基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，包含北斗卫星、管线、漂流器、数据库四部分，其中漂流器包括上壳体、下壳体、滚珠限定环、滚珠、承重壳体、重心块、立柱、弹簧、永磁体、绕组、安装板、蓄电池、电路板、MCU、BDS收发器、BDS天线；上壳体、下壳体组成中空圆球，滚珠限定环上嵌有滚珠紧贴壳体内壁；承重壳体焊接在滚珠限定环内侧，底部焊接有重心块，重心块顶面设有立柱，立柱顶面安装有安装板，各定位元件放置在安装板上；安装板下方装有永磁体和两个弹簧，立柱外缠绕有绕组，磁体上下晃动后绕组内产生电流；漂流器在随液体流动时将位置数据不断发送到数据库，将各个位置点连接成线，即可获得地下液体管线的测绘图。

Underground liquid transportation pipeline mapping system and method based on Beidou Positioning Technology

The invention provides a Beidou Positioning Technology of the underground liquid transportation pipeline mapping system and method based on Beidou satellite, including pipelines, drifting, drifting is the four part of the database, including the upper shell and the lower shell, ring, ball bearing, ball limit shell, gravity block, column, a spring, a permanent magnet, winding, installation board, battery, circuit board, MCU, BDS, BDS transceiver antenna; the upper shell and the lower shell composed of hollow ball, ball defining rings embedded ball close to the inner wall of the shell; the bearing shell welding ring on the inner side of the ball at the bottom limit, the welding center of gravity block, block is arranged at the top of the column, the top surface is provided with a mounting plate column the positioning element, placed on the mounting plate; the mounting plate is installed under the permanent magnet and two spring, column outer winding winding, up and down after the magnet winding to produce electricity When the drifting device flows with the liquid, the position data is continuously sent to the database, and each position point is connected into a line to obtain the mapping diagram of the underground liquid pipeline.

【技术实现步骤摘要】
基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法
本专利技术涉及一种测绘系统，特别是涉及一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法。
技术介绍
城市的地下，都有一张纵横交错交错的网，它时刻在为人们的生活提供保障，这张网就是由各种工业和民用管线组成的地下管线网。它是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。随着城镇化的快速推进，城市地下管线的数量和规模越来越大，构成状况越来越复杂。各地由地下管网问题引发的城市内涝、道路塌陷、管线爆裂等事故呈高发态势。由于不掌握地下管线的基本信息，城市道路屡屡“开膛破肚”，众多城市均出现影响交通安全的“马路拉链”。为切实加强城市地下管线建设管理，保障城市安全运行，提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，国务院办公厅印发了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号），要求各城市提高创新能力，完成地下管线普查，建立和完善综合管理信息系统，全面加强城市地下管线建设管理的目标任务。迅速探明地下管网的分布状况，测量其平面位置和高程，绘制地下管线图，为城市规划、设计、施工和管理提供必要依据，并采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。在液体运输管线测绘领域，目前国内外均使用金属探测仪来探测管线位置，主要缺陷有三个方面：（1）需要耗费巨大人工成本并且效率低；（2）针对非金属液体管线，利用金属探测仪难以探测；（3）很多管线埋设在建筑物下等难以探测的位置，测绘难度较大。当前北斗定位技术已经非常成熟，对于液体运输管线，充分结合北斗定位技术，利用液体管线内部的液体流动线路与管线铺设线路完全一致的特征，即可设计一种高效准确的地下液体运输管线测绘系统。这对于测绘领域科学技术发展和有效推动城市建设和管理具有重要意义。
技术实现思路
因此，本专利技术为了充分利用液体管线内部的液体流动线路与管线线路完全一致的特征，提供一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，系统中包含的漂流器内含定位元件，随管线内的液体流动并实时向外传送位置数据，最终实现液体管线的精确测绘。本专利技术所采用的技术方案是：基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，其特征在于：包括北斗卫星、管线、漂流器、数据库四部分，其中漂流器包括上壳体、下壳体、滚珠限定环、滚珠、承重壳体、重心块、立柱、弹簧、永磁体、绕组、安装板、蓄电池、电路板、MCU、BDS收发器、BDS天线、螺钉。所述上壳体和下壳体均为半球壳状，两者大小相同，上壳体和下壳体的开口处通过密封胶粘贴在一起，构成一个中空的圆球形，圆球内部充有一定氦气。所述滚珠限定环为具有一定宽度的环形结构，环绕环形结构均匀分布有多个滚珠半球壳，滚珠半球壳的开口朝外，半球壳结构在环形结构内侧，所述滚珠为球形，嵌在滚珠半球壳内。所述滚珠露出半个球面，与上壳体、下壳体的内壁接触。进一步讲，所述滚珠限定环的直径小于上壳体、下壳体的球径，大于承重壳体的球径。所述承重壳体为半球壳状，半球壳状结构的开口边缘处为竖直面结构，竖直面结构的外壁与滚珠半球壳的外壁焊接在一起。所述重心块的底面为球面，焊接在承重壳体的内部底面；所述重心块的顶面为平面，上面设有三根竖直方向的立柱；所述立柱为竖杆状，为多边形体，均匀分布在重心块顶面。进一步讲，所述立柱的顶面均开设有螺钉孔。所述弹簧有两个，下侧弹簧的顶部焊接在重心块的顶面中心处，顶部焊接在永磁体的底面；上侧弹簧的底部焊接在永磁体顶面，顶部焊接在安装板的底面。所述永磁体为圆柱体，位于上下两个弹簧之间；所述绕组缠绕在立柱外侧。所述安装板为扁圆形，安装板上开设有多个通孔，其中对应立柱位置的三个通孔内部光滑无螺纹，通过螺钉固定在立柱的顶面；其它通孔内加工有内螺纹。所述蓄电池的两端设有蓄电池固定片，所述电路板的两端设有电路板固定片，所述蓄电池固定片和电路板固定片上均开设有圆孔，通过螺钉固定在安装板上。所述MCU、BDS收发器安装在电路板上，所述BDS收发器的顶部伸出有BDS天线。本专利技术的原理为：上壳体和下壳体内充有一定量的氦气，使得漂流器悬浮在管线内的液体中，随着液体的流动不断向前漂移。因为管线内液体的流动受管线走向、液体压力、液体粘度等多种因素的影响，所述漂流器在管线内会随着液体不断上下翻滚或碰到管线内部。滚珠限定环和承重壳体焊接为一体，同时重心块和承重壳体也焊接在一起，所以无论壳体旋转或与管线相碰撞，由于滚珠与壳体内壁间的不断滚动，重心块能够带动滚珠限定环和承重壳体始终保持稳定，使得安装板及其上面安装的元件保持平稳。在漂流器上下浮动过程中，永磁体不断上下运动，绕组内的磁通发生改变产生电流，电流储存在蓄电池中，为所有耗电元件提供电能。BDS收发器通过BDS天线获取的北斗卫星位置，计算出漂流器的位置数据。然后MCU再通过BDS天线将漂流器的数据传递给数据库。根据漂流器不断传递出的位置数据，将各个位置点连接成线，即可获得地下液体管线的地理信息数据。本专利技术一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法具有如下优点：（1）适用于所有的液体管线，只需将本专利技术装置放到管线起始点，即可完成自动化测绘，避免外业测绘工作，大量节约人力成本；（2）借助管线内液体的流动路线，实现管线的测绘，构思巧妙，设计新颖；（3）利用北斗定位技术测量管线的多个点的位置数据，测量精确度较高，实用可靠；（4）漂流器利用管线中液体的流动特征实现自主发电，节能环保。所以，这种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，漂流器内含定位元件，随管线内的液体流动并实时向外传送位置数据，将各个位置点连接成线，实现液体管线的精确测绘，更方便快捷的获得地下液体管线的测绘图，对于测绘领域科学技术发展和有效推动城市建设和管理具有重要意义。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1本专利技术的信息传递原理示意图。图2本专利技术的漂流器的整体外观示意图。图3本专利技术在拆除上壳体后的装配结构示意图。图4本专利技术在拆除上壳体、下壳体后的装配结构示意图。图5本专利技术在拆除上壳体、下壳体、承重壳体后的装配结构示意图。图6本专利技术在拆除上壳体、下壳体、承重壳体、绕组后的装配结构示意图。图7本专利技术的上壳体、下壳体、滚珠限定环、滚珠、承重壳体的拆解示意图。图8本专利技术的重心块和负重壳体的拆解示意图。图9本专利技术的立柱、安装板、电路板的拆解示意图。图10是图9中的立柱、安装板的拆解的局部放大图。图11是图9中的安装板、电路板的拆解的局部放大图。图12是拆除绕组后的立柱、安装板的局部放大图。图13本专利技术的滚珠限定环的结构示意图。图14本专利技术的立柱和重心块的装配结构示意图。图15本专利技术的电路板的结构示意图。图中标号：1-上壳体、2-下壳体、3-滚珠限定环、301-滚珠半球壳、4-滚珠、5-承重壳体、6-重心块、7-立柱、8-弹簧、9-永磁体、10-绕组、11-安装板、1101-通孔、12-蓄电池、1201-蓄电池固定片、13-电路板、1301-电路板固定片、14-MCU、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统，其特征在于：包括北斗卫星(a)、管线(b)、漂流器(c)、数据库(d)四部分，其中漂流器(c)包括上壳体(1)、下壳体(2)、滚珠限定环(3)、滚珠(4)、承重壳体(5)、重心块(6)、立柱(7)、弹簧(8)、永磁体(9)、绕组(10)、安装板(11)、蓄电池(12)、电路板(13)、MCU(14)、BDS收发器(15)、BDS天线(16)、螺钉(17)；所述上壳体(1)和下壳体(2)均为半球壳状，两者大小相同，上壳体(1)和下壳体(2)的开口处通过密封胶粘贴在一起，构成一个中空的圆球形；所述滚珠限定环(3)为具有一定宽度的环形结构，环绕环形结构均匀分布有多个滚珠半球壳(301)，滚珠半球壳(301)的开口朝外，半球壳结构(301)在环形结构内侧，所述滚珠(4)为球形，嵌在滚珠半球壳(301)内；所述滚珠(4)露出半个球面，与上壳体(1)、下壳体(2)的内壁接触；所述承重壳体(5)为半球壳状，半球壳状结构的开口边缘处为竖直面结构，竖直面结构的外壁与滚珠半球壳(3)的外壁焊接在一起；所述重心块(6)的底面为球面，焊接在承重壳体(5)的内部底面；所述重心块(6)的顶面为平面，上面设有三根竖直方向的立柱(7)；所述立柱(7)为竖杆状，为多边形体，均匀分布在重心块(6)的顶面；所述弹簧(8)有两个，下侧弹簧(8)的顶部焊接在重心块(6)的顶面中心处，顶部焊接在永磁体(9)的底面；上侧弹簧(8)的底部焊接在永磁体(9)的顶面，顶部焊接在安装板(11)的底面；所述永磁体(9)为圆柱体，位于上下两个弹簧(8)之间；所述绕组(10)缠绕在立柱(7)外侧；所述安装板(11)为扁圆形，安装板(11)上开设有多个通孔(1101)，其中对应立柱(7)位置的三个通孔内部光滑无螺纹，通过螺钉(17)固定在立柱(7)的顶面；其它通孔内加工有内螺纹；所述蓄电池(12)的两端设有蓄电池固定片(1201)，所述电路板(13)的两端设有电路板固定片(1301)，所述蓄电池固定片(1201)和电路板固定片(1301)上均开设有圆孔，通过螺钉(17)固定在安装板(11)上；所述MCU(14)、BDS收发器(15)安装在电路板(13)上，所述BDS收发器(14)的顶部伸出有BDS天线(15)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统，其特征在于：包括北斗卫星(a)、管线(b)、漂流器(c)、数据库(d)四部分，其中漂流器(c)包括上壳体(1)、下壳体(2)、滚珠限定环(3)、滚珠(4)、承重壳体(5)、重心块(6)、立柱(7)、弹簧(8)、永磁体(9)、绕组(10)、安装板(11)、蓄电池(12)、电路板(13)、MCU(14)、BDS收发器(15)、BDS天线(16)、螺钉(17)；所述上壳体(1)和下壳体(2)均为半球壳状，两者大小相同，上壳体(1)和下壳体(2)的开口处通过密封胶粘贴在一起，构成一个中空的圆球形；所述滚珠限定环(3)为具有一定宽度的环形结构，环绕环形结构均匀分布有多个滚珠半球壳(301)，滚珠半球壳(301)的开口朝外，半球壳结构(301)在环形结构内侧，所述滚珠(4)为球形，嵌在滚珠半球壳(301)内；所述滚珠(4)露出半个球面，与上壳体(1)、下壳体(2)的内壁接触；所述承重壳体(5)为半球壳状，半球壳状结构的开口边缘处为竖直面结构，竖直面结构的外壁与滚珠半球壳(3)的外壁焊接在一起；所述重心块(6)的底面为球面，焊接在承重壳体(5)的内部底面；所述重心块(6)的顶面为平面，上面设有三根竖直方向的立柱(7)；所述立柱(7)为竖杆状，为多边形体，均匀分布在重心块(6)的顶面；所述弹簧(8)有两个，下侧弹簧(8)的顶部焊接在重心块(6)的顶面中心处，顶部焊接在永磁体(9)的底面；上侧弹簧(8)的底部焊接在永磁体(9)的顶面，顶部焊接在安装板(11)的底面；所述永磁体(9)为圆柱体，位于上下两个弹簧(8)之间；所述绕组(10)缠绕在立柱(7)外侧；所述安装板(11)为扁圆形，安装板(11)上开设有多个通孔(1101)，其中对应立柱(7)位置的三个通孔内部光滑无螺纹，通过螺钉(17)固定在立柱(7)的顶面；其它通孔内加工有内螺纹；所述蓄电池(12)的两端设有蓄电池固定片(1201)，所述电路板(13)的两端设有电路板固定片(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜基，乔志勇，杨浩，杨善华，汪洋，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35