CN115263330A - 非开挖扩径管道敷设机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种非开挖扩径管道敷设机器人，其包括封闭背板、掘进组件、驱动组件以及若干支撑钢管，所述封闭背板设于检查井的入口并对其封闭，所述掘进组件设于管道内，所述驱动组件穿过所述封闭背板与所述掘进组件相连接以驱动所述掘进组件沿管道的延伸方向移动并进行旋转，所述掘进组件沿管道的延伸方向移动时，沿所述掘进组件的移动方向，若干所述支撑钢管的半径逐渐增大并依次抵触在管道内壁面。本发明提供的非开挖扩径管道敷设机器人在不采取人工挖掘的基础上对管道进行扩径的目的。
Description
技术领域
本发明涉及管道技术领域，尤其涉及一种非开挖扩径管道敷设机器人。
背景技术
随着城市化快速发展，原有的管道直径不再满足需求，需要对旧管道进行拆除、扩挖、重新铺设，而且许多地下污水管道因年久老化而渗漏，急需更换新的管道。
而常用的爆管法对管道破除时，使用爆管工具将旧管破碎，将管道碎片挤压到周围土层，同时顶入新管，但这种方法对地质要求较高，旧管线埋深较浅或在不可压密的地层中会使地面隆起，也会引起相邻管路的损坏，同时施工噪音大，严重影响居民的生活。并且还存在部分管道因地质原因无法对其进行开挖导致无法进行扩径。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种非开挖扩径管道敷设机器人，旨在解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种非开挖扩径管道敷设机器人包括封闭背板、掘进组件、驱动组件以及若干支撑钢管，所述封闭背板设于检查井的入口并对其封闭，所述掘进组件设于管道内，所述驱动组件穿过所述封闭背板与所述掘进组件相连接以驱动所述掘进组件沿管道的延伸方向移动并进行旋转，所述掘进组件沿管道的延伸方向移动时，沿所述掘进组件的移动方向，若干所述支撑钢管的半径逐渐增大并依次抵触在管道内壁面。
在一实施例中，所述掘进组件包括安装盘以及可拆卸设置在所述安装盘上的刀架，所述刀架上设有若干刀具。
在一实施例中，所述刀架包括圆盘以及多个刀臂，所述刀臂的两端分别和所述安装盘和所述圆盘连接，若干所述刀具均匀地分布在多个所述刀臂上。
在一实施例中，所述驱动组件包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述安装盘连接以驱动所述安装盘绕其自身轴线旋转。
在一实施例中，所述驱动组件还包括液压驱动件，所述液压驱动件穿过所述封闭背板与所述安装盘连接以驱动所述安装盘沿管道的延伸方向移动。
在一实施例中，所述驱动组件还包括两导向轴，两所述导向轴均穿设所述封闭背板。
在一实施例中，所述封闭背板为弧状背板以适配所述检查井的入口。
在一实施例中，所述非开挖扩径管道敷设机器人还包括承载架，所述支撑钢管设于所述承载架上。
在一实施例中，所述承载架上设有两承载板，两所述承载板呈V型布置，所述承载板上设有尼龙衬板。
本发明的技术方案中，非开挖扩径管道敷设机器人包括封闭背板、掘进组件、驱动组件以及若干支撑钢管，所述封闭背板设于检查井的入口并对其封闭，所述掘进组件设于管道内，所述驱动组件穿过所述封闭背板与所述掘进组件相连接以驱动所述掘进组件沿管道的延伸方向移动并进行旋转，所述掘进组件沿管道的延伸方向移动时，沿所述掘进组件的移动方向，若干所述支撑钢管的半径逐渐增大并依次抵触在管道内壁面。在本技术方案中，通过驱动组件控制掘进组件沿管道的延伸方向移动，并在移动的过程中，通过支撑钢管对管道内壁面进行抵触支撑，并且沿掘进组件的移动方向若干支撑钢管的半径逐渐增大，从而达到在不采取人工挖掘的基础上对管道进行扩径的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的非开挖扩径管道敷设机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例的非开挖扩径管道敷设机器人的另一视角的结构示意图；
图3为本发明实施例的非开挖扩径管道敷设机器人工作时的示意图；
图4为本发明实施例的油缸的结构示意图。
附图标号说明：10、掘进组件；11、安装盘；12、刀架；121、圆盘；121、刀臂；13、刀具；20、封闭背板；30、旋转驱动件；40、液压驱动件；50、支撑钢管；60、承载架；70、导向轴；80、承载板；90、尼龙衬板；100、连接法兰；110、油缸。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种非开挖扩径管道敷设机器人。
如图1-2所示，本发明实施例提供的非开挖扩径管道敷设机器人用于在不露出原管道的不动土的情况下对管道进行扩径，尤其适用于无法采取挖掘的形式取出管道以更换管道的地质条件。
在本申请中，非开挖扩径管道敷设机器人包括封闭背板20、掘进组件10、驱动组件以及若干支撑钢管50，所述封闭背板20设于检查井的入口并对其封闭，所述掘进组件10设于管道内，所述驱动组件穿过所述封闭背板20与所述掘进组件10相连接以驱动所述掘进组件10沿管道的延伸方向移动并进行旋转，所述掘进组件10沿管道的延伸方向移动时，沿所述掘进组件10的移动方向，若干所述支撑钢管50的半径逐渐增大并依次抵触在管道内壁面。在本实施例中，所述封闭背板20为弧状背板以适配所述检查井的入口，通过驱动组件控制掘进组件10沿管道的延伸方向移动，并在移动的过程中，通过支撑钢管50对管道内壁面进行抵触支撑，并且沿掘进组件10的移动方向若干支撑钢管50的半径逐渐增大，从而达到在不采取人工挖掘的基础上对管道进行扩径的目的。
具体地，在使用该机器人时，首先将掘进组件10设于管道内，随后通过封闭背板20将检查进的入口进行封闭，通过驱动组件驱动掘进组件10开始转动，并且沿管道的延伸方向移动，在移动的过程中，采取半径依次增大的多个支撑管道依次沿掘进组件10的延伸方向对管道进行支撑，从而不仅可以达到对管道进行扩径的目的还可以起到支撑管道的作用。
其中，所述掘进组件10包括安装盘11以及可拆卸设置在所述安装盘11上的刀架12，所述刀架12上设有若干刀具13。所述刀架12包括圆盘121以及多个刀臂121，所述刀臂121的两端分别和所述安装盘11和所述圆盘121连接，若干所述刀具13均匀地分布在多个所述刀臂121上。在本实施例中，由于刀架12为可拆卸连接，因此该机器人可针对不同的管道可选择不同的刀架12来适应不同的管道，以适配不同管道的扩径。在一可选的实施方式中，可在掘进组件10掘进一个支撑管道长度并设置一个支撑管道后，通过切换尺寸更大的刀架12，再进行一次掘进，随后再设置半径较大的支撑管道，如此往复循环达到扩径和支撑管道的目的，在此实施方式中，可以在无法采取挖掘的形式取出管道以更换管道的地质条件解决扩径的技术问题。
请参考图3，在图3中从右至左为掘进组件10的掘进方向，且沿掘进组件10的掘进方向，各支撑钢管50的半径逐渐增大。
在上述实施例中，所述驱动组件包括旋转驱动件30，所述旋转驱动件30与所述安装盘11连接以驱动所述安装盘11绕其自身轴线旋转。所述驱动组件还包括液压驱动件40，所述液压驱动件40穿过所述封闭背板20与所述安装盘11连接以驱动所述安装盘11沿管道的延伸方向移动。在本实施例中，旋转驱动件30可采取电机驱动，液压驱动件40为可采取液压缸以实现掘进组件10的转动和直线运动。进一步地，请参考图4，在支撑钢管50的两端设有环状的连接法兰100，在两连接法兰100中连接有两个油缸110，两个油缸100能够起到调向的作用，防止在安装支撑钢管50时支撑钢管50的轴线不与原管道的轴线共线导致倾斜的现象发生。
其中，所述驱动组件还包括两导向轴70，两所述导向轴70均穿设所述封闭背板20。通过设置导向轴70能够提高掘进组件10直线运动时的导向效果，防止产生错位的现象发生。
另外，所述非开挖扩径管道敷设机器人还包括承载架60，所述支撑钢管50设于所述承载架60上，所述承载架60上设有两承载板80，两所述承载板80呈V型布置，所述承载板80上设有尼龙衬板90。在本实施例中，支撑管道通过承载架60进行承载，同时通过设置尼龙衬板90能够保护支撑管道。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述非开挖扩径管道敷设机器人包括封闭背板、掘进组件、驱动组件以及若干支撑钢管，所述封闭背板设于检查井的入口并对其封闭，所述掘进组件设于管道内，所述驱动组件穿过所述封闭背板与所述掘进组件相连接以驱动所述掘进组件沿管道的延伸方向移动并进行旋转，所述掘进组件沿管道的延伸方向移动时，沿所述掘进组件的移动方向，若干所述支撑钢管的半径逐渐增大并依次抵触在管道内壁面。
2.根据权利要求1所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述掘进组件包括安装盘以及可拆卸设置在所述安装盘上的刀架，所述刀架上设有若干刀具。
3.根据权利要求2所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述刀架包括圆盘以及多个刀臂，所述刀臂的两端分别和所述安装盘和所述圆盘连接，若干所述刀具均匀地分布在多个所述刀臂上。
4.根据权利要求3所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述驱动组件包括旋转驱动件，所述旋转驱动件与所述安装盘连接以驱动所述安装盘绕其自身轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述驱动组件还包括液压驱动件，所述液压驱动件穿过所述封闭背板与所述安装盘连接以驱动所述安装盘沿管道的延伸方向移动。
6.根据权利要求5所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述驱动组件还包括两导向轴，两所述导向轴均穿设所述封闭背板。
7.根据权利要求1所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述封闭背板为弧状背板以适配所述检查井的入口。
8.根据权利要求1所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述非开挖扩径管道敷设机器人还包括承载架，所述支撑钢管设于所述承载架上。
9.根据权利要求8所述的非开挖扩径管道敷设机器人，其特征在于，所述承载架上设有两承载板，两所述承载板呈V型布置，所述承载板上设有尼龙衬板。
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