专利名称：一种利用气囊搭建脚手架的系统及实现方法
技术领域：
本发明属于建筑设备技术领域，特别涉及一种利用气囊搭建脚手架的系统及实现 方法。
背景技术：
现有建筑支架的搭建，主要通过人力操作来对支架杆体进行布局，然后手工对其 进行定位。例如，建筑脚手架是目前采用的主要形式，包括有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢 管脚手架、承插式钢管脚手架、门式脚手架，还有各式各样的里脚手架、挂挑脚手架以及其 它钢管材料脚手架等。在搭建过程中，施工人员的安全也存在一定的安全隐患。特别地，近 年来，全球自然灾害(例如，地震、洪水)比较严重，对灾后重建的房屋的要求比较高，例如， 重建的速度，以及重建对象的质量等。因此，急需一种建筑支架的搭建方法来缩短建筑物的 工程周期，以及降低施工风险。鉴于上述情况，结合当前的已有技术，例如，中国专利(申请号200810238214. 7)， 提出了一种建筑物迁移方法，采用气囊承载建筑物迁移的新工艺，在处理完基础的建筑物 底部设置气囊，给气囊充气，顶升起建筑物，利用牵引结构使其移动。中国专利(授权公告 号CN2509944Y)提供了一种气管支架式蚊帐，在蚊帐的边沿设置充气囊，当需要支起蚊帐 时，给充气囊充气，在充气囊作用下支起蚊帐。欧洲专利(EP1775396A1)，提出了“Pneumatic method and system for rapid erection of constructible structures，，,予页设模块化的 构成单元，将支撑体系耦合到地面，同步利用气体提升构成单元，组装成目标结构。本发明 提出了一种利用气囊搭建脚手架的系统及实现方法。本发明要解决的问题是与气囊本体相连接，配套设置导轨单杆和导轨定位结构， 通过气囊本体的架构来实现对导轨支架的架构和导轨单杆间的定位，从而提高建筑支架的 搭建速度。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用气囊搭建脚手架的系统及实现方法，通过气囊本体 的架构来实现对导轨支架的架构和导轨单杆间的定位，从而提高建筑支架的搭建速度。一种利用气囊搭建脚手架的系统，它对应设置有脚手架组件，该脚手架组件包括 有导轨单杆，在本发明中该系统包括有通过充气膨胀的气囊本体，以及与导轨单杆和气囊 本体分别相连接设置的用以通过气囊本体的膨胀来触发的导轨单杆定位结构，其中，所述 的导轨单杆与气囊本体相连接而设置。使用时，气囊本体充气完毕后，在气囊本体的外壁上 形成脚手架架构，通过该脚手架结构实施建筑物的搭建工作，可根据需要将气囊本体取出。进一步，所述的利用气囊搭建脚手架的系统，还具有如下技术特征在气囊本体上设置有连接组件，该连接组件用以将气囊本体与导轨单杆相连接。所述的导轨单杆，依据预定建筑物的框架呈一定的空间分布而设置在气囊本体 上。
所述的导轨单杆，与用途相关，包括有①支撑导轨单杆它对应着预定建筑物的 框架结构而布局设置，用以支撑建筑器具及用料，②输运导轨单杆它对应着支撑导轨单杆 可活动式连接而设置，可根据工程进度实时调整位置，用以输运建筑器具及用料，③参照导 轨单杆它对应着支撑导轨单杆可活动式连接而设置，可根据工程进度实时调整位置，用以 在施工过程中提供参照物，进行规范化建筑。所述的导轨定位结构，可通过拉伸组件、弹性组件、卡扣组件、铰接定位组件中的 一种结构来实现。与所述的气囊本体相连接设置有压力控制系统，该系统通过调整气囊本体的内外 压力差来控制导轨单杆的架构速度。一种利用气囊搭建脚手架的实现方法，该实现方法包括如下实现步骤步骤1，参照预定建筑物的结构，设置气囊本体；步骤2，对应着预定建筑物的框架结构，与气囊本体相连接设置导轨单杆，以及配 套的导轨定位结构；步骤3，使用时，给气囊本体充气，气囊本体的膨胀使导轨单杆形成支架体系，以及 触发导轨定位结构对导轨单杆进行组装定位；步骤4，完成搭建后，放掉气体，将气囊本体撤出。进一步，所述的利用气囊搭建脚手架的实现方法，还具有如下技术特征工作人员根据荷载，通过压力控制系统来实时调整气囊本体的内外压力差，即可 调整导轨单杆的架构速度。利用导轨定位结构对导轨单杆进行定位，具体为在导轨单杆的连接端口处，设置 连接枢纽，对应各导轨单杆，在该连接枢纽上设置导轨插口，在导轨单杆的插入导轨插口的 一端上，设置拉伸结构，该拉伸结构的另一端与气囊本体相连接。当气囊本体膨胀时，带动 拉伸组件收缩，从而使导轨单杆进入导轨插口，实现定位操作。利用导轨定位结构对导轨单杆进行定位，具体为在导轨单杆的连接端口处，设置 连接枢纽，在连接枢纽上与各导轨单杆连接处设置铰接定位结构，与该铰接定位结构相连 接设置有弹性触发结构，该弹性触发结构的另一端与气囊本体相连接。当气囊本体膨胀时， 压缩弹性触发结构，从而触发导轨单杆运动至定位位置处，实现定位操作。与现有技术相比，本发明的优点在于在本发明中，气囊本体能够辅助建筑支架体 系的快速搭建，与其配套设置的导轨定位结构能够实现导轨单杆间的快速组装定位，同时， 能够实现建筑材料的定向输运及提高施工的规范性。具体地①通过调整气囊本体的支撑速度来控制导轨单杆的架构速度。工作人员只需根 据荷载，通过压力控制系统来实时调整气囊本体的内外压力差即可调整导轨单杆的架构速度。②在导轨单杆的相互连接处，设置导轨定位结构，在气囊本体膨胀过程中，能够触 发导轨定位结构，从而实现导轨支架的快速定位。与人工进行定位操作相比，大大提高了其 搭建速度。③在该系统中，设置有输运导轨，该输运导轨能够依据工程进度实时调整位置和 方向，从而将建筑材料定向输运至目的地。④在该系统中设置有参照导轨，在施工进程中，可以根据工程进度实时调整参照导轨的位置和方向，从而增强建筑的规范性，提高工程质量。
下面结合附图对本发明进行更详细的说明。图1是利用本发明搭建脚手架时，一种实施例的演示图。图2是对应图1所示的实施例，导轨定位结构的一种实施例。
具体实施例方式下面参照附图，结合具体实施例对本发明做进一步的说明。首先对本发明所述的利用气囊搭建脚手架的系统，做一个整体介绍。该利用气囊搭建脚手架的系统，它对应设置有脚手架组件，该脚手架组件包括有 导轨单杆，通过充气膨胀的气囊本体，以及与导轨单杆和气囊本体分别相连接设置的，用以 通过气囊本体的膨胀来触发的导轨单杆定位结构，其中，所述的导轨单杆与气囊本体相连 接而设置。使用时，气囊本体充气完毕后，在气囊本体的外壁上形成脚手架架构，通过该脚 手架结构实施建筑物的搭建工作，可根据需要将气囊本体取出。具体包括如下内容(1)气囊本体的实现形式在本发明中，气囊本体可以采用两种形式来实现，第一种气囊本体由充气软管构 成，对应着预定建筑物的框架结构，对充气软管进行布局，向单个充气软管内充气，使其保 持足够的内压，多个充气软管间进行组合可形成一定形状的一个整体受力支撑体系。这种 结构对充气软管自身的气密性要求很高，或需不断地向软管构件内充气。第二种由内设空 腔的充气本体构成，该充气本体的外形结构与预定建筑物的外形结构一致。这种结构为气 承式结构，它是通过压力控制系统向充气本体内充气，使内外保持一定的压力差，使充气本 体产生一定的预张应力，以保证体系的刚度，这种结构适用于较大跨度的建筑。同时，在前 述的充气软管或充气本体上还设置有气嘴与泄气口。气囊本体对应的充气软管或充气本体，是由基布和涂层组成的，其中，基布主要采 用聚酯纤维和玻璃纤维材料；涂层材料主要有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚 氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡胶。建筑常用充气材料为聚酯纤维覆聚氯乙 烯(PVC)和玻璃纤维覆聚四氟乙烯(Teflon)。(2)导轨单杆的实现形式在本项目中，以输运、起支撑及参照作用为目的，该导轨单杆的设置布局包括有 ①支撑导轨对应着预定建筑物的框架结构设置起支撑作用的导轨单杆布局，在该布局中 包括有横向导轨和纵向导轨，这些支撑导轨是建筑过程中的支撑体系；②输运导轨以输 运建筑材料为目的，从前述的起支撑作用的导轨中，选择相应的导轨，经进一步处理后，作 为输运导轨。该输运导轨主要包括有横向导轨和纵向导轨，并且，这些导轨与对应着的支撑 体系可活动式连接，能够根据工程进度进行位置调整；③参照导轨以进行规范化建筑为 目的，与建筑目标对应的支撑轨道可活动式相连接设置有参照导轨，在施工过程中，可以根 据工程进度实时调整参照导轨的位置和方向。从建筑工程中的承重角度来考虑，导轨本体的材质，适合用竹、木、钢管或合成材 料等，在本项目中优选钢管或合成材料。例如，常用碗扣式钢管杆件中最长为3. 130m，一般重 17. 07kg (最重构件 40. 53kg)。(3)导轨定位结构的实现形式在导轨单杆的连接端口处，与气囊本体相连接设置有通过气囊本体的膨胀来触发 的导轨定位结构。该导轨定位结构可以通过拉伸组件、弹性组件、卡扣组件、铰接定位组件 等结构来实现。在充气状态下，当气囊本体逐渐膨胀时，就会触发该导轨定位结构对关联的 导轨单杆进行定位操作，从而实现导轨支架的快速定位。与人工进行定位操作相比，既降低 了施工危险性又大大提高了搭建速度。进一步，提供几种导轨定位结构，第一种在导轨单杆的连接端口处，设置连接枢 纽。对应各导轨单杆，在该连接枢纽上设置导轨插口。在导轨单杆的插入导轨插口的一端 上，设置拉伸结构，该拉伸结构的另一端与气囊本体相连接。当气囊本体膨胀时，带动拉伸 组件收缩，从而使导轨单杆进入导轨插口，实现定位操作。第二种在导轨单杆的连接端口 处，设置连接枢纽，在连接枢纽上与各导轨单杆连接处设置铰接定位结构，与该铰接定位结 构相连接设置有弹性触发结构。该弹性触发结构的另一端与气囊本体相连接。当气囊本体 膨胀时，压缩弹性触发结构，从而触发导轨单杆运动至定位位置处，实现定位操作。对应着前述的结构，接下来给出了该系统的实现方法，具体为步骤1，参照预定建筑物的框架结构，设置气囊本体。在本发明中，气囊本体可以采 用①气囊本体由充气软管构成，对应着预定建筑物的框架结构，对充气软管进行布局，向 单个充气软管内充气，使其保持足够的内压，多个充气软管间进行组合可形成一定形状的 一个整体受力支撑体系。这种结构对充气软管自身的气密性要求很高，或需不断地向软管 构件内充气；②由内设空腔的充气本体构成，该充气本体的外形结构与预定建筑物的外形 结构一致。这种结构适用于较大跨度的建筑。同时，在前述的充气软管或充气本体上还设 置有气嘴与泄气口。步骤2，对应着预定建筑物的框架结构，与该气囊本体相连接，配套设置导轨单杆， 以及在导轨单杆的连接端口处，与气囊本体相连接设置有通过气囊本体的膨胀来触发的导 轨定位结构。所述的导轨定位结构，具体为①在导轨单杆的连接端口处，设置连接枢纽，对 应各导轨单杆，在该连接枢纽上设置导轨插口，在导轨单杆的插入导轨插口的一端上，设置 拉伸结构，该拉伸结构的另一端与气囊本体相连接；②在导轨单杆的连接端口处，设置连接 枢纽，在连接枢纽上与各导轨单杆连接处设置铰接定位结构，与该铰接定位结构相连接设 置有弹性触发结构，该弹性触发结构的另一端与气囊本体相连接。步骤3，在使用时，给气囊本体充气，与该气囊本体相连接的导轨则会形成与预定 建筑物的框架结构相对应的支架体系，以及，气囊本体的膨胀触发导轨定位结构，使导轨单 杆进行组装定位。对应着步骤3所述的导轨定位结构的具体形式，其对应的定位方法为① 当气囊本体膨胀时，带动拉伸组件收缩，从而使导轨单杆进入导轨插口，实现定位操作。② 当气囊本体膨胀时，压缩弹性触发结构，从而触发导轨单杆运动至定位位置处，实现定位操 作。步骤4，完成搭建后，放掉气体，将气囊本体撤出。图1和图2是利用本发明搭建脚手架时，一种实施例的演示图。在本实施例中，以 搭建一高为3米的简易房屋为例，提供一种具体实施方案，具体为如图1所示，优选内设空腔的气承式结构的气囊本体300，来作为气囊本体的本体模具。依据待搭建的房屋400的整体结构，来设计气囊本体300的形状，再依据待搭建的房 屋400的框架结构，在气囊本体300上设置导轨组件500，与该导轨组件500相连接设置有 连接组件600，该导轨组件500包括有导轨单杆100和连接枢纽200。其中，气囊本体300 是采用聚酯纤维覆聚氯乙烯(PVC)来实现的，导轨单杆100是采用钢管来实现的。对应该 简易房屋设置4根纵向钢管(每根钢管的长为3. 0m，选择最重为40. Okg)及8根横向钢管 (每根钢管的长为10m,重120. Okg)。在该气囊本体300内部设置有压力控制系统310来向气囊本体300内充气，从而 调节内外压力差，以适应外部荷载的变化。与该压力控制系统310以无线或有线形式相连 接，还设置有压力控制终端320。在施工过程中，工作人员只需根据具体的荷载，通过压力控 制终端320的触发按钮321来实时调整气囊本体300内的压力即可。在本实施例中，该气 囊本体300的内外压力差一般在10mm 30mm水柱之间。设置在导轨单杆间的导轨定位结构，如图2所示，具体为在导轨单杆100的连接 端口处，设置连接枢纽200。对应各导轨单杆，在该连接枢纽上设置导轨插口 210。在导轨 单杆100的插入导轨插口 210的一端上，设置拉伸结构110，该拉伸结构110的另一端与气 囊本体300相连接。当气囊本体300膨胀时，带动拉伸结构110收缩，从而使导轨单杆100 进入导轨插口 210，实现定位操作。具体的搭建原理为假设预搭建的简易房屋400的占地面积为100平方米，取气囊 本体300的内外压力差为20mm水柱，即200Pa，则该气囊本体300所受的浮力为2X104N。 在施工过程中，气囊本体300只需荷载4根纵向钢管和脱离地面的4根横向导轨，则气囊本 体300的荷载为(40. 0X4+120. 0X4) X9. 8 = 6272N,即使再把导轨的其他连接组件及导轨 定位结构考虑进去，气囊本体300所受的浮力远大于气囊本体300的荷载，因此，能够将导 轨支架成功搭建。参照图1和图2所示，其具体的实施过程为步骤1，依据该简易房屋400的框架结构，设置气囊本体300的结构形式；步骤2，对应着该简易房屋400的框架结构，与气囊本体300相连接，设置导轨单杆 100，以及在导轨单杆100的连接端口处，与气囊本体300相连接设置有通过气囊本体300 的膨胀来触发的导轨定位结构(包括连接枢纽200、导轨插口 210以及拉伸结构110)；步骤3，使用时，给气囊本体300充气，与该气囊本体300相连接的导轨单杆100架 构成与简易房屋400的框架结构相对应的支架体系，以及当气囊本体300膨胀时，带动导轨 定位结构进行定位操作；步骤4，完成搭建后，放掉气体，将气囊本体300撤出。以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明 的保护范围之中。
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权利要求
一种利用气囊搭建脚手架的系统，它对应设置有脚手架组件，该脚手架组件包括有导轨单杆，其特征在于，该系统包括有通过充气膨胀的气囊本体，以及所述的导轨单杆与气囊本体相连接而设置，以及与导轨单杆和气囊本体分别相连接设置的，用以通过气囊本体的膨胀来触发的导轨单杆定位结构，使用时，气囊本体充气完毕后，在气囊本体的外壁上形成脚手架架构，通过该脚手架结构实施建筑物的搭建工作，可根据需要将气囊本体取出。
2.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的系统，其特征在于在气囊本体上设 置有连接组件，该连接组件用以将气囊本体与导轨单杆相连接。
3.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的系统，其特征在于所述的导轨单杆， 依据预定建筑物的框架呈一定的空间分布而设置在气囊本体上。
4.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的系统，其特征在于所述的导轨单杆， 与用途相关，包括有①支撑导轨单杆它对应着预定建筑物的框架结构而布局设置，用以支撑建筑器具及 用料，②输运导轨单杆它对应着支撑导轨单杆可活动式连接而设置，可根据工程进度实时 调整位置，用以输运建筑器具及用料，③参照导轨单杆它对应着支撑导轨单杆可活动式连接而设置，可根据工程进度实时 调整位置，用以在施工过程中提供参照物，进行规范化建筑。
5.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的系统，其特征在于所述的导轨定位 结构，可通过拉伸组件、弹性组件、卡扣组件、铰接定位组件中的一种结构来实现。
6.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的系统，其特征在于与所述的气囊本 体相连接设置有压力控制系统，该系统通过调整气囊本体的内外压力差来控制导轨单杆的 架构速度。
7.一种利用气囊搭建脚手架的实现方法，其特征在于，该实现方法包括如下实现步骤步骤1，参照预定建筑物的结构，设置气囊本体；步骤2，对应着预定建筑物的框架结构，与气囊本体相连接设置导轨单杆，以及配套的 导轨定位结构；步骤3，使用时，给气囊本体充气，气囊本体的膨胀使导轨单杆形成支架体系，以及触发 导轨定位结构对导轨单杆进行组装定位；步骤4，完成搭建后，放掉气体，将气囊本体撤出。
8.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的实现方法，其特征在于工作人员根 据荷载，通过压力控制系统来实时调整气囊本体的内外压力差，即可调整导轨单杆的架构 速度。
9.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的实现方法，其特征在于利用导轨定 位结构对导轨单杆进行定位，具体为在导轨单杆的连接端口处，设置连接枢纽，对应各导 轨单杆，在该连接枢纽上设置导轨插口，在导轨单杆的插入导轨插口的一端上，设置拉伸结 构，该拉伸结构的另一端与气囊本体相连接，当气囊本体膨胀时，带动拉伸组件收缩，从而使导轨单杆进入导轨插口，实现定位操作。
10.根据权利要求1所述的利用气囊搭建脚手架的实现方法，其特征在于利用导轨定 位结构对导轨单杆进行定位，具体为在导轨单杆的连接端口处，设置连接枢纽，在连接枢纽上与各导轨单杆连接处设置铰 接定位结构，与该铰接定位结构相连接设置有弹性触发结构，该弹性触发结构的另一端与 气囊本体相连接，当气囊本体膨胀时，压缩弹性触发结构，从而触发导轨单杆运动至定位位置处，实现定 位操作。
全文摘要
本发明提供了一种利用气囊搭建脚手架的系统及实现方法，属于建筑设备技术领域。对应着脚手架组件，该系统包括有通过充气膨胀的气囊本体，以及与导轨单杆和气囊本体分别相连接设置的用以通过气囊本体的膨胀来触发的导轨单杆定位结构，其中，所述的导轨单杆与气囊本体相连接而设置。使用时，气囊本体充气完毕后，在气囊本体的外壁上形成脚手架架构，通过该脚手架结构实施建筑物的搭建工作，可根据需要将气囊本体取出。在本发明中，气囊本体能够辅助建筑支架体系的快速搭建，与其配套设置的导轨定位结构能够实现导轨单杆间的快速组装定位，同时，能够实现建筑材料的定向输运及提高施工的规范性。
文档编号E04G1/17GK101886465SQ20101021485
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者马宇尘 申请人:上海杰远环保科技有限公司