CN103687798A

CN103687798A - 用于高压电塔和风轮塔的升降机

Info

Publication number: CN103687798A
Application number: CN201280012526.0A
Authority: CN
Inventors: A·莫勒; P·莫塞蒂
Original assignee: HIGHSTEP SYSTEMS AG
Current assignee: HIGHSTEP SYSTEMS AG
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN103687798B; JP6101640B2; WO2012119932A1; JP2014512318A; US9834944B2; EP2683642A1; CH704615A2; US20130341122A1

Abstract

本发明涉及一种用于克服高度或者说至少尽可能垂直的距离、尤其如用在高压电塔、用于风力设备的塔、建筑物、高架仓库等处的高度或者说至少尽可能垂直的距离的设备，所述设备包括纵向延伸的导轨状型材(7)或引导元件以及至少一个升降装置，所述升降装置能够再脱开地固定在所述型材上并且能够承载在所述型材上，所述升降装置由驱动部件(3)和平台(5)构成，所述驱动部件能沿所述型材或引导元件上下运动，并且所述平台用于容纳至少一个人员或负载。

Description

用于高压电塔和风轮塔的升降机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的、用于登上例如高压电塔和风轮塔的设备以及一种用于登上例如高压电塔或风轮塔的方法。

背景技术

对在例如像高压输电线路电塔、用于风力设备的塔等的高塔上进行维护作业和维修作业适用提高的安全要求，从而必须在这些塔内或塔上布置结构复杂的和昂贵的升降系统或梯子系统。但是登上梯子和登下梯子是危险的，并且达姆施塔特工业大学的调查结果例如显示：大约70％的事故与登梯子有关，这些梯子牢固安装、例如安装在提及的高压电塔上。

在现有技术中描述了一系列所谓的攀登辅助设备，提供这些辅助设备是为了登上较高的物体。例如文献DE10201965描述了用于行经垂直向上的路段的装置。在此，描述了可借助人力操作的攀登辅助设备，该攀登辅助设备以履带的方式在固定安装的梯子上向上或向下运动。在文献US3968858、US4310070以及WO2007／051341中描述了其他的攀登辅助设备。

此外，美国专利文献4828072描述了一种如救生梯或救生升降机的救生装置，该救生装置能在房屋立面、在构造成齿条状的滑动面上向上和向下运动。此时，待救生的人员借助传送带系统保持在梯子或升降机上，此外设有自动响应的制动系统，以便能够可靠地解救人员。对于仅在德国就有的500000个设立的高压电塔来说，这种系统是不适合的，因为其结构太复杂、太昂贵并且也运行起来也太笨拙。

最后在文献WO2005／016461中描述了一种用于登上和／或登下例如高压电塔的设备，其中，登上塔主要借助两个分开的攀登托架进行，既能手动也能借助机动的驱动装置来应用这些托架。根据一种实施方式变体提供两个攀登托架相互耦接地作为升降机来运行。

所有已知的系统的缺点在于，登上例如所提及的高压电塔由于较高的女全规定非常耗时并且费力，并且系统尤其是在计划的成本方面、尤其是在运行时的成本太高。

另一缺点在于攀登设备或升降机在重量方面太重，从而造成在使用在不同的塔上时例如借助运输车辆费力地从一个塔运送到下一个塔。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种装置，所述装置成本低廉、易于安装并且使用起来容易，并且能快速、可靠和容易地登上尤其是所提及的高压电塔。

本发明的另一个任务在于提供一种攀登设备，所述攀登设备与例如布置在塔上的登高型材是独立的，其可以应用于不同的塔中或者说可以在各个塔之间移动，并且能够容易地运输。

根据权利要求1的表述提出一种设备。

提出一种用于登上比如尤其是高压电塔的塔、比如用于风轮的风力设备的塔、高建筑物、高架仓库等的设备，所述设备具有纵向延伸的导轨状型材或引导机构以及至少一个可再脱开地固定在型材或引导机构上的、可承载并且可移动的升降装置，所述升降装置由沿型材或引导机构能向上和向下运动的驱动部件以及用于接纳至少一个人员或负载的平台构成，其中，驱动部件由布置在升降装置中的比如蓄电池、电池的储能器或者外部能量源来供给驱动能量，或者通过电流传输机构来供给驱动能量

蓄电池或电池可再拆卸地布置在升降装置中、优选布置在平台中。

根据一种实施方式变体规定，平台可再拆卸地与驱动部件连接。

再次根据一种实施方式变体规定，升降装置部分地由比如纤维增强型复合材料、铝、铝合金和／或类似材料的轻型结构材料构成，以便作为整体或部分地确保可承载性。

根据另一种实施方式变体规定，U形、V形或甚至是笔直带状地构造导轨状型材，并且驱动部件沿纵向方向看具有分别在侧面包围所述型材的夹紧机构，所述夹紧机构能够卡入到固定位置，以确保驱动部件可靠地保持在型材上。

此外规定，在驱动部件上设有至少一个齿轮，以便将力从驱动装置传递到所述型材，所述型材具有沿纵向延伸的齿条状的孔或开口。

此外规定，在驱动部件上设有至少一个能够卡入到齿条中的紧急停止机构，该紧急停止机构可与位置传感器、运动传感器和／或速度传感器有效连接。

再根据另一种实施方式变体规定，导轨状型材由至少两个或更多个可组合或可插接的型材元件构成，所述型材元件具有沿纵向延伸的齿条分隔部。在每个型材元件的至少一个壁中布置有纵向延伸的样式元件，所述样式元件具有与齿条分隔部一致的、均匀地间隔距离地布置的穿孔样式。在每两个型材元件之间，分别设有具有另一壁的连接元件，为了贴靠在各个型材元件的壁上而设有同样纵向延伸的与穿孔样式重合的其他穿孔样式，所述穿孔样式由此一致地间隔距离地布置。型材元件和连接元件借助设置在穿孔样式的孔中的铆钉、销、螺纹紧固件等相互如此牢固连接，以便将齿条分隔部保持恒定地从一个型材元件传递到另一个型材元件。

代替纵向延伸的型材，升降装置可以在比如柱子、一个或多个棒状元件或者一个或多个钢丝绳的引导机构上向上和向下运动。

此外又规定，比如滑轮的夹紧机构在将驱动部件安放到型材或引导机构上时分别在侧面能够夹紧地自动地锁定或者说折叠型材或引导机构。

根据本发明的设备的其他实施方式变体在从属权利要求中表征。

此外规定一种用于登上比如尤其是高压电塔的塔、用于风力设备的塔等的方法，其中在固定在塔上的纵向延伸的导轨状型材或引导机构上，相对于型材或引导机构独立的、可再拆卸的升降装置布置在型材上，所述升降装置借助分别在侧面夹紧型材或引导机构的、能够卡入的夹紧机构牢固地布置在型材上。至少一个人员登上可再脱开地与驱动部件连接的平台或者以负载加载所述平台，并且驱动部件由比如蓄电池或电池的储能器或者外部能量源供电／激活，以便沿型材登上塔，其中必要时储能器布置在升降装置中。

根据本发明的方法的实施方式变体在从属权利要求中表征。

附图说明

现在，示例性地参照附图对本发明进行进一步阐释。附图示出：

图1a和1b是根据本发明的升降装置的两个不同的透视图；

图2在图a和b中同样以透视图示出了根据本发明的升降装置和操作人员，所述升降装置布置在纵向延伸的导轨状型材上；

图3是两个待连接的导轨状型材以及为了连接而设置的连接元件的示意性的透视图；

图4是根据本发明的升降装置的分解成包括导轨状型材的截取区段的最重要的单个部件的示图；

图5是根据本发明的升降装置的驱动马达的示意性的透视图；

图6是所述升降装置的平台的透视图；

图7根据图a到d示意性地示出了升降装置牢固地布置在导轨状型材上；

图8a和8b是升降装置的紧急停止机构的工作原理的示意性的截面图；

图9是升降装置的操作托架的示意性的透视图；

图10a到10c是升降装置的可移动的单元的示意图；

图11是用于将导轨状型材固定在塔上的固定元件的示意性的透视图；以及

图12是人员借助根据本发明的升降装置沿导轨状型材登上塔的图示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的升降装置1的两个不同的透视图，设置所述升降装置1以便例如在人员在高压电塔上进行维修作业时登上和登下。根据本发明的升降装置1主要具有两个主要部件，即驱动和引导部件3以及平台5，该平台设置成用于支承人员或负载。

在图2中又以两个透视图示出了安装在纵向延伸的导轨状型材7上的升降装置1。驱动部件3与型材7牢固地连接，其中后文将阐释这种固定的方式。人员2位于与驱动部件3连接的平台5上，所述人员例如为了维修或安装作业而必须登上高压电塔。最后，在型材7处设有固定元件或固定卡箍9，所述型材或引导机构借助该固定元件或固定卡箍牢固地布置在塔上。代替平台，当然也可设有用于人员的座位。

在图3中又示出了两个型材元件如何相互连接从而沿高压电塔形成整个导轨状型材的示意性的透视图，所述型材用于使升降装置或者说例如使人员登上或登下，所述人员为了实施维修作业而须使用升降机。在图3中示出的两个型材元件101′和101″具有U形横截面，在U形型材的角部中布置有纵向管115′和115″。如图3中清楚可见，型材元件101′和101″具有纵向延伸的齿条分隔部(Zahnstangeneinteilung)105′和105″，这些齿条分隔部设置成使驱动部件能借助啮合到齿条分隔部中的齿轮沿型材向上和向下运动。对于两个型材元件101′和101″的合并现在重要的是将齿条分隔部105′和105″从一个型材保持等间距地继续传到下一个型材。由此，提出了采用至少一个连接元件121，以确保齿条分隔部105′和105″保持相等的间距。两个型材元件在两个侧向的支腿面109′和109″中具有纵向延伸的穿孔样式111′和111″，穿孔样式具有各自的孔113′和113″。在关于两个型材镜像对称的同样构造成U形的连接元件121的两个侧支腿123中同样各设有沿纵向延伸的穿孔样式125，穿孔样式具有各自的孔127。各孔127具有一个与孔113′和113″至少几乎相同的孔截面，并且此外也是等间距的。穿孔样式精确地相互对准，由此现在可实现连接元件121例如借助图3中所示的铆钉129与两个型材元件101′和102′进行连接。可例如借助所谓的蓄电池驱动的铆钉枪以最简单的方式方法插入铆钉。使齿条分隔部105′和105″从一个型材等间距地继续传到下一个型材通过如下方式来实现，即一方面侧壁中的孔间距与齿条分隔部105′和105″的各个孔107′和107″对准，并且此外类似地间隔距离地布置。此外在文献WO2009／034010中详细描述了两个型材元件的在图3中所示的连接部，该文献的内容在此作为本发明的组成部分纳入本发明。借助销133将这些型材元件101′和101″插接在一起。

在图4中示意性地示出升降装置的各个部分以及以局部图示出纵向延伸的导轨状型材7。驱动部件3例如具有两个马达单元15′和15″，马达单元用于使升降装置沿导轨状型材7向上和向下运动。在图5中单独详细地阐释马达单元。

在驱动部件的上端处设有顶部部件13，该顶部部件主要具有手柄、操作元件、指示件、速度传感器等。在图9中更详细地阐释该顶部部件。在具有盖板21的电子器件壳体19中设置有各种用于使驱动部件运行的必要元件，如安全继电器、控制器、无线设备、紧急停止机构等。在图4中示意性地示出两个紧急停止机构19，参照图8进一步阐释紧急停止机构的功能。在驱动部件的下端部处设有平台承载件23，平台5借助机械或电气耦接器牢固地安装在该平台承载件处。在具有用于人员的站立面的平台5中，设有用于电池或蓄电池以及相应的充电电子设备的支架。

在图5中，以透视图示出了从导轨状型材看的驱动马达15′或15″。为了驱动设有齿轮37，这些齿轮例如可与集成的爪齿离合器相连接。借助驱动马达驱动该齿轮37，该驱动马达分别在两侧被驱动盖板31所盖住。为了引导驱动部件或升降装置而设有滑轮33和34，其中，例如在将驱动部件牢固地设置在导轨状型材或引导机构上时，滑轮34分别能够围绕摆动轴线42摆动。为了使驱动马达与主壳体或电子器件壳体连接或者为了安装平台而设有凸块状销41。

图6从下方示出了例如具有透明盖板的平台5，由此可以看出设置在平台5中的、例如锂-磷酸铁-蓄电池的蓄电池49。用附图标记47在侧面示意性地示出的是充电电子设备，其中同时可设有主开关，以便中断驱动部件的供电。在平台5正面设有驱动部件的电子连接部51，并且在侧面分别设有用于固定到驱动部件的支腿52，机械锁定件45可设置在支腿中。

平台5可从驱动部件移除的优点在于，每当对蓄电池充电时，可以移走蓄电池连同平台，并且例如能借助手柄53容易地进行运送。平台也可与驱动部件分离，以使整个升降装置更容易地运输，这是因为由此提供两个便携的元件，而整个升降装置却较难手动进行运输。也可以分离平台，以使得能够采用不同的蓄电池，尤其是当蓄电池有缺陷或者当应采用新一代蓄电池时。

根据图7现在示意性地示出根据本发明的升降装置和导轨状型材7应如何牢固地定位。整个过程根据图a到d示意性地示出。

图7a从上方示出驱动部件3、也就是可看到具有操作元件的顶部部件13以及从侧面突出的驱动马达的盖板31。现在，驱动部件3应牢固地设置在导轨状型材7上，其中同样可看到连接元件121以及设置在型材的角部中的四个纵向管115。型材7又经由安装元件9牢固地设置到高压电塔6上。为了牢固地设置驱动部件3，设有两个侧向摆开的引导轮34，这些引导轮在安装时侧向包围导轨状型材。

首先在图b中示出在导轨状型材7上引导驱动部件，直到两个接近于驱动部件的纵向管115配合到两个滑轮33中为止。在按压到导轨状型材7上时，现在如图c中所示，两个远离的滑轮34自动地向内摆动，以便将驱动部件与型材牢固地连接，这两个滑轮包围外部纵向管115。与向内运动同时地，滑轮34自动向内卡入，以使驱动部件不能与型材7分离。

如果现在将驱动部件3牢固地设置在型材7上，平台5也能与驱动部件3连接，这在图c和d中示意性地示出。在安装平台5时规定，参照图6描述的机械锁定件45自动卡入，以使得不能移去平台5。在根据图7d的图示中升降装置与型材7牢固地连接，因而，现在例如装配工人能登上高压电塔。

在图8(a和b)中示出了重要的安全元件，所述安全元件确保驱动部件不能在导轨状型材上不受控地运动。尤其是升降装置不会不受控地向下运动，并且导轨状型材的上端或下端同样不会不受控地掉出。

图8a示出了处于静止状态的棘爪(Klinke)151，它可以在轴承152中自由运动，并通过弹簧153插入到导轨101的卡锁部105中。由此，驱动部件3与导轨101牢固连接，而升降机不能运动。在紧急情况下，中断为棘爪驱动装置(磁体)154供给电流，弹簧153使棘爪151自动地顶到导轨101的卡锁部105中。

图8b示出了通有电流的磁体154、张紧的弹簧153和拉伸／张紧的棘爪151的驱动装置。在升降机的正常和未被打扰行驶过程中，棘爪151在该后方位置拉紧，而升降机可自由运动。

图9详细地示出了根据图4的顶部部件13，该顶部部件具有各种设置在其上的机构和元件。上方中间设有紧急键61，借助该紧急键能触发驱动部件或升降装置的紧急停止。同样可看到例如用于远程操作的超声波传感器63。顶部部件13在侧面具有保护挡板65，在该保护挡板处侧向设有手柄75，由此升降机的人员能牢固地抓持在那里。同样侧面可设有用于滑上或滑下的摇杆键73。该摇杆键当然可设置在左侧和／或右侧。

为了升降装置的运行而设有其他操作元件67。

各种操作和运行相关的数据显示在显示器69上，这些数据借助其他操作元件71可调节。还能借助这些操作元件71选择各种菜单，以在显示器69上显示不同的信息。

最后为了使顶部部件或者说顶部托架13连接到驱动装置壳体而设有连接销77。

图10再一次示出了升降装置的不同部件，其中在图10a中用于运输的平台5和驱动部件3相互分离。为了运行使平台5和驱动部件3相互连接，并且如果平台和驱动部件不分离，根据图10c此外可能侧向设置套轮，用以运输升降装置。

在图11中示出了如何借助固定机构9将导轨状型材7固定在高压电塔上。导轨状型材7已知在两个相互触碰的型材部件101区域中具有连接元件121，现在固定机构借助螺纹连接143能牢固地设置在该连接元件上。固定机构9在与型材相对那侧具有孔状开口145，借助该开口，型材再次借助螺纹连接能安装在高压电塔处。

图12最后示出了根据原理图人员2如何借助根据本发明的升降装置1沿导轨状型材7登上高压电塔或风轮塔或者从高压电塔或风轮塔下来。人员2使用由驱动部件3和平台5构成的根据本发明的升降装置1，以便沿导轨状型材登上高压电塔6。在此重要的是人员例如戴有安全帽84，借助皮带85来确保，其中，借助监测设备87能确保系上了皮带。优选地，升降装置的运行与该监测传感器耦接，以使升降机的运行仅在人员系上安全带之后才实施。还可设有其他监测元件以借助负载传感器89确认平台上过载、借助例如设置在平台区域中的速度传感器91来监测运行等。

参照图1到12所示的元件、型材部件、升降装置的组成部分等等仅为示例以更好地阐释本发明。当然，设计适应于各个需求，并且根据本发明所示的升降装置可补充有其他组成部分。导轨状型材的设计也可以不同，U形设计仅仅是示例。代替所提及的和在附图中所述的导轨状型材还可设想其他形状设计的引导机构，用以所述升降装置的向上和向下运动。可设想独立的引导机构或一个或多个部件的独立引导机构，升降装置可固定到该引导机构并能运动。牢固地设置在高压电塔处的引导绳索必要时也可适于可脱开地安装根据本发明所述的升降装置。

有利的是，升降装置能够至少是两件式的，其由驱动部件和平台构成，所述平台可再脱开地与驱动部件连接。升降装置应当是独立的、可承载的并且可移动的，并能从一个应用地点转移到下一个应用地点(许多固定安装的导轨)。关于可承载性参照相应法律规定，在所述规定中定义了相应的条款，比如像重量最高30公斤。进一步支持灵活性，方法是所述升降装置以轻型结构来制成、例如通过应用如铝、铝合金、纤维增强型复合材料等来制成。还期望驱动装置由布置在升降装置本身中的蓄电池或燃料储存器来供给能量，以确保升降装置与导轨状型材或引导机构的完全独立性。最后值得提及的是，也可以无线地遥控升降装置来进行操纵，也就是说可以遥控地操纵驱动装置。

Claims

1.一种设备，其用于克服高度或者说至少尽可能垂直的距离、尤其如用在高压电塔、用于风力设备的塔、建筑物、高架仓库等处的高度或者说至少尽可能垂直的距离，所述设备具有：

-至少一个纵向延伸的导轨状型材(7)或引导机构，

-至少一个可脱开地固定在所述型材处的升降装置，所述升降装置由沿着所述型材或引导机构能够向上和向下运动的驱动部件(3)以及用于接纳至少一个人员或负载的平台(5)构成，其中由布置在所述升降装置中的、比如蓄电池(49)、电池或燃料储存器储能器或者外部能量源来供给驱动能量。

2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述比如蓄电池(49)、电池或燃料储存器的储能器可再拆卸地布置在所述升降装置中、优选布置在所述平台(5)中。

3.按权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述平台(5)可再拆卸地与所述驱动部件(3)连接。

4.按权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述升降装置能由所述导轨状型材承载并且是独立的，并且对于灵活性和可承载性来说以轻型结构来制造，所述升降装置至少部分地由铝、铝合金、纤维增强的复合材料和／或类似材料构成。

5.按权利要求1到4中任一项所述的设备，其特征在于，所述导轨状型材U形、V形或至少几乎笔直带状地构造，并且在所述驱动部件上沿纵向方向看分别在侧面包围所述型材地设置夹紧机构，所述夹紧机构能够卡入到固定位置，以确保所述驱动部件可靠地保持在所述型材上。

6.按权利要求1到5中任一项所述的设备，其特征在于，在所述驱动部件上设有至少一个齿轮，以便将力从驱动装置沿纵向传递到所述导轨状型材中的为齿条状的孔或者开口。

7.按权利要求1到5中任一项所述的设备，其特征在于，在所述驱动部件上设有紧急停止机构，所述紧急停止机构与位置传感器、运动传感器和／或速度传感器如此有效连接，从而在偏离正常状况的运行情况下自动地触发紧急停止。

8.按权利要求1到7中任一项所述的设备，其特征在于，所述导轨状型材由至少两个或更多个可组合或可插接的型材元件构成，所述型材元件至少具有沿纵向延伸的齿条分隔部，其中存在在每个型材元件的至少一个壁中延伸的均匀间隔距离地布置的样式孔，所述样式孔与所述齿条分隔部耦接，并且每两个型材元件与连接元件相连，所述连接元件具有至少另一个壁，为了分别贴靠在两个型材元件的壁上而设有纵向延伸的其他样式孔，所述其他样式孔与相应型材元件的壁中的样式孔重合，其中在壁中的样式孔一致地间隔距离地布置进而重合，并且其中设有比如铆钉、螺纹紧固件、插销等的连接机构，以便将所述型材元件和所述连接元件相互牢固地连接在所述孔样式中。

9.按权利要求5到8中任一项所述的设备，其特征在于，所述夹紧机构在将所述驱动部件贴靠在所述导轨状型材上时在侧面能够分别夹紧地锁定或者说能够折叠所述型材。

10.按权利要求1到9中任一项所述的设备，其特征在于，设有比如人员安全装置的安全机构以确保使用所述升降装置的人员安全，并且设有其他检测器件，所述检测器件检测所述安全机构的运行可靠的布置，以便必要时对于不合规定的安全装置来说阻止所述升降装置的运行。

11.按权利要求1到10中任一项所述的设备，其特征在于，所述储能器可在拆卸地如此布置在所述平台中，从而通过更换所述平台也能更换所述储能器或者说能够实现对从所述驱动部件拆卸的储能器的再充电。

12.按权利要求1到11中任一项所述的设备，其特征在于，所述驱动部件或者所述升降装置能够以无线地遥控的方式来运行。

13.一种用于登上比如尤其是高压电塔、风力发电设备塔等高塔的方法，其特征在于，在固定在塔上的纵向延伸的导轨状型材或引导机构上，由相对于所述型材或引导机构独立的、可移动的并且优选是可承载的升降装置借助能够卡入所述型材或者在引导机构上夹紧或咬合的保持机构布置在所述型材或引导机构上，从而可再拆卸地与驱动部件连接的平台由至少一个人员登上或者加载负载，并且所述驱动部件由比如蓄电池、电池或燃料储存器的储能器或外部能源供电、激活，以便沿所述导轨状型材或引导元件登上塔。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，在结束登上之后并再次下塔之后，所述升降装置、比如尤其是所述驱动部件又从导轨状型材或者引导机构中拆卸下来，以便必要时用于登上其他塔。