[發(fā)明專利]一種用于城市管網(wǎng)智能切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊及切割方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111591726.3
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114131103A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐淼;錢元弟;卞磊;楊金
• 申請（專利權(quán)）人: 中國十七冶集團(tuán)有限公司
• 主分類號: B23D21/00
• 分類號: B23D21/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 于婉萍

本發(fā)明公開了一種用于城市管網(wǎng)智能切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊及切割方法，屬于管道檢測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的用于城市管網(wǎng)切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊，包括安裝座、正向切割組件和反向切割組件，正向切割組件和反向切割組件可旋轉(zhuǎn)共軸安裝于安裝座的兩端，且其旋轉(zhuǎn)方向相反。本發(fā)明在切割管道時采用共軸雙刀架反向旋轉(zhuǎn)切割模式，切割力矩可以自動平衡，切割力矩范圍大大提高，可以切割多種材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于城市管網(wǎng)智能切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊及切割方法。

背景技術(shù)

管道在經(jīng)過一段時間的運(yùn)行后，會發(fā)生諸如腐蝕、裂紋、凹陷或變形等損壞，由于管道內(nèi)空間狹小，需要管道機(jī)器人替代人工對管道進(jìn)行定期檢測，并對損壞的管道進(jìn)行修復(fù)。管道機(jī)器人是一種管道運(yùn)載工具，用于實(shí)現(xiàn)管道狀態(tài)監(jiān)測、故障維修以及作業(yè)工具輸送等管道作業(yè)的機(jī)、電、儀一體化系統(tǒng)。管道機(jī)器人運(yùn)行過程中，可攜帶多種傳感器、操作機(jī)械等，以實(shí)現(xiàn)管道監(jiān)測、維護(hù)等工作任務(wù)。國外對管道機(jī)器人的研究開始于20世紀(jì)50年代，隨著不同環(huán)境和作業(yè)情況的需要，逐漸發(fā)展起來多種驅(qū)動方式的管道機(jī)器人，最基本的有8種：管道豬、輪式、履帶式、支撐式、行走式、蠕動式、螺旋式和蛇形式。

但采用現(xiàn)有管道切割機(jī)器人的切割模塊結(jié)構(gòu)，切割過程中切割刃產(chǎn)生的反向扭矩傳遞給機(jī)器人機(jī)架，并通過車輪或者與管道內(nèi)壁的接觸結(jié)構(gòu)通過摩擦力的方式進(jìn)行平衡，因此一般需要比較重的機(jī)架重量或者附加的支撐結(jié)構(gòu)來承擔(dān)并抵消扭矩，從而防止機(jī)架發(fā)生反向轉(zhuǎn)動，因而會使切割力的大小受到限制。

經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枮?016107804347的申請案公開了一種智能管道切割機(jī)器人，該申請案的切割機(jī)器人包括外殼、展開機(jī)構(gòu)、刀片、旋轉(zhuǎn)伸縮刀架、主軸電機(jī)和主軸電機(jī)固定座，所述的展開機(jī)構(gòu)安裝在外殼內(nèi)，主軸電機(jī)固定座安裝在外殼上，并位于外殼后側(cè)；所述的主軸電機(jī)安裝在主軸電機(jī)固定座上；所述的旋轉(zhuǎn)伸縮刀架鉸接到主軸電機(jī)的中心軸線上；所述的刀片分別安裝在旋轉(zhuǎn)伸縮刀架的切割電機(jī)上。采用該申請案的結(jié)構(gòu)可以提高大口徑塑料管的切割質(zhì)量，并保證切口平滑、規(guī)整，但該申請案的刀片穩(wěn)定性相對較差，從而影響切割質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的問題

本發(fā)明的目的在于克服采用現(xiàn)有管道切割裝置時，對管道的切割力相對較小，從而導(dǎo)致無法對某些較硬材質(zhì)的管道進(jìn)行切割的不足，而提出了一種用于城市管網(wǎng)智能切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊及切割方法。本發(fā)明通過對切割模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而可以有效提高切割力的大小，可以用于切割的管壁硬度大大提高，且能夠提高管道的切割效率。

2.技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種用于城市管網(wǎng)智能切割修復(fù)機(jī)器人的切割模塊，包括安裝座、正向切割組件和反向切割組件，正向切割組件和反向切割組件可旋轉(zhuǎn)共軸安裝于安裝座的兩端，且其旋轉(zhuǎn)方向相反。本發(fā)明采用了共軸反向旋轉(zhuǎn)切割的設(shè)計，通過正向切割組件和反向切割組件的共同設(shè)置，切割力對切割模塊重心的反向力矩在兩個切割模塊之間平衡，沒有反向扭矩傳遞給管道機(jī)器人的機(jī)身，從而一方面可以不受行走機(jī)構(gòu)和管壁摩擦力大小的限制，大幅度提高切割力的大小，使得用于切割的管壁硬度大大提高；另一方面還可以提高切割過程中整個模塊的穩(wěn)定性，從而有利于保證切割質(zhì)量。此外，通過正向切割組件和反向切割組件的設(shè)置還可以根據(jù)需要對管道兩處同時進(jìn)行切割，進(jìn)一步提高了切割效率。

更進(jìn)一步的，所述正向切割組件和反向切割組件均包括相對設(shè)置的兩個刀架底座，兩個刀架底座之間沿其周向?qū)ΨQ安裝有至少兩個刀架，且刀架上可拆卸安裝有切割刃。正向切割組件和反向切割組件均對稱設(shè)有至少兩個刀架，從而既有利于進(jìn)一步提高切割效率，同時還能夠提高切割過程中模塊的穩(wěn)定性。切割刃可拆卸安裝于刀架上，從而便于對切割刃進(jìn)行更換，而當(dāng)切割工作只需要一個切割工作面時，兩個切割組件中一個(正向切割組件或反向切割組件)刀架上的切割刃可以替換成橡膠或者彈性材料制作的磨擦條。