本發(fā)明涉及一種液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)及其控制方法，屬于建筑施工領域。

背景技術：

液壓爬?？梢约涌焓┕さ乃俣龋壳耙呀?jīng)在高層、超高層建筑施工中得以廣泛應用。液壓爬模通常包括模板系統(tǒng)、爬升系統(tǒng)和工作平臺系統(tǒng)三大部分，其中爬升系統(tǒng)可帶動液壓爬模整體向上運動，其操作便捷性直接影響到施工速度，其操作的穩(wěn)定性直接關系到施工的安全性。

常見的爬升系統(tǒng)如附圖1所示，通常包括導軌110、上防墜器120、下防墜器130、液壓油缸140，通過液壓油缸140的伸縮，實現(xiàn)上防墜器120、下防墜器130的卡爪交替支撐于導軌110的卡孔內，從而帶動液壓爬模整體爬升。

目前，液壓爬模爬升控制系統(tǒng)多采用手動操作切換伸缸與縮缸，伸缸操作步驟如下：首先，下防墜器卡爪插入導軌卡孔內，成為持力端，手動切換為伸缸；接著，液壓油缸推動上防墜器向上滑動，上防墜器上升一個孔距，卡爪彈入導軌卡孔內并發(fā)出“啪嗒”聲；操作人員聽到卡爪彈入導軌卡孔內的“啪嗒”后，停止伸缸，完成一次伸缸操作。伸缸操作完成后，進行縮缸操作：首先，上防墜器的卡爪插入導軌卡孔內成為持力端，手動操作更改為縮缸；之后，液壓油缸收縮，帶動下防墜器上升一個孔距，卡爪彈入導軌卡孔內并發(fā)出“啪嗒”聲；操作人員聽到卡爪彈入導軌卡孔內的“啪嗒”后，停止縮缸，完成一次縮缸操作。

然而，在實際施工中，人為切換伸缸、縮缸操作，既浪費人工，又降低了施工效率，同時人工操作還易導致安全事故。另外，整體式液壓爬模通常包括多個爬升系統(tǒng)，且分布在各個方位，需要多個爬升系統(tǒng)協(xié)同工作，因此需要多人同時操作多個爬升系統(tǒng)，或者一人同時操作多個爬升系統(tǒng)，這進一步降低了施工效率，同時進一步增加了人工操作中的安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

針對液壓爬模施工中手動切換爬升系統(tǒng)的伸缸與縮缸作業(yè)所存在的施工效率低、安全隱患大的問題，本發(fā)明提供一種液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)及其控制方法，實現(xiàn)爬升系統(tǒng)的全自動操作，智能識別液壓油缸伸缸與縮缸動作是否到位，全自動切換伸缸和縮缸作業(yè)，從而提高了施工效率，并極大提升爬升中的安全性。

為解決以上技術問題，本發(fā)明包括如下技術方案：

一種液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)，所述全自動爬升系統(tǒng)包括，

液壓機械系統(tǒng)，所述液壓機械系統(tǒng)包括導軌、上防墜器、下防墜器及液壓油缸；其中所述導軌上設置有卡孔，所述上防墜器、下防墜器附著于導軌上，所述上防墜器、下防墜器均設置有與所述卡孔相對應的卡爪，所述液壓油缸的兩端分別與所述上防墜器、所述下防墜器固定連接；

數(shù)字傳感系統(tǒng)，所述數(shù)字傳感系統(tǒng)包括位移傳感器及“0-1”信號發(fā)射器；其中，所述位移傳感器用以測量所述上防墜器、下防墜器之間的距離；所述上防墜器、下防墜器均設置有“0-1”信號發(fā)射器，所述卡爪彈入所述卡孔時，觸發(fā)所述“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出“1”信號；

爬升控制系統(tǒng)，所述爬升控制系統(tǒng)包括位移判斷器、“0-1”信號接收器及液壓油缸控制器；其中，所述位移判斷器接收所述位移傳感器的數(shù)據(jù)，并判斷所述液壓油缸伸缸操作或縮缸操作是否到位；其中，所述“0-1”信號接收器用以接收所述“0-1”信號發(fā)射器的信號；所述液壓油缸控制器與所述位移判斷器、所述“0-1”信號接收器相連，用以控制所述液壓油缸進行伸缸操作及縮缸操作。

優(yōu)選為，所述卡爪為梭形結構，中部通過軸承固定，所述卡爪靠近所述卡孔的一端設置與所述卡孔對應的卡扣面，另一端設置有觸發(fā)所述“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出“1”信號的觸發(fā)面。

優(yōu)選為，所述卡爪與所述導軌接觸的一端設置有滾輪。

優(yōu)選為，所述卡爪上設置有彈簧，使所述卡爪緊貼所述導軌，并將所述卡爪彈入所述卡孔內。

優(yōu)選為，所述位移傳感器為數(shù)字式拉線位移傳感器，兩端分別與所述上防墜器、下防墜器固定連接。

優(yōu)選為，所述爬升控制系統(tǒng)連接有移動終端。

相應地，本發(fā)明還提供了一種液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

S1：開啟液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)，開始爬升作業(yè)；

S2：液壓油缸控制器控制液壓油缸進行伸缸操作，下防墜器的卡爪位于卡孔中，作為持力端，液壓油缸抬升上防墜器的卡爪至上一卡孔位置，上防墜器的卡爪彈入卡孔內，上防墜器上的“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出“1”信號；

S3：位移判斷器判定液壓油缸伸缸到位，且“0-1”信號接收器接收到上防墜器的“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出的“1”信號，判定該次伸缸操作完成；

S4：液壓油缸控制器控制液壓油缸進行縮缸操作，上防墜器的卡爪位于卡孔中，作為持力端，液壓油缸拉升下防墜器的卡爪至上一卡孔位置，下防墜器的卡爪彈入卡孔內，下防墜器上的“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出“1”信號；

S5：位移判斷器判定液壓油缸縮缸到位，且“0-1”信號接收器接收到下防墜器的“0-1”信號發(fā)射器發(fā)出的“1”信號，判定該次縮缸操作完成；

S6：重復步驟S2-S5，直至液壓爬模爬升至預定標高，轉入步驟S7；

S7：關閉液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)，結束爬升作業(yè)。

優(yōu)選為，步驟S1與步驟S2之間，還包括步驟S1-1：“0-1”信號接收器接收到上防墜器、下防墜器上的“0-1”信號發(fā)射器均發(fā)出“1”信號，且位移判斷器判定液壓油缸處于正常狀態(tài)時，轉入步驟2。

優(yōu)選為，步驟S3中液壓油缸伸缸到位的判定方法為：當L_測-L∈[L_孔距-s,L_孔距+s]時，判定伸缸到位；步驟S5中液壓油缸縮缸到位的判定方法為：當L_測-L∈[-s,s]時，判定縮缸到位；其中，L_測為位移傳感器測量的上防墜器、下防墜器之間的距離；L為液壓油缸正常狀態(tài)時上防墜器、下防墜器之間的距離，為一常數(shù)；L_孔距是指上下兩個相鄰的卡孔之間的標準孔距，為一常數(shù)；s為偏差值，為一指定常數(shù)。

進一步，m個液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)協(xié)同工作時：

所述步驟S3還包括：判定m個液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)全部完成伸缸操作時，進入步驟S4；

所述步驟S5還包括：判定m個液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)全部完成縮缸操作時，進入步驟S6。

本發(fā)明由于采用以上技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點或積極效果：

(1)通過設置數(shù)字傳感系統(tǒng)和爬升控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了液壓爬模伸缸、縮缸作業(yè)的全自動切換，從而提高了施工效率；

(2)本發(fā)明提供的技術方案，在判定液壓油缸狀態(tài)及卡爪與卡孔的位置關系均滿足要求后，才切換伸缸、縮缸操作，采用雙重判定的操作提高了操作的安全性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中液壓爬模結構示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例提供的液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為上防墜器靜止狀態(tài)的結構示意圖；

圖4為上防墜器爬升過程中的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明第二實施例提供的液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

圖中標號如下：

液壓機械系統(tǒng)100；導軌110；卡孔111；上防墜器120；下防墜器130；液壓油缸140；卡爪150；軸承151；卡扣面152；觸壓面153；彈簧160；數(shù)字傳感系統(tǒng)200；位移傳感器210；“0-1”信號發(fā)射器220；爬升控制系統(tǒng)300；位移判斷器310；“0-1”信號接收器320；液壓油缸控制器330；移動終端400。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)及其控制方法作進一步詳細說明。結合下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

實施例一

請參閱圖2至圖4，其中圖2為本實施例所提供的液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的結構示意圖，圖3為上防墜器靜止狀態(tài)的結構示意圖，圖4為上防墜器爬升過程中的結構示意圖。下面將結合圖2至圖4對本發(fā)明的要點做進一步說明。

如圖2所示，一種液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)包括液壓機械系統(tǒng)100、數(shù)字傳感系統(tǒng)200和爬升控制系統(tǒng)300。其中，液壓機械系統(tǒng)100包括導軌110、上防墜器120、下防墜器130及液壓油缸140，導軌110上設置有卡孔111，上防墜器120、下防墜器130附著于導軌110上，上防墜器120、下防墜器130均設置有與卡孔111相對應的卡爪150，液壓油缸140的兩端分別與上防墜器120、下防墜器130固定連接。其中，數(shù)字傳感系統(tǒng)200包括位移傳感器210及“0-1”信號發(fā)射器220；位移傳感器210用以測量上防墜器120、下防墜器130之間的距離；上防墜器120、下防墜器130的卡爪150在遠離軌道110的一端的正對位置均設置有“0-1”信號發(fā)射器220，卡爪150彈入卡孔111時，觸發(fā)“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出“1”信號。其中，爬升控制系統(tǒng)300包括位移判斷器310、“0-1”信號接收器320及液壓油缸控制器330；位移判斷器310接收位移傳感器210的數(shù)據(jù)，并判斷液壓油缸140伸缸操作或縮缸操作是否到位；“0-1”信號接收器320用以接收“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出的信號；液壓油缸控制器330與位移判斷器310、“0-1”信號接收器320相連，用以控制液壓油缸140進行伸缸操作及縮缸操作。

本實施例具有如下優(yōu)點或有益效果：通過設置數(shù)字傳感系統(tǒng)200、爬升控制系統(tǒng)300，可以智能識別伸缸、縮缸作業(yè)是否到位，可以智能判斷卡爪150是否插入卡孔111中，并能自動切換伸缸、縮缸操作，實現(xiàn)液壓爬模全自動爬升，提高了施工效率。

優(yōu)選的實施方式為，卡爪150為梭形結構，中部通過軸承151固定，卡爪150靠近卡孔111的一端設置有與卡孔111對應的卡扣面152，另一端設置有觸發(fā)“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出“1”信號的觸發(fā)面153。為保證卡爪150在彈入卡孔111時，觸發(fā)面153能夠及時觸發(fā)“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出“1”信號，優(yōu)選的實施方式為，卡扣面152與觸發(fā)面153之間的夾角在85度到95度之間，如圖3和圖4中所示。

圖3展示的是上防墜器靜止狀態(tài)的結構示意圖，其中卡爪150的卡扣面152插入卡孔111中并支撐在卡孔111中，同時卡爪150的觸壓面153觸發(fā)“0-1”信號發(fā)射器220持續(xù)發(fā)出“1”信號，從而將卡爪150插入卡孔111的信息即刻發(fā)送出去。圖4為上防墜器爬升過程中的結構示意圖，其中卡爪150的一端緊貼導軌110，卡爪150的觸壓面153與“0-1”信號發(fā)射器220相分離，此時“0-1”信號發(fā)射器220停止對外發(fā)送“1”信號。可優(yōu)選為，“0-1”信號發(fā)射器220相分離時，對外持續(xù)發(fā)送“0”信號。為了降低上防墜器120爬升過程中卡爪150與導軌110之間的摩擦力，優(yōu)選為卡爪150與導軌110接觸的一端設置有滾輪(圖中未示出)。圖3、圖4是以上防墜器120作為舉例，當然，下防墜器130與之類似，不作贅述。

為了保證卡爪150能夠在運行至卡孔111位置時彈入卡孔111中，卡爪150上需要設置彈性結構，優(yōu)選為如圖3中所示，在卡爪150靠近觸壓面153一端的下部設置彈簧160，彈簧160的另一端固定在上防墜器120的內壁上，在彈簧160彈力的作用下，保證卡爪150彈入卡孔111中。

優(yōu)選的實施方式為，如圖2所示，位移傳感器210為數(shù)字式拉線位移傳感器，數(shù)字式拉線位移傳感器的兩端分別與上防墜器120、下防墜器130固定連接。該數(shù)字式拉線位移傳感器可以精確感測上防墜器120和下防墜器130之間的距離，并根據(jù)二者之間的距離判定液壓油缸140是否伸缸到位或縮缸到位。所謂伸缸到位是指上防墜器抬升1個標準卡孔孔距，所謂縮缸到位是指下防墜器抬升1個標準卡孔孔距。

優(yōu)選的實施方式為，如圖2所示，爬模控制系統(tǒng)300連接有移動終端400，在移動終端400上可遠程實時監(jiān)控液壓爬模所處狀態(tài)，并可結束爬?？刂葡到y(tǒng)300對液壓油缸140的自動化操作，轉為由移動終端400操控。其中，所述的移動終端400可為電腦、手機、平板電腦等。

實施例二

請參閱圖5，并結合圖2-4對液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的控制方法作進一步說明。液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟：

S1：開啟液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)，開始爬升作業(yè)。

S2：液壓油缸控制器330控制液壓油缸140進行伸缸操作，下防墜器130的卡爪150位于卡孔111中，作為持力端，液壓油缸140抬升上防墜器120的卡爪150至上一卡孔111位置，上防墜器的卡爪150彈入卡孔111內，同時上防墜器120上的“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出“1”信號。伸缸操作的初始狀態(tài)必須保證下防墜器130的卡爪150位于卡孔111中，從而作為持力端為液壓爬模提供支撐，因此，優(yōu)選為步驟S1與步驟S2之間設置判定卡爪150是否位于卡孔111中的步驟，即步驟S1與步驟S2之間還包括步驟S1-1：“0-1”信號接收器320接收到上防墜器120、下防墜器130上的“0-1”信號發(fā)射器220均發(fā)出“1”信號，且位移判斷器310判定液壓油缸140處于正常狀態(tài)時，轉入步驟2。液壓油缸140有三種狀態(tài)，即伸缸狀態(tài)、縮缸狀態(tài)及正常狀態(tài)；所謂正常狀態(tài)即液壓爬模正常施工中的狀態(tài)，此時防墜器120、下防墜器130之間的距離為一常數(shù)L，上防墜器120、下防墜器130的卡爪150均插入卡孔111中，均為持力端；所謂伸缸狀態(tài)是指上防墜器處于爬升過程中的狀態(tài)，此時上防墜器120、下防墜器130之間的距離逐漸由L增大至L_max，L_max＝L+L_孔距，其中L_孔距為上下兩個相鄰的卡孔111之間的標準孔距；所謂縮缸狀態(tài)，是指下防墜器處于爬升過程中的狀態(tài)，此時防墜器120、下防墜器130之間的距離逐漸由L_max縮小為L。

S3：位移判斷器310判定液壓油缸140伸缸到位，且“0-1”信號接收器320接收到上防墜器120的“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出的“1”信號，判定該次伸缸操作完成。其中，液壓油缸140伸缸到位，是指液壓油缸140將上防墜器抬升一個標準孔距L_孔距。優(yōu)選為，液壓油缸140伸缸到位的判定方法為：位移判斷器310計算上防墜器120的抬升距離L_測-L，當L_測-L∈[L_孔距-s,L_孔距+s]時，判定伸缸到位，其中，L_測為位移傳感器210測量的上防墜器120、下防墜器130之間的距離，L為液壓油缸140正常狀態(tài)時上防墜器120、下防墜器130之間的距離，s為偏差值，因實際卡孔間距與標準卡孔間距之間存在誤差，故設置s作為偏差值調節(jié)實際施工中的誤差，例如可以取s＝3mm。

S4：液壓油缸控制器330控制液壓油缸140進行縮缸操作，上防墜器120的卡爪150位于卡孔111中，作為持力端，液壓油缸140拉升下防墜器130的卡爪150至上一卡孔111位置，下防墜器130的卡爪150彈入卡孔111內，下防墜器130上的“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出“1”信號。

S5：位移判斷器310判定液壓油缸140縮缸到位，且“0-1”信號接收器320接收到下防墜器130的“0-1”信號發(fā)射器220發(fā)出的“1”信號，判定該次縮缸操作完成。其中，液壓油缸140縮缸到位，是指液壓油缸140抬升下防墜器一個標準孔距L_孔距。優(yōu)選為，液壓油缸140縮缸到位的判定方法為：當L_測-L∈[-s,s]時，判定縮缸到位，其中，L_測為位移傳感器210測量的上防墜器120、下防墜器130之間的距離，L為液壓油缸140正常狀態(tài)時上防墜器120、下防墜器130之間的距離，s為偏差值。

S6：重復步驟S2-S5，直至液壓爬模爬升至預定標高，轉入步驟S7；

S7：關閉所述液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)，結束爬升作業(yè)。

需要說明的是，整體式液壓爬模往往需要多個全自動爬升系統(tǒng)協(xié)同工作，假定有m個全自動爬升系統(tǒng)協(xié)同工作，此時優(yōu)選為，步驟S3還包括：判定m個液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)全部完成伸缸操作時，進入步驟S4。步驟S5還包括：m個液壓爬模全自動爬升系統(tǒng)全部完成縮缸操作時，進入步驟S6。這樣很好地實現(xiàn)了全自動爬升系統(tǒng)協(xié)同工作，并可以防止多個全自動爬升系統(tǒng)協(xié)同工作由于人為操作造成的安全隱患。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據(jù)上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。