CN108265768A - 一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，包括组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，所述组合式传送带装置包括第一传动组件和第N传送带组件，第一传动组件和第N传送带组件活动连接，所述第一传动组件包括第一前辊轮、第一后辊轮和导向轮组，在第一前辊轮和第一后辊轮上套设传动带，所述第一前辊轮和第一后辊轮之间至少设有两套第一导向轮组，所述第一导向轮组包括导向轴，所述导向轴两端分别设有与管道下部内壁面贴合的下滚轮，导向轴与第一前辊轮及第一后辊轮通过连接轴连接形成支撑架；通过本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统可以无需工人进入管道内自动将渣土挖掘并转运处理，不但节省人力还提高了工作效率。

Description

一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统

技术领域

本发明涉及市政地下管道施工技术领域，具体涉及一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统。

背景技术

在城市道路拓宽改造项目中地质比较复杂，施工时既要考虑施工工期，又要考虑封闭交通问题，如果按常规施工方法施工(开槽放坡、开槽支护)不能保证周围建筑物的安全，同时施工成本提高，无法保证工期。还有在常规施工方法中，采用开槽施工需要采取一定的沟槽支护措施，一但施工环境发生变化，施工条件复杂，施工工期较长，周围管线无法保证安全，施工成本提高。因此必须研究新施工方法才能使工程顺利展开。

人工顶管施工是一种非开挖施工方法，能够不开挖或者少开挖而实现管道埋设，它通过在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度和方向顶入图中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进，其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具关或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内。现有的顶进机缺乏钻刀与运土设备的配合，钻刀钻松土壤后，需要人工挖取并运走土壤，既耗费人力，又耽误工期，对于一些直径较小的管道，无法通过人工进入现场挖取。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，解决在通过人工完成顶管后，需要人工将管道的土壤挖取并运走，既耗费人力，又耽误工期，对于一些直径较小的管道，无法通过人工进入现场挖取的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，包括组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，所述组合式传送带装置包括第一传动组件和第N传送带组件，第一传动组件和第N传送带组件活动连接，所述第一传动组件包括第一前辊轮、第一后辊轮和导向轮组，在第一前辊轮和第一后辊轮上套设传动带，所述第一前辊轮和第一后辊轮之间至少设有两套第一导向轮组，所述第一导向轮组包括导向轴，所述导向轴两端分别设有与管道下部内壁面贴合的下滚轮，导向轴与第一前辊轮及第一后辊轮通过连接轴连接形成支撑架；

所述管道牵引装置包括两套牵引架，两套牵引架对称架设在第一传动组件的导向轴两端部，两套牵引架上分别设有与管道中部内壁面贴合的上滚轮，所述上滚轮通过牵引电机驱动，在牵引架上设有传送带驱动电机，所述传送带驱动电机通过链条与第一后辊轮传动连接；

所述铲斗装置设置在第一传动组件的前端部，铲斗装置包括铲斗电机和铲齿，所述铲斗电机的内定子轴两端通过支架连接安装在导向轴两端部上，多件铲齿环绕设置在铲斗电机的外转子上。

进一步的，两套所述牵引架之间设有张紧弹簧，通过张紧弹簧的弹力使上滚轮贴紧在管道内壁上。

进一步的，所述第N传送带组件包括第N前辊轮、第N后辊轮、传动轴和导向轮组，在第N前辊轮和第N后辊轮上套设传动带，所述第N前辊轮和第N后辊轮之间至少设有两套导向轮组，导向轮组包括导向轴，所述导向轴两端分别设有与管道下部内壁面贴合的下滚轮，所述第N前辊轮的中部转轴上设有第N前伞齿，所述第N后辊轮的中部转轴上设有第N后伞齿，所述传动轴两端通过设有的传动伞齿分别与第N前伞齿及第N后伞齿传动连接。

进一步的，所述第一传动组件和第N传送带组件通过手动连接件连接。

进一步的，所述手动连接件包括手动连接板、转轴套和转轴链轮，两件转轴套通过轴承对称设置在手动连接板上，在转轴套上设有转轴链轮，两件转轴套的转轴链轮通过链条传动连接，两件转轴套对应插设在第一后辊轮的轴头和第N前辊轮的轴头上，通过手动连接件使第一前辊轮和第N前辊轮实现传动连接。

进一步的，两件所述转轴套对应插设在第N后辊轮的轴头和第N前辊轮的轴头上，通过手动连接件使相邻连接两件第N传送带组件的第N后辊轮和第N前辊轮实现传动连接。

进一步的，第一后辊轮、第N后辊轮和第N前辊轮的轴头为花键轴，所述转轴套内孔设为与花键轴相配套的花键轴套。

进一步的，所述第一传动组件和第N传送带组件之间设有过度导向板，所述过度导向板两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板上。

进一步的，相邻两件第N传送带组件之间设有过度导向板，所述过度导向板两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板上。

进一步的，环绕设置的铲齿两侧的外转子上分别设有侧板，通过侧板的隔挡防止铲齿铲到的泥土在转动过程中掉落。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，通过设置组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，通过设置组合式传送带装置可以自动将挖掘的渣土转运到管道外部，通过设置管道牵引装置可以将组合式传送带装置及铲斗装置在管道内牵引移动，在移动的过程通过铲斗装置将管道内土壤挖取转运到组合式传送带装置上；组合式传送带装置通过一个驱动点可以驱动整条传送带运转，组合式传送带装置根据铲斗装置在管道内前进的距离，可以通过人工快速加长，从而解决了在狭小空间的沉井内无法安装长距离传送带的问题。

通过本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统可以无需工人进入管道内自动将渣土挖掘并转运处理，不但节省人力还提高了工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统的侧视结构示意图；

图2为本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统的主视结构示意图；

图3为本发明第一传动组件的结构示意图；

图4为本发明第N传送带组件的结构示意图；

图5为本发明手动连接件的结构示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一传动组件，2-第N传送带组件，3-第一前辊轮，4-第一后辊轮，5-第一导向轮组，6-传动带，7-导向轴，8-管道，9-下滚轮，10-连接轴，11-牵引架，12-上滚轮，13-牵引电机，14-传送带驱动电机，15-手动连接件，16-铲斗电机，17-铲齿，18-内定子轴，19-支架，20-外转子，21-张紧弹簧，22-第N前辊轮，23-第N后辊轮，24-传动轴，25-导向轮组，26-第N前伞齿，27-第N后伞齿，28-手动连接板，29-转轴套，30-转轴链轮，31-轴承，32-轴头，33-过度导向板，34-侧板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1-5所示，本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，包括组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，通过设置组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，通过设置组合式传送带装置可以自动将挖掘的渣土转运到管道外部，通过设置管道牵引装置可以将组合式传送带装置及铲斗装置在管道内牵引移动，在移动的过程通过铲斗装置将管道内土壤挖取转运到组合式传送带装置上；组合式传送带装置通过一个驱动点可以驱动整条传送带运转，组合式传送带装置根据铲斗装置在管道内前进的距离，可以通过人工快速加长，从而解决了在狭小空间的沉井内无法安装长距离传送带的问题。

组合式传送带装置包括第一传动组件1和第N传送带组件2，第一传动组件1和第N传送带组件2的基本结构相同，第一传动组件1和第N传送带组件2通过手动连接件15活动连接，所述第一传动组件1包括第一前辊轮3、第一后辊轮4和导向轮组5，在第一前辊轮3和第一后辊轮4上套设传动带6，所述第一前辊轮3和第一后辊轮4之间至少设有两套第一导向轮组5，所述第一导向轮组5包括导向轴7，所述导向轴7两端分别设有与管道8下部内壁面贴合的下滚轮9，下滚轮9的设计才锥弧结构，就是为了配合管道的弧面，导向轴7与第一前辊轮3及第一后辊轮4通过连接轴10连接形成支撑架，支撑架是第一传动组件1的支撑主体，因为管道牵引装置和铲斗装置都设置在支撑架上。

第一传动组件1和第N传送带组件2是设计成架设在管道8内的，第一传动组件1和第N传送带组件2与管道8底部留有一定空间，因为铲斗装置只能将管道8内大部分土壤挖取到传送带上，因为管道8内是弧型结构，肯定会有一部分渣土掉落在管道的底部内，为了不让这些掉落的渣土阻挡组合式传送带装置在管道8内前行，所以设计为虚空结构。组合式传送带装置根据挖掘深度可以人工加长，第一传动组件1的尾端与第N传送带组件2的首端连接，相邻的第N传送带组件2首尾可以通过手动连接件15。

所述管道牵引装置包括两套牵引架11，两套牵引架11对称架设在第一传动组件1的导向轴7两端部，两套牵引架11上分别设有与管道8中部内壁面贴合的上滚轮12，所述上滚轮12通过牵引电机13驱动，在牵引架11上设有传送带驱动电机14，所述传送带驱动电机14通过链条与第一后辊轮4传动连接；管道牵引装置是牵动整体装置前行的动力源，两件上滚轮12之间的距离就是管道8的之间，两套牵引架11就是架设在水平管道的直径线上，这样管道牵引装置就被两件上滚轮12限定，通过上滚轮12可以起到导向作用。上滚轮12的轮面也是配合管道内壁设计成弧曲面结构。每套上滚轮12配设一件驱动电机14，在实际设计时，上滚轮12根据应用的空间，可以采用轮毂电机之间驱动，这样就省去另外配置电机来驱动。

铲斗装置设置在第一传动组件1的前端部，铲斗装置包括铲斗电机16和铲齿17，所述铲斗电机16的内定子轴18两端通过支架19连接安装在导向轴7两端部上，多件铲齿17环绕设置在铲斗电机16的外转子20上。铲斗电机16类似与轮毂电机，外部的转子绕内部的定子转动。铲斗装置的结构原理比较简单，就是通过电机带动环绕设置的铲齿17不断转动挖掘土壤。定下土壤被管道穿透后，管道内的土质比较松软，比较容易挖掘。

一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统使用方法，现在管道入口通过人工挖掘出1-2m距离空间，然后将第一传动组件1及第一传动组件1上设置的管道牵引装置和铲斗装置放入管道8内，调整第一传动组件1上的下滚轮9与管道的配合贴紧，再调节管道牵引装置上的上滚轮12与管道8的紧密配合，铲斗装置是通过支架安装在第一传动组件1上的，可以通过支架调节铲斗装置挖掘高度，调节完毕，在第一传动组件1上一般连接2-3节第N传送带组件2，视沉井的空间而定，然后就可以起到各个电机进行挖掘及转移工作，当第N传送带组件2尾端快被牵引进入管道8，及时停止各个电机工作，迅速连接安装几段第N传送带组件2，直至管道被挖穿，完成顶管施工。

环绕设置的铲齿17两侧的外转子20上分别设有侧板34，通过侧板34的隔挡防止铲齿17铲到的泥土在转动过程中掉落。

通过本发明一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统可以无需工人进入管道内自动将渣土挖掘并转运处理，不但节省人力还提高了工作效率。

两套所述牵引架11之间设有张紧弹簧21，通过张紧弹簧21的弹力使上滚轮12贴紧在管道8内壁上。

所述第N传送带组件2包括第N前辊轮22、第N后辊轮23、传动轴24和导向轮组25，在第N前辊轮22和第N后辊轮23上套设传动带6，所述第N前辊轮22和第N后辊轮23之间至少设有两套导向轮组25，导向轮组25包括导向轴7，所述导向轴7两端分别设有与管道8下部内壁面贴合的下滚轮9，所述第N前辊轮22的中部转轴上设有第N前伞齿26，所述第N后辊轮23的中部转轴上设有第N后伞齿27，所述传动轴24两端通过设有的传动伞齿分别与第N前伞齿26及第N后伞齿27传动连接。

所述第一传动组件1和第N传送带组件2通过手动连接件连接15。手动连接件包括手动连接板28、转轴套29和转轴链轮30，两件转轴套29通过轴承31对称设置在手动连接板28上，在转轴套29上设有转轴链轮30，两件转轴套29的转轴链轮30通过链条传动连接，两件转轴套29对应插设在第一后辊轮4的轴头32和第N前辊轮22的轴头32上，通过手动连接件使第一前辊轮3和第N前辊轮2实现传动连接。

两件所述转轴套29对应插设在第N后辊轮23的轴头32和第N前辊轮22的轴头32上，通过手动连接件使相邻连接两件第N传送带组件2的第N后辊轮23和第N前辊轮22实现传动连接。

第一后辊轮4、第N后辊轮23和第N前辊轮22的轴头32为花键轴，所述转轴套29内孔设为与花键轴相配套的花键轴套。

所述第一传动组件1和第N传送带组件2之间设有过度导向板33，所述过度导向板33两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板28上。相邻两件第N传送带组件2之间设有过度导向板33，所述过度导向板33两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板28上。在组合传送带时，对接的传送带之间会出现凹缝，在运输渣土时，如果不设防护遮挡，渣土会从凹缝内掉落，所以通过过度导向板33可以将渣土从一个传送带上平稳的传送到另一个传送带上。

组合式传送带装置的组合方式，当第N传送带组件2尾端快被牵引进入管道8，及时停止各个电机工作，将一件准备加装第N传送带组件2的第N后辊轮23或第N前辊轮22(实际第N后辊轮23和第N前辊轮22端结构是一样的，可以互换)，与已经加装的第N传送带组件2的第N后辊轮23或第N前辊轮22对接靠近，使用手动连接件15迅速插在对应端头上就完成连接，然后在接头处将过度导向板33盖上就完成传送带加长工作。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，包括组合式传送带装置、管道牵引装置和铲斗装置，其特征在于：所述组合式传送带装置包括第一传动组件(1)和第N传送带组件(2)，第一传动组件(1)和第N传送带组件(2)活动连接，所述第一传动组件(1)包括第一前辊轮(3)、第一后辊轮(4)和导向轮组(5)，在第一前辊轮(3)和第一后辊轮(4)上套设传动带(6)，所述第一前辊轮(3)和第一后辊轮(4)之间至少设有两套第一导向轮组(5)，所述第一导向轮组(5)包括导向轴(7)，所述导向轴(7)两端分别设有与管道(8)下部内壁面贴合的下滚轮(9)，导向轴(7)与第一前辊轮(3)及第一后辊轮(4)通过连接轴(10)连接形成支撑架；

所述管道牵引装置包括两套牵引架(11)，两套牵引架(11)对称架设在第一传动组件(1)的导向轴(7)两端部，两套牵引架(11)上分别设有与管道(8)中部内壁面贴合的上滚轮(12)，所述上滚轮(12)通过牵引电机(13)驱动，在牵引架(11)上设有传送带驱动电机(14)，所述传送带驱动电机(14)通过链条与第一后辊轮(4)传动连接；

所述铲斗装置设置在第一传动组件(1)的前端部，铲斗装置包括铲斗电机(16)和铲齿(17)，所述铲斗电机(16)的内定子轴(18)两端通过支架(19)连接安装在导向轴(7)两端部上，多件铲齿(17)环绕设置在铲斗电机(16)的外转子(20)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：两套所述牵引架(11)之间设有张紧弹簧(21)，通过张紧弹簧(21)的弹力使上滚轮(12)贴紧在管道(8)内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：所述第N传送带组件(2)包括第N前辊轮(22)、第N后辊轮(23)、传动轴(24)和导向轮组(25)，在第N前辊轮(22)和第N后辊轮(23)上套设传动带(6)，所述第N前辊轮(22)和第N后辊轮(23)之间至少设有两套导向轮组(25)，导向轮组(25)包括导向轴(7)，所述导向轴(7)两端分别设有与管道(8)下部内壁面贴合的下滚轮(9)，所述第N前辊轮(22)的中部转轴上设有第N前伞齿(26)，所述第N后辊轮(23)的中部转轴上设有第N后伞齿(27)，所述传动轴(24)两端通过设有的传动伞齿分别与第N前伞齿(26)及第N后伞齿(27)传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：所述第一传动组件(1)和第N传送带组件(2)通过手动连接件连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：所述手动连接件(15)包括手动连接板(28)、转轴套(29)和转轴链轮(30)，两件转轴套(29)通过轴承(31)对称设置在手动连接板(28)上，在转轴套(29)上设有转轴链轮(30)，两件转轴套(29)的转轴链轮(30)通过链条传动连接，两件转轴套(29)对应插设在第一后辊轮(4)的轴头(32)和第N前辊轮(22)的轴头(32)上，通过手动连接件使第一前辊轮(3)和第N前辊轮(2)实现传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：两件所述转轴套(29)对应插设在第N后辊轮(23)的轴头(32)和第N前辊轮(22)的轴头(32)上，通过手动连接件使相邻连接两件第N传送带组件(2)的第N后辊轮(23)和第N前辊轮(22)实现传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：第一后辊轮(4)、第N后辊轮(23)和第N前辊轮(22)的轴头(32)为花键轴，所述转轴套(29)内孔设为与花键轴相配套的花键轴套。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：所述第一传动组件(1)和第N传送带组件(2)之间设有过度导向板(33)，所述过度导向板(33)两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板(28)上。

9.根据权利要求7所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：相邻两件第N传送带组件(2)之间设有过度导向板(33)，所述过度导向板(33)两端对应架设在两套手动连接件的手动连接板(28)上。

10.根据权利要求1所述的一种基于人工顶管的渣土挖掘及转运系统，其特征在于：环绕设置的铲齿(17)两侧的外转子(20)上分别设有侧板(34)。