CN106401175B

CN106401175B - 液压爬模全自动爬升系统及其控制方法

Info

Publication number: CN106401175B
Application number: CN201610918398.6A
Authority: CN
Inventors: 杨德生; 顾国明; 扶新立; 刘冬华; 夏卫庆; 顾建财
Original assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2019-06-28
Anticipated expiration: 2036-10-21
Also published as: CN106401175A

Abstract

本发明公开了一种液压爬模全自动爬升系统，属于建筑施工领域。所述全自动爬升系统包括液压机械系统、数字传感系统及爬升控制系统。其中，所述数字传感系统包括位移传感器及“0‑1”信号发射器，用以测量上防坠器、下防坠器之间的距离，并检测卡爪是否位于卡空中；所述爬升控制系统在判定液压油缸状态及卡爪与卡孔的位置关系后，智能切换液压油缸的伸缸、缩缸操作。本发明提供的液压爬模全自动爬升系统实现爬升系统的全自动操作，并极大提升液压爬模爬升中的安全性。本发明还公开了一种液压爬模全自动爬升系统的控制方法。

Description

液压爬模全自动爬升系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种液压爬模全自动爬升系统及其控制方法，属于建筑施工领域。

背景技术

液压爬模可以加快施工的速度，目前已经在高层、超高层建筑施工中得以广泛应用。液压爬模通常包括模板系统、爬升系统和工作平台系统三大部分，其中爬升系统可带动液压爬模整体向上运动，其操作便捷性直接影响到施工速度，其操作的稳定性直接关系到施工的安全性。

常见的爬升系统如附图1所示，通常包括导轨110、上防坠器120、下防坠器130、液压油缸140，通过液压油缸140的伸缩，实现上防坠器120、下防坠器130的卡爪交替支撑于导轨110的卡孔内，从而带动液压爬模整体爬升。

目前，液压爬模爬升控制系统多采用手动操作切换伸缸与缩缸，伸缸操作步骤如下：首先，下防坠器卡爪插入导轨卡孔内，成为持力端，手动切换为伸缸；接着，液压油缸推动上防坠器向上滑动，上防坠器上升一个孔距，卡爪弹入导轨卡孔内并发出“啪嗒”声；操作人员听到卡爪弹入导轨卡孔内的“啪嗒”后，停止伸缸，完成一次伸缸操作。伸缸操作完成后，进行缩缸操作：首先，上防坠器的卡爪插入导轨卡孔内成为持力端，手动操作更改为缩缸；之后，液压油缸收缩，带动下防坠器上升一个孔距，卡爪弹入导轨卡孔内并发出“啪嗒”声；操作人员听到卡爪弹入导轨卡孔内的“啪嗒”后，停止缩缸，完成一次缩缸操作。

然而，在实际施工中，人为切换伸缸、缩缸操作，既浪费人工，又降低了施工效率，同时人工操作还易导致安全事故。另外，整体式液压爬模通常包括多个爬升系统，且分布在各个方位，需要多个爬升系统协同工作，因此需要多人同时操作多个爬升系统，或者一人同时操作多个爬升系统，这进一步降低了施工效率，同时进一步增加了人工操作中的安全隐患。

发明内容

针对液压爬模施工中手动切换爬升系统的伸缸与缩缸作业所存在的施工效率低、安全隐患大的问题，本发明提供一种液压爬模全自动爬升系统及其控制方法，实现爬升系统的全自动操作，智能识别液压油缸伸缸与缩缸动作是否到位，全自动切换伸缸和缩缸作业，从而提高了施工效率，并极大提升爬升中的安全性。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种液压爬模全自动爬升系统，所述全自动爬升系统包括，

液压机械系统，所述液压机械系统包括导轨、上防坠器、下防坠器及液压油缸；其中所述导轨上设置有卡孔，所述上防坠器、下防坠器附着于导轨上，所述上防坠器、下防坠器均设置有与所述卡孔相对应的卡爪，所述液压油缸的两端分别与所述上防坠器、所述下防坠器固定连接；

数字传感系统，所述数字传感系统包括位移传感器及“0-1”信号发射器；其中，所述位移传感器用以测量所述上防坠器、下防坠器之间的距离；所述上防坠器、下防坠器均设置有“0-1”信号发射器，所述卡爪弹入所述卡孔时，触发所述“0-1”信号发射器发出“1”信号；

爬升控制系统，所述爬升控制系统包括位移判断器、“0-1”信号接收器及液压油缸控制器；其中，所述位移判断器接收所述位移传感器的数据，并判断所述液压油缸伸缸操作或缩缸操作是否到位；其中，所述“0-1”信号接收器用以接收所述“0-1”信号发射器的信号；所述液压油缸控制器与所述位移判断器、所述“0-1”信号接收器相连，用以控制所述液压油缸进行伸缸操作及缩缸操作。

优选为，所述卡爪为梭形结构，中部通过轴承固定，所述卡爪靠近所述卡孔的一端设置与所述卡孔对应的卡扣面，另一端设置有触发所述“0-1”信号发射器发出“1”信号的触发面。

优选为，所述卡爪与所述导轨接触的一端设置有滚轮。

优选为，所述卡爪上设置有弹簧，使所述卡爪紧贴所述导轨，并将所述卡爪弹入所述卡孔内。

优选为，所述位移传感器为数字式拉线位移传感器，两端分别与所述上防坠器、下防坠器固定连接。

优选为，所述爬升控制系统连接有移动终端。

相应地，本发明还提供了一种液压爬模全自动爬升系统的控制方法，包括如下步骤：

S1：开启液压爬模全自动爬升系统，开始爬升作业；

S2：液压油缸控制器控制液压油缸进行伸缸操作，下防坠器的卡爪位于卡孔中，作为持力端，液压油缸抬升上防坠器的卡爪至上一卡孔位置，上防坠器的卡爪弹入卡孔内，上防坠器上的“0-1”信号发射器发出“1”信号；

S3：位移判断器判定液压油缸伸缸到位，且“0-1”信号接收器接收到上防坠器的“0-1”信号发射器发出的“1”信号，判定该次伸缸操作完成；

S4：液压油缸控制器控制液压油缸进行缩缸操作，上防坠器的卡爪位于卡孔中，作为持力端，液压油缸拉升下防坠器的卡爪至上一卡孔位置，下防坠器的卡爪弹入卡孔内，下防坠器上的“0-1”信号发射器发出“1”信号；

S5：位移判断器判定液压油缸缩缸到位，且“0-1”信号接收器接收到下防坠器的“0-1”信号发射器发出的“1”信号，判定该次缩缸操作完成；

S6：重复步骤S2-S5，直至液压爬模爬升至预定标高，转入步骤S7；

S7：关闭液压爬模全自动爬升系统，结束爬升作业。

优选为，步骤S1与步骤S2之间，还包括步骤S1-1：“0-1”信号接收器接收到上防坠器、下防坠器上的“0-1”信号发射器均发出“1”信号，且位移判断器判定液压油缸处于正常状态时，转入步骤2。

优选为，步骤S3中液压油缸伸缸到位的判定方法为：当L_测-L∈[L_孔距-s,L_孔距+s]时，判定伸缸到位；步骤S5中液压油缸缩缸到位的判定方法为：当L_测-L∈[-s,s]时，判定缩缸到位；其中，L_测为位移传感器测量的上防坠器、下防坠器之间的距离；L为液压油缸正常状态时上防坠器、下防坠器之间的距离，为一常数；L_孔距是指上下两个相邻的卡孔之间的标准孔距，为一常数；s为偏差值，为一指定常数。

进一步，m个液压爬模全自动爬升系统协同工作时：

所述步骤S3还包括：判定m个液压爬模全自动爬升系统全部完成伸缸操作时，进入步骤S4；

所述步骤S5还包括：判定m个液压爬模全自动爬升系统全部完成缩缸操作时，进入步骤S6。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点或积极效果：

(1)通过设置数字传感系统和爬升控制系统，实现了液压爬模伸缸、缩缸作业的全自动切换，从而提高了施工效率；

(2)本发明提供的技术方案，在判定液压油缸状态及卡爪与卡孔的位置关系均满足要求后，才切换伸缸、缩缸操作，采用双重判定的操作提高了操作的安全性。

附图说明

图1为现有技术中液压爬模结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的液压爬模全自动爬升系统的结构示意图；

图3为上防坠器静止状态的结构示意图；

图4为上防坠器爬升过程中的结构示意图；

图5为本发明第二实施例提供的液压爬模全自动爬升系统的控制方法的流程图。

图中标号如下：

液压机械系统100；导轨110；卡孔111；上防坠器120；下防坠器130；液压油缸140；卡爪150；轴承151；卡扣面152；触压面153；弹簧160；数字传感系统200；位移传感器210；“0-1”信号发射器220；爬升控制系统300；位移判断器310；“0-1”信号接收器320；液压油缸控制器330；移动终端400。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的液压爬模全自动爬升系统及其控制方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参阅图2至图4，其中图2为本实施例所提供的液压爬模全自动爬升系统的结构示意图，图3为上防坠器静止状态的结构示意图，图4为上防坠器爬升过程中的结构示意图。下面将结合图2至图4对本发明的要点做进一步说明。

如图2所示，一种液压爬模全自动爬升系统包括液压机械系统100、数字传感系统200和爬升控制系统300。其中，液压机械系统100包括导轨110、上防坠器120、下防坠器130及液压油缸140，导轨110上设置有卡孔111，上防坠器120、下防坠器130附着于导轨110上，上防坠器120、下防坠器130均设置有与卡孔111相对应的卡爪150，液压油缸140的两端分别与上防坠器120、下防坠器130固定连接。其中，数字传感系统200包括位移传感器210及“0-1”信号发射器220；位移传感器210用以测量上防坠器120、下防坠器130之间的距离；上防坠器120、下防坠器130的卡爪150在远离轨道110的一端的正对位置均设置有“0-1”信号发射器220，卡爪150弹入卡孔111时，触发“0-1”信号发射器220发出“1”信号。其中，爬升控制系统300包括位移判断器310、“0-1”信号接收器320及液压油缸控制器330；位移判断器310接收位移传感器210的数据，并判断液压油缸140伸缸操作或缩缸操作是否到位；“0-1”信号接收器320用以接收“0-1”信号发射器220发出的信号；液压油缸控制器330与位移判断器310、“0-1”信号接收器320相连，用以控制液压油缸140进行伸缸操作及缩缸操作。

本实施例具有如下优点或有益效果：通过设置数字传感系统200、爬升控制系统300，可以智能识别伸缸、缩缸作业是否到位，可以智能判断卡爪150是否插入卡孔111中，并能自动切换伸缸、缩缸操作，实现液压爬模全自动爬升，提高了施工效率。

优选的实施方式为，卡爪150为梭形结构，中部通过轴承151固定，卡爪150靠近卡孔111的一端设置有与卡孔111对应的卡扣面152，另一端设置有触发“0-1”信号发射器220发出“1”信号的触发面153。为保证卡爪150在弹入卡孔111时，触发面153能够及时触发“0-1”信号发射器220发出“1”信号，优选的实施方式为，卡扣面152与触发面153之间的夹角在85度到95度之间，如图3和图4中所示。

图3展示的是上防坠器静止状态的结构示意图，其中卡爪150的卡扣面152插入卡孔111中并支撑在卡孔111中，同时卡爪150的触压面153触发“0-1”信号发射器220持续发出“1”信号，从而将卡爪150插入卡孔111的信息即刻发送出去。图4为上防坠器爬升过程中的结构示意图，其中卡爪150的一端紧贴导轨110，卡爪150的触压面153与“0-1”信号发射器220相分离，此时“0-1”信号发射器220停止对外发送“1”信号。可优选为，“0-1”信号发射器220相分离时，对外持续发送“0”信号。为了降低上防坠器120爬升过程中卡爪150与导轨110之间的摩擦力，优选为卡爪150与导轨110接触的一端设置有滚轮(图中未示出)。图3、图4是以上防坠器120作为举例，当然，下防坠器130与之类似，不作赘述。

为了保证卡爪150能够在运行至卡孔111位置时弹入卡孔111中，卡爪150上需要设置弹性结构，优选为如图3中所示，在卡爪150靠近触压面153一端的下部设置弹簧160，弹簧160的另一端固定在上防坠器120的内壁上，在弹簧160弹力的作用下，保证卡爪150弹入卡孔111中。

优选的实施方式为，如图2所示，位移传感器210为数字式拉线位移传感器，数字式拉线位移传感器的两端分别与上防坠器120、下防坠器130固定连接。该数字式拉线位移传感器可以精确感测上防坠器120和下防坠器130之间的距离，并根据二者之间的距离判定液压油缸140是否伸缸到位或缩缸到位。所谓伸缸到位是指上防坠器抬升1个标准卡孔孔距，所谓缩缸到位是指下防坠器抬升1个标准卡孔孔距。

优选的实施方式为，如图2所示，爬模控制系统300连接有移动终端400，在移动终端400上可远程实时监控液压爬模所处状态，并可结束爬模控制系统300对液压油缸140的自动化操作，转为由移动终端400操控。其中，所述的移动终端400可为电脑、手机、平板电脑等。

实施例二

请参阅图5，并结合图2-4对液压爬模全自动爬升系统的控制方法作进一步说明。液压爬模全自动爬升系统的控制方法包括如下步骤：

S1：开启液压爬模全自动爬升系统，开始爬升作业。

S2：液压油缸控制器330控制液压油缸140进行伸缸操作，下防坠器130的卡爪150位于卡孔111中，作为持力端，液压油缸140抬升上防坠器120的卡爪150至上一卡孔111位置，上防坠器的卡爪150弹入卡孔111内，同时上防坠器120上的“0-1”信号发射器220发出“1”信号。伸缸操作的初始状态必须保证下防坠器130的卡爪150位于卡孔111中，从而作为持力端为液压爬模提供支撑，因此，优选为步骤S1与步骤S2之间设置判定卡爪150是否位于卡孔111中的步骤，即步骤S1与步骤S2之间还包括步骤S1-1：“0-1”信号接收器320接收到上防坠器120、下防坠器130上的“0-1”信号发射器220均发出“1”信号，且位移判断器310判定液压油缸140处于正常状态时，转入步骤2。液压油缸140有三种状态，即伸缸状态、缩缸状态及正常状态；所谓正常状态即液压爬模正常施工中的状态，此时防坠器120、下防坠器130之间的距离为一常数L，上防坠器120、下防坠器130的卡爪150均插入卡孔111中，均为持力端；所谓伸缸状态是指上防坠器处于爬升过程中的状态，此时上防坠器120、下防坠器130之间的距离逐渐由L增大至L_max，L_max＝L+L_孔距，其中L_孔距为上下两个相邻的卡孔111之间的标准孔距；所谓缩缸状态，是指下防坠器处于爬升过程中的状态，此时防坠器120、下防坠器130之间的距离逐渐由L_max缩小为L。

S3：位移判断器310判定液压油缸140伸缸到位，且“0-1”信号接收器320接收到上防坠器120的“0-1”信号发射器220发出的“1”信号，判定该次伸缸操作完成。其中，液压油缸140伸缸到位，是指液压油缸140将上防坠器抬升一个标准孔距L_孔距。优选为，液压油缸140伸缸到位的判定方法为：位移判断器310计算上防坠器120的抬升距离L_测-L，当L_测-L∈[L_孔距-s,L_孔距+s]时，判定伸缸到位，其中，L_测为位移传感器210测量的上防坠器120、下防坠器130之间的距离，L为液压油缸140正常状态时上防坠器120、下防坠器130之间的距离，s为偏差值，因实际卡孔间距与标准卡孔间距之间存在误差，故设置s作为偏差值调节实际施工中的误差，例如可以取s＝3mm。

S4：液压油缸控制器330控制液压油缸140进行缩缸操作，上防坠器120的卡爪150位于卡孔111中，作为持力端，液压油缸140拉升下防坠器130的卡爪150至上一卡孔111位置，下防坠器130的卡爪150弹入卡孔111内，下防坠器130上的“0-1”信号发射器220发出“1”信号。

S5：位移判断器310判定液压油缸140缩缸到位，且“0-1”信号接收器320接收到下防坠器130的“0-1”信号发射器220发出的“1”信号，判定该次缩缸操作完成。其中，液压油缸140缩缸到位，是指液压油缸140抬升下防坠器一个标准孔距L_孔距。优选为，液压油缸140缩缸到位的判定方法为：当L_测-L∈[-s,s]时，判定缩缸到位，其中，L_测为位移传感器210测量的上防坠器120、下防坠器130之间的距离，L为液压油缸140正常状态时上防坠器120、下防坠器130之间的距离，s为偏差值。

S7：关闭所述液压爬模全自动爬升系统，结束爬升作业。

需要说明的是，整体式液压爬模往往需要多个全自动爬升系统协同工作，假定有m个全自动爬升系统协同工作，此时优选为，步骤S3还包括：判定m个液压爬模全自动爬升系统全部完成伸缸操作时，进入步骤S4。步骤S5还包括：m个液压爬模全自动爬升系统全部完成缩缸操作时，进入步骤S6。这样很好地实现了全自动爬升系统协同工作，并可以防止多个全自动爬升系统协同工作由于人为操作造成的安全隐患。

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。

Claims

1.液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，

所述液压爬模全自动爬升系统包括：

爬升控制系统，所述爬升控制系统包括位移判断器、“0-1”信号接收器及液压油缸控制器；其中，所述位移判断器接收所述位移传感器的数据，并判断所述液压油缸伸缸操作或缩缸操作是否到位；其中，所述“0-1”信号接收器用以接收所述“0-1”信号发射器的信号；所述液压油缸控制器与所述位移判断器、所述“0-1”信号接收器相连，用以控制所述液压油缸进行伸缸操作及缩缸操作；

所述控制方法包括如下步骤：

S1：开启液压爬模全自动爬升系统，开始爬升作业；

S7：关闭液压爬模全自动爬升系统，结束爬升作业。

2.如权利要求1所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，步骤S1与步骤S2之间，还包括步骤S1-1：“0-1”信号接收器接收到上防坠器、下防坠器上的“0-1”信号发射器均发出“1”信号，且位移判断器判定液压油缸处于正常状态时，转入步骤S2。

3.如权利要求1所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，

步骤S3中液压油缸伸缸到位的判定方法为：当L_测-L∈[L_孔距-s,L_孔距+s]时，判定伸缸到位；

步骤S5中液压油缸缩缸到位的判定方法为：当L_测-L∈[-s,s]时，判定缩缸到位；

其中，L_测为位移传感器测量的上防坠器、下防坠器之间的距离；L为液压油缸正常状态时上防坠器、下防坠器之间的距离，为一常数；L_孔距是指上下两个相邻的卡孔之间的标准孔距，为一常数；s为偏差值，为一指定常数。

4.如权利要求1所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，m个液压爬模全自动爬升系统协同工作时，

5.如权利要求1所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，所述卡爪为梭形结构，中部通过轴承固定，所述卡爪靠近所述卡孔的一端设置与所述卡孔对应的卡扣面，另一端设置有触发所述“0-1”信号发射器发出“1”信号的触发面。

6.如权利要求5所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，所述卡爪与所述导轨接触的一端设置有滚轮。

7.如权利要求5所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，所述卡爪上设置有弹簧，使所述卡爪紧贴所述导轨，并将所述卡爪弹入所述卡孔内。

8.如权利要求5所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，所述位移传感器为数字式拉线位移传感器，两端分别与所述上防坠器、下防坠器固定连接。

9.如权利要求5所述的液压爬模全自动爬升系统的控制方法，其特征在于，所述爬升控制系统连接有移动终端。