軸和被動(dòng)輪組成。諧波減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的前輸出軸連接，電磁剎車(chē)裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的后輸出軸上。諧波減速器輸出端與減速箱連接。主動(dòng)輪安裝在減速箱輸出上。減速箱安裝在機(jī)架后部。被動(dòng)輪通過(guò)其軸承座安裝在機(jī)架的前端。
上述管道無(wú)線遙控觀察機(jī)中的機(jī)載控制系統(tǒng)，由PLC可編程控制器及其輸入、輸出接口電路和專(zhuān)用控制軟件組成。該系統(tǒng)安裝在機(jī)身中部的控制倉(cāng)內(nèi)。
按照上述技術(shù)方案制成的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，利用其彩色變焦攝像機(jī)、角度刻度盤(pán)總成、遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭、徑向照明燈和徑向觀察孔，可以及時(shí)徑向觀察管道對(duì)接焊縫焊接第一遍后其內(nèi)表面有無(wú)缺陷，并能直觀或記錄下缺陷所在的精確角度位置，以便于及時(shí)處理修復(fù)，大大提高探傷合格率。這樣既節(jié)省大量人工、材料和設(shè)備費(fèi)用，又節(jié)省大量時(shí)間，確保不誤工期。若把彩色變焦攝像機(jī)鏡頭調(diào)到朝正前方向，利用最前面的三只軸向照明燈，可以沿管道軸向觀察管道內(nèi)有無(wú)較大異物或其它施工質(zhì)量問(wèn)題，以便于及時(shí)清除障礙，或處理施工質(zhì)量問(wèn)題，避免留下隱患。以上徑向和軸向兩種觀察功能都是通過(guò)管外無(wú)線監(jiān)控部分，由遙控操作器發(fā)出指令信號(hào)，由管內(nèi)攝像觀察小車(chē)自動(dòng)完成的。另外，該機(jī)還可作為穿越管道的牽引設(shè)備，將鋼絲繩等輔助施工索具穿過(guò)管道，為其它工序施工創(chuàng)造條件。該機(jī)徑向觀察時(shí)，適用管徑500～1200毫米；軸向觀察時(shí)，適用管徑325～1200毫米。由于在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的后輸出軸上安裝了電磁剎車(chē)，該機(jī)能在坡度不大于17度管道內(nèi)正常工作。既可用于新管道施工，又可用于舊管道修復(fù)或觀察內(nèi)涂層表面質(zhì)量。遇到障礙或較深積水，能自動(dòng)退出管道外。該機(jī)工作時(shí)無(wú)任何噪聲或污染。


附圖1是該機(jī)的管內(nèi)攝像觀察車(chē)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是圖1的A向俯視示意圖。
附圖3是圖1中攝像觀察機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分與固定部分連接處的放大圖。
附圖4是其角度刻度盤(pán)總成示意圖。
附圖5是圖4的B-B剖視圖。
附圖6是其水平基準(zhǔn)靠?？偝杉皯?yīng)用示意圖。
附圖7是其管外監(jiān)控部分組成示意圖。
附圖8是其控制原理及工作流程方框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合

一個(gè)實(shí)施例附圖1、2中，1是彩色變焦攝像機(jī)，2是遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭支座，3是遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭，4是機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼，5是刻度盤(pán)，6是機(jī)頭固定部分機(jī)殼，7是360度磁性限位開(kāi)關(guān)，8是機(jī)頭固定部分后蓋，9是燕尾式機(jī)頭插板，10是調(diào)節(jié)絲杠，11是機(jī)載天線，12是機(jī)身上蓋，13是減速箱，14是諧波減速器，15是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，16是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上蓋，17是電磁剎車(chē)，18是牽引環(huán)，19是減速箱基座，20是機(jī)架，21是絲母，22是燕尾滑板，23旋轉(zhuǎn)電機(jī)，24是支承環(huán)，25是內(nèi)齒輪，26是旋轉(zhuǎn)環(huán)，27是轉(zhuǎn)向電機(jī)，28是云臺(tái)主動(dòng)齒輪，29是90度磁性限位開(kāi)關(guān)，30是云臺(tái)被動(dòng)齒輪，31是攝像機(jī)云臺(tái)座，32是攝像機(jī)支架，33是軸向照明燈，34是徑向照明燈，35是燕尾式機(jī)頭插槽，36是燕尾滑道，37是被動(dòng)輪，38是被動(dòng)輪軸承座，39是管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)，40是機(jī)載控制系統(tǒng)，41是蓄電池組，42是減速箱輸出軸，43是主動(dòng)輪。C是徑向觀察孔，D是軸向觀察孔，E是電機(jī)散熱窗口。
附圖3、4、5中，44是聯(lián)接螺燈，45是小軸承，46是小軸，47是導(dǎo)環(huán)，48是固定芯軸，49是壓緊螺母，50是小支撐板，51是配重塊，52是主動(dòng)齒輪，53是軸承，54是墊環(huán)，F(xiàn)是刻度盤(pán)上的減輕孔。
附圖6中，55是靠模板，56是重錘線，57是重錘，58是靠模板上的基準(zhǔn)直線，59是待觀察管道。
附圖7中，60是管外監(jiān)控部分發(fā)收信號(hào)系統(tǒng)主機(jī)箱，61是管外遙控信號(hào)發(fā)收系統(tǒng)，62是圖像顯示器，63是電池組，64是電源逆變器，65是天線，66是遙控操作器。
由圖1～7所示，管道無(wú)線遙控觀察機(jī)包括圖1、2所示的管內(nèi)攝像觀察車(chē)、圖7所示的管外監(jiān)控部分和圖6所示的水平基準(zhǔn)靠?？偝扇糠?。管內(nèi)攝像觀察車(chē)是一臺(tái)機(jī)、電、訊、光一體化的自動(dòng)觀察作業(yè)小車(chē)，由攝像觀察機(jī)頭和機(jī)身兩大部分相連而成。攝像觀察機(jī)頭包括旋轉(zhuǎn)部分和固定部分。機(jī)身包括變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)、機(jī)載控制系統(tǒng)、蓄電池組和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)等。管外監(jiān)控部分包括管外遙控發(fā)收信號(hào)系統(tǒng)主機(jī)和遙控操作器。
由圖1、2所示，其特征是攝像觀察車(chē)的最前部是攝像觀察機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)部分。該部分最前端裝有三個(gè)軸向照明燈33。中心有軸向觀察孔D。彩色變焦攝像機(jī)1置于旋轉(zhuǎn)部分中心部位。攝像機(jī)云臺(tái)座31裝在旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼4下部。云臺(tái)座31上裝有轉(zhuǎn)向電機(jī)27、云臺(tái)主動(dòng)齒輪28和被動(dòng)齒輪30，被動(dòng)齒輪30上裝有90度磁性限位開(kāi)關(guān)29。被動(dòng)齒輪軸的上端與攝橡機(jī)固定支架32相連。旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼4上部安裝遠(yuǎn)紅外攝橡鏡頭3及其支座2，其鏡頭朝向后方的角度刻度盤(pán)5。旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼4右側(cè)裝有徑向照明燈34，并有徑向觀察孔C。由圖3所示，旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼4內(nèi)后部有角度刻度盤(pán)總成，刻度盤(pán)總成裝在固定芯軸48上。旋轉(zhuǎn)部分后端的旋轉(zhuǎn)環(huán)26與其后面的內(nèi)齒輪25用螺釘44相連成為一體。內(nèi)齒輪25通過(guò)軸承53安裝在固定芯軸48上。固定芯軸48后部大部分置于機(jī)頭固定部分機(jī)殼6內(nèi)中心部位，并通過(guò)支承環(huán)24固定到機(jī)殼6內(nèi)壁上。支承環(huán)24上裝有三臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)23，其動(dòng)力輸出軸上的主動(dòng)齒輪52與內(nèi)齒輪25相嚙合，帶動(dòng)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)。支承環(huán)24上部裝有360度磁性限位開(kāi)關(guān)7。由圖1、2所示，機(jī)頭固定部分后蓋8上裝有燕尾式機(jī)頭插板9，插板9與機(jī)身最前端的燕尾式機(jī)頭插槽35相配，其作用是把機(jī)頭與機(jī)身連接成一體。再向后是變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，被動(dòng)輪37和軸承座38。再向后機(jī)身殼內(nèi)依次管內(nèi)是機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)39、機(jī)載控制系統(tǒng)40和蓄電池組41。機(jī)身后部是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)。機(jī)身最后端下部裝有一個(gè)牽引環(huán)18。
由圖7所示，管外監(jiān)控部分的主機(jī)箱60中，包括管外遙控發(fā)收信號(hào)系統(tǒng)61、圖像顯示器62、電池組63和直流/交流逆變器64。天線65和遙控操作器66與主機(jī)之間都用電纜相連。
由圖6所示，水平基準(zhǔn)靠?？偝墒且粋€(gè)獨(dú)立部分，由靠模板55、重錘線56和重錘57組成?？磕０?5中部一側(cè)加工成V形槽，其中心刻有一條基準(zhǔn)直線58，基準(zhǔn)直線58上端系一根重錘線56，重錘線56下端系一重錘57。
由圖4、5所示，角度刻度盤(pán)總成由圓形刻度盤(pán)5、小支撐板50、小軸承45、小軸46、導(dǎo)環(huán)47和配重塊51組成?？潭缺P(pán)邊沿處有0～360度的刻度，其中孔內(nèi)裝有導(dǎo)環(huán)47。導(dǎo)環(huán)47外圓上均布三個(gè)小軸承45，小軸承45裝在小軸46上。由三塊小支撐板50和三個(gè)小軸46把刻度盤(pán)5與三個(gè)小軸承45連接成一體，能在導(dǎo)環(huán)47中滾動(dòng)。配重塊51裝在刻度盤(pán)5的下半部?？潭缺P(pán)5的上半部有半環(huán)形的減輕孔F?？潭缺P(pán)5在配重塊51的作用下，不隨機(jī)頭和機(jī)身轉(zhuǎn)動(dòng)。
由圖1、2所示，變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由燕尾滑板22、燕尾滑道36、調(diào)節(jié)絲杠10和絲母21組成。燕尾滑板22與機(jī)身前端的燕尾式機(jī)頭插槽35焊接成一體，燕尾滑板22的后表面下部裝有一個(gè)絲母21。燕尾滑道36與機(jī)身的機(jī)架20固定為一體。調(diào)節(jié)絲杠10由上向下裝入滑道36上的螺紋孔中，絲杠10下端部裝入絲母21中。這樣旋動(dòng)調(diào)節(jié)絲杠10時(shí)，就能帶動(dòng)絲母21、燕尾滑板22和機(jī)頭上、下移動(dòng)，使得機(jī)頭的軸線盡量與管道軸線重合。當(dāng)管道直徑變動(dòng)較大時(shí)，則要改變主動(dòng)輪43和被動(dòng)輪37的接出軸的長(zhǎng)度。
由圖6所示，用水平基準(zhǔn)靠模總成測(cè)量水平基準(zhǔn)點(diǎn)的方法是將靠模板55的V形槽兩邊同時(shí)靠到待觀察管道59的外壁上，并上、下移動(dòng)，使重錘線56與靠模板55上的基準(zhǔn)線58重合。此時(shí)，過(guò)V形槽的頂點(diǎn)垂直于基準(zhǔn)線58的水平線與管道59外圓的交點(diǎn)，即為管道59的“水平直徑基準(zhǔn)零點(diǎn)”。以此零點(diǎn)為基準(zhǔn)，可根據(jù)角度刻度盤(pán)5對(duì)應(yīng)的焊縫缺陷的刻度值，確定焊縫缺陷的精確位置，進(jìn)行局部修復(fù)。
由圖8、7、2所示，該觀察機(jī)的控制原理及工作流程可分為三種情況描述。
觀察焊縫表面缺陷首先將該機(jī)小車(chē)置于待觀察管道的端部，用遙控操作器66發(fā)出“前進(jìn)”指令。該指令經(jīng)管外遙控信號(hào)發(fā)收系統(tǒng)61和天線65發(fā)射出去。管內(nèi)機(jī)載天線11和機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)39收到此信號(hào)，經(jīng)處理傳至機(jī)載控制系統(tǒng)40的PLC工業(yè)控制器。PLC再按預(yù)先編制好的軟件去控制小車(chē)沿管道向前行走，同時(shí)照明燈33亮。攝像觀察機(jī)邊行走，邊將觀察到的管內(nèi)圖像信號(hào)經(jīng)管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)39和天線11發(fā)出。管外天線65和發(fā)收信號(hào)系統(tǒng)61收到此圖像信號(hào)后，由圖像顯示器62顯示出來(lái)。操作人員直觀圖像即可知道管內(nèi)情況。小車(chē)到達(dá)一道焊縫時(shí)，按下“停車(chē)”鍵，使小車(chē)停住。再按下“轉(zhuǎn)向”鍵，攝橡機(jī)支架32即向右轉(zhuǎn)90度，使攝橡機(jī)1由軸向觀察變?yōu)閺较蛴^察。此時(shí)徑向照明燈34亮，軸向照明燈33熄滅。再點(diǎn)按“前進(jìn)”或“后退”鍵，使小車(chē)前、后微動(dòng)進(jìn)行定位修正，使攝像機(jī)1對(duì)準(zhǔn)焊縫。在此之前已用水平基準(zhǔn)靠?？偝稍诠芡庹页觥八街睆交鶞?zhǔn)零點(diǎn)”。此時(shí)點(diǎn)按“顯示”鍵，圖1中的遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭3即從刻度盤(pán)5上讀出誤差角δ，并記錄下此角度值。然后按住“正向旋轉(zhuǎn)”鍵，攝像機(jī)1就勻速旋轉(zhuǎn)觀察焊縫。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷時(shí)，松開(kāi)按鍵，機(jī)頭即停止旋轉(zhuǎn)。再點(diǎn)按“顯示”鍵，即顯示出刻度盤(pán)5上的α角，并記錄下此α角度值。按如下公式就能計(jì)算出自“水平直徑基準(zhǔn)零點(diǎn)”至焊縫缺陷處的弧長(zhǎng)LL＝πd×(α-δ)/360式中d為管徑，α為缺陷位置角度，δ為零點(diǎn)誤差角度。重復(fù)上述操作，旋轉(zhuǎn)至360度，一道焊縫觀察完畢。然后，攝像機(jī)云臺(tái)自動(dòng)反轉(zhuǎn)90度回到軸向觀察位置?？稍倮^續(xù)向前觀察，也可按“后退”鍵，使小車(chē)退出管道返回。
觀察管內(nèi)有無(wú)異物及施工質(zhì)量也是先把該機(jī)小車(chē)置于待觀察管道的端部，用圖7中的遙控操作器66發(fā)出“前進(jìn)”指令?？刂菩≤?chē)在管內(nèi)邊行走邊觀察，并把圖像傳輸出來(lái)，從顯示器62上即可看到管內(nèi)有無(wú)異物及施工質(zhì)量有無(wú)問(wèn)題。如需仔細(xì)觀察，可按“停車(chē)”鍵停車(chē)，再遙控改變焦距，仔細(xì)進(jìn)行觀察。必要時(shí)用管外錄像設(shè)備把重點(diǎn)圖像錄制下來(lái)。
牽引鋼絲繩穿越管道在圖1、2所示的牽引環(huán)18上系上鋼絲繩，將小車(chē)置于管道端部，用圖7中的遙控操作器66控制小車(chē)從管道的一端走到另一端。鋼絲繩即在管道中穿越。管道施工中有時(shí)會(huì)遇到這種情況。
上述三種情況，攝像觀察小車(chē)如在管內(nèi)遇水或蓄電池電壓不足，其尾部的狀態(tài)指示燈都能顯示出故障，并能自動(dòng)返回退出管道，進(jìn)行自身保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，包括管內(nèi)攝像觀察車(chē)、管外監(jiān)控和水平基準(zhǔn)靠?？偝扇糠?，管內(nèi)攝像觀察車(chē)是一臺(tái)機(jī)、電、訊、光一體化的自動(dòng)觀察作業(yè)小車(chē)，由攝像觀察機(jī)頭和機(jī)身兩大部分相連而成，攝像觀察機(jī)頭包括旋轉(zhuǎn)部分和固定部分，機(jī)身包括變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)、機(jī)載控制系統(tǒng)、蓄電池組和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，管外監(jiān)控部分包括管外遙控信號(hào)發(fā)收系統(tǒng)主機(jī)和遙控操作器，其特征是管內(nèi)攝像觀察車(chē)的最前部是攝像觀察機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)部分，該部分最前端是三只軸向照明燈(33)，中心有軸向觀察孔(D)，彩色變焦攝像機(jī)(1)置于旋轉(zhuǎn)部分中心部位，攝像機(jī)云臺(tái)座(31)裝在旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼(4)下部，云臺(tái)座(31)上裝有轉(zhuǎn)向電機(jī)(27)、云臺(tái)主動(dòng)齒輪(28)和被動(dòng)齒輪(30)，被動(dòng)齒輪(30)上裝有90度磁性限位開(kāi)關(guān)(29)，被動(dòng)齒輪軸的上端與攝像機(jī)固定支架(32)相連，旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼(4)上部安裝遠(yuǎn)紅外攝像鏡頭(3)及其支座(2)，其鏡頭朝向后方的角度刻度盤(pán)(5)，旋轉(zhuǎn)部分機(jī)殼(4)右側(cè)裝有徑向照明燈(34)并有徑向觀察孔(C)，機(jī)殼(4)內(nèi)后部有角度刻度盤(pán)總成，刻度盤(pán)總成裝在固定芯軸(48)上，旋轉(zhuǎn)部分后端的旋轉(zhuǎn)環(huán)(26)與其后面的內(nèi)齒輪(25)用螺釘(44)相連成為一體，內(nèi)齒輪(25)通過(guò)軸承(53)安裝在固定芯軸(48)上，固定芯軸(48)后部大部分置于機(jī)頭固定部分機(jī)殼(6)內(nèi)中心部位，并通過(guò)支承環(huán)(24)固定到機(jī)殼(6)內(nèi)壁上，支承環(huán)(24)上裝有旋轉(zhuǎn)電機(jī)(23)，其動(dòng)力輸出軸上的主動(dòng)齒輪(52)與內(nèi)齒輪(25)相嚙合，帶動(dòng)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)，支承環(huán)(24)上部裝有360度磁性限位開(kāi)關(guān)(7)，機(jī)頭固定部分后蓋(8)上裝有燕尾式機(jī)頭插板(9)，插板(9)與機(jī)身最前端的燕尾式機(jī)關(guān)插槽(35)相配，其作用是把機(jī)頭與機(jī)身連接成一體，再向后是變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、被動(dòng)輪(37)和軸承座(38)，再向后機(jī)身殼內(nèi)依次是管內(nèi)機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)(39)、機(jī)載機(jī)控制系統(tǒng)(40)和蓄電池組(41)，機(jī)身后部是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，機(jī)身最后端下部裝有一個(gè)牽引環(huán)(18)，管外監(jiān)控部分的主機(jī)箱(60)中，包括管外遙控發(fā)收信號(hào)系統(tǒng)(61)、圖像顯示器(62)、電池組(63)和直流/交流逆變器(64)，天線(65)和遙控操作器(66)與主機(jī)之間都用電纜線相連，水平基準(zhǔn)靠?？偝墒且粋€(gè)獨(dú)立部分，由靠模板(55)、重錘線(56)和重錘(57)組成，靠模板(55)中部一側(cè)加工成V形槽，其中心刻有一條基準(zhǔn)直線(58)，基準(zhǔn)直線(58)上端系一根重錘線(56)，重錘線(56)下端系一重錘(57)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，其特征是角度刻度盤(pán)總成由圓形刻度盤(pán)(5)、小支撐板(50)、小軸承(45)、小軸(46)、導(dǎo)環(huán)(47)和配重塊(51)組成，刻度盤(pán)(5)邊沿有0～360度的刻度，其中心孔中裝有導(dǎo)環(huán)(47)，導(dǎo)環(huán)(47)外圓上均布三個(gè)小軸承(45)，小軸承(45)裝在小軸(46)上，由三個(gè)小支撐板(50)和三個(gè)小軸(46)把刻度盤(pán)(5)與三個(gè)小軸承(45)連成一體，能在導(dǎo)環(huán)(47)中滾動(dòng)，配重塊(51)裝在刻度盤(pán)(5)的下半部，刻度盤(pán)(5)上半部有減輕孔(F)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線遙控觀察機(jī)，其特征是支承環(huán)(24)類(lèi)似于輪轂形狀，其輪緣通過(guò)螺釘固定到機(jī)頭的固定部分機(jī)殼(6)內(nèi)壁上，其中心是輪轂，輪緣與輪轂之間的輪輻上均布安裝三個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并有減輕孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，其特征是變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由燕尾滑板(22)、燕尾滑道(36)、調(diào)節(jié)絲杠(10)和絲母(21)組成，燕尾滑板(22)與機(jī)身前端的燕尾式機(jī)頭插槽(35)焊接成一體，燕尾滑板(22)的后表面下部裝有一個(gè)絲母(21)，燕尾滑道(36)與機(jī)身的機(jī)架(20)固定為一體，調(diào)節(jié)絲杠(10)由上向下裝入滑道(36)上的螺紋孔中，絲杠(10)下端裝入絲母(21)中，旋動(dòng)絲杠(10)就能帶動(dòng)絲母(21)、燕尾滑板(22)和機(jī)頭上、下移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，其特征是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15)、諧波減速器(14)、減速箱(13)、電磁剎車(chē)(17)、主動(dòng)輪(43)、減速箱輸出軸(42)和被動(dòng)輪(37)組成，諧波減速器(14)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15)的前輸出軸連接，電磁剎車(chē)(17)裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15)的后輸出軸上，諧波減速器(14)輸出端與減速箱(13)連接，主動(dòng)輪(43)安裝在減速箱輸出軸(42)上，減速箱(13)安裝在機(jī)架(20)的后部，被動(dòng)輪(37)安裝在機(jī)架(20)的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，其特征是機(jī)載控制系統(tǒng)(40)由PLC可編程控制器及其輸入、輸出接口電路和專(zhuān)用控制軟件組成，該系統(tǒng)安裝在機(jī)身中部的控制倉(cāng)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明是一種管道無(wú)線遙控觀察機(jī)，其管內(nèi)攝像觀察車(chē)是一臺(tái)機(jī)、電、訊、光一體化的自動(dòng)觀察作業(yè)小車(chē)，包括攝像觀察機(jī)頭和機(jī)身兩大部分。機(jī)頭分為旋轉(zhuǎn)和固定兩部分。機(jī)身包括變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、機(jī)載收發(fā)信號(hào)系統(tǒng)、機(jī)載控制系統(tǒng)、蓄電池組和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)。機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分內(nèi)裝攝像機(jī)和云臺(tái)，由電機(jī)帶動(dòng)可向右擺動(dòng)90度。機(jī)頭固定部分內(nèi)裝電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能帶動(dòng)機(jī)頭旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動(dòng)360度。機(jī)身前端通過(guò)燕尾式插槽、插板與機(jī)頭連接成一體。變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用燕尾滑板、滑道結(jié)構(gòu)，用絲杠、絲母調(diào)節(jié)機(jī)頭上、下移動(dòng)處于管道中心。驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)在機(jī)身后部，其余在機(jī)身前部和中部。主要用來(lái)觀察管道焊縫內(nèi)表面缺陷和管內(nèi)有無(wú)異物及施工質(zhì)量有無(wú)問(wèn)題，以便及時(shí)處理。
文檔編號(hào)G01N21/88GK1441243SQ0311210
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月2日
發(fā)明者葉明 , 王開(kāi)懷, 孫法遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:東營(yíng)市科威智能技術(shù)有限公司