CN105556059A

CN105556059A - 用于基底无损穿透的系统

Info

Publication number: CN105556059A
Application number: CN201480050390.1A
Authority: CN
Inventors: A·萨德吉; B·马佐莱
Original assignee: Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia
Current assignee: Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: EP3019691B1; EP3019691A1; US20160168915A1; US10024106B2; ITTO20130588A1; CN105556059B; WO2015004572A1

Abstract

系统(10,100,200)包括挖掘组件(11)，其依次包括：支承体(12)，具有界定封闭路径的周边边缘(16)；分布设备(18)，相对于所述周边边缘(16)横向突出，在所述支承体(12)上以导向方式可移动，并且用于朝向所述周边边缘(16)的外侧横向分布一定数量的可硬化或可固化材料，以使得能够放置界定围绕所述挖掘组件(11)的管状结构(T)的所述可硬化或可固化材料的多个轴向叠加环形层；和发动机装置(20)，用于在所述支承体(12)上移动所述分布设备(18)。

Description

用于基底无损穿透的系统

技术领域

本发明涉及用于基底无损穿透的系统。

背景技术

通过使用适当的机械来进行钻探和挖掘是为了获得穿过基底，通常是底土，的通道而传统采用的技术，其用于不同应用(寻找水和化石燃料，地质研究等)和不同目标(收集或沉积材料，简单打开朝向表层的通路)。通常使用许多机械性质的技术，其包括例如准静态推力、旋转、冲击、振动及其组合。

尽管这些传统系统多年来已经获得良好的效益水平，但它们仍受限于一些缺陷。

一个缺陷在于它们至少部分改变或者甚至毁坏基底并且可能需要高能耗。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于基底的无损穿透的系统，其可以克服现有技术的缺陷而同时加工上简单且经济。

本发明的另一个目的是提供一种系统，其可以减少穿透穿过基底期间周边摩擦并且适于与传统钻探和挖掘装备组合使用以便提高其效率。

本发明的另外的目的是提供一种系统，其可以实行穿过大范围基底的无损穿透，无论所述基底是非连贯(incoherent)或连贯的(coherent)，包括土壤，并且可以是医学应用的有机组织。

本发明的还有另一个目的是提供一种系统，其适用于在穿透过程中形成中空管状结构，由此建造穿过被系统穿透的基底的管或管道。

根据本发明，这些和其他目的通过用于基底无损穿透的系统来实现，所述系统具有所附独立权利要求中展示的特征，即其中所述系统包含挖掘组件，依次包括：

-支承体，具有界定封闭路径的周边边缘；和

-分布设备，至少部分突出横向越过所述周边边缘，在所述支承体上以导向方式可移动，并且用于朝向所述周边边缘的外侧横向分布一定数量的可硬化或可固化材料，以使得能够放置界定围绕所述挖掘组件的管状结构的所述可硬化或可固化材料的多个轴向叠加环形层；和

–发动机装置，用于在所述支承体上移动所述分布设备。

由于上述特点，系统能够一方面保证基底穿透而基本上没有由于分布设备的运动的明显的摩擦以及所产生的所述可硬化或可固化材料的环形层的增加；另一方面，系统能够导致所述可移动的分布设备产生的所述管状结构扩展，形成朝向外部开口的管。

特别地，根据本发明设计的系统的表现基本上与植物根系相似，其可以随着它们的生长而穿透土壤，在它们的顶端变长并且发育，而它们结构的其余部分是固定的并结合在土壤中。换句话说，无损穿透系统通过供给由分布设备周边分布的材料发展管状结构，从而使其自身适于基底环境。特别地，新材料层由分布设备靠近支承体的周边沉积，从而导致管状结构在基本上轴向方向上扩展。

此外，系统的所述特征也意味着管状结构的局部扩展使得它更容易克服穿透颗粒或粘性基底的阻力的优点。换句话说，当系统穿透基底时，管状结构仅有的移动中部分实质上是位于顶端的部分，其中新的环形层扩展(并且其中仍存在动态摩擦力)，而管状结构的其余部分基本上保持静止。

应当理解的是所附的权利要求是本发明下列详细说明中所提供的技术教导的整体部分。特别地，所附的从属权利要求界定本发明的一些优选实施方案，其包括一些可选的技术特征。

附图说明

本发明另外的特征和优点将从下文详细描述而更清楚，其以非限制性实例的方式特别参照所附附图提供，其中：

-图1至3是根据本发明的一个实施方案设计的用于基底无损穿透的系统的俯视透视图、俯视平面图和纵向剖面图；

-图4和5是在操作钻探步骤期间前述附图中所示系统的不同位置的透视图；

-图6是前述附图中显示的系统的另外部件的透视图；

–图7是根据本发明的另外的实施方案设计的用于基底无损穿透的系统的侧面立视图；

-图8至10是由图7和8中所示的系统进行的钻探步骤期间可以建造的管状结构的不同变体的侧面立视图；

-图11和12是根据本发明的另一个实施方案设计的用于基底无损穿透的系统的仰视透视图；和

图13和14是前述图中所示的系统进行的钻探步骤期间可以建造的管状结构的变体的纵向视图。

如应当理解的，除非另外说明本文进行参照的附图不成比例，否则其目的在于说明本发明的原理。

具体实施方式

具体参照图1至6，附图标记10整体上指代根据本发明的一个实施方案设计的用于基底无损穿透的系统。

如上文所述，系统10可以实行穿过大范围基底的无损穿透，无论所述基底是非连贯或连贯的，不仅包括土壤(无论颗粒的、粘土质的、黏液质的或紧实的)，还包括有机组织，例如用于医学应用的。

系统10包括挖掘组件11,其依次包括：

-支承体12，具有界定封闭路径的周边边缘16；和

-分布设备18，至少部分相对于周边边缘16横向突出，在支承体12上以导向方式可移动，用于朝向周边边缘16的外侧横向分布一定数量的可硬化或可固化材料，以使得能够放置整体上界定围绕挖掘组件11的管状结构T的可硬化或可固化材料的多个轴向叠加环形层s(具体参见图4和5)；和

-发动机装置20，用于在支承体12上移动分布设备。

由于上述特点，系统10适于通过借由分层的加和生产(additiveproduction)技术产生管状结构T。更具体地，如下文所进一步描述的，由发动机装置20控制的分布设备18相对于支承体12的运动允许分布设备18以基本上连续的方式邻近周边边缘16分布可硬化或可固化的物质(通常通过出口通路，例如孔、管、管道等)。

换句话说，分布设备18供给的所述数量的材料扩展(grow)并且分层，其中环形层s基本上包括一个在另一个之上缠绕的多个轴向叠加线圈。以这种方式，有待沉积的新材料开始分层，围绕周边边缘16并且将其自身布置在已经沉积的材料下面。

而且，已经沉积的材料往往保持周边固定，与系统所穿透的基底接触。这一行为允许系统10穿透基底并且显著降低摩擦效应，尤其是被制得的钻孔的内侧壁和系统10所生成的管状结构T的外侧壁之间的摩擦效应。

此外，在挖掘期间生成的管状结构T可用于多种功能，包括材料或工具诸如水、氧气或其他气体、食物、药物等的分布。因此，系统10不仅可用于土壤钻探或挖掘作业，同时也可用于勘探、援助和医疗应用。

更详细地，应该注意的是这样的系统可用于监测和维护管路(诸如油，气或水管路)而不必停止或中断所述管道内的流体流。此外，对于医学应用，手术情况是可以想到的，其中外科医生想要在特别困难和危险的手术过程中建造无创通路，例如在神经外科手术中建造不必横穿特定脑区的路径，或在内镜检查中防止组织经受可能导致病人痛苦的压力(例如牵引)。总的来说，同样可以想到的是在挖掘组件11上安装传感器(特别是在支承体12的远端或尖端上)。

分布设备为了制得管状结构T可由分布设备18分布的材料可以不同的方式使用并且包括各种类型的物质。例如，这样的材料可以能够硬化或固化的线、粉末、糊状、凝胶或液体的形式分布，优选在短时间内。当然，更高的硬化或固化速度加快管状结构T的整体形成过程。可用的材料可包括不同物质，其中有聚合物质(例如热塑性或热固性的物质)、水泥基物质、纺织纤维(例如棉纤维)、金属材料等。

优选地，分布设备18可分布的材料是线的形式的，其提供了简化使用中将物质(通常存储在仓库或罐中)向分布设备18的分布的优点，特别是当深度穿透是所需的以及需要建造特别长的管状结构T时。

通过举例的方式，可以线的形式使用的可能的物质包括通常用于熔融沉积成型(FDM)的这些物质，例如聚合的线(尤其是热塑性的，诸如ABS、PLA等)，布质线或纺织材料(尤其是棉花)，金属丝(被分布设备18分布之前可能经过加热)等。

在说明性的实施方案中，支承体12包括具有周边边缘16的侧壁14。具体地，周边边缘16位于侧壁14的远端或尖端14a(即操作地面朝基底的末端，有待经受无损穿透)。

优选地，侧壁14具有轴向腔14b(例如贯穿腔)，分布设备18是从外侧穿过所述轴向腔14b可到达的。由于这一特征，当系统10处于操作中时，轴向腔14b可以构成用于将有待沉积的材料沉积至分布设备18以及为发动机装置20供电的通路。

在图1至6显示的实施方案中，侧壁14基本上是圆柱形的；具体地，其横截面基本上是圆形的。然而，如对本领域技术人员来说明显的并且参照对圆柱体的一般界定(理解为具有直线母线的区域，与预定的方向平行并且穿过给定曲线的单一点，无论平面或倾斜，称为directix)，为了实现本发明，横截面有圆形形状并不是绝对必要的，因为它可能有不同形状的轮廓，例如由任何封闭路径或线条界定的。侧壁14的横截面轮廓的一些可能的替代形状是方形和椭圆形。为了完整起见，通过举例的方式，应参照与本发明另外的示例性实施方案有关的图11和12，其显示侧壁14横截面的特殊的、基本上为8字的形状轮廓。

在本发明的另外的变体中，侧壁14的整体形状也可能不是圆柱形，例如截锥体，特别是从远端14a逐渐变细的。

优选地，分布设备18可旋转地(rotoidally)耦合至侧壁14。在图1至6显示的实施方案中，支承体12的侧壁14具有圆形横截面，而分布设备18可旋转地耦合至所述侧壁14。具体地，在这一实施方案中通过发动机装置20的插入，分布设备18的外表面可旋转地耦合至侧壁14的内表面。

任选地，分布设备18包括至少部分地伸出越过周边边缘16并装配有基本上径向的出口通路22并能够分布可硬化或可固化材料的盘21，其适用于有助制得管状结构T。盘21沿侧壁14的轴端或尖端14a周边延伸。然而，在另外的实施例变体中，分布设备可以采用除了盘21之外的装置(例如参见图11和12所示的实施方案，这将在下文描述)。

优选地，盘21还轴向紧靠侧壁14的远端14a，特别是建造环形支承。

在图1至6显示的实施方案中，出口通路22适于被可硬化材料贯穿，例如包括纺织线。所述线可能是棉制的，外部适当涂覆粘合元件或胶，例如化学粘合剂、热粘合性聚合物、干燥粘合介质(诸如自依附涂料，包括属于家族的产品)，由UV射线可固化或可交联的涂层等等。在这种方式下，可以提供堆叠环形线层s之间的粘附，以使得不同线区段可轴向彼此约束并且之后“固化”形成管状结构T。

具体地，出口通路22设置为槽的形式，其可被硬化材料穿过(runover)，例如在跨过侧壁14的盘21上形成；在这种情况下，可硬化材料将进入位于支承体12内部的所述槽的区段，并穿过位于支承体12外部的所述槽的区段离开，在侧壁14的轴端或尖端14a下面。作为替代，所述出口通路22可以设置为孔，切口或管的形式，可硬化材料可以穿过其从支承体12内侧至外侧。

]参照图6，系统10任选地包括收集组件24以便储存和供应分布设备18有待分布在周边边缘16周边的可硬化材料。

在说明性实施方案中，收集组件24相对挖掘组件11位于远程位置。但可以想象的是，作为替代，收集组件与挖掘组件11的一个或多个部件集成；在这样的情况下，收集组件可以，例如，与分布设备18可旋转地集成。

具体地，收集组件24可以牢固固定到有待经受无损穿透的基底外部的位置(无论后者是土壤，如在钻探应用中，还是患者身体或操作台，如在医学应用中)。

在说明性实施方案中，存储在收集组件24中的材料，通过举例的方式，为在绳或线的形式，具体地，如前所述，棉线的形式。优选地，收集组件24包括阀芯26，其被绳或线的形式的有待提供给分布设备18的可硬化或可固化材料缠绕，然后在系统10操作过程中以受控的方式解开，特别根据分布设备18进行的运动而解开。

具体地，在系统10操作过程中，从阀芯26解开的线开始于收集组件24并跨过正在形成的管状结构T，之后进入空心体12界定的轴向腔14b，从而到达分布设备18。具体地，阀芯26的旋转由发动机27控制，例如电动发动机。在这种情况下，发动机27的旋转决定可硬化或可固化材料通过所述分布设备18的出口通路22供给的速度。

在说明性的实施方案中，阀芯26绕与分布设备18的旋转轴横向特别是基本上垂直方向的轴线旋转。

优选地，阀芯26也是绕基本平行于(具体地一致)分布设备18(在说明性实施方案中，盘21)适于绕其旋转(尤其是以可控制为后者的方向和/或旋转速度的函数的方式)的轴可旋转的。通过这方式，抵消供给分布设备18的线中轴向扭转应力的发生是可能的，因为分布设备18的旋转运动往往扭转来自收集组件24的线，具有在线本身中产生不期望的节或曲线的风险。

更详细地，在说明性实施方案中，收集组件24也包括固定安装阀芯26的可旋转底座28，其是绕基本平行于(具体地一致)分布设备18(在说明性实施方案中，盘21)适于绕其旋转的轴可旋转的。

具体地，可旋转底座28由发动机30可旋转地控制，例如电发动机(可能与齿轮配合)。在说明性实施方案中，两个发动机27和30与收集组件24组合设置，其彼此分开并且分别与阀芯26和可旋转底座28相关联。然而，在本文并未显示的实施变体中，可能通过使用适当的传动构件，两个发动机可以被能够控制阀芯26和可旋转底座28的旋转的单个发动机取代。

在图1至6显示的实施方案中，缠绕阀芯26的线初始未装备上文描述的粘合涂层或胶水。在这种情况下，系统10设置有含有适于有助于所述涂层形成的物质的室32；具体地，所述物质可以是液体形式。优选地，所述室设置在收集组件24中。

具体地，收集组件24可以包括可以牢固地限制于有待进行无损穿透的基底的固定底座34，预期用于支承收集组件24的各部件。例如，在固定底座34上可旋转地安装有可旋转底座28并且安置相关联的发动机30；相反，在可旋转底座28上可旋转地安装有阀芯26，特别地借助位于后者末端的两个悬臂(没有编号)，其反过来由发动机27可旋转地控制。

对本领域技术人员来说明显的是在本发明的实施变体中，本文未显示，收集设备的建造可以基于所使用的可硬化或可固化材料而改变。例如，如果可硬化或可固化材料包括膏或凝胶形式的物质，收集设备可是适于含有这样的材料的容器，可能与挖掘组件集成。在这种情况下，分布设备的出口通路可以与总是朝向出口通路推送容器中所含有的材料的适合的泵送工具或机动活塞相关联。

优选地，发动机设备20包括发动机36，例如电机和适于传送发动机36产生的机械力以便建立分布设备18的移动的传动装置38，由支承体12导向。

在图1至6显示的实施方案中，传动装置38是发动机36和分布设备18之间机械配合齿轮，特别是发动机36和盘21之间。优选地，传动装置38包括周转轮系，特别是位于圆柱侧壁14内。

分布设备所述周转齿系包括，例如：

-固定的冠齿轮38a，安装有内齿并且与支承体12特别是其侧壁14一起以整体方式可移动，和

-多个卫星齿轮38b，其可以被发动机36可旋转地驱动，啮合固定冠齿轮38a并由分布设备18特别是由盘21可旋转地支承(作为齿轮压板)。

在图1至6显示的实施方案中，由固定冠齿轮38a包围的卫星齿轮38b有三个并且具有位于等边三角形的顶点的各自的旋转轴。

在这实施方案，所述周转齿系不包括与所有卫星齿轮38b同时啮合的用于减少分布设备18中的旋转运动的行星太阳小齿轮。具体地，发动机36反而适于直接传递运动至仅一个卫星齿轮38b，其反过来与固定冠齿轮38a啮合。

根据所说明的周转齿系的结构，当发动机36处于操作中时，卫星齿轮38b随固定冠齿轮38a一起运动并且转动分布设备18，特别地通过旋转盘21。

优选地，由传动装置38的固定冠齿轮38a和卫星齿轮38b建得的周转齿系轴向约束于支承体12。

具体地，所述轴向约束可以借助安置在卫星齿轮38b的轴向相对侧面上的一对盘40、42获得，后者可旋转地支承于其上，例如通过穿过销的轴(未编号)。此外，这些盘40、42的周边在固定冠齿轮38a的轴向相对侧面上叠加。

反过来，这些盘40、42彼此固定，例如旋紧，并且与分布设备18特别是其盘21一起以整体方式旋转。

在图1至6显示的实施方案中，发动机36可以通过以滑动方式分别支承于各自的一对导电轨道46上的一对滑动接触部44接收动力，其供应有能够操作发动机36的电力并且能够在支承体12上形成，尤其是在侧壁14的内表面上。

优选地，滑动接触部44是由从发动机36突出的臂48承载(图2)，例如靠着导电轨道46弹性预装，以保持与它们的电连接。

在说明性实施方案中，所述一对导电轨道46界定封闭路径，特别是圆形的路径，在滑动接触部44可以在其上滑动的侧壁14的内表面上形成。

具体地，动力可以借助一对导线50提供至导电轨道46，例如来自位于距系统10远程位置的电力发电机(未显示)。优选地，导线50贯穿支承体12，例如在侧壁14处贯穿，并且连接至导电轨道46。

作为上述方案的替代方案，电力也可通过将系统10与能够自动向发动机36提供动力的蓄电池或电池配合来提供至发动机36。

优选地，支承体12配备有用于将挖掘组件11相对于由其产生的管状结构T锁定的径向锁定工具。径向锁定工具可以任选地包括横向朝外并且适于弹性压靠围绕支承体的管状结构T的至少一对侧间隔件51，特别是在侧壁14的近端。在说明性实施方案中，侧间隔件51包括可以在管状结构T中(可能通过进入它)施加摩擦的爪。

更具体地说，侧间隔件51枢接于支承体12周边上，尤其是侧壁14上。例如，侧间隔件51的接合可以借助在每个间隔件51和支承体12之间插入的柔性关节或铰链来提供。

侧间隔件51的功能基本上是防止发生挖掘组件11经历不期望的相对于管状结构T的径向位移，而同时允许同一个挖掘组件轴向移动。此外，侧间隔件51朝外径向方向上的弹性使得这一方式可用于从系统10可获得的不同直径的管状结构T。

参照图7至10，附图标记100整体上指代根据本发明的其他实施方案的系统。

与上述实施方案的那些相似或者实行相同功能的那些部分或元件已经分配有相同的附图标记。为简单起见，这些部分或元件的描述下文将不会重复，并将对上文之前实施方案的描述进行参照。

系统100包括用于改变基底无损穿透期间挖掘组件11跟随方向的转向工具。在图1至6显示的实施方案中，事实上，系统10在操作中往往维持基本上直线的挖掘方向，特别是往往与侧壁14的轴线一致。

所述转向工具允许产生有待以不同方向弯曲和定向的管状结构T，例如为了克服障碍或当系统100用于经历无损穿透的基底中的挖掘任务时。

根据一个选项，转向工具适用于改变所述挖掘组件的部件的布置。根据所述选项，并特别参照图7，所述转向工具包括：

-与支承体12间隔的近端支承体52，特别是在与远端或尖端14a相对的侧面上并且轴向上以受控的方式可约束于管状结构T(特别是其内表面)，以及

-机构54将支承体12、52相互机械连接并且适用于以受控的方式改变所述支承体12、52相对于彼此的倾向。

这样，当近端支承体52被轴向约束于管状结构T的内表面时，支承体12可以以相对于近端支承体52倾斜的方向移动，被机构54抬离支承体12。

优选地，近端支承体52也具有内腔，如在前述实施方案中对支承体12所描述的。具体地，所述内腔适用于被有待由分布设备18周边分布的线材料(例如来自收集组件24)横穿。而且，所述腔还被向发动机装置20供应电力的导线50横穿。

具体地，机构54可以在纵向上以其自己的曲率改变或弯曲，从而推动(远端)支承体12和并且将其旋转远离近端支承体52，从而将穿透系统100的基底的轴线转向。

具体地，机构54包括多个纵向柔性或可弯曲的立柱54a、54b。这些立柱54a、54b在一个侧面上连接至支承体12，而在另一侧上连接至近端支承体52，并且它们的纵向挠曲和弯曲可以以受控的方式调整。

优选地，近端支承体52周边装有适用于径向向外延伸的紧固工具56，以便能与管状结构T的内表面啮合，从而阻止后者轴向滑动。

在说明性的实施方案中，当机构54操作改变系统100对基底无损穿透发生的方向时，所述紧固工具56径向延伸，例如通过促动器(具体地电磁式促动器)或电动机(具体地直流电动机)。这可以防止可能对系统100的方向变化产生不利影响的任何不希望的滑动。

根据可替换的选项，其不同于其中转向工具适用于修改挖掘组件11的部件布置的选项，所述转向工具适用于以受控的方式改变分布设备18分布可硬化或可固化材料的模式。具体地，控制分布设备18分布的可硬化或可固化材料的厚度和/或扭转状态，可能通过调整所述材料在其离开分布设备时的流速。

参照图8至10，显示使用系统创建的管状结构T，其中方向的改变根据所述可替换的选项通过转向工具来达到。

具体地，在图8和9中所述管状结构T通过改变分布设备18供给可硬化材料的流量来获得，以便导致管状结构T本身的环形层s或线圈的不对称。

在图8和9中，方向变化发生在分布设备18沿着周边边缘16界定的周边以不均匀的方式供给可硬化材料的流时。

参照图8，应当考虑的案例其中分布设备18配备有周边喷嘴(例如其可以与图11和12中所示的类似的方式来设置)，适用于分布可硬化的材料，其中所述材料不是螺纹形式的，而是可硬化或可固化的粉末、膏、凝胶或液体形式。

为了创建管状结构T，周边喷嘴停止在管状结构T的环形层s(或线圈)的某些区段停止供给可硬化材料，从而创建非对称结构。以这种方式中，堆叠的环形层s将受到可硬化材料部分缺失的影响，以使得管状结构T会弯曲并偏离，向环形层s缺乏硬化材料的侧面倾斜。

一旦获得了期望的倾向，周边喷嘴将再次以均质方式供给一定量的硬化材料。

参照图9，其中说明的管状结构T在周边喷嘴用于供给包含粉末、膏、凝胶或液体物质的可硬化材料并在分布设备18适用于供给线时可以获得。

如果使用周边喷嘴，它会以这样的方式运作以便增加管状结构T的环形层s(具体地创建为线圈)的某些区段中供给的可硬化材料的厚度(例如通过增加流速)，从而形成一种非对称结构。当它发生在图8所示的情况时，堆叠的环形层s将受到可硬化材料部分过量的影响，并且因此管状结构T会弯曲并偏离，向环形层s具有较少硬化材料的侧面倾斜。同样在这种情况下，一旦获得了期望的倾向，周边喷嘴将再次以均质方式供给一定量的硬化材料。

如果所供给的可硬化材料是线，相反，在所述线周围沉积的涂层(粘合剂或胶水)沿环形层s的一些区段增加，例如通过调整。具体地，降低线穿过包含用于形成所述涂层的物质的室32时线的速度(以使得线将浸渍更深)。这意味着环形层s的所述区段将变得比其余的更厚，从而导致管状结构T与如前所述相同的表现。

参照图10，其中说明的管状结构T在分布设备18适用于供给线时可以获得。

在这种情况下，环形层s的非对称结构是通过线的某些区段在其由分布设备18供给时经历轴向扭转而获得的，例如通过在一些工作步骤期间在阀芯26的转速和发动机20确定的分布设备18的转速之间建立差异。

参照图11和12，附图标记200整体指代根据本发明的其他实施方案的系统。

在这一实施方案种，侧壁14不具有圆形的横截面，但它具有—仅仅示例性的—基本八字形的横截面。

因此，根据所述横截面为非圆形这一事实，分布设备18和支承体12之间的导向耦合与前述实施方案不同。具体地，分布设备18具有的不是盘而是周边喷嘴221，材料可以通过所述周边喷嘴221向外供给，例如通过与周边喷嘴221相关的出口孔吸出或挤压，材料流可以从其开始或停止。

具体地，周边喷嘴221可被加热以便加热从其流经的材料。以这一方式，分布设备18可以在发动机装置20的作用下提供往往将其自己布置在多个轴向叠加环形层s中(以基本上连续的方式)的“粘性”材料的线。当然，优选的是所述线往往在通过周边喷嘴221的孔离开之后迅速硬化，以使得管状结构T在短时间内形成。

周边喷嘴221的出口孔的横截面可以是以已知的方式可调节的，以便能够改变分布设备供给的可硬化或可固化材料的厚度。

分布设备18，和具体地周边喷嘴221，可滑动地安装设置在支承体12上的导轨58上，具体地界定封闭的路径。

优选地，导轨58具有大致环形形状并且位于侧壁14的内表面，界定周边喷嘴221的封闭路径，其遵循侧壁14的横截面的轮廓。

优选地，系统200包括一对这样的导轨58，其轴向间隔并且由导电材料制成，因此也实现图1至6中所示实施方案的导电轨道46的功能。以这种方式，分布设备18的导向系统和电源集成在一起。在另外的实施变体中，也可以想象的是保留导向系统和电源以便分布设备彼此间隔。

在这一实施方案种，发动机20与周边喷嘴221集成在一起并且适用于控制与侧壁14内表面接触的轮60的旋转，以使得其在分布设备18移动时将跟随周边边缘16。可替换地，轮60可替换为与侧壁14内表面载有的内啮合啮合的小齿轮。

优选地，分布设备18还包括安装在远端14a并且由侧壁14沿与跟周边喷嘴221遵循的相同路径可滑动地导向(例如通过导轨58)的多个肋元件62。具体地，肋元件62包括向外突出超过侧壁14的周边边缘16的横向舌62a。

在这一实施方案中，所述肋元件62仅实行被动功能，原因在于它们被制成为因周边喷嘴221的操作和可硬化或可固化材料的沉积而沿着周边边缘16滑动。具体地，各自的横向舌62a主要用于一旦被周边喷嘴221分布就将管式结构T的环形层s的表面弄平。这通过管式结构T的分层提高了沉积的规律性和均匀性。

参照图13和14，显示环形层s构成的可能的管状结构T，每一个都具有组成所述结构T的线的特殊的横截面t。

具体地，图14说明了构成环形层s的线的横截面t，例如图13所示的线圈。所述横截面t实质上是联锁类型，即它可以机械约束于上部或下部的轴向相邻线圈区段。

优选地，形成环形层s的线圈的轴向相对侧面上，截面t具有可以耦合至相关凹陷部分t2的凸出部分t1，从而在周边喷嘴221进行分布其间建立形状耦合。

这一方案甚至可以避免应用于在管状结构T的线圈之间的化学或聚合的粘合剂的使用，因为线圈的横截面本身“自耦合”。

用于获得这种类型的线圈横截面有用的一个可能的方式是提供具有适用于供给可硬化或可固化材料并且最后以异形孔(profiledorifice)64结束的出口通路22的分布设备18，其横截面t在相对侧面具有互补形状t1、t2，例如凸出-凹陷类型。以这种方式，可硬化或可固化材料的上部和下部相邻环形层s，通过所述异形孔64吸出或挤压，可以将一个安装到另一个中，例如以凸出-凹陷形式。

只要兼容，区分本文描述和说明的不同的实施方案及其变体的技术表征可以自由互换。

当然，在不损害本发明的原理的情况下，对实施方案形式和实现细节可从本文以非限制性实例描述和说明的那些广泛变化，但不脱离所附权利要求中展示的本发明的范围。

Claims

1.用于基底无损穿透的系统(10，100，200)，所述系统包括挖掘组件(11)，其依次包括：

-支承体(12)，具有界定封闭路径的周边边缘(16)；

-分布设备(18)，至少部分相对于所述周边边缘(16)横向突出，在所述支承体(12)上以导向方式是可移动的，并且用于朝向所述周边边缘(16)的外侧横向分布一定数量的可硬化或可固化材料，以使得能够放置界定围绕所述挖掘组件(11)的管状结构(T)的所述可硬化或可固化材料的多个轴向叠加环形层(s)；和

–发动机装置(20)，用于在所述支承体(12)上移动所述分布设备(18)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述支承体(12)包括载有所述周边边缘(16)的侧壁(14)。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述侧壁(14)具有界定所述周边边缘(16)的远端(14a)。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其中所述侧壁(14)具有轴向腔(14b)，所述分布设备(18)是从所述外侧穿过所述轴向腔(14b)可到达的。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述轴向腔(14b)穿过所述侧壁(14)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述分布设备(18)可旋转地耦合至所述支承体(12)。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述分布设备(18)包括相对于所述周边边缘(16)至少部分地横向突出并装配有基本上径向的出口通路(22)并能够分布所述可硬化或可固化材料的盘形元件(21)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述支承体(12)包括至少一个导轨(58)，所述分布设备(18)可滑动地安装在所述导轨(58)上。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述发动机设备(20)包括发动机(36)和适于传送发动机(36)产生的机械力以便移动所述分布设备(18)的传动装置(38)，由所述支承体(12)定向。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传动装置(38)包括齿轮(38a、38b)。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述齿轮包括所述支承体(12)和所述分布设备(18)之间插入的周转齿系(38a、38b)。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述发动机装置(20)布置为可旋转地驱动轮(60)，其由所述分布设备(18)可旋转地支承并且其与所述支承体(12)相接触，具体地通过旋转或啮合。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述发动机装置(20)is是电力类型。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述发动机装置(20)与所述分布设备(18)一起以整体方式可移动并且包括一对滑动接触部(44)，所述滑动接触部(44)以滑动方式支承在所述支承体(12)上形成的一对导电轨道(46；58)上。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括收集组件(24)，用于存储并向分布设备(18)供应所述可硬化或可固化材料。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述收集组件(24)相对所述挖掘组件(11)位于远程位置。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述收集组件(24)是相对于所述基底以固定方式可安装的。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的系统，其中所述收集组件(24)包括阀芯(26)，有待提供给所述分布设备(18)的可硬化或可固化材料以绳或线的形式围绕所述阀芯(26)而缠绕，所述材料可以受控的方式解开，特别根据所述分布设备(18)进行的运动解开。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，还包括用于改变基底无损穿透期间所述挖掘组件(11)跟随方向的转向工具。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述转向工具(52，54)适用于修改对所述挖掘组件(11)的部件的布置。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述转向工具包括：

-近端支承体(52)，与所述支承体(12)间隔并且轴向上以受控的方式可约束于所述管状结构(T)，和

-机构(54)，将所述支承体(12)和所述近端支承体(52)相互机械连接并且能够让它们相对于彼此倾向。

22.根据权利要求19所述的系统，其中所述转向工具适用于以受控的方式改变所述分布设备(18)分布的所述可硬化或可固化材料的分布模式，具体地通过控制其厚度和/或扭转状态。

23.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中所述分布设备(18)具有用于分布可硬化或可固化材料并且最后以具有横截面(t)的异形孔(64)结束的出口通路(22)，所述横截面(t)在相对侧面上具有互补形状(t1、t2)，以使得所述可硬化或可固化材料的上部和下部相邻环形层，具体地通过所述异形孔(64)吸出或挤压，可以将一个安装到另一个中。