CN104692270B - 双绳爬升式提升机 - Google Patents

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Abstract

一种爬升式提升机，两个卷绳机构分别卷绕绳索，通过超越离合器与驱动机构联接，绳索顺着爬升方向拉动卷绳机构使之超越驱动机构回转，绳索的卷绕分为a型卷绳方式、s型卷绳方式，卷绳机构的拉动分为重力拉动、牵引拉动结构。这种双绳系统独立回转的提升机能够对双绳非同步弹性延长进行自动调节，工作时双绳合理分担负载；运行中可以及时发现设备缺陷；自身具备双重保护功能，完全取代外设的安全装置，简化了载体结构；任一系统故障时另一系统仍可继续工作，显著提高了爬升式提升机的安全性能；该爬升式提升机可广泛应用于高处作业吊篮、擦窗机、高楼救援升降器等领域。

Description

双绳爬升式提升机
技术领域
本发明涉及提升设备领域，特别是一种用于高处作业吊篮、擦窗机或高楼救援升降器的爬升式提升机。
背景技术
爬升式提升机是利用绳轮或绞盘与绳索之间的摩擦力作为提升力，工作时绳索的一端锚固到高处固定不动，驱动绳轮卷绕绳索使提升机沿着绳索爬升或下降，带动载荷进行升降作业。
爬升式提升机已被广泛应用于高处作业吊篮、擦窗机、物料提升机、高楼救援升降器等领域，现有技术均采用单绳爬升方式，例如CN101972521大行程便携式救援升降器,工作时绞盘和夹紧轮缠绕在一根绳索上，利用其摩擦力实现上下升降。再如CN200943028高处作业吊篮用提升机，内齿盘带动绕在其凹槽内的钢丝绳上下运动。再如CN102188796便携式动力爬绳器及爬升方法，工作时翘式制动压绳轮将爬绳压紧在主动绳轮上，驱动主动绳轮带动爬绳器沿着绳索向下或向上运行。再如CN101767752电能驱动型快速绳索牵引装置，工作时绳索的一端固定另一端进入装置缠绕后自由伸出，利用电能驱动摩擦轮带动整个装置上升或下降。上述不同的提升机都是利用绳轮与绳索之间的摩擦力，沿着单一绳索进行爬升或下降，包括操作者在内的全部载荷都通过一个绳轮悬挂在一根绳索上可谓是“命悬一线”，一旦发生绳索断裂极易引发高空坠落事故。因此，对于安全性要求较高的场合人们不得不辅以后备的安全保护措施。例如CN104264965一种用于吊篮的安全保护联动装置，提升机沿着工作钢丝绳爬升带动吊篮升降作业，同时在吊篮上设置安全钢丝绳及安全锁装置，当运行中的工作钢丝绳出现打滑、断裂致使吊篮失衡、失速时，安全锁锁住安全钢丝绳，阻止吊篮下滑以避免坠落事故。
然而，这种将提升和安全设计为两个独立系统的传统技术存在一定的弊端，一是两个系统的疲劳磨损程度不均，影响设备或绳索的使用寿命；二是安全系统长期处于备用状态，其性能检验特别是安全锁的定期标定容易被人们所忽略，常有装置漏检现象甚至失效而形同虚设，发现缺陷之时往往已是事故发生之后，每每令人追悔莫及；三是提升系统一旦故障，重力转移的瞬间将对安全系统产生有害的冲击，可能构成安全装置的破坏；以上弊端引发的吊篮高空坠落事故已经不在少数。
采用双绳爬升方式是提高爬升式提升机安全性能的一种有效途径，CN2628506公开了一种双绳提升装置，CN202609847也公开了一种擦窗机双排绳同步提升机，其共同点是在一个绳轮上开有两条钢丝绳槽，驱动该绳轮可同时卷动双绳，能够避免其中一根钢丝绳断裂时造成的吊篮坠落事故，但该装置缺乏双绳非同步调节手段，工作时易出现一绳受力而另一绳松弛现象，其累加效应将影响提升机的正常运行。甚至发生绳索的无序纠缠造成提升机无法工作，因此这种双槽绳轮的提升机一直没有得到实际应用。如何使提升机在双绳上均衡受力同步爬升，一直以来都是提升机业界努力攻克的技术难关。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术的不足，借鉴飞机双引擎系统的可靠性设计方法，提供一种分别驱动双绳的爬升式提升机，实现双绳均衡受力同步爬升，克服现有单绳爬升式提升机技术的先天不足，从而增强运行的安全性。
(2)技术方案
本发明采取的技术方案是：
一种双绳爬升式提升机，包括由制动电机、减速器组成的驱动机构，由绳轮、分绳器、压绳装置组成的卷绳机构，其特征是：该提升机还包括第二卷绳机构，两个卷绳机构上分别卷绕绳索，两个卷绳机构分别通过其超越离合器与驱动机构联接，超越离合器的方向是容许绳索顺着爬升方向拉动该卷绳机构使之超越驱动机构回转，如此构成能够独立回转的双绳提升系统。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、重力拉动结构，该机构包括绳轮、分绳器和压绳装置，绳索在绳轮上的卷绳方式呈a型形状，在绳索交叉部安装分绳器，分绳器的上部安装压绳装置，绳索的底部悬吊重物，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、牵引拉动结构，该机构包括绳轮、分绳器和压绳装置，还包括同绳卷绕的附加绳轮以及传动机构，绳索在绳轮上的卷绳方式呈a型形状，在绳索的交叉部安装分绳器，在附加绳轮上安装压绳装置，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接，附加绳轮通过附加超越离合器及传动机构与驱动机构联接。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、收绳式牵引拉动结构，该机构的附加绳轮采用卷筒构造。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
所述的卷绳机构为S型卷绳、重力拉动结构，该机构包括绳轮、附加绳轮和传动机构，绳索在绳轮和附加绳轮上的卷绳方式呈s型形状，绳索的底部悬吊重物，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接；附加绳轮通过附加超越离合器及传动机构与驱动机构联接。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
所述的卷绳机构为S型卷绳、牵引拉动结构，该机构包括绳轮、附加绳轮、压绳装置和传动机构，绳索在绳轮和附加绳轮上的卷绳方式呈s型形状，压绳装置选择性地安装在附加绳轮上，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接；附加绳轮通过传动机构与驱动机构联接。
该双绳爬升式提升机的进一步方案是：
以上所述的各方案，所述的两个卷绳机构的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装。
(3)有益效果：
本发明一改单绳爬升式提升机的常规设计理念，采用双系统冗余可靠性设计方法，首次提出两个卷绳机构分别卷绕绳索，通过超越离合器实现了双绳系统的独立回转。该提升机能够对双绳非同步弹性延长进行自动调节，使松弛的绳索自动张紧，工作时双绳合理分担负载；运行中可以及时发现设备缺陷；自身具备双重保护功能，可以取代外设的安全装置，简化了载体结构；提升机在双绳上均衡受力同步爬升，双绳系统的任一系统故障时另一系统仍可继续工作，对比单绳爬升“命悬一线”的技术现状具有突出的技术进步，显著提高了爬升式提升机的安全性能。
本发明同时提供了a型卷绳方式、s型卷绳方式和重力拉动、牵引拉动不同组合的具体实施方式，可广泛应用于高处作业吊篮、擦窗机、高楼救援升降器等领域。
附图说明
图1是双绳爬升式提升机原理图；
图2是a型卷绳、重力拉动结构提升机实施例；
图3是a型卷绳、牵引拉动结构提升机实施例；
图4是a型卷绳、收绳式牵引拉动结构提升机实施例；
图5是s型卷绳、重力拉动结构提升机实施例；
图6是s型卷绳、牵引拉动结构提升机实施例。
图中：
1.驱动机构；
2.第一卷绳机构包括：21.第一绳轮；22.第一附加绳轮；23.第一分绳器；24.第一压绳装置；25.第一超越离合器；26.第一附加超越离合器；27.第一绳索；28.第一重物；
3.第二卷绳机构包括：31.第二绳轮；32.第二附加绳轮；33.第二分绳器；34.第二压绳装置；35.第二超越离合器；36.第二附加超越离合器；37.第二绳索；38.第二重物；
4.皮带传动机构包括：41.主动皮带轮；42.从动皮带轮；43.皮带；
5.齿轮传动机构包括：51.主动齿轮；52.被动齿轮；
6.摩擦装置包括 61.摩擦轮；62.63.64.65摩擦片。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述为实现本发明而优选的具体实施方式。
双绳爬升式提升机原理如图1所示：该提升机包括驱动机构(1)和第一卷绳机构(2)，还包括第二卷绳机构(3)，第一卷绳机构(2)和第二卷绳机构(3)上分别卷绕第一绳索(27)和第二绳索(37)，第一卷绳机构(2)通过其第一超越离合器(25)与驱动机构(1)联接，第一超越离合器(25)的方向是容许第一绳索(27)顺着爬升方向拉动第一卷绳机构(2)使之超越驱动机构(1)回转；第二卷绳机构(3)通过其第二超越离合器(35)与驱动机构(1)联接，第二超越离合器(35)的方向是容许第二绳索(37)顺着爬升方向拉动第二卷绳机构(3)使之超越驱动机构(1)回转，如此构成能够独立回转的双绳提升系统。
该双绳提升系统的工作原理是：正常运行工况下驱动机构(1)分别带动第一卷绳机构(2)和第二卷绳机构(3)同步回转，提升机带动载荷沿着绳索爬升或下降，第一超越离合器(25)、第二超越离合器(35)均为结合状态，第一绳索(27)和第二绳索(37)均为张紧状态；运行过程中如果提升机上方出现一绳受力而另一绳松弛现象，超越离合器容许松弛的绳索自动将其张紧，最终使双绳均衡受力。例如第一绳索(27)在第一卷绳机构(2)的上方出现松弛或余绳时，下方绳索的拉动力方向正好是顺着卷绳机构(2)爬升的回转方向，分别如图中两个箭头所示，该拉动力将使第一卷绳机构(2)超越驱动机构(1)回转，同时也超越第二卷绳机构(3)回转，超越过程中第一超越离合器(25)处于分离状态，该过程直至第一绳索(27)被张紧为止，提升机恢复正常运行工况。这样，独立回转的两个卷绳机构在绳索不断拉动的作用下就实现了同步爬升。
以上所述的超越离合器可以采用楔块式、滚珠式和棘轮式超越离合器，或利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，而具有自行离合功能的装置。
根据上述技术原理，我们可以设计出不同构造形式和应用场景的双绳爬升式提升机，以下仅举出五个优选的应用实施例。
实施例1为a型卷绳、重力拉动结构，如图2所示：图中，第一卷绳机构(2)包括第一绳轮(21)、第一分绳器(23)和第一压绳装置(24)，第一绳索(27)在第一绳轮(21)上的卷绳方式呈a型形状，在绳索交叉部安装第一分绳器(23)，分绳器的上部安装第一压绳装置(24)，第一绳索(27)的底部悬吊第一重物(28)，第一绳轮(21)通过第一超越离合器(25)与驱动机构(1)联接。
双绳提升系统的第二卷绳机构(3)，与第一卷绳机构(2)的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装，这里不再复述。
实施例1的工作过程同上述工作原理，第一绳索(27)对第一卷绳机构(2)的拉动力缘自第一重物(28)的重力。
实施例2为a型卷绳、牵引拉动结构，如图3所示：图中，第一卷绳机构(2)包括第一绳轮(21)、第一分绳器(23)和第一压绳装置(24)，还包括同绳卷绕的第一附加绳轮(22)以及传动机构，第一绳索(27)在第一绳轮(21)上的卷绳方式呈a型形状，在绳索交叉部安装第一分绳器(23)，在第一附加绳轮(22)上安装第一压绳装置(24)，第一绳轮(21)通过第一超越离合器(25)与驱动机构(1)联接，第一附加绳轮(22)通过第一附加超越离合器(26)及传动机构与驱动机构(1)联接。
作为一种优选方案，传动机构采用皮带传动机构(4)，其包括主动皮带轮(41)、从动皮带轮(42)以及皮带(43)，其传动比是使第一附加绳轮(22)的回转线速度略大于第一绳轮(21)。
双绳提升系统的第二卷绳机构(3)，与第一卷绳机构(2)的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装，传动机构为公用，这里不再复述。
实施例2与实施例1的工作过程不同，区别在于对第一绳轮(21)的拉动力缘自第一附加绳轮(22)，驱动机构(1)通过皮带提速传动对第一附加绳轮(22)进行柔性驱动，第一附加绳轮(22)通过第一绳索(27)对第一绳轮(21)适度牵引。
实施例3为a型卷绳、收绳式牵引拉动结构，如图4所示：该实施例与实施例2不同的是，第一附加绳轮(22)作为收绳轮采用卷筒构造，它把第一绳轮(21)下方的第一绳索(27)收卷其中；所述的传动机构包括皮带传动机构(4)，其包括主动皮带轮(41)、从动皮带轮(42)以及传动皮带(43)，其传动比是使第一附加绳轮(22)的回转线速度大于第一绳轮(21)；所述的传动机构还包括第一附加超越离合器(26)，其方向是提升机上升时结合，驱动机构(1)带动第一附加绳轮(22)回转如图中箭头方向；提升机下降时分离，驱动机构(1)与第一附加绳轮(22)各自回转；所述的传动机构还包括摩擦装置(6)，其包括摩擦轮(61)、摩擦片(62)、摩擦片(63)、摩擦片(64)、摩擦片(65)，其中摩擦片(63)与第一附加绳轮(22)粘接。
双绳提升系统的第二卷绳机构(3)与第一卷绳机构(2)的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装，传动机构为公用，这里不再复述。
实施例3与实施例2的工作过程相似，区别在于增加了收绳功能，还增加了摩擦装置，其作用是增加了驱动机构(1)对第一附加绳轮(22)的驱动柔性。
实施例4为s型卷绳、重力拉动结构，如图5所示：图中，第一卷绳机构(2)包括第一绳轮(21)、第一附加绳轮(22)和传动机构，第一绳索(27)在第一绳轮(21)和第一附加绳轮(22)上的卷绳方式呈s型形状，第一绳索(27)的底部悬吊第一重物(28)，第一绳轮(21)通过第一超越离合器(25)与驱动机构(1)联接；第一附加绳轮(22)通过第一附加超越离合器(26)及传动机构与驱动机构(1)联接。
作为一种优选方案，传动机构采用绳轮和齿轮的组合方式，第一绳轮(21)和第一附加绳轮(22)分别采用槽型齿轮。
双绳提升系统的第二卷绳机构(3)，与第一卷绳机构(2)的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装，这里不再复述。
实施例4与实施例1的工作过程相似，区别在于s型的两个绳轮同时卷绕绳索增加了提升力。
实施例5为s型卷绳、牵引拉动结构，如图6所示：图中，第一卷绳机构(2)包括第一绳轮(21)、第一附加绳轮(22)、第一压绳装置(24)和传动机构，第一绳索(27)在第一绳轮(21)和第一附加绳轮(22)上的卷绳方式呈s型形状，第一压绳装置(24)选择性地安装在第一附加绳轮(22)上，第一绳轮(21)通过第一超越离合器(25)与驱动机构(1)联接；第一附加绳轮(22)通过传动机构与驱动机构(1)联接。
作为一种优选方案，所述的传动机构采用齿轮传动机构(5)，其包括主动齿轮(51)、从动齿轮(52)，其传动比略大于1；所述的传动机构还包括摩擦装置(6)，其包括摩擦片(62)和摩擦片(63)，它们分别安装在从动齿轮(52)与第一附加绳轮(22)之间；所述的传动机构还包括第一附加超越离合器(26)，它安装在从动齿轮(52)上，其方向是提升机上升时结合，从动齿轮(52)带动第一附加绳轮(22)回转如图中箭头方向；提升机下降时分离，从动齿轮(52)与第一附加绳轮(22)各自回转。
双绳提升系统的第二卷绳机构(3)，与第一卷绳机构(2)的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装，传动机构为公用，这里不再复述。
实施例5与实施例2的工作过程相似，区别在于实施例5采用s型卷绳方式较实施例2的a型卷绳方式增加了提升力，传动机构采用了齿轮传动和摩擦传动，增加了驱动机构对第二绳轮的驱动柔性。
以上实施例可广泛用于高处作业吊篮、擦窗机、高楼升降器等领域，其中实施例1和实施例4适应于高处作业吊篮，实施例3适应于擦窗机，实施例2和实施例5适应于高楼救援升降器。
需要指出，本发明的双绳爬升式提升机并不限于上述列举的实施案例，对于相关技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下做出的替换，包括对构件的形状、名称的变换都是显而易见的，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双绳爬升式提升机，包括驱动机构和卷绳机构，其特征是：该提升机还包括第二卷绳机构，两个卷绳机构上分别卷绕绳索，两个卷绳机构分别通过其超越离合器与驱动机构联接，超越离合器的方向是容许绳索顺着爬升方向拉动该卷绳机构使之超越驱动机构回转，如此构成能够独立回转的双绳提升系统。
2.如权利要求1所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、重力拉动结构，该机构包括绳轮、分绳器和压绳装置，绳索在绳轮上的卷绳方式呈a型形状，在绳索交叉部安装分绳器，分绳器的上部安装压绳装置，绳索的底部悬吊重物，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接。
3.如权利要求1所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、牵引拉动结构，该机构包括绳轮、分绳器和压绳装置，还包括同绳卷绕的附加绳轮以及传动机构，绳索在绳轮上的卷绳方式呈a型形状，在绳索的交叉部安装分绳器，在附加绳轮上安装压绳装置，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接，附加绳轮通过附加超越离合器及传动机构与驱动机构联接。
4.如权利要求1或3所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的卷绳机构为a型卷绳、收绳式牵引拉动结构，该机构的附加绳轮采用卷筒构造。
5.如权利要求1所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的卷绳机构为S型卷绳、重力拉动结构，该机构包括绳轮、附加绳轮和传动机构，绳索在绳轮和附加绳轮上的卷绳方式呈s型形状，绳索的底部悬吊重物，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接；附加绳轮通过附加超越离合器及传动机构与驱动机构联接。
6.如权利要求1所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的卷绳机构为S型卷绳、牵引拉动结构，该机构包括绳轮、附加绳轮、压绳装置和传动机构，绳索在绳轮和附加绳轮上的卷绳方式呈s型形状，压绳装置选择性地安装在附加绳轮上，绳轮通过超越离合器与驱动机构联接；附加绳轮通过传动机构与驱动机构联接。
7.如权利要求1、2、3、5、6任一项所述的双绳爬升式提升机，其特征是：
所述的两个卷绳机构的结构相同，两个机构中对应的轴装元件同轴安装。
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