一种组合式管道非开挖修复机器人的制作方法

本发明属于管道工程机械，具体涉及一种组合式管道非开挖修复机器人。

背景技术：

1、当下在管道非开挖修复与疏通的作业中基本上还大多在使用传统的疏通技术——管道塞(俗称拉桶)，管道刷和管道绞索等，或采用高压水通径技术，这些传统的疏通清洗技术不但劳动强度大，工作效率低，而且很难保证工作质量，和工作进度，特别是对管道内壁的硬质结瘤，硬质淤积，硬质堵塞以及长距离管道灌注型淤堵的处理能力还很有限，手段也比较单一、落后，在对大口径管道的疏通和修复依旧采用管道潜水员作业。

技术实现思路

1、为克服上述技术问题，本发明提供了一种组合式管道非开挖修复机器人，提供一种能够以非开挖方式清除地下管道内的砂石土淤积或软淤积；长距离管内重度淤积或灌注型淤堵；管内硬质淤积和硬质结瘤或局部淤堵；管道内壁视频检查；管内壁做喷涂层前的清洁；管道局部内壁缺陷的维护和检修；管内牵引探伤机，喷涂机，管道封堵器，牵引头等多种设备和工具，实现机器的功能扩展；以及对管道内壁做磨光或抛光处理；还在于对管道进行轴向切割或径向切割；对管道进行原位更换或原位扩径更换；对管道进行转孔、注浆、焊接修补等非开挖修复工作。

2、本发明采用下述技术方案：

3、一种组合式管道非开挖修复机器人，包括智能管道车和工作头，所述智能管道车包括首尾相连接的十字支撑器、涨壁推进机、动力系统、智能控制中心、信息显示传递系统。

4、工作头有四种，分别是多功能工作头、离心压力喷涂工作头、双刀盘四开口管道轴向切割工作头和管道接口密封检测器工作头；智能管道车有两种，分别为强力智能管道车和快速智能管道车；能根据实际工作需求采用不同类型的工作头及不同类型的智能管道车搭配展开工作。

5、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

6、1.本发明是一款专门用于在非开挖状态下对管道进行清淤、清洗、检查、在管内进,行拖拉作业、对管道实施切割及原位扩径更换、并对管道多种缺陷进行非开挖修复的智能管道机器人，组合式非开挖管道修复机器人采用通体模块化设计，整机是由几个具有独立功能的模块单元插接组成，不同模块集成的整机具有不同的机械特性和作业功能，在管径适用范围内选择不同的附件就可以无极差的改变设备的使用规格；能够以非开挖方式清除地下管道内的砂石土淤积或软淤积；长距离管内重度淤积或灌注型淤堵；管内硬质淤积和硬质结瘤或局部淤堵；管道内壁视频检查；管内壁做喷涂层前的清洁；管道局部内壁缺陷的维护和检修；管内牵引探伤机，喷涂机，管道封堵器，牵引头等多种设备和工具，实现机器的功能扩展；以及对管道内壁做磨光或抛光处理；还在于对管道进行轴向切割或径向切割；对管道进行原位更换或原位扩径更换；对管道进行转孔、注浆、焊接修补等非开挖修复工作；

7、2.本发明独到的设计有效的解决了管道在施工和运行中产生的阻塞性淤堵，管壁上的硬质淤积和硬质结瘤，长距离老旧管道的非开挖清洗、检查、管内牵引、局部缺陷修复以及原位扩径更换等技术难题；

8、3.本发明工作效率高，施工成本低，节能省时省力，自动化程度高，操作简单易学，技术培训成本低，高质量的管道维护，明显延长管体寿命，降低管道运营成本；施工占地少，噪音低，速度快，隐蔽性性强，工程安全性好，文明施工，不破坏地面环境，不影响交通，不影响人们正常的生活和工作秩序，是一种绿色环保型的施工机械，是城市管道管理人员和维修人员的好助手；

9、4.本发明工作程序化、自动化、数字化，不受人工操作因素的影响，工作质量有保证，工作安全有保证，工作进度有保证，工作效益有保证；机器人具有对工作环境、工作对象、工作结果的认知能力和感知能力；具有对各种不同功能的工作头及其本体的自主操控能力；具有对工程信息的综合传输能力和处理能力；本机器人具备强大的自我工作能力。

技术特征：

1.一种组合式管道非开挖修复机器人，包括智能管道车和工作头，其特征在于，所述智能管道车包括首尾相连接的十字支撑器、涨壁推进机、动力系统、智能控制中心、信息显示传递系统。

2.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述涨壁推进机为推臂式涨壁推进机，推臂式涨壁推进机包括推臂机体、涨紧器一、喷油泵，推臂机体两端设有前挡板、后挡板，前挡板及后挡板上分别设有限位开关，前挡板及后挡板上分别设有前轴承座、后轴承座，推臂机体内安装涨紧器一，涨紧器一包括：涨紧电机走行丝杠，走行丝杠两侧设有涨紧滑块，涨紧滑块的上端面固定安装有涨紧推板，走行丝杠两端设有涨紧螺母，涨紧螺母和涨紧滑块通过涨紧推臂活动连接；涨紧电机通过涨紧传动箱与走行丝杠相连接；推臂机体的两侧开有两个对称的长型滑道孔，滑道孔的上部及下部分别对称设置有滑道，涨紧器一装在滑道之间，涨紧滑块从滑道孔伸出与涨紧推板连接；走行丝杠从涨紧器一底部的走行方螺母中间穿过；走行丝杠两端分别置于前轴承座和后轴承座上；走行丝杠的一端从后轴承座中伸出，与涨紧电机齿轮箱连接；涨紧电机通过电机地脚固定在走行电机地脚板上。

3.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述涨壁推进机为履带式涨壁推进机，履带式涨壁推进机包括履带机体、涨紧丝杠、走行电机，履带机体两端分别设有机体前挡板和机体后挡板与机体地脚固定连接；轮箱下盖由锚固螺丝水平固定于机体前挡板和后挡板之间；轮箱前盖和轮箱后盖的上平面都设有固定螺孔；轮箱上盖横担在轮箱前盖和轮箱后盖的平面上，并通过螺丝紧固，形成一个由四块箱盖板组成的两面开口的涨紧轮箱；轮箱前盖和轮箱后盖的中心点上都开有圆形安装孔，涨紧丝杠两端分别插在轮箱前盖和轮箱后盖的中心安装孔孔内，涨紧丝杠的左端端头从机体前挡板的安装孔伸出，并与涨紧调整装置相连接；涨紧方螺母、涨紧弹簧、涨紧臂活动地脚块都依次串结在涨紧丝杠的左端，臂固定地脚块用螺丝紧固在轮箱后盖上，涨紧丝杠的右端从其中孔穿过；履带链轮都安装在链轮支架上；链轮中间的一个是复合轮，其轴的上端固定着一个小传动轮，链轮支架和链轮都置于涨紧轮箱内，由涨紧臂将链轮支架和臂活动地脚块、固定地脚块连接在一起；涨紧丝杠在调整装置作用下转动，则涨紧方螺母在涨紧丝杠上移动，推动地脚块同时在涨紧丝杠上来回移动，并推动链轮支架在涨紧轮箱内做涨紧和回撤运动；而在涨紧丝杠的右端，涨紧臂与链轮支架和臂固定地脚块做转动连接，不影响链轮支架在轮箱中的涨紧和回撤运动；走行动力传动轮箱是由齿轮支撑板、柱状地脚、齿轮支撑板固定架、两个大齿轮、一个小齿轮和轮箱下盖的后半部分组成；柱状地脚下端通过轮箱下盖上的预先设置好的地脚孔予以固定，上端则通过丝扣将齿轮支撑板的一端紧固，支撑板的另一端，用螺丝紧固在齿轮支撑板固定架上；两个大齿轮和一个小齿轮呈倒挂方式连接在齿轮支撑板；此时复合大齿轮上的传动链轮与涨紧轮轴上的传动链轮处在同一平面上，并用闭环链条将两个传动链轮套在一起；行走电机由其安装螺丝固定在走行电机安装板上电机轴穿过安装板与走行齿轮箱连接,走行齿轮箱穿过机体后挡板通过接手伞齿轮与小齿轮的伞齿搭子做变向连接,而小齿轮与复合大齿轮咬合连接。

4.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述工作头为多功能工作头，多功能工作头包括工作头机体、工作头电机、电动增压泵、前端盖、多用途工具卡盘，其结构形式为：工作头电机的轴通过电机固定板、电机接手与增压泵主轴连接，增压泵体用固定螺丝固定在前端盖上，前端盖压紧螺丝将多用途工具卡头固定安装在增压泵主轴前端，工作头电机通过缆线插接头与智能控制中心相连接。

5.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述工作头为离心压力喷涂工作头，离心压力喷涂工作头包括喷涂机体、动力电机、电机固定板、后端板、碗形布料器、电动增压泵二、喷涂机头盖、均压风箱、送风管道、涂料管道，其结构形式为：送风管道与送风管道接头连接，送风管道接头与均压风箱相连接，均压风箱与风罩的入口相连接，形成喷涂工作头的高压风通路；涂料管道与电动增压泵二的入口相连接，电动增压泵二的空心轴涂料出口与碗形布料器相连接，形成喷涂工作头的涂料输送通路；动力电机由螺丝拧结在电机固定板上，动力电机的轴穿过电机固定板装上对插接手，与电动增压泵二的输入端连接，动力电机的动力线和控制线经缆线管与智能控制中心相连接。

6.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述工作头为双刀盘四开口管道轴向切割工作头，双刀盘四开口管道轴向切割工作头包括切割机机体、切割机电机、双轴角相减速机、电机减速机接手、锯片、护罩、保护罩前挡板、前挡板、前挡板密封板、前挡板压紧板、机体后挡板、后挡板密封板、后挡板压紧板，其结构形式为：切割机机体前端依次安装机体前挡板、前挡板密封板、前挡板压紧板；切割机机体后端依次安装机体后挡板、后挡板密封板、后挡板压紧板，形成电机水冷密封舱；切割机电机用地脚螺丝将电机固定在机体前挡板上，切割机电机的轴穿过机体前挡板的中心孔后安装上电机减速机接手，其另一端与双轴角向减速机的输入轴相连接；两张切割机锯片分别安装在双轴角相减速机的两根输出轴上；这样一来就把切割机电机的动力就传递到两张切割锯片上了；冷却水管跨接在锯片的两面，喷水口位置正对锯片外环的切割刀头，喷水冷却；冷却水通过切口流进管道周边土，使周边土湿水软化，改善了管道更换的作业环境；保护罩前挡板安装在护罩前端，而护罩后端则与切割机机体前端相连接。

7.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，所述工作头为管道接口密封检测器工作头，管道接口密封检测器工作头包括十字支撑器、测试密封舱、充气泵箱；其结构形式为：两块相同的密封盘内侧面板，分别密封焊接在密封舱管状通道机体的两个端头上、密封圈的环状弧面底座与密封盘内侧面板用螺丝拧结牢固并做好密封；将密封圈套在环状弧面底座上，密封盘外侧面板与环状弧面底座用螺丝拧结牢固并做好密封；密封舱气压传感器装在密封舱管状通道机体上，其进气口与密封舱测试压力充气管道气路相连接，密封舱测试压力充气管道的气路接入配气阀门组，其信号线与充气泵箱中的充气泵智能电控模块相连接；管道接口视频定位传感器安装在密封舱管状通道机体的中线上，视频信号线通过缆线管连接到机器人智能控制中心中；密封圈气压传感器装在充气泵箱中的密封圈涨紧压力充气管道上，密封圈涨紧压力充气管道的气路接入配气阀门组，其信号线与充气泵智能电控模块相连接；充气泵箱电源通过缆线管接入供电电源。

8.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，机器人内部分别设有流体输送管道和缆线管道，管道口上设有对接密封接头；每个功能单元机体两端都设有对插锁紧接头。

9.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，十字支撑器包括支撑机体、十字箱、涨紧器二、支撑前端板、支撑后端板，支撑机体两端分别设有前挡板和后挡板；支撑轮定位挡板共八块，对称固定在前挡板与后挡板之间，形成一个截面为十字形的箱体；支撑机体上分布有四个十字对称的长方形支撑轮孔，十字箱的十字开口正对着四个支撑轮孔，形成了四个支撑论的活动通道；支撑轮的涨紧器二包括：正反扣丝杠，正扣十字螺母，反扣十字螺母，缓冲弹簧，推臂十字滑套，推臂；正反扣丝杠两端轴头分别穿过前挡板和后挡板的中心孔，在后挡板一端的轴头上装有小伞齿轮，与支撑轮手动调整装置相连接；正反扣丝杠的左端按顺序装有正扣十字螺母，缓冲弹簧，推臂十字滑套；正反扣丝杠的右端安装有反扣十字螺母；推臂的两端都开有轴孔，分别与支撑轮轴、正反扣十字螺母的孔轴活动连接。

10.根据权利要求所述的一种组合式管道非开挖修复机器人，其特征在于，智能控制中心包括控制中心机体、前端板、后端板、水平托板、管壁监测摄像机、数控总成箱、传感器集成中继接线板、信息传输处理系统、机内直流电源。

技术总结本发明属于管道工程机械技术领域，公开了一种组合式管道非开挖修复机器人，包括智能管道车和工作头，所述智能管道车包括首尾相连接的十字支撑器、涨壁推进机、动力系统、智能控制中心、信息显示传递系统。本发明所提出的机器人＝工作头+智能管道车。工作头有四种，分别是多功能工作头、离心压力喷涂工作头、双刀盘四开口管道轴向切割工作头和管道接口密封检测器工作头；智能管道车有两种，分别为强力智能管道车和快速智能管道车。用户可根据不同的工作要求来选择不同性能的管道车及工作头来换装，满足多种管道工作需求。技术研发人员：高为人,高璐受保护的技术使用者：高为人技术研发日：技术公布日：2024/7/23