CN111255949A - 隧道管状工件运输装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种隧道管状工件运输装置，所述运输装置包括支撑机构以及设置在支撑机构上的行走机构、工件固定机构和导向机构，工件固定机构设置在两个行走机构之间，导向机构设置在工件固定机构的两侧，通过控制行走机构、工件固定机构的伸缩和导向机构的伸缩实现对不同管径和不同长度的管状工件固定以及在不同隧道的移动，所述运输装置的自动化程度高，运输和调整效率高，管状工件的对接精度高。

Description

隧道管状工件运输装置

技术领域

本发明涉及隧道钢管运输和安装技术领域，具体涉及一种隧道管状工件运输装置。

背景技术

目前管道铺设工程中，需要铺设的管道口径大、距离长、施工难度高。对于距离长达几千公里的管道铺设，管道在途径山岭地段时开挖隧道，然后在隧道内设置管墩，管道固定于管墩上。大口径的管道在山区拉运和铺设相当困难，而要把管道运送进狭窄的隧道，并把一根根管道分布铺设在管墩内；然后再把一根根管道依次吊起对口，焊接成连通的管道固定到管墩内，就更加困难。在现有的管道铺设过程中，管道的运输和调整方式主要采用简易装置或者专用设备，简易装置和专用设备适应的工况单一、自动化程度低，运输和调整效率低，容易造成管道运输过程中发生磕碰和对接精度差。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种隧道管状工件运输装置，可以在不同的隧道运输不同管径的管状工件，高精度地实现管状工件的对接。

本发明实施例提供了一种隧道管状工件运输装置，所述运输装置包括：

支撑机构；

两个行走机构，分别设置于所述支撑机构的两侧，所述行走机构被配置为驱动所述支撑机构移动；

第一工件固定机构和第二工件固定机构，与所述支撑机构连接，分别设置于两个所述行走机构之间，所述第一工件固定机构和第二工件固定机构被配置为受控沿径向伸展或收缩以固定不同管径的管状工件；

两个导向机构，与所述支撑机构连接，分别设置于所述第一工件固定机构和第二工件固定机构的两侧，所述导向机构被配置为受控伸展或收缩调整管状工件的移动方向。

进一步地，所述第一工件固定机构包括：

第一支撑套筒，套设于所述支撑机构的外侧，所述第一支撑套筒与所述支撑机构固定连接；

第一旋转座，套设于所述第一支撑套筒的外侧；

第一回转装置，包括第一固定部和与所述第一固定部相对转动连接的第一回转部，所述第一固定部和所述第一支撑套筒固定连接，所述第一回转部与所述第一旋转座固定连接；

多个第一支撑组件，与所述第一旋转座连接，所述第一支撑组件被配置受控伸展或收缩以固定不同管径的管状工件；

第一驱动装置，与所述第一回转部连接，被配置为驱动所述第一回转部、第一旋转座以及多个第一支撑组件相对于所述支撑机构转动；

第一加强板，分别与所述第一旋转座和多个所述第一支撑组件固定连接。

进一步地，所述多个第一支撑组件沿所述第一旋转座周向分布。

进一步地，所述第二工件固定机构包括：

第二支撑套筒，套设于所述支撑机构的外侧，所述第二支撑套筒与所述支撑机构固定连接；

第二旋转座，套设于所述第二支撑套筒的外侧；

第二回转装置，包括第二固定部和与所述第二固定部相对转动连接的第二回转部，所述第二固定部和所述第二支撑套筒固定连接，所述第二回转部与所述第二旋转座固定连接；

多个第二支撑组件，与所述第二旋转座连接，所述第二支撑组件被配置受控伸展或收缩以固定不同管径的管状工件；

第二驱动装置，与所述第二回转部连接，被配置为驱动所述第二回转部、第二旋转座以及多个第二支撑组件相对于所述支撑机构转动；

第二加强板，分别与所述第二旋转座和所述第二支撑组件固定连接。

进一步地，所述第二支撑套筒包括多个开口槽，所述多个开口槽沿所述第二支撑套筒的外轮廓周向分布；

所述支撑机构包括多个移动槽，所述多个移动槽沿所述支撑机构的外轮廓周向分布；

其中，所述第二支撑套筒的开口槽与所述支撑机构的移动槽的不同位置对应连接以调节所述第二工件固定机构相对于所述第一工件固定机构之间的距离。

进一步地，所述多个第二支撑组件沿所述第二旋转座周向分布。

进一步地，所述导向机构包括：

第三支撑套筒，套设在所述支撑机构的外侧；

多个第三支撑组件，以可转动地方式与所述第三支撑套筒连接，所述多个第三支撑组件沿所述第三支撑套筒的外轮廓周向分布；

多个第一伸缩组件，每个所述第一伸缩组件分别与所述第三支撑套筒和对应的所述第三支撑组件连接，所述第一伸缩组件被配置伸展或收缩调整所述第三支撑组件的径向尺寸以适配管状工件在不同管径隧道内的移动。

进一步地，所述第三支撑组件包括：

支撑杆，一端与所述第三支撑套筒转动连接，另一端向外延伸；

导向轮，与所述支撑杆连接；

调整杆，设置于所述支撑杆和所述导向轮之间，被配置为调节所述支撑杆和所述导向轮之间的距离。

进一步地，所述第三支撑套筒包括：

第一套筒，套设于所述支撑机构的外侧；

第一挡板，与所述第一套筒固定连接，所述第一挡板被配置为限制所述第三支撑组件在第一位置和第二位置之间旋转。

进一步地，所述行走机构包括：

行走主体部；

动力轮组，设置于所述行走主体部的底部；

第三驱动装置，与所述动力轮组连接，所述第三驱动装置受控驱动所述行走主体部移动；

第四支撑组件，包括两个相互平行的第二伸缩组件和与两个所述第二伸缩组件的顶部固定连接的第一连接板，所述第一连接板与所述支撑机构固定连接，所述第二伸缩组件被配置为受控伸展或收缩调整所述支撑机构的高度。

本实施例的隧道管状工件运输装置包括支撑机构以及设置在支撑机构上的行走机构、工件固定机构和导向机构，工件固定机构设置在两个行走机构之间，导向机构设置在工件固定机构的两侧，通过控制行走机构、工件固定机构的伸缩和导向机构的伸缩实现对不同管径的管状工件固定以及在不同隧道的移动，所述运输装置的自动化程度高，运输和调整效率高，管状工件的对接精度高。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本实施例的隧道管状工件运输装置的结构示意图一；

图2是本实施例的隧道管状工件运输装置的结构示意图二；

图3是本实施例的行走机构、导向机构和支撑机构的结构示意图；

图4是本实施例的行走机构的结构示意图一；

图5是本实施例的行走机构的结构示意图二；

图6是本实施例的第一工件固定机构的结构示意图一；

图7是本实施例的第一工件固定机构的结构示意图二；

图8是本实施例的第二工件固定机构的结构示意图一；

图9是本实施例的第二工件固定机构的结构示意图二；

图10是本实施例的导向机构的结构示意图一；

图11是本实施例的导向机构的结构示意图二；

图12是本实施例的导向机构的结构示意图三；

图13是本实施例的支撑机构的部分结构示意图；

图14是本实施例的隧道管状工件运输装置在隧道内运输管状工件的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1-图2为本实施例的隧道管状工件运输装置的结构示意图。隧道管状工件运输装置A用于在隧道内运输管状工件，实现自动化运输，提高管状工件在隧道内的运输效率和对接精度。在本实施例中，所述管状工件为金属圆管形工件，例如，不锈钢管。在其他可选实现方式中，所述管状工件还可以为塑料圆管形工件和方形工件等中空柱状结构。

如图1-图2所示，隧道管状工件运输装置A包括支撑机构1、行走机构2、第一工件固定机构3、第二工件固定机构4和导向机构5。其中，行走机构2、第一工件固定机构3、第二工件固定机构4和导向机构5设置于所述支撑机构1上。隧道管状工件运输装置A通过第一工件固定机构3、第二工件固定机构4固定管状工件C，然后通过行走机构2带动管状工件C在隧道B内移动行走，并在行走过程中通过导向机构5对隧道管状工件运输装置A的移动方向进行导向，以提高管状工件C在隧道B内的运输效率和管状工件C之间的对接精度，同时还可以减少管状工件C在运输过程中发生磕碰和损坏，如图14所示。

在本实施例中，所述支撑机构1为圆管结构钢，具有结构简单，强度大，重量轻，易加工等优点。圆管结构钢可以减轻隧道管状工件运输装置A的整体重量。在其它可选实现方式中，支撑机构1还可以为方管结构或实心柱状结构等。

在本实施例中，隧道管状工件运输装置A包括两个行走机构2a、2b。两个行走机构2a、2b结构相同，分别设置于支撑机构1的两侧，通过控制行走机构2a、2b带动支撑机构1在隧道B内行走，如图2所示。本实施例通过对行走机构2a和2b中的一个进行具体结构介绍。

具体地，行走机构2包括行走主体部21、动力轮组22、第三驱动装置23和第四支撑组件24，如图4和图5所示。其中，行走主体部21为行走机构2的支撑部分，其可以设置为板状结构等。动力轮组22设置于行走主体部21的底部，通过控制动力轮组22转动带动行走主体部21行走。第三驱动装置23设置于行走主体部21上，第三驱动装置23与动力轮组22连接，通过控制第三驱动装置23驱动行走主体部21移动。第四支撑组件24设置于行走主体部21上，所述第四支撑组件24与支撑机构1固定连接，用于带动支撑机构1移动。

其中，所述第四支撑组件24包括两个第二伸缩组件241和第一连接板242。所述两个第二伸缩组件241相互平行，纵向固定于所述行走主体部21上，即第二伸缩组件241垂直于所述行走主体部21。所述第二伸缩组件241的一端与所述行走主体部21固定连接，另一端向上延伸。第一连接板242与两个第二伸缩组件241的顶部固定连接，所述支撑机构1与第一连接板242固定连接。所述第二伸缩组件241受控伸展或收缩从而调整第一连接板242以及与其连接的支撑机构1距离地面的高度。由于第一工件固定机构3和第二工件固定机构4固定于支撑机构1上，第一工件固定机构3和第二工件固定机构4用于固定管状工件C，因此，通过控制第二伸缩组件241伸展或收缩控制管状工件C距离地面的高度，以防止管状工件C与隧道B发生碰撞。所述第四支撑组件24可以设置于所述行走主体部21的中间位置或边缘位置，如图4和图5所示。所述第四支撑组件24的具体安装位置可以根据实际需求进行安装。

具体地，所述第一连接板242设置有卡箍结构，所述支撑机构1通过卡箍结构与第一连接板242固定连接，如图1-图3所示。第二伸缩组件241包括第二缸体2411和设置在第二缸体2411内的第二伸缩杆2412。所述第二缸体2411与行走主体部21固定连接，第二伸缩杆2412的顶部与第一连接板242固定连接，如图4和图5所示。本实施例通过控制第二伸缩杆2412相对于第二缸体2411移动实现对支撑机构1的高度的控制。

在本实施例中，动力轮组22包括主动轮组221和从动轮组222。所述主动轮组221和从动轮组222均包括两个车轮，分设于行走主体部21的底部，以使得行走机构2形成二驱移动装置，从而平稳地驱动行走主体部21移动。所述主动轮组221和从动轮组222可以分别采用八字结构的安装方式固定在行走主体部21的底部，所述八字结构可以保证动力轮组22的运动方向始终与隧道B的内壁接触(如隧道B的横截面为圆形，所述八字结构保证动力轮组与隧道B内壁相切)，可以避免动力轮组22与隧道B的接触面较小而发生的打滑现象。

第三驱动装置23包括驱动电机、减速器和传动装置。所述传动装置包括同步带轮和同步带。所述驱动电机通过减速器与同步带轮传动连接，所述同步带轮和主动轮组221通过同步带传动连接，具体地，行走机构2的主动轮组221由驱动电机经过减速器驱动同步带轮，同步带轮经同步带带动主动轮组221在隧道B内运动。在本实施例中，所述驱动电机可以为伺服电机等。本实施例的行走机构2的主动轮组221通过同步带驱动，可以减少隧道B的不平整对减速器的振动冲击，延长减速器的使用寿命。在其它可选实现方式中，所述传动装置可以设置为其它传动连接方式，与所述主动轮组221传动连接。例如齿轮传动装置。

第一工件固定机构3和第二工件固定机构4分别与支撑机构1连接，且第一工件固定机构3和第二工件固定机构4设置于两个行走机构2a、2b之间，用于从管状工件C的两个端部的内侧固定管状工件C，如图14所示。所述第一工件固定机构3和第二工件固定机构4可以受控沿径向伸展或收缩从而实现对不同管径的管状工件C的固定。

具体地，第一工件固定机构3设置于行走机构2a的内侧，所述第一工件固定机构3包括第一支撑套筒31、第一旋转座32、第一回转装置33、多个第一支撑组件34和第一驱动装置35，如图6和图7所示。其中，第一支撑套筒31套设于支撑机构1的外侧与所述支撑机构1固定连接。所述第一支撑套筒31和支撑机构1的形状尺寸相适配，设置为中空圆柱状结构。第一旋转座32套设于第一支撑套筒31的外侧，可以相对于第一支撑套筒31旋转。第一回转装置33套设在第一支撑套筒31的外侧，且位于第一旋转座32的第一侧。第一回转装置33包括第一固定部331和第一回转部332。其中，第一固定部331和第一回转部332相对转动连接，其连接方式与轴承相似，在此不再赘述。第一固定部331和第一支撑套筒31固定连接，第一回转部332与第一旋转座32固定连接，以使得第一旋转座32相对于第一支撑套筒31旋转。所述第一工件固定机构3还包括第二加强板37，设置于所述第一支撑套筒31的外侧，用于增加所述第一支撑套筒31与支撑机构1连接强度。

多个第一支撑组件34分别与第一旋转座32连接，设置于所述第一旋转座32的第二侧，如图6和图7所示。所述第一支撑组件34受控伸展或收缩以固定不同管径的管状工件C，同时第一支撑组件34还可以随第一旋转座32相对于支撑机构1的轴线旋转，用于调整第一支撑组件34以使得第一支撑组件34可以固定不同形状的管状工件C。在本实施例中，所述第一支撑组件34的数量为4个，分别以第一旋转座32的中心为圆心呈圆周均匀分布在第一旋转座32上，如图6和图7所示。在其它可选实现方式中，所述第一支撑组件34的数量可以设置为任意数量，各个第一支撑组件34之间的角度可以相等或不等。在其它可选实现方式中，第一支撑组件34和第一回转装置33可以同时设置于所述第一旋转座32相同的一侧。

其中，第一支撑组件34包括第一缸体341和设置于第一缸体341内的第一伸缩杆342。所述第一缸体341与第一旋转座32连接，第一伸缩杆342可相对于第一缸体341进行伸缩，以使得第一伸缩杆342的顶部与管状工件C的内壁接触向管状工件C施加向外的力，从而实现对不同管径的管状工件C的固定。优选地，所述第一伸缩杆342的顶部固定设置有具有弧度的接触板343，以增加第一伸缩杆342与管状工件C的接触面积，提高两者之间固定的稳定性，同时避免点面接触破坏管状工件C的内壁结构。

第一驱动装置35与第一回转部332连接，通过控制第一驱动装置35驱动第一回转部332、第一旋转座32以及多个第一支撑组件34相对于支撑机构1转动。第一驱动装置35包括驱动电机和减速器。所述驱动电机为伺服电机，所述减速器包括涡轮涡杆式减速器。本实施例采用伺服电机带动涡轮涡杆式减速器驱动第一回转部332相对于第一固定部331旋转，也即驱动固定于第一回转部332的第一旋转座32和第一支撑组件34绕支撑机构1的轴线旋转，也即实现了管状工件C绕支撑机构1的轴线旋转，方便隧道B内的曲线段管状工件C的对接。

为了进一步增强第一工件固定机构3的稳定性，第一工件固定机构3还具有第一加强板36。第一加强板36分别和第一旋转座32和多个第一支撑组件34的第一缸体341固定连接，使得多个第一支撑组件34和第一旋转座32形成一个整体结构，可以绕支撑机构1旋转。第一加强板36包括环状板361和第一加强筋362，所述第一加强筋362连接环状板361和第一旋转座32，第一缸体341与环状板361固定连接，如图6所示。

在其它可选实现方式中，第一支撑组件34的第一缸体341的侧壁还可以与第一旋转座32固定连接，增强了第一工件固定机构3的稳定性。

在本实施例中，第二工件固定机构4设置于行走机构2b的内侧，所述第二工件固定机构4包括第二支撑套筒41、第二旋转座42、第二回转装置43、多个第二支撑组件44、第二驱动装置45和第二加强板46。第二支撑套筒41套设于所述支撑机构1的外侧，与支撑机构1固定连接。第二回转装置43包括第二固定部431和与所述第二固定部431相对转动连接的第二回转部432，所述第二固定部431和第二支撑套筒41固定连接，第二回转部432与套设在支撑机构1外侧的第二旋转座42固定连接。多个第二支撑组件44与第二旋转座42连接，第二驱动装置45与第二回转部432固定连接，第二加强板46与第二支撑组件44和第二旋转座42固定连接。所述第二工件固定机构4的第二旋转座42、第二回转装置43、多个第二支撑组件44、第二驱动装置45和第二加强板46的结构与第一工件固定机构3的第一旋转座32、第一回转装置33、多个第一支撑组件34、第一驱动装置35和第一加强板36的结构相同，在此不再赘述。

所述第二支撑套筒41包括多个开口槽411,所述多个开口槽411设置于所述第二支撑套筒41的一端，沿所述第二支撑套筒41的外轮廓周向分布，如图8和图9所示。对应地，所述支撑机构1包括多个沿支撑机构1的外轮廓周向分布的移动槽11，所述移动槽11与开口槽411一一对应，以使得第二支撑套筒41与支撑机构1可以固定连接。在本实施例中，所述移动槽11具有一定的距离，所述第二支撑套筒41可以沿移动槽11的长度方向移动，当移动到移动槽11的指定位置时，与支撑机构1固定连接，进而实现了第二工件固定机构4在支撑机构1上相对于第一工件固定机构3之间的距离的调整。通过调整第一工件固定机构3和第二工件固定机构4之间的距离实现了对不同长度的管状工件C的固定和运输。

所述支撑机构1还包括第三加强筋12，所述第三加强筋12的数量和长度与移动槽11的数量和长度相同。所述第三加强筋12设置于支撑机构1的中空结构内侧，设置于两个移动槽11之间，用于加强支撑机构1和第二支撑套筒41的连接强度，如图13所示。所述移动槽11的长度方向上设置有多个螺栓孔，所述第二支撑套筒41的开口槽411通过与移动槽11在轴向上的不同螺栓孔固定连接，实现对第二工件固定机构4和第一工件固定机构3之间的距离的调整。

在本实施例中，可以先在支撑机构1上通过数控机床加工出移动槽11，然后在移动槽11的一端沿与轴线垂直的平面将支撑机构1切割成两部分，然后将第三加强筋12以焊接地方式固定在两个移动槽11之间的内壁上，最后将支撑机构1的两部分通过焊接还原。

在另一可选实现方式中，所述第二支撑套筒41的两端可以分别设置多个沿周向分布的开口槽411。所述第二支撑套筒41可以通过任意一侧的开口槽411与移动槽11周向上的螺栓孔对应后，通过螺栓等连接件固定连接，实现第二工件固定机构4和第一工件固定机构3之间距离的调整。

在另一可选实现方式中，所述第二支撑套筒41可以设置为与第一支撑套筒31相同的结构，也即在第二支撑套筒41上设置多个连接孔。通过移动第二支撑套筒41使得第二支撑套筒41的连接孔与移动槽11轴向上的不同螺栓孔对应连接。

在另一可选实现方式中，所述支撑机构1可以沿轴向长度上设置多个连接孔组，每个连接孔组沿支撑机构1的周向分布。第二支撑套筒41和第一支撑套筒31可以根据管状工件C的长度与支撑机构1的不同的连接孔组固定连接，实现第二支撑套筒41和第一支撑套筒31之间的长度调节。

在另一可选实现方式中，所述支撑机构1在长度方向具有两段移动槽11，使得第二支撑套筒41和第一支撑套筒31分别与两段移动槽11的不同螺栓孔连接，实现第二支撑套筒41和第一支撑套筒31之间的长度调节。

在本实施例中，隧道管状工件运输装置A包括两个导向机构5a和5b。两个导向机构5a和5b结构相同，与支撑机构1固定连接。两个导向机构5a和5b分别设置于第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的外侧。所述导向机构5a和5b受控沿径向伸展或收缩，实现与隧道B不同位置结构不同的隧道B内壁接触，以调整管状工件C在行走过程中的移动方向，防止行走机构2移动偏离而发生管状工件C与隧道B之间的磕碰。导向机构5a设置于行走机构2a和第一工件固定机构3之间，另外一个导向机构5b设置于行走机构2b的外侧，与支撑机构1的端部固定连接，如图1和图2所示。本实施例通过对导向机构5a和5b中的一个进行具体结构介绍。

具体地，导向机构5包括第三支撑套筒51、第三支撑组件52和第一伸缩组件53。第三支撑套筒51套设在支撑机构1的外侧，与支撑机构1固定连接。所述多个第三支撑组件52沿第三支撑套筒51的外轮廓周向分布，并分别与第三支撑套筒51转动连接。多个第一伸缩组件53设置于第三支撑组件52的一侧，沿第三支撑套筒51的外轮廓周向分布，并分别与第三支撑套筒51和对应地第三支撑组件52转动连接，如图10和图11所示。

其中，第三支撑套筒51包括第一套筒511和第一挡板512，如图12所示。第一套筒511套设在支撑机构1的外侧，与支撑机构1固定连接。所述第一套筒的形状和尺寸与支撑机构1的形状和尺寸相适配。第一挡板512为圆形板状结构，设置于第三支撑组件52所在的一侧，与第一套筒511的一侧端部固定连接。第一挡板512用于限制第三支撑组件52在第一位置和第二位置之间旋转。也即，限制第三支撑组件52在数学轴的某一象限内转动。所述第一挡板512具有与第一套筒511相同的通孔，以使得第一挡板512与第一套筒511连通，如图10所示。

每个第三支撑组件52包括支撑杆521、导向轮522和调整杆523。支撑杆521的一端与第三支撑套筒51转动连接，另一端向外延伸。导向轮522与支撑杆521的顶部连接，调整杆523设置于支撑杆521和导向轮522之间，被配置为调节所述支撑杆521和所述导向轮522之间的距离。具体地，当支撑杆521和所述导向轮522之间的距离需要调整时，先将调整杆523拧松，将导向轮522从支撑杆521中抽出到合适位置时，再将调整杆523拧紧，完成了导向轮522和支撑杆521之间的距离调整。

第一伸缩组件53包括第三缸体531和设置于第三缸体531内可相对伸缩移动的第三伸缩杆532。第三缸体531的端部与支撑杆521转动连接，第三伸缩杆532的端部与第一套筒511的另一端转动连接。也就是说，第三伸缩杆532和支撑杆521分别与第一套筒511的两端转动连接。通过控制第三伸缩杆532相对与第三缸体531的移动距离调整第三支撑组件52的径向尺寸，从而使得第三支撑组件52与不同管径隧道B接触，对隧道管状工件运输装置A的运动方向以及管状工件C之间的对接偏差进行修正，从而管状工件C的运输平稳和对接精度。

第一套筒511的两端沿周向均设置有多个凸耳。支撑杆521和第三伸缩杆532通过转轴分别与第三支撑套筒511两端的凸耳转动连接，实现了支撑杆521和第三伸缩杆532与第三支撑套筒51的转动连接。所述支撑杆521的转动轴线与第三支撑套筒51的轴线垂直，第三伸缩杆532的转动轴线与第三支撑套筒51的轴线垂直。

所述第一挡板512还设置有多个限位槽5121，分别与所述第三支撑组件52一一对应。所述第三支撑组件52的侧壁限制于所述限位槽5121内，进一步提高了第三支撑组件52转动时的稳定性。第一挡板512还设置有轻量孔，用于减轻第三支撑套筒51的重量。

在其他可选实现方式中，导向机构5a设置于行走机构2a的外侧，导向机构5b设置于行走机构2b和第二工件固定机构4之间；或者，导向机构5a设置于行走机构2a的外侧，导向机构5b设置于行走机构2b的外侧；或者，导向机构5a设置于行走机构2a和第一工件固定机构3之间，导向机构5b设置于行走机构2b和第二工件固定机构4之间。其中，所述导向机构5a和导向机构5b可以对称设置或者同向设置。

所述隧道管状工件运输装置A还包括第一动力机构6、供电机构7、控制机构8和遥控机构9(图中未示出)。第一动力机构6设置于所述行走机构2上，分别与所述行走机构2的两个第二伸缩组件241、导向机构5的第一伸缩组件53、第一工件固定机构3的多个第一支撑组件34和第二工件固定机构4的多个第二支撑组件44连接，用于为第二伸缩组件241、第一伸缩组件53、第一支撑组件34和第二支撑组件44提供动力源，驱动上述结构伸展或收缩。

所述第二伸缩组件241、第一伸缩组件53、第一支撑组件34和第二支撑组件44可以为同时为直线气缸或液压油缸，也可以一部分为直线气缸，一部分为液压油缸。在本实施例中，所述第二伸缩组件241、第一伸缩组件53、第一支撑组件34和第二支撑组件44同时为液压油缸。所述第一动力机构6为液压泵站，用于为液压油缸提供动力。

供电机构7设置于行走机构2上，分别与第三驱动装置23、第一驱动装置35和第二驱动装置45电连接，用于为第三驱动装置23、第一驱动装置35和第二驱动装置45供电。所述供电机构7为发电机组或蓄电池组等。

控制机构8设置于行走机构2上，与所述行走机构2、导向机构5、第一工件固定机构3和第二工件固定机构4通信连接。控制机构8用于控制隧道管状工件运输装置A的各种功能的实现。例如，控制驱动行走机构2的第三驱动装置23带动支撑机构1、导向机构5、第一工件固定机构3和第二工件固定机构4行走；控制行走机构2的第二伸缩组件241伸缩，进而控制支撑机构1距离隧道B地面的距离；控制第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的第一支撑组件34和第二支撑组件44伸缩，以实现对不同管径的管状工件C的固定；控制驱动第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的第一驱动装置35和第二驱动装置45，使得固定于第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的管状工件C相对于支撑机构1转动；控制导向机构5的第一伸缩组件53伸缩，以调整运输装置A在隧道B内的移动方向和管状工件C的对接精度。

除此之外，当行走机构2在隧道B内运输过程中，当行走机构2发生偏转时，控制机构8控制行走机构2的第二伸缩组件241收缩到最短，通过导向机构5的第一伸缩组件53支撑隧道B内壁使得行走机构2脱离隧道B底面，利用重力作用使行走机构2垂直隧道B底面，最后控制行走机构2的第二伸缩组件241伸展到与隧道B内壁接触，保证两个行走机构2在隧道B内的运动方向一致，可以防止管状工件C与隧道B发生碰撞，提高了运输装置A的运输效率。

遥控机构9与控制机构8无线通信连接，遥控装置9可远程控制运输装置A的各个功能的实现，所述功能如上所述。

在本实施例中，所有未明确结构的固定连接方式均采用螺栓或螺钉固定连接，也即在上述所有的连接件和被连接件上均设置有一一对应地螺纹孔，通过螺栓或螺钉实现固定连接。当某一零件损坏时，可以快速地实现更换零件。可选地，所述螺纹孔的个数不限，即连接件和被连接件能够固定连接即可。在其它可选实现方式中，所述固定连接方式还可以采用焊接方式进行固定连接。

在其他可选实现方式中，所述隧道管状工件运输装置A可以包括多个行走机构2，分别与支撑机构1固定连接。所述多个行走机构2分别设置于第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的外侧。在其他可选实现方式中，所述隧道管状工件运输装置A可以包括多个导向机构5，分别与支撑机构1固定连接。所述多个导向机构5分别设置于第一工件固定机构3和第二工件固定机构4的外侧。

以隧道B内的管状工件C需要向隧道B的右侧移动为例具体说明本实施例的隧道管状工件运输装置A在隧道B内运输管状工件C的方法过程：

(1)控制隧道管状工件运输装置A移动到管状工件C的左侧。

(2)根据管状工件C运输方向(向右)，控制机构8控制右侧导向机构5b的第一伸缩组件53收缩到极限，然后控制行走机构2a和2b向右侧移动直至右侧导向机构5b全部移动到管状工件C的内部。

(3)控制右侧导向机构5b的第一伸缩组件53伸展直至第一伸缩组件53完全接触管状工件C的内壁。

(4)控制右侧行走机构2b的第二伸缩组件241收缩直至右侧行走机构2b的动力轮组22脱离隧道B底面，同时控制第二工件固定机构4的第二支撑组件44收缩到极限。

(5)控制左侧行走机构2a继续向右移动。

(6)当右侧行走机构2b从管状工件C内部移出时，控制右侧行走机构2b伸展直至动力轮组22接触隧道B底面。

(7)控制两个行走机构2a和2b继续向右移动直至第一工件固定机构3和第二工件固定机构4分别位于管状工件C的两端固定位置。

(8)控制第一工件固定机构3的第一支撑组件34和第二工件固定机构4的第二支撑组件44伸展直至顶紧管状工件C，同时控制两个行走机构2a和2b的第二伸缩组件241伸缩直至支撑机构1的轴线位于隧道B的中心线处，以及控制两个导向机构5a和5b的第一伸缩组件53伸展完全贴紧隧道B内壁。

(9)控制两个行走机构2a和2b向隧道B的预定方向移动。

其中，管状工件C在运输过程中，当行走机构2发生偏转时，控制机构8控制行走机构2的第二伸缩组件241的收缩，使发生偏转的行走机构2的动力轮组22脱离隧道B底面，利用重心作用，使行走机构2垂直于隧道B底面，行走机构2偏离得以修正；然后控制行走机构2的第二伸缩组件241的伸展与隧道B底面接触，继续沿预定方向移动。

(10)当控制机构8控制行走机构2沿隧道B移动到管状工件C需要对接的位置，控制机构8控制导向机构5b的第一伸缩组件53收缩到最短，控制机构8慢慢控制行走机构2继续移动，使导向机构5b完全移动到需要待对接的管状工件C内部，控制机构8控制导向机构5b的第一伸缩组件53伸展，使导向机构5b的导向轮完全贴紧待对接的管状工件C内壁；同时控制机构8控制行走机构2b的第二伸缩组件241收缩到最短，使行走机构2b的动力轮组22脱离隧道B底面。

(11)控制机构8控制行走机构2a沿隧道B往右移动，使运输装置A上的管状工件C与待对接的管状工件C接近时，控制机构8控制行走机构2a的第二伸缩组件241伸缩，使支撑机构1轴线处在已经待对接的管状工件C的中心线处，控制行走机构2a沿隧道B往右移动，自动对接两个管状工件C，从而减少了两个管状工件C对接找中的工序。

(12)待两个管状工件C焊接牢固后，控制机构8控制第一工件固定机构3的第一支撑组件34和第二工件固定机构4的第二支撑组件44收缩使第一工件固定机构3和第二工件固定机构4脱离管状工件C；同时控制机构8控制行走机构2a沿隧道B往左移动，当行走机构2b脱离管状工件C内壁时，控制机构8控制行走机构2b的第二伸缩组件241伸展，使行走机构2的动力轮组22接触隧道B底面，控制机构8控制导向机构5b的第一伸缩组件53收缩，使导向机构5b的导向轮完全脱离管状工件C。如果是在曲线段隧道B内进行管状工件C焊接，需要控制第一工件固定机构3和第二工件固定机构4旋转，以使得管状工件C旋转到合适位置后，与待对接的管状工件C对接完成后进行焊接。

(13)继续控制行走机构2a和2b沿隧道B往左移动，使导向机构5b完全脱离管状工件C；当导向机构5b完全脱离管状工件C时，控制机构8控制导向机构5b伸展使得导向机构5b的导向轮完全贴紧隧道B内壁，控制机构8控制行走机构2a和2b移动到待运输的管状工件C存放位置的左侧，为下次运输做准备。

本实施例的隧道管状工件运输装置包括支撑机构以及设置在支撑机构上的行走机构、工件固定机构和导向机构，工件固定机构设置在两个行走机构之间，导向机构设置在工件固定机构的两侧，通过控制行走机构、工件固定机构的伸缩和导向机构的伸缩实现对不同管径的管状工件固定以及在不同隧道的移动，所述运输装置的自动化程度高，运输和调整效率高，管状工件的对接精度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (10)

1.一种隧道管状工件运输装置，其特征在于，所述运输装置(A)包括：

支撑机构(1)；

两个行走机构(2)，分别设置于所述支撑机构(1)的两侧，所述行走机构(2)被配置为驱动所述支撑机构(1)移动；

第一工件固定机构(3)和第二工件固定机构(4)，与所述支撑机构(1)连接，分别设置于两个所述行走机构(2)之间，所述第一工件固定机构(3)和第二工件固定机构(4)被配置为受控沿径向伸展或收缩以固定不同管径的管状工件(C)；

两个导向机构(5)，与所述支撑机构(1)连接，分别设置于所述第一工件固定机构(3)和第二工件固定机构(4)的两侧，所述导向机构(5)被配置为受控伸展或收缩调整管状工件(C)的移动方向。

2.根据权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述第一工件固定机构(3)包括：

第一支撑套筒(31)，套设于所述支撑机构(1)的外侧，所述第一支撑套筒(31)与所述支撑机构(1)固定连接；

第一旋转座(32)，套设于所述第一支撑套筒(31)的外侧；

第一回转装置(33)，包括第一固定部(331)和与所述第一固定部(331)相对转动连接的第一回转部(332)，所述第一固定部(331)和所述第一支撑套筒(31)固定连接，所述第一回转部(332)与所述第一旋转座(32)固定连接；

多个第一支撑组件(34)，与所述第一旋转座(32)连接，所述第一支撑组件(34)被配置受控伸展或收缩以固定不同管径的管状工件(C)；

第一驱动装置(35)，与所述第一回转部(332)连接，被配置为驱动所述第一回转部(332)、第一旋转座(32)以及多个第一支撑组件(34)相对于所述支撑机构(1)转动；

第一加强板(36)，分别与所述第一旋转座(32)和多个所述第一支撑组件(34)固定连接。

3.根据权利要求2所述的运输装置，其特征在于，所述多个第一支撑组件(34)沿所述第一旋转座(32)周向分布。

4.根据权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述第二工件固定机构(4)包括：

第二支撑套筒(41)，套设于所述支撑机构(1)的外侧，所述第二支撑套筒(41)与所述支撑机构(1)固定连接；

第二旋转座(42)，套设于所述第二支撑套筒(41)的外侧；

第二回转装置(43)，包括第二固定部(431)和与所述第二固定部(431)相对转动连接的第二回转部(432)，所述第二固定部(431)和所述第二支撑套筒(41)固定连接，所述第二回转部(432)与所述第二旋转座(42)固定连接；

多个第二支撑组件(44)，与所述第二旋转座(42)连接，所述第二支撑组件(44)被配置为受控伸展或收缩以固定不同管径的管状工件(C)；

第二驱动装置(45)，与所述第二回转部(432)连接，被配置为驱动所述第二回转部(432)、第二旋转座(42)以及多个第二支撑组件(44)相对于所述支撑机构(1)转动；

第二加强板(46)，分别与所述第二旋转座(42)和所述第二支撑组件(44)固定连接。

5.根据权利要求4所述的运输装置，其特征在于，所述第二支撑套筒(41)包括多个开口槽(411)，所述多个开口槽(411)沿所述第二支撑套筒(41)的外轮廓周向分布；

所述支撑机构(1)包括多个移动槽(11)，所述多个移动槽(11)沿所述支撑机构(1)的外轮廓周向分布；

其中，所述第二支撑套筒(41)的开口槽(411)与所述支撑机构(1)的移动槽(11)的不同位置对应连接以调节所述第二工件固定机构(4)相对于所述第一工件固定机构(3)之间的距离。

6.根据权利要求4所述的运输装置，其特征在于，所述多个第二支撑组件(44)沿所述第二旋转座(42)周向分布。

7.根据权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述导向机构(5)包括：

第三支撑套筒(51)，套设在所述支撑机构(1)的外侧；

多个第三支撑组件(52)，以铰接方式与所述第三支撑套筒(51)连接，所述多个第三支撑组件(52)沿所述第三支撑套筒(51)的外轮廓周向分布；

多个第一伸缩组件(53)，每个所述第一伸缩组件(53)分别与所述第三支撑套筒(51)和对应的所述第三支撑组件(52)连接，所述第一伸缩组件(53)被配置为伸展或收缩调整所述第三支撑组件(52)的径向尺寸以适配管状工件(C)在不同管径的隧道(B)内移动。

8.根据权利要求7所述的运输装置，其特征在于，所述第三支撑组件(52)包括：

支撑杆(521)，一端与所述第三支撑套筒(51)转动连接，另一端向外延伸；

导向轮(522)，与所述支撑杆(521)连接；

调整杆(523)，设置于所述支撑杆(521)和所述导向轮(522)之间，被配置为调节所述支撑杆(521)和所述导向轮(522)之间的距离。

9.根据权利要求7所述的运输装置，其特征在于，所述第三支撑套筒(51)包括：

第一套筒(511)，套设于所述支撑机构(1)的外侧；

第一挡板(512)，与所述第一套筒(511)固定连接，所述第一挡板(512)被配置为限制所述第三支撑组件(52)在第一位置和第二位置之间旋转。

10.根据权利要求1所述的运输装置，其特征在于，所述行走机构(2)包括：

行走主体部(21)；

动力轮组(22)，设置于所述行走主体部(21)的底部；

第三驱动装置(23)，与所述动力轮组(22)连接，所述第三驱动装置(23)受控驱动所述行走主体部(21)移动；

第四支撑组件(24)，包括两个相互平行的第二伸缩组件(241)和与两个所述第二伸缩组件(241)的顶部固定连接的第一连接板(242)，所述第一连接板(242)与所述支撑机构(1)固定连接，所述第二伸缩组件(241)被配置为受控伸展或收缩调整所述支撑机构(1)的高度。

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