申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2018-09-28

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109024741B

主分类号：E02F5/02

分类号：E02F5/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：本发明提供一种模块化海底挖沟机，包括车架机构、车架调节机构、导向机构、喷冲机构、行驶机构；车架机构为宽度和长度可调节的框架结构，导向机构包括导向柱、导向轴承、导向柱横向调节套、导向柱角度调节杆，导向装置用来控制挖沟机前进的方向；喷冲装置包括喷冲臂、弯头、旋转密封轴承、沟深调节机构，喷冲臂由弯头和沟深调节机构来调整所挖沟渠的夹角和深度，喷冲臂的动力均来自母船并由调节球阀用来控制动力的大小；本发明将挖沟机的各个组成部分模块化，设计合理、结构简单，降低了设备的加工难度，且便于运输、安装和使用，成本低、挖沟性能好、稳定可靠、各部件更换方便、适用范围广泛、实用性强。

主权项：1.一种模块化海底挖沟机，其特征在于，包括：车架机构、车架调节机构、导向机构、喷冲机构、行驶机构；所述车架机构由车头部和车尾部以及位于车体中间部分的车架调节机构组成举行框架的车体结构；所述车架调节机构包括：至少两个宽度调节架4和至少两个长度调节架5，长度调节架5和宽度调节架4相互连接形成矩框架结构的连接体，连接体前端与机构的车头部装配，连接体后端与机构的车尾部装配；其中，宽度调节架4和长度调节架5均为可调节伸缩架体；所述导向机构包括：至少四个导向柱7，转动装配于导向柱7末端的导向轴承10，装配于导向柱7上端且与宽度调节架4的横向杆体可拆卸装配实现横向位置调整的横向调节套6和导向柱角度调节杆9；所述导向柱角度调节杆9为伸缩杆结构，一端与车架机构固定，另一端与导向柱7铰接；其中，横向调节套6与导向柱7上端为铰接或者为可拆卸固定连接；即，导向柱7通过导向柱横向调节套6和导向柱角度调节杆9来调节导向柱的间距和角度，以适应不同尺寸的海底管道；导向柱横向调节套6通过销钉连接固定在宽度调节架4上，导向柱角度调节杆9安装在车架1上，导向轴承10安装在导向柱7上，导向轴承10可以减小导向柱7与海底管道16接触时的摩擦力；所述行驶机构包括：至少四个车轮14、与车轮数量相同的轮距调节机构13、至少两个前置喷嘴15和至少两个后置喷嘴11；其中，每一个车轮14通过一个轮距调节机构13相连并安装在车架机构一侧，每2个车轮为一组相对装配于车架机构的两侧；所述轮距调节机构13为横向可调节伸缩结构；所述前置喷嘴15装配于车架机构的车头部；所述后置喷嘴11装配与车架机构的车尾部；其中，前置喷嘴15和后置喷嘴11用来驱动整个机器前进，其动力均来自母船，即前置喷嘴15和后置喷嘴11通过承压管路与母船供压设备连接；每一个前置喷嘴15或后置喷嘴11均装设有一个调节球阀8用来控制驱动力的大小；所述喷冲机构包括喷冲臂12、旋转密封轴承2和沟深调节杆3；调节球阀8的数量与前置喷嘴15和后置喷嘴11的之和数量相等；所述喷冲臂12为成对设置，装配于车架机构车头部下方，且通过旋转密封轴承2与车架机构的供压管路转动密封连接；所述喷冲臂12与位于临近位置的宽度调节架4之间设置有可伸缩的沟深调节杆3，沟深调节杆3上端与宽度调节架4可拆卸连接固定，另一端与喷冲臂12铰接；对于海底较为松软的泥沙层可以选择使用滑靴来代替车轮14，增加挖沟机与海底的接触面积，避免挖沟机陷入泥沙中；其中，宽度调节架4和长度调节架5当选用密封性非常好的杆体结构时，可用作于供压管路。

全文数据：一种模块化海底挖沟机技术领域[0001]本发明涉及水下沟渠挖掘设备领域，具体而言，尤其涉及一种模块化海底挖沟机。背景技术[0002]在海洋油气工程中，海底管道是把油气资源从海上平台输送至岸上的经济有效的方法，但是海底环境复杂，为避免海底管道的损坏，通常对海底管道采取挖沟埋设的防护措施，海底挖沟机制造方便、结构简单，是一种重要的海底管道铺设设备。现有技术中的技术方案均是通过固定结构形式的设备进行挖沟，设备的生产、运输、安装、使用等都不方便，很大程度上限制了海底挖沟工程的进度。因此，现有的技术已不能满足人们的需求，迫切需要一种结构形式灵活可变的挖沟设备，即一种模块化的海底挖沟机。发明内容[0003]根据上述提出的技术问题，而提供一种结构形式灵活可变的挖沟设备，可模块化生产，模块化组装的海底挖沟机。[0004]本发明采用的技术手段如下：[0005]一种模块化海底挖沟机，包括：[0006]车架机构、车架调节机构、导向机构、喷冲机构、行驶机构；[0007]车架机构由车头部和车尾部以及位于车体中间部分的车架调节机构组成举行框架的车体结构；[ooos]车架调节机构包括:至少两个宽度调节架和至少两个长度调节架，长度调节架和宽度调节架相互连接形成矩框架结构的连接体，连接体前端与机构的车头部装配，连接体后端与机构的车尾部装配；[0009]其中，宽度调节架和长度调节架均为可调节伸缩架体；[0010]导向机构包括:至少四个导向柱，转动装配于导向柱末端的导向轴承，装配于导向柱上端且与宽度调节架的横向杆体可拆卸装配实现横向位置调整的横向调节套和导向柱角度调节杆；[0011]导向柱角度调节杆为伸缩杆结构，一端与车架机构固定，另一端与导向柱铰接；[0012]其中，横向调节套与导向柱上端为铰接或者为可拆卸固定连接；’[0013]s卩，导向柱通过导向柱横向调节套和导向柱角度调节杆来调节导向柱的间距和角度，以适应不同尺寸的海底管道；[0014]导向柱横向调节套通过销钉连接固定在横向调节架上，导向柱角度调节机构安装在车架上，导向轴承安装在导向柱上，导向轴承可以减小导向柱与海底管道接触时的摩擦力；、[0015]行驶机构包括:至少四个车轮、与车轮数量相同的轮距调节机构、至少两个前置喷嘴和至少两个后置喷嘴；[0016]其中，每一个车轮通过一个轮距调节机构相连并安装在车架机构一侧，每2个车轮为一组相对装配于车架机构的两侧；[0017]轮距调节机构为横向可调节伸缩结构；[0018]前置喷嘴装配于车架机构的车头部；[0019]后置喷嘴装配与车架机构的车尾部；[0020]其中，前置喷嘴和后置喷嘴用来驱动整个机器前进，其动力均来自母船，即前置喷嘴和后置喷嘴通过承压管路与母船供压设备连接；[0021]每一个前置喷嘴或后置喷嘴均装设有一个调节球阀用来控制驱动力的大小；[0022]喷冲机构包括喷冲臂、旋转密封轴承和沟深调节杆；[0023]调节球阀的数量与前置喷嘴和后置喷嘴的之和数量相等；[0024]喷冲臂为成对设置，装配于车架机构车头部下方，且通过旋转密封轴承与车架机构的供压管路转动密封连接；[0025]喷冲臂与位于临近位置的宽度调节架之间设置有可伸缩的沟深调节杆，沟深调节杆上端与宽度调节架可拆卸连接固定，另一端与喷冲臂铰接。[0026]对于海底较为松软的泥沙层可以选择使用滑靴来代替车轮，增加挖沟机与海底的接触面积，避免挖沟机陷入泥沙中。[0027]工作时，将挖沟机骑在海底管道上，由喷冲臂将海底管道底部的泥沙喷走从而形成沟渠，随后海底管道依靠自身的重力下沉到所挖沟渠的底部。[0028]本发明的有益效果是:将挖沟机的各个组成部分模块化，提升了挖沟机各部件的通用性，设计合理、结构简单，降低了设备的加工难度，且便于运输、安装和使用，成本低、挖沟性能好、稳定可靠、各部件更换方便、适用范围广泛、实用性强。附图说明[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0030]图1为本发明发明铺设海底管道时的立体结构示意图。[0031]图2为本发明的海底挖沟机的正视图。[0032]图3为本发明的海底挖沟机的俯视图。[0033]图4为本发明的海底挖沟机的右视图。具体实施方式[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0035]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0036]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和或它们的组合。[0037]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。[0038]在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。[0039]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。[0040]此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。[0041]如图1、图2、图3和图4所示，本发明提供了一种模块化海底挖沟机，包括：[0042]车架机构、车架调节机构、导向机构、喷冲机构、行驶机构；[0043]车架机构由车头部和车尾部以及位于车体中间部分的车架调节机构组成举行框架的车体结构；[0044]车架调节机构包括:至少两个宽度调节架4和至少两个长度调节架5,长度调节架5和宽度调节架4相互连接形成矩框架结构的连接体，连接体前端与机构的车头部装配，连接体后端与机构的车尾部装配；[0045]其中，宽度调节架4和长度调节架5均为可调节伸缩架体；[0046]导向机构包括:至少四个导向柱7,转动装配于导向柱7末端的导向轴承10,装配于导向柱7上端且与宽度调节架4的横向杆体可拆卸装配实现横向位置调整的横向调节套6和导向柱角度调节杆9;[0047]导向柱角度调节杆9为伸缩杆结构，一端与车架机构固定，另一端与导向柱7铰接；[0048]其中，横向调节套6与导向柱7上端为铰接或者为可拆卸固定连接；[0049]即，导向柱7通过导向柱横向调节套6和导向柱角度调节杆9来调节导向柱的间距和角度，以适应不同尺寸的海底管道；[0050]导向柱横向调节套6通过销钉连接固定在横向调节架4上，导向柱角度调节机构9安装在车架1上，导向轴承10安装在导向柱7上，导向轴承10可以减小导向柱7与海底管道16接触时的摩擦力；[0051]行驶机构包括:至少四个车轮14、与车轮数量相同的轮距调节机构13、至少两个前置喷嘴15和至少两个后置喷嘴11;[0052]其中，每一个车轮14通过一个轮距调节机构13相连并安装在车架机构一侧，每2个车轮为一组相对装配于车架机构的两侧；[0053]轮距调节机构13为横向可调节伸缩结构；[0054]前置喷嘴15装配于车架机构的车头部；[0055]后置喷嘴11装配与车架机构的车尾部；[0056]其中，前置喷嘴15和后置喷嘴11用来驱动整个机器前进，其动力均来自母船，即前置喷嘴15和后置喷嘴11通过承压管路与母船供压设备连接；[0057]每一个前置喷嘴15或后置喷嘴11均装设有一个调节球阀8用来控制驱动力的大小；[0058]喷冲机构包括喷冲臂12、旋转密封轴承2和沟深调节杆3;[0059]调节球阀8的数量与前置喷嘴15和后置喷嘴11的之和数量相等；[0060]喷冲臂12为成对设置，装配于车架机构车头部下方，且通过旋转密封轴承2与车架机构的供压管路转动密封连接；[0061]喷冲臂12与位于临近位置的宽度调节架4之间设置有可伸缩的沟深调节杆3,沟深调节杆3上端与宽度调节架4可拆卸连接固定，另一端与喷冲臂12铰接。[0062]对于海底较为松软的泥沙层可以选择使用滑靴来代替车轮14,增加挖沟机与海底的接触面积，避免挖沟机陷入泥沙中。[0063]其中，宽度调节架4和长度调节架5当选用密封性非常好的杆体结构时，可用作于供压管路。[0064]工作时，将挖沟机骑在海底管道16上，由喷冲臂12将海底管道I6底部的泥沙喷走从而形成沟渠，随后海底管道16依靠自身的重力下沉到所挖沟渠的底部。[0065]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种模块化海底挖沟机，其特征在于，包括：车架机构、车架调节机构、导向机构、喷冲机构、行驶机构；所述车架机构由车头部和车尾部以及位于车体中间部分的车架调节机构组成举行框架的车体结构；所述车架调节机构包括:至少两个宽度调节架4和至少两个长度调节架5，长度调节架⑸和宽度调节架⑷相互连接形成矩框架结构的连接体，连接体前端与机构的车头部装配，连接体后端与机构的车尾部装配；其中，宽度调节架⑷和长度调节架⑸均为可调节伸缩架体；所述导向机构包括:至少四个导向柱7，转动装配于导向柱7末端的导向轴承（1〇，装配于导向柱⑺上端且与宽度调节架⑷的横向杆体可拆卸装配实现横向位置调整的横向调节套⑹和导向柱角度调节杆⑼；所述导向柱角度调节杆⑼为伸缩杆结构，一端与车架机构固定，另一端与导向柱7铰接；其中，横向调节套⑹与导向柱⑺上端为铰接或者为可拆卸固定连接；艮口，导向柱⑺通过导向柱横向调节套⑹和导向柱角度调节杆⑼来调节导向柱的间距和角度，以适应不同尺寸的海底管道；导向柱横向调节套6通过销钉连接固定在横向调节架4上，导向柱角度调节机构9安装在车架1上，导向轴承10安装在导向柱7上，导向轴承10可以减小导向柱7与海底管道16接触时的摩擦力；所述行驶机构包括:至少四个车轮14、与车轮数量相同的轮距调节机构（13、至少两个前置喷嘴15和至少两个后置喷嘴11;其中，每一个车轮14通过一个轮距调节机构（13相连并安装在车架机构一侧，每2个车轮为一组相对装配于车架机构的两侧；所述轮距调节机构13为横向可调节伸缩结构；所述前置喷嘴（15装配于车架机构的车头部；所述后置喷嘴（11装配与车架机构的车尾部；其中，前置喷嘴（1¾和后置喷嘴（11用来驱动整个机器前进，其动力均来自母船，即前置喷嘴1¾和后置喷嘴11通过承压管路与母船供压设备连接；每一个前置喷嘴（I5或后置喷嘴（11均装设有一个调节球阀（8用来控制驱动力的大小；所述喷冲机构包括喷冲臂（12、旋转密封轴承⑵和沟深调节杆⑶；调节球阀8的数量与前置喷嘴（15和后置喷嘴（u的之和数量相等；所述喷冲臂（12为成对设置，装配于车架机构车头部下方，且通过旋转密封轴承2与车架机构的供压管路转动密封连接；所述喷冲臂（12与位于临近位置的宽度调节架4之间设置有可伸缩的沟深调节杆3，沟深调节杆3上纟而与宽度调节架⑷可拆卸连接固定，另一端与喷冲臂（12铰接。

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