一种矿用管道运输安装车的定位系统及方法

技术领域

本发明涉及管道安装测量技术领域，特别涉及一种矿用管道运输安装车的定位系统及方法。

背景技术

为了确保于井下环境使用时的防护性，现有管道装配前，主要是在巷道内预铺装防护套管，通过内套管内通道支撑的铺装方式，实现管道的外防护。该种铺装方式的缺陷在于，周期内出现局部节点管道的更换时，因井下施工面影响，需要降低操作时的动工面，若截断节点跨越弯曲部位且并未包含管道对接端时，管道对接端的局部可见度差，无法确定管道对接端的对位是否准确，对于管道运输安装车的定位托举参数不具备预见性。

传统测量手段为确保于狭小施工面的运行，通常采用雷达探测法粗略测量管道对接高度，即在待接管道端设定声波反馈点，经声波定距反馈管道对接面是否吻合。该种测量手段容易受制于管道壁厚的阻拦，造成声波反馈误差，需往复调试其声波传导点位。同时因其粗略测量时的精度不佳，在不具备预见性的情况下，不利于精确完成管道装配孔位的测量标定，无法提供管道运输安装车的定位托举调试参数，进而增加管道安装时的操作负担。为此，我们提出一种矿用管道运输安装车的定位系统及方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种矿用管道运输安装车的定位系统及方法，用以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种矿用管道运输安装车的定位系统，包括内腔道测量端传递件和测量接点驱动件，所述测量接点驱动件一侧安装有内腔道测量调试组、平行选取测量组以及测量基点标定组，所述内腔道测量调试组根据待对接管道位置调试所述测量基点标定组的测量朝向，所述测量基点标定组用于获取待对接管道内腔直径，所述平行选取测量组用于选取所述测量基点标定组测量时所需的圆周起始点，所述内腔道测量调试组一侧安装有横轴随动标点组；

所述平行选取测量组包括待接管壁引导件、平行接面传动座、测量数据传达端和水平传感单元，所述平行接面传动座安装于所述待接管壁引导件的底侧，所述测量数据传达端安装于所述待接管壁引导件的顶侧，所述水平传感单元与所述平行接面传动座固定连接，所述平行接面传动座用于接触管道外壁后沿管道外壁弧面同步转动，所述水平传感单元用于测得所述平行接面传动座转动倾斜量，所述内腔道测量调试组依据转动倾斜量调节所述待接管壁引导件的横向分布点，进而选取测量时所述测量基点标定组所需的圆周起始点；

所述测量基点标定组包括基准测量轴对照件、端面非接触响应件和内腔对向测距件，所述基准测量轴对照件安装于所述测量数据传达端底部，所述端面非接触响应件的固定端安装于所述基准测量轴对照件的外壁，所述端面非接触响应件的活动端与所述内腔对向测距件固定连接，所述内腔道测量调试组根据管道壁厚调节所述端面非接触响应件的纵向高度，进而使所述端面非接触响应件脱离与管道接头表壁的接触后，通过所述内腔对向测距件稳定获取对接管道内腔直径。

本发明进一步的改进在于，所述内腔道测量调试组包括壁厚测量端调距件、周长测量端调距件和横轴测量调距件，所述壁厚测量端调距件的传动端与所述周长测量端调距件固定连接，所述周长测量端调距件的传动端与所述待接管壁引导件固定连接，所述横轴测量调距件的传动端安装于所述横轴随动标点组外壁。

本发明进一步的改进在于，所述内腔道测量端传递件的一端连接有标点接收反馈端，所述标点接收反馈端设有两个接收端点，两个接收端点分别用于获取所述横轴随动标点组以及所述基准测量轴对照件的定位相距信号。

本发明进一步的改进在于，所述测量数据传达端包括水平测量核准单元和基准参数比对单元，所述水平测量核准单元接收所述水平传感单元的水平感应数据，进而核定所述平行接面传动座是否处于管道圆周起始点，所述基准参数比对单元接收所述内腔对向测距件测量的直径参数，进而比对当前测量的直径参数是否与待对接管道端统一。

本发明进一步的改进在于，所述内腔道测量端传递件安装有电控锁扣件，所述电控锁扣件设置于所述壁厚测量端调距件以及所述测量接点驱动件之间，所述电控锁扣件用于所述内腔道测量端传递件和所述内腔道测量调试组的分离。

本发明进一步的改进在于，一种矿用管道运输安装车的定位系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、待接管道通过运输安装车送入管道接头端，内腔道测量端传递件置于外接管道外侧，将内腔道测量调试组、平行选取测量组以及测量基点标定组同步向对接端管道输送；

步骤S2、待接管壁引导件到达管道对接端后，壁厚测量端调距件驱动平行接面传动座，调试平行接面传动座接触面的纵向高度，直至平行接面传动座底部与接头端管道表壁贴合，通过水平传感单元测量平行接面传动座水平度，周长测量端调距件依据水平度数据，调试平行接面传动座横向排布点；

步骤S3、平行接面传动座改变横向排布点调至水平状态后，通过端面非接触响应件反馈的伸缩数据，确定端面非接触响应件是否与接头端管道装配孔对准，即端面非接触响应件呈扩张状态时，与接头端管道装配孔对准吻合，选取当前平行接面传动座所处位置作为圆周起始点，经内腔对向测距件沿当前圆周起始点测量接头端管道内直径；

步骤S4、横轴测量调距件接收接头端管道内直径参数后，沿其半径轴点九十度转动横轴随动标点组，位于圆周起始点的基准测量轴对照件作为第一测量标点，横轴随动标点组作为第二测量标点；

步骤S5、电控锁扣件断开内腔道测量端传递件与壁厚测量端调距件之间的连接，使标点接收反馈端保留于待接管道，基准测量轴对照件与横轴随动标点组保留于接头端管道，通过标点接收反馈端双接收端点与基准测量轴对照件以及横轴随动标点组反馈的距离偏差，作为安装车托举待接管道进行定位安装时的调试参数。

与现有技术相比，本发明通过平行接面传动座底部与接头端管道表壁贴合，经水平传感单元测量平行接面传动座水平度，并通过端面非接触响应件反馈的伸缩数据，确定端面非接触响应件是否与接头端管道装配孔对准，对位后，通过选取当前平行接面传动座所处位置作为第一测量标点，经内腔对向测距件沿当前圆周起始点测量接头端管道内直径后，沿其半径轴点九十度转动横轴随动标点组，通过横轴随动标点组作为第二测量标点，精确完成管道装配孔位的测量标定，进而经标点接收反馈端双接收端点与基准测量轴对照件以及横轴随动标点组反馈的距离偏差，供管道运输安装车将待接管道安装时定位托举的调试数据参考，确保管道安装时高精度的对位。

附图说明

图1为本发明一种矿用管道运输安装车的定位系统的组成图。

图2为本发明一种矿用管道运输安装车的定位系统装配时的状态示意图。

图中：1、内腔道测量端传递件；11、电控锁扣件；2、测量接点驱动件；3、内腔道测量调试组；31、壁厚测量端调距件；32、周长测量端调距件；33、横轴测量调距件；4、平行选取测量组；41、待接管壁引导件；42、平行接面传动座；43、测量数据传达端；44、水平传感单元；5、测量基点标定组；51、基准测量轴对照件；52、端面非接触响应件；53、内腔对向测距件；6、横轴随动标点组；7、标点接收反馈端。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，一种矿用管道运输安装车的定位系统，包括内腔道测量端传递件1和测量接点驱动件2。测量接点驱动件2一侧安装有内腔道测量调试组3、平行选取测量组4以及测量基点标定组5。内腔道测量调试组3根据待对接管道位置调试测量基点标定组5的测量朝向。测量基点标定组5用于获取待对接管道内腔直径，平行选取测量组4用于选取测量基点标定组5测量时所需的圆周起始点，内腔道测量调试组3一侧安装有横轴随动标点组6；

在本实施例中，内腔道测量端传递件1作为传输驱动件，供内腔道测量调试组3、平行选取测量组4、测量基点标定组5以及横轴随动标点组6向套管内对接点位的驱动。通过测量接点驱动件2驱动电控锁扣件11滑动，用于将内腔道测量调试组3以及平行选取测量组4的所处位置向接头端管道的移动，确保内腔道测量调试组3和平行选取测量组4可稳定处于待测量点。平行选取测量组4在到达测量点后，通过内腔道测量调试组3将平行选取测量组4调节呈水平状态，使平行选取测量组4设定为圆周起始点，而位于圆周起始点的测量基点标定组5作为第一测量标点。同时在平行选取测量组4完成水平调节之后，测量基点标定组5沿当前圆周起始点测量接头端管道内直径，并驱动横轴随动标点组6沿测量管道直径后的半径轴点九十度转动，使横轴随动标点组6作为第二测量标点。而标点接收反馈端7预留于内腔道测量端传递件1所处位置标定出待接管道的螺栓装配端，操作人员依据标点接收反馈端7与测量基点标定组5以及横轴随动标点组6之间的距离偏差，作为待接管道安装时定位托举的调试数据参考，确保管道安装时高精度的对位。

平行选取测量组4包括待接管壁引导件41、平行接面传动座42、测量数据传达端43和水平传感单元44。平行接面传动座42安装于待接管壁引导件41的底侧，测量数据传达端43安装于待接管壁引导件41的顶侧，水平传感单元44与平行接面传动座42固定连接。平行接面传动座42用于接触管道外壁后沿管道外壁弧面同步转动，水平传感单元44用于测得平行接面传动座42转动倾斜量，内腔道测量调试组3依据转动倾斜量调节待接管壁引导件41的横向分布点，进而选取测量时测量基点标定组5所需的圆周起始点；

在本实施例中，待接管壁引导件41到达管道对接端后，通过壁厚测量端调距件31驱动平行接面传动座42，调试平行接面传动座42接触面的纵向高度，使平行接面传动座42底部与接头端管道表壁保持贴合。通过水平传感单元44测量平行接面传动座42与接头端管道表壁贴合后的所处水平度，并将测量数据向周长测量端调距件32中发送，使周长测量端调距件32依据水平度数据，调试平行接面传动座42横向排布点，直至水平传感单元44反馈平行接面传动座42的所处状态水平后，通过测量基点标定组5测量安装孔是否对位，确保安装孔测量标记的准确性。

测量基点标定组5包括基准测量轴对照件51、端面非接触响应件52和内腔对向测距件53，基准测量轴对照件51安装于测量数据传达端43底部，端面非接触响应件52的固定端安装于基准测量轴对照件51的外壁。端面非接触响应件52的活动端与内腔对向测距件53固定连接，内腔道测量调试组3根据管道壁厚调节端面非接触响应件52的纵向高度，进而使端面非接触响应件52脱离与管道接头表壁的接触后，通过内腔对向测距件53稳定获取对接管道内腔直径。

在本实施例中，平行接面传动座42改变横向排布点调至水平状态后，端面非接触响应件52保持与安装孔同一直线，通过端面非接触响应件52反馈的伸缩数据，确定端面非接触响应件52是否与接头端管道装配孔对准。即端面非接触响应件52呈扩张状态时，与接头端管道装配孔对准吻合，而端面非接触响应件52呈扩张状态时，说明端面非接触响应件52活动端未到达装配孔内，且与接头端管道接触挤压，即装配孔并未与端面非接触响应件52对准吻合，进而确保测量标记点准确。

在本实施例中，确定端面非接触响应件52与接头端管道装配孔对准后，选取当前平行接面传动座42所处位置作为圆周起始点，经内腔对向测距件53沿当前圆周起始点测量接头端管道内直径，通过直径参数测量出用以X横轴的第二标记点。

内腔道测量调试组3包括壁厚测量端调距件31、周长测量端调距件32和横轴测量调距件33，壁厚测量端调距件31的传动端与周长测量端调距件32固定连接。周长测量端调距件32的传动端与待接管壁引导件41固定连接，横轴测量调距件33的传动端安装于横轴随动标点组6外壁。

在本实施例中，测量X横轴的第二标记点的具体方法为，横轴测量调距件33接收接头端管道内直径参数后，沿其半径轴点九十度转动横轴随动标点组6，转动调整后，位于圆周起始点的基准测量轴对照件51作为第一测量标点，横轴随动标点组6作为第二测量标点。

内腔道测量端传递件1的一端连接有标点接收反馈端7，标点接收反馈端7设有两个接收端点，两个接收端点分别用于获取横轴随动标点组6以及基准测量轴对照件51的定位相距信号。

在本实施例中，确定测量标点后，通过电控锁扣件11断开内腔道测量端传递件1与壁厚测量端调距件31之间的连接，使标点接收反馈端7保留于待接管道，基准测量轴对照件51与横轴随动标点组6保留于接头端管道。通过标点接收反馈端7双接收端点与基准测量轴对照件51以及横轴随动标点组6反馈的距离偏差，作为安装车托举待接管道进行定位安装时的调试参数。

测量数据传达端43包括水平测量核准单元和基准参数比对单元，水平测量核准单元接收水平传感单元44的水平感应数据，进而核定平行接面传动座42是否处于管道圆周起始点。基准参数比对单元接收内腔对向测距件53测量的直径参数，进而比对当前测量的直径参数是否与待对接管道端统一。

在本实施例中，水平测量核准单元接收水平传感单元44的水平感应数据以及端面非接触响应件52的伸展或收缩状态信号，进而确定水平传感单元44测量水平后，端面非接触响应件52到达安装孔内对位，即平行接面传动座42处于管道圆周起始点，通过向内腔对向测距件53发送直径参数的测量信号，经基准参数比对单元核定当前测量的直径参数是否与待对接管道端统一。

内腔道测量端传递件1安装有电控锁扣件11，电控锁扣件11设置于壁厚测量端调距件31以及测量接点驱动件2之间，电控锁扣件11用于内腔道测量端传递件1和内腔道测量调试组3的分离。

在本实施例中，通过电控锁扣件11断开内腔道测量端传递件1与壁厚测量端调距件31之间的连接，使标点接收反馈端7保留于待接端管道，测量基点标定组5以及横轴随动标点组6保留于接头端管道。通过标点接收反馈端7双接收端点与基准测量轴对照件51以及横轴随动标点组6反馈的距离偏差，作为安装车托举待接管道进行定位安装时的调试参数。

本发明的工作原理是：将待接管道通过运输安装车送入管道接头端，内腔道测量端传递件1置于外接管道外侧，将内腔道测量调试组3、平行选取测量组4以及测量基点标定组5同步向对接端管道输送。待接管壁引导件41到达管道对接端后，壁厚测量端调距件31驱动平行接面传动座42，调试平行接面传动座42接触面的纵向高度，直至平行接面传动座42底部与接头端管道表壁贴合，通过水平传感单元44测量平行接面传动座42水平度，周长测量端调距件32依据水平度数据，调试平行接面传动座42横向排布点。平行接面传动座42改变横向排布点调至水平状态后，通过端面非接触响应件52反馈的伸缩数据，确定端面非接触响应件52是否与接头端管道装配孔对准，即端面非接触响应件52呈扩张状态时，与接头端管道装配孔对准吻合，选取当前平行接面传动座42所处位置作为圆周起始点，经内腔对向测距件53沿当前圆周起始点测量接头端管道内直径。横轴测量调距件33接收接头端管道内直径参数后，沿其半径轴点九十度转动横轴随动标点组6，位于圆周起始点的基准测量轴对照件51作为第一测量标点，横轴随动标点组6作为第二测量标点。电控锁扣件11断开内腔道测量端传递件1与壁厚测量端调距件31之间的连接，使标点接收反馈端7保留于待接管道，基准测量轴对照件51与横轴随动标点组6保留于接头端管道，通过标点接收反馈端7双接收端点与基准测量轴对照件51以及横轴随动标点组6反馈的距离偏差，作为安装车托举待接管道进行定位安装时的调试参数。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。