封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法
【专利摘要】本发明提供封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法，属于建筑施工领域，用于解决现有防坠调向机构人工换向所带来的安全隐患和效率低的问题。控制系统控制油缸的工作状态，在油缸的驱动下，拨叉在拨盘块上的左直线槽/右直线槽中移动，带动卡块绕自身轴线逆时针/顺时针转动一定角度，弹簧被压缩；拨叉到达极限位置后，弹簧释放弹力，带动卡块绕自身轴线沿同一方向继续转动，直到卡块和摇杆处于极限位置，完成封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的换向，实现液压爬模系统的两种爬升状态的自动转换。本发明提供的技术方案避免了人工换向所带来的安全隐患以及时间上、资源上的浪费，更加符合现代化建筑施工的零风险、高效率、低成本的要求。
【专利说明】
封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着城市的飞跃式发展，在城市建筑施工领域里，特别是在高层和超高层建筑的核心筒砼浇筑施工中，液压爬升模板系统由于其工作效率高、操作简单、安全系数高，对周围居民干扰少，施工成本低等优点越来越受到人们的重视，被运用到越来越多工程项目中去。
[0003]目前，在高层和超高层建筑核心筒砼浇筑施工中，使用传统搭设脚手架的方法浇筑最下面几层核心筒砼结构，达到设计标高后，安装液压爬升模板系统。在液压爬升模板系统中安装有液压爬升系统，通过调整液压爬升系统的工作方向，可以分别实现爬升导轨和操作架双向爬升，从而可以实现整个液压爬模系统随着建筑楼层的增加而不断向上爬升，为上一层核心筒砼现场浇筑施工提供各种资源和条件。
[0004]中国专利文献CN201003282Y于2008年I月9日公开了一种液压爬模系统防坠调向机构，该防坠调向机构结构简单，使用方便，可以自由调节两种工作状态来实现液压爬模系统两种爬升状态的自由转换。但是，在调节防坠调向机构的工作状态时，即液压爬模系统在进行爬升导轨和爬升操作架两种爬升状态转换时，操作人员必须下到液压爬升系统的设备层，手动转动防坠装置的换向手柄来实现液压爬模系统的两种爬升状态转换。随着工程的进行，建筑物也是越来越高，液压爬模系统都是处在离地面几十米甚至几百米的高空，基于成本和技术难度上的考虑，液压爬模系统在高空为工人提供的操作空间和条件有限，所以工人在下到设备层的过程中稍有不慎就有可能发生高处坠落的安全事故;与此同时，每次工人爬上爬下也非常浪费时间，影响了液压爬模系统的爬升效率；由于需要人工手动去扳动换向手柄，所以也必然会增加液压爬模系统的操作成本和工人们的劳动强度。
[0005]综上所述，现行的液压爬模系统防坠调向机构越来越不能满足现代化建筑施工的零风险、高效率、低成本的要求，为了提高液压爬模系统的工作效率、降低安全风险、操作成本和工人们的劳动强度，因此研发一种全自动调向防坠装置及其使用方法已经成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，以解决现有液压爬模系统在爬升过程中，操作工人手动转动防坠调向机构的手柄才能实现模式转换所产生的效率低下、安全风险高等问题。同时，本发明还提供了一种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的使用方法，以解决现有技术中操作方法繁琐、安全隐患大的问题，满足现代化建筑施工的零风险、高效率、低成本的要求。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0008]—种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，包括防坠调向机构，自动调向机构和控制系统，所述自动调向机构固定在所述防坠调向机构的箱式卡座的外侧面上，所述自动调向机构包括油缸、油缸底座、拨叉以及拨盘块，所述油缸底座固定安装在所述防坠调向机构的箱式卡座上，所述拨盘块位于所述箱式卡座和所述油缸底座之间，所述拨盘块卡在所述防坠调向机构的中心销轴的端面上并用螺栓固定，所述拨叉的上端安装在所述油缸的活塞杆伸出端上，所述拨叉的下端和所述拨盘块活动连接，所述控制系统通过两根软管与所述油缸相连。
[0009]可选的，所述拨盘块为一近似扇形结构，在一面上设计有一通槽，在另一面上设计有一横截面为矩形的闭环槽，所述闭环槽包括两段同心的大、小圆弧槽和两段左、右直线槽，所述大、小圆弧槽对应的中心角Θ相等且Θ <45°。
[0010]可选的，所述油缸底座为龙门式结构，两端的支撑腿支在所述箱式卡座侧面上并与所述箱式卡座固定连接，中间梁板上端设计有线性导槽，所述拨叉的下端穿过所述线性导槽并能在所述线性导槽内自由地上下移动。
[0011]可选的，所述控制系统包括PLC控制单元、三位四通电磁阀、电磁溢流阀、栗以及油箱，所述三位四通电磁阀设置在所述油缸的供、回油回路上，所述电磁溢流阀设置在所述油缸的供油回路的支路上，所述三位四通电磁阀和所述电磁溢流阀均与所述PLC控制单元信号连接，所述油缸设置压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制单元信号连接。
[0012]可选的，两端所述圆弧槽的半径为别为50mm和100mm。
[0013]本发明还提供一种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的使用方法，包括如下步骤:
[0014]步骤1:提供如权利要求1-5所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置；
[0015]步骤2:操控所述控制系统，向所述油缸的无杆腔提供压力油，所述油缸的活塞杆伸出，带动所述拨叉在所述拨盘块上向上移动，驱动所述防坠调向机构的卡块绕自身轴线逆时针转动一定角度，所述防坠调向机构的弹簧被压缩；
[0016]步骤3:当所述活塞杆伸出到上极限位置时，一对所述防坠调向机构的摇杆越过水平位置，所述弹簧开始释放弹力，驱动所述卡块绕自身轴线继续逆时针旋转一定角度，所述油缸的活塞不动，所述卡块处于上卡位置，所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置处于爬升导轨状态；
[0017]步骤4:操控所述控制系统，向所述油缸的有杆腔提供压力油，所述油缸的活塞杆回缩，带动所述拨叉在所述拨盘块上向下移动，驱动所述卡块绕自身轴线顺时针转动一定角度，所述弹簧被压缩；
[0018]步骤5:当所述活塞杆回缩到下极限位置时，一对所述摇杆越过水平位置，所述弹簧开始释放弹力，驱动所述卡块绕自身轴线继续顺时针旋转一定角度，所述油缸的活塞不动，所述卡块处于下卡位置，所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置处于爬升操作架状态；
[0019]步骤6:重复步骤2-5，实现所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的爬升状态自动控制。
[0020]相对现有技术，本发明提供的封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法，具有以下有益的技术效果:
[0021]大大降低了工程的安全风险，在操作本发明提供的所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置时，工人只需在平台上甚至可以在建筑物内就能远程操作液压爬模系统的所述防坠调向机构，避免了工人下到设备层时可能发生高空坠落等安全风险。
[0022]有效地提高了液压爬模系统的工作效率，降低了工人们的劳动强度，在操作本发明提供的所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置时，工人们只需在操作盒上按下相应的按钮就能远程实现液压爬模系统的爬升模式转化，避免了工人们在下到设备层和转动手柄等操作上的时间浪费。
[0023]大大降低了设备的操作成本，一名工人可以同时操作数台本发明提供的所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，可以减少操作工人的数量，大大降低人力成本。
【附图说明】
[0024]图1为本发明一实施例的封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置三维透视图
[0025]图2为本发明一实施例的拨盘块结构示意图
[0026]图3为本发明一实施例的拨盘块三维透视图；
[0027]图4为本发明一实施例的油缸底座三维透视图；
[0028]图5为本发明一实施例的液压控制原理图；
[0029]图中:100-封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置、1-防坠调向机构、2-自动调向机构、3-控制系统、4-软管、11-箱式卡座、12-摇杆、13-手柄座、14-手柄、15-弹簧、16-中心销轴、17-卡块、21-油缸底座、22-拨盘块、23-拨叉、24-油缸、31-PLC控制单元、32-栗、33-油箱、34电磁溢流阀、35-三位四通电磁阀、37-压力传感器、211-支撑腿、212-中间梁板、213-线性导槽、221-左直线槽、222-大圆弧槽、223-右直线槽、224-小圆弧槽、225-通槽。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图和具体实施例对本发明提供的封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明书和权利要求书，本发明的优点和特点将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精确的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0031]参考图1，本发明一实施例的封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100包括防坠调向机构1、自动调向机构2和控制系统3，其中，防坠调向机构I包括一对摇杆12、手柄座13、手柄14、弹簧15、中心销轴16、卡块17和箱式卡座11;自动调向机构2固定安装在防坠调向机构I的一个外侧面上，自动调向机构2包括油缸24、油缸底座21、拨叉23以及拨盘块22;油缸底座21通过螺栓安装在箱式卡座11的外侧面上，拨盘块22通过螺栓固定安装在中心销轴16的一个端面上且位于箱式卡座11和油缸底座21之间形成的空档内，油缸24安装在油缸底座21上，拨叉23的上端安装在油缸24的活塞杆伸出端上，拨叉23的下端与拨盘块22活动连接，活塞杆带动拨叉23上下移动，从而带动拨盘块22和中心销轴16绕其轴线转动;控制系统3通过两根软管4分别与油缸24的上、下油口相连，为油缸24提供压力油，来实现对油缸24的控制。
[0032]结合图2和图3，拨盘块22设计成一个近似扇形结构，这种设计不仅可以充分利用箱式卡座一个侧面的空间，而且还可以节省材料，扇形结构也比较美观;在拨盘块22的一个侧面上设计有一个通槽225，通槽225的横截面为矩形，矩形的通槽225正好卡在摇杆12上，当拨盘块22绕中心销轴16的轴线转动时，带动摇杆12同步转动;在拨盘块22的另一个侧面上设计有一个横截面为矩形的闭环槽，闭环槽是由大圆弧槽222、小圆弧槽224、左直线槽221以及右直线槽223光滑连接而成，大圆弧槽222和小圆弧槽224为两段半径不相等的同心圆弧槽、考虑到圆弧槽和直线槽连接的光滑要求和位置空间的限制，我们设计大圆弧槽222和小圆弧槽224的半径分别为I OOmm和50mm ；拨叉23的下端在闭环槽内可以沿着槽自由移动，其中大圆弧槽222和小圆弧槽224所对应的中心角Θ相等且θ<45°，这种设计可以保证油缸24驱动拨盘块22转动结束时，拨叉23的下端到达左直线槽221与大圆弧槽222结合处或者到达右直线槽223与小圆弧槽224的结合处，伴随拨盘块22转动的摇杆12越过水平位置，弹簧15在水平位置被压缩到最短，摇杆12越过水平位置后，压缩的弹簧15开始释放弹力，当拨叉23到达左直线槽221与大圆弧槽222结合处或者到达右直线槽223与小圆弧槽224的结合处时，油缸24的活塞杆和拨叉23不动，摇杆12在弹簧15的弹力推动下继续沿着同一方向转动，带动拨盘块22和中心销轴16同步转动，直到摇杆12到达上/下极限位置，完成卡块17的上卡位/下卡位的自动转换。
[0033]参考图4，油缸底座21设计成龙门式焊接结构，位于油缸底座21两端的支撑腿211支在箱式卡座11的外侧面上，并通过螺栓将油缸底座21于箱式卡座11固定连接，两端的支撑腿211通过中间梁板212连接成一个整体;这种龙门式结构可以减少油缸底座21和箱式卡座11接触面积，保证了他们之间的接触效果，同时也为拨盘块22自由转动提供了足够的空间；在中间梁板212的上端上设计了一个线性导槽213，拨叉23的下端穿过线性导槽213插在拨盘块22的闭环导槽内，拨叉23可以在线性导槽213内自由移动，线性导槽213为拨叉23的运动提供导向，避免过大的切向力和切向位移，进一步保护油缸24。
[0034]参考图5，控制系统3包括PLC控制单元31、三位四通电磁阀35、电磁溢流阀34、栗32以及油箱33，三位四通电磁阀35设置在油缸24的供、回油回路上，电磁溢流阀34设置在油缸24的供油回路的支路上，三位四通电磁阀35和电磁溢流阀34均与PLC控制单元31信号连接，油缸24内设置压力传感器37，监控油缸24内油的压力，压力传感器37与PLC控制单元31信号连接。
[0035]继续结合图1至图3，说明封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100的使用方法，包括如下步骤:
[0036]步骤I:提供上述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100;
[0037]步骤2:操控控制系统3，向油缸24的无杆腔提供压力油，油缸24的活塞杆伸出，带动拨叉23在拨盘块22上向上移动，即沿着左直线槽221向上移动，拨叉23驱动拨盘块22、卡块17以及一对摇杆12绕中心销轴16的轴线转动一定角度，防坠调向机构I的弹簧15被压缩；
[0038]步骤3:当油缸24的活塞杆伸出到上极限位置时，拨叉23移动到左直线槽221和大圆弧槽222交点位置，一对摇杆12越过水平位置，弹簧15开始释放弹力，驱动拨盘块22、卡块17以及一对摇杆12继续绕中心销轴16的轴线旋转一定角度，拨叉23相对于拨盘块23从大圆弧槽222的左端移动到右端，油缸24的活塞不动，卡块17处于上卡位置，封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100处于爬升导轨状态；
[0039]步骤4:操控所述控制系统，向油缸24的有杆腔提供压力油，油缸24的活塞杆回缩，带动拨叉23在拨盘块22上向下移动，即沿着右直线槽223中向下移动，拨叉23驱动拨盘块22、卡块17以及一对摇杆12绕中心销轴16的轴线反向转动一定角度，弹簧15被压缩；
[0040]步骤5:当油缸24的活塞杆回缩到下极限位置时，拨叉23移动到右直线槽和小圆弧槽224交点位置，一对摇杆12越过水平位置，弹簧15开始释放弹力，驱动摇杆12、卡块17以及拨盘块22继续绕中心销轴16的轴线反向旋转一定角度，拨叉23相对于拨盘块22从小圆弧槽224的右端移动到左端，油缸24的活塞不动，卡块17处于下卡位置，封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100处于爬升操作架状态；
[0041]步骤6:重复步骤2-5，实现封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100的爬升状态自动控制。
[0042]综上所述，本发明提供封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100，设计巧妙，在原有防坠调向机构I的基础上增设自动调向机构2和控制系统3，实现了封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100的自动换向；操作工人们站在平台上或者建筑物内操作操作盒就能远程控制油缸24的进油/回油状态，实现液压爬模系统的两种爬升状态的自由转换，避免了工人下到设备层活动所带来的安全隐患以及时间上、资源上的浪费，更加符合现代化建筑施工的零风险、高效率、低成本的要求;此外，本发明提供的封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置100的使用方法，解决现有液压爬模系统防坠调向机构I操作方法的繁琐过程和存在一些安全隐患的，有效地提高了工作效率和安全性，大大降低了操作成本和工人们的劳动强度。
[0043]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【主权项】
1.一种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，其特征在于，包括防坠调向机构、自动调向机构和控制系统，所述自动调向机构固定在所述防坠调向机构的箱式卡座的外侧面上，所述自动调向机构包括油缸、油缸底座、拨叉以及拨盘块，所述油缸底座固定安装在所述防坠调向机构的箱式卡座上，所述拨盘块位于所述箱式卡座和所述油缸底座之间，所述拨盘块卡在所述防坠调向机构的中心销轴的端面上并用螺栓固定，所述拨叉的上端安装在所述油缸的活塞杆伸出端上，所述拨叉的下端和所述拨盘块活动连接，所述控制系统通过两根软管与所述油缸相连。2.如权利要求1所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，其特征在于，所述拨盘块为一近似扇形结构，在一面上设计有一通槽，在另一面上设计有一横截面为矩形的闭环槽，所述闭环槽包括两段同心的大、小圆弧槽和两段左、右直线槽，所述大、小圆弧槽对应的中心角Θ相等且θ<45°。3.如权利要求1所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，其特征在于，所述油缸底座为龙门式结构，两端的支撑腿支在所述箱式卡座侧面上并与所述箱式卡座固定连接，中间梁板上端设计有线性导槽，所述拨叉的下端穿过所述线性导槽并能在所述线性导槽内自由地上下移动。4.如权利要求1所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，其特征在于，所述控制系统包括PLC控制单元、三位四通电磁阀、电磁溢流阀、栗以及油箱，所述三位四通电磁阀设置在所述油缸的供、回油回路上，所述电磁溢流阀设置在所述油缸的供油回路的支路上，所述三位四通电磁阀和所述电磁溢流阀均与所述PLC控制单元信号连接，所述油缸设置压力传感器，所述压力传感器与所述PLC控制单元信号连接。5.如权利要求2所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置，其特征在于，两端所述圆弧槽的半径为别为50mm和100mm。6.—种封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:提供如权利要求1-5所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置； 步骤2:操控所述控制系统，向所述油缸的无杆腔提供压力油，所述油缸的活塞杆伸出，带动所述拨叉在所述拨盘块上向上移动，驱动所述防坠调向机构的卡块绕自身轴线逆时针转动一定角度，所述防坠调向机构的弹簧被压缩； 步骤3:当所述活塞杆伸出到上极限位置时，一对所述防坠调向机构的摇杆越过水平位置，所述弹簧开始释放弹力，驱动所述卡块绕自身轴线继续逆时针旋转一定角度，所述油缸的活塞不动，所述卡块处于上卡位置，所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置处于爬升导轨状态； 步骤4:操控所述控制系统，向所述油缸的有杆腔提供压力油，所述油缸的活塞杆回缩，带动所述拨叉在所述拨盘块上向下移动，驱动所述卡块绕自身轴线顺时针转动一定角度，所述弹簧被压缩； 步骤5:当所述活塞杆回缩到下极限位置时，一对所述摇杆越过水平位置，所述弹簧开始释放弹力，驱动所述卡块绕自身轴线继续顺时针旋转一定角度，所述油缸的活塞不动，所述卡块处于下卡位置，所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置处于爬升操作架状态； 步骤6:重复步骤2-5，实现所述封闭曲线导槽式全自动调向防坠装置的爬升状态自动控制。
【文档编号】E04G19/00GK106049855SQ201610484945
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】顾国明, 刘冬华, 杨德生
【申请人】上海建工集团股份有限公司