CN113911659B - 一种隧道用钢管运输和对位的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道用钢管运输和对位的装置和方法。该装置能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够在沿着水平方向延伸的隧道中运输钢管，隧道中设置有沿隧道的长度方向设置的轨道，装置能够沿着轨道运行，该装置包括接收机构、输送机构、导向机构，接收结构能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，输送机构能够输送钢管至安装位置，导向机构能够对待运输的钢管进行固定。由此，其输送机构前部的车轮能够伸缩并穿过待运输的钢管，可以在隧道中方便地运输各种钢管，适用于大直径钢管、以及钢管和隧道之间的环形间隙非常小的运输环境。

Description

一种隧道用钢管运输和对位的装置和方法

技术领域

本发明涉及钢管运输技术领域，尤其涉及一种隧道用钢管运输和对位的装置和方法。

背景技术

在水利工程、矿山工程、石油、核电管道工程中经常需要在隧道内安装各种直径的钢管。当隧道与钢管之间的间隙较大，且有足够的安装空间满足台车的结构尺寸要求时，通常会采用各种台车来实现钢管的运输。然而，当钢管的直径非常大、钢管外径与隧道内直径尺寸接近、钢管和隧道之间的环形间隙非常小时，现有的设备既无法满足钢管的运输需求，也无法保证待运输的钢管与已安装的钢管之间形成有效地对接，同时也无法满足钢管之间诸如焊接的安装需求。

发明内容

为至少部分地解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种隧道用钢管运输和对位的装置和方法。

本发明的技术方案如下：

一种隧道用钢管运输和对位的装置，所述装置能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够在沿着水平方向延伸的隧道中运输钢管，所述隧道中设置有沿所述隧道的长度方向设置的轨道，所述装置能够沿着所述轨道运行，所述装置包括：

接收机构，所述接收机构设置在所述轨道的宽度方向的两侧，所述接收结构能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够调整所述钢管的位置；

输送机构，所述输送机构包括前输送部分、车架和后输送部分，其中，所述前输送部分通过所述车架与所述后输送部分连接，所述前输送部分和所述后输送部分均能够在所述轨道上移动，并且，所述前输送部分能够脱离轨道并进入所述待运输的钢管中，而且能够从所述待运输的钢管的一端移动至另一端，同时能够继续移动至脱离所述待运输的钢管并与轨道相接合；

导向机构，所述导向机构设置在所述车架上，所述导向机构能够在所述前输送部分和所述后输送部分分别位于所述待运输的钢管的两侧时进入所述待运输的钢管中，并能够对所述待运输的钢管进行固定。

可选地，所述接收机构对称设置在所述轨道的两侧，所述接收机构包括：

支承底座；

钢管支承轮，所述钢管支承轮设置在所述支承底座上，所述钢管支承轮能够承接所述待运输的钢管，所述钢管支承轮能够绕平行于所述轨道的长度方向延伸的旋转轴转动；

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述支承底座上，所述第一驱动电机通过链轮与所述钢管支承轮连接，并能够驱动所述钢管支承轮转动；

第一滑轨，所述第一滑轨沿所述轨道的宽度方向延伸，所述支承底座连接至所述第一滑轨，并能够沿所述第一滑轨的轨道方向滑动；

第一驱动气缸，所述第一驱动气缸的两端分别连接至所述支承底座和所述第一滑轨，所述第一驱动气缸能够驱动所述支承底座在所述第一滑轨上往复移动。

可选地，所述前输送部分包括：

前部从动轮，所述前部从动轮能够抵接至所述轨道并能够在所述轨道上移动，并且所述前部从动轮能够沿所述前输送部分的高度方向移动，以脱离所述轨道进入所述待运输的钢管中；

前部支承轮，所述前部支承轮设置在所述前部从动轮远离所述后输送部分的一侧，所述前部支承轮能够进入所述待运输的钢管中，并能够在所述待运输的钢管中移动；

后部支承轮，所述后部支承轮设置在所述前部从动轮靠近所述后输送部分的一侧，所述后部支承轮能够进入所述待运输的钢管中，并能够在所述待运输的钢管中移动。

可选地，所述前部支承轮连接有前部支承架，所述前部支撑架构造为倒V字型，两个所述前部支承轮分别设置在所述前部支撑架的两端，并能够与所述待运输的钢管的内壁相抵接；

所述前部支承轮还包括前部支承油缸，所述前部支承油缸设置在所述前部支撑架上，并能够分别驱动两个所述前部支承轮沿所述前部支撑架的高度方向移动。

可选地，所述后输送部分包括：

后部主动轮，所述后部主动轮能够抵接至所述轨道并能够在所述轨道上移动；

后部驱动装置，所述后部驱动装置能够驱动所述后部主动轮转动，以使得所述输送机构在所述轨道上移动。

可选地，所述导向机构包括前导向部分和后导向部分，所述前导向部分和所述后导向部分设置在所述前输送部分和所述后输送部分之间，所述前导向部分靠近所述前输送部分，所述后导向部分靠近所述后输送部分，其中，所述前导向部分和所述后导向部分结构相同并且沿着所述车架的长度方向对称设置。

可选地，所述前导向部分和所述后导向部分分别包括十字导向支架和4个钢管托架，所述4个钢管托架依次设置在所述十字导向支架的端部，所述4个钢管托架能够沿所述待运输的钢管的径向方向移动并分别抵接至所述待运输的钢管的内壁。

可选地，所述导向机构还包括预导向部分，所述预导向部分设置在所述前导向部分远离所述后导向部分的一侧，所述预导向部分能够在所述前输送部分进入所述待运输的钢管时抵接所述待运输的钢管的内壁，以对所述输送机构进行导向。

可选地，所述预导向部分包括沿所述轨道的宽度方向延伸的水平导向支架，所述水平导向支架的两端分别设置有导向滚轮，所述导向滚轮能够在驱动气缸的驱动下抵接至所述待运输的钢管的内壁。

可选地，所述装置还包括定位机构，所述定位机构设置在所述前输送部分远离所述后输送部分的一侧，所述定位机构能够移动至已安装的钢管中，并调整所述已安装的钢管和所述待运输的钢管之间的相对位置。

可选地，所述定位机构包括：

环形定位轮，所述环形定位轮的周向外缘间隔设置有多个定位油缸，所述定位油缸能够沿所述环形定位轮的径向方向向外延伸；

旋转驱动气缸，所述旋转驱动气缸设置在所述车架上，并能够驱动所述环形定位轮旋转运动。

可选地，所述环形定位轮的周向外缘设置有环形链，所述旋转驱动气缸的端部设置有链轮，所述链轮连接至所述环形链，所述旋转驱动气缸驱动所述链轮旋转，从而带动所述环形定位轮转动。

根据本发明的另一方面，还提供了一种隧道用钢管运输和对位的方法，其特征在于，所述方法用于接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够在沿着水平方向延伸的隧道中运输钢管，并使得被运输的钢管与已安装的钢管的位置相适配，所述隧道中设置有沿所述隧道的长度方向设置的轨道，所述方法用于根据上述的装置，所述方法包括：

沿竖直方向将待运输的钢管放置在接收机构上，并通过接收机构调整待运输的钢管的位置；

输送机构的前输送部分进入待运输的钢管中，并通过导向机构中的预导向部分调整输送机构的位置；

输送机构在待运输的钢管中移动，并从待运输的钢管的另一侧出来，之后向下移动以与轨道接合；

导向机构中的前导向部分和后导向部分分别抵接至待运输的钢管的内壁，之后接收机构与待运输的钢管脱离；

输送机构在轨道上驱动待运输的钢管朝向安装位置移动；

当待运输的钢管移动至安装位置之后，定位机构与前输送部分进入已安装的钢管中，前部从动轮向上移动脱离轨道；

输送机构继续移动，使得待运输的钢管与已安装的钢管相互对接；

输送机构反向移动，使得前输送部分离开已安装的钢管，定位机构调整已安装的钢管和待运输的钢管之间的相对位置，直到其之间的相对位置满足安装需求；

输送机构离开钢管，返回至接收钢管的位置。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的隧道用钢管运输和对位的装置，其输送机构前部的车轮能够伸缩并穿过待运输的钢管，可以在隧道中方便地运输各种钢管，适用于大直径钢管、以及钢管和隧道之间的环形间隙非常小的运输环境。而且，输送机构前部的设有多个支承轮，通过与钢管的交替接触，保证竖井处钢管运输车的装管工艺，保证施工位置的钢管对接工艺，保证钢管运输车前部车轮与钢轨的接触与脱离顺序要求。

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，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明的一个实施方式中的装置在隧道内的安装示意图；

图2为本实施方式中的隧道与钢管的剖视图；

图3为沿图1中A-A方向所截的剖视图；

图4为图1中所示的装置中的接收机构的安装示意图；

图5为沿图4中B-B方向所截的剖视图；

图6为本实施方式中的装置运输钢管时的结构示意图；

图7为图6中的装置运输钢管时的前输送部分的剖视图；

图8为图6中的装置运输钢管时的后输送部分的剖视图；

图9为本实施方式中的装置的前输送部分中前部支承轮的结构示意图；

图10为本实施方式中的装置的导向机构中预导向部分的结构示意图；

图11为本实施方式中的装置的导向机构中前导向部分的结构示意图；

图12为本实施方式中的装置的定位机构的结构示意图；

图13为图12中的定位机构的旋转驱动气缸的结构示意图。

附图标记说明：

1：钢管 2：接收机构 3：输送机构

4：轨道 11：支承底座 12：钢管支承轮

13：第一驱动电机 14：第一驱动气缸 15：第一滑轨

20：前输送部分 21：前部从动轮 22：前部支承轮

23：后部支承轮 24：前部支撑架 25：前部支承油缸

26：从动气缸 30：后输送部分 31：后部主动轮

32：后部驱动装置 41：前导向部分 42：后导向部分

43：十字导向支架 44：钢管托架 45：预导向部分

46：水平导向支架 47：导向滚轮 50：定位机构

51：环形定位轮 52：定位油缸 53：旋转驱动气缸

54：环形链 55：链轮 60：车架

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施方式提供的技术方案。

如附图1-13所示，本发明实施例提供了一种隧道用钢管运输的装置和方法，通过本发明中的装置和方法，可以在隧道中运输钢管。

具体地，如图1和图2所示，本实施方式中的应用场景为：隧道沿水平方向延伸设置在地表以下，隧道中设置有供运输装置移动的轨道，例如，隧道中设置有两条相互平行并且沿隧道的长度方向延伸的钢轨，待运输的钢管在吊装设备的控制下能够通过竖井沿竖直方向向下地放置在隧道中，并且，钢管的轴向方向与隧道的长度方向相平行。

对此，本实施方式中的装置可以预先放置在隧道中，而且该装置能够在隧道中沿轨道方向移动。当钢管沿竖井放入隧道时，该装置能够接收钢管，并能够沿着隧道的方向将钢管运送到待安装的位置。

具体地，在本实施方式中，该装置包括接收机构2、输送机构3和导向机构。

其中，接收机构2设置在轨道4的宽度方向的两侧，接收机构2能够接收经由竖井向下输送过来的钢管1，该接收机构2还能够调整钢管1的位置。

输送机构3包括前输送部分20、车架60和后输送部分30，输送机构3能够在隧道中运输接收机构2上的钢管1。如图6所示，前输送部分20通过车架60与后输送部分30连接，前输送部分20和后输送部分60均能够在轨道4上移动，例如，前输送部分20和后输送部分30均设置有滚轮。前输送部分20能够脱离轨道4并进入待运输的钢管1中，而且能够从待运输的钢管1的一端移动至另一端，同时能够继续移动至脱离待运输的钢管1并与轨道4相接合。在运输钢管1时，前输送部分20穿过钢管1移动至钢管1的另一端，使得前输送部分20和后输送部分30分别位于待运输的钢管1的长度方向的两侧，车架60则位于钢管1中。之后，前输送部分20和后输送部分30同时在轨道4上移动，从而在隧道中输送钢管1。

导向机构设置在车架60上，导向机构能够在前输送部分20和后输送部分30分别位于待运输的钢管1的两侧时进入待运输的钢管1中，并能够对待运输的钢管1进行固定。可以理解，在运输钢管1时，导向机构可以抵接至待运输的钢管1的内壁，有效地固定钢管1，防止钢管1在运输的过程中发生脱落。

具体地，如图3所示，接收机构2成对且对称地设置在轨道4的两侧。也就是说，接收机构2的数量为偶数，例如接收结构2的数量可以为4个、6个、8个等。示例性地，轨道4的两侧可以设置有2对接收机构2。

在本实施方式中，接收机构2可以能够驱动钢管1旋转，从而调整钢管1的位置。

具体地，如图3至图5所示，接收机构2包括支承底座11、钢管支承轮12、第一驱动电机13、第一滑轨15和第一驱动气缸14。如图3所示，钢管支承轮12和第一驱动电机13均设置在支承底座11上，钢管支承轮12能够承接待运输的钢管1，为了方便地驱动钢管1转动，钢管支承轮12能够绕平行于轨道的长度方向延伸的旋转轴转动。第一驱动电机13同样设置在支承底座11上，第一驱动电机13通过链轮与钢管支承轮12连接，并能够驱动钢管支承轮12转动。当钢管支承轮12转动时，则可以驱动待运输的钢管1转动。

为了有效地降低运输成本，同时减少接收机构2在隧道中所占的空间，在本实施方式中，轨道4仅一侧的接收机构2设置有第一驱动电机13，另一侧的接收机构2没有设置第一驱动电机。当然，根据实际应用的需要，可以轨道两侧的接收机构可以同时设置有第一驱动电机。

第一滑轨15沿轨道的宽度方向延伸，支承底座11连接至第一滑轨15，并能够沿第一滑轨15的轨道方向滑动，第一驱动气缸14的两端分别连接至支承底座11和第一滑轨15，第一驱动气缸14能够驱动支承底座11在第一滑轨15上往复移动。

在实际运输的过程中，钢管1通过竖井向下移动至隧道中，位于轨道4两侧的钢管支承轮12首先承接该钢管1，当需要调整钢管1的位置时，可以对第一驱动电机13上电，驱动钢管支承轮12转动，带动钢管1转动，进而调整钢管1的位置。当钢管1的位置调整完毕，输送机构3准备运送该钢管1时，第一驱动气缸14驱动支承底座11朝向远离钢管1的方向移动，钢管支承轮12同步远离钢管1并且不再支承钢管1，由此，可以有效地避免钢管1在运输的过程中与钢管支承轮12发生干涉，保证钢管1能够被有效地运送。之后，当需要再次运送钢管1时，可以控制钢管支承轮12返回至初始的承接位置。

在运输钢管1时，输送机构3中的前输送部分20依次需要脱离轨道4，进入钢管1，穿过钢管1，离开钢管1，最后与轨道4相接合。为了有效地实现上述功能，在本实施方式中，前输送部分20包括前部从动轮21、前部支承轮22和后部支承轮23。其中，前部从动轮21能够抵接至轨道4并能够在轨道4上移动，并且前部从动轮21能够沿前输送部分20的高度方向移动，以脱离所述轨道4进入所述待运输的钢管1中。前部支承轮22设置在前部从动轮21远离后输送部分30的一侧，前部支承轮22能够进入待运输的钢管1中，并能够在待运输的钢管1中移动。后部支承轮23设置在前部从动轮21靠近后输送部分30的一侧，后部支承轮23能够进入待运输的钢管1中，并能够在待运输的钢管1中移动。

如图6和图7所示，前部从动轮21设置在前部支承轮22和后部支承轮23之间，前部从动轮21需要与轨道4相接合，因此，前部从动轮21的位置相比于前部支承轮22和后部支承轮23更低。前部从动轮21可以在从动气缸26的驱动下沿竖直方向往复运动，为了便于调节，前部支承轮22和后部支承轮23同样设置有相对应的气缸，其也可以在气缸的驱动下沿竖直方向往复运动。

在输送钢管1的过程中，当钢管1被接收机构2承接后，输送机构3朝向钢管1移动，前部支承轮22可以在气缸的驱动下移动至钢管1的内部。然后，前部从动轮21在从动气缸26的驱动下沿竖直方向向上移动，逐渐脱离轨道4。当前部从动轮21向上移动至其最低部位高于前部支承轮22的最低部位之后，输送机构3继续朝向钢管1移动，使得前部从动轮21和后部支承轮23均依次进入钢管1的内部，而且输送机构3保持移动。之后，让前部支承轮22和前部从动轮21穿过钢管，仅有后部支承轮23抵接至钢管1的内壁时，前部从动轮21在气缸的驱动下向下移动并抵接至轨道4。最终，使得前输送部分20和后输送部分30分别位于钢管的两侧。

前部支承轮22和后部支承轮23可以具有相同的结构，以保证能够有效地抵接至钢管1的内壁。作为一种实现方式，如图9所示，前部支承轮22可以连接前部支承架24，前部支撑架24构造为倒V字型，两个前部支承轮22分别设置在前部支撑架24的两端，以便于能够与抵接至待运输的钢管1的内壁，该倒V字型的结构可以避免前输送部分20在钢管1中移动时在钢管1的周向方向上受力不均。优选地，前部支承轮22还包括前部支承油缸25，前部支承油缸25设置在前部支撑架24上，其能够分别驱动两个前部支承轮22沿前部支撑架24的高度方向移动。

后输送部分30始终与抵接至轨道4，其能够为输送机构3在轨道4上的移动提供驱动力。在本实施方式中，如图8所示，后输送部分30包括后部主动轮31和后部驱动装置32，其中，后部主动轮31能够始终抵接至轨道4并能够在轨道4上移动，后部驱动装置32则能够驱动后部主动轮31转动，从而使得输送机构3能够在轨道4上有效地移动。

进一步地，在输送钢管1的过程中，需要保证钢管1与输送机构3之间形成稳定的连接。对此，在本实施方式中，导向机构包括前导向部分41和后导向部分42。如图6所示，前导向部分41和后导向部分42均设置在前输送部分20和后输送部分30之间，其中，前导向部分41靠近前输送部分20，后导向部分42靠近后输送部分30。为了保证钢管1受力均匀，优选地，前导向部分41和后导向部分42结构相同并且沿着车架60的长度方向对称设置。在运输钢管1的过程中，可以控制前导向部分41和后导向部分42间隔足够的距离，并且对称的抵接至钢管1的内壁。

作为一种实现方式，如图11所示，前导向部分41和后导向部分42分别包括十字导向支架43和4个钢管托架44，该4个钢管托架44依次设置在十字导向支架43的四个端部，而且十字导向支架43上可以设置有驱动气缸，该4个钢管托架44能够在驱动气缸的驱动下沿待运输的钢管1的径向方向移动并分别抵接至待运输的钢管1的内壁，由此，可以在钢管1的周向方向上实现有效地定位。

当前部支承轮22进入钢管1之后，前部从动轮21需要逐渐脱离轨道4，为了避免前输送部分20的位置在此过程中发生偏移和倾斜，保证输送机构3在进入钢管1和离开钢管1的过程中前部从动轮21始终位于轨道4上方，以使得前部从动轮21在要求位置能准确落到轨道4上，在本实施方式中，导向机构还包括预导向部分45。预导向部分45设置在前导向部分41远离后导向部分42的一侧，预导向部分45能够在前输送部分20进入待运输的钢管1时抵接待运输的钢管1的内壁，以对输送机构3进行导向。

如图10所示，预导向部分45包括沿轨道4的宽度方向延伸设置的水平导向支架46，水平导向支架46的两端分别设置有导向滚轮47，导向滚轮47能够在驱动气缸的驱动下抵接至待运输的钢管1的内壁。由此，当前部支承轮22进入钢管1之后，预导向部分上的导向滚轮47可以提前抵接至待运输的钢管1的内壁，以形成初步定位。之后，即使前部从动轮21脱离轨道4时，前输送部分20也能够保持位置的稳定。

进一步地，本实施方式中的装置还包括定位机构50，当钢管1被运送到预定的安装位置，并准备与已安装的钢管相互连接时，该定位机构50能够调整已安装的钢管和待运输的钢管之间的相对位置，从而保证安装位置的精确度。

如图12和图13所示，定位机构50包括环形定位轮51和旋转驱动气缸53，其中，环形定位轮51的周向外缘间隔设置有多个定位油缸52，该多个定位油缸52能够沿环形定位轮51的径向方向向外延伸，旋转驱动气缸53设置在车架60上，并能够驱动环形定位轮51旋转运动。

进一步地，为了实现多个位置的调节，可以使得定位油缸52能够沿着钢管1的周向方向旋转。作为一种实现方式，如图12和图13所示，环形定位轮51的周向外缘设置有环形链54，旋转驱动气缸53的端部设置有链轮55，链轮55连接至环形链54，旋转驱动气缸53驱动链轮55旋转，从而带动环形定位轮51转动。

由此，当带运输的钢管1到达安装位置之后，可以将定位机构50和前部支承轮22继续移动至已安装的钢管中，并且控制前部从动轮21向上移动逐渐脱离轨道4，此时，前部支承轮22将会抵接至已安装的钢管的内壁。当前部从动轮21移动至其最低位置不再对已安装的钢管和等待安装的钢管产生干涉之后，输送机构3继续向前移动，直到已安装的钢管和等待安装的钢管形成相互对接，此时，可以对等待安装的钢管进行初步固定。再之后，控制输送机构3逐渐朝向远离钢管的位置移动，使得前部支承轮22离开已安装的钢管并进入等待安装的钢管，定位机构59保留在已安装的钢管中，旋转驱动气缸53带动链轮55转动，在环形链54的作用下，带动环形定位轮51转动，环形定位轮51的旋转角度优选地大于90°，从而保证定位油缸52能够到达钢管内壁的任意位置。当环形定位轮51旋转至所需要的位置之后，定位油缸52沿钢管的径向方向向外伸出，在抵接钢管内壁之后可以继续伸出，直到待安装的钢管的坡口与已就位的钢管的坡口的位置相适配，基于同样的原理，可以调整钢管的圆周方向上的所有位置的坡口，直到满足焊接的需求。最后，收回定位油缸52，并控制输送机构3移动至所需要的位置之后，就可以通过焊接使得该两个钢管连接在一起。

输送机构3在远离钢管移动的过程中，当前部从动轮21完全伸出钢管1之后，在从动气缸26的作用下，控制前部从动轮21向下移动直至抵接轨道4，之后，前部支承轮22返回至初始位置，导向机构50同样返回至初始位置。输送机构3沿着轨道4移动，并重新回到初始的接收钢管的位置，等待下一次运输。

此外，输送机构3可采用蓄电池为动力，通过电气系统控制行走机构及泵站工作，满足设备运行要求；竖井处的相关装置则可采用提供的固定电源，通过电气系统控制动力装置和泵站工作满足设备的工艺要求。

根据本发明的第二方面，还提供了一种隧道用钢管运输的方法，该方法可以用于上述实施方式中的装置。

该方法包括：

沿竖直方向将待运输的钢管放置在接收机构上，并通过接收机构调整待运输的钢管的位置；

输送机构的前输送部分进入待运输的钢管中，并通过导向机构中的预导向部分调整输送机构的位置；

输送机构在待运输的钢管中移动，并从待运输的钢管的另一侧出来，之后向下移动以与轨道接合；

导向机构中的前导向部分和后导向部分分别抵接至待运输的钢管的内壁，之后接收机构与待运输的钢管脱离；

输送机构在轨道上驱动待运输的钢管朝向安装位置移动；

当待运输的钢管移动至安装位置之后，定位机构与前输送部分进入已安装的钢管中，前部从动轮向上移动脱离轨道；

输送机构继续移动，使得待运输的钢管与已安装的钢管相互对接；

输送机构反向移动，使得前输送部分离开已安装的钢管，定位机构调整已安装的钢管和待运输的钢管之间的相对位置，直到其之间的相对位置满足安装需求；

输送机构离开钢管，返回至接收钢管的位置。

本方法中，用于实现各个功能的结构已在上述实施方式中做详细说明，在此不再赘述。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的隧道用钢管运输和对位的装置，其输送机构前部的车轮能够伸缩并穿过待运输的钢管，可以在隧道中方便地运输各种钢管，适用于大直径钢管、以及钢管和隧道之间的环形间隙非常小的运输环境。输送机构前部的设有多个支承轮，通过与钢管的交替接触，保证竖井处钢管运输车的装管工艺，保证施工位置的钢管对接工艺，保证钢管运输车前部车轮与钢轨的接触与脱离顺序要求。

同时，本控制方法可以在原有卷取机的硬件配置的基础上，不用添加任何其他的辅助设备，只需要通过编程即可以实现功能的设定，既生产设备的投入成本，也大大提高了对生产设备的有效控制，为提高效率，降低劳动强度，减少误操作造成的堆钢、表面质量缺陷、卷形质量差等创造了有利条件。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述装置能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够在沿着水平方向延伸的隧道中运输钢管，所述隧道中设置有沿所述隧道的长度方向设置的轨道，所述装置能够沿着所述轨道运行，所述装置包括：

接收机构，所述接收机构设置在所述轨道的宽度方向的两侧，所述接收机构能够接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够调整所述钢管的位置；

输送机构，所述输送机构包括前输送部分、车架和后输送部分，其中，所述前输送部分通过所述车架与所述后输送部分连接，所述前输送部分和所述后输送部分均能够在所述轨道上移动，并且，所述前输送部分能够脱离轨道并进入待运输的钢管中，而且能够从所述待运输的钢管的一端移动至另一端，同时能够继续移动至脱离所述待运输的钢管并与轨道相接合；

导向机构，所述导向机构设置在所述车架上，所述导向机构能够在所述前输送部分和所述后输送部分分别位于所述待运输的钢管的两侧时进入所述待运输的钢管中，并能够对所述待运输的钢管进行固定；

所述接收机构对称设置在所述轨道的两侧，所述接收机构包括：

支承底座；

钢管支承轮，所述钢管支承轮设置在所述支承底座上，所述钢管支承轮能够承接所述待运输的钢管，所述钢管支承轮能够绕平行于所述轨道的长度方向延伸的旋转轴转动；

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述支承底座上，所述第一驱动电机通过链轮与所述钢管支承轮连接，并能够驱动所述钢管支承轮转动；

第一滑轨，所述第一滑轨沿所述轨道的宽度方向延伸，所述支承底座连接至所述第一滑轨，并能够沿所述第一滑轨的轨道方向滑动；

第一驱动气缸，所述第一驱动气缸的两端分别连接至所述支承底座和所述第一滑轨，所述第一驱动气缸能够驱动所述支承底座在所述第一滑轨上往复移动；

所述前输送部分包括：

前部从动轮，所述前部从动轮能够抵接至所述轨道并能够在所述轨道上移动，并且所述前部从动轮能够沿所述前输送部分的高度方向移动，以脱离所述轨道进入所述待运输的钢管中；

前部支承轮，所述前部支承轮设置在所述前部从动轮远离所述后输送部分的一侧，所述前部支承轮能够进入所述待运输的钢管中，并能够在所述待运输的钢管中移动；

后部支承轮，所述后部支承轮设置在所述前部从动轮靠近所述后输送部分的一侧，所述后部支承轮能够进入所述待运输的钢管中，并能够在所述待运输的钢管中移动；

其中，所述前部支承轮连接有前部支承架，所述前部支撑架构造为倒V字型，两个所述前部支承轮分别设置在所述前部支撑架的两端，并能够与所述待运输的钢管的内壁相抵接；

所述前部支承轮还包括前部支承油缸，所述前部支承油缸设置在所述前部支撑架上，并能够分别驱动两个所述前部支承轮沿所述前部支撑架的高度方向移动；

所述后输送部分包括：

后部主动轮，所述后部主动轮能够抵接至所述轨道并能够在所述轨道上移动；

后部驱动装置，所述后部驱动装置能够驱动所述后部主动轮转动，以使得所述输送机构在所述轨道上移动。

2.根据权利要求1所述的隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述导向机构包括前导向部分和后导向部分，所述前导向部分和所述后导向部分设置在所述前输送部分和所述后输送部分之间，所述前导向部分靠近所述前输送部分，所述后导向部分靠近所述后输送部分，其中，所述前导向部分和所述后导向部分结构相同并且沿着所述车架的长度方向对称设置；

所述前导向部分和所述后导向部分分别包括十字导向支架和4个钢管托架，所述4个钢管托架依次设置在所述十字导向支架的端部，所述4个钢管托架能够沿所述待运输的钢管的径向方向移动并分别抵接至所述待运输的钢管的内壁。

3.根据权利要求2所述的隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述导向机构还包括预导向部分，所述预导向部分设置在所述前导向部分远离所述后导向部分的一侧，所述预导向部分能够在所述前输送部分进入所述待运输的钢管时抵接所述待运输的钢管的内壁，以对所述输送机构进行导向；

所述预导向部分包括沿所述轨道的宽度方向延伸的水平导向支架，所述水平导向支架的两端分别设置有导向滚轮，所述导向滚轮能够在驱动气缸的驱动下抵接至所述待运输的钢管的内壁。

4.根据权利要求1所述的隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述装置还包括定位机构，所述定位机构设置在所述前输送部分远离所述后输送部分的一侧，所述定位机构能够移动至已安装的钢管中，并调整所述已安装的钢管和所述待运输的钢管之间的相对位置。

5.根据权利要求4所述的隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述定位机构包括：

环形定位轮，所述环形定位轮的周向外缘间隔设置有多个定位油缸，所述定位油缸能够沿所述环形定位轮的径向方向向外延伸；

旋转驱动气缸，所述旋转驱动气缸设置在所述车架上，并能够驱动所述环形定位轮旋转运动。

6.根据权利要求5所述的隧道用钢管运输和对位的装置，其特征在于，所述环形定位轮的周向外缘设置有环形链，所述旋转驱动气缸的端部设置有链轮，所述链轮连接至所述环形链，所述旋转驱动气缸驱动所述链轮旋转，从而带动所述环形定位轮转动。

7.一种隧道用钢管运输和对位的方法，其特征在于，所述方法用于接收沿竖直方向向下输送的钢管，并能够在沿着水平方向延伸的隧道中运输钢管，并使得被运输的钢管与已安装的钢管的位置相适配，所述隧道中设置有沿所述隧道的长度方向设置的轨道，所述方法用于根据权利要求1至6中任一项所述的装置，所述方法包括：

沿竖直方向将待运输的钢管放置在接收机构上，并通过接收机构调整待运输的钢管的位置；

输送机构的前输送部分进入待运输的钢管中，并通过导向机构中的预导向部分调整输送机构的位置；

输送机构在待运输的钢管中移动，并从待运输的钢管的另一侧出来，之后向下移动以与轨道接合；

导向机构中的前导向部分和后导向部分分别抵接至待运输的钢管的内壁，之后接收机构与待运输的钢管脱离；

输送机构在轨道上驱动待运输的钢管朝向安装位置移动；

当待运输的钢管移动至安装位置之后，定位机构与前输送部分进入已安装的钢管中，前部从动轮向上移动脱离轨道；

输送机构继续移动，使得待运输的钢管与已安装的钢管相互对接；

输送机构反向移动，使得前输送部分离开已安装的钢管，定位机构调整已安装的钢管和待运输的钢管之间的相对位置，直到其之间的相对位置满足安装需求；

输送机构离开钢管，返回至接收钢管的位置。

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