变形塌陷管道非开挖修复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种变形塌陷管道非开挖修复机器人，包括机架、行走组件、刀具组件、支护组件和支护圆筒；行走组件驱动所述机器人在管道内行走，刀具组件切割变形塌陷的管道；支护组件包括支撑块、第一支杆、第一套环、第二支杆、第二套环和第一直线驱动器，第一支杆的一端铰接支撑块另一端铰接第一套环，第二支杆的一端铰接第一支杆另一端铰接第二套环，第一直线驱动器驱动第一套环或者第二套环沿着支撑筒移动，支护圆筒套在支撑块；本发明专利技术利用刀具组件切割管道内的变形塌陷区域，再利用支护组件将支护圆筒固定在切割区域，为后续铺设新的修补管道建立施工区域，使得变形塌陷管道能够在不开挖的情况下得到修复，降低修复成本。降低修复成本。降低修复成本。

【技术实现步骤摘要】
变形塌陷管道非开挖修复机器人


[0001]本专利技术涉及机械设备领域，尤其涉及一种变形塌陷管道非开挖修复机器人。

技术介绍

[0002]埋在地下的管道在长久的使用之后有可能因为外力等原因产生管道变形和塌陷，使得管道堵塞或者流通能力下降。对于这种变形和塌陷的管道，必须对变形和塌陷的区域进行切除，然后接上新的完整管道。现有技术的做法是通过技术手段寻找管道变形和塌陷的具体位置，然后开挖地面暴露管道，最后切除变形管道并接上新的管道。这种做法的缺陷在于：1.开挖地面工程量较大，修复所花费的经济成本和时间成本都较大；2.某些管道变形和塌陷的区域处于建筑物下方或者其他不具备开挖条件的地方，为管道修复带来巨大困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于变形塌陷管道的修复机器人，能够在不开挖地面的情况下实现管道修复。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种变形塌陷管道非开挖修复机器人，包括机架、行走组件、刀具组件、支护组件和支护圆筒；
[0005]所述行走组件和刀具组件均安装在机架上，行走组件驱动所述机器人在管道内行走，刀具组件切割变形塌陷的管道；
[0006]所述支护组件包括支撑块、第一支杆、第一套环、第二支杆、第二套环和第一直线驱动器，所述机架设置有支撑筒，第一套环和第二套环均套在支撑筒上，第一支杆的一端铰接支撑块另一端铰接第一套环，第二支杆的一端铰接第一支杆另一端铰接第二套环，第一直线驱动器驱动第一套环或者第二套环沿着支撑筒移动，所述支撑块的数量至少为两个并且围绕支撑筒均匀布置；
[0007]所述支护圆筒套在支撑块上并且支护圆筒能够被撑胀，即支护圆筒必须是一种有缝套管。
[0008]本专利技术的修复机器人主要用于清理管道的变形塌陷区域并实现支护，为后续的新的管道铺设建立施工空间，具体做法是：1.行走组件驱动整个修复机器人在管道内行走至变形塌陷区域；2.刀具组件启动，刀具组件将所有侵入管道内部空间的材料切割，使得管道中原本变形塌陷的区域变成缺口区域；3.支护组件携带支护圆筒到达缺口区域，第一直线驱动器驱动第一套环或第二套环平移，使得第一支架逐渐张开，支撑块从内部撑胀支护圆筒，被撑胀的支护圆筒撑住外部的土壤，为后续的新的管道铺设提供施工空间。
[0009]在本专利技术中，起到支护作用的支护圆筒必须具备一定的强度，一般采用钢材等金属材料制作支护圆筒，这种支护圆筒在被撑胀之后，如果撤去内部的支撑块，那么撑胀的支护圆筒不可避免的产生一定的回缩，这不利于支护工作，为了克服这一缺陷，本专利技术为支护圆筒配置了自锁功能，具体做法是：所述支护圆筒包括筒体、弧形衬板和卡扣，所述筒体设
置有轴向的缝隙以便筒体能够被撑胀，筒体表面设置有周向的锯齿槽，所述弧形衬板固定在筒体内表面，弧形衬板骑跨在筒体的轴向缝隙处，弧形衬板的表面设置有与锯齿槽对齐的弧形槽，卡扣固定在弧形槽上并插入锯齿槽内，卡扣本身具备一定的弹性；
[0010]当支撑块在筒体内部施加径向力时，筒体开始胀大，筒体的轴向缝隙变大，卡扣也会被动的在锯齿槽内移动；当筒体胀大到足够尺寸之后，撤去支撑块，此时筒体受到卡扣和锯齿槽的作用，无法回缩。
[0011]进一步的，所述支护圆筒还包括橡胶套，橡胶套套在筒体上，橡胶套能够保护筒体、弧形衬板和卡扣。
[0012]具体的，所述行走组件包括行走轮、第三支杆、第三套环、第四支杆、第四套环和第二直线驱动器，第三支杆的一端铰接行走轮另一端铰接第三套环，第四支杆的一端铰接第三支杆另一端铰接第四套环；所述机架设置有与支撑筒同轴的支撑杆，第三套环和第四套环均套在支撑杆上，第二直线驱动器驱动第四套环沿着支撑杆移动；所述行走轮包括轮支架、主动轮、从动轮、履带和电机，主动轮和从动轮均安装在轮支架上，电机驱动主动轮旋转，履带缠绕在主动轮和从动轮上；所述第二直线驱动器包括第二气缸和驱动套，驱动套的一端连接第二气缸的伸缩杆，另一端套在支撑杆上；
[0013]一般情况下，行走组件中的行走轮至少为三个，通过驱动第四套环平移可以控制三个行走轮张开和收拢，以便适应不同内径的管道；
[0014]所述刀具组件包括刀盘、刀条、转轴、旋转驱动器和回转支撑体，所述刀盘通过回转支撑体安装在机架上，转轴连接刀盘，刀条安装在转轴上，旋转驱动器驱动刀盘和转轴旋转，进而带动刀条旋转；
[0015]为了方便后续铺设新的管道，一般情况刀具组件不仅仅只切割侵入管道内部的材料，而是稍微向管道之外扩大切割，这种功能就要求刀条具备向外延伸的功能；具体做法是：所述刀具组件还包括第三气缸和刀具外壳，所述刀条的一端与转轴铰接，刀条的中部与刀具外壳铰接，刀具外壳和第三气缸均安装在刀盘上，转轴连接第三气缸的伸缩杆；当第三气缸驱动转轴平移时，刀条发生旋转，刀条的端头向着管道之外的区域延伸，进而使得刀条所切割出来的圆筒形空间的直径比管道的内直径稍大。
[0016]进一步的，所述第一直线驱动器为第一气缸，第一直线驱动器也可以选择液压缸或者电动推杆。
[0017]在本专利技术中，支护圆筒套在支撑块上随着整个机器人在管道内前进，理论上来说支护圆筒并不会受到轴向载荷，但是在实际工作中并非如此；刀具组件切割下来的废渣会堆积在管道内，支护圆筒很容易与这些堆积的废渣产生碰撞；有些时候，修复机器人还会配置冲刷废渣的冲刷系统，冲刷中的废渣也容易与支护圆筒产生碰撞。这些与废渣的碰撞容易导致支护圆筒在支撑块上前后移位或者产生歪斜，为了克服这一问题，本专利技术所述支护组件还包括前夹组件和后夹组件，所述支撑块设置有安装槽和阶梯孔，阶梯孔与安装槽连通；
[0018]所述前夹组件包括前夹杆，前夹杆铰接在安装槽内并且铰接处设置有扭簧，前夹杆的外露端设置有前勾；
[0019]所述后夹组件包括后夹杆和弹簧，所述后夹杆上设置有凸肩，后夹杆位于阶梯孔内，弹簧套在后夹杆上并且位于阶梯孔内，后夹杆的外露端设置有后勾；
[0020]当前夹杆与后夹杆相对时，前勾和后勾分别勾住套在支撑块上的支护圆筒的两端，确保支护圆筒在碰撞中也不会前后移位或者歪斜。
[0021]在本专利技术中，当前夹杆与后夹杆相对时，弹簧被压缩；如果有外力旋转前夹杆，那么弹簧将驱动后夹杆插入至前夹杆的下方，使得前夹杆无法复位；对于本专利技术而言，在支撑块套上支护圆筒之前，工人需要手动旋转前夹杆，使得前勾的位置低于支撑块，此时的后夹杆插在前夹杆之下，确保前夹杆无法复位；然后工人从前方将支护圆筒套入支撑块，当支护圆筒与后勾接触之后，支护圆筒会驱动后夹杆同步平移，使得后夹杆从前夹杆的下方脱出，之后前夹杆在扭簧的作用下复位，前勾重新上翘，至此，前勾和后勾同时勾住支护圆筒的两端。
[0022]在本专利技术中，支护圆筒在管道中的位置是通过机器人的行走来控制的，因此支护圆筒在机器人中的具体定位是很重要的，多数情况下，将支护圆筒套在支撑块时候，还需要确保支撑块处于支撑圆筒的正中间；由于本专利技术的后夹杆具备后勾，后勾既能用于固定支护圆筒也能用于支护圆筒的定位，通过合理设置后夹杆的长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变形塌陷管道非开挖修复机器人，其特征在于：包括机架(100)、行走组件(200)、刀具组件(300)、支护组件(400)和支护圆筒(500)；所述行走组件(200)和刀具组件(300)均安装在机架(100)上，行走组件(200)驱动所述机器人在管道内行走，刀具组件(300)切割变形塌陷的管道；所述支护组件(400)包括支撑块(410)、第一支杆(420)、第一套环(430)、第二支杆(440)、第二套环(450)和第一直线驱动器，所述机架(100)设置有支撑筒(110)，第一套环(430)和第二套环(450)均套在支撑筒(110)上，第一支杆(420)的一端铰接支撑块(410)另一端铰接第一套环(430)，第二支杆(440)的一端铰接第一支杆(420)另一端铰接第二套环(450)，第一直线驱动器驱动第一套环(430)或者第二套环(450)沿着支撑筒(110)移动，所述支撑块(410)的数量至少为两个并且围绕支撑筒(110)均匀布置；所述支护圆筒(500)套在支撑块(410)上并且支护圆筒(500)能够被撑胀。2.根据权利要求1所述的变形塌陷管道非开挖修复机器人，其特征在于：所述支护圆筒(500)包括筒体(510)、弧形衬板(520)和卡扣(530)，所述筒体(510)设置有轴向的缝隙(511)以便筒体(510)能够被撑胀，筒体(510)表面设置有周向的锯齿槽(512)，所述弧形衬板(520)固定在筒体(510)内表面，弧形衬板(520)的表面设置有与锯齿槽(512)对齐的弧形槽(521)，卡扣(530)固定在弧形槽(521)上并插入锯齿槽(512)内。3.根据权利要求2所述的变形塌陷管道非开挖修复机器人，其特征在于：所述支护圆筒(500)还包括橡胶套(540)，橡胶套(540)套在筒体(510)上。4.根据权利要求3所述的变形塌陷管道非开挖修复机器人，其特征在于：所述行走组件(200)包括行走轮(210)、第三支杆(220)、第三套环(230)、第四支杆(240)、第四套环(250)和第二直线驱动器，第三支杆(220)的一端铰接行走轮(210)另一端铰接第三套环(230)，第四支杆(240)的一端铰接第三支杆(220)另一端铰接第四套环(250)；所述机架(100)设置有与支撑筒(110)同轴的支撑杆(120)，第三套环(230)和第四套环(250)均套在支撑杆(120)上，第二直线驱动器驱动第四套环(250)沿着支撑杆(120)移动；所述刀具组件(300)包括刀盘(310)、刀条(320)、转轴(330)、旋转驱动器(340)和回转支撑体(350)，所述刀盘(310)通过回转支撑体(350)安装在机架(100)上，转轴(330)连接刀盘(310)，刀条(320)安装在转轴(330)上，旋转驱动器(340)驱动刀盘(310)和转轴(330)旋转。5.根据权利要求4所述的变形塌陷管道非开挖修复机器人，其特征在于：所述第一直线驱动器为第一气缸(460)；所述行走轮(210)包括轮支架(211)、主动轮(212)、从动轮(213)、履带(214)和电机(215)，主动轮(212)和从动轮(213)均安装在轮支架(211)上，电机(215)驱动主动轮(212)旋转，履带(214)缠绕在主动轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄，黄锋，江志强，易格，
申请(专利权)人：湖南合盾工程刀具有限公司，
类型：发明
国别省市：