车架底盘、移动式台车及钢管斜井维护系统的制作方法

本实用新型涉及水电站钢管斜井维护设备技术领域，尤其是涉及车架底盘、移动式台车及钢管斜井维护系统。

背景技术：

斜井是一种广泛应用于水力发电站引水管道系统的工程结构型式。几乎所有的大型混流式水力发电机组或者抽水蓄能电站均配设大直径、大倾角的引水钢管斜井。斜井的安全状态与整个水力发电站的运行可靠性有着密切关系。

在现有的技术设备条件下，大型水电站钢管斜井的全面检查维护作业必需人工搭建脚手架；因受电力调度的限制，水电站检修周期通常比较短。所以自建国以来，全国的大型水电站钢管斜井都不能开展定期的全面检查维护，这是大型水电站的安全管理盲区。

研制可移动的、可快速拆装的水电站钢管斜井高空作业设备，其中难点之一，就是现有的斜井移动式台车不具备支持高空作业设备的优良的抗倾覆特性。现有斜井台车的轮距普遍比铰窄，这使台车在斜井圆弧底面移动时易跑偏。重心的对中性和宽轮距是整车抗倾覆性的两个基础条件。显然，研究一种可在行走时自动“对中”的、又具有优良抗倾覆特性的移动式台车底盘车轮系统，是大型水电站钢管斜井高空作业设备研制的关键技术。

为保证大坝和电站运行的安全，在钢管斜井及其进水口内部禁止钻深孔埋设地脚螺栓，一般也禁止在钢管内壁上焊接机械件。

如果采用将卷扬机的底座焊接在钢管斜井内，钢管内壁与底座的焊接点的强度不足以承受移动式台车的牵引力，这样很容易发生危险。

因此，牵引移动式台车的卷扬机需要固定，而固定是否牢固，关系到移动式台车在水电站钢管斜井内能否安全施工作业；为了施工的安全，卷扬机的固定必须牢固。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供车架底盘、移动式台车及钢管斜井维护系统，以解决现在移动式台车在钢管斜井内工作的时候易倾覆，在移动的时候易跑偏，同时在钢管斜井内工作的时候，固定方式不牢固，易出现危险的技术问题。

本实用新型提供一种车架底盘，包括底盘主体，所述底盘主体两侧均设置有车轮；

所述车轮与所述底盘主体形成的夹角α为45°±5°。

进一步地，所述车轮包括前主轮和后主轮；在所述前主轮和后主轮之间至少设置有一个辅助轮；所述辅助轮下端到底盘主体的垂直高度小于所述前主轮下端到底盘主体的垂直高度。

进一步地，所述底盘主体左右两侧车轮之间的距离为钢管斜井的直径的cos(45°±5°)倍。

进一步地，所述底盘主体上两侧的所述车轮的方向和车轮与钢管斜井内侧接触点的法线方向相同。

本实用新型还提供一种移动式台车，包括所述车架底盘、上工作篮和下工作篮；在所述车架底盘上设置有工作平台；在所述工作平台上设置有用于升降所述上工作篮的升降装置，在所述升降装置一侧的工作平台上设置有所述下工作篮；

所述上工作篮上设置有用于控制上工作篮移动的手动控制器，且在上工作篮上还设置有起到警示作用的灯光报警器；所述升降装置上设置用于控制载重的载重传感器。

进一步地，所述工作平台设置在所述车架底盘的前部，且所述工作平台前端铰接在所述车架底盘上。

进一步地，所述工作平台上设置有安装孔，在所述安装孔内铰接有升降柱，所述升降柱下端铰接在所述车架底盘上。

进一步地，所述车架底盘上前端铰接有平衡梁；所述平衡梁用于连接牵引装置。

进一步地，所述车架底盘前端设置有用于人员站立的踏板；所述踏板水平位置低于所述平衡梁。

本实用新型还提供一种钢管斜井维护系统，包括移动式台车、平衡装置和卷扬机；在所述平衡装置上设置有卷扬机，所述卷扬机上设置有与所述移动式台车连接的牵引绳，

所述平衡装置包括用于安装在闸门槽中的固定横梁和底座；所述固定横梁与所述底座通过连接绳相连，在所述底座上设置有两台所述卷扬机，每台所述卷扬机均通过牵引绳与所述移动式台车相连。

进一步地，所述固定横梁上设置有绳轮，在所述底座上设置有吊耳；所述连接绳绕过所述绳轮，且所述连接绳两端设置有用于与吊耳连接的卸扣。

本实用新型提供的车架底盘具有良好的抗倾覆特性，在钢管斜井这种圆弧地面上移动的时候，不易跑偏，具有优良的对中性。

本实用新型提供的移动式台车，安装了上述的车架底盘，使其整个移动式台车在钢管斜井的维修检测方面具有更平稳；同时移动式台车上的可升降的上工作篮和下工作篮和移动式台车的移动能够在钢管斜井内进行全方位360°无死角作业。

本实用新型提供的钢管斜井维护系统的移动式台车在钢管斜井内进行作业，平衡装置的固定横梁固定在闸门槽中，这样保证了卷扬机的位置的固定和牢固，卷扬机通过牵引绳控制移动式台车移动才能够安全，同时也保护了钢管斜井，减小了作业对钢管斜井是使用寿命的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的车架底盘的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的车架底盘的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的车架底盘在钢管斜井内使用状态示意图；

图4为本实用新型实施例提供的移动式台车的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的移动式台车的右视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的钢管斜井维护系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的钢管斜井维护系统使用状态示意图；

图8为本实用新型实施例提供的上工作篮的示意图。

图标：100－底盘主体；200－前主轮；300－后主轮；400－辅助轮；500－工作平台；600－升降装置；700－上工作篮；800－下工作篮；900－钢管斜井；110－升降柱；120－踏板；130－平衡梁；140－牵引绳；150－卷扬机；160－底座；170－固定横梁；180－绳轮；190－卸扣；210－控制器；220－灯光报警器；230－载重传感器。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种车架底盘，包括底盘主体100，底盘主体100两侧均设置有车轮；

车轮与底盘主体100形成的夹角α为45°±5°。

参照图2、图3所示，在本实施例中，底盘主体100两侧均设置有车轮，车轮与底盘主体100水平方向的夹角α在40°－50°之间；这样在大倾角钢管斜井900管壁行走时，具有优良的对中性；在移动式台车高空作业时，这样的车轮距能够使整车具有良好的抗倾覆特性。

在上述实施例基础之上，进一步地，车轮包括前主轮200和后主轮300；在前主轮200和后主轮300之间至少设置有一个辅助轮400；辅助轮400下端到底盘主体100的垂直高度小于前主轮200下端到底盘主体100的垂直高度。

参照图1所示，在底盘主体100左右两侧的每侧均设置有前主轮200和后主轮300，在前主轮200和后主轮300之间设置有与前主轮200和后主轮300与底盘主体100夹角相同的辅助轮400；在车架底盘水平方向移动的时候，辅助轮400不与钢管斜井900内壁接触；辅助轮400在前主轮200和后主轮300的间距和数量依据移动式台车重心位置而计算确定的。

当钢管斜井900轴线曲率不变或为负曲率时，前车轮与后车轮正常行走且不与管壁接触，随钢管斜井900轴线变为正曲率且渐凸起时，辅助轮400逐渐与管壁接触从而保证移动式台车顺利通过凸弯曲的管段。

在上述实施例基础之上，进一步地，底盘主体100左右两侧车轮之间的距离为钢管斜井900的直径的cos(45°±5°)倍。

车架底盘左右两侧的车轮之间的距离跟钢管斜井900有关系；不同的钢管斜井900使用不同的车架底盘；当车架底盘左右两侧的车轮之间的距离为钢管斜井900的直径的约0.643－0.766倍的时候，在钢管斜井900内移动，较宽的轮距使整车具有良好的抗倾覆特性。

在上述实施例基础之上，进一步地，底盘主体100上两侧的车轮向沿着与钢管斜井内侧接触点的法线方向。

车轮的方向正好在接触点的法线方向，这样有利于整个底盘主体100的平衡，底盘主体100在移动的时候也更稳定；底盘主体100上两侧的车轮向外侧倾斜且两侧所述车轮的夹角为45°±5°的2倍；在底盘主体100上两侧均设置有多个车轮，车轮与底盘主体100不是垂直设置的，车轮与底盘主体100有一定的夹角，且车轮向外侧倾斜，这样底盘主体100两侧的车轮形成一个2倍于45°±5°的夹角，这样倾斜的车轮在钢管斜井内的能够与钢管斜井的内壁接触，且与内壁的接触点的法线正好与车轮重合。

本实用新型还提供一种移动式台车，包括车架底盘、上工作篮700和下工作篮800；在车架底盘上设置有工作平台500；在工作平台500上设置有用于升降上工作篮700的升降装置600，在升降装置600一侧的工作平台500上设置有下工作篮800。

上工作篮700上设置有用于控制上工作篮700移动的手动控制器210，且在上工作篮700上还设置有起到警示作用的灯光报警器220；升降装置600上设置用于控制载重的载重传感器230。

如图4、图5所示，移动式台车的车架底盘上设置有工作平台500，在工作平台500设置有通过升降装置600升降的上工作篮700；上工作篮700能够向两侧进行伸缩；这样进行对钢管斜井900的内壁的检修；下工作篮800同样能够左右伸缩，再加上移动式台车能够移动，移动式台车能够全方位360°无死角作业。

在升降装置600上设置有载重传感器230，载重传感器230用于监控上工作篮700的载重，当上工作篮700超出规定的载重量，载重传感器230将信号传递给控制装置，禁止升降装置600升降，防止超负荷作业。

如图8所示，在上工作篮700上的控制器210为手动控制器，这样能够防止误操作，保证作业的安全；同时还设置有灯光报警器220，在上工作篮700超载后，会发出警报，以提醒超载，保证工作人员在安全范围的进行作业。

在上述实施例基础之上，进一步地，工作平台500设置在车架底盘的前部，且工作平台500前端铰接在车架底盘上。

工作平台500与移动式台车的车架底盘一端铰接在一起，这样工作平台500的一端被固定在移动式台上，无法移动。

在上述实施例基础之上，进一步地，工作平台500上设置有安装孔，在安装孔内铰接有升降柱110，升降柱110下端铰接在车架底盘上。

在本实施例中，工作平台500上的安装孔用于升降柱110穿过，升降柱110下端铰接在车架底盘上，当升降柱110开始变长的时候，车架底盘的位置不动，工作平台500被顶起，工作平台500一端与车架底盘铰接，另一端被升降柱110顶起，这样工作平台500就倾斜了，在移动式台车在钢管斜井900内作业的时候，通过调节工作平台500的角度，使其工作平台500使用保持水平，便于工作人员作业。

进一步地，车架底盘上前端铰接有平衡梁130；平衡梁130用于连接牵引装置。

进一步地，车架底盘前端设置有用于人员站立的踏板120；踏板120水平位置低于平衡梁130。

本实施例中，在车架底盘上设置踏板120，用于作业人员及器具安全对钢管斜井900底座160工作面进行就位作业。

在移动式台车上有电气控制系统，对升降柱110的升降、升降装置600的升降提供动力，升降装置600垂直设置在工作平台500上，升降装置600是采用液压剪叉升降机构或者多级顶升机构来实现升降的。

在使用的时候先将调试好的移动式台车安装在钢管斜井内，通过水电站起重机将各个部件放入闸门井的底部；由于闸门井空间比较狭窄，在吊装前，将各部件拆开，依次各个部件吊人闸门井内，然后进行组装，并接好各电气设备的线路，调试各部件的运动功能。

先将安装调试好的设备置于钢管斜井内就位，由外力牵引或自带的动力驱动使移动式台车移动，作业人员通过调节控制升降装置，使工作平台处于水平状态，通过上工作篮700、下工作篮800和踏板120和移动式台车的移动，就能实现钢管斜井全方位360°无死角作业。

本实用新型还提供一种钢管斜井900维护系统，包括移动式台车、平衡装置和卷扬机150；在平衡装置上设置有卷扬机150，卷扬机150上设置有与移动式台车连接的牵引绳140，

平衡装置包括用于安装在闸门槽中的固定横梁170和底座160；固定横梁170与底座160通过连接绳相连，在底座160上设置有两台卷扬机150，每台卷扬机150均通过牵引绳140与移动式台车相连。

如图6、图7所示，移动式台车在钢管斜井900内作业的时候，需要随时停靠；这样才能对钢管斜井900内进行检修；为了使移动式台车能够随时停靠，并能够在钢管斜井900内移动，需要通过卷扬机150控制牵引绳140来控制移动式台车；由于钢管斜井900内不让焊接和地埋螺丝；卷扬机150在钢管斜井900内不易固定；采用平衡装置进行固定，平衡装置上的固定横梁170卡在闸门槽中。

闸门槽是钢管斜井900中固有的结构；这样就实现了固定横梁170的牢固固定，卷扬机150与固定横梁170连接，这样卷扬机150就能够通过牵引绳140来控制移动式台车的移动。

在上述基础之上，进一步地，固定横梁170上设置有绳轮180，在底座160上设置有吊耳；连接绳绕过绳轮180，且连接绳两端设置有用于与吊耳连接的卸扣190。

在本实施例中，在底座160上设置吊耳，连接绳两端安装在吊耳上，在连接绳上还可以设置用于调节连接绳长度的手动葫芦；这样当底座160发生倾斜的时候，通过调节连接绳，使其连接绳形成的三角形为等腰三角形，在这个状态的时候，底座160收到的力均匀均衡，在底座160上设置的两个卷扬机150才能将移动式台车牵引的平稳。

本实用新型提供的车架底盘具有良好的抗倾覆特性，在钢管斜井900这种圆弧地面上移动的时候，不易跑偏，具有优良的对中性。

本实用新型提供的移动式台车，安装了上述的车架底盘，使其整个移动式台车在钢管斜井900的维修检测方面具有更平稳；同时移动式台车上的可升降的上工作篮700和下工作篮800和移动式台车的移动能够在钢管斜井900内进行全方位360°无死角作业。

本实用新型提供的钢管斜井900维护系统的移动式台车在钢管斜井900内进行作业，平衡装置的固定横梁170固定在闸门槽中，这样保证了卷扬机150的位置的固定和牢固，卷扬机150通过牵引绳140控制移动式台车移动才能够安全，同时也保护了钢管斜井900，减小了作业对钢管斜井900是使用寿命的影响。

在钢管斜井900上安装钢管斜井900维护系统，通过固定横梁170来保证整个装置的牢固；通过平衡装置来底座160受力均匀，这样通过牵引绳140牵引的移动式台车才能平稳的移动，不会出现受力失衡，发生倾斜等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。