[發明專利]管道鋪設系統和方法

在審

• 申請號: 202110274123.4
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113531208A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 布雷特·S·格雷厄姆
• 申請（專利權）人: 迪爾公司
• 主分類號: F16L1/028
• 分類號: F16L1/028;F16L1/06;E02F5/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張順濤

一種管道鋪設系統和方法包括對環境進行評估和將管道從挖掘機放置到溝槽。所述系統包括框架、動臂組件和工具。所述動臂組件包括大動臂和鏟斗柄。所述工具可拆卸地聯接到所述鏟斗柄，并且可相對于所述鏟斗柄移動。所述系統還包括可操作以感測所述大動臂、鏟斗柄或工具的位置或移動方向的至少一個傳感器。所述系統還包括用以獲取視覺數據的立體攝像機。控制器適于接收視覺數據信號，識別管道的邊緣，接收來自傳感器的信號，將所述視覺數據與對應的數據相關聯，產生視覺反饋和用于修改所述動臂組件的所述位置的輸入信號。

技術領域

本公開涉及一種用于借助于使用挖掘機進行管道鋪設的系統和方法。

背景技術

開發新的基礎設施和替換老化的基礎設施包括在地下鋪設各種大的管道，以用于通過這樣的管道提供各種服務，舉幾個來說，例如供水、從地面上方排放雨水、將污水排放到化糞池或城鎮下水道、天然氣管線、電信、配電、光纖、交通信號燈、街燈、雨水渠、水管和油管線。這些管道或細長結構中的許多由多種材料(例如，鑄鐵、塑料、鍍鋅鋼、炻器、石棉水泥和混凝土)組成。由于這樣的管道的尺寸和重量，作業機器(例如，挖掘機)經常被用于將這些管道放置在地面中。通常在溝槽或其它通常受限的路徑中以端對端彼此相連的方式分段鋪設這樣的管道。挖掘機還可以被用于通常通過沿著所期望的路徑并且以材料流從管道到管道通過所需要的所期望的斜率將溝槽挖掘到所期望的深度來準備，其中管道運載流體。通常，管道由支撐管道的側部并且可選地從底下支撐管道的礫石或其它填充或鋪墊材料支撐在溝槽中。

在將管道鋪設在溝槽中的傳統實踐中，作業機器(例如，挖掘機或起重機)的作業臂從作業臂懸掛管道部分以用于放置在溝槽中。如果作業臂與管道的聯接偏離中心，則管道的重心可能與聯接點不一致，并且管道在提升離開地面時可能傾斜。此外，當管道提升離開地面時，管道可能擺動，從而產生管道的不穩定移動。當管道被下放到溝槽中時，其被放置在準備好的礫石上或鄰近相鄰管道以用于接合。相鄰管道的接合結構可以是插口，其中，管道和相鄰管道的精確對準變得關鍵。上文所提到的步驟中的每個都需要在用于管道的溝槽中或沿著用于管道的溝槽存在至少一個工人。目前，工人引導將作業臂聯接到管道的精確位置，當管道被提升時引導管道，并且在管道下降時進一步引導管道與相鄰管道對準。

舉例來說，可能要求下水管道處于并且保持在已經鋪設的管道的已建立的延伸線的0.5英寸內。混凝上下水管道可以長達8英尺，并且重量可達6噸或更重，借此使溝槽中的松散礫石沉降并且壓實。鋪設這樣的管道的方式可能產生非最佳安全環境，其中在溝槽中或沿著溝槽的工人與作業機器的操作者之間的通信可能由于分心的工人而被延遲，由于不熟練的操作者而不一致，或者被掩蓋在嘈雜的工地現場中。此外，管道鋪設的精度完全取決于操作者和工人的技能。

其中，需要一種用于鋪設沿著路徑以端對端關系接合的管道或其它細長件改進的系統和方法。另一個需要是提供一種系統和方法，由此，針對這樣的管道的常規放置和接合，對在溝槽中或溝槽旁邊的工人的需要可以忽略。又一個需要在于提供一種能夠測量環境并且向操作者提供改進的引導的系統。

發明內容

提供本發明內容是為了引入下文將在詳細描述和附圖中進一步描述的一些概念選擇。本發明內容不意在識別所附權利要求書的關鍵或必要特征，也不意在用于幫助確定所附權利要求書的范圍。