CN106584052B - 一种地下综合管廊安装机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，包括：底部设有多个滚轮的底盘、动力装置、升降装置、托盘和控制装置，动力装置设在底盘的内部，且动力装置与多个滚轮中的至少一个连接，动力装置能带动滚轮转动并驱动底盘移动，托盘通过升降装置设置在底盘的上方，升降装置的下端与底盘连接，升降装置的上端与托盘连接，升降装置能带动托盘上升和下降，动力装置、升降装置分别与控制装置电连接。本发明能快速准确地将管线输送到对应需要安装的位置处，快速实现管线的输送；同时能辅助人工快速完成管线的安装；可以配合人工完成繁重的体力劳动，减少人力成本和时间成本。

Description

一种地下综合管廊安装机器人

技术领域

本发明涉及地下管廊建设辅助设备，尤其是指一种地下综合管廊安装机器人。

背景技术

随着综合管廊建设步伐的加快，对管廊快速施工的要求越来越高；随着综合管廊建设里程的增多，对人力、物力的需求也越来越大。

地下综合管廊里程长，空间狭长、封闭性强，构造物多，施工、安装及维护不便，而且地下综合管廊内各种管线均需从投料口进入，受管廊内狭长空间的影响，大吨位钢管、大截面线缆的运输和安装均需人工拖拽、牵引，劳动强度大、操作难度大、且易造成管线损伤。

鉴于上述情况，本技术领域的研究人员都努力寻求一种能够替代或协助人工高效、快速地完成地下综合管廊内协助人工完成管线安装的装置或设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速实现地下综合管廊建设过程中管线的输送，并协助人工完成管线安装的地下综合管廊安装机器人。

为达到上述目的，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，所述地下综合管廊安装机器人用于在地下综合管廊的建设过程中输送管线，所述地下综合管廊安装机器人包括：底部设有多个滚轮的底盘、动力装置、升降装置、托盘和控制装置，所述动力装置设在所述底盘的内部，且所述动力装置与多个所述滚轮中的至少一个连接，所述动力装置能带动所述滚轮转动并驱动所述底盘移动，所述托盘通过所述升降装置设置在所述底盘的上方，所述升降装置的下端与所述底盘连接，所述升降装置的上端与所述托盘连接，所述升降装置能带动所述托盘上升和下降，所述动力装置、所述升降装置分别与所述控制装置电连接。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述升降装置包括至少两个伸缩液压缸，所述至少两个伸缩液压缸均匀分布于所述托盘与所述底盘之间。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述托盘上方设有多个平行排列设置的托臂，各所述托臂的上表面均为由两端至中间逐渐下凹的弧形，且各所述托臂的上表面形成的所述弧形的轴线相互重合，且各所述托臂的上表面形成的所述弧形的轴线与所述底盘的运动方向平行。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，各所述托臂的上表面形成的所述弧形的曲率相同。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，各所述托臂上方均设有扣带，所述扣带的两端分别与对应的所述托臂的两端连接。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述扣带为电动伸缩扣带，所述电动伸缩扣带与所述控制装置电连接，所述电动伸缩扣带包括伸缩带和接扣，所述伸缩带的一端与所述托臂的第一端连接，且所述伸缩带能由所述托臂的第一端缩入所述托臂的内部，所述接扣与所述托臂的第二端连接，所述伸缩带的另一端能从所述托臂的内部伸出并与所述接扣相扣接。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述托盘与所述底盘之间设有多个限位装置，各所述限位装置均包括限位座和限位杆，所述限位座固定在所述底盘的上表面上，沿着所述限位座的纵向轴线，所述限位座上凹设有限位孔，所述限位杆的一端与所述托盘连接，所述限位杆的另一端插入所述限位孔中，且限位杆能在所述升降装置带动所述托盘上下运动的状态下沿所述限位孔上下运动。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述地下综合管廊安装机器人还包括导向装置，所述导向装置包括相互配合导轨和导向轮，所述导轨沿着所述管线的铺设方向设置在所述地下综合管廊的地面上，所述导向轮通过起落架安装在所述底盘的内部，所述导向轮的下表面能在所述起落架下降的状态与所述导轨相接，且所述导向轮能在所述起落架升起的状态下缩回所述底盘的内部。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述动力装置为电机以及与所述电机电连接的电池，所述电池为蓄电池。

如上所述的地下综合管廊安装机器人，其中，所述滚轮设有四个，四个所述滚轮均匀分布于所述底盘的下表面上

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明通过将需要输送的管线放置在托盘上，并通过动力装置驱动底盘移动，能快速准确地将管线输送到对应需要安装的位置处，快速实现管线的输送；同时通过设置升降装置能将托盘向上托起，使管线向上接近需要安装管线之处，辅助人工快速完成管线的安装，因此，本发明提供的地下综合管廊安装机器人可以配合人工完成繁重的体力劳动，减少人力成本和时间成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明提供的地下综合管廊安装机器人的主视结构示意图；

图2是本发明提供的地下综合管廊安装机器人的侧视结构示意图。

附图标号说明：

1 底盘

11 滚轮

2 动力装置

3 升降装置

4 托盘

41 托臂

42 扣带

421 伸缩带

422 接扣

5 限位装置

51 限位座

52 限位杆

6 导向装置

61 导轨

62 导向轮

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1及图2所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，地下综合管廊安装机器人用于在地下综合管廊的建设过程中输送管线以及辅助人工安装管线，地下综合管廊安装机器人包括：底部设有多个滚轮11的底盘1、动力装置2、升降装置3、托盘4和控制装置，动力装置2设在底盘1的内部，且动力装置2与多个滚轮11中的至少一个连接，动力装置2能带动滚轮11转动并驱动底盘1移动，具体来说，动力装置2是与多个滚轮11中的一个滚轮11的轴相连接，通过带动滚轮11的轴转动使得滚轮11转动从而带动底盘1移动，托盘4通过升降装置3设置在底盘1的上方，升降装置3的下端与底盘1连接，升降装置3的上端与托盘4连接，升降装置3能带动托盘4上升和下降，管线运输过程中，升降装置3缩回，托盘4处于下降位置，管线放置在托盘4上，待管线运输到需要安装的位置，根据实际情况升降装置3伸出并带动托盘4上升，将管线向上托送，以辅助人工对管线进行安装，动力装置2、升降装置3分别与控制装置电连接，控制装置可以是采用遥控器控制的无线控制装置，以便于工作人员在地面上实现对地下综合管廊中的本发明进行控制，或者在与本发明有一定距离的位置对本发明进行控制。

进一步地，如图1所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，升降装置3包括至少两个伸缩液压缸，至少两个伸缩液压缸均匀分布于托盘4与底盘1之间。其中，底盘1通常为矩形结构，伸缩液压缸可以设置为两个，并使两个伸缩液压缸分别位于呈矩形的底盘1的两端；若呈矩形的底盘1的长度方向上的尺寸较长，也可以设置三个伸缩液压缸，并将其中两个分别设置在呈矩形的底盘1的两端，并将第三个设置在呈矩形的底盘1的中央，以使托盘4受到均匀的支撑力，防止由于管线太沉而导致托盘4变形的情况发生。

更进一步地，如图1所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，托盘4上方设有多个平行排列设置的托臂41，各托臂41的上表面均为由两端至中间逐渐下凹的弧形，且各托臂41的上表面形成的弧形的轴线相互重合，通过设置托臂41可以对管线进行支撑，同时由于托臂41的两端较高而中间较低，可以对管线进行限位，从而将管线保持在托臂41上，防止管线从托盘4的两侧滚动脱落，且各托臂41的上表面形成的弧形的轴线与底盘1的运动方向平行，通过将各托盘4的上表面形成的弧形的轴线与底盘1的运动方向设置为平行的，在使底盘1沿着管线的布线方向移动时，可以有效保证管线按照预定的布线方向进行布线。其中，上述托臂41的结构为不可调节式，除此之外，托臂41还可以设为可调节式，即沿着托臂41的呈弧形的上表面的径向(即托臂41的长度方向)，托盘4的上表面上开设有滑槽，托臂41包括两个斜面相对设置的楔形块，沿着由下至上的方向，两楔形块的斜面之间的距离逐渐变大，两楔形块的下端通过滑块嵌入滑槽中，且楔形块能通过滑块沿着滑槽滑动，以控制两楔形块之间的距离，从而在运输具有不同外径的管线时，通过调节两楔形块之间的距离，使管线的外表面分别与两楔形块的斜面接触，从而将管线保持在托臂41上；另外，还可以将楔形块的斜面设置成弧形凹面，从而更好的对管线的外表面进行保护，以及适应更多具有不同外径的管线。

需要说明的是，将托臂41设置为可调节式时，应当通过设置能保持各托臂41的两楔形块同步移动的装置来控制两楔形块的移动，使两楔形块同步的相对靠近或相对远离，而二者之间距离的中点保持不动，即使各托臂41的两楔形块之间距离的中点的连线始终与底盘1的长度方向的中心轴线平行。

作为优选，如图1所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，各托臂41的上表面形成的弧形的曲率相同，以保证管线在放置在各个托臂41的弧形的上表面上时，管线的外表面能均匀的与各托臂41的上表面接触，避免出现受力不均匀的情况。

作为优选，如图1及图2所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，各托臂41上方均设有扣带42，扣带42的两端分别与对应的托臂41的两端连接。在管线运输的过程中，将管线放置在托臂41上之后，可以将扣带42的两端分别与托臂41的两端连接，从而使得扣带42与托臂41围合形成一个闭合的环形，并将管线限制在该环形中，能够进一步防止管线在运输过程中从托臂41的两端滚落，将托臂41更加牢固的限制在托盘4上；另外，扣带42设置为长度可调，通过调整扣带42的长度以适应具有不同外径的管线，同时还可以通过调整扣带42的长度而将管线绑紧在托臂41上，避免管线在托臂41上晃动而对管线的外表面造成划伤。

作为优选，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，扣带42为电动伸缩扣带，电动伸缩扣带与控制装置电连接，通过将扣带42设置为电动伸缩扣带，并由控制装置控制，能够实现电动伸缩扣带的快速扣接与解扣，无需耗费人工对扣带42一一扣接并一一解扣，电动伸缩扣带包括伸缩带421和接扣422，伸缩带421的一端与托臂41的第一端连接，且伸缩带421能由托臂41的第一端缩入托臂41的内部，接扣422与托臂41的第二端连接，伸缩带421的另一端能从托臂41的内部伸出并与接扣422相扣接。在将管线放置在托臂41上之后，操作控制装置，使多个托臂41上的伸缩带421同时伸出并与对应的接扣422相扣接，并且，在将管线运输到指定位置需要安装时，通过操作控制装置，使多个伸缩带421同时与对应的接扣422相互解扣即可。

进一步地，如图1及图2所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，托盘4与底盘1之间设有多个限位装置5，各限位装置5均包括限位座51和限位杆52，限位座51固定在底盘1的上表面上，沿着限位座51的纵向轴线，限位座51上凹设有限位孔，限位杆52的一端与托盘4连接，限位杆52的另一端插入限位孔中，且限位杆52能在升降装置3带动托盘4上下运动的状态下沿限位孔上下运动。通过设置限位装置5，能保证托盘4与底盘1的纵向轴线始终保持重合，同时，保持托盘4在升降装置3的带动下平稳的上升和下降，而不会产生水平方向上的移动。对于矩形的底盘1来说，限位装置5通常设置为四个，四个限位装置5分别位于底盘1的上表面的四个角处，而位于底盘1的端部的伸缩液压缸分别位于对应的两个限位装置5之间。

进一步地，如图1所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，地下综合管廊安装机器人还包括导向装置6，导向装置6包括相互配合导轨61和导向轮62，导轨61沿着管线的铺设方向设置在地下综合管廊的地面上，导向轮62通过起落架安装在底盘1的内部，导向轮62的下表面能在起落架下降的状态与导轨61相接，且导向轮62能在起落架升起的状态下缩回底盘1的内部，使导向轮62可适应各种地下综合管廊地面。其中，导轨61可以是凹设在地面上的，且导轨61的上表面与地面保持齐平或略高于地面，导轨61与导向轮62的结构可以参照火车轨道及火车车轮的结构，导向轮62的表面上形成与导轨61相配合的凹陷；或者导轨61与导向轮62也可以设置为其他结构形式，本发明并不以此为限。

作为优选，如图2所示，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，动力装置2为电机以及与电机电连接的电池，电池为蓄电池。电机的输出轴与多个滚轮11中的一个滚轮11的轴相接，电机的输出轴带动滚轮11的轴转动，从而使滚轮11滚动并驱动底盘1移动。并且，通过将电池设为蓄电池，能够长时间连续的为本发明地下综合管廊安装机器人提供电能，以保证其正常工作；同时，将电池设为蓄电池能使电池随着底盘的移动而移动，在蓄电池电量低的情况下只需回到地面上对本发明进行充电，充满电量后将充电线拔去即能重新投入地下综合管廊的建设工程中，在使用过程中无需拖带着供电线，避免出现供电线在地下出现缠绕钩挂的情况。

作为优选，本发明提供了一种地下综合管廊安装机器人，其中，滚轮11设有四个，四个滚轮11均匀分布于底盘1的下表面上，由于底盘1大多设为矩形，当滚轮11设有四个时，可以将四个滚轮11分别设置于底盘1的下表面的四个角处，以使底盘1受到均匀的支撑力。

综上所述，本发明由底盘1、动力装置2、托盘4、升降装置3、限位装置5、控制装置和导向装置6构成，底盘1可以前进和后退；底盘1的下方设置有导向装置6，导向装置6起导向作用，导向装置6包括导向轮62和导轨61，导向轮62设置在底盘1的底部，且导向轮62沿着设置在地下综合管廊的地面的导轨61滚动，导向轮62自带伸缩系统，导向轮62可以缩进底盘1的内部，以适应无导轨61的地下综合管廊的地面；底盘1上方设置有升降装置3和限位装置5，升降装置3可以控制托盘4通过限位装置5升降往复移动，升降装置3设置在限位装置5中间；升降装置3和限位装置5上方设置托盘4，托盘4上设有托臂41，通过托盘4和托臂41可以完成管线的搬运与安装；托臂41的内部设置有扣带42，扣带42可以对钢管或线缆进行固定保护。

能够有效解决地下综合管廊空间狭长、封闭性强、构造物多、施工、安装及维护不便，在施工建设阶段，地下综合管廊内各种管线均需从投料口进入，受管廊内狭长空间的影响，大吨位钢管、大截面线缆的运输和安装均需人工拖拽、牵引，劳动强度大、操作难度大、且易造成管线损伤等技术问题。

本发明在使用过程中包括如下步骤：

步骤一：本发明地下综合管廊安装机器人在地下综合管廊的投料口下方等待接料(管线)，首先，本发明地下综合管廊安装机器人的伸缩液压缸伸出，完成托臂41举升动作，待大吨位钢管或大截面电缆从地下综合管廊的投料口进入后，直接放在本发明地下综合管廊机器人的托臂41上，同时扣带42伸出，固定钢管或线缆，完成接料过程；

步骤二：本发明地下综合管廊安装机器人的伸缩液压缸缩回，实现托臂41下降，管线下降到低位，底盘1开始移动，到达指定管线安装地点，完成运料过程；

步骤三：本发明地下综合管廊安装机器人的伸缩液压缸伸出，实现托臂41升高，将管线举升到安装位置，扣带42打开，并缩回到托臂41内部，从而协助人工完成管线安装；

步骤四：本发明地下综合管廊安装机器人的伸缩液压缸缩回，托臂41下降到低位，底盘1移动原路返回，完成整个管线接料、运料及安装过程并进行下一个工作循环。

其中，在以上工作过程中，本发明地下综合管廊安装机器人的底盘1的导向轮62依照管廊地面是否有导轨61而选择伸出或缩进。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明通过将需要输送的管线放置在托盘上，并通过动力装置驱动底盘移动，能快速准确地将管线输送到对应需要安装的位置处，快速实现管线的输送；同时通过设置升降装置能将托盘向上托起，使管线向上接近需要安装管线之处，辅助人工快速完成管线的安装，因此，本发明提供的地下综合管廊安装机器人可以配合人工完成繁重的体力劳动，减少人力成本和时间成本。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述地下综合管廊安装机器人用于在地下综合管廊的建设过程中输送管线，所述地下综合管廊安装机器人包括：底部设有多个滚轮的底盘、动力装置、升降装置、托盘和控制装置，所述动力装置设在所述底盘的内部，且所述动力装置与多个所述滚轮中的至少一个连接，所述动力装置能带动所述滚轮转动并驱动所述底盘移动，所述托盘通过所述升降装置设置在所述底盘的上方，所述升降装置的下端与所述底盘连接，所述升降装置的上端与所述托盘连接，所述升降装置能带动所述托盘上升和下降，所述动力装置、所述升降装置分别与所述控制装置电连接；

所述地下综合管廊安装机器人还包括导向装置，所述导向装置包括相互配合导轨和导向轮，所述导轨沿着所述管线的铺设方向设置在所述地下综合管廊的地面上，所述导向轮通过起落架安装在所述底盘的内部，所述导向轮的下表面能在所述起落架下降的状态与所述导轨相接，且所述导向轮能在所述起落架升起的状态下缩回所述底盘的内部。

2.根据权利要求1所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述升降装置包括至少两个伸缩液压缸，所述至少两个伸缩液压缸均匀分布于所述托盘与所述底盘之间。

3.根据权利要求1所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述托盘上方设有多个平行排列设置的托臂，各所述托臂的上表面均为由两端至中间逐渐下凹的弧形，且各所述托臂的上表面形成的所述弧形的轴线相互重合，且各所述托臂的上表面形成的所述弧形的轴线与所述底盘的运动方向平行。

4.根据权利要求3所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，各所述托臂的上表面形成的所述弧形的曲率相同。

5.根据权利要求3或4所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，各所述托臂上方均设有扣带，所述扣带的两端分别与对应的所述托臂的两端连接。

6.根据权利要求5所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述扣带为电动伸缩扣带，所述电动伸缩扣带与所述控制装置电连接，所述电动伸缩扣带包括伸缩带和接扣，所述伸缩带的一端与所述托臂的第一端连接，且所述伸缩带能由所述托臂的第一端缩入所述托臂的内部，所述接扣与所述托臂的第二端连接，所述伸缩带的另一端能从所述托臂的内部伸出并与所述接扣相扣接。

7.根据权利要求1所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述托盘与所述底盘之间设有多个限位装置，各所述限位装置均包括限位座和限位杆，所述限位座固定在所述底盘的上表面上，沿着所述限位座的纵向轴线，所述限位座上凹设有限位孔，所述限位杆的一端与所述托盘连接，所述限位杆的另一端插入所述限位孔中，且限位杆能在所述升降装置带动所述托盘上下运动的状态下沿所述限位孔上下运动。

8.根据权利要求1所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述动力装置为电机以及与所述电机电连接的电池，所述电池为蓄电池。

9.根据权利要求1所述的地下综合管廊安装机器人，其特征在于，所述滚轮设有四个，四个所述滚轮均匀分布于所述底盘的下表面上。