一种清淤旋挖钻头及旋挖设备

技术领域

本发明属于清淤工程设备的技术领域，具体涉及一种清淤旋挖钻头及旋挖设备。

背景技术

随着城市建设发展，很多旧城区的河道、管涵普遍存在有不同程度的淤积现象，尤其是对于人口密集区域的河道管涵，缺乏日常的养护管理，生活污水生活垃圾淤积现象较为严重，从而导致城市排水管道不畅、易堵塞，进而在台风暴雨季节遭受洪涝灾害，造成城市内涝，但城市内的管涵下水道等管路错综复杂，对排水管道的清淤疏导工作已经成为城市管理中棘手的问题。

在以往管道发生堵塞时，一般是通过人工进行清理，由人工采用工具深入到管涵中进行清淤，人工清理的问题是清理的速度较慢、工作量巨大，需要较大的人力成本，为此衍生出清淤机器人。目前的管道清淤机器人的清淤系统大多是通过配流系统的作用产生压力变化将淤泥吸入或依靠淤泥的回收堆积到达崩口，进而将管道中的淤泥清理出来，再运走。目前的清淤机器人适用于淤泥较为松软质地、能直接吸取的情况，而遇到堆积时日已久的淤泥，坚硬的质地难以清理和吸入，使得清淤机器人顺利完成工作，还有可能造成设备损坏。中国发明专利CN114277918B，其公开了一种采用水平定向钻的排水管道清淤装置，其采用了水平定向钻机、高压水泵和淤泥输送装置等，通过高压喷头和切割盘对堵塞的淤泥进行切割软化，最后将淤泥搅拌输送出去，从而实现清淤的目的。但该发明的定向钻机仅有铰刀头4向前伸出，在遇到较硬的淤泥时，对铰刀头的压力较大，且对于堵塞的管道的清理效果不好。

为此，需要设计一种清淤效果好的清淤设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种清淤效果好的清淤旋挖钻头及旋挖设备。

本发明提供一种清淤旋挖钻头，其包括清淤主体、钻头主体、螺旋输送机构和输送管，所述钻头主体、所述螺旋输送机构与所述输送管依次连通，用于将所述钻头主体旋挖的淤泥经过所述螺旋输送机构和所述输送管后向外输送排出，所述螺旋输送机构设置在所述清淤主体的中部，所述钻头主体设置在所述清淤主体的前方；所述钻头主体包括多个支撑部，所述支撑部分别与所述钻头主体和所述清淤主体固定连接，所述清淤主体可同时带动所述钻头主体和所述支撑部旋转；在所述支撑部上还设置有多个旋挖刀头，所述旋挖刀头与所述支撑部活动连接并电连接，所述旋挖刀头旋转进行旋挖清淤。

优选地，多个所述支撑部对称设置，每个所述支撑部上的旋挖刀头间隔设置，在所述支撑部内设置有与所述旋挖刀头连接的驱动机构，用于带动所述旋挖刀头转动。

优选地，所述旋挖刀头包括刀头正面和刀头背面，所述刀头正面小于所述刀头背面，所述旋挖刀头为从所述刀头背面延伸至所述刀头正面形成棱角，所述旋挖刀头的厚度为所述刀头背面至所述刀头正面的距离。

优选地，所述旋挖刀头包括刀头主体和连接部，所述连接部设置在所述刀头主体的一侧，所述连接部包括在厚度方向上贯穿所述旋挖刀头的连接孔，所述连接部用于与所述支撑部连接，所述旋挖刀头以所述连接孔为旋转轴转动。

优选地，所述旋挖刀头的刀头主体朝远离所述连接部的方向延伸并形成刀尖部。

优选地，所述刀头主体靠近所述连接部的一侧朝向上凸出形成刺棱部，所述刺棱部凸出的形状为三棱锥。

优选地，所述刺棱部在远离所述连接部的一侧与所述刀头主体形成夹角，所述夹角小于90°。

优选地，还包括冲洗机构，所述冲洗机构包括高压水枪、伸缩臂和水管，所述高压水枪通过所述伸缩臂与所述水管连接，所述水管和所述伸缩臂设置在所述清淤主体内，所述伸缩臂控制所述高压水枪在旋挖作业时进行冲刷。

优选地，所述冲洗机构设置有多个，所述冲洗机构设置在相邻的两个所述支撑部之间。

本发明还提供一种旋挖设备，其包括上述任一项所述的清淤旋挖钻头、悬架装置、电力装置和远程控制设备，所述清淤旋挖钻头架设在所述悬架装置中并与所述电力装置电连接，所述悬架装置上还设置有媒体供应和通信装置，用于与所述远程控制设备连接，所述远程控制设备可控制所述旋挖设备作业状态；

清淤作业时，将所述悬架装置置于待清淤的管道中，所述清淤旋挖钻头朝向管道内，所述媒体供应和通信装置可实时拍摄管道内作业情况和显示所述旋挖设备的位置，所述远程控制设备控制所述悬架装置前进/后退及所述清淤旋挖钻头转动作业；在所述清淤旋挖钻头作业时，所述清淤旋挖钻头上的高压水枪对水上管壁和水下沉积物冲刷，淤泥和污水通过所述螺旋输送机构和输送管输送到外部。

本发明提供的清淤旋挖钻头在清淤主体的前方设置有多个支撑部并在支撑部上布置了多个旋挖刀头，在旋挖刀头转动旋挖时，清淤主体带动支撑部和旋挖刀头以清淤主体轴心为旋转轴转动，进一步提高了清淤效果，即使是遇到较硬的淤泥也能保证对淤泥实现破碎并输送出去，实现下水管道或者管涵的清淤。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本发明实施例提供的清淤旋挖钻头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的清淤旋挖钻头的正面的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的清淤旋挖钻头中旋挖刀头的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的旋挖设备的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1-图3，本发明实施例提供一种清淤旋挖钻头，其用于对下水管道和管涵进行清淤作业的清淤机器人或者清淤设备，通常架设在清淤机器人或者清淤设备的前方，清淤机器人或者清淤设备向前前进时，清淤旋挖钻头对堵塞、变硬的淤泥、堵塞物进行旋挖、破碎，以顺利将堵塞物输送出管道外，从而实现机械化清淤，降低施工作业难度。本实施例的清淤旋挖钻头包括清淤主体1、钻头主体2、螺旋输送机构3和输送管4，清淤主体1可以自身的轴心为旋转轴旋转，清淤主体1旋转一方面能对下水管道或者管涵的内壁进行二次清理，对前方钻头没有旋挖到的角落进行破碎；另一方面是可以带动前方钻头的转动。本实施例中钻头主体2、螺旋输送机构3与输送管4依次连通，钻头主体2前方可以设置有铰刀，可对淤泥或堵塞物进行破碎，经过破碎后的淤泥流动到钻头主体2内，经过螺旋输送机构3和输送管4后向外输送排出。螺旋输送机构3设置在清淤主体1的中部，钻头主体2设置在清淤主体1的前方。钻头主体2包括多个支撑部5，支撑部5分别与钻头主体2和清淤主体1固定连接，支撑部5从钻头主体2倾斜延伸到清淤主体1的外侧，即是对于的单个支撑部5来说，支撑部5为从前方的钻头主体2延伸到清淤主体1的外周侧的连接板，其形状可以为三角形或者是梯形，清淤主体1可同时带动钻头主体2和支撑部5旋转，当清淤主体1带动其他部件转动时，钻头主体2、倾斜延伸设置的支撑部5以及清淤主体1就会形成一个向前的圆锥，能更好地对堵塞的淤泥进行破碎，且由于清淤旋挖钻头转动时，在运动方向形成圆锥状，使整体受力更加均匀，清淤效果也更好。在本实施例中，在支撑部5上还设置有多个旋挖刀头6，旋挖刀头6与支撑部5活动连接并电连接，旋挖刀头6旋转进行旋挖清淤；即是每个旋挖刀头6都可以转动以进行旋挖，当清淤主体1也在带动支撑部5转动时，相当于是在旋挖刀头6自转的同时也以清淤主体1的轴心做旋转运动，可以保证清淤旋挖钻头所在横截面的区域都能被清理，且布置的多个旋挖刀头6能提高对坚硬的淤泥的破碎效果。

请参考图1-图2，本实施例中设置有四个支撑部5，多个支撑部5对称设置，本实施例中四个支撑部5以清淤主体1的轴心为对称中心均匀间隔分布，相邻支撑部5成垂直设置，对称分布的支撑部5在清淤旋挖钻头旋转起来后，对清淤旋挖钻头整体的受力更均匀，不会在旋转过程中晃动。每个支撑部5上的旋挖刀头6间隔设置，相邻的旋挖刀头6的间隔距离应大于单个旋挖刀头6的长度，避免相邻的旋挖刀头6发生碰撞；同时相邻的旋挖刀头6的间隔距离应小于两倍的旋挖刀头6的长度，以减少旋挖刀头6作业的死角，提高清淤破碎的效果。在支撑部5内设置有与旋挖刀头6连接的驱动机构，用于带动旋挖刀头6转动，即每个旋挖刀头6可以独立转动；而由于相邻的旋挖刀头6的间隔距离小于两倍的旋挖刀头6的长度，因此在同一个支撑部5上的所有旋挖刀头6的作业状态应保持一致，即每个旋挖刀头6的转动的角度和速度等参数都保持一致，避免相邻的旋挖刀头6发生碰撞。

请参考图3，本实施例的旋挖刀头6包括刀头正面和刀头背面，刀头正面小于刀头背面，旋挖刀头6为从刀头背面延伸至刀头正面形成棱角，旋挖刀头6的厚度为刀头背面至刀头正面的距离。旋挖刀头6的材质可以采用高强度材料制备，如硬质合金、陶瓷或者超硬材料等；且相对于刀片形状的旋挖刀头6，本实施例的异形旋挖刀头6更有效对硬质淤泥进行破碎和有较长的使用寿命，相对较厚的旋挖刀头6在作业碰到较硬的石头、金属等时，也不会轻易断裂。

请参考图3，进一步地，旋挖刀头6包括刀头主体7和连接部8，连接部8设置在刀头主体7的一侧，连接部8包括在厚度方向上贯穿旋挖刀头6的连接孔，连接部8用于与支撑部5连接，连接部8与支撑部5中的驱动机构固定连接，驱动机构可驱动旋挖刀头6转动，旋挖刀头6以连接孔为旋转轴转动。旋挖刀头6的刀头主体7朝远离连接部8的方向延伸并形成刀尖部9；刀头主体7靠近连接部8的一侧朝向上凸出形成刺棱部10，刺棱部10凸出的形状为三棱锥。在旋挖刀头6进行旋挖作业时，凸出的刀尖部9和刺棱部10高速旋转时具有较强的切削作用，可切削硬质石头或者金属等物质，提高清淤的效果。

请参考图3，在优选实施例中，刺棱部10在远离连接部8的一侧与刀头主体7形成夹角，夹角小于90°。在旋挖刀头6旋转时，以图3为例，旋挖刀头6旋转方向为逆时针转动，当刺棱部10与刀头主体7形成的夹角小于90°时，刺棱部10的顶端会先接触到硬质物体，从而对硬质物体进行切削，能提高旋挖刀头6的切削效果。

请参考图1-图2,，在本实施例中，清淤旋挖钻头还包括冲洗机构11，冲洗机构11包括高压水枪、伸缩臂和水管，高压水枪通过伸缩臂与水管连接，水管和伸缩臂设置在清淤主体1内，伸缩臂控制高压水枪在旋挖作业时进行冲刷。在作业时，高压水枪通过水管与外部水源连接，高压水枪相对于清淤主体1向外伸出，喷射出的高压水流对下水管道或者管涵的内壁上的沉积物进行冲刷，冲刷下来的污水也通过螺旋输送机构3和输送管4运走。进一步地，伸缩臂可以控制高压水枪的冲洗方向，当旋挖刀头6处堵塞淤泥时，可以通过控制伸缩臂调整高压水枪的角度来进行自清洁。进一步地，冲洗机构11设置有多个，冲洗机构11设置在相邻的两个支撑部5之间。

本发明实施例还提供一种旋挖设备，其包括上述任一项所述的清淤旋挖钻头12、悬架装置13、电力装置和远程控制设备，清淤旋挖钻头12架设在悬架装置13中并与电力装置电连接，悬架装置13上还设置有媒体供应和通信装置，用于与远程控制设备连接，远程控制设备可控制旋挖设备作业状态；

清淤作业时，将悬架装置13置于待清淤的管道中，清淤旋挖钻头12朝向管道内，媒体供应和通信装置可实时拍摄管道内作业情况和显示旋挖设备的位置，远程控制设备控制悬架装置13前进/后退及清淤旋挖钻头转动作业；在清淤旋挖钻头12作业时，清淤旋挖钻头12上的高压水枪对水上管壁和水下沉积物冲刷，淤泥和污水通过螺旋输送机构3和输送管4输送到外部。

本发明提供的清淤旋挖钻头在清淤主体的前方设置有多个支撑部并在支撑部上布置了多个旋挖刀头，在旋挖刀头转动旋挖时，清淤主体带动支撑部和旋挖刀头以清淤主体轴心为旋转轴转动，进一步提高了清淤效果，即使是遇到较硬的淤泥也能保证对淤泥实现破碎并输送出去，实现下水管道或者管涵的清淤。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。