一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置

1.本发明涉及cipp非开挖管道修复后支线位置处内衬复合管材开孔技术，具体为一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其包含进给组件、中心开孔组件、公转组件和圆周切削组件，所述进给组件包含底板、进给平台、进给导向部件和进给驱动部件，进给驱动部件驱动进给平台相对于底板运动，所述中心开孔组件包含中心开孔部件，所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件，所述公转板部件通过公转导向部件安装在进给平台上，所述圆周切削组件包含切削部件、圆周切削部件安装板和切削驱动部件，所述切割装置结构简单，应用所述切割装置能将覆盖支管的复合管材整片切割下来并携带出管道，并能适应中心开孔部件定心偏差。


背景技术：

2.在非开挖管道修复方面，cipp方法在待修复管道内附加一层纤维或织物增强的复合管材，一般情况下，复合管材与待修复管接触的一面是起到粘结作用的粘结剂，复合管材内壁为防止渗透的防渗膜。当用cipp方法所修复管道存在支管时，cipp修复后需要将内衬的复合管材在原管道支管开孔位置处切开，保证修复后的支管畅通，管径较大时，工作人员可以进入管道中将支管位置处的内衬复合管材切除，但是当管径较小时，人无法进入管道内，需要开发专门的管道机器人完成支管接头位置处的内衬复合管材切割。一般情况下，把覆盖支管开口的复合管材圆周切割下来之后，切割下来的复合管材会落入管中，需要进行清理(或称为回收)，以防止残片、残渣残留堵塞管道，便于后续切割。
3.目前，国内外管道修复行业切割内衬复合管材的管道机器人均采用遥控的、高速旋转的气动铣刀头切割内衬管材，操作过程中，操作人员一般在管道外遥控进行切割，操控机械臂用铣刀头沿着支管孔的边缘附近切割复合管材，由于铣刀头的运动轨迹完全是操作人员遥控，一方面，导致铣刀头切割后的支线开孔边缘部位的复合管材切口不整齐，另一方面，操作稍有不慎，容易损伤支管周围修复后的复合管材内表面，另外，这种切割方式将需要切割的复合管材切割成不规则的碎片或粉末，无法将切割下来的复合管材携带出管道，人工遥控切割、清除碎片的难度较大，操作人员容易操作失误。为了保持管道内的清洁，便于切割机器人在管道内的行走，切割装置最好能将复合管材沿支线管开口处的圆周整片切下，并能够将切下的片状复合管材整片携带出管外。
4.鉴于以上问题，本发明公开一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，所述切割装置能将覆盖支管开孔位置的复合管材整片切下并携带出管外，应用所述切割装置利于实现开孔时切割的自动化以及计算机辅助切割。


技术实现要素：

5.对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其解决方案是：一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于其包含进给组件、中心开孔组件、公转组件以及圆周切削组件。
6.所述进给组件包含底板、进给平台、进给导向部件和进给驱动部件，所述进给平台通过进给导向部件安装在底板上，底板及进给平台为板状或框架状结构，进给驱动部件直接或间接与底板和进给平台连接或接触，进给驱动部件驱动进给平台相对于底板做相对运动，进给导向部件保证进给平台的进给运动为平动。所述进给组件包含检测进给平台进给位置的传感器。
7.所述中心开孔组件包含直接或间接安装在进给平台上的中心开孔部件，所述中心开孔部件为能通过平动刺穿复合管材或者通过旋转运动及平动组合运动钻透复合管材的锥状或钻头状部件，中心开孔部件的长度方向与进给平台进给方向平行，当中心开孔部件通过旋转及平动运动的组合运动钻透复合管材时，中心开孔组件还包含安装在进给平台上的中心开孔驱动部件，所述中心开孔驱动部件驱动中心开孔部件绕自身轴线旋转，为了防止切割后的片状复合管材从中心开孔部件脱落，所述中心开孔部件上具有阻挡片状复合管材从中心开孔部件上脱落的阻挡结构，阻挡结构是比中心开孔部件主体粗的端部结构。
8.所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件，所述公转板部件通过公转导向部件安装在进给平台上，公转驱动部件驱动公转板部件绕与进给平台进给方向相平行的轴心线转动。
9.所述圆周切削组件包含圆周切削部件安装板、圆周切削部件和圆周切削驱动部件，所述圆周切削部件安装板摆动或平动安装在公转板部件上，圆周切削部件安装板的运动所在平面与进给平台进给方向垂直，所述摆动的圆周切削部件安装板是能够以其上一点为圆心摆动的板状或框架状部件，所述平动的圆周切削部件安装板的平动是沿公转板部件转动轴心向外辐射方向的往复运动，所述圆周切削部件为能实现旋转径向切割的部件，优选为铣刀状部件，圆周切削部件安装在圆周切削部件安装板上，圆周切削部件长度方向与进给运动方向平行，所述圆周切削驱动部件安装在进给平台、公转板部件或圆周切削部件安装板上，圆周切削驱动部件为驱动圆周切削部件自转的部件。
10.所述切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置包含切割轨迹控制部件，切割轨迹控制部件用于控制圆周切削部件与中心开孔部件之间的距离范围以及圆周切削部件切割复合管材过程中向远离中心开孔部件方向移动的力，所述切割轨迹控制部件安装在底板或公转板部件上，并与圆周切削部件安装板接触或连接，所述切割轨迹控制部件利用气缸或接触限位部件使圆周切削部件与中心开孔部件在开始切割复合管材前距离保持最近，利用气缸、弹簧等弹性部件在切割过程中给圆周切削部件施加远离中心开孔部件的力。
11.在带孔钢管内应用所述切割装置切割覆盖孔的复合管材时，使中心开孔部件沿钢管径向对准支管开孔位置处待切割复合管材的中心位置或中心位置附近，进给驱动部件驱动进给平台向待切割的复合管材进给，中心开孔组件与覆盖孔的复合管材接触，进给平台继续进给，中心开孔驱动部件驱动中心开孔部件在复合管材中心附近开一个孔，圆周切削驱动部件驱动圆周切削部件自转，圆周切削部件也在待切割复合管材上切一个孔，公转驱动部件驱动公转板部件公转，圆周切削驱动部件驱动圆周切削部件自转，圆周切削部件一方面自转，一方面随公转板公转，圆周切削部件随公转板部件公转至少一圈多将复合管材圆周一圈全部切断，使圆周切削部件最终形成一个闭合圆周形的切割轨迹将支管部位的复合管材切下，整个切割过程中，进给驱动部件驱动进给平台的高度保证中心开孔部件及圆周切削部件一直穿过被切割复合管材，切割完后，进给组件的进给平台向接近底板的方向
移动，切削下来的圆片状复合管材被串在中心开孔部件上，便于将其带出管外。所述切割装置结构简单，并能适应中心开孔部件的定心偏差，应用所述切割装置利于实现带支线钢管内的覆盖支线开孔的复合管材的自动及计算机辅助切割。
附图说明
12.图1为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1的三维结构示意图。
13.图2为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1结构左视示意图。
14.图3为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1结构俯视示意图。
15.图4为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1所述切割装置的局部结构示意图。
16.图5为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1所述进给组件示意图。
17.图6为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1所述公转组件和圆周切削部件安装板的结构示意图。
18.图7为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例1所述进给平台进给到的中心开孔组件和圆周切削组件与复合管材接触的结构示意图。
19.图8为本发明切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置圆周切削部件的圆周切削轨迹示意图。
20.图中：1.底板 10.气囊 110.固定铰链支座 111.铰链连杆组 112.进给导轨 113.活动铰链支座 114.铰链支座安装滑块 12.进给导向杆 13.弹簧 2.中心开孔组件 21.钻头 210.中心开孔电机 213.联轴器 22.从动带轮 23.铣刀 24.限位杆安装支座组合 241.限位杆 25.张紧轮 251.张紧轮固定板 260.一级同步带 261.二级同步带 27.铣刀固定板 28.垫块 30.进给平台 300.公转导向部件 31.公转板部件 311.圆周切削部件安装板 320.公转电机 321.小齿轮 322.大齿轮 40.复合管材 41.管壁 42.孔壁 5.挡块部件
具体实施方式
21.下面结合图例给出本发明一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置的几个具体实施例，这些实施例仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明权利要求的限制，本发明未述及之处适用于现有技术。
22.本发明一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置的实施例1(如图1-7所示)；
23.一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于其包含进给组件、中心开孔组件、公转组件以及圆周切削组件。
24.所述进给组件包含底板1、进给平台30、进给导向部件和进给驱动部件，所述底板1为板状部件(不排除采用框架状部件)，所述进给平台30为板状(不排除采用框状部件)，进给平台30通过进给导向部件安装在底板1上，如图1、5所示，所述进给导向部件包括进给导
轨112、铰链支座安装滑块114、固定铰链支座110、活动铰链支座113和铰链连杆组111，四根进给导轨112分别安装在底板1以及进给平台30上，铰链支座安装滑块114滑动装配在进给导轨112上，4个活动铰链支座113安装在铰链支座安装滑块114上，4个固定铰链支座110分别安装在底板1以及进给平台30上，铰链连杆组连接固定铰链支座110以及活动铰链支座113，形成剪刀结构的升降导向结构，保证进给平台30与底板1之间的间距变化时进给平台30与底板1之间保持平行。
25.不排除采用其它结构的进给导向部件，例如，可以采用导杆滑块结构的进给导向杆12，所述进给导向杆12为带有直线轴承的杆状部件，两组直线轴承和导向杆分别安装在进给平台30和底板1上，导向杆穿过直线轴承，这样也可以使进给平台30与底板1之间的间距变化时进给平台30与底板1之间保持平行，只要是能使进给平台30与底板1之间的间距变化时进给平台30与底板1之间保持平行的导向结构均可以作为进给导向部件。
26.所述进给驱动部件包含气囊10及弹簧13，所述气囊10位于底板1和进给平台30之间，并通过安装在进给平台30上的中心开孔电机210与进给平台30间接接触，当气囊充气时，推动中心开孔电机20远离底板1，进给平台30通过进给导向部件的导向相对底板1平行远离。为了在气囊10停止驱动后进给平台30能够自动向底板1靠拢，在进给平台30和底板1之间安装拉伸弹簧13，当驱动进给部件10的气囊放气后，进给平台靠拉伸弹簧13的拉力自动向底板1靠近收回，弹簧13的拉力大于进给平台30以及进给平台30上安装的所有部件的重力，使得进给平台在任意朝向时都能自动收回。
27.为了能检测进给平台30的进给位置，将拉线位移传感器安装在底板1和进给平台30之间，当进给平台30运动时，能检测出进给平台的进给量，便于通过调整气囊10的充气量控制进给平台的进给量，当然不排出其它检测形式检测进给平台30的进给位移，例如进给驱动部件采用带有位置检测的直流电动推杆、用光学传感器等方法均可。
28.所述中心开孔组件包含中心开孔部件和中心开孔驱动部件。一个带有三角尖端的钻头21作为中心开孔部件，三角尖端的旋转圆周轮廓尺寸大于钻柄的直径，钻头21端部的三角尖端作为中心开孔部件的阻挡结构用于防止切割后的片状复合管材从中心开孔部件上脱落，钻头21通过联轴器213安装在中心开孔电机210的电机轴上，中心开孔电机210作为中心开孔驱动部件安装在进给平台30下面，中心开孔电机210驱动钻头21自转，气囊10驱动进给平台30带动钻头21与复合管材接触，中心开孔电机210驱动钻头21转动，使得钻头21将复合管材中心开孔。并不排除中心开孔组件只有中心开孔部件，例如将中心开孔部件换为类似三棱刮刀尖状切削刃的刺穿部件，不配置中心开孔电机210，气囊驱动进给平台30升起时，刺穿部件直接将复合材料管材扎透。所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件。除了用三角钻的三角端部作为阻挡结构，类似倒钩、沿钻头径向伸出的弹性片结构等都可以作为阻挡结构，只要是比中心开孔部件的主体粗的端部结构都可以作为阻挡结构。尽管本实施例中钻头21直接通过联轴器安装到了中心开孔电机210的轴上，但是不排除两者均安装在进给平台30上，再通过带、链或齿轮等传动驱动。
29.所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件，如图6所示，所述公转板部件31为一个圆形空心板状部件(当然不排除采用扇形状半圆环状等其它形状的公转板部件)，公转板部件31安装在公转导向部件300上，所述公转导向部件300为一个外圈有轴承的圆形环状部件，公转导向部件300安装在进给平台30上面，公转板部件31的内圈与公
转导向部件300轴承的外圈配合，并通过公转导向部件300安装在进给平台30上，可相对进给平台30旋转，所述公转驱动部件包括安装在进给平台30下面的公转电机320、安装在公转电机320电机轴上的小齿轮321和安装在公转板部件下面的大齿轮322，小齿轮321与大齿轮322相啮合，公转电机320驱动小齿轮321转动，小齿轮321将动力传递给大齿轮322，大齿轮322转动带动公转板部件31以钻头21的转动中心为轴线转动，该转动也称为围绕中心开孔部件公转。
30.所述圆周切削组件包含圆周切削部件安装板、圆周切削部件和圆周切削驱动部件。
31.所述圆周切削部件安装板311为一个板状(不排除框架状)部件，圆周切削部件安装板311一端铰接在公转板部件31上，并能围绕铰接中心点在与公转板部件31相平行的平面内摆动，所述圆周切削部件为铣刀23，铣刀23通过轴承可转动地安装在圆周切削部件安装板311远离铰接端的另一端，为了提高铣刀23的稳定性，在圆周切削部件安装板311上安装与圆周切削部件安装板311平行的铣刀固定板27共同导向铣刀23的转动，铣刀固定板27通过垫块28安装在圆周切削部件安装板311上，铣刀23通过圆周切削部件安装板311和铣刀固定板27上安装的轴承。
32.所述圆周切削驱动部件包括从动带轮22和中心开孔电机210，所述从动带轮22为内圈安装了轴承的同步带轮，从动带轮22安装在公转板部件31上，从动带轮22的转动中心为圆周切削部件安装板311的摆动中心(圆周切削部件安装板311与进给平台30的铰接中心)，所述中心开孔驱动电机210不仅作为中心开孔驱动部件，还作为圆周切削驱动部件驱动铣刀23自转。中心开孔电机210驱动钻头21转动，钻头21通过钻头21上套的带轮以及一级同步带260将运动传递给从动带轮22，从动带轮22通过二级同步带261将运动传递给铣刀23，驱动铣刀23自转将复合管材开孔。公转电机320驱动公转板部件31围绕钻头21公转，安装在公转板部件31上的圆周切削部件安装板311和从动带轮22围绕钻头21公转，安装在圆周切削部件安装板311上的铣刀23围绕钻头21公转，随着圆周切削驱动部件驱动铣刀23圆周切削复合管材，复合管材给铣刀23的阻力和铣刀23切削复合管材产生的分力使得铣刀23和圆周切削部件安装板31在围绕钻头21公转的同时，相对公转板部件31以圆周切削部件安装板311的转动中心向外摆动，也称为圆周切削部件安装板311向公转的半径增大的方向摆动，直到铣刀23与钢管支管开孔的钢管边缘紧贴，使铣刀23形成自适应直径变化的圆周轨迹切削复合管材。
33.为了防止铣刀23圆周切削复合管材时，钻头21和从动带轮22之间的一级同步带260传动出现打滑现象，在钻头21和从动带轮22之间的带传动加了一个张紧轮25，所述张紧轮25为内圈有轴承的同步带轮，张紧轮25安装张紧轮固定板上，并可以相对张紧轮25旋转，所述张紧轮固定板251为板状部件，张紧轮固定板251安装在公转板部件31上。
34.尽管本实施例采用铣刀作为圆周切削部件，但是不排除采用其它具有径向切削功能的刀具，例如带有外切削刃的两棱或三棱刀具等代替铣刀作为圆周切削部件。
35.在带孔钢管内应用所述切割装置切割覆盖孔的复合管材时，需要先通过载具携带所述切割装置行走到管道中存在支线孔的管道内，再通过载具上所携带的传感器检测扫描支管开孔的位置，使钻头21沿钢管径向对准支线开孔中心或中心附近，开始切割覆盖孔的复合管材。气囊10充气后驱动进给平台30沿钢管径向移动，钻头21向待切割的复合管材进
给并与覆盖孔的复合管材接触，进给平台继续进给，中心开孔电机210驱动钻头21在复合管材中心附近钻一个孔，铣刀也在待切割复合管材上切一个孔，公转电机320驱动公转板部件31公转，铣刀23一方面自转，一方面随公转板公转，同时还绕圆周切削部件安装板311的摆动中心摆动，铣刀23随公转板部件31公转至少一圈以上，直到将复合管材圆周一圈全部切断，使铣刀23最终形成一个闭合圆周形的切割轨迹将支管开孔部位的复合管材切下，当铣刀23从复合管材上某一点开始切割时，铣刀23会逐渐靠近支线管开孔的孔壁，图8所示为铣刀切割走过的轨迹。整个切割过程中，进给平台30的高度保证钻头21及铣刀23一直穿过被切割的复合管材，切割完后，进给平台30向接近底板1的方向移动，切削下来的圆片状复合管材被串在钻头21上，将其携带出钢管。
36.为了让铣刀23从公转半径较小的位置开始切削，在底板1的侧面安装有挡块部件5，所述挡块部件5为一个折弯板状部件，气囊10开始驱动进给平台30进给之前，挡块部件5的上沿和圆周切削部件安装板311的上沿平齐，圆周切削部件安装板311随公转板部件31逆时针公转时，如图3所示，由于挡块部件5的限位，圆周切削部件安装板311安装铣刀23的一端被挡块部件5推动向接近钻头21的方向摆动，铣刀23随公转板部件31转动的公转半径变小，相当于铣刀23与钻头21之间的间距变小，当铣刀23与钻头21之间的间距减小到一定范围后，公转驱动电机320停止驱动，铣刀23和圆周切削部件安装板311停止公转，气囊10开始驱动进给平台30进给，当钻头21和铣刀23都透过复合管材后，圆周切削部件安装板311的底面才高于挡块部件5的顶部，圆周切削部件安装板311可以在切割的过程中向外摆动使铣刀23与钻头21之间的间距逐渐变大，这样能适应更小直径支管的开孔操作，也利于提高开孔时对钻头偏离支管开孔中心的适应能力，即使钻头与支管开孔中心具有一定的偏离，也能保证铣刀能穿过支管开孔处的复合管材。
37.铣刀切割复合管材的过程中，公转板部件31通过圆周切削部件安装板311摆动中心给圆周切削部件安装板311施加一个推力，当圆周切削部件安装板311向外摆动角度较大时，该推力会使铣刀23向远离钻头21的方向摆动，同时，右旋铣刀自转铣削时产生的切削力也会使铣刀23向大公转半径方向(远离钻头21的方向)摆动，为了提高圆周切削部件安装板311从铣刀23距离钻头21较近时向公转半径增大方向(远离钻头21方向)摆动的力，同时为了限制圆周切削部件安装板311摆动的最大公转半径，在所述圆周切削部件安装板311和公转板部件31之间设置外摆推动装置，所述外摆推动装置包含在圆周切削部件安装板311和公转板部件31上安装的一个限位杆安装支座组合24和限位杆241作为圆周切削部件安装板311的摆动限位部件，所述限位杆安装支座组合24为一对折弯的板状部件，圆周切削部件安装板311上面安装了一个限位杆安装支座组合24的一个支座，限位杆安装支座组合24的另一个支座安装在公转板部件31上，所述限位杆241为一个套有弹簧的杆状部件，限位杆241穿插在限位杆安装支座组合24的两个支座中，限位杆安装支座组合24上的孔与限位杆241间隙配合，公转驱动电机230开始驱动公转板部件31公转时铣刀23和圆周切削部件安装板311的公转半径较小，此时限位杆241上套的弹簧位于两个限位杆安装支座之间处于受压状态，限位杆241上套的弹簧通过限位杆安装支座组合24给圆周切削部件安装板311的推力使得圆周切削部件安装板311向外(远离钻头的方向)摆动，随着切削的进行，圆周切削部件安装板311上安装的铣刀23的公转半径逐渐增大，为了限制圆周切削部件安装板311上安装的铣刀23的公转半径，在限位杆241上安装有螺母作为轴向限位元件限制限位杆安装支座组
合24两个支座的最大间距，通过限制圆周切削部件安装板311在公转板部件31上的摆动幅度限制了铣刀的最大公转半径。
38.所述挡块部件5以及外摆推动装置均作为切割轨迹控制部件，用于控制铣刀与钻头之间的距离范围以及铣刀向远离钻头方向摆动的力，铣刀向远离钻头方向摆动的力越大，切割过程中铣刀接触支线开孔管壁的速度越快。
39.在带有支线开孔钢管中切割覆盖支线开孔的复合管材中应用所述切割装置时，所述带孔钢管上有覆盖孔的复合管材40，如图8所示，铣刀23从覆盖孔的复合管材40的某一点开始切削，开始切削的该点位于支线开孔边沿以内，铣刀23圆周切削过程中逐渐靠近孔壁42，直到贴着孔壁42的边缘圆周切削一圈将覆盖支线开孔的复合管材40切下，图8中的箭头表示铣刀23圆周切削覆盖孔的复合管材40时的移动方向，图8中圆周上方圆周内部的圆弧段代表铣刀刚开始切割复合管材时切割直径逐渐增大逐渐切割到支管管壁走过的轨迹。
40.本发明一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例2：
41.本实施例与实施例1的不同在于：
42.采用带倒钩的锥形部件作为中心开孔部件，进给平台30进给时，中心开孔部件直接扎透复合管材，且切割完后能依靠倒钩防止切下的片状复合管材从锥形部件上脱落，倒钩作为中心开孔部件的阻挡结构用于防止切割后的片状复合管材从中心开孔部件上脱落，除三角钻及锥形部件之外，只要能将复合管材穿透的部件均可以作为中心开孔部件。
43.进给驱动部件采用进给气缸代替气囊10，进给气缸固定安装在底板1上，进给气缸的气缸杆顶在进给平台30上，如果把进给气缸的气缸杆与进给平台30连接起来，进给气缸不仅可以驱动进给平台30远离底板1，还能驱动进给平台接近底板，这样就可以将实施例1中的弹簧13也一并代替。当然也可采用旋转电机加丝杆作为进给驱动部件，这些驱动方式在升降平台中具有广泛的应用。
44.取消公转板部件，将从动带轮22和摆动板部件311安装在大齿轮322上，大齿轮322内圈套有轴承与公转导向部件300外圈配合。
45.在实施例1从动带轮22位置处的公转板部件31或圆周切削部件安装板311上安装独立的铣刀驱动电机作为圆周切削驱动部件，铣刀驱动电机用链传动铣刀，公转导向部件上安装导电滑环给铣刀驱动电机供电，不排除将铣刀驱动电机换成气动马达作为圆周切削驱动部件，公转导向部件上安装气滑环给气动马达供气。
46.采用气缸作为切割轨迹控制部件代替实施例1中的挡块部件5、限位杆安装支座组合24和限位杆241，将气缸固定在公转板部件31上，气缸杆与圆周切削部件安装板311连接，在切割过程中气缸杆伸出推动圆周切削部件安装板311带动铣刀向公转半径增大的方向(与中心开孔部件距离变远的方向)摆动，气缸达到最大冲程时，圆周切削部件安装板311带动铣刀23摆动到最大公转半径的位置，当铣刀开始切割复合管材前，气缸杆缩回，拉动圆周切削部件安装板311向铣刀公转半径减小的方向摆动，使铣刀与中心开孔部件距离最近，即使中心开孔部件没有定位在待切割支线开孔的中心位置，铣刀也能在支线开孔的范围内穿过复合管材。
47.本发明一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置实施例3：
48.本实施例与实施例1的不同在于：
49.在公转板部件31上沿钻头径向安装径向导轨滑块组件，作为圆周切削部件的铣刀
及作为圆周切削驱动部件的铣刀驱动电机均固定在圆周切削部件安装板上，圆周切削部件安装板固定在径向滑块上，采用公转板部件31上安装的气缸调整切削部件安装板的位置，开始切削孔之前，气缸拉动切削部件安装板使铣刀与钻头21距离最近，钻头及铣刀均在复合管材上开孔完成后，公转电机320开始驱动公转板部件31开始转动时，气缸向外推动切削部件安装板平动，使铣刀切削圆的直径不断扩大，直到铣刀碰到支管开孔的金属孔壁，铣刀会沿支管开孔的孔壁前进切割复合管材。
50.本实施例在图1中底板1右侧竖直方向的立板上安装铅锤方向的导轨滑块组合作为进给导向部件，将进给平台30安装到铅锤方向的滑块上实现对进给平台30的导向，这种情况下，进给平台30进给运动时相对于安装铅锤方向导轨滑块的立板不再是接近于远离，而是垂直方向的平动，因此，进给导向部件只要能导向进给平台30沿进给方向(沿铣刀和钻头轴线方向)平动即可。
51.所有实施例中的驱动装置均可以用具有相同功能的常用部件及机构替换，如转动可以改为气动马达驱动，移动可以改为直线电机、旋转电机加丝杆、电机加凸轮顶杆、电磁铁等驱动，导向可以采用光轴、滑块或线性导轨等导向等，这些均属于本领域的常识，不再赘述。本发明不限于上文讨论的实施例，本领域技术人员可根据本发明推理出其它变体形式，这些变体形式也属于本发明的主题。

技术特征：
1.一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于其包含进给组件、中心开孔组件、公转组件以及圆周切削组件，所述进给组件包含底板、进给平台、进给导向部件和进给驱动部件，所述进给平台通过进给导向部件安装在底板上，进给驱动部件直接或间接与底板和进给平台连接或接触，进给驱动部件驱动进给平台相对于底板做相对运动，进给导向部件保证进给平台的进给运动为平动，所述中心开孔组件包含直接或间接安装在进给平台上的中心开孔部件，所述中心开孔部件为能通过平动刺穿复合管材的锥状部件或者通过旋转运动及平动组合运动钻透复合管材的钻头状部件，中心开孔部件的长度方向与进给平台进给方向平行，所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件，所述公转板部件通过公转导向部件安装在进给平台上，公转驱动部件驱动公转板部件绕与进给平台进给方向相平行的轴心线转动，所述圆周切削组件包含圆周切削部件安装板、圆周切削部件和圆周切削驱动部件，所述圆周切削部件安装板摆动或平动安装在公转板部件上，圆周切削部件安装板运动所在的平面与进给平台进给方向垂直，圆周切削部件安装在圆周切削部件安装板上，圆周切削部件长度方向与进给平台的进给方向平行，所述圆周切削部件为能实现旋转径向切割的部件，圆周切削驱动部件为驱动圆周切削部件自转的部件。2.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于当所述中心开孔部件通过旋转运动及平动组合运动钻透复合管材时，中心开孔组件还包含安装在进给平台上的中心开孔驱动部件，所述中心开孔驱动部件驱动中心开孔部件绕自身轴线旋转。3.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述中心开孔部件上具有阻挡结构，所述阻挡结构是比中心开孔部件主体粗的端部结构。4.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述摆动的圆周切削部件安装板一端铰接在公转板部件上，所述平动的圆周切削部件安装板的平动是沿公转板部件转动轴心向外辐射方向的往复运动。5.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于圆周切削部件为铣刀状部件。6.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述圆周切削驱动部件安装在进给平台、公转板部件或圆周切削部件安装板上。7.根据权利要求1所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置包含切割轨迹控制部件，所述切割轨迹控制部件安装在底板或公转板部件上，并与圆周切削部件安装板接触或连接。8.根据权利要求7所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述切割轨迹控制部件利用气缸或接触限位部件使圆周切削部件与中心开孔部件在开始切割复合管材前距离保持最近。9.根据权利要求7所述的切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其特征在于所述切割轨迹控制部件利用气缸或弹性部件在切割过程中给圆周切削部件施加远离
中心开孔部件的力。

技术总结
本发明涉及CIPP非开挖管道修复后支线位置处内衬复合管材开孔技术，具体为一种切割覆盖钢管支管孔的复合管材的切割装置，其包含进给组件、中心开孔组件、公转组件和圆周切削组件，所述进给组件包含底板、进给平台、进给导向部件和进给驱动部件，进给驱动部件驱动进给平台相对于底板做相对接近与远离的运动，所述中心开孔组件包含中心开孔部件，所述公转组件包含公转板部件、公转导向部件和公转驱动部件，所述公转板部件通过公转导向部件安装在进给平台上，所述圆周切削组件包含切削部件、圆周切削部件安装板和切削驱动部件，所述切割装置结构简单，能将覆盖支管的复合管材整片切割下来并携带出管道，并能适应中心开孔部件定心偏差。差。差。


技术研发人员：吕汉明 罗家宝
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/23