專利名稱：排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法，采用自動控制技術(shù)，實現(xiàn)對光纜支撐卡圈的自動定位操作，屬于管道機器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶急劇增加，需要鋪設(shè)越來越多的從各個區(qū)域到用戶終端的連接光纜。光纜鋪設(shè)最新技術(shù)是使用機器人在下水管道內(nèi)進行鋪設(shè)，比起目前的深挖公路埋下光纜的挖掘手段，更能減少工程所需時間和費用。其施工時不用挖開地面，既減少了大量的勞動，又避免了交通堵塞，而且更方便維護，是今后光纜鋪設(shè)的發(fā)展方向。
用于光纜鋪設(shè)的管道機器人技術(shù)復(fù)雜，涉及面相當(dāng)廣泛，其中光纜在排水管管壁上的固定是核心問題之一，目前主要用鉚釘機械將光纜套固定安裝在排水管管壁上，但是該法可靠性差，在排水管道內(nèi)水大時易被沖垮，大水后難以承受懸掛在光纜上雜物重量，減少了光纜的使用壽命，這種固定方法對管道也會產(chǎn)生一定的破壞。目前對管道機器人、光纜鋪設(shè)技術(shù)的檢索未見中國發(fā)明專利中有解決此問題的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前光纜固定的問題，提供一種排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法，實現(xiàn)簡單，操作方便，不破壞管道，且可使定位精度、速度、可靠性等指標(biāo)達到實際施工要求。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明采用常規(guī)的多節(jié)連接體結(jié)構(gòu)的管道機器人，并在機器人本體上專門增加一個卡圈定位節(jié)。設(shè)計的卡圈由一長條合金片重疊成圓環(huán)而成，重疊處用一個可調(diào)松緊的撥圈裝置固定，可以調(diào)節(jié)卡圈的大小。初始卡圈調(diào)到最小套在機器人的卡圈定位節(jié)上，由機器人送至需要位置，定位節(jié)電機驅(qū)動卡圈大距離的推進到定位點附近，再控制氣缸推動卡圈短距離運動進行調(diào)整，將卡圈送入與正確安裝位對應(yīng)的卡圈安裝節(jié)，調(diào)節(jié)卡圈變大到緊貼整個排水管內(nèi)壁(稱為“頂圈”)。在卡圈內(nèi)側(cè)設(shè)計一個夾子固定光纜套，將光纜穿在光纜套內(nèi)，從而實現(xiàn)排水管道內(nèi)光纜的固定。
本發(fā)明采用帶減速器的直流電機配合氣缸精確輸送各個卡圈到機器人頂圈位置，同時循環(huán)操作直到將安裝支架上所有的卡圈正確定位。實現(xiàn)這一技術(shù)的前提是進行卡圈的定位，即將各個卡圈可靠的送到機構(gòu)的頂圈位置，故而需要一個定位準(zhǔn)確、工作可靠的機構(gòu)以特定的方式來實現(xiàn)這一定位過程。
本發(fā)明定位方法的實現(xiàn)包括如下具體步驟1、將一組卡圈套在管道機器人卡圈定位節(jié)的卡圈支架上，使卡圈可以沿卡圈支架滑動。其中卡圈為由長條合金片重疊而成的圓環(huán)，重疊處有可調(diào)松緊的撥圈部件。
2、將帶卡圈定位節(jié)的管道機器人放入排水管道，并使機器人在排水管道內(nèi)移動至需要增加卡圈的位置停下。
3、控制卡圈定位節(jié)的電機運轉(zhuǎn)，推動卡圈并使其在卡圈支架上大距離移動到頂圈位附近，在移動過程中，使第一個卡圈進入卡圈支架前端的凹槽內(nèi)，其余的卡圈被凹槽邊的彈性結(jié)構(gòu)擋回。
4、控制卡圈定位節(jié)上的氣缸推動卡圈支架在短距離范圍移動，將卡圈精確地送到卡圈安裝節(jié)所對應(yīng)的頂圈安裝位。
5、啟動卡圈安裝節(jié)的頂圈裝置將卡圈抓緊并抬起，使之脫離卡圈支架，并調(diào)松卡圈上的撥圈部件使卡圈變大緊貼整個排水管道內(nèi)壁。
6、氣缸復(fù)位，卡圈支架帶著剩余卡圈回到原位?？刂齐姍C也回轉(zhuǎn)到初始位置，進入下一卡圈的定位流程。
7、如果卡圈支架上仍有卡圈，重復(fù)以上步驟，直到將卡圈支架上的所有卡圈各自精準(zhǔn)定位到頂圈位置。
本發(fā)明提供的排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法，采用帶減速器的直流電機配合氣缸精確輸送各個卡圈到機器人頂圈位置，同時循環(huán)操作直到將卡圈支架上所有的卡圈正確定位，方法獨特，定位精確可靠。采用卡圈支撐光纜套實現(xiàn)在排水管道內(nèi)光纜的固定，卡圈內(nèi)側(cè)夾子緊抓光纜套，固定可靠性好，使光纜套處于張緊狀態(tài)，在排水管道內(nèi)水大流速快的情況下也不受影響?？ㄈυ谂潘艿纼?nèi)以一定間距排列，這樣卡圈對光纜套的力量足可承受排水管內(nèi)雜物的干擾。本發(fā)明實現(xiàn)簡單，操作方便，避免了鉚釘機械將光纜套固定安裝在排水管管壁上對管道產(chǎn)生的破壞，且可使定位精度、速度、可靠性等指標(biāo)達到實際施工要求。


圖1為卡圈安裝前示意圖。
圖1中，1為卡圈，2為管道機器人上的卡圈定位節(jié)，3為撥圈部件，4為光纜套夾子，5為排水管道內(nèi)壁。
圖2為卡圈安裝完成后示意圖。
圖2中，1為卡圈，5為排水管道內(nèi)壁，6為光纜套，7為光纜。
圖3為卡圈定位前示意圖。
圖3中，1為卡圈，2為卡圈定位節(jié)，8為卡圈安裝節(jié)，9為卡圈支架。
圖4為大距離輸送卡圈示意圖。
圖5為卡圈分離示意圖。
圖6為卡圈定位示意圖。
圖6中，1為卡圈，9為卡圈支架。
圖7為支架回位示意圖。
圖7中，9為卡圈支架。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)實施方案作進一步描述。
圖1為卡圈安裝前示意圖。
圖1中，卡圈1由合金長條重疊成一個圓形圈套在機器人卡圈定位節(jié)2上；3為撥圈部件，可以松放合金條使卡圈撐大，直到緊貼整個排水管道內(nèi)壁5，卡圈1上的光纜套夾子4同時可以鑲嵌在機器人安裝支架上，使得卡圈1可在支架上滑動。
圖2為卡圈安裝完成后示意圖。
圖2中，卡圈1已經(jīng)撐開至緊貼整個排水管道內(nèi)壁5，光纜套夾子4夾住光纜套6，光纜7則置于光纜套6內(nèi)。
圖3為卡圈定位前示意圖。在卡圈定位節(jié)2上設(shè)置卡圈支架9，卡圈支架9的前端有彈性結(jié)構(gòu)的凹槽，一組卡圈1套在卡圈支架9上等待被送至前面的卡圈安裝節(jié)8定位?？ㄈΠ惭b節(jié)8可以將卡圈撐大到整個管壁大小。
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是在人無法進入的狹小的排水管道內(nèi)，自動將一組卡圈由管道機器人沿排水管道分別精確輸送到不同的頂圈處定位。具體實施方法如下1、首先將一組卡圈1套在管道機器人定位節(jié)2的卡圈支架9上，固定在卡圈上端的兩個光纜套夾子4鑲嵌在卡圈支架9的滑動槽內(nèi)，使卡圈1可以沿滑動槽運動。如圖1所示。
2、將帶卡圈定位節(jié)2的管道機器人放入排水管道，并使機器人在排水管道內(nèi)移動到需要安裝卡圈的位置停下。
3、控制卡圈定位節(jié)2的電機運轉(zhuǎn)，推動卡圈1并使其在卡圈支架9上大距離移動到頂圈位附近，如圖4所示。在移動過程中，第一個卡圈進入卡圈支架9前端的凹槽內(nèi)，其余的卡圈被凹槽邊的彈性結(jié)構(gòu)擋回，如圖5所示。
4、控制卡圈定位節(jié)2上的氣缸推動卡圈支架9在短距離范圍運動，將卡圈1精確地送到卡圈安裝節(jié)8所對應(yīng)的頂圈安裝位，如圖6所示。
5、啟動卡圈安裝節(jié)8的頂圈裝置抓緊送過來的卡圈1，將其抬起脫離卡圈支架9，并調(diào)松卡圈上的撥圈部件3使卡圈變大定位到頂圈位置(緊貼整個排水管內(nèi)壁5)。
6、氣缸復(fù)位，卡圈支架9帶著剩余卡圈回到原位，如圖7所示?？刂齐姍C也回轉(zhuǎn)到初始位置，進入下一卡圈的定位流程。如此循環(huán)，直到將卡圈支架9上的所有卡圈1各自精準(zhǔn)定位到頂圈位置。
本發(fā)明的定位方法采用電機驅(qū)動的大距離運動和氣缸小范圍輸送的配合，使卡圈定位精確。具體的實現(xiàn)機構(gòu)可以根據(jù)排水管管徑大小等其他因素的不同而具體設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法，其特征在于包括如下具體步驟1)將一組卡圈(1)套在管道機器人卡圈定位節(jié)(2)的卡圈支架(9)上，使卡圈可以沿卡圈支架滑動，其中卡圈(1)為由長條合金片重疊而成的圓環(huán)，重疊處有可調(diào)松緊的撥圈部件(3)；2)將帶卡圈定位節(jié)(2)的管道機器人放入排水管道，并使機器人在排水管道內(nèi)移動至需要設(shè)置卡圈的位置停下；3)控制卡圈定位節(jié)(2)的電機運轉(zhuǎn)，推動卡圈(1)并使其在卡圈支架(9)上大距離移動到頂圈位附近，在移動過程中，使第一個卡圈進入卡圈支架前端的凹槽內(nèi)，其余的卡圈被凹槽邊的彈性結(jié)構(gòu)擋回；4)控制卡圈定位節(jié)(2)上的氣缸推動卡圈支架(9)在短距離范圍移動，將卡圈(1)送到與卡圈安裝節(jié)(8)所對應(yīng)的頂圈安裝位；5)啟動卡圈安裝節(jié)(8)的頂圈裝置將卡圈(1)抓緊并抬起，使之脫離卡圈支架(9)，并調(diào)松卡圈上的撥圈部件(3)使卡圈變大緊貼整個排水管道內(nèi)壁；6)氣缸復(fù)位，卡圈支架(9)帶著剩余卡圈回到原位，控制電機也回轉(zhuǎn)到初始位置，進入下一卡圈的定位流程，直到將所有卡圈定位到頂圈位置。
全文摘要
一種排水管道內(nèi)光纜支撐卡圈的定位方法，在多節(jié)連接體結(jié)構(gòu)的管道機器人上設(shè)置卡圈定位節(jié)，卡圈由一長條合金片重疊成圓環(huán)而成，卡圈大小可用撥圈部件調(diào)節(jié)。初始卡圈調(diào)到最小套在機器人的卡圈定位節(jié)上，由機器人送至需要位置，定位節(jié)電機驅(qū)動卡圈大距離的推進到定位點附近，再控制氣缸推動卡圈短距離運動，將卡圈送到與卡圈安裝節(jié)所對應(yīng)的頂圈安裝位，調(diào)節(jié)卡圈使之緊貼整個排水管內(nèi)壁?？ㄈ?nèi)側(cè)有夾子固定光纜套，光纜線穿在光纜套內(nèi)，從而實現(xiàn)排水管道內(nèi)光纜套的固定。本發(fā)明方法獨特，卡圈對光纜套的力量可承受排水管內(nèi)雜物的干擾，定位精度、速度、可靠性等指標(biāo)達到實際施工要求。
文檔編號G02B6/50GK1595217SQ200410025220
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者趙言正, 梁旭, 付莊, 蘆春鳴, 劉華濤, 曹其新, 陳西平, 王美齡 申請人:上海交通大學(xué), 北京昊遠天際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有限公司