CN115111462B

CN115111462B - 一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备

Info

Publication number: CN115111462B
Application number: CN202210710902.9A
Authority: CN
Inventors: 贾鹏翔; 徐亮; 王晓晗
Original assignee: Drillto Trenchless Co ltd
Current assignee: Drillto Trenchless Co ltd
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2042-06-22
Also published as: CN115111462A

Abstract

本发明公开的属于市政工程使用器械技术领域，具体为一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，包括支撑支架，所述支撑支架上安装有碎裂机构，所述支撑支架底部安装有行走机构，所述行走机构用于驱动所述支撑支架在管道内行走，本发明的有益效果是：设备是直接放置到管道内部的，因此无需沿着管道在地面上进行挖掘，从而不会导致大面积的挖掘，避免了对交通造成较大影响；并且维修成本更加底，造成的布良影响更小；通过行走机构，能够实现设备在管道内进行移动，从而完成管道各处的碎裂，并且碎裂更加充分；并且设备同时驱动上下左右四个方向的碎裂机构同时对管道内壁进行击打，从而碎裂效果更好，提高了碎裂效率。

Description

一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备

技术领域

本发明涉及市政工程使用器械技术领域，具体为一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备。

背景技术

市政管道工程包括：给水管道；排水管道；燃气管道：主要是将燃气分配站中的燃气输送分配到各用户，供用户使用；热力管道：供给用户取暖使用，有热水管道和蒸汽管道；电力电缆；随着我国城市的快速发展，地下管道的分布也越来越广，地下管道使用场合中，部分管道为非钢筋内置式水泥管或陶土管，在管道损坏时，通过碎裂损坏段后进行修复更换可实现快速修复。

目前管道原位碎裂，先通过挖掘机将地面挖开以使管道裸露出来，这种方式对路面的破坏大，而且成本高，同时也对交通造成了巨大的不便；且采用的是人工锤裂式，劳动强度大，且管道在原位不进行移动时，位于下方的旧管道人工处理难度大，大致管道修复时间长，效率低，增加管道修复成本。

发明内容

鉴于现有一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，解决了目前管道原位碎裂，先通过挖掘机将地面挖开以使管道裸露出来，这种方式对路面的破坏大，而且成本高，同时也对交通造成了巨大的不便；且采用的是人工锤裂式，劳动强度大，且管道在原位不进行移动时，位于下方的旧管道人工处理难度大，大致管道修复时间长，效率低，增加管道修复成本的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，包括支撑支架，所述支撑支架上安装有碎裂机构，所述支撑支架底部安装有行走机构，所述行走机构用于驱动所述支撑支架在管道内行走，所述碎裂机构能够对管道内侧壁进行连续式不间断击打；

所述碎裂机构包括击打钢球，所述击打钢球一端可拆卸连接弹性连接器，所述弹性连接器远离所述击打钢球的一端可拆卸连接空心管体，所述空心管体转动连接动力提供组件，所述动力提供组件安装在支撑支架上，并为空心管体的旋转提供动力，所述空心管体与支撑支架转动连接；

所述动力提供组件包括第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴固定连接第一转轴，所述第一转轴一端固定连接主动锥形齿轮，所述主动锥形齿轮啮合连接从动锥形齿轮，所述从动锥形齿轮固定安装在所述空心管体上，所述空心管体内壁通过轴承转动连接支撑支架，所述第一伺服电机固定安装在支撑块上，支撑块底端固定连接支撑支架，所述第一转轴外壁通过轴承转动连接支撑柱，所述支撑柱底端固定连接支撑支架。

所述支撑支架包括第一连接杆体和第二连接杆体，所述第一连接杆体和第二连接杆体均设置有两组，相邻所述第一连接杆体和第二连接杆体通过螺栓进行连接，所述支撑支架设置为方框形，所述第一连接杆体设置为U形，所述第一连接杆体两端均焊接有第一连接固定片，所述第二连接杆体两端均焊接有第二连接固定片，所述第一连接固定片和第二连接固定片上均开设有内螺纹孔，相邻所述第一连接固定片和第二连接固定片之间通过螺栓进行连接。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述行走机构包括安装片，所述安装片上通过螺栓安装有支撑板，所述支撑板底端设有第一转动安装块，所述第一转动安装块通过第一销轴转动连接第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆底端外壁插接有第三连接座，所述第三连接座和第一电动伸缩杆通过螺栓连接，所述第三连接座底端固定连接横板，所述横板底端固定连接竖安装片，所述竖安装片内壁通过轴承转动连接第二转轴，所述第二转轴一端固定连接第二伺服电机，所述第二伺服电机固定安装在竖安装片上，所述第二转轴上安装有滚轮，所述第一电动伸缩杆上固定安装有套环，所述套环可拆卸连接第二转动安装块，所述第二转动安装块通过第二销轴转动连接第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆远离所述第二转动安装块的一端通过第三销轴转动连接第三转动安装块，所述第三转动安装块可拆卸安装在第一连接杆体上，第一连接杆体上固定安装有第五连接座，所述第五连接座内壁插接所述第三转动安装块，所述第三转动安装块和第五连接座通过螺栓连接；所述套环外壁上设有第六连接座，所述第六连接座内壁插接所述第二转动安装块，所述第二转动安装块和第六连接座通过螺栓连接。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述空心管体上固定安装有第一连接座，所述第一连接座内壁插接弹性连接器，所述弹性连接器和第一连接座通过螺栓进行连接；所述弹性连接器远离所述空心管体的一端外壁插接有第二连接座，所述第二连接座和弹性连接器通过螺栓连接，所述第二连接座焊接在击打钢球上。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述第一连接杆体上通过螺栓安装有第一弧形遮挡防护板，所述第一弧形遮挡防护板为圆弧状，所述第一弧形遮挡防护板一端一体成型设有弧形固定边，所述弧形固定边上开设有内螺纹孔，所述弧形固定边通过螺栓连接第一连接杆体，所述第二连接杆体上通过螺栓安装有第二弧形遮挡防护板。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述弹性连接器设置为弹力棒，所述弹力棒设置为橡胶材质。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述弹性连接器设置为弹力棒，所述弹力棒设置为橡胶材质，所述动力提供组件设有两组，两组所述动力提供组件对称设置在空心管体的两侧。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述弹性连接器设置为弹簧，所述弹簧由硅锰弹簧钢材料制成。

作为本发明所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备的一种优选方案，其中：所述弹性连接器设置为弹簧，弹簧由硅锰弹簧钢材料制成；所述动力提供组件设有两组，两组所述动力提供组件对称设置在空心管体的两侧。

与现有技术相比：

本发明提供的设备，通过行走机构，能够实现设备在管道内进行移动，从而完成管道各处的碎裂，并且碎裂更加充分；并且设备同时驱动上下左右四个方向的碎裂机构同时对管道内壁进行击打，从而碎裂效果更好，提高了碎裂效率；

由于设备是直接放置到管道内部的，因此无需沿着管道在地面上进行挖掘，从而不会导致大面积的挖掘，避免了对交通造成较大影响；并且维修成本更加底，造成的布良影响更小；

通过由于设置了弹性连接器对击打钢球进行连接，从而击打钢球完成一次击打后，能够连续不间断地进行下一次击打，从而缩短碎裂时间，使用更加高效。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的图1中A处放大图；

图3为本发明实施例1提供的图1中C处放大图；

图4为本实用新实型施例1提供的第一弧形遮挡防护板的结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的图5中B处放大图；

图7为本发明实施例3提供的结构示意图；

图8为本发明实施例3提供的图7中D处放大图；

图9为本发明实施例4提供的结构示意图。

图中：第一连接杆体11、第一连接固定片111、第二连接杆体12、第二连接固定片121、行走机构2、第一电动伸缩杆21、支撑板22、第一转动安装块221、安装片222、套环23、第一销轴24、第二电动伸缩杆25、第五连接座251、第三转动安装块252、第三销轴253、第二转动安装块254、第二销轴255、第六连接座256、滚轮26、第二伺服电机27、第二转轴271、竖安装片28、横板29、第三连接座291、碎裂机构3、动力提供组件31、第一伺服电机311、支撑块312、支撑柱313、主动锥形齿轮314、从动锥形齿轮315、空心管体32、击打钢球33、弹力棒34、第二连接座341、第一连接座342、弹簧35、第一转轴37、第一弧形遮挡防护板4、弧形固定边41、内螺纹孔411、第二弧形遮挡防护板5。

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的实施方式做进一步的详细描述。

实施例1：

本发明提供一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，请参阅图1-4，包括支撑支架，所述支撑支架上安装有碎裂机构3，支撑支架底部安装有行走机构2，行走机构2用于驱动支撑支架在管道内行走，碎裂机构3能够对管道内侧壁进行连续式不间断击打；

碎裂机构3包括击打钢球33，击打钢球33的作用是对管道进行击打，从而将管道击打至碎裂，击打钢球33一端可拆卸连接弹性连接器，弹性连接器远离击打钢球33的一端可拆卸连接空心管体32，空心管体32转动连接动力提供组件31，动力提供组件31安装在支撑支架上，并为空心管体32的旋转提供动力，空心管体32与支撑支架转动连接。

支撑支架包括第一连接杆体11和第二连接杆体12，第一连接杆体11和第二连接杆体12均设置有两组，相邻第一连接杆体11和第二连接杆体12通过螺栓进行连接，支撑支架设置为方框形，第一连接杆体11设置为U形，第一连接杆体11两端均焊接有第一连接固定片111，第二连接杆体12两端均焊接有第二连接固定片121，第一连接固定片111和第二连接固定片121上均开设有内螺纹孔，相邻第一连接固定片111和第二连接固定片121之间通过螺栓进行连接，第一连接杆体11上通过螺栓安装有第一弧形遮挡防护板4，第一弧形遮挡防护板4为圆弧状，第一弧形遮挡防护板4一端一体成型设有弧形固定边41，弧形固定边41上开设有内螺纹孔411，弧形固定边41通过螺栓连接第一连接杆体11，第二连接杆体12上通过螺栓安装有第二弧形遮挡防护板5；第一弧形遮挡防护板4和第二弧形遮挡防护板5的作用是对动力提供组件31的部件进行防护，避免碎裂管道的渣滓砸在动力提供组件31的部件上。

行走机构2包括安装片222，安装片222上通过螺栓安装有支撑板22，支撑板22底端设有第一转动安装块221，第一转动安装块221通过第一销轴24转动连接第一电动伸缩杆21，第一电动伸缩杆21底端外壁插接有第三连接座291，第三连接座291和第一电动伸缩杆21通过螺栓连接，第三连接座291底端固定连接横板29，横板29底端固定连接竖安装片28，竖安装片28内壁通过轴承转动连接第二转轴271，第二转轴271一端固定连接第二伺服电机27，第二伺服电机27固定安装在竖安装片28上，第二转轴271上安装有滚轮26，第一电动伸缩杆21上固定安装有套环23，套环23可拆卸连接第二转动安装块254，第二转动安装块254通过第二销轴255转动连接第二电动伸缩杆25，第二电动伸缩杆25远离第二转动安装块254的一端通过第三销轴253转动连接第三转动安装块252，第三转动安装块252可拆卸安装在第一连接杆体11上，第一连接杆体11上固定安装有第五连接座251，第五连接座251内壁插接第三转动安装块252，第三转动安装块252和第五连接座251通过螺栓连接；套环23外壁上设有第六连接座256，第六连接座256内壁插接第二转动安装块254，第二转动安装块254和第六连接座256通过螺栓连接。

动力提供组件31包括第一伺服电机311，第一伺服电机311的输出轴固定连接第一转轴37，第一转轴37一端固定连接主动锥形齿轮314，主动锥形齿轮314啮合连接从动锥形齿轮315，从动锥形齿轮315固定安装在空心管体32上，空心管体32内壁通过轴承转动连接支撑支架，第一伺服电机311固定安装在支撑块312上，支撑块312底端固定连接支撑支架，第一转轴37外壁通过轴承转动连接支撑柱313，支撑柱313底端固定连接支撑支架，空心管体32上固定安装有第一连接座342，第一连接座342的作用是实现弹性连接器和空心管体32的可拆卸连接，第一连接座342内壁插接弹性连接器，弹性连接器和第一连接座342通过螺栓进行连接；弹性连接器远离空心管体32的一端外壁插接有第二连接座341，第二连接座341的作用是实现击打钢球33和弹性连接器的可拆卸连接，第二连接座341和弹性连接器通过螺栓连接，第二连接座341焊接在击打钢球33上，弹性连接器设置为弹力棒34，弹力棒34设置为橡胶材质。

在具体使用时，在地面上某处挖个小坑，使管道裸露在外，将这一处的管道砸破，将本设备放置到管道内；通过第一电动伸缩杆21和第二电动伸缩杆25的伸缩，驱动滚轮26接触管壁；启动所有的第一伺服电机311，第一伺服电机311的输出轴带动主动锥形齿轮314进行旋转，从而带动从动锥形齿轮315进行旋转，从动锥形齿轮315带动空心管体32进行旋转，从而空心管体32带动弹力棒34进行旋转，进而带动击打钢球33进行旋转；由于弹力棒34具有弹性，从而击打钢球33对管道击打后，弹力棒34变形带动击打钢球33绕过管道，而进行下一轮的击打；启动第二伺服电机27，第二伺服电机27的输出轴带动第二转轴271进行旋转，从而带动滚轮26进行旋转，从而驱动设备进行移动，完成别的地方管道的碎裂。

实施例2：

参照附图5-6，与实施例1不同的是：弹性连接器设置为弹力棒34，弹力棒34设置为橡胶材质，动力提供组件31设有两组，两组动力提供组件31对称设置在空心管体32的两侧。

在具体使用时，在地面上某处挖个小坑，使管道裸露在外，将这一处的管道砸破，将本设备放置到管道内；通过第一电动伸缩杆21和第二电动伸缩杆25的伸缩，驱动滚轮26接触管壁；启动所有的第一伺服电机311，第一伺服电机311的输出轴带动主动锥形齿轮314进行旋转，从而带动从动锥形齿轮315进行旋转，从动锥形齿轮315带动空心管体32进行旋转，并且同时驱动空心管体32的两端一起旋转，旋转更加稳定，从而空心管体32带动弹力棒34进行旋转，进而带动击打钢球33进行旋转；由于弹力棒34具有弹性，从而击打钢球33对管道击打后，弹力棒34变形带动击打钢球33绕过管道，而进行下一轮的击打；启动第二伺服电机27，第二伺服电机27的输出轴带动第二转轴271进行旋转，从而带动滚轮26进行旋转，从而驱动设备进行移动，完成别的地方管道的碎裂。

实施例3：

参照附图7-8，与实施例1不同的是：弹性连接器设置为弹簧35，弹簧35由硅锰弹簧钢材料制成。

在具体使用时，在地面上某处挖个小坑，使管道裸露在外，将这一处的管道砸破，将本设备放置到管道内；通过第一电动伸缩杆21和第二电动伸缩杆25的伸缩，驱动滚轮26接触管壁；启动所有的第一伺服电机311，第一伺服电机311的输出轴带动主动锥形齿轮314进行旋转，从而带动从动锥形齿轮315进行旋转，从动锥形齿轮315带动空心管体32进行旋转，从而空心管体32带动弹簧35进行旋转，进而带动击打钢球33进行旋转；由于弹簧35具有弹性，从而击打钢球33对管道击打后，弹簧35变形带动击打钢球33绕过管道，并且弹簧35的耐磨性能比弹力棒34更好，而进行下一轮的击打；启动第二伺服电机27，第二伺服电机27的输出轴带动第二转轴271进行旋转，从而带动滚轮26进行旋转，从而驱动设备进行移动，完成别的地方管道的碎裂。

实施例4：

参照附图9，与实施例1不同的是：弹性连接器设置为弹簧35，弹簧35由硅锰弹簧钢材料制成；动力提供组件31设有两组，两组动力提供组件31对称设置在空心管体32的两侧。

在具体使用时，在地面上某处挖个小坑，使管道裸露在外，将这一处的管道砸破，将本设备放置到管道内；通过第一电动伸缩杆21和第二电动伸缩杆25的伸缩，驱动滚轮26接触管壁；启动所有的第一伺服电机311，第一伺服电机311的输出轴带动主动锥形齿轮314进行旋转，从而带动从动锥形齿轮315进行旋转，从动锥形齿轮315带动空心管体32进行旋转，并且同时驱动空心管体32的两端一起旋转，旋转更加稳定，从而空心管体32带动弹簧35进行旋转，进而带动击打钢球33进行旋转；由于弹簧35具有弹性，从而击打钢球33对管道击打后，弹簧35变形带动击打钢球33绕过管道，并且弹簧35的耐磨性能比弹力棒34更好，而进行下一轮的击打；启动第二伺服电机27，第二伺服电机27的输出轴带动第二转轴271进行旋转，从而带动滚轮26进行旋转，从而驱动设备进行移动，完成别的地方管道的碎裂。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，包括支撑支架，其特征在于：所述支撑支架上安装有碎裂机构（3），所述支撑支架底部安装有行走机构（2），所述行走机构（2）用于驱动所述支撑支架在管道内行走，所述碎裂机构（3）能够对管道内侧壁进行连续式不间断击打；

所述碎裂机构（3）包括击打钢球（33），所述击打钢球（33）一端可拆卸连接弹性连接器，所述弹性连接器远离所述击打钢球（33）的一端可拆卸连接空心管体（32），所述空心管体（32）转动连接动力提供组件（31），所述动力提供组件（31）安装在支撑支架上，并为空心管体（32）的旋转提供动力，所述空心管体（32）与支撑支架转动连接；

所述动力提供组件（31）包括第一伺服电机（311），所述第一伺服电机（311）的输出轴固定连接第一转轴（37），所述第一转轴（37）一端固定连接主动锥形齿轮（314），所述主动锥形齿轮（314）啮合连接从动锥形齿轮（315），所述从动锥形齿轮（315）固定安装在所述空心管体（32）上，所述空心管体（32）内壁通过轴承转动连接支撑支架，所述第一伺服电机（311）固定安装在支撑块（312）上，支撑块（312）底端固定连接支撑支架，所述第一转轴（37）外壁通过轴承转动连接支撑柱（313），所述支撑柱（313）底端固定连接支撑支架；

所述支撑支架包括第一连接杆体（11）和第二连接杆体（12），所述第一连接杆体（11）和第二连接杆体（12）均设置有两组，相邻所述第一连接杆体（11）和第二连接杆体（12）通过螺栓进行连接，所述支撑支架设置为方框形，所述第一连接杆体（11）设置为U形，所述第一连接杆体（11）两端均焊接有第一连接固定片（111），所述第二连接杆体（12）两端均焊接有第二连接固定片（121），所述第一连接固定片（111）和第二连接固定片（121）上均开设有内螺纹孔，相邻所述第一连接固定片（111）和第二连接固定片（121）之间通过螺栓进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述行走机构（2）包括安装片（222），所述安装片（222）上通过螺栓安装有支撑板（22），所述支撑板（22）底端设有第一转动安装块（221），所述第一转动安装块（221）通过第一销轴（24）转动连接第一电动伸缩杆（21），所述第一电动伸缩杆（21）底端外壁插接有第三连接座（291），所述第三连接座（291）和第一电动伸缩杆（21）通过螺栓连接，所述第三连接座（291）底端固定连接横板（29），所述横板（29）底端固定连接竖安装片（28），所述竖安装片（28）内壁通过轴承转动连接第二转轴（271），所述第二转轴（271）一端固定连接第二伺服电机（27），所述第二伺服电机（27）固定安装在竖安装片（28）上，所述第二转轴（271）上安装有滚轮（26），所述第一电动伸缩杆（21）上固定安装有套环（23），所述套环（23）可拆卸连接第二转动安装块（254），所述第二转动安装块（254）通过第二销轴（255）转动连接第二电动伸缩杆（25），所述第二电动伸缩杆（25）远离所述第二转动安装块（254）的一端通过第三销轴（253）转动连接第三转动安装块（252），所述第三转动安装块（252）可拆卸安装在第一连接杆体（11）上，第一连接杆体（11）上固定安装有第五连接座（251），所述第五连接座（251）内壁插接所述第三转动安装块（252），所述第三转动安装块（252）和第五连接座（251）通过螺栓连接；所述套环（23）外壁上设有第六连接座（256），所述第六连接座（256）内壁插接所述第二转动安装块（254），所述第二转动安装块（254）和第六连接座（256）通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述空心管体（32）上固定安装有第一连接座（342），所述第一连接座（342）内壁插接弹性连接器，所述弹性连接器和第一连接座（342）通过螺栓进行连接；所述弹性连接器远离所述空心管体（32）的一端外壁插接有第二连接座（341），所述第二连接座（341）和弹性连接器通过螺栓连接，所述第二连接座（341）焊接在击打钢球（33）上。

4.根据权利要求3所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述第一连接杆体（11）上通过螺栓安装有第一弧形遮挡防护板（4），所述第一弧形遮挡防护板（4）为圆弧状，所述第一弧形遮挡防护板（4）一端一体成型设有弧形固定边（41），所述弧形固定边（41）上开设有内螺纹孔（411），所述弧形固定边（41）通过螺栓连接第一连接杆体（11），所述第二连接杆体（12）上通过螺栓安装有第二弧形遮挡防护板（5）。

5.根据权利要求4所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述弹性连接器设置为弹力棒（34），所述弹力棒（34）设置为橡胶材质。

6.根据权利要求4所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述弹性连接器设置为弹力棒（34），所述弹力棒（34）设置为橡胶材质，所述动力提供组件（31）设有两组，两组所述动力提供组件（31）对称设置在空心管体（32）的两侧。

7.根据权利要求4所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述弹性连接器设置为弹簧（35），所述弹簧（35）由硅锰弹簧钢材料制成。

8.根据权利要求4所述的一种基于自动化的地下旧管道原位碎裂设备，其特征在于，所述弹性连接器设置为弹簧（35），弹簧（35）由硅锰弹簧钢材料制成；所述动力提供组件（31）设有两组，两组所述动力提供组件（31）对称设置在空心管体（32）的两侧。