基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺及多導架組合爬升式升降工作平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺及多導架組合爬升式升降工作平臺，現(xiàn)有爬升式升降工作平臺存在爬升裝置的防墜器在高空解除非常困難等缺陷，本發(fā)明的驅動裝置包括液壓油箱、電動液壓泵、手動液壓泵、液壓馬達、液壓制動器等，電動液壓泵、手動液壓泵擇一的輸送給液壓馬達液壓油以令液壓馬達驅動螺桿轉動，液壓制動器裝配在液壓馬達的輸出端與螺桿之間的適當部位并受控于液壓泵輸出的液壓油，當液壓泵輸出的液壓油的壓力大于液壓制動器的設定壓力時液壓制動器解除制動，當液壓泵輸出的液壓油的壓力小于液壓制動器的設定壓力時液壓制動器實施制動。液壓系統(tǒng)還設置了比例調速元件，可以采用電子控制進行精確調速，當多導架組合時，可以實現(xiàn)完全同步升降。
【專利說明】
基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺及多導架組合爬升式升降工作平臺
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于建筑施工用升降工作平臺，具體涉及一種基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺及多導架組合爬升式升降工作平臺。
【背景技術】
[0002]市場上現(xiàn)有產品的爬升裝置基本上是由帶有制動器的專用電機驅動齒輪與安裝在導架上的齒條嚙合，由電機的正反轉實現(xiàn)升降動作。其存在的主要問題在于:
1.升降傳動的齒條為垂直安裝，齒輪的轉矩承擔了全部載荷，而支持齒輪維持可控的狀態(tài)(即轉動或停留)，主要依靠電機后端的制動器，一旦制動器失效，就只能依靠防墜器制動，否則將會發(fā)生高空墜落的風險。然而防墜器一旦起作用，在高空解除非常困難。
[0003]2.電機的功率受到結構的限制，增加提升能力的技術方法是在單個電機功率不足的情況下，增加電機的數(shù)量，但由于增加的電機與第一個電機的轉速不能自動同步，因此理論上負載不能平均分配，導致載荷不均勻，對于受力較大電機的壽命和可靠性相當不利。
[0004]3.應急升降比較困難，當電機或動力出現(xiàn)故障時，應急下降時需要將電機上的制動器間隙性松開，強制打開防墜器，然后一點一點撥動電機旋轉，才有可能將升降工作平臺下降到地面，應急處理的次生危險隨時可能發(fā)生;而依靠原有的爬升裝置要實現(xiàn)小幅上升，在結構和傳動方式上很難實現(xiàn)。
[0005]4.鑒于目前市場上的導架爬升工作平臺基本上采用電機-齒輪-齒條方式，如果工作面特別大，最有可能的是采用雙導架結構，即兩個導架同時提升一個工作平臺進行升降，如上第2點所述，當今的電機制造技術要使兩臺電機轉速完全相等還不太容易實現(xiàn)，因此需要在工作平臺的連接結構上作柔性處理，以確保兩個導架爬升裝置在升降過程中出現(xiàn)不同步時不發(fā)生工作平臺折彎的危險。然而采取此等措施，其一，效果是有限的，其二，需要頻繁地進行人工調整，其三，如果爬升裝置多于兩個，人工調整將是十分困難的。
[0006]由于上述原因，對于迫切需要用一種新的技術來解決上述問題，以確保爬升式升降工作平臺使用安全可靠、應急處理安全方便、通過多導架組合大幅度擴大工作面以及為大型水壩等工程建設和維護等提供大噸位和大升降高度的重大技術裝備。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現(xiàn)有導架爬升式升降工作平臺存在的缺陷，提供一種基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺及多導架組合爬升式升降工作平臺。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，包括:
導架；
沿所述導架升降的工作平臺；
螺桿，其軸向定位于所述的工作平臺上并可繞其軸線轉動，其延伸方向與所述導架的延伸方向一致；
導輪，其沿所述螺桿延伸的方向排列于所述的導架上且對應所述螺桿的導輪位于螺桿的螺旋槽內；
驅動裝置，其設于所述的工作平臺上驅動所述的螺桿繞螺桿的軸線轉動，其特征是:
所述的驅動裝置包括液壓油箱、電動液壓栗、手動液壓栗、液壓馬達、液壓制動器，所述的電動液壓栗、手動液壓栗擇一的輸送給所述的液壓馬達液壓油以令所述的液壓馬達驅動所述的螺桿繞螺桿的軸線轉動，所述的液壓制動器裝配在所述液壓馬達的輸出端與所述螺桿之間的適當部位并受控于所述電動液壓栗或手動液壓栗輸出的液壓油，當所述電動液壓栗或手動液壓栗輸出的液壓油的壓力大于所述液壓制動器的設定最小開啟壓力時所述液壓制動器解除制動，當所述電動液壓栗或手動液壓栗輸出的液壓油的壓力小于所述液壓制動器的設定最小開啟壓力時所述液壓制動器實施制動。
[0009]作為優(yōu)選技術手段:所述的電動液壓栗經一電控三位四通換向閥輸送給所述的液壓馬達液壓油，所述電控三位四通換向閥的一位截止、另外二位的流向相反;所述的手動液壓栗經一手動三位四通換向閥輸送給所述的液壓馬達液壓油，所述手動三位四通換向閥的一位截止、另外二位的流向相反。
[0010]作為優(yōu)選技術手段:所述電控三位四通換向閥、手動三位四通換向閥與所述液壓馬達之間的液壓管路上連接一梭閥，所述梭閥具有兩進油口、一出油口，所述梭閥的兩進油口經液壓管路連接所述電控三位四通換向閥、手動三位四通換向閥位于所述液壓馬達一側的油口，所述梭閥的輸出口經液壓管路連接所述的液壓制動器。
[0011]作為優(yōu)選技術手段:一個所述的液壓馬達、一個所述的液壓制動器、一個所述的螺桿組成一個驅動單元，所述的驅動裝置包括至少一個所述的驅動單元。
[0012]作為優(yōu)選技術手段:所述的工作平臺包括導向在所述導架上的主框架及裝配在所述主框架上的載人平臺，所述的驅動裝置設于所述的主框架上。
[0013]作為優(yōu)選技術手段:所述的電動液壓栗由變頻電機驅動。
[0014]作為優(yōu)選技術手段:所述電動液壓栗的液壓管路上設有流量控制閥。
[0015]為達到上述目的，本發(fā)明的多導架組合爬升式升降工作平臺，其特征是:包括電氣控制系統(tǒng)及至少兩臺本發(fā)明的爬升式升降工作平臺，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺機械連接在一起，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺上設置角度傳感器或在各臺升降工作平臺的螺桿上設置轉角傳感器，各臺爬升式升降工作平臺的電動液壓栗的液壓管路上設有流量控制閥，所述的電氣控制系統(tǒng)依據(jù)所述角度傳感器或轉角傳感器采集的信號控制所述流量控制閥閥的流量來實現(xiàn)各臺升降工作平臺的工作平臺同步升降。
[0016]本發(fā)明對于爬升式升降工作平臺的安全性提供了充分的保障，這主要在于:
1.采用螺桿傳動，導輪與螺桿的配合形式將升降平臺的垂直運動轉化為斜面上的運動，有效地分解了載荷和工作平臺自重的鉛垂力。
[0017]2.螺桿長度設置可以確保與多個導輪同時嚙合，負載有效地分配到多個導輪共同承擔。
[0018]3.每一組液壓馬達的輸出端與螺桿之間的適當部位裝配液壓制動器，因此，用于爬升的液壓馬達及螺桿數(shù)量越多，疊加效應使得防墜落安全保護更可靠，這是其他形式的傳動裝置很難實現(xiàn)的。
[0019]4.當液壓系統(tǒng)的換向閥處于截止狀態(tài)時，液壓馬達壓力油的輸入與輸出被封閉在有限的管路內，具有一定的防止液壓馬達在重力作用下自動轉動的功能。
[0020]5.可將本發(fā)明的升降工作平臺進行組合構成多導架組合爬升式升降工作平臺，利用角度傳感器或轉角傳感器采集信號并向自動控制的電氣控制系統(tǒng)輸入，電氣控制系統(tǒng)將按照事先設定的工作平臺高度誤差或水平度誤差的允許值控制相應的液壓栗站的變頻電機或液壓比例閥的開啟度，即可多臺爬升式升降工作平臺同步升降，實現(xiàn)大工作面升降作業(yè)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺的一個立面示意圖；
圖2為圖1中的驅動裝置驅動螺桿與導架上的導輪嚙合的放大圖；
圖3為本發(fā)明導架標準節(jié)的示意圖；
圖4為本發(fā)明由主框架裝配在框架上的載人平臺構成工作平臺的示意圖；
圖5為本發(fā)明液壓控制系統(tǒng)的示意圖；
圖中標號說明:
O1-導架:11-標準節(jié)；
02-工作平臺:21-主框架，22-載人平臺；
03-螺桿；
04-導輪；
05-驅動裝置:51-液壓郵箱，52-電動液壓栗，53-手動液壓栗，54-液壓馬達，55-液壓制動器，56-電控三位四通換向閥，57-手動三位四通換向閥，58-梭閥，59-變頻電機。
【具體實施方式】
[0022]以下結合說明書附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0023]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，包括:
導架01，其由圖3所述的標準節(jié)11組裝而延伸；
沿導架01升降的工作平臺02;
螺桿03，其軸向定位于工作平臺上并可繞其軸線轉動，其延伸方向與導架的延伸方向一致;因此，螺桿可以通過軸承裝配在工作平臺上實現(xiàn)其在工作平臺上繞其自身軸線轉動；導輪04，其沿螺桿延伸的方向排列于導架01上且對應螺桿的導輪位于螺桿的螺旋槽內；
驅動裝置05，其設于工作平臺上用于驅動螺桿繞螺桿的軸線轉動，該驅動裝置包括液壓郵箱51、電動液壓栗52、手動液壓栗53、液壓馬達54、液壓制動器55，電動液壓栗52、手動液壓栗53擇一的(即電動液壓栗或手動液壓栗)輸送給液壓馬達54液壓油以令液壓馬達驅動螺桿繞螺桿的軸線轉動，液壓制動器55裝配在液壓馬達54的輸出端與螺桿03之間的適當部位并受控于電動液壓栗52或手動液壓栗53輸出的液壓油，當電動液壓栗52或手動液壓栗53輸出的液壓油的壓力大于液壓制動器的設定最小開啟壓力時液壓制動器解除制動，當電動液壓栗52或手動液壓栗53輸出的液壓油的壓力小于液壓制動器的設定最小開啟壓力時液壓制動器實施制動。電動液壓栗52或手動液壓栗53輸出的液壓油的壓力因受液壓系統(tǒng)中液壓元件的個影響，因此在液壓系統(tǒng)中不同的部位液壓油的壓力可能存在不同，故無論液壓制動器具體受控于液壓系統(tǒng)中任一部位的液壓油，僅當該部位液壓油的壓力能夠實現(xiàn)液壓制動器的制動與解除制動即可。換言之，液壓制動器可受控于液壓系統(tǒng)中任一部位的液壓油。
[0024]由于電動液壓栗52、手動液壓栗53擇一的輸送給液壓馬達54液壓油，正常使用時由電動液壓栗為液壓馬達提供液壓油，當電源斷開或電動液壓栗發(fā)生故障需要應急升降時，通過人工操作手動液壓栗，實現(xiàn)微動上升或避險下降。
[0025]具體的，如圖5所示，為了實現(xiàn)電動液壓栗、手動液壓栗擇一的輸送給液壓馬達液壓油，電動液壓栗52經一電控三位四通換向閥56輸送給液壓馬達54液壓油，電控三位四通換向閥56的一位截止、另外二位的流向相反，該電控三位四通換向閥56的中位截止、左位與右位的流向相反;手動液壓栗53經一手動三位四通換向閥57輸送給液壓馬達54液壓油，手動三位四通換向閥57的一位截止、另外二位的流向相反，該手動三位四通換向閥的中位截止、左位與右位的流向相反，具體實施時，手動液壓栗53與手動三位四通換向閥57可以為組合件。
[0026]依據(jù)上述電控三位四通換向閥、手動三位四通換向閥，將手動三位四通換向閥57切換至中位，手動液壓栗53的輸出被截止，此時依靠電控將電控三位四通換向閥56切換至左位或右位，通過啟動電動液壓栗52即可通過液壓馬達54驅動螺桿03正傳或反53轉，帶著工作平臺升高或降低，液壓系統(tǒng)工作于電動模式，不受手動液壓栗53、手動三位四通換向閥57干涉。
[0027]將電控三位四通換向閥56切換至中位，電動液壓栗52的液壓輸出被截止，此時可將手動三位四通換向閥57切換至左位或右位，通過手動操作手動液壓栗53即可通過液壓馬達54驅動螺桿03正傳或反轉，帶著工作平臺升高或降低，液壓系統(tǒng)工作于手動模式，不受電動液壓栗52、電控三位四通換向閥56干涉。
[0028]同時將電控三位四通換向閥56、手動三位四通換向閥57切換至中位，液壓馬達壓力油的輸入與輸出被封閉在有限的管路內，具有一定的防止液壓馬達在重力作用下自動轉動的功能。
[0029]參見圖5，電控三位四通換向閥56、手動三位四通換向閥57與液壓馬達54之間的液壓管路上連接一梭閥58，梭閥具有兩進油口、一出油口，梭閥58的兩進油口經液壓管路連接電控三位四通換向閥56、手動三位四通換向閥57位于液壓馬達一側的油口，梭閥58的輸出口經液壓管路連接液壓制動器55。據(jù)此，液壓制動器在無壓力油時自動處于制動狀態(tài)，只有在壓力油達到規(guī)定值后才能打開，無論電動還是手動模式，均可利用栗站產生的壓力油在打開液壓制動器的同時供給液壓馬達，從而瞬間平穩(wěn)地實現(xiàn)升降啟動與停止以及可靠停留在規(guī)定位置的工作狀態(tài)。
[°03°] 參見圖2、圖5，一個液壓馬達54、一個液壓制動器55、一個螺桿03組成一個驅動單元，驅動裝置(05)包括兩個這樣的驅動單元，具體實施時，還可以具有三個以上這樣的驅動單元。當采用兩個或兩個以上驅動單元時，利用液壓系統(tǒng)內部壓力相等的原理自動將負載進行均勻分配。利用疊加效應使得防墜落安全保護更可靠，這是其他形式的傳動裝置很難實現(xiàn)的。
[0031]參見圖4，為了便于擴大作業(yè)人員的活動范圍，工作平臺02包括導向(如通過導向輪)在導架上的主框架21及裝配在主框架上的載人平臺22，驅動裝置設于主框架上。具體的，載人平臺可以通過掛鉤與主框架裝配，載人平臺之間也可以通過掛鉤與主框架裝配。
[0032]為了實現(xiàn)升降調速，電動液壓栗52由變頻電機59驅動，或者，電動液壓栗52的液壓管路上設有流量控制閥。前者通過電氣控制系統(tǒng)進行變頻操作或者按照規(guī)定的自動控制程序實現(xiàn)，從而實現(xiàn)升降工作平臺在不同的工作狀態(tài)、不同的啟動和停止階段有不同的速度，當現(xiàn)場無市電供應時，可以用蓄電池供電，由直流電機驅動，或者由內燃機直接驅動液壓栗;后者通過設定的自動控制程序自動執(zhí)行，滿足平穩(wěn)的施工工藝勻速升降要求或變速升降要求，這對于如墻面涂裝機器人等十分重要。
[0033]鑒于上述基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，當設計提升載荷加大時，在機械結構上可以改變螺距的參數(shù)，使螺桿上的齒形截面加大、導輪的直徑加大從而使導輪軸直徑加大以滿足強度要求;在液壓驅動上，可以增加螺桿、液壓制動器、液壓馬達組合裝置的數(shù)量。由于多個馬達的油路是通過并聯(lián)連接的，因此利用液壓系統(tǒng)自動將壓力油按照負載分配到液壓執(zhí)行器的特性，使所有并聯(lián)的液壓馬達的作用力相等，實現(xiàn)多個驅動裝置的驅動完全同步。
[0034]需要無限擴大工作面時，將與工作面大小相適應數(shù)量的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺進行組合構成多導架組合爬升式升降工作平臺:
包括電氣控制系統(tǒng)及至少兩臺本發(fā)明的爬升式升降工作平臺，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺機械連接在一起，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺上設置角度傳感器或在各臺升降工作平臺的螺桿上設置轉角傳感器，各臺爬升式升降工作平臺的電動液壓栗的液壓管路上設有流量控制閥，所述的電氣控制系統(tǒng)依據(jù)所述角度傳感器或轉角傳感器采集的信號控制所述流量控制閥閥的流量來實現(xiàn)各臺升降工作平臺的工作平臺同步升降。
[0035]該多導架組合爬升式升降工作平臺，電氣控制系統(tǒng)將按照事先設定的工作平臺高度誤差或水平度誤差的允許值控制相應的液壓栗站的變頻電機或液壓比例閥的開啟度，即可實現(xiàn)多臺升降工作平臺同步升降，實現(xiàn)大工作面升降作業(yè)。這對于大型建筑施工尤為重要，完全可以替代落后的腳手架施工方式及采用安裝要求很高的建筑爬架的復雜的施工方式。
【主權項】
1.基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，包括: 導架(01); 沿所述導架升降的工作平臺(02); 螺桿(03)，其軸向定位于所述的工作平臺上并可繞其軸線轉動，其延伸方向與所述導架的延伸方向一致； 導輪(04)，其沿所述螺桿(03)延伸的方向排列于所述的導架上且對應所述螺桿的導輪位于螺桿的螺旋槽內； 驅動裝置(05)，其設于所述的工作平臺上驅動所述的螺桿(03)繞螺桿的軸線轉動，其特征是: 所述的驅動裝置(05)包括液壓油箱(51)、電動液壓栗(52)、手動液壓栗(53)、液壓馬達(54)、液壓制動器(55)，所述的電動液壓栗(52)、手動液壓栗(53)擇一的輸送給所述的液壓馬達(54)液壓油以令所述的液壓馬達(54)驅動所述的螺桿(03)繞螺桿的軸線轉動，所述的液壓制動器(55)裝配在所述液壓馬達(54)的輸出端與所述螺桿(03)之間的適當部位并受控于所述電動液壓栗(52)或手動液壓栗(53)輸出的液壓油，當所述電動液壓栗(52)或手動液壓栗(53)輸出的液壓油的壓力大于所述液壓制動器的設定最小開啟壓力時所述液壓制動器解除制動，當所述電動液壓栗(52)或手動液壓栗(53)輸出的液壓油的壓力小于所述液壓制動器的設定最小開啟壓力時所述液壓制動器實施制動。2.根據(jù)權利要求1所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:所述的電動液壓栗(52)經一電控三位四通換向閥(56)輸送給所述的液壓馬達液壓油，所述電控三位四通換向閥(56)的一位截止、另外二位的流向相反;所述的手動液壓栗(53)經一手動三位四通換向閥(57)輸送給所述的液壓馬達液壓油，所述手動三位四通換向閥(57)的一位截止、另外二位的流向相反。3.根據(jù)權利要求2所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:所述電控三位四通換向閥(56)、手動三位四通換向閥(57)與所述液壓馬達(54)之間的液壓管路上連接一梭閥(58)，所述梭閥(58)具有兩進油口、一出油口，所述梭閥(58)的兩進油口經液壓管路連接所述電控三位四通換向閥(56)、手動三位四通換向閥(57)位于所述液壓馬達一側的油口，所述梭閥(58)的輸出口經液壓管路連接所述的液壓制動器(55)。4.根據(jù)權利要求1所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:一個所述的液壓馬達(54)、一個所述的液壓制動器(55)、一個所述的螺桿(03)組成一個驅動單元，所述的驅動裝置(05)包括至少一個所述的驅動單元。5.根據(jù)權利要求1所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:所述的工作平臺(02)包括導向在所述導架(01)上的主框架(21)及裝配在所述主框架上的載人平臺(22)，所述的驅動裝置(05)設于所述的主框架(21)上。6.根據(jù)權利要求1所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:所述的電動液壓栗由變頻電機(59)驅動。7.根據(jù)權利要求1所述的基于螺桿傳動的導架爬升式升降工作平臺，其特征是:所述電動液壓栗的液壓管路上設有流量控制閥。8.多導架組合爬升式升降工作平臺，其特征是:包括電氣控制系統(tǒng)及至少兩臺權利要求1-5中任一項所述的爬升式升降工作平臺，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺機械連接在一起，各臺爬升式升降工作平臺的工作平臺上設置角度傳感器或在各臺升降工作平臺的螺桿上設置轉角傳感器，各臺爬升式升降工作平臺的電動液壓栗的液壓管路上設有流量控制閥，所述的電氣控制系統(tǒng)依據(jù)所述角度傳感器或轉角傳感器采集的信號控制所述流量控制閥閥的流量來實現(xiàn)各臺升降工作平臺的工作平臺同步升降。
【文檔編號】E04G3/28GK105863234SQ201610356751
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳建平, 朱思愛, 陳碩
【申請人】杭州賽奇機械股份有限公司