阅读说明：本技术 一种水利工程施工用管道切割支架 (Pipeline cutting support for hydraulic engineering construction ) 是由 崔俊峰 余洋 高长海 张文星 尚永立 李晓泉 张新悦 魏园园 李元明 李彩云 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水利工程施工用管道切割支架,涉及水利工程施工设备技术领域,尤其是一种水利工程施工用管道切割支架,其包括：轨道以及轨道车,轨道车上表面设有支撑轮,该支撑轮用于支撑管道,并能使得管道实现沿自身轴线回转。轨道车沿轨道移动,实现管道平移运动。该管道切割支架还设有第一电动机以及第二电动机,管道回转以及平移均采用电动机带动,节省人力,第一电动机以及第二电动机均为伺服电机,该伺服电机带有锁止功能,能将管道锁止在指定的位置上。该管道切割支架还设有第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器以及数控控制系统,可以实现包括相贯线在内的复杂管道切口曲线。(The invention discloses a pipeline cutting support for hydraulic engineering construction, relates to the technical field of hydraulic engineering construction equipment, and particularly relates to a pipeline cutting support for hydraulic engineering construction, which comprises: the pipeline supporting device comprises a track and a rail car, wherein the upper surface of the rail car is provided with supporting wheels, and the supporting wheels are used for supporting a pipeline and enabling the pipeline to rotate along the axis of the pipeline. The rail car moves along the rail to realize the translation movement of the pipeline. This pipeline cutting support still is equipped with first motor and second motor, and the pipeline gyration and translation all adopt the motor to drive, use manpower sparingly, and first motor and second motor are servo motor, and this servo motor has the locking function, can be with the pipeline locking on appointed position. The pipeline cutting support is also provided with a first servo motor driver, a second servo motor driver and a numerical control system, and can realize a complex pipeline cut curve including intersecting lines.)

一种水利工程施工用管道切割支架

技术领域

本发明涉及水利工程施工设备技术领域，尤其是一种水利工程施工用管道切割支架。

背景技术

水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。

水利工程在施工的时候经常使用到水利管道，利用水利管道能够有效的排水，水利管道的在施工的时候经常需要切割，但是现存在的水利管道在切割的时候多数直接在地面上切割，直接在地面切割容易使得切割设备接触地面，当切割设备与地面上面的石头或者其他坚硬物体接触时容易发生损坏，满足不了使用的需求。

发明内容

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本发明提供了一种水利工程施工用管道切割支架，用于解决管道在切割过程中与坚硬物体接触造成管道变形的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种水利工程施工用管道切割支架，包括：轨道以及轨道车，所述轨道车沿所述轨道移动；所述轨道车包括：本体架、与所述本体架转动连接的轨道轮以及与所述本体架转动连接的支撑轮，所述轨道轮设置在所述本体架的下表面，所述支撑轮设置在所述本体架的上表面，所述支撑轮与所述轨道轮垂直设置；所述轨道轮至少为四个，所述轨道轮设置在所述本体架的四角；所述支撑轮至少为两个；所述支撑轮设置在所述本体架两侧；所述轨道车至少为两个。

进一步地，所述轨道车包括：第一轨道车以及第二轨道车，所述第一轨道车还包括：第一电动机以及第二电动机，所述第一电动机与所述本体架固定连接，所述第一电动机的输出轴与所述支撑轮固定连接；所述第二电动机与所述本体架固定连接，所述第二电动机的输出轴与所述轨道轮固定连接。

进一步地，所述第一电动机以及所述第二电动机均为伺服电机。

进一步地，还包括：第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器以及数控控制系统，所述数控控制系统用于根据预定条件向所述第一伺服电机驱动器以及所述第二伺服电机驱动器发出控制信号，所述第一伺服电机驱动器用于根据接收的控制信号驱动所述第一电动机转动，所述第二伺服电机驱动器用于根据接收的控制信号驱动所述第二电动机转动；

所述第一伺服电机驱动器以及所述第二伺服电机驱动器均设有输入端以及输出端，所述第一伺服电机驱动器以及所述第二伺服电机驱动器输入端分别与所述数控控制系统电连接，所述第一伺服电机驱动器输出端与所述第一电动机电连接，所述第二伺服电机驱动器输出端与所述第二电动机电连接。

进一步地，所述支撑轮表面设有防护层。

本发明的积极效果如下：

本发明公开了一种水利工程施工用管道切割支架，其包括：轨道以及轨道车，轨道车上表面设有支撑轮，该支撑轮用于支撑管道，并能使得管道实现沿自身轴线回转。设置在管道切割支架上的管道，可以通过平移小车实现管道左右移动，该功能在切割过程中，无需工作人员走动，仅需要平移小车即可实现管道平移。另一方面，由于支撑轮与本体架是转动连接，管道架设到支撑轮轮面上，故可随时转动管道，该功能在切割管道时，非常方便，切割器具无需来回移动，仅需要转动管道即可，因为管道是沿其自身轴线转动，故切口整齐，切口与管道的轴线垂直度好。

该管道切割支架还设有第一电动机以及第二电动机，管道回转以及平移均采用电动机带动，节省人力，还能够使得工作人员远离管道，避免因管道不稳造成的安全隐患。第一电动机以及第二电动机均为伺服电机，该伺服电机带有锁止功能，能够将管道锁止在指定的位置上，防止管道产生移动。

该管道切割支架还设有第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器以及数控控制系统，该系统结构简单，在切割简单曲线时，可以通过操纵数控系统手动实现，如切割齐边的开口时，因为数控系统具有计数功能，故切割长度有非常好的保证，切口整齐美观。在切割任意制定长度的管道时，也即实现切割定长管道时，无需工作人员传统方式先划线后切割的方式，直接在数控系统上即可调整出预定的切割长度。在切割复杂曲线时，如切割相贯线，可以将事先编制好的机床代码程序输入控制系统，通过数控系统执行机床代码实现预定条件的相贯线，切口整齐，操作简单，调整方便。

用于支撑管道的支撑轮表面设有摩擦材料制成的防护层，可以提高支撑轮对于管道的摩擦力，防止因支撑轮与管道产生相对滑动，导致管道表面划伤；还可以防止因为管道相对支撑轮表面产生相对滑动，导致支撑轮计数不准导致降低数控系统切割曲线精度的问题。

附图说明

图1为本发明实施方式主视示意图；

图2为本发明实施方式左视示意图；

图3为本发明实施方式控制系统结构示意图。

图中：本体架1、轨道轮2、支撑轮3、第一电动机4、第二电动机5、轨道6。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，一种水利工程施工用管道切割支架，包括：轨道6以及轨道车，轨道车沿轨道6移动；轨道车包括：本体架1、与本体架1转动连接的轨道轮2以及与本体架1转动连接的支撑轮3，轨道轮2设置在本体架1的下表面，支撑轮3设置在本体架1的上表面，支撑轮3与轨道轮2垂直设置；轨道轮2至少为四个，轨道轮2设置在本体架1的四角；支撑轮3至少为两个；支撑轮3设置在本体架1两侧；轨道车至少为两个。

更为具体地，管道切割支架在建设开始时，先将地面整平、夯实，然后铺设轨道6，轨道6要求必须要有较好的直线度以及水平度。轨道车至少设置两台，分别用于承载管道的两端。本实施方式为两台，两台结构相同，其包括本体架1，本体架1为矩形平板。在本体架1的下方设有与本体架1转动连接的轨道轮2，轨道轮2为四个，分别设置在本体架1的四角。在本体架1上方两侧分别设有支撑轮3，支撑轮3用于支撑管道。支撑轮3与本体架1上表面转动连接，支撑轮3轮面向上设置。

该支架在使用时，用吊装机械将管道吊装到轨道车上方，管道一端架设到其中一台小车的支撑轮3上以后，再将管道另一端架设到另外一台小车的支撑轮3上。

设置在管道切割支架上的管道，可以通过平移小车实现管道左右移动，该功能在切割过程中，无需工作人员走动，仅需要平移小车即可实现。另一方面，由于支撑轮3与本体架1是转动连接，管道架设到支撑轮3轮面上，故可随时转动管道，该功能在切割管道时，非常方便，切割器具无需来回移动，仅需要转动管道即可，因为管道是沿其自身轴线转动，故切口整齐，切口与管道的轴线垂直度好。

进一步地，轨道车包括：第一轨道车以及第二轨道车，第一轨道车还包括：第一电动机4以及第二电动机5，第一电动机4与本体架1固定连接，第一电动机4的输出轴与支撑轮3固定连接；第二电动机5与本体架1固定连接，第二电动机5的输出轴与轨道轮2固定连接。

进一步地，第一电动机4以及第二电动机5均为伺服电机。

更为具体地，第一电动机4用于带动支撑轮3转动，进而实现管道沿自身轴线转动的效果。第二电动机5用于带动轨道轮2转动，进而实现管道平行移动的效果。第一电动机4以及第二电动机5均为伺服电机，本实施方式为永磁交流伺服电动机，其设有反馈转子位置的旋转光栅传感器，永磁交流伺服电机需搭配伺服电机驱动器使用，当接收到脉冲时，永磁交流伺服电机旋转制定的角度。通过配置伺服电机驱动器可以实现锁止功能，也即，当第一电动机4锁止时，支撑轮3停止转动，管道不能实现回转。当第二电动机5锁止时，轨道轮2停止转动，管道不能实现平移。

设有第一电动机4以及第二电动机5的管道切割支架，管道回转以及平移均采用电动机带动，节省人力，还能够使得工作人员远离管道，避免因管道不稳造成的安全隐患。第一电动机4以及第二电动机5均为伺服电机，该伺服电机带有锁止功能，能够将管道锁止在指定的位置上，防止管道产生移动。

进一步地，还包括：第一伺服电机驱动器、第二伺服电机驱动器以及数控控制系统，第一伺服电机驱动器用于接收外部信号驱动第一电动机4转动，第二伺服电机驱动器用于接收外部信号驱动第二电动机5转动，数控控制系统用于根据预定条件控制第一电动机4以及第二电动机5转动过程实现切出不同的管道切口；第一伺服电机驱动器以及第二伺服电机驱动器均设有输入端以及输出端，第一伺服电机驱动器以及第二伺服电机驱动器输入端分别与数控控制系统电连接，第一伺服电机驱动器输出端与第一电动机4电连接，第二伺服电机驱动器输出端与第二电动机5电连接。

更为具体地，数控控制系统用于控制管道回转以及平移两个动作，两个动作合成为特定轨迹，该控制方式在数控系统上被称为插补。

当两个管道需要对接时，两个管道构成相贯的关系，而两个管道的接口的展开线为相贯线，相贯线是一种特殊的曲线。

两个管道的相贯线可通过计算得出，也可以通过制图软件绘制，根据绘制出的相贯线，编制出G代码，该G代码在数控系统上执行，数控系统将G代码转化为控制两个坐标轴的控制信号，该坐标轴控制信号分别送入第一伺服电机驱动器以及第二伺服电机驱动器，第一伺服电机驱动器以及第二伺服电机驱动器分别驱动作为两个坐标轴电机的第一电动机4以及第二电动机5做回转动作，因为第一电动机4与支撑轮3构成传动连接关系，第二电动机5与轨道轮2构成传动连接关系，故第一电动机4转动带动管道转动，实现管道回转，进而实现管道沿第一坐标轴移动；第二电动机5带动轨道轮2转动进而带动管道沿轨道6平移，实现管道沿第二坐标轴的移动，从而实现切割出设计好的相贯线。

本实施方式的数控系统采用广州数控型号为GSK980TD的数控系统，该系统可以实现两轴联动插补。

该系统结构简单，在切割简单曲线时，可以通过操纵数控系统手动实现，如切割齐边的开口时，因为数控系统具有计数功能，故切割长度有非常好的保证，切口整齐美观。在切割任意制定长度的管道时，也即实现切割定长管道时，无需工作人员传统方式先划线后切割的方式，直接在数控系统上即可调整出预定的切割长度。

在切割复杂曲线时，如切割相贯线，可以将事先编制好的机床代码程序输入控制系统，通过数控系统执行机床代码程序可以实现预定条件的相贯线，切口整齐，操作简单，调整方便。

进一步地，支撑轮3表面设有防护层。

支撑轮3表面设有防护层，防护层为摩擦材料制成。本实施方式摩擦材料为石棉纤维摩擦材料，该摩擦材料以石棉纤维为填料，以树脂为黏结剂，采用热压工艺制成。摩擦材料可以提高支撑轮3对于管道的摩擦力，防止因支撑轮3与管道产生相对滑动，导致管道表面划伤；还可以防止因为管道相对支撑轮3表面产生相对滑动，导致支撑轮3计数不准导致降低数控系统切割曲线精度的问题。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。