CN103670434B - 一种地下管道挖掘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管道挖掘装置，其包括：一设置有第一驱动装置的机体，所述机体沿上下左右四个方向分别设置有分别由第二驱动装置驱动的轮子；一由所述第一驱动装置驱动正反转且设置于所述机体前端的导轨；两把分别由两个设置于所述导轨两端的第三驱动装置驱动沿所述导轨两侧滑动的刀盘，所述两把刀盘分别设置有刮刀且分别通过两个第四驱动装置驱动转动；一固定设置于机体前端且位于所述导轨后侧以防止泥渣碎石飞溅到后方的挡板；各驱动装置为通过管道与液压工作站连接的液压马达或液压油缸。本发明还设置有用于冲刷泥土砂的高压水枪及用于抽出泥浆的抽浆装置，其可实现无人化挖掘地下管道，安全高效。

Description

一种地下管道挖掘装置

技术领域

本发明涉及工程机械，特别涉及一种地下管道挖掘装置。

背景技术

地下管道是基础设施的重要组成部分，其已成为衡量城市发展水平的硬件之一，城市供排水、天然气、化工、电缆、通讯等无一不与管道建设息息相关，然而，我国地下管道施工的技术设备却相对落后，目前主要的施工方法主要为人工挖掘然后铺设管道，施工人员深入到地下工作，其危险性高，且劳动强度大，目前也有引进国外先进设备进行无人化施工的，但这些设备成本高，机体笨重，无法适应国内市场的发展需求。

针对上述技术缺陷，尚有必要发明一种地下管道挖掘装置。

发明内容

本发明为了克服现有技术缺陷，发明了一种地下管道挖掘装置，具有安全高效及机械化程度高等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种地下管道挖掘装置，其包括：

一设置有第一驱动装置的机体，所述机体沿上下左右四个方向分别设置有分别由第二驱动装置驱动的轮子；一由所述第一驱动装置驱动正反转且设置于所述机体前端的导轨；两把分别由两个设置于所述导轨两端的第三驱动装置驱动沿所述导轨两侧滑动的刀盘，所述两把刀盘分别设置有刮刀且分别通过两个第四驱动装置驱动转动；一固定设置于机体前端且位于所述导轨后侧以防止泥土砂石飞溅到后方的挡板。

优选的是，所述第一驱动装置、第二驱动装置及第四驱动装置均为液压马达，所述第三驱动装置为第一液压油缸。

优选的是，所述机体上下左右四个方向分别设置有四个轮子，且相对两方向上的两个轮子在同一直线上，且上下方向及左右方向的轮子分别位于所述机体的后侧及前侧；所述四个轮子分别与四个设置于所述机体上的第二液压油缸的活塞杆连接，所述第二液压油缸通过一液压自动调节系统来根据负荷自动控制其活塞杆的伸缩以控制所述轮子适应于不平整的地下管道内壁。

优选的是，所述各驱动装置及各液压油缸分别通过油管与一设置于地面上的液压工作站连接。

优选的是，所述导轨侧面上倾斜地设置有两把第一高压水枪，其中一把所述第一高压水枪枪口斜向上，另一把枪口斜向下，且所述两把第一高压水枪通过水管并联地与一设置于地面的高压水泵的输出端连接，且所述高压水泵的输入端与一水箱连接。

优选的是，所述机体前端下侧设置有一第二高压水枪，且所述第二高压水枪的枪口斜向后，所述第二高压水枪与所述第一高压水枪通过所述水管并联地与所述高压水泵的输出端连接。

优选的是，还包括一抽浆装置，其包括：一设置于地面上的泥浆泵；一一端设置于地下管道内且另一端与所述泥浆泵输入端连接的第一输送管；一一端与所述泥浆泵输出端连接的第二输送管；一设置于所述水箱上方且与所述第二输送管的另一端对应的过滤筛。

优选的是，还包括一通过信号线与控制系统连接的照明摄像装置，其包括：固定设置于所述挡板前侧的照明灯及摄像头；一对应于所述照明灯及摄像头固定设置于所述挡板前侧的防护罩。

优选的是，所述刮刀的材质为高锰钢，且其刀头设置有合金刀片。

优选的是，所述刮刀为五个且呈梅花状地设置于所述刀盘上。

本发明与现有的技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明一种地下管道挖掘装置可以对地下管道进行无人化的挖掘，机械化程度高，且安全高效。

2、本发明进一步的优点是机体的四个方向的轮子由液压自动调节系统控制第二液压油缸的油塞杆伸出量来保持与地下管道的内壁接触，可使机体在不平整的地下管道内壁上稳定地移动。

3、本发明再进一步的优点是通过高压水枪及抽浆装置辅助工作方便排除泥土砂石，且避免机体轮子被泥浆淹埋。

4、本发明再进一步的优点是通过照明摄像装置可实时监控挖掘过程的工作情况，以防意外情况发生,提高挖掘安全性。

5、本发明再进一步的优点是通过过滤筛可对抽出来的泥浆中的水分进行循环利用。

6、本发明再进一步的优点是刀盘可沿导轨上下滑动以可保证对地下管道的整体挖掘质量及效率。

附图说明

附图1为本发明一种地下管道挖掘装置的结构示意图；

附图2为挖掘机的结构示意图；

附图3为第二液压油缸的油路液压自动调节系统；

其中：

1、挖掘机；

101、机体；102、第二液压油缸；103、轮子；104、第二液压马达；105、挡板；106、第三液压马达；107、第一液压油缸；108、刀盘；109、刮刀；110、防护罩；111、照明灯；112、摄像头；113、第一高压水枪；114、导轨；115、第二高压水枪；116、第一液压马达；

2、油管；

3、水管；

4、信号线；

5、第一输送管；

6、液压工作站；

7、操作台；

8、泥浆泵；

9、高压水泵；

10、第二输送管；

11、过滤筛；

12、水箱；

13、液压自动调节系统；

131、供油装置；132、第一电磁阀；133、油箱；134、第二电磁阀；135、溢流阀；136、缸体；137、活塞杆。

具体实施方式

以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例

如图1所示，一种地下管道挖掘装置，其包括：挖掘机1、液压工作站6、操作台7、泥浆泵8、过滤筛11、照明灯111、摄像头112、第一高压水枪113、第二高压水枪115、高压水泵9、及水箱12，其中：

如图2所示，挖掘机1包括：机体101、轮子103、挡板105、导轨114及刀盘108，机体101沿上下左右四个方向分别设置有四个带支架的轮子103，四个轮子103分别通过四个第二液压油缸102与机体101连接，四个第二液压油缸102固定设置于机体101上，且相对两个方向上的第二液压油缸102在同一直线上，上下方向的两个轮子103位于机体101的后侧，前后方向的两个轮子位于机体101的前侧，四个轮子103通过支架分别固定设置于四个第二液压油缸102的活塞杆上，四个轮子103也随着四个第二液压油缸102分布以错开位置，当机体101设置于地下管道内时，通过四个轮子103的支撑可保持机体101的平衡，四个轮子103分别通过设置于轮子支架上的四个第二液压马达104驱动转动以带动机体101在挖掘过程中前进；机体101内设置有第一液压马达116，其输出轴伸出于机体101前端且与导轨114连接以驱动导轨114转动；两个刀盘108分别以可滑动的方式设置于导轨114两侧，且两个刀盘108分别通过固定于导轨114两端的两个第一液压油缸107驱动以沿导轨114移动，导轨114后侧对应于两个刀盘108分别设置有两个第三液压马达106，两个第三液压马达106的输出轴贯穿导轨114分别与两个刀盘108连接以驱动两个刀盘108转动，且第三液压马达106可随着刀盘108沿导轨114移动，刀盘108上设置有五把呈梅花状分布的刮刀109，每把刮刀109材质为高锰钢，且其刀头固定设置有合金刀片。第一液压马达116驱动导轨114来回进行正反转，且正转及反转的最大行程为一圈，刀盘108在导轨114转动的同时，还由第一液压油缸107驱动其从导轨114的外侧到内侧来回移动，且第三液压马达106同时驱动刀盘108旋转带动刮刀109进行挖掘工作，第一液压马达116可使刀盘108对整个地下管道进行圆周地挖掘，并限定挖掘的管道直径，第一液压油缸107使刀盘108能够对地下管道的整个圆周平面进行充分挖掘。

机体101前端固定设置有一位于导轨114后侧的挡板105以防止泥土砂石飞溅到后方碰撞损坏机体101及轮子103等部件，挡板105前侧面固定设置有照明灯111及摄像头112，且照明灯111及摄像头112的外侧对应设置有防护罩110以防止照明灯111及摄像头112被打坏，如图1所示，摄像头112通过信号线4把相关的数据传输到设置于地面的操作台7的控制系统内，操作台7通过摄像头112在照明灯111的照明下监控挖掘过程的工作情况，防止意外情况的发生。

导轨114的侧面上设置有两把第一高压水枪113，其中设置于较上侧的第一高压水枪113枪口斜向上方，设置于较下侧的第一高压水枪113枪口斜向下方，机体101前端下方设置有一把第二高压水枪115，第二高压水枪115的枪口斜向后方，如图1所示，第一高压水枪113及第二高压水枪115并联设置于水管3上，水管3与一设置于地面上的高压水泵9的输出连接，高压水泵9的输入端与设置于地面上的水箱12连接。在工作过程中，第一高压水枪113及第二高压水枪115持续地喷射高压水，第一高压水枪113喷射的水可把地下管道壁面被挖掘出来的泥土砂石冲刷下来并对刮刀109进行清洗及冷却，且可防止泥土碎石飞溅，泥土碎石在与水混合后形成泥浆，第二高压水枪115进一步把泥浆往地下管道出口冲刷出去，且可防止下方的轮子103被泥浆淹埋而影响机体101的移动。

各液压马达及各液压油缸通过油管2与设置于地面上的液压工作站6连接，液压工作站6通过信号线4与操作台7的控制系统连接。操作台7可通过液压工作站6控制各液压马达及各液压油缸工作以调整挖掘机1前进速度、刀盘108转速等工作状况，其中第二液压油缸102的活塞杆伸出量通过液压自动调节系统13进行控制，液压自动调节系统13包括：供油装置131、第一电磁阀132、油箱133、第二电磁阀134、溢流阀135；液压工作站6中的供油装置131与第二液压油缸102的缸体136内无杆腔连接，且两者的连接管路上设置有第一电磁阀132；第二液压油缸102的无杆腔还与液压工作站6的油箱133连接，两者连接的管道上并联设置有第二电磁阀134及溢流阀135，当轮子103行驶到凹坑时，活塞杆137在油压的作用下向外移动，其缸内压力降低，供油装置131继续向无杆腔内供油补充油压，使轮子103进入凹腔内后仍贴合地下管道内壁，当轮子103行驶到凸起时，活塞杆137被迫往回收，缸内压力大，此时溢流阀135接通，使液压油回到油箱133内，保持缸内油压的平衡，当不工作时，可通过第二电磁阀134把液压油全部放回油箱，从而使活塞杆137及轮子103可以回缩。

如图1所示，泥浆泵9的输入端与第一输送管5的一端连接，第一输送管5的另一端设置于地下管道挖掘出口内，泥浆泵9的输出端与第二输送管10的一端连接，第二输送管10的另一端设置于过滤筛11的上方，且过滤筛11设置于水箱12的上方。当泥浆泵9把地下管道内的泥浆通过第一输送管5及第二输送管10抽出来且通过过滤筛10筛选后，泥浆内的水分重新回到水箱12内进行循环工作。

本发明在工作过程中，通过液压自动调节系统13可以使轮子103适应凹凸不平的地下管道内壁以保持平稳驱动机体101推进，刀盘108既可随导轨114转动又可沿导轨114滑动保证对地下管道进行全面挖掘，导轨114正反转地来回转动以适应油管2及水管3的布置，防止管道线路影响导轨114的转动。挖掘下来的泥土砂石被第一高压水枪113及第二高压水枪115冲刷到地下管道的挖掘出口，与水混合后的泥土砂石形成泥浆并在地下管道的挖掘出口处被泥浆泵8抽离地下管道，整个挖掘过程通过摄像头112收集实时数据以传输到操作台7上供操作人员监控，保证挖掘的安全性。本发明可以对地下管道进行无人化挖掘，机械化程度高，且安全高效。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种地下管道挖掘装置，其特征在于：其包括：

一设置有第一驱动装置的机体，所述机体沿上下左右四个方向分别设置有分别由第二驱动装置驱动的轮子；一由所述第一驱动装置驱动正反转且设置于所述机体前端的导轨；两把分别由两个设置于所述导轨两端的第三驱动装置驱动沿所述导轨两侧滑动的刀盘，所述两把刀盘分别设置有刮刀且分别通过两个第四驱动装置驱动转动；一固定设置于机体前端且位于所述导轨后侧以防止泥土砂石飞溅到后方的挡板；所述机体上下左右四个方向分别设置有四个轮子，且相对两方向上的两个轮子在同一直线上，且上下方向及左右方向的轮子分别位于所述机体的后侧及前侧；所述四个轮子分别与四个设置于所述机体上的第二液压油缸的活塞杆连接，所述第二液压油缸通过一液压自动调节系统来根据负荷自动控制其活塞杆的伸缩以控制所述轮子适应于不平整的地下管道内壁。

2.根据权利要求1所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：所述第一驱动装置、第二驱动装置及第四驱动装置均为液压马达，所述第三驱动装置为第一液压油缸。

3.根据权利要求1或2所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：各驱动装置及各液压油缸分别通过油管与一设置于地面上的液压工作站连接。

4.根据权利要求1所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：所述导轨侧面上倾斜地设置有两把第一高压水枪，其中一把所述第一高压水枪枪口斜向上，另一把枪口斜向下，且所述两把第一高压水枪通过水管并联地与一设置于地面的高压水泵的输出端连接，且所述高压水泵的输入端与一水箱连接。

5.根据权利要求4所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：所述机体前端下侧设置有一第二高压水枪，且所述第二高压水枪的枪口斜向后，且所述第二高压水枪与所述第一高压水枪通过所述水管并联地与所述高压水泵的输出端连接。

6.根据权利要求4所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：还包括一抽浆装置，其包括：一设置于地面上的泥浆泵；一一端设置于地下管道内且另一端与所述泥浆泵输入端连接的第一输送管；一一端与所述泥浆泵输出端连接的第二输送管；一设置于所述水箱上方且与所述第二输送管的另一端对应的过滤筛。

7.根据权利要求1所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：还包括一通过信号线与控制系统连接的照明摄像装置，其包括：固定设置于所述挡板前侧的照明灯及摄像头；一对应于所述照明灯及摄像头固定设置于所述挡板前侧的防护罩。

8.根据权利要求1所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：所述刮刀的材质为高锰钢，且其刀头设置有合金刀片。

9.根据权利要求8所述的地下管道挖掘装置，其特征在于：所述刮刀为五个且呈梅花状地设置于所述刀盘上。