地老鼠掘洞机制造技术

一种用于挖掘地下小断面孔洞的地老鼠掘洞机，其主要特征是，在控制车上安装有卷蛇筒、气控站、泄土管等，蛇头蛇身缠绕在卷蛇筒上并可通过蛇身导向器进入地下；蛇头由一个气动马达带动镟土牙轮，并通过上下、左右调向器实现运动方向改变；蛇身为一条由多个椎关节首尾相连的柔性链体。本实用新型专利技术解决了挖掘地下管线通道的技术难题，不需大开挖可降低建设成本３０％，缩短工期一倍以上，是一种理想的地下管道挖掘机具。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于挖掘地下小断面孔洞的气动机具。现代工程施工中，经常遇到大量的地下管线埋设问题，如给排水管道，电线电缆，煤气及其他能源介质管线等。这些管线口径不大，多在500mm以下；埋设深度较浅，一般在地下5m之内。传统埋设方法都是采用所谓大开挖施工，即从地面挖开一条直到深度的地沟，把管线铺设到位接好，再把浮土回填。这种方法早已是人们习惯使用了几百年的一种古老方法，直到今天仍然是地下管线施工最常采用的唯一方法。大开挖方法存在很多缺点土方工作量大，施工周期长。特别是遇到许多不可逾越的障碍物，将大大增添了工程难度。如穿越公路、铁路、水道、地下管网带以及危险恶劣区域，工人的劳动强度大，操作条件差。更是造成施工成本大幅度提高的直接原因。由于施工人员要求的作业空间一般比工程本身的实际需要空间大得多，操作和防护费用也会增加。此外施工作业的可能时间和条件受限制因素更多。大开挖施工方法之所以停滞在这种落后状态，其根本原因是受到技术水平的限制。目前尚未有一种有效的技术手段，可以满足地下管线施工的基本要求1、潜挖；2、挖掘管线实际需要的小断面孔洞；3、按照设计的要求可以控制路线方向，实现直进、拐弯；4、挖掘的浮土自动排送到地面。本技术的目的是提供一种能够满足以上地下管线施工基本要求的潜挖机具。本技术的目的是这样实现的一种地老鼠掘洞机，其特征在于由控制车和蛇头蛇身组成；控制车的结构为车架底部安装有走轮和蛇身导向器，车上安装有两个滑动轴承座，卷蛇筒通过一根空心轴架在两个滑动轴承座上，卷蛇筒两端分别安装有泄土管和气控站及其操作杆；蛇身蛇头缠绕在卷蛇筒上并可通过蛇身导向器进入地下，蛇身末端固接在卷蛇筒的起始点，通过气控站引来的蛇头调向控制气路软管、主马达动力气路软管、吹土气路软管由卷蛇筒起始点进入蛇身蛇头内部，从蛇身引出的回土软管气路也由卷蛇筒起始点经泄土管通向机外；蛇头蛇身的结构为圆桶形基座前部通过左右调向器、上下调向器连接气动马达，气动马达轴上通过键连接镟土牙轮，镟土牙轮头部球面带有切土刀刃，圆周上安装有带一定倾角的旋道轮，镟土牙轮内部装有无线电示踪器，圆桶形基座外圆周上装有带弹簧的支撑轮，上下调向器、左右调向器各由两个微型气缸控制转向，微型气缸前部安装有一个用于控制调向器处于直行位置的中位弹簧，微型气缸后部固定在圆桶形基座上；圆桶形基座连接椎关节，由多个椎关节首尾连接构成蛇身；椎关节为圆桶形，分内外两层，内层空腔通过回土软管，外层铺设气路软管，每节椎关节圆桶形外周上也安有带弹簧的支撑轮。本技术的目的还可以下述方式实现圆桶形基座前部有一环形空腔，吹土气路软管连通该空腔，在该空腔前端壁上设有气咀，气咀正对着设在圆桶形基座内壁上的回土管腔前端口，回土管腔通向回土软管端口。镟土牙轮头部球面上对称分布有四条切土刀刃，刃缘镶有硬质合金。本技术具有如下优点1)采用廉价的压缩空气作为动力源，结构简单，操作方便；2)适用于浅层地下埋深的管线施工；3)地下孔洞走向灵活自由既可挖掘垂直水平直孔，也能挖掘上下左右拐弯孔道；4)挖掘后的浮土经管道自动送到地面，十分利于收集清理；5)工程量小，开挖的断面仅比工程实际所需要的断面稍大一点。故挖方兴未艾成本低；6)特别适用于穿越铁路、公路、河流、各种建筑物和障碍物以及危险区及恶劣环境下地下管线施工；7)挖掘地下进尺位置可在地面进行适时临监控；8)减轻工人劳动强度，缩短施工周期。本技术主要应用在下列方面1)工程施工埋设地下的水、油、气等能源介质管线；2)电力通讯工程敷设地下的电线电缆光缆；3)需要穿越铁路、公路、河流以及建筑物和障碍物的地下管线设施；4)需要穿越危险区及恶劣环境的地下管线设施；5)其他特殊需要的地下坑、孔、洞。以下结合附图作详细说明附图说明图1本技术蛇头蛇身部分结构示意图图2为图1的A-A剖视图图3为图1的B-B剖视图图4为图1的C-C剖视图图5本技术整机工作状态图本技术结构上可分为蛇头、蛇身、卷蛇筒及控制车、气路系统等组成部分。1、蛇头。蛇头是挖掘洞孔最关键的部分。其主要部件是一个由压缩空气驱动的气动马达1，带动一个镟土牙轮2转动，下断地把镟下的土渣集中送到后部的回土软管3，尼龙质回土软管光滑又柔软，接入压缩空气可把产生的集土源源不断地吹出。调向器是蛇头控制运动方向的主要部件，有上下调向器4和左右调向器5两部分。它们的结构类似调心轴承的内外圈，可以绕一个固定的空间球心点作上下左右方向的球面运动。上下和左右两个方向的调向器就是靠这样的球面机构控制蛇头的运动方向，实现蛇头挖掘孔洞线路的拐弯。一般勿需拐弯的情况下，两个方向的调向器由中位弹簧6控制其处于0位，保持蛇头的运动始终处于直线状态，挖掘垂直、水平及其他直段孔洞。调向器的动作由四个微型气缸7控制。上下调向器和左右调向器分别都是通过一对刚性连接的反向微型气缸同步作用传动。蛇头的镟土牙轮2上装有旋道轮8。牙轮是镟切泥土的钻头，牙轮外形采用一个等径球面，有利于蛇头的转向。在牙轮球面上对称分布四条切土刃，刃缘镶有硬质合金，可切钻较硬的土层。切钻的同时并把土渣破碎成更细小的颗粒，以便于进入回土管道容易被压缩空气气流吹走。沿镟土牙轮圆周螺旋方向安放四个旋道轮。旋道轮与镟土牙轮一道旋转。确保蛇头能够有一个足够的螺旋前进的推力。气动马达、调向器、微型气缸均连接固定在圆桶形基座9上，基座桶内的空隙设置回送浮土管道和压缩空气管路。镟土牙轮的前端头中部装有无线电示踪器10。它可不断地向地面发射信号。能适时显示蛇头所在地下位置，以便控制掘洞的方向和进度。蛇头的桶形基座外圆周装有四个带弹簧的支撑轮11，保证蛇头在运动中被托起，不与洞壁摩擦接触使支撑轮滚动前进。2、蛇身。蛇身是一条由多个椎关节12首尾连接组成的柔性链体。它的作用是连接蛇头和控制车，其内通过气路和回土管道。包括以下结构部分椎关节的结构类似蛇头调向器，也是采用三层同心球面原理，保证机构能够沿上下左右自由转动，形成柔性系统。满足直线和弯道运动通畅灵活的需要。蛇身由若于个椎关节12组成的链，每一个椎关节的结构都相同。椎关节为圆桶形，分内外两层，内层通过回土管道，外层铺设气路软管。圆桶形的外周也装有四个带弹簧的支撑轮11，使蛇身体在行进中自由省力。蛇身体的始段与蛇头连接。蛇身体的末段固接在卷蛇筒的起始点。在起始点处有四种管路进出调向器方向控制气路、主马达动力气路、吹土气路和回土管路。全部气路汇集到气控站15。回土管路通向机外。3、卷蛇筒及控制车。卷蛇筒13是收存蛇身的卷筒。平时全部长度蛇身都缠绕于筒上，工作时慢慢将蛇身送出。卷蛇筒装在控制车上，通过一根空心轴架在两个滑动轴承座14上承重。卷蛇筒的起始点通过全部进出蛇身体的气土管路。控制车是一个可移动的钢结构车体。主要装设集蛇筒13、气控站15。还有车架16、走轮17、蛇身导向器18、保护罩19、泄土管20、轴承座14和操作杆21等部分。4、气路系统。地老鼠掘洞控制和驱动均采用压缩空气。气源为无油干燥压缩空气。总进气管安设截止阀和气动三联件。控制部分主要控制两个上下调向器和两个左右调向器共用的四个微型气缸。在控制车上设有一个气控站15，分别通过长软管在蛇身体内与蛇头的微型气缸连接传递气动信号。控制回路主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地老鼠掘洞机，其特征在于：由控制车和蛇头蛇身组成；控制车的结构为：车架（１６）底部安装有走轮（１７）和蛇身导向器（１８），车上安装有两个滑动轴承座（１４），卷蛇筒（１３）通过一根空心轴架在两个滑动轴承座（１４）上，卷蛇筒两端分别安装有泄土管（２０）和气控站（１５）及其操作杆（２１）；蛇身蛇头缠绕在卷蛇筒（１３）上并可通过蛇身导向器（１８）进入地下，蛇身末端固接在卷蛇筒的起始点，通过气控站（１５）引来的蛇头调向控制气路软管、主马达动力气路软管、吹土气路软管由卷蛇筒起始点进入蛇身蛇头内部，从蛇身引出的回土软管气路也由卷蛇筒起始点经泄土管（２０）通向机外；蛇头蛇身的结构为：圆桶形基座（９）前部通过左右调向器（５）、上下调向器（４）连接气动马达（１），气动马达（１）轴上通过键连接镟土牙轮（２），镟土牙轮（２）头部球面带有切土刀刃，圆周上安装有带一定倾角的旋道轮（８），镟土牙轮（２）内部装有无线电示踪器（１０），圆桶形基座（９）外圆周上装有带弹簧的支撑轮（１１），上下调向器（４）、左右调向器（５）各由两个微型气缸（７）控制转向，微型气缸（７）前部安装有一个用于控制调向器处于直行位置的中位弹簧（６），微型气缸（７）后部固定在圆桶形基座（９）上；圆桶形基座（９）连接椎关节（１２），由多个椎关节（１２）首尾连接构成蛇身；椎关节（１２）为圆桶形，分内外两层，内层空腔通过回土软管（３），外层铺设气路软管，每节椎关节（１２）圆桶形外周上也安有带弹簧的支撑轮（１１）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆森，
申请(专利权)人：蔡庆森，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]