CN109898582A - 一种沟底整平装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沟底整平装置及方法，属于管道领域。该沟底整平装置包括：行走机构、动力控制系统、刨铣件、调平组件。其中，行走机构用于沿管沟的沟底运动。刨铣件与动力控制系统的后端连接，用于将沟底刨削至预设深度后铣削平整。调平组件用于获取刨铣件的高度数据，并将该高度数据传递给动力控制系统。动力控制系统设置在行走机构上，用于为行走机构和刨铣件提供驱动力，以及根据高度数据控制刨铣件上下运动。该沟底整平装置可以将沟底铣削平整，确保后续管道施工作业的顺利进行，而且使用该装置作业，工作效率高，不需要工作人员付出过多劳动即可完成沟底整平作业，有效降低了工作人员的劳动强度。

Description

一种沟底整平装置及方法

技术领域

本发明涉及管道领域，特别涉及一种沟底整平装置及方法。

背景技术

在长输管道施工作业中，管道一般铺设在管沟内，而管沟在开挖之后，沟底经常出现鼓包(即自沟底凸起的土块)。在管道放入管沟后，沟底的鼓包会与管道外壁紧密接触，不仅容易使管道发生局部变形，造成管道损坏，而且还会损坏管道外壁上的防腐层，导致防腐失效，为管道后续的施工作业埋下隐患。因此，为了保证管道施工作业的顺利进行，将沟底出现的鼓包整平是十分必要。

现有技术对于沟底出现的鼓包问题采用人工整平处理，工作人员进入管沟内，使用锹、铲子等工具将沟底的鼓包清除。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术所采用的人工处理不仅工作效率低，而且还增加了工作人员的劳动强度。

发明内容

本发明实施例提供了一种沟底整平装置及方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种沟底整平装置，所述装置包括：行走机构、动力控制系统、刨铣件、调平组件；

所述行走机构用于沿管沟的沟底运动；

所述刨铣件与所述动力控制系统的后端连接，用于将所述沟底刨削至预设深度后铣削平整；

所述调平组件用于获取所述刨铣件的高度数据，并将所述高度数据传递给所述动力控制系统；

所述动力控制系统设置在所述行走机构上，用于为所述行走机构和所述刨铣件提供驱动力，以及根据所述高度数据控制所述刨铣件上下运动。

在一种可能的设计中，所述装置还包括：推土铲，与所述行走机构的前端连接。

在一种可能的设计中，所述装置还包括：耙体和第一连接件；

所述第一连接件的一端与所述动力控制系统的后端铰接，另一端位于所述刨铣件的后方，并与所述耙体连接。

在一种可能的设计中，所述行走机构包括：两侧设置有多个可转动齿轮的支撑台、两条履带；

两条所述履带分别套装在所述支撑台两侧的多个所述齿轮上；

所述动力控制系统设置在所述支撑台的上端面上，所述推土铲与所述支撑台的前端面连接。

在一种可能的设计中，所述动力控制系统包括：设置在所述支撑台上的液压控制单元和发动机；

所述液压控制单元包括：液压泵、油箱、两个液压马达、两个液压油缸、两个电磁换向阀；

所述液压泵与所述发动机连接，且，所述液压泵还通过多根油管分别与所述油箱、两个所述电磁换向阀、两个所述液压马达连接；

一个所述液压马达与所述刨铣件传动连接，另一个所述液压马达与多个所述齿轮传动连接；

两个所述电磁换向阀均与所述调平组件电连接；

每个所述液压油缸通过两根油管与每个所述电磁换向阀连接；

两个所述液压油缸分别与所述刨铣件和所述第一连接件铰接。

在一种可能的设计中，所述动力控制系统还包括：无线连接的信号接收器和遥控器；

所述信号接收器与两个所述电磁换向阀电连接，用于接收所述遥控器发出的指令信号，并将所述指令信号传递给两个所述电磁换向阀。

在一种可能的设计中，所述刨铣件包括：第二连接件、转辊和多个刀头；

所述第二连接件的一端与一个所述液压油缸铰接，另一端与所述转辊可转动连接；

所述转辊的转轴与一个所述液压马达的输出端连接；

多个所述刀头均匀设置在所述转辊的外壁上。

在一种可能的设计中，所述调平组件包括：激光发射器和激光接收器；

所述激光发射器设置在所述耙体后方的沟底上方；

所述激光接收器设置在所述第二连接件上方，且与两个所述电磁换向阀电连接。

第二方面，本发明实施例提供了利用上述装置修平沟底的方法，所述方法包括：

利用动力控制系统为行走机构和刨铣件提供驱动力，驱动所述行走机构沿管沟的沟底运动，同时驱动所述刨铣件开始工作；

在此过程中，调平组件获取所述刨铣件的高度数据，并将所述高度数据传递给所述动力控制系统，使所述动力控制系统控制所述刨铣件上下运动，直至所述刨铣件将所述沟底刨削至预设深度后铣削平整。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的沟底整平装置，通过设置刨铣件，并使其与动力控制系统的后端连接，实现了对行走机构后方沟底的刨削和铣削。通过设置调平组件，可以获取刨铣件的高度数据，并将该高度数据传递给动力控制系统，通过动力控制系统控制刨铣件上下运动，以使刨铣件将沟底刨削至预设深度，消除沟底出现的鼓包，同时还能够将沟底铣削平整，确保后续管道施工作业的顺利进行。基于上述，使用本发明实施例提供的沟底整平装置进行沟底整平作业，工作效率高，不需要工作人员付出过多劳动即可完成沟底整平作业，有效降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的沟底整平装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的动力控制系统的结构示意图。

附图标记分别表示：

1 行走机构，

101 履带，

2 动力控制系统，

201 液压控制单元，

2011 液压泵，

2012 油箱，

2013 液压马达，

2014 液压油缸，

2015 电磁换向阀，

202 发动机，

203 信号接收器，

3 刨铣件，

301 第二连接件，

302 转辊，

4 调平组件，

401 激光发射器，

402 激光接收器，

5 推土铲，

6 耙体，

7 第一连接件。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，以下提到的“前”指的是沟底整平装置在管沟内的运动方向，“后”即为与沟底整平装置运动方向相反的方向。此外，在进行沟底整平作业开始前，已使沟底整平装置运动至管沟内。

第一方面，本发明实施例提供了一种沟底整平装置，如附图1所示，该沟底整平装置包括：行走机构1、动力控制系统2、刨铣件3、调平组件4。其中，行走机构1用于沿管沟的沟底运动。刨铣件3与动力控制系统2的后端连接，用于将沟底刨削至预设深度后铣削平整。调平组件4用于获取刨铣件3的高度数据，并将该高度数据传递给动力控制系统2。动力控制系统2设置在行走机构1上，用于为行走机构1和刨铣件3提供驱动力，以及根据高度数据控制刨铣件3上下运动。

本发明实施例提供的沟底整平装置的工作原理如下所述：

在进行沟底整平作业时，利用动力控制系统2为行走机构1和刨铣件3提供驱动力，驱动行走机构1沿管沟的沟底向前运动，同时驱动刨铣件3开始工作。在此过程中，调平组件4不断获取刨铣件3的高度数据(此处的高度数据可以理解为刨铣件3相对于沟底的距离)，并将该高度数据传递给动力控制系统2，使动力控制系统2控制刨铣件3上下运动，直至刨铣件3将沟底刨削至预设深度后铣削平整，进而完成沟底整平作业。

可以理解的是，管沟在挖掘过程中，沟底一般会经过压实处理，导致沟底表面较硬。因此，为了避免管道在管沟内被填埋后发生损坏，将沟底刨、铣至预设深度，而经过刨铣件3的刨铣作业后，沟底以及沟底上的鼓包会形成无数粗粒土和细粒土(此过程也可以理解为松土过程)。

本发明实施例提供的沟底整平装置，通过设置刨铣件3，并使其与动力控制系统2的后端连接，实现了对行走机构1后方沟底的刨削和铣削。通过设置调平组件4，可以获取刨铣件3的高度数据，并将该高度数据传递给动力控制系统2，通过动力控制系统2控制刨铣件3上下运动，以使刨铣件3将沟底刨削至预设深度，消除沟底出现的鼓包，同时还能够将沟底铣削平整，确保后续管道施工作业的顺利进行。基于上述，使用本发明实施例提供的沟底整平装置进行沟底整平作业，工作效率高，不需要工作人员付出过多劳动即可完成沟底整平作业，有效降低了工作人员的劳动强度。

为了保证行走机构1在管沟的沟底上运动稳定。如附图1所示，该沟底整平装置还包括：推土铲5。该推土铲5与行走机构1的前端连接。

由于管沟的沟底经常出现鼓包，因此，只依靠动力控制系统2后端的刨铣件3将鼓包整平，容易使行走机构1在运动过程中发生颠簸，加大作业难度。而将推土铲5与行走机构1连接后，只需在作业前将推土铲5调整至预设高度，驱动行走机构1沿沟底向前运动，通过推土铲5将鼓包推除即可(需要说明的是，此时推土铲5可以将行走机构1前方的鼓包消除大半，但仍会有一小部分残留)。

其中，推土铲5为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为济宁长松工程机械有限公司生产并销售的推土铲5。

在本发明实施例中，如附图1所示，该沟底整平装置还包括：耙体6和第一连接件7。其中，第一连接件7的一端与动力控制系统2的后端铰接，另一端位于刨铣件3的后方，并与耙体6连接。

在沟底整平作业过程中，调平组件4不断获取刨铣件3的高度数据，并将该高度数据传递给动力控制系统2，使动力控制系统2通过第一连接件7控制耙体6上下运动，直至耙体6与刨铣件3对齐，此时即可实现对沟底经刨铣件3刨铣作业后形成的粗粒土和细粒土的分离。

具体地，耙体6为本领域所常见的，一般包括：竖直板体、沿长度方向均匀布设在竖直板体下端的多个齿牙。在耙体6与沟底的粗粒土和细粒土接触时，会将其中的粗粒土卡在两个相邻齿牙之间，而细粒土则会自两个相邻齿牙之间的缝隙漏出，使耙体6可以不断拖动粗粒土向前运动。可以理解的是，待耙体6拖动的粗粒土达到一定量后，该粗粒土则会自耙体6的两端溢出(即分布在沟底的两侧)。此时将待下放的管道放置在该细粒土上即可。

通过设置耙体6，实现了粗粒土和细粒土的分离，为管道提供了安全、稳定的放置空间，避免其在管沟内发生损坏。通过设置第一连接件7，并使第一连接件7的一端与动力控制系统2的后端铰接，另一端与耙体6连接，保证了动力控制系统2可以控制第一连接件7的一端围绕另一端转动，进而实现耙体6的上下运动。通过将第一连接件7的另一端设置在刨铣件3的后方，保证了耙体6处理的是经刨铣件3刨铣作业后形成的粗粒土和细粒土。

其中，第一连接件7的结构可以有多种，举例来说，其可以为杆体、条形体等，只要其能够实现耙体6与动力控制系统2的连接即可。

铰接为本领域所常见的，可以理解为两者通过铰链连接。

基于履带101具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点，为了避免行走机构1在沿沟底运动时发生损坏。如附图1所示，该行走机构1包括：两侧设置有多个可转动齿轮的支撑台、两条履带101。其中，两条履带101分别套装在支撑台两侧的多个齿轮上。动力控制系统2设置在支撑台的上端面上，推土铲5与支撑台的前端面连接。

在本发明实施例中，如附图1所示，动力控制系统2包括：设置在支撑台上的液压控制单元201和发动机202。如附图2所示，液压控制单元201包括：液压泵2011、油箱2012、两个液压马达2013、两个液压油缸2014、两个电磁换向阀2015。液压泵2011与发动机202连接，且，液压泵2011还通过多根油管分别与油箱2012、两个电磁换向阀2015、两个液压马达2013连接。一个液压马达2013与刨铣件3传动连接，另一个液压马达2013与多个齿轮传动连接。两个电磁换向阀2015均与调平组件4电连接。每个液压油缸2014通过两根油管与每个电磁换向阀2015连接。两个液压油缸2014分别与刨铣件3和第一连接件7铰接。

在进行沟底整平作业时，利用发动机202驱动液压泵2011工作，使液压泵2011通过油管自油箱2012内抽取液压油，并使该液压油分别流入两个电磁换向阀2015中。在此过程中，调平组件4不断获取刨铣件3相对于沟底的高度数据，并将该高度数据传递给两个电磁换向阀2015，两个电磁换向阀2015根据该高度数据分别驱动两个液压油缸2014作伸缩运动，进而带动分别与两个液压油缸2014铰接的刨铣件3和第一连接件7运动，直至刨铣件3和耙体6运动至预设位置。在上述过程中，液压泵不断驱动两个液压马达2013工作，使其中的一个液压马达2013驱动多个齿轮转动，进而带动履带101转动(即使行走机构1不断运动)。同时使另一个液压马达2013驱动刨铣件3开始工作。

对于一个液压马达2013与多个齿轮的传动连接方式，举例来说，可以将液压马达2013的输出端与第一传动齿轮传动连接，同时使第一传动齿轮与多个第二传动齿轮相啮合，随后将多个第二传动齿轮通过多个传动轴分别与支撑台两侧的多个齿轮传动连接即可。

通过设置液压控制单元201和发动机202，不仅实现了对行走机构1和刨铣件3的液压驱动，而且可以控制刨铣件3和耙体6上下移动，以将刨铣件3和耙体6调整至预设位置，保证后续作业的顺利进行。

可以理解的是，电磁换向阀2015是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀，也是实现液压油流的沟通、切断和换向的阀门。通过将每个液压油缸2014通过两根油管与每个电磁换向阀2015连接，保证了液压油缸2014可以在电磁换向阀2015的换向作用下实现伸缩，进而通过铰链带动刨铣件3和耙体6上下运动。

为了便于驱动行走机构1和刨铣件3开始工作，同时控制刨铣件3和耙体6上下移动。如附图1所示，动力控制系统2还包括：无线连接信号接收器203和遥控器。其中，信号接收器203与两个电磁换向阀2015电连接，用于接收遥控器发出的指令信号，并将该指令信号传递给两个电磁换向阀2015。应用时，只需工作人员按动遥控器上与行走机构1，或刨铣件3，或耙体6对应的控制按钮，信号接收器203即可接收到遥控器发出的指令信号，并将该指令信号通过电磁换向阀2015传递给液压油缸2014和液压马达2013，从而控制行走机构1，或刨铣件3，或耙体6做出相应的动作。

信号接收器203为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为深圳市智安宝电子有限公司生产的无线信号接收控制器。

在本发明实施例中，如附图1所示，刨铣件3包括：第二连接件301、转辊302和多个刀头。其中，第二连接件301的一端与一个液压油缸2014铰接，另一端与转辊302可转动连接。转辊302的转轴与一个液压马达2013的输出端连接。多个刀头均匀设置在转辊302的外壁上。

通过设置第二连接件301，并使第二连接件301的一端与液压油缸2014铰接，另一端位于动力控制系统2与耙体6之间，并与转辊302连接，实现了转辊302与液压油缸2014之间的连接，保证了转辊302可以在动力控制系统2的后方上下运动。通过将转辊302的转轴与一个液压马达2013的输出端连接，保证了动力控制系统2能够为转辊302提供驱动力，使转辊302发生转动。通过在转辊302的外壁上设置多个刀头，可以实现对沟底的刨削，而将多个刀头在转辊302的外壁上均匀排布，则可以使转辊302完成对沟底的铣削，保证沟底的平整度。

其中，刀头为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为株洲振方亚光钨钼有限责任公司生产并销售的合金刀头。

对于第二连接件301的结构，举例来说，其可以为由三个端部顺次垂直连接的杆体构成的框架结构。安装时，将该框架结构的两端分别与转辊302中部转轴的两端连接，而中部的杆体与液压油缸2014铰接即可。

在本发明实施例中，如附图1所示，调平组件4包括：激光发射器401和激光接收器402。其中，激光发射器401设置在耙体6后方的沟底上方。激光接收器402设置在第二连接件301上方，且与两个电磁换向阀2015电连接。

在沟底整平作业开始前，激光发射器401发出的激光为一条水平直线，且该直线与激光接收器402对齐。在沟底整平作业过程中，由于沟底表面凹凸不平，因此，激光接收器4会随第二连接件301不断上下运动，此时激光接收器402则会与激光发射器401发出的水平激光线发生偏斜，激光接收器402就会自动把此时的高度数据传递给电磁换向阀2015，电磁换向阀2015根据此时的高度数据驱动刨铣件3和耙体6上下运动，直至刨铣件3将沟底刨削至预设深度，并将沟底铣削平整。

通过设置激光发射器401和激光接收器402，可以对刨铣件3和耙体6相对于沟底的高度进行实时调整，使刨铣件3可以将沟底刨削至预设深度，并将沟底铣削平整，同时，使耙体6可以对刨铣件3处理后得到的粗粒土和细粒土进行分离，保证了后续管道施工作业的顺利进行。

其中，激光发射器401和激光接收器402的下端均设置有伸缩杆，以便两者在沟底和第二连接件301上安装时可以随时调整两者的高度，使激光发射器401发出的激光与激光接收器402对齐。

第二方面，基于上述提供的沟底整平装置，本发明实施例提供了利用该装置修平沟底的方法，该方法包括：

利用动力控制系统2为行走机构1和刨铣件3提供驱动力，驱动行走机构1沿管沟的沟底运动，同时驱动刨铣件3开始工作。

在此过程中，调平组件4获取刨铣件3的高度数据，并将高度数据传递给动力控制系统2，使动力控制系统2控制刨铣件3上下运动，直至刨铣件3将沟底刨削至预设深度后铣削平整。

利用本发明提供的方法，通过动力控制系统2控制刨铣件3上下运动，可以使刨铣件3将沟底刨削至预设深度，消除沟底出现的鼓包，同时将沟底铣削平整，确保后续管道施工作业的顺利进行。此外，本发明提供的方法工作效率高、作业效果好，不需要工作人员付出过多劳动即可完成沟底整平作业，有效降低了工作人员的劳动强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种沟底整平装置，其特征在于，所述装置包括：行走机构(1)、动力控制系统(2)、刨铣件(3)、调平组件(4)；

所述行走机构(1)用于沿管沟的沟底运动；

所述刨铣件(3)与所述动力控制系统(2)的后端连接，用于将所述沟底刨削至预设深度后铣削平整；

所述调平组件(4)用于获取所述刨铣件(3)的高度数据，并将所述高度数据传递给所述动力控制系统(2)；

所述动力控制系统(2)设置在所述行走机构(1)上，用于为所述行走机构(1)和所述刨铣件(3)提供驱动力，以及根据所述高度数据控制所述刨铣件(3)上下运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：推土铲(5)，与所述行走机构(1)的前端连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：耙体(6)和第一连接件(7)；

所述第一连接件(7)的一端与所述动力控制系统(2)的后端铰接，另一端位于所述刨铣件(3)的后方，并与所述耙体(6)连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述行走机构(1)包括：两侧设置有多个可转动齿轮的支撑台、两条履带(101)；

两条所述履带(101)分别套装在所述支撑台两侧的多个所述齿轮上；

所述动力控制系统(2)设置在所述支撑台的上端面上，所述推土铲(5)与所述支撑台的前端面连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述动力控制系统(2)包括：设置在所述支撑台上的液压控制单元(201)和发动机(202)；

所述液压控制单元(201)包括：液压泵(2011)、油箱(2012)、两个液压马达(2013)、两个液压油缸(2014)、两个电磁换向阀(2015)；

所述液压泵(2011)与所述发动机(202)连接，且，所述液压泵(2011)还通过多根油管分别与所述油箱(2012)、两个所述电磁换向阀(2015)、两个所述液压马达(2013)连接；

一个所述液压马达(2013)与所述刨铣件(3)传动连接，另一个所述液压马达(2013)与多个所述齿轮传动连接；

两个所述电磁换向阀(2015)均与所述调平组件(4)电连接；

每个所述液压油缸(2014)通过两根油管与每个所述电磁换向阀(2015)连接；

两个所述液压油缸(2014)分别与所述刨铣件(3)和所述第一连接件(7)铰接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述动力控制系统(2)还包括：无线连接的信号接收器(203)和遥控器；

所述信号接收器(203)与两个所述电磁换向阀(2015)电连接，用于接收所述遥控器发出的指令信号，并将所述指令信号传递给两个所述电磁换向阀(2015)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述刨铣件(3)包括：第二连接件(301)、转辊(302)和多个刀头；

所述第二连接件(301)的一端与一个所述液压油缸(2014)铰接，另一端与所述转辊(302)可转动连接；

所述转辊(302)的转轴与一个所述液压马达(2013)的输出端连接；

多个所述刀头均匀设置在所述转辊(302)的外壁上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调平组件(4)包括：激光发射器(401)和激光接收器(402)；

所述激光发射器(401)设置在所述耙体(6)后方的沟底上方；

所述激光接收器(402)设置在所述第二连接件(301)上方，且与两个所述电磁换向阀(2015)电连接。

9.利用权利要求1-8任一项所述的装置修平沟底的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用动力控制系统(2)为行走机构(1)和刨铣件(3)提供驱动力，驱动所述行走机构(1)沿管沟的沟底运动，同时驱动所述刨铣件(3)开始工作；

在此过程中，调平组件(4)获取所述刨铣件(3)的高度数据，并将所述高度数据传递给所述动力控制系统(2)，使所述动力控制系统(2)控制所述刨铣件(3)上下运动，直至所述刨铣件(3)将所述沟底刨削至预设深度后铣削平整。