一种非开挖排水管道预处理机器人的制作方法

1.本技术涉及管道修复的技术领域，尤其是涉及一种非开挖排水管道预处理机器人。


背景技术：

2.采用钢塑等材质制成的地下排水管在长期使用后，由于受路面土层压力的作用会发生形变，导致局部管节顶部出现凹陷的情况，从而影响排水，因此需定期进行管道修复。为缩短修复周期并为了不影响交通，多采用非开挖管道修复法修复管道，现有的非开挖管道修复法包括热塑成型法和紫外灯光固化法，然而无论采用哪种方法均未对排水管进行预扩孔处理，从而导致修复周期长，修复效果不佳。因此，需对此进行改进。


技术实现要素：

3.为了缩短排水管的修复周期并提高修复效果，本技术提供一种非开挖排水管道预处理机器人。
4.本技术提供的一种非开挖排水管道预处理机器人采用如下的技术方案：一种非开挖排水管道预处理机器人，包括行走装置、设置在行走装置前端的扩孔装置、以及设置在行走装置尾端的支撑装置，所述扩孔装置包括扩孔筒和驱使扩孔筒转动的第一驱动组件，所述扩孔筒的外径与待修复的排水管的内径匹配；所述支撑装置包括牵引柱，所述牵引柱沿长度方向盘旋缠绕有钢丝，所述钢丝螺旋形成的螺旋环的直径大于排水管的内径，所述牵引柱上设置有限制钢丝扩张的限制机构。
5.通过采用上述技术方案，当对钢塑排水管进行修复预扩孔处理时，先将预处理机器人放入待修复的排水管内。当预处理机器人移动至待修复区域后，第一驱动组件驱使扩孔筒转动，行走装置继续前进，当扩孔筒将凹陷的排水管抡圆后，行走装置带动扩孔装置和支撑装置前进，当支撑装置移动至已抡圆的区域后，逐步解锁限制机构以释放钢丝，钢丝失去限制机构的限制后向外扩张直至抵紧排水管的内管壁，从而对已抡圆的排水管进行初步支撑，防止已抡圆的排水管在重压作用下再次凹陷，以便后续修复排水管，显著提高了排水管的修复效果并缩短修复周期。
6.优选的，所述行走装置包括依次连接的三组行走机构，所述行走机构包括行走气缸和围绕在行走气缸外周的多块管片，所述管片与行走气缸的活塞杆之间铰接有第一连杆，所述管片与行走气缸的缸体之间铰接有第二连杆，位于相邻两个行走气缸上的活塞杆与缸体铰接。
7.通过采用上述技术方案，当预处理机器人放入排水管内后，将靠近支撑装置的行走机构上的管片调整至扩张状态，将中部的行走机构上的管片调整扩张状态，靠近扩孔装置的行走机构上的管片保持收拢状态。行走装置自动工作时，靠近扩孔装置的行走气缸的活塞杆收缩以驱使管片张开直至管片抵紧排水管的内管壁，且位于中部的行走气缸的活塞杆同步伸出以使得管片收拢，期间靠近支撑装置的行走机构作为反撑结构。之后，位于中部
的行走气缸的活塞杆收缩以驱使管片扩张，且靠近支撑装置的行走气缸的活塞杆同步伸出以驱使管片合拢，期间，靠近扩孔装置的行走机构作为反撑结构。接着，靠近扩孔装置的行走气缸的活塞杆伸出以收拢管片且靠近支撑装置的行走气缸的活塞杆收缩以使得管片扩张，期间，位于中部的行走机构作为反撑结构。最后，靠近扩孔装置的行走气缸的活塞杆收缩以使得管片扩张且位于中部的行走气缸的活塞杆伸出以收拢管片，期间，靠近支撑装置的行走机构作为反撑结构。如此，行走装置完成一个周期的行动，重复上述步骤，使得预处理机器人在排水管道内部稳定的蠕动，相比采用小车带动扩孔装置和支撑装置在排水管内移动，有利于提高扩孔筒在扩孔过程中的稳定性。
8.优选的，所述限制机构包括以牵引柱的轴线为中心围绕在牵引柱外周的多根限位杆和驱使多根限位杆同步沿牵引柱的轴线方向移动的第二驱动组件，所述限位杆沿牵引柱的长度方向延伸设置，所述限位杆将弹簧钢丝抵紧在牵引柱上。
9.通过采用上述技术方案，当支撑装置移动已被扩孔管抡圆的排水管处后，第二驱动组件驱使多根限位杆沿牵引柱的轴线方向同步移动，从而逐步释放钢丝，被释放的钢丝向外扩张从而撑起排水管，以便后续修复排水管。
10.优选的，所述牵引柱的外周凹陷有供钢丝缠绕的定位槽，所述定位槽沿牵引柱的长度方向盘旋延伸。
11.通过采用上述技术方案，方便将钢丝缠绕在定位槽内，且使得钢丝螺旋成型后的螺栓环的螺距一致，以提高对排水管的支撑稳定性。
12.优选的，所述牵引柱的两端贯通开设有多个供限位杆穿过的通孔，所述通孔与定位槽连通，所述限位杆活动插接在通孔内，所述限位杆与定位槽的槽底之间留有供钢丝放入的间隙。
13.通过采用上述技术方案，使得限位杆在移动过程中更加稳定。
14.优选的，每块所述管片与行走机构的缸体之间均铰接有两根所述第二连杆，两根第二连杆相互平行设置。
15.通过采用上述技术方案，使得管片在扩张或收拢过程中不会发生偏转，从而提高行走机构作为反撑结构时的支撑稳定性和行走装置在行走过程中的稳定性。
16.优选的，所述第一驱动组件包括安装座和设置在安装座上的电机，所述电机的输出轴与扩孔筒传动连接，所述安装座与远离支撑装置的行走气缸的活塞杆固定连接。
17.通过采用上述技术方案，电机运转驱使扩孔筒转动，从而进行扩孔工作。
18.优选的，所述扩孔筒远离安装座的一端呈锥状收拢设置。
19.通过采用上述技术方案，有利于扩孔筒的钻进效率，并降低扩孔筒损坏排水管的可能性。
20.优选的，所述第二驱动组件包括设置在牵引柱远离行走机构一端的驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆固定连接有固定架，若干所述限位杆均设置在所述固定架上。
21.通过采用上述技术方案，驱动气缸运转驱使多根限位杆同步移动，从而逐步释放钢丝。且将第二驱动组件设置在牵引柱远离行走机构的一侧，不会妨碍行走机构的运作。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：本技术通过行走装置带动扩孔装置和支撑装置在排水管道内移动，扩孔装置将凹陷的排水管抡圆，再释放钢丝，钢丝绕卷形成的螺旋环向外扩张从而对排水管起支撑作用，
以便后续修复排水管，显著提高了排水管的修复效果并缩短排水管的施工周期；通过采用三组行走机构组成行走装置，使得预处理机器人在管道内部蠕动，不仅使得预处理机器人在移动过程中更加稳定，而且使得扩孔装置和支撑装置在工作时更加稳定；通过在牵引柱上设置有定位槽，方便绕卷钢丝，并使得钢丝成型后的螺旋环的螺距一致，从而使得钢丝能够对排水管提供稳定的支撑。
附图说明
23.图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术中释放钢丝后的结构示意图；图3是本技术中图2中a的放大示意图。
24.附图标记说明：1、行走机构；11、行走气缸；12、管片；13、第一连杆；14、第二连杆；2、扩孔装置；21、扩孔筒；22、第一驱动组件；221、安装座；2211、底板；2212、连接杆；222、电机；223、十字架；3、支撑装置；31、牵引柱；32、钢丝；33、定位槽；34、限制机构；341、限位杆；342、第二驱动组件；3421、驱动气缸；3422、固定架；35、通孔。
具体实施方式
25.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
26.本技术实施例公开一种非开挖排水管道预处理机器人。参照图1，包括行走装置、设置在行走装置前端的扩孔装置2、以及设置在行走装置尾端的支撑装置3。
27.参照图1，行走装置包括三组依次连接的行走机构1，行走机构1包括行走气缸11和多块管片12，本技术实施例中管片12设置有三片，三片管片12以行走气缸11的轴线为中心圆周分布在行走气缸11外围。每块管片12与行走气缸11的活塞杆之间均铰接有第一连杆13，每块管片12与行走气缸11的缸体之间均铰接有两根第二连杆14，两根第二连杆14相互平行，位于同一组的第一连杆13与第二连杆14的轴线位于同一平面内的。位于相邻两个行走气缸11上的活塞杆与缸体铰接设置。
28.将预处理机器人放入排水管内后，将靠近支撑装置3的行走机构上的管片12调整至扩张状态，将中部的行走机构1上的管片12处调整至扩张状态，靠近扩孔装置2的行走机构1上的管片12保持收拢状态。行走装置自动工作时，靠近扩孔装置2的行走气缸11的活塞杆收缩以驱使管片12张开直至管片12抵紧排水管的内管壁，且位于中部的行走气缸11的活塞杆同步伸出以使得管片12收拢，期间靠近支撑装置3的行走机构1作为反撑结构。之后，位于中部的行走气缸11的活塞杆收缩以驱使管片12扩张，且靠近支撑装置3的行走气缸11的活塞杆同步伸出以驱使管片12合拢，期间，靠近扩孔装置2的行走机构1作为反撑结构。接着，靠近扩孔装置2的行走气缸11的活塞杆伸出以收拢管片12且靠近支撑装置3的行走气缸11的活塞杆收缩以使得管片12扩张，期间，位于中部的行走机构1作为反撑结构。最后，靠近扩孔装置2的行走气缸11的活塞杆收缩以使得管片12扩张且位于中部的行走气缸11的活塞杆伸出以收拢管片12，期间，靠近支撑装置3的行走机构1作为反撑结构。如此，行走装置完成一个周期的行动，重复上述步骤，使得预处理机器人在排水管道内部稳定的蠕动，从而有
利于提高扩孔装置2在扩孔过程中的稳定性。
29.参照图1，扩孔装置2包括扩孔筒21和驱使扩孔筒21转动的第一驱动组件22。第一驱动组件22包括安装座221和设置在安装座221上的电机222，安装座221包括底板2211和固定在底板2211一侧的两根连接杆2212，底板2211呈圆盘状设置，两根连接杆2212以底板2211的轴线为中心圆周分布，连接杆2212呈l型设置，连接杆2212远离底板2211的一端与远离支撑装置3的行走气缸11的活塞杆固定连接。电机222安装在底板2211设置有连接杆2212的一侧，电机222的输出轴与穿过底板2211并与底板2211同轴设置。扩孔筒21设置在底板2211远离连接杆2212的一侧，电机222的输出轴固定连接有十字架223，十字架223设置在扩孔筒21内并与扩孔筒21固定连接。当预处理机器人行进至排水管凹陷处时，电机222运转以驱使扩孔筒21转动，从而进行扩孔操作。
30.扩孔筒21靠近底板2211的一端的外径与排水管的内径匹配，扩孔筒21远离底板2211的一端呈锥状收拢，以便预处理机器人在排水管内行进，同时降低排水管被扩孔筒21损伤的可能性。
31.参照图2，支撑装置3包括牵引柱31和围绕在牵引柱31和缠绕在牵引柱31上的钢丝32。牵引柱31的直径小于排水管的内径，本技术实施例中牵引柱31的直径比排水管的内径小2～3cm。牵引柱31的外周凹陷有供钢丝32缠绕的定位槽33，定位槽33沿牵引柱31的长度方向盘旋延伸，定位槽33的相邻两道槽痕之间的间距为1～2cm，钢丝32沿着定位槽33的延伸方向缠绕在牵引柱31上，钢丝32螺旋形成的螺旋环的直径大于排水管的内径，牵引柱31上设置有限制钢丝32扩张的限制机构34。通过设置定位槽33，一方面方便在牵引柱31上缠绕钢丝32，另一方面使得钢丝32绕卷成型后的螺旋环的螺距一致，从而提高对已被扩孔筒21抡圆的排水管的支撑稳定性。
32.参照图2和图3，限制机构34包括多根限位杆341和驱使多根限位杆341同步沿牵引柱31的轴线方向移动的第二驱动组件342。牵引柱31的两端贯通开设有若干通孔35，若干通孔35以牵引柱31的轴线为中心圆周均匀分布，通孔35与定位槽33连通，一个通孔35对应一根限位杆341，限位杆341与通孔35滑动插接，限位杆341与定位槽33的槽底之间留有供钢丝32卡入的间隙。
33.参照图2，第二驱动组件342包括设置在牵引柱31远离行走机构1一端的驱动气缸3421，驱动气缸3421的缸体安装在牵引柱31的端部，驱动气缸3421的活塞杆固定连接有固定架3422，多根限位杆341的一端均与固定架3422固定连接。
34.当扩孔筒21将凹陷的排水管抡圆后，行走装置带动扩孔装置2和支撑装置3继续前进。当支撑装置3移动至被扩孔筒21抡圆的排水管节段后，驱动气缸3421驱使固定架3422朝远离牵引柱31的方向移动，从而带动限位杆341移动，进而逐步释放钢丝32，被释放的钢丝32向外扩张从而撑住排水管，以此降低排水管再次凹陷的可能性，同时便于后续修复排水管，有效提高了排水管的修复效果并缩短修复周期。
35.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。