一种自爬式维护平台的制作方法

1.本发明涉及诸如泄洪道等大尺寸坡道的维护领域，并具体提供了一种为作业人员提供维护时的站立、并可转运及储存物料及机具的自爬举升式维护平台。


背景技术：

2.泄洪道(图1)属于水库建筑的防洪设施，当水库里的水位超过安全高度时，需要将水从泄洪道流出，防止水坝被毁坏。当泄洪道投入运行后，应该定期进行维护。传统的维护方式是通过在例如图1中箭头所指的坡道上搭设满堂脚手架(图2)完成此项作业。
3.然而，从图2中可以看出，满堂脚手架存在以下缺点：1)需要固定在流道上，会破坏流道原有结构，造成坝体主体结构的损伤；2)流道长度较长，搭设工作量大、劳动强度高，从而使得维护周期较长；3)脚手架提供的作业面为桁架结构，容易出现人员高空坠落危险；4)泄流道带有坡度，脚手架稳定性无法保证，存在安全隐患。


技术实现要素：

4.针对上述现存的问题，本发明提出了一种自爬举升式维护平台，通过牵引油缸驱动牵引系统沿斜面(或水平面)自行走、通过液压油缸驱动固定盘沿框架末端伸长或收缩、通过调平油缸调整水平维护平台的水平度、通过举升油缸升高或降低升降作业平台的站笼、通过物料提升系统的卷扬机构驱动物料小车沿着斜面(或水平面)提供物流。该装置可实现自主移动、适应工作面坡度与高度变化，同时达到降低操作人员劳动强度、避免流道两侧立面和底面被破坏的目的，从而解决了现有技术中由于坡道底部及侧面尺寸大(如泄洪道)，维护作业难度大、工作效率低、安全性差的难题。
5.具体的，本发明提供一种自爬式维护平台，主要包括底盘系统、水平维护平台系统、和牵引系统；其中，底盘系统构造成与水平维护平台系统转动连接，用于将水平维护平台系统水平地维持在期望位置；水平维护平台系统构造成分别与底盘系统和牵引系统转动连接，用于整个维护平台的操作和维护作业；牵引系统通过支撑在待维护通道的相应位置来带动水平维护平台系统前进或后退。
6.其中，牵引系统通过夹紧组件来顶紧待维护通道的相对的壁(优选为两侧墙壁；但，如有，也可为通道的上下墙壁表面)来实现所述支撑。
7.其中，夹紧组件由液压油缸和固定盘组成。液压油缸和固定盘沿长度方向依次布置于各系统的框架(末端部)上，当需要顶紧时，液压油缸(活塞杆) 朝向所述壁(向外)推动固定盘直至固定盘(盘面)顶紧所述壁；当需要收回时，液压油缸则收缩(带动固定盘)远离所述壁。
8.进一步的，牵引系统具体包括牵引框架和夹紧组件。优选包括4组夹紧组件。其中，牵引框架通过万向节(转动)连接水平维护平台系统的牵引油缸，并且在其朝向所述壁的末端部设置有夹紧组件。牵引框架末端部(延伸出的片) 处优选设有供固定盘的杆穿过的孔，以供固定盘的杆顶出和收回，液压油缸布置于孔的后方用于推动和带回固定盘的杆。
9.进一步的，底盘系统也包括夹紧组件，其经构造能够顶紧待维护通道的相对的壁，用于将水平维护平台系统维持在期望位置。优选包括4组夹紧组件，分别位于底盘系统的各末端部处。
10.更进一步的，底盘系统具体包括底盘框架、夹紧组件和调平油缸。其中，底盘框架一般沿通道的底面/墙壁放置，近端转动连接水平维护平台系统；同时，调平油缸从底盘框架延伸出、并通过连杆机构与水平维护平台系统转动连接，用于调整水平维护平台系统的水平度；夹紧组件位于底盘框架的朝向所述壁的末端部处，用以实现顶紧，由此将水平维护平台系统水平地维持在期望位置。
11.优选的，底盘系统还可以包括物料提升系统。物料提升系统包括卷扬机构、钢丝绳和物料小车；卷扬机构设置于底盘框架的远侧(下侧)，为钢丝绳提供动力来拉动物料小车接近或远离底盘框架。
12.进一步的，水平维护平台系统包括牵引油缸，用于转动连接牵引系统，从而通过牵引油缸的伸缩来实现牵引系统对于水平维护平台系统的带动。
13.更进一步的，水平维护平台系统具体包括平台、牵引油缸、液压控制系统和电控系统。其中，牵引油缸转动连接至平台并通过万向节连接至牵引系统；液压控制系统和电控系统用于维护平台中所有油缸和电器元件的控制。可选的，可以在平台的下表面设置水平传感器，通过电控系统进行控制；当坡道角度产生变化时，水平传感器能够检测出所在平台面的倾斜角度，进而传递信号给电控系统内的控制器，并通过控制器指令液压控制系统来调节调平油缸，保证水平维护平台处于水平状态。此外，电控系统是整个维护平台的控制中枢，电控系统可以按照预编程序完成装置的行走动作，也可通过水平传感器反馈信号自动控制调平油缸的伸缩，从而保证平台始终保持在水平位置；同时，也可手动控制平台的升降以及物料小车的升降。
14.优选的，水平维护平台系统还包括升降作业平台，安装固定在平台上；升降作业平台包括举升油缸和站笼，通过举升油缸升高或降低站笼到需要的工作位置，供作业人员站在站笼上进行维护作业。
15.本发明的维护平台主要针对满堂脚手架会破坏主体结构、搭设工作量大、人员容易踩空、稳定性差等问题，提供了一种自爬(举升式)维护平台，相对具有以下优点：1)依靠液压油缸提供压力将固定盘压紧在通道壁，不会对于主体结构造成破坏；2)设备依靠两套夹紧组件(牵引系统和底盘系统)实现自主行走、操作人员仅需进行按键操作，架设时间短、劳动强度小；3)水平维护平台和站笼均设置为实体平面，安全系数高；4)液压油缸对称布置多对，可互为备份；牵引油缸、调平油缸和举升油缸均具有失压保护装置，可防止工作状态时维护平台、站笼反向运动，设备整体稳定性好。
16.同时，本发明提供的自爬式维护平台可以适用于任何相对的壁间距变化不大的通道型对象的维护或任何施工工作(间距变化小于两个液压油缸的伸缩行程长度)，只需要提供相应宽度的牵引框架和底盘框架，即可实现任意壁间距或坡度(自爬举升)的管道、隧道、开放式通道(如，无顶壁的泄洪道)的自爬，以完成相应施工工作。
附图说明
17.图1为泄洪道示例图。
18.图2为现有技术的满堂脚手架搭建的实物图。
19.图3为本发明的自爬式维护平台的立体示意图。
20.图4为本发明的自爬式维护平台的牵引系统的结构示意图。
21.图5为本发明的自爬式维护平台的底盘系统的部分结构示意图。
22.图6为本发明的自爬式维护平台的牵引原理示意图。
23.图7为本发明的自爬式维护平台沿斜面的行走状态图。
24.图8为本发明的自爬式维护平台在斜面上的工作状态图。
25.图9为本发明的自爬式维护平台沿平面的行走状态图。
26.图10为本发明的自爬式维护平台沿平面的工作状态图。
27.图中：1、底盘系统；2、液压控制系统；3、水平维护平台系统；4、牵引系统；5、升降作业平台；6、牵引系统；7、电控系统；8、物料提升系统；11、耳板；12、调平油缸；13、连杆机构；14、牵引油缸；41-44、夹紧组件；45、导向轮；46、侧向轮；411、液压油缸；412、固定盘；51、举升油缸；52、站笼；61、万向节；62-65、夹紧组件；66、导向轮；67、侧向轮；621、固定盘； 622、液压油缸；81、卷扬机构；82、钢丝绳；83、物料小车。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的“一种自爬式维护平台”作进一步详细说明。此处该实例着重针对如图1中所示的泄洪道作为维护对象进行装置细节设计，当面对不同对象时，仅需对其进行相应的适应性调整即可服务于更多类型的通道。
29.如图3-图5所示，本发明的自爬式维护平台主要分为底盘系统1、水平维护平台系统3、和牵引系统6三部分。
30.其中，如图3和图5中所示，底盘系统1包括底盘框架、牵引系统4、物料提升系统8、以及通过两个耳板11连接在底板框架上的两个调平油缸12。底盘系统1为整个设备的基础，底盘框架倚靠待维护的通道的底面设置。底面为坡道时，参见图7和8，底盘框架斜置于底面上；参见图9和10，底面为平地时，底盘框架与水平维护平台系统3折叠以平行置于底面。为保证水平维护平台系统3的平台的始终水平，两个调平油缸12(其中一个未示出)对称分布在底盘框架的左右两侧，其一端销接在底盘框架的耳板11上，另一端通过连杆机构13与水平维护平台系统3连接，用于确保水平维护平台系统3的水平度。
31.如图5中所示(调平油缸12和物料提升系统8未示出)，底盘系统1中也包括一个牵引系统4，用于将底盘系统1停驻在待维护通道的任意位置处。具体的，牵引系统4包括四组夹紧组件41、42、43、44，沿底盘框架的长度方向前、后端对称布置各一对，牵引系统4的四组夹紧组件41-44栓接固定于底盘框架上，通过四组夹紧组件41-44顶紧待维护通道的两侧壁来实现底盘系统1 (支撑)在任意位置的停驻。
32.此外，底盘系统1的物料提升系统8固定在底盘系统1的下端，在物料提升系统8的外侧端安装有卷扬机构81，由卷扬机构81提供动力通过钢丝绳82 驱动物料小车83沿着坡道/平面进行上下/前后运行(参见图7-10)。
33.如图3和图4所示，牵引系统6包括牵引框架、四组夹紧组件62、63、64、 65和万向节61。牵引框架通过两个万向节61与水平维护平台系统3上部的两个牵引油缸14连接在一起。
34.上述的夹紧组件41-44和62-65可具有相同结构。例如，牵引系统6的牵引框架朝向
侧壁的四个末端部设置有夹紧组件62-65。示例的，如图4中所示，夹紧组件62包括固定盘621和液压油缸622。优选的，固定盘621的前部分为顶紧/压紧侧壁用的盘状、后部分为杆状(当然，固定盘621也可整体为圆柱状)。牵引框架的每个末端部延伸出的两个片上分别设有供固定盘621的杆穿过的孔，以供固定盘621的杆顶出和收回，液压油缸622布置于孔的后方用于通过其活塞杆推动和带回固定盘621的杆。液压油缸622的活塞杆与固定盘621的远端可固定连接、也可相对设置而不连接。同样的，底盘系统1的牵引系统4中的四组夹紧组件41-44也具相同设置(参见图5)，例如，夹紧组件 41包括液压油缸411和固定盘412，底盘框架的各末端同样具有上述延伸出的供固定盘412的杆穿过的(片)孔。当需要顶紧时，液压油缸411和622的活塞杆向外推动固定盘412和621直至盘面顶紧侧壁；当需要收回时，液压油缸 411和622则带动固定盘412和621远离侧壁(不连接的情况中，固定盘412 和621自然松动，失去顶紧/压紧侧壁效果)。如图3-5中所示，在底盘框架和牵引框架的末端处，优选的，均布置有导向轮和/或侧向导向轮。例如，如图5 中所示，底盘框架末端底面上(垂直于夹紧组件41-44)设有四个导向轮45，在底盘系统1沿底面移动的过程中，导向轮45随之转动以减少框架与底面的摩擦，减少阻力且避免对底面表面的破坏；同样的，如图4中所述，牵引框架底面上(垂直于夹紧组件62-65)设有四个导向轮66，用于在移动过程中牵引系统6在底面上的减摩擦行进；为防止对侧壁的划伤，牵引框架上还在末端设有两个朝向侧壁的侧向轮67(如，图4中所示)；底盘框架也可做这样的四个侧向轮46的设置，如图3和图7-10中所示(图5中未示出)。特别的，在如图9 中所示的平面行走状态，在人力/通道条件允许的情况下，底盘框架底部的四个导向轮45和牵引框架底板的四个导向轮66可直接作为整个装置的推动运行轮，推动期间侧向轮46和侧向轮67可用于防侧壁的划伤；在到达期望位置后，如图10中所示，再利用夹紧组件41-44和62-65来实现停驻工作态。
35.如图3中所示，水平维护平台系统3包括平台、牵引油缸14、升降作业平台5、电控系统7和液压控制系统2。水平维护平台系统3通过销轴(转动)连接在底盘系统1的上端，并与调平油缸12通过连杆机构13连接，从而使得平台无论在何种通道内均保持水平设置；升降作业平台5(图3中示出为两个) 安装固定在水平维护平台系统3的平台上；升降作业平台5包括举升油缸51和站笼52，通过举升油缸51升高或降低站笼52到需要的工作位置，供作业人员站在站笼52上进行维护作业。
36.鉴于无论是行走状态还是工作状态，斜面状态均要复杂于水平状态，因此本实例此处仅以斜面状态进行详述，水平状态仅给出行走状态和工作状态的示意图(参见图9、图10)。
37.行走状态(以沿斜面向上行走为例，如图7、图8所示)，本发明的维护平台的具体工作步骤为：1)收缩牵引系统6的夹紧组件62-65上的液压油缸 622，使得夹紧组件62-65的固定盘621与侧壁墙体分离，直到四组夹紧组件 62-65完全收回；2)伸长水平维护平台系统3上的牵引油缸14，提供动力向上顶出牵引系统6，使得牵引系统6沿着斜面向上运行一定距离；3)伸长牵引系统6的夹紧组件62-65上的液压油缸622使得固定盘621向外伸出，直到固定盘621与侧壁墙体可靠顶紧，保证四组夹紧组件62-65可靠将牵引系统6固定住；4)收缩底盘系统1中的牵引系统4的夹紧组件41-44上的液压油缸411，将夹紧组件41-44的固定盘412与侧壁墙体分离，直到四个夹紧组件41-44完全收回；5)收缩水平维护平台系统3上的牵引油缸14，提供动力向上沿着斜面整体提升底盘系统1和水平维护平台系统3同样的距离；6)
伸长牵引系统4 的夹紧组件41-44上的液压油缸411使得固定盘412向外伸出，直到固定盘412 与侧壁墙体可靠顶紧，保证四个夹紧组件41-44可靠将底盘系统1固定住，此时一个牵引循环结束。
38.按照第1-6步往复循环多次，即可将整机沿着斜面运行到所需工作位置。图6中以简要图的形式展示上述步骤1-6：其中，右侧黑块代表牵引系统6，中部为牵引油缸14，左侧为带有牵引系统4的底盘系统。
39.工作状态(以斜面工作状态为例，如图8所示)：待维护平台完全就位后，调节对称安装在底盘系统1左右两侧的调平油缸12(手动控制液压控制系统2，或基于水平传感器反馈)，调整水平维护平台系统3的平台保持在水平状态，作业人员站在平台上对通道底面进行维护作业；通过调整举升油缸51升起站笼52直到需要的工作位置，作业人员站在站笼52上对两侧立面进行维护作业。
40.经上述构造获得的本发明的自爬式维护平台由此具有以下优点：
41.(1)通过牵引油缸提供动力驱使牵引系统6、底盘系统上的牵引系统4沿着斜面(或水平面)运行一小段距离，通过液压油缸的收缩或伸长保证固定盘与墙体分离或靠紧，通过牵引油缸和液压油缸的共同作用实现自爬式维护平台整体的可靠移动。
42.(2)当水平传感器检测到水平维护平台与水平面的夹角超过设计规定值时，可启动调平油缸伸长或收缩实现水平维护平台的调平。
43.(3)通过安装在底盘上的卷扬机构驱动物料小车上下运行，可以在作业过程中转运物料或机具，提高作业效率，亦可减轻人员作业强度。
44.(4)牵引系统6、牵引系统4的液压油缸分别有4个，沿底盘系统的长度方向对称分布，各自互为备份，可防止其中某个油缸失效导致设备与两侧立面固定的失效。
45.(5)工作状态和行走状态时，通过牵引系统6、牵引系统4的夹紧组件的固定盘与两侧立面顶紧、牵引系统6、牵引系统4的夹紧组件的导向轮与底面滚动接触固定，不破坏流道立面和底面。
46.(6)牵引油缸、调平油缸、举升油缸均具有失压保护功能，可避免由于油路泄露等失压现象导致发生维护平台倾斜、站笼意外降低等安全隐患。
47.(7)牵引系统与水平维护平台系统上的牵引油缸通过万向节连接，因此可以实时适应流道/通道的角度变化。
48.(8)设备安装/运行主要依靠牵引油缸、液压油缸、调平油缸、举升油缸提供动力，操作人员劳动强度显著降低。
49.应理解的是，本文中所述的“内外”、“上下”、“前后”、“左右”等方位指示是以图中所示示例的装置的自身方向来进行划分的。应当理解的是，本发明的方案中，所称的上、下、前、后、左、右等位置是可以互换的，并不造成对本方案实质的限制。
50.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。