CN103742164B - 一种智能地下管道挖掘装置 - Google Patents

Abstract

一种智能地下管道挖掘装置，其包括：挖掘机；操控平台，其设置于地面上，且其具有通过计算机操作来控制所述挖掘机的控制系统；水平检测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述操控平台第一输入端连接；地质探测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述操控平台第二输入端连接；照明摄像装置：其固定设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述操控平台第三输入端连接；速度检测装置，其设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述操控平台第四输入端连接。本发明可智能地控制挖掘机的挖掘路线并实时检测工作情况，确保挖掘的安全性。

Description

一种智能地下管道挖掘装置

技术领域

本发明涉及工程机械，特别涉及一种智能地下管道挖掘装置。

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。城市内的地下地质情况复杂，且已建设好的地下管网错综复杂，在地下管道的施工过程中，如果不详细地认清地下管网的分布，合理地规划地下管道挖掘路线，便容易对地下管网造成破坏，当通信、自来水、电力、燃气等公共设施被破坏时，将严重影响市民的日常生活，甚至给城市带来巨大的经济损失，如果损坏军用通信光缆，其后果更是不堪设想。

针对上述技术缺陷，尚有必要发明一种安全高效的地下管道挖掘机。

发明内容

本发明为了克服现有技术缺陷，发明了一种智能地下管道挖掘装置，其具有可智能控制机体行进路线，并实时临控挖掘工作情况，安全高效等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种智能地下管道挖掘装置，其包括：

挖掘机；

操控平台，其设置于地面上，且其具有通过计算机操作来控制所述挖掘机工作的控制系统；

水平检测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述控制系统的第一输入端连接；

地质检测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述控制系统的第二输入端连接；

照明摄像装置：其固定设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述控制系统的第三输入端连接；

速度检测装置，其设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述控制系统的第四输入端连接。

优选的是，所述挖掘机包括：一设置有第一液压马达的机体，所述机体沿上下左右四个方向分别设置有分别由第二液压马达驱动的轮子；一由所述第一液压马达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一液压油缸驱动沿所述导轨两侧滑动的刀盘；所述刀盘后端设置有第三液压马达，且其前端设置有由所述第三液压马达驱动转动的刮刀；一固定设置于机体前端以防止泥土砂石飞溅到后方的挡板；所述各液压马达及各液压油缸通过油管与一设置于地面上的液压工作站连接。

优选的是，所述照明摄像装置包括：一用于发光的照明灯及一用于拍摄录像的摄像头，两者固定设置于所述挡板前侧面上且对应地设置有防护罩。

优选的是，所述速度检测装置为一固定设置于所述轮子上的速度传感器。

优选的是，所述水平检测装置为一设置于所述机体内的水平检测仪。

优选的是，所述地质检测装置为一设置于所述挡板上的地质探测仪。

优选的是，所述刀轨侧面上倾斜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输入端与一水箱连接的设置于地面的高压水泵的输出端连接。

优选的是，所述机体左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。

优选的是，还包括一抽浆装置，其包括：一设置于地面上泥浆泵；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另一端对应的过滤筛。

优选的是，所述刮刀为五把呈梅花状地设置于所述刀盘上，且每把所述刮刀刀头固定设置有合金刀片。

本发明与现有的技术相比的有益效果为：

1、本发明一种智能地下管道挖掘装置可智能控制机体按已设计好的行进路线进行挖掘工作，可有效避免破坏现有的地下管道网，且可合理调整机体 工作的速度及保证地下管道的挖掘质量，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。

5、本发明再进一步的优点是通过过滤筛可对水分进行循环利用。

附图说明

附图1为本发明一种智能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为液压自动调节系统结构示意图；

附图4为控制系统的结构示意图；

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、导轨；111、第一液压马达；

2、防护罩；3、照明灯；4、摄像仪；5、第一高压水枪；6、第二高压水枪；7、油管；8、水管；9、信号丝；10、第一输送管；11、液压工作站；12、操控平台；13、泥浆泵；14、高压水泵；15、第二输送管；16、过滤筛；17、水箱。

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，一种智能地下管道挖掘装置，其包括：挖掘机1、喷射装置、 抽浆装置及操控平台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110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，上下方向上的第二液压油缸102位于机体101的后侧，且前后方向上的第二液压油缸102的位于机体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，当设置于地下管道内时，机体101通过四个轮子103支撑以保持机体101的平衡，且四个轮子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111，其输出轴伸出于机体101前端且与导轨110连接以驱动导轨110转动；两个刀盘108分别以可滑动的方式设置于导轨110两侧，且两个刀盘108分别通过固定于导轨110两端的两个第一液压油缸107驱动以沿导轨110移动，导轨110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110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，机体101前端固定设置有一位于导轨110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。第一液压马达111驱动导轨110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110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111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。

各液压马达及各液压油缸通过油管7与设置于地面上的液压工作站11连接，液压工作站11由操控平台12的控制系统控制。控制系统可通过液压工作站11控制各液压马达及各液压油缸工作以调整刀盘108转速及轮子103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18进行控制，液压自动调节系统18包括：供油装置181、第一电磁阀182、油箱183、第二电磁阀184、溢流阀185；液压工作站11中的供油装置181与第二液压油缸102的缸体186内无杆腔连接，且两者的连接管路上设置有第一电磁阀182；第二液压油缸102的无杆腔还与液压工作站11的油箱183连接，两者连接的管道上并联设置有第二电磁阀184及溢流阀185，当轮子103行驶到凹坑时，活塞杆187在油压的作用下向外移动，其缸内压力降低，供油装置181继续向无杆腔内供油补充油压，使轮子183进入凹腔内后仍贴合地下管道内壁，当轮子183行驶到凸起时，活塞杆187被迫往回收，缸内压力大，此时溢流阀185接通，使液压油回到油箱183内，保持缸内油压的平衡，当不工作时，可通过第二电磁阀184把液压油全部放回油箱，从而使活塞杆187及轮子103可以回缩。

喷射装置包括第一高压水枪5、第二高压水枪6、水管8、高压水泵14及水箱17，设置于地面上高压水泵14输入端与地面上的水箱17连接，且其由操控平台12的控制系统控制其开关，第一高压水枪5及第二高压水枪6通过水管8并联地与高压水泵14的输出端连接；第一高压水枪5为上下两把，且分别倾斜地设置在导轨110的侧面上，上侧的第一高压水枪5枪口斜向上方，下侧的第一高压水枪5枪口斜向下方，第二高压水枪6为一把，其固定设置于机体101前端下侧，且其枪口斜向后方，在工作过程中，第一高压水枪5及第二高压水枪6持续地喷射水，第一高压水枪5喷射的水可对刮刀109挖掘下来的泥土砂石冲刷下来并对刮刀109进行冷却，且可进一步防止碎石杂质飞溅，第二高压水枪6把泥土砂石与水混合后的泥浆往地下管道出口冲刷出去，且可防止泥浆堆积而引起的机体101下方的轮子103被淹埋，影响机体1移动。

抽浆装置包括第一输送管10、第二输送管15、过滤筛16及泥浆泵13，泥浆泵13由操控平台12的控制系统控制其开关，泥浆泵13的输入端与第一输送管10的一端连接，第一输送管10的另一端设置于地下管道挖掘出口内，泥浆泵13的输出端与第二输送管15的一端连接，第二输送管15的另一端设置于过滤筛16的上方，且过滤筛16设置于水箱17的上方。当泥浆泵13把地下管道内的泥浆通过第一输送管10及第二输送管15抽出来且通过过滤筛 16筛选后，泥浆内的水分重新回到水箱17内进行循环工作。

如图3所示，操控平台12的控制系统包括：水平仪模块、地质探测模块、照明摄像模块、速度检测模块、液压工作站模块、泥浆泵模块、高压水泵模块、里程模块、转向角度控制模块及主控模块，其中：水平仪模块与主控模块的第一输入端连接，其包括固定设置于挖掘机1内的水平检测仪，其可检测挖掘机1的挖掘及行进路线的直线度，保证挖掘地下管道的直线性；地质探测模块与主控模块的第二输入端连接，其包括固定设置于挖掘机1上的地质探测仪，用于检测挖掘路线前方具体的地质情况，使操作人员可根据不同的地质情况调整挖掘机的的行进速度，避免在坚硬的地质内挖掘机1依然快速行进造成刮刀109易崩裂，保证刮刀109能安全高效地工作；照明摄像模块与主控模块的第三输入端连接，其包括固定设置于挖掘机1挡板105前侧面上的的照明灯3及摄像仪4，且对应于照明灯3及摄像仪4固定设置于挡板105前侧面上的防护罩2，摄像仪4在照明灯3的作用下收集挖掘过程中刮刀109的磨损情况及管道的挖掘质量等实时工作信息并通过信号线9传输到主控模块中，以防止意外情况发生；速度检测模块与主控模块的第四输入端连接，其包括设置于挖掘机1轮子103上的速度传感器以监控机体101的行进速度；液压工作站模块与主控模块的第一输出端连接以通过液压工作站11控制各轮子103、刀轨110及刀盘108的转速；高压水泵模块与主控模块的第二输出端连接以控制高压水泵14的开关；泥浆泵模块与主控模块的第三输出端连接以控制泥浆泵13的开关；里程模块与主控模块的第四输出端连接，里程模块可结合速度模块及工作时间计算出挖掘机1的行进里程以监控挖掘进度；转向角度控制模块与主控模块的第五输出端连接，转向角度控制模块驱动四个第二液压马达104以不同的速度转动时，可使挖掘机1实现转弯以改变行进方向来避开地下现有的管道及坚硬石块。

本发明在挖掘地下管道过程中，根据工作前获取的现有地下管道网信息及地质情况设计挖掘机1行进路线，然后通过操控平台的控制系统智能操控挖掘机1按照已设计出来的行进路线进行挖掘工作，并对挖掘机1工作的实时状况进行监控，挖掘过程安全高效。

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)

1.一种智能地下管道挖掘装置，其特征在于：其包括：

挖掘机；

操控平台，其设置于地面上，且其具有通过计算机操作来控制所述挖掘机工作的控制系统；

水平检测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述控制系统的第一输入端连接；

地质检测装置，其固定设置于所述挖掘机内，且通过信号线与所述控制系统的第二输入端连接；

照明摄像装置：其固定设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述控制系统的第三输入端连接；

速度检测装置，其设置于所述挖掘机上，且通过信号线与所述控制系统的第四输入端连接；

所述挖掘机包括：一设置有第一液压马达的机体，所述机体沿上下左右四个方向分别设置有分别由第二液压马达驱动的轮子；一由所述第一液压马达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一液压油缸驱动沿所述导轨两侧滑动的刀盘；所述刀盘后端设置有第三液压马达，且其前端设置有由所述第三液压马达驱动转动的刮刀；一固定设置于机体前端以防止泥土砂石飞溅到后方的挡板；所述各液压马达及各液压油缸通过油管与一设置于地面上的液压工作站连接。

2.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述照明摄像装置包括：一用于发光的照明灯及一用于拍摄录像的摄像头，两者固定设置于所述挡板前侧面上且对应地设置有防护罩。

3.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述速度检测装置为一固定设置于所述轮子上的速度传感器。

4.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述水平检测装置为一设置于所述机体内的水平检测仪。

5.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述地质检测装置为一设置于所述挡板上的地质探测仪。

6.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述刀轨侧面上倾斜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输入端与一水箱连接的设置于地面的高压水泵的输出端连接，高压水泵。

7.根据权利要求6所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述机体左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。

8.根据权利要求6所述的智能地下管道挖掘装置，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另一端对应的过滤筛。

9.根据权利要求1所述的智能地下管道挖掘装置，其特征在于：所述刮刀为五把呈梅花状地设置于所述刀盘上，且每把所述刮刀刀头设置有合金刀片。