CN207364438U - 铺线装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铺线装置，包括自推进底座，驾驶舱和动力系统位于所述自推进底座上；悬臂，其在一端与所述自推进底座连接并且从所述自推进底座向外向上延伸；管线收纳装置，其设置在所述自推进底座上并远离所述驾驶舱；以及机械手，其在所述悬臂上并远离所述自推进底座，是一种管线铺设效率高，安全性能高且能与现有的管线装载装置工具相融合的铺线装置，利用该铺线装置及使用该铺线方法，能提高铺线效率。

Description

铺线装置

技术领域

本发明涉及交通装置，尤其是一种铺线装置。

背景技术

已知的管线铺设机器通常包括连续履带安装框架，在连续履带安装框架上侧向地应用能够提升并操纵管线的吊杆(或起重机)。具有吊索、支架等的设备裹住管线以允许夹持并提升管线。

影响这种类型的机器的一个主要问题涉及在铺设步骤期间当重达几百吨的管线处于远离机器重心的最远位置从而产生最大的倾覆力矩时存在倾覆的风险。

出于这些原因，为了铺设部分大尺寸管线，通常使用并排布置的几个管线铺设机器(高达10个或甚至更多个)，这些管线铺设机器基本同时提升管线并将其铺设在沟渠中。这意味着采购或租赁大量机器以及使用更多数量的操作员来驾驶它们成本高。

为了增强提升能力，一些这种机器设置有在吊杆所处一侧的相反侧上的、远离机器的重心移动的附件或配重。

这些铺管机的承载能力尽管由于存在配重而更大，但是还是有限的，并且取决于机器的整体尺寸，而机器的整体尺寸由于与运输相关的问题通常无法超过给定值。

同时使用几个管线铺设机器要求在将管线铺设在沟渠中期间不同操作员向吊杆赋予的命令完美地同步。如果失去这种同步性，容易引起管线的摇摆运动，这继而甚至在符合静态承载极限时也会产生能够倾覆机器的动态力。因此，必须用特别缓慢的运动执行提升和铺设操作，这影响到完成作业所需的时间。

现有的柔性管线在出厂时，大多将其缠绕在圆形孔带上，使用时依靠人工的旋转获取截取施工所需的管线，费时耗力，且无法做到精细化管理。

因此，有必要发展一种铺线装置，已解决现有的管线铺设装置存在的管线铺设效率低，安全性能低且无法与现有的管线装载装置工具相融合的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种管线铺设效率高，安全性能高且能与现有的管线装载装置工具相融合的铺线装置。

本发明是这样实现的，通过本发明的铺线装置实现如上所述的目的，所述铺线装置包括：

-自推进底座，驾驶舱和动力系统位于所述自推进底座上；

-悬臂，其在一端与所述自推进底座连接并且从所述自推进底座向外向上延伸；

-管线收纳装置，其设置在所述自推进底座上并远离所述驾驶舱；以及

-机械手，其在所述悬臂上并远离所述自推进底座；

其中所述自推进底座能够在标准铁路轨道上行进，所述悬臂能够以所述悬臂与所述自推进底座的节点为中心点在0-360°范围内转动，所述驾驶舱、动力系统、悬臂、管线收纳装置均匀分布于所述自推进底座上，所述悬臂以某一速度在0-360°范围内转动并且所述悬臂上的机械手引导管线至所需铺设管线沟槽的正上方，所述动力系统驱动所述自推进底座沿轨道前行并控制所述管线收纳装置以相同的速度溢出管线，所述自推进底座行进的路线与管线铺设的路线平行。

在本发明的一方面，所述管线收纳装置包括固定装置以及运动计量装置，所述固定装置包覆于所述运动计量装置，管线收容于所述运动计量装置内，所述固定装置阻止所述运动计量装置趋向于所述悬臂的运动，管线从所述运动计量装置溢出，经由所述悬臂进入所述机械手，由所述机械手固定并铺设于沟槽上。

优选地，在本发明的另一方面，所述运动计量装置为线轮，所述线轮的两端分别转动连接于所述固定装置上。

优选地，在本发明的另一方面，所述固定装置为至少一对平行设置并固设于所述自推进底座的凹形支座，所述凹形支座相同部位的连线与所述自推进底座的行进方向垂直。

在本发明的另一方面，所述悬臂能够相对于所述自推进底座至少在竖直方向上移动。

在本发明的另一方面，所述机械手闭合时形成至少一环形机构，所述环形机构的直径大于管线的直径。

优选地，在本发明的另一方面，所述机械手与所述悬臂相接处还包括调整所述环形机构所在平面与地面相交夹角大小的转动关节。

在本发明的另一方面，所述机械手还设置有导引装置以及促使管线滑移的致动器装置，所述导引装置可以是实时图像定位装置，也可以是无线定位装置。

在本发明的另一方面，于所述悬臂设置有管道定位装置，所述管道定位装置束缚管线，并沿所述悬臂方向，向外移动。

在本发明的另一方面，所述移动底座设置有驱动装置，例如，轮轨或连续履带。

本发明还提供了一种铺线方法，所述方法至少包括以下步骤：

-将管线绕设于所述管线收纳装置内，并延展出管线的一端经由所述悬臂进入机械手并由所述机械手固定；

-启动所述动力系统，驱动移动底座至沟槽附近并保持安全距离，驱动悬臂旋转一定的角度，使机械手置于沟槽正上方，驱动悬臂上下移动，使机械手与沟槽的垂直距离达到安全距离；

-动力系统驱动管线收纳装置以及自推进底座，使自推进底座移动速度与管线收纳装置中管线溢出速度相同；

-所述机械手所在的位置偏离沟槽正上方时，开启导引装置，重新驱动悬臂旋转一定的角度；

-管线因摩擦原因导致管线在管线收纳装置与机械手之间出现堆积时，开启致动器装置；

本发明具有下列技术效果：

1)本发明将管线收纳装置与机械手设置在同一自推进底座上，既能铺线装置的稳定性，还能控制铺线速率，当自推进底座上设有多个管线收纳装置时，还能实现多种线路同时铺设；

2)本发明中悬臂采用0-360°旋转设计，能有效调整铺线装置与沟槽之间的距离，保证车辆的安全；

3)本发明管线收纳装置中运动计量装置还可依靠管线的拉动带动运动计量装置的运动，使得结构设计更简单而且安全节能；

4)本发明中悬臂可沿垂直方向上运动，调整机械手与沟槽之间的距离，一方面可以提高管线置入沟槽的准确率，还能尽量避免管线弯折。

附图说明

图1为本发明一种实施例装置结构示意图；

图2为本发明一种实施例装置部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照附图，铺线装置包括自推进底座，其总体上用10表示，驾驶舱11安装在自推进底座上。通过动力系统12、优选借助于至少两组轮轨13、或者可替代地借助于车轮或适用于铁轨和/或具有减小的粘性(泥土、烂泥等)的其他滚动机构，使所述自推进底座10在前进运动方向上运动。

根据本发明的优选方面，驾驶舱11和动力系统12安装在自推进底座10上，继而由所述轮轨13支撑。驾驶舱11优选通过转轮(附图中未示出)与所述自推进底座10连接，这允许围绕竖直轴旋转，使得操作员可以面对沟槽铺设管线。

根据本发明，动力系统12可以包括与液压单元连接的吸热引擎，该吸热引擎继而包括需要朝着机器的致动器(液压缸、液压马达等)供给液压油的各种设备(液压泵、阀门等)。

有利地，所述吸热引擎能够可拆卸地耦接至液压单元以便在故障事件中易于用另一个马达替换，并且例如，使机器适应操作机器的国家的标准(排放物、噪声等)。

为了便于安装和拆卸，所述吸热引擎设置于安装在自推进底座10上的优选隔音的外壳中，并且可以借助于万向轴等与液压单元连接。

在本发明的一方面，提供了与自推进底座10固定或活动地连接并且从其侧向凸出的悬臂20。

更详细地讲，所述悬臂20可以做成与自推进底座10一体，或者可替代地可以与自推进底座10连接以便能够围绕相对于地面的基本竖直的轴线旋转。

在优选变形中，悬臂20通过枢转元件17与自推进底座10连接，该枢转元件被构造成使所述悬臂20围绕基本竖直的轴线旋转。

所述枢转元件17可以与驾驶舱11以及悬臂20同时焊接在一起，悬臂20在此位置从自推进底座10基本垂直地凸出，悬臂20优选地，采用三段关节式结构，悬臂20也因此能向轴向方向大角度弯折。

如在下文将更显而易见的是，悬臂20的长度可以根据铁轨的尺寸、沟槽的高度以及安全距离来确定，通常，悬臂20的长度在3米与10米之间。

根据本发明，在自推进底座10的另一端，设置了管线收纳装置30，该管线收纳装置30适于在铺线装置的自由前进运动中以及在铺设管道期间以相同的速度释放管线。管线收纳装置30因此被构造成与自推进底座10一体移动，同时也可进一步稳定铺线装置的重心。所述管线收纳装置30设置有驱动装置，例如，液压马达等。

根据优选变型，所述管线收纳装置30包括至少一个固定装置31，但是能够可替代地设置有禁止其在自推进底座10上移动的等效装置。

根据优选变型，所述管线收纳装置30包括至少一个运动计量装置32，但是能够可替代地设置有允许其在固定装置31上活动的等效装置。

由于这种特征，铺线装置通过自推进底座10在水平平面上行进，或者例如当在沟槽附近行进时，通过悬臂20的旋转来调整机械手与沟槽的位置。

为此，根据可行的变型，管线收纳装置30通过运动计量装置32与固定装置31相配合方式连接。详细地讲，所述运动计量装置32可以两端枢转到所述固定装置31，运动计量装置32转动，带动管线的转动。

运动计量装置32具体为两端凸起的线轮，线轮的凸起部与固定装置31内侧相吻合。

为了运动计量装置32的转速，既可以采用无动力设计，也可以采用有动力设计，悬臂20与管线连接处设有致动器，防止因管线与悬臂20产生摩擦而影响施工精度、优选液压致动器。

当管线收纳装置30在地面上时，所述致动器也可以用于使梁20做伸缩运动。

为了允许悬臂20在铺设操作期间引导管线，并且因此使所述管线沿着管道的轴线滑动，所述悬臂能够以所述悬臂与所述自推进底座的节点为中心点在0-360°范围内转动，所述驾驶舱、动力系统、悬臂、管线收纳装置均匀分布于所述自推进底座上，所述悬臂以某一速度在0-360°范围内转动并且所述悬臂上的机械手引导管线至所需铺设管线沟槽的正上方，所述动力系统驱动所述自推进底座沿轨道前行并控制所述管线收纳装置以相同的速度溢出管线，所述自推进底座行进的路线与管线铺设的路线平行。

在本发明的一方面，所述管线收纳装置30包括固定装置31以及运动计量装置32，所述固定装置31包覆于所述运动计量装置32，管线收容于所述运动计量装置内32，所述固定装置31阻止所述运动计量装置趋向于所述悬臂20的运动，管线从所述运动计量装置32溢出，经由所述悬臂20进入所述机械手，由所述机械手固定并铺设于沟槽上。

在本发明的另一方面，所述运动计量装置32为线轮，所述线轮的两端分别转动连接于所述固定装置31上。

在本发明的另一方面，所述固定装置31为至少一对平行设置并固设于所述自推进底座的凹形支座，所述凹形支座相同部位的连线与所述自推进底座的行进方向垂直。

在本发明的另一方面，所述悬臂20能够相对于所述自推进底座至少在竖直方向上移动。

在本发明的另一方面，所述机械手40闭合时形成至少一环形机构，所述环形机构的直径大于管线的直径。

优选地，在本发明的另一方面，所述机械手40与所述悬臂20相接处还包括调整所述环形机构所在平面与地面相交夹角大小的转动关节。

在本发明的另一方面，所述机械手40还设置有导引装置以及促使管线滑移的致动器装置，所述导引装置可以是实时图像定位装置，也可以是无线定位装置。

在本发明的另一方面，于所述悬臂20设置有管道定位装置，所述管道定位装置束缚管线，并沿所述悬臂方向，向外移动。

在本发明的另一方面，所述移动底座10设置有驱动装置13，例如，轮轨或连续履带。

此外，由于支撑装置的特定结构，不存在可能对负责铺设操作的地面上的操作员造成危险的悬空或潜在的不稳定的负载。

机器还更容易驾驶，因为与必须移动具有大量悬空负载的起重机的现有技术的机器相反，操作员仅需要关注机器的前进运动的方向和速度。

本发明还提供了一种铺线方法，所述方法至少包括以下步骤：

-将管线绕设于所述管线收纳装置30内，并延展出管线的一端经由所述悬臂20进入机械手40并由所述机械手40固定；

-启动所述动力系统，驱动移动底座10至沟槽附近并保持安全距离，驱动悬臂20旋转一定的角度，使机械手40置于沟槽正上方，驱动悬臂20上下移动，使机械手40与沟槽的垂直距离达到安全距离；

-动力系统驱动管线收纳装置30以及自推进底座10，使自推进底座10移动速度与管线收纳装置中管线溢出速度相同；

-所述机械手40所在的位置偏离沟槽正上方时，开启导引装置，重新驱动悬臂旋转一定的角度；

-管线因摩擦原因导致管线在管线收纳装置30与机械手40之间出现堆积时，开启致动器装置；

本发明的铺线装置和方法的另一个相关优点在于执行速度，并且尤其在于仅通过使机器向前移动就针对管道的整体长度连续铺设管道的可能性，而无需多次起吊管道然后释放管道。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.铺线装置，其特征在于：

自推进底座，驾驶舱和动力系统位于所述自推进底座上；

悬臂，其在一端与所述自推进底座连接并且从所述自推进底座向外向上延伸；

管线收纳装置，其设置在所述自推进底座上并远离所述驾驶舱；以及

机械手，其在所述悬臂上并远离所述自推进底座；

其中所述自推进底座能够在标准铁路轨道上行进，所述悬臂能够以所述悬臂与所述自推进底座的节点为中心点在0-360°范围内转动，所述驾驶舱、动力系统、悬臂、管线收纳装置均匀分布于所述自推进底座上，所述悬臂以某一速度在0-360°范围内转动并且所述悬臂上的机械手引导管线至所需铺设管线沟槽的正上方，所述动力系统驱动所述自推进底座沿轨道前行并控制所述管线收纳装置以相同的速度溢出管线，所述自推进底座行进的路线与管线铺设的路线平行。

2.如权利要求1所述的铺线装置，其特征在于：所述管线收纳装置包括固定装置以及运动计量装置，所述固定装置包覆于所述运动计量装置，管线收容于所述运动计量装置内，所述固定装置阻止所述运动计量装置趋向于所述悬臂的运动，管线从所述运动计量装置溢出，经由所述悬臂进入所述机械手，由所述机械手固定并铺设于沟槽上。

3.如权利要求2所述的铺线装置，其特征在于：所述运动计量装置为线轮，所述线轮的两端分别转动连接于所述固定装置上。

4.如权利要求2所述的铺线装置，其特征在于：所述固定装置为至少一对平行设置并固设于所述自推进底座的凹形支座，所述凹形支座相同部位的连线与所述自推进底座的行进方向垂直。

5.如权利要求1所述的铺线装置，其特征在于：所述悬臂能够相对于所述自推进底座至少在竖直方向上移动。

6.如权利要求1所述的铺线装置，其特征在于：所述机械手闭合时形成至少一环形机构，所述环形机构的直径大于管线的直径。

7.如权利要求1所述的铺线装置，其特征在于：所述机械手还设置有导引装置以及促使管线滑移的致动器装置，所述导引装置可以是实时图像定位装置，也可以是无线定位装置。

8.如权利要求1所述的铺线装置，其特征在于：于所述悬臂设置有管道定位装置，所述管道定位装置束缚管线，并沿所述悬臂方向，向外移动。