專利名稱：內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，該設(shè)備可對埋入地下的上下水管、煤氣管道、電纜管道等的內(nèi)部，隧道等的內(nèi)部，鋼管內(nèi)部或由鋼錠等形成的柱狀表面進行清洗，研磨、切削等作業(yè)。
目前，人們將具有各種直徑的混凝土管、鋼管、陶制管等埋入地下作為地下水管、煤氣管、電纜管使用。另外，在土木工程的施工現(xiàn)場還采用鋼管樁、鋼管板樁等。
按照上面所述，就需要進行包括維護、修理、改進、取出等項目的施工。也就需要提供在管道內(nèi)部進行相應(yīng)施工目的的作業(yè)。因此，也就需要提供與施工目的相應(yīng)的各種管道的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備。
對于污水管道等所要進行的作業(yè)，包括去除從管道連接點插入到其內(nèi)部的樹根或類似物，去除粘附在管道內(nèi)部的泥土、沙及銹等。另外，對于鋼管樁、鋼板樁等的施工，包括將鋼管撤出時的切割作業(yè)。
最近人們又開發(fā)了一種用于修復(fù)部分損壞或腐蝕的污水管道的方法。在該施工方法中，沿修復(fù)部分的軸向，在其兩端加工具有給定深度的槽，并以該槽為基點放置塑性襯墊。
用于完成上述施工作業(yè)的設(shè)備通常是所謂的單功能的，該設(shè)備相應(yīng)的功能是一定的。根據(jù)相應(yīng)的作業(yè)目的，工作機具有鋼絲刷、銑刀、端銑刀等，該機具借助油缸或類似裝置的作用，沿管道的徑向運動。另外，上述設(shè)備制成以其軸心為中心，沿園周方向轉(zhuǎn)動的形式也是常見的。
例如，在管道區(qū)段的修復(fù)過程中，利用端銑刀對管內(nèi)壁進行開槽作業(yè)時，端銑刀就要根據(jù)管的內(nèi)徑及要開槽的深度進行徑向運動。但是，準(zhǔn)確控制注入油缸的油量，使油缸活塞停止在行程的中間是一項困難的技術(shù)工作，這樣一來，開槽的深度就很難把握。令人擔(dān)心的是，在放置塑性襯墊時會產(chǎn)生障礙。
針對上述情況，人們便希望研究出一種具有復(fù)合功能，可準(zhǔn)確給出機具沿管道徑向位移量的作業(yè)設(shè)備。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種可在管的內(nèi)部進行多種作業(yè)的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種能準(zhǔn)確給出機具沿管道徑向位移量的設(shè)備。
為了達到上述目的，本發(fā)明的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備包括一個工作裝置，該工作裝置具有可在柱狀壁面上進行給定作業(yè)的工作機具，一個驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)可以使上述工作機具沿柱狀壁面的園周方向運動，一個切削控制機構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動機構(gòu)使工作裝置沿柱狀壁面徑向運動時，該切削控制機構(gòu)可對上述徑向運動的位移量進行控制。
在上述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備中，工作裝置包括園形凸輪和端蓋，所述凸輪的中心離開內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心一定距離，該凸輪以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為轉(zhuǎn)動中心旋轉(zhuǎn)和移動，所述端蓋內(nèi)有連桿機構(gòu)，該端蓋與上述凸輪的表面相接觸，并可以園形凸輪的中心為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動和移動，在端蓋上還可旋轉(zhuǎn)地支承著固定工作機具的軸;驅(qū)動機構(gòu)包括恒星式減速齒輪，第一行星齒輪，該第一行星齒輪與恒星式減速齒輪相嚙合，并與工作裝置中的園形凸輪相連接，第二行星齒輪，該第二行星齒輪與恒星式減速齒輪相嚙合并通過連桿機構(gòu)與工作裝置中的端蓋相連;切削控制機構(gòu)包括內(nèi)齒輪，它與第二行星齒輪相嚙合并且自身可旋轉(zhuǎn);用來驅(qū)動內(nèi)齒輪的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置包括一個活塞，該活塞位于缸體內(nèi)可作直線往復(fù)運動，一根軸，該軸與活塞相連并可將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，與活塞相連的轉(zhuǎn)動移動部件，該部件能相對于缸體靜止、移動和轉(zhuǎn)動，從而可以使活塞轉(zhuǎn)動和驅(qū)動該活塞移動，調(diào)整部件，該調(diào)整部件與活塞接觸，從而可調(diào)節(jié)活塞的行程。
根據(jù)本發(fā)明，工作機具包括鋼絲刷、磨具、銑刀等，當(dāng)機具以其軸線為轉(zhuǎn)軸作旋轉(zhuǎn)運動時，可同時沿管道的內(nèi)部移動，通過這種運動即可進行朝向內(nèi)壁的給定作業(yè)。因此，只要一臺作業(yè)設(shè)備就可進行包括清洗、研磨、切削、切割等不同的作業(yè)。上述的清洗作業(yè)包括去除管內(nèi)壁上的附著物或去銹等作業(yè)。
也就是說，當(dāng)驅(qū)動驅(qū)動機構(gòu)中的恒星式減速齒輪而帶動第一和第二行星齒輪時，與第一行星齒輪相連的園形凸輪，就會以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的中心為轉(zhuǎn)動中心，以給定的速度沿給定的方向作園周運動。同時，連桿機構(gòu)設(shè)置在端蓋內(nèi)，借助于與第二行星齒輪和連板相連的臂傳遞與園形凸輪相等的旋轉(zhuǎn)速度。結(jié)果，端蓋以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為轉(zhuǎn)軸，以相同的速度沿同一方向旋轉(zhuǎn)。此時在凸輪和端蓋之間沒有相對運動現(xiàn)象。因此，由端蓋所支承的并固定的工作機具的軸就能以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為轉(zhuǎn)軸沿園周方向旋轉(zhuǎn)。
借助于由恒星式減速齒輪帶動的切削控制機構(gòu)中的驅(qū)動裝置，當(dāng)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)設(shè)置地并與第二行星齒輪相嚙合的內(nèi)齒輪時，第二行星齒輪的轉(zhuǎn)速就隨著內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)而變化，使第二和第一行星齒輪之間的速度產(chǎn)生差別。
也就是說，與第一行星齒輪相連的園形凸輪以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為轉(zhuǎn)軸，以給定的速度沿給定的方向旋轉(zhuǎn)，同時，通過臂和連板，在端蓋中傳遞第二行星齒輪的旋轉(zhuǎn)速度。此時，臂和連板之間的夾角隨第一和第二行星齒輪的轉(zhuǎn)速差值而改變，而端蓋以園形凸輪的中心為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)和移動。園形凸輪的中心軸線繞內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的中心線做園周運動，端蓋的位置通過調(diào)整園形凸輪中心線位置以及臂和連板之間的夾角而改變。同時通過連桿機構(gòu)對端蓋的移動方向加以限制，可以使工作機具以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為中心沿徑向運動。
另外，當(dāng)通過驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動內(nèi)齒輪，而此時恒星式減速齒輪又未被驅(qū)動時，則第一行星齒輪停止旋轉(zhuǎn)，而第二行星齒輪僅相對于恒星式減速齒輪的園周旋轉(zhuǎn)。就是說在凸輪停止運動時端蓋旋轉(zhuǎn)和移動。于是，在端蓋中通過臂和連板傳遞端蓋的旋轉(zhuǎn)運動，由于端蓋的轉(zhuǎn)軸(園形凸輪的中心)的位置是固定不動的，于是，可通過臂傳遞的旋轉(zhuǎn)力改變臂和連板之間的夾角，同時端蓋以園形凸輪軸心為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)和移動，而工作機具則沿內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的徑向運動。
如上所述，工作機具的徑向運動并不是一種直線運動，而是一種螺旋線運動。該螺旋線是由以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動和由連桿機構(gòu)控制的直線運動復(fù)合而成的。
由此，在未驅(qū)動恒星式減速齒輪而驅(qū)動內(nèi)齒輪時，與工作裝置相連的工作機具會離開內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的中心軸線一定距離，這樣就確定了管道內(nèi)徑相應(yīng)的工作機具的起始半徑。另外，當(dāng)驅(qū)動恒星式減速齒輪同時驅(qū)動內(nèi)齒輪時，工作機具作園周運動，這時即可由工作機具對管內(nèi)壁進行切割或切削。
借助于驅(qū)動裝置控制內(nèi)齒輪的角位移量及轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速)，即可使工作機具對管內(nèi)壁的切入距離、切割深度和進入速度或切割速度保持在理想的數(shù)值上。


圖1是本發(fā)明內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的側(cè)視示意圖。
圖2為本發(fā)明內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明驅(qū)動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
圖4為本發(fā)明工作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的工作裝置工作狀態(tài)示意圖。
圖6為本發(fā)明內(nèi)齒輪驅(qū)動裝置剖面示意圖。
圖1所示的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備為一臺在混凝土管所組成的管道內(nèi)的給定位置進行開槽的設(shè)備。
移動支架10與管道60內(nèi)壁接觸，并由繩索70a、70b牽引。在移動支架10中，前部設(shè)有支架11(繩索70b的一側(cè))，后部沒有支架12(繩索70a的一側(cè))。
移動支架10中包括有工作裝置20，該工作裝置端部裝有工作機具20a的銑刀，一個驅(qū)動機構(gòu)30，一個切削控制機構(gòu)40，上述三個裝置成一體地設(shè)置在可前后移動的支架11上。還有進給機構(gòu)50，該機構(gòu)由油缸構(gòu)成，缸體與支架12相連，而活塞桿則與驅(qū)動機構(gòu)30的較粗部分31a相連，當(dāng)向進給機構(gòu)50中注入壓力油時，便可使上述構(gòu)成一體的機構(gòu)20～40前后移動。
移動支架10上的支架11設(shè)置有多個承力架80，這些承力架80由油缸構(gòu)成，并設(shè)置在這樣三個位置上，該三個位置沿支架11外園周相距120°。當(dāng)將內(nèi)部作業(yè)設(shè)備固定于管道60內(nèi)時，向承力架80中注入壓力油，便可使內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心與管道60的軸心重合。
在本實施例中，設(shè)置移動支架10是為了便于通過繩索70a和70b來牽引，由于移動支架裝有輪子和驅(qū)動馬達，所以它可以自行前進。
下面根據(jù)圖2～5對內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)具體描述。
驅(qū)動機構(gòu)30包括殼體31，該殼體嵌入移動支架10的支架11的內(nèi)部，馬達32，它可以是構(gòu)成驅(qū)動源的油壓馬達，異步電動機或類似的裝置，該驅(qū)動源固定于殼體31的后端。軸33，該軸33可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于殼體31內(nèi)，馬達32可以驅(qū)動軸33旋轉(zhuǎn)，差動齒輪機構(gòu)34，該機構(gòu)設(shè)置于殼體31后端較粗部分31a的內(nèi)部，軸33的軸線與內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心重合。軸33與馬達32的輸出軸32a通過軸套聯(lián)連器35相連，在軸33的后端設(shè)有齒輪部分33a，該齒輪33a作為差動齒輪機構(gòu)34中的恒星式減速齒輪33a。另外，下面將要描述的工作裝置位于軸33的前端。
差動齒輪機構(gòu)34包括兩個行星齒輪機構(gòu)。第一行星齒輪機構(gòu)包括內(nèi)齒輪34a，它固定于較粗部分31a中，第一行星齒輪34b，它與恒星式減速齒輪33a嚙合，并與內(nèi)齒輪34a嚙合。在外套筒34c上固定有軸34c′，軸34c′可旋轉(zhuǎn)地支承著第一行星齒輪34b。第二行星齒輪機構(gòu)包括內(nèi)齒輪34d，它可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于較粗部分31a內(nèi)，第二行星齒輪34e，它與恒星式減速齒輪33a嚙合，并與內(nèi)齒輪34d嚙合。在內(nèi)套筒34f上固定有軸34f′軸34f′可旋轉(zhuǎn)地支承著第二行星齒輪34e。上述內(nèi)齒輪34a、34d的齒數(shù)和模數(shù)相同。另外，齒輪45與第二行星齒輪機構(gòu)中的而且每一個行星齒輪34b、34e由同種的模數(shù)和同樣的齒數(shù)組成內(nèi)齒輪34d嚙合，并與切削控制機構(gòu)40的驅(qū)動裝置中的驅(qū)動軸44相連。
外套筒34c與軸33同軸心，并通過軸承36可旋轉(zhuǎn)地支承于殼體31上。內(nèi)套筒34f位于外套筒34c和軸33之間，并由固定于軸33上的軸承37可旋轉(zhuǎn)地支承。外套筒34c通過軸承36設(shè)置于殼體31內(nèi)，內(nèi)套筒34f位于外套筒34c內(nèi)，而軸33又位于內(nèi)套筒34f內(nèi)，每個套筒34c、34f、及軸33按各自獨立旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。
工作裝置20包括外殼21和位于外殼21內(nèi)的齒輪機構(gòu)22。
外殼21包括園形凸輪21b，設(shè)凸輪固定于第一行星齒輪機構(gòu)中的外套筒34c上;臂27，它固定于內(nèi)套筒34f上并位于園形凸輪21b內(nèi);端蓋21a，它通過由連板28構(gòu)成的連桿機構(gòu)與第二行星齒輪機構(gòu)相連。
用于支承固定工作機具20a的軸24的軸承21a′，設(shè)置于端蓋21a的給定位置，連板28可旋轉(zhuǎn)和可移動地固定于該軸承21a′上。
園形凸輪21b的軸心21b′與軸33的軸心即內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心之間有一定距離，這樣凸輪盤21b就會隨軸33的旋轉(zhuǎn)而以軸33的軸心為轉(zhuǎn)軸，以給定的速度旋轉(zhuǎn)和移動。
齒輪機構(gòu)22包括齒輪23，它固定于軸33的前端，齒輪25，它固定在可旋轉(zhuǎn)地支承于端蓋21a上的軸24上，中間齒輪26，它分別與齒輪23和25相嚙合。
于是，當(dāng)驅(qū)動軸33時，便可通過齒輪機構(gòu)22帶動軸24旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動設(shè)置在軸24上的工作機具20a旋轉(zhuǎn)，以進行給定的作業(yè)。
中間齒輪26可旋轉(zhuǎn)地支承于軸26a上，軸26a可旋轉(zhuǎn)地支承于臂27上，臂27固定于第二行星齒輪機構(gòu)中的內(nèi)套筒34f的前端。另外，軸26a可旋轉(zhuǎn)和可移動地支承于連板28上，而連板28又可旋轉(zhuǎn)和可移動地固定于軸承21a′上。另外，設(shè)置臂27是為了借助于固定在凸輪21b上的檔塊29，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)和移動的方向。
切削控制機構(gòu)40固定于底板31b上，該底板31b位于殼體31的后端。對于切削控制機構(gòu)40來說，可采用油壓馬達、異步電動機、帶有檢測裝置的脈沖電動機、旋轉(zhuǎn)編碼器等裝置，上述的脈沖電動機、旋轉(zhuǎn)編碼器等能夠?qū)︱?qū)動軸44的角位移進行控制。
在本實施例中，采用了如圖6所示的擺動油缸作為切削控制機構(gòu)40。
如圖6所示，在缸體41中有活塞42，它可前后做往復(fù)直線運動和轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)動移動部件43，它使活塞42作轉(zhuǎn)動和移動，驅(qū)動軸44隨活塞的直線運動和轉(zhuǎn)動而旋轉(zhuǎn)和移動，支承部件46可旋轉(zhuǎn)和可移動地支承著驅(qū)動軸44，調(diào)整部件47位于轉(zhuǎn)動移動部件43內(nèi)并對活塞42的行程進行調(diào)整。
在缸體41的給定部位，設(shè)有注入和排出壓力油的油口41a、41b。另外，缸體41的后端設(shè)有切口41c，在此切口41c寬度方向的兩側(cè)設(shè)有壓緊部件41d，在壓緊部件41d上擰有螺栓(未示)。轉(zhuǎn)動移動部件43通過擰緊上述螺栓壓緊切口41c固定于缸體41上。而通過松開上述螺栓又可使轉(zhuǎn)動移動部件43與缸體41脫離，轉(zhuǎn)動移動部件即可旋轉(zhuǎn)和移動。
活塞42是一個具有法蘭42a的杯形部件，該部件的外表面上有花鍵42b，具有給定螺距的螺母部分42c則位于活塞的內(nèi)表面。
為容納調(diào)整部件47，在轉(zhuǎn)動移動部件43的開有孔43a，并且在轉(zhuǎn)動移動部件43的前端設(shè)有花鍵43b該花鍵43b與活塞42上的花鍵42b嚙合。另外，在轉(zhuǎn)動移動部件43的后端外表面是開有斜紋的呈螺母狀的部分43c，在該部分43c的內(nèi)表面有螺紋43d。
與內(nèi)齒輪34d嚙合的齒輪45固定在驅(qū)動軸44的前端44a上，呈法蘭狀的凸臺44b位于軸44的固定位置上，并且其外形尺寸大于軸44的外形尺寸，驅(qū)動軸44由支承部件46和固定在缸體41前端的套41e限定，于是驅(qū)動軸44便可隨著軸向移動而旋轉(zhuǎn)，在驅(qū)動軸44后部是螺栓體44c，該螺栓體與設(shè)在活塞上的螺母部分42c嚙合。
調(diào)整部件47的后部是螺栓體47a，它與轉(zhuǎn)動移動部件43上的螺紋部分43d嚙合，在調(diào)整部件47的后端是帶有斜紋的部分47b，該部分47b與螺栓體47a相連。另外，螺母47c擰在螺栓體47a上面形成一體。
在上述擺動液壓缸中，當(dāng)松開壓緊部件41d，用扳手夾在轉(zhuǎn)動移動部件43的開有斜紋的部分43c上使轉(zhuǎn)動移動部件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和移動時，便可將上述轉(zhuǎn)動和移動通過花鍵43b和42b傳遞給活塞42，使活塞也產(chǎn)生轉(zhuǎn)動和移動。通過螺栓體42c和44c可將活塞42的轉(zhuǎn)動和移動傳遞給驅(qū)動軸44，使其產(chǎn)生轉(zhuǎn)動和移動。結(jié)果與驅(qū)動軸44相連的齒輪45轉(zhuǎn)動和移動。使內(nèi)齒輪34d轉(zhuǎn)動和移動。而且，齒輪45可以隨轉(zhuǎn)動移動部件43的轉(zhuǎn)動而自由的轉(zhuǎn)動和移動。借助轉(zhuǎn)動移動部件43的轉(zhuǎn)動，可使工作機具20a沿徑向運動，從而確定初始半徑。
擰緊壓緊部件41d，向油口41b注入壓力油，由于轉(zhuǎn)動移動部件43固定于缸件41上，并且活塞42受到花鍵42b、43b的約束，活塞42便沿軸向向前移動(圖中向左移動)。通過螺旋體42C和44C可將活塞42的直線運動轉(zhuǎn)變成驅(qū)動軸44的轉(zhuǎn)動，這樣便可通過活塞42的行程和螺旋體42C、44C中的螺距來控制驅(qū)動軸44的角位移量。
活塞42的行程可以通過位于轉(zhuǎn)動移動部件43內(nèi)并與其成一體的調(diào)整部件47加以調(diào)整。
也就是說，當(dāng)通過松開鎖緊螺母47C，并用板手夾住開有方棱的部件47b使調(diào)整部件47轉(zhuǎn)動和移動時，由于螺栓體47a和43d之間的螺紋關(guān)系，從而使調(diào)整部件47沿軸向移動。于是通過缸體41中的調(diào)整部件47相對轉(zhuǎn)動移動部件43的凸出部分便可控制活塞42的行程。當(dāng)按上述方式控制活塞42的行程時，便可確定齒輪45的角位移量，從而確定工作機具20a沿徑向運動的位移量。
下面對上述工作裝置，工作頭20傳動機構(gòu)30和切削控制機構(gòu)40作進一步的說明。
首先，在內(nèi)部作業(yè)設(shè)備放入管道60之前，選擇適合給定作業(yè)的工作機具20a，把工作機具20a固定在設(shè)置于工作裝置上的軸24上，同時根據(jù)管道60的內(nèi)徑確定出機具20a的初始半徑。
上述初始半徑的確定，可以在馬達停止工作的情況下，轉(zhuǎn)動和移動切削控制機構(gòu)40中的轉(zhuǎn)動移動部件43來完成，也可以通過旋轉(zhuǎn)和移動內(nèi)齒輪34d和第二行星齒輪機構(gòu)來完成。也就是說，借助于第二行星齒輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，臂27以軸33的軸心為轉(zhuǎn)動中心沿圖4中箭頭B所示方向旋轉(zhuǎn)和移動時，臂27和連板28之間的夾角隨臂27的轉(zhuǎn)動而改變，端蓋21a以園形凸輪21b的中心為轉(zhuǎn)軸，沿箭頭B向旋轉(zhuǎn)和移動，隨著端蓋21a的轉(zhuǎn)動和連桿機構(gòu)中夾角的變化，工作機具20a和軸33之間的距離發(fā)生變化，從而使機具20a沿管道60的徑向運動，從而確定出初始半徑，以使工作機具20a的外表面與管道內(nèi)壁之間的距離保持不變。
然后根據(jù)在管道中所要切割槽的深度，確定出工作機具20a的切削深度。此時，根據(jù)工作機具20a位于初始半徑時，管道60的內(nèi)壁和機具20a外表面的距離和開槽深度之和，確定切削控制機構(gòu)40中活塞42的行程。將轉(zhuǎn)動移動部件43固定于缸體41中，使調(diào)整部件47轉(zhuǎn)動和移動，確定出缸體41中調(diào)整部件47凸出部分合適的長度，從而確定活塞42的行程。
這樣一來，當(dāng)通過調(diào)整活塞42的行程，使它有一個確定的移動范圍時，便可通過機具20a在管道60中進行給定深度的開槽作業(yè)。
接著，將工作裝置20的初始半徑、切削深度等都已確定好的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備放入管道60中，用繩索70a、70b把它拉到開槽位置。當(dāng)內(nèi)部作業(yè)設(shè)備到達給定位置時，調(diào)整承力架80使用部作業(yè)設(shè)備固定在其軸心與管道60的軸心重合的位置上。
隨后驅(qū)動馬達32，按如圖3所示的系統(tǒng)圖傳遞馬達的驅(qū)動力，恒星式減速齒輪33a轉(zhuǎn)動，工作機具20a便旋轉(zhuǎn)，同時，第一行星齒輪機構(gòu)和第二行星齒輪機構(gòu)也分別以相同的速度轉(zhuǎn)動。第一行星齒輪機構(gòu)中的園形凸輪21b和第二行星齒輪機構(gòu)中的臂27以軸33為轉(zhuǎn)軸，以相同的速度轉(zhuǎn)動。工作機具20a在維持事先確定的初始半徑不變的情況下，以軸33為轉(zhuǎn)動中心旋轉(zhuǎn)。
在上述狀態(tài)下，向油口41a或41b注入壓力油，活塞42便會在缸體中左右移動，隨著活塞42的移動，齒輪45便會旋轉(zhuǎn)，并使內(nèi)齒輪34d旋轉(zhuǎn)和移動。這時為了使第一行星齒輪機構(gòu)和第二行星齒輪機構(gòu)之間產(chǎn)生不同的速度，要改變臂27和連板28之間的夾角，并使其以凸輪21b的軸為轉(zhuǎn)軸作旋轉(zhuǎn)運動，由于上述動作的合成，工作機具20a和軸33之間的距離就會發(fā)生變化。因而，工作機具20a的初始半徑也發(fā)生變化。
圖4所示是工作裝置20的典型工作狀態(tài)，這時差動機構(gòu)34正處于差速運動，軸33(齒輪23)為中心，并且軸33和中間齒輪26固定。圖5中實線表示工作機具20a處于初始半徑狀態(tài)，虛線表示通過驅(qū)動活塞42使工作機具20a轉(zhuǎn)化為作業(yè)半徑狀態(tài)。
如上所述，在工作機具20a對管道內(nèi)壁進行了給定的切削之后，停止向切削控制機構(gòu)中注入壓力油。由于驅(qū)動軸44將齒輪45鎖定，便將內(nèi)齒輪34固定，從而第一行星齒輪機構(gòu)和第二行星齒輪機構(gòu)分別以同一速度旋轉(zhuǎn)。這樣在工作機具20a沿管道60的內(nèi)壁運動的同時，便可通過切削，獲得給定深度的槽。
當(dāng)工作機具20a沿管道60內(nèi)壁走過一圈，在管道60內(nèi)壁形成給定深度的槽之后，向油口41b或41a注入壓力油，此時為非切削狀態(tài)，恒星式減速齒輪33a轉(zhuǎn)動或停止，活塞42在缸體41內(nèi)右左移動。隨著這一運動，齒輪45和內(nèi)齒輪34d便會轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪34d的轉(zhuǎn)動傳送到端蓋21a上，使端蓋21a以園形凸輪21b的中心為轉(zhuǎn)軸而轉(zhuǎn)動，這樣機具20a又變成初始半徑的狀態(tài)。
接著調(diào)整承力架80，使內(nèi)部作業(yè)設(shè)備與管道60脫離開。借助于繩索70a和70b把內(nèi)部作業(yè)設(shè)備拉到下一個給定位置，重復(fù)上述步驟，便又可在管道60內(nèi)進行開槽作業(yè)。
在上述實施例中，說明了以銑刀作為工作機具20a對管道60內(nèi)壁進行開槽作業(yè)的情況，而對于切割插入管道60內(nèi)的樹根等的情況，則可將切割刀具固定于軸24上，對于對管道60內(nèi)壁進行清洗作業(yè)的情況，則可以用鋼絲刷、磨石等作為機具20a，將其固定于軸24上，對于切割管道60的情況，則可以用園盤形刀具等作為工作機具20a，并將其固定于軸24上。
在上述實施例中，其結(jié)構(gòu)是這樣的，即使馬達32的驅(qū)動力通過軸33和齒輪機構(gòu)22傳遞給軸24。而使工作機具20a旋轉(zhuǎn)，然而，也可以用下述方式使工作機具20a旋轉(zhuǎn)，即讓一臺獨立的馬達與軸24相連。在這種情況下，可以使工作機具20a的軸線與管道60的軸線相交。
在上述實施例中，說明了通過在水管內(nèi)切削而進行的開槽作業(yè)的情況，但是本發(fā)明的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備也可用于下述情況，即對包括壓力油缸、空氣氣缸、發(fā)動機組等的柱狀內(nèi)表面進行包括切割、研磨等的柱狀表面作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于它包括一個工作裝置，該工作裝置具有可在柱狀壁面上進行給定作業(yè)的工作機具；一個驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)可以使上述工作機具沿柱狀壁面做園周運動；一個切削控制機構(gòu)，當(dāng)上述驅(qū)動機構(gòu)使工作裝置沿柱狀壁面的徑向運動時，該切削控制機構(gòu)可對上述徑向運動的位移量進行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于所述工作裝置包括園形凸輪和端蓋，所述園形凸輪的中心離開內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸線一定距離，該園形凸輪以內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸線為轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)和移動;端蓋內(nèi)有連桿機構(gòu)，該端蓋與上述園形凸輪的表面相接觸，并可以以園形凸輪的中心為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動和移動，它的上面還可旋轉(zhuǎn)地支承著固定工作機具用的軸。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于驅(qū)動機構(gòu)包括恒星式減速齒輪，第一行星齒輪，該第一行星齒輪與恒星式減速齒輪相嚙合，并與工作裝置中的園形凸輪相連接，第二行星齒輪，該第二行星齒輪與恒星式減速齒輪相嚙合，并通過連桿機構(gòu)同工作中的端蓋相連。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于所述切削控制機構(gòu)包括一個內(nèi)齒輪，該內(nèi)齒輪與第二行星齒輪相嚙合，并且自身可旋轉(zhuǎn)，還包括一個驅(qū)動裝置，該裝置用于驅(qū)動所述的內(nèi)齒輪。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動裝置包括一個活塞，該活塞位于缸體內(nèi)，可做直線往復(fù)運動;一根軸，該軸與活塞相連，并可將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運動;一個轉(zhuǎn)動移動部件，該部件與活塞相連，用于驅(qū)動和轉(zhuǎn)動所述活塞，所述的轉(zhuǎn)動移動部件能相對于缸體轉(zhuǎn)動、移動或靜止。
6.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于驅(qū)動裝置包括一個活塞，該活塞位于缸體內(nèi)，可做直線往復(fù)運動;一根軸，該軸與活塞相連，并可將活塞的直線運動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運動;一個轉(zhuǎn)動移動部件，該部件與活塞相連，用于轉(zhuǎn)動和驅(qū)動活塞;一個調(diào)整部件，該調(diào)整部件通過與活塞相聯(lián)系，來調(diào)節(jié)活塞的行程。
7.如權(quán)利要求4-6中任何一項所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括一個固定裝置，該固定裝置可將內(nèi)部作業(yè)設(shè)備固定于管道的內(nèi)表壁上，并且使內(nèi)部作業(yè)設(shè)備的軸心與管道的軸線重合。
8.如權(quán)利要求4-7中任何一項所述的內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，其特征在于該設(shè)備固定在一個移動支架上，該支架可沿管道的縱向移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)部作業(yè)設(shè)備，該設(shè)備可對水管、煤氣管和電纜管等內(nèi)部進行清洗，研磨、切削等作業(yè)。該設(shè)備包括一個工作裝置，該工作裝置具有可在柱狀壁面上進行給定作業(yè)的工作機具，一個驅(qū)動機構(gòu)，該機構(gòu)可以使上述工作機具沿柱狀壁面做圓周運動，一個切削控制機構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動機構(gòu)使工作裝置沿柱狀壁面做徑向運動時，該切削控制機構(gòu)對上述徑向運動的位移量進行控制。
文檔編號F16L55/26GK1056346SQ90104388
公開日1991年11月20日 申請日期1990年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月9日
發(fā)明者明坂登始夫, 大河原隆 申請人:株式會社伊薩基開發(fā)工機