CN106927377B - 具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机 - Google Patents
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Abstract
一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，属于塔吊技术领域。包括两个并行起升机构和具有回转装置的变幅小车；所述的两个并行起升机构安装在塔式起重机平衡臂上，沿轴线方向前后排布；变幅小车连接在吊臂下弦杆上，沿吊臂滑行；两起升机构上的起升钢丝绳经塔头上的导绳滑轮组、起重量限制器、中心导绳滑轮组、小车上的回转梁导向滑轮组、起升滑轮组，再经回转梁的导向滑轮组、中心导绳滑轮组后经吊臂端部的两个防扭装置滑轮连接至吊臂端的楔形接头，通过各起升机构控制起升滑轮组的起升或下降。本发明能实现所起吊构件具有±90°的旋转功能，可全方位的调整吊运部件空间位姿，可在施工现场对不同吊运部件进行转动和现场就位，提高吊装过程的效率和施工质量。
Description
技术领域
本发明属于塔吊技术领域，特别是涉及一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机。
背景技术
现代工业与民用建筑中吊装建筑构件尺度大，重量也相对较大，采用传统的吊装设备需要人力在施工现场对建筑构件进行转动和现场就位，由于构件的尺度大，重量大，旋转惯性矩也较大，增加了吊装工的劳动强度和工作的风险，这不符合建筑产业化发展的方向，因此需要研究与之相适应的具有智能水平的建筑构件调运装备，以减少装配时工人的劳动强度，大幅度降低装配过程中的安全风险，提高装配过程的效率和施工质量。同时也将我国建筑施工装备推上一个新台阶，使建筑机械进入智能化或半智能化发展的新阶段。
发明内容
针对上述存在的技术问题，解决现代工业与民用建筑中吊装建筑构件的技术难题，本发明提供一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机,使得建筑构件能够在施工现场进行灵活转动就位。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，包括两个并行起升机构和具有回转装置的变幅小车；所述的两个并行起升机构安装在塔式起重机平衡臂上，沿轴线方向前后排布；变幅小车支撑在吊臂下弦杆上，沿吊臂滑行；两起升机构上的起升钢丝绳分别经塔头上的导绳滑轮、起重量限制器、中心导绳滑轮组、小车上的回转梁导向滑轮组、起升滑轮组，再返回回转梁导向滑轮组、经中心导绳滑轮组连接到吊臂端的楔形接头，通过各起升机构控制起升滑轮组的起升或下降。
进一步地，所述两个并行起升机构靠近平衡臂尾部的起升机构Ⅰ安装底面高于远离平衡臂尾部的起升机构Ⅱ，并且两起升机构在塔头上设置的导绳滑轮呈上下布置，起升机构Ⅰ在塔头上的导绳滑轮Ⅰ高于起升机构Ⅱ在塔头上的导绳滑轮Ⅱ，防止两根起升钢丝绳相互干涉。
进一步地，所述变幅小车包括小车回转总成、回转梁、回转驱动机构和回转角度传感器，所述小车回转总成包括小车上转台和通过回转支承装置与之相连的下转台，上转台与回转支承装置的外圈固定，下转台与回转支承装置的内圈固定，回转驱动机构安装在下转台或者上转台上，通过回转驱动机构输出齿轮与回转支承装置的齿轮啮合传动带动下转台产生±90°回转，并带动连接在下转台底部的回转梁与之同步回转，回转角度传感器连接在下转台上，其上齿轮与回转支承装置相啮合，回转角度信息通过回转角度传感器传递至司机室主控台上；回转梁连接在下转台的下部，所述小车上转台框架内设置中心导绳滑轮组，上转台上的中心导绳滑轮组包括两个入绳滑轮和两个出绳滑轮，所述两入绳滑轮和两出绳滑轮分别与回转梁上中心导向滑轮组的入绳滑轮和出绳滑轮在垂直方向上相对应。
进一步地，两个并行起升机构同时工作时，在两起升机构的起升滑轮组上连接一构件提升梁；所述构件提升梁上安装有单轴倾角传感器，在构件提升梁吊起构件时，通过构件提升梁的倾斜状态得到构件的倾斜状态，在构件提升梁内安装有电池和无线发送器，单轴倾角传感器所测得角度实时发送到司机室主控台，控制构件提升梁吊装时水平或倾斜状态。
本发明的有益效果为：
1.本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机变幅小车回转梁的回转通过两组起升钢丝绳带动构件提升梁一起回转，从而实现所起吊构件具有±90°的旋转功能，可全方位的调整吊运部件空间位姿，可在施工现场对不同吊运部件进行转动和现场就位。
2.本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机两个并行起升机构可以分别独立工作，也可以同时工作。通过两个起升机构同步状态可以调整构件提升梁的水平状态，由此来实现构件在吊装时水平或倾斜状态。
3.本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机具有两个并行起升机构，可使塔式起重机在整个起升高度内增加钢丝绳倍率以完成较重吊运部件的吊装任务，提高了塔式起重机的工作效率。
4.本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机变幅小车上设置安装的回转驱动机构，该机构由起重臂上安装的滑触线实现供电，解决了供电状态所受限制问题。
5.本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机变幅小车安装有回转角度传感器，构件提升梁安装有单轴倾角传感器，通过两传感器实时监测吊运部件空间位姿状态，保证塔式起重机正常工作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2为图1中Ⅰ处局部放大立体结构示意图。
图3为变幅小车回转总成立体结构示意图。
图4为图3的平面示意图。
图5为变幅小车上转台立体结构示意图。
图6为图5的平面示意图。
图7为中心导绳滑轮组结构示意图。
图8为变幅小车下转台立体结构示意图。
图9为图8的平面示意图。
图10为变幅小车回转梁主视图。
图11为图10的俯视图。
图12为图1中Ⅱ处局部放大立体结构示意图。
图13为图1中塔头立体结构示意图。
图14为图13中A处局部放大示意图。
图15为图13中B处起重量限制器安装结构示意图。
图16为图1中Ⅲ处局部放大立体结构示意图。
图17为滑触线线槽安装固定结构示意图。
图18为滑触线线槽、集电器、导向器接线盒的安装结构示意图。
图19为起升钢丝绳绕绳结构示意图。
图中：
1.小车上转台，100.中心导绳滑轮组，101.入绳滑轮Ⅰ,102.入绳滑轮Ⅱ，103.出绳滑轮Ⅰ，104.出绳滑轮Ⅱ，105.销轴；
2.小车下转台，201.耳板，202.销轴，203.回转角度传感器，204.螺栓，205.角钢，206.齿轮，207.回转支承装置，208.回转驱动机构；
3.回转梁，301.滑轮Ⅰ，302.滑轮Ⅱ，303.滑轮Ⅲ，304.滑轮Ⅳ，305.滑轮Ⅴ，306.滑轮Ⅵ，307.滑轮Ⅶ，308.滑轮Ⅷ，309.滑轮Ⅸ，310.滑轮Ⅹ，311.滑轮Ⅺ，312.滑轮Ⅻ，313.销轴；
41.起升机构Ⅰ，42.起升机构Ⅱ；401.起升钢丝绳Ⅰ；402.起升钢丝绳Ⅱ；
501.导绳滑轮Ⅰ，502.导绳滑轮Ⅱ，503.销轴；
601.起重量限制器滑轮Ⅰ，602.起重量限制器滑轮Ⅱ，603.耳板，604.销轴；
701.转环头支架Ⅰ，702.转环头支架Ⅱ；
801.滑触线安装固件Ⅰ，802.螺栓，803.滑触线安装固件Ⅱ；
901.滑触线线槽，902.集电器，903.导向器接线盒，904.螺栓，905连接耳板；
1001.防扭装置Ⅰ，1002.起升滑轮组，a1/a2/b1/b2/c1/c2.滑轮，1003.构件提升梁，1004.单轴倾角传感器，1005.防扭装置Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例：如图1、图14、图15所示，本发明一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，包括两个并行起升机构和具有回转装置的变幅小车；所述的两个并行起升机构安装在塔式起重机平衡臂上，沿轴线方向前后排布；变幅小车连接在吊臂下弦杆上，沿吊臂滑行；两起升机构上的起升钢丝绳分别经塔头上的导绳滑轮、起重量限制器、中心导绳滑轮组、小车上的回转梁导向滑轮组、起升滑轮组，再返回回转梁导向滑轮组、经中心导绳滑轮组连接到吊臂端的楔形接头，通过各起升机构控制起升滑轮组的起升或下降。所述楔形接头的安装：是在吊臂臂端支架上先通过转环头支架安装转环头，然后转环头与楔形接头连接，钢丝绳绳头连接在楔形接头上。
其中：如图2-图11所示，所述变幅小车包括小车回转总成、中心导绳滑轮组100、回转梁3、回转驱动机构208和回转角度传感器203，如图3所示，所述小车回转总成包括小车上转台1和通过回转支承装置207(现有结构)的齿轮与之相连的下转台2，回转驱动机构(本例采用回转驱动电机)安装在下转台2或者上转台1上，上转台1与回转支承装置207的外圈固定，下转台2与回转支承装置207的内圈固定，通过回转驱动机构208输出齿轮与回转支承装置207的齿轮啮合传动带动下转台2产生±90°回转，并带动连接在下转台2底部的回转梁3与之同步回转，回转角度传感器203连接在通过固定架205(本例采用角钢)焊接在下转台2上，通过螺栓204与回转角度传感器203连接，回转角度传感器203上的齿轮206与回转支承装置207的齿轮相啮合，回转支承装置207为现有结构，回转角度信息通过回转角度传感器203传递至司机室主控台上；回转梁3连接下转台2的下部，所述小车上转台框架内设置中心导绳滑轮组，上转台1的中心导绳滑轮组100包括两入绳滑轮Ⅰ101、入绳滑轮Ⅱ102和两出绳滑轮Ⅰ103、出绳滑轮Ⅱ104，两入绳滑轮Ⅰ101、入绳滑轮Ⅱ102和两出绳滑轮Ⅰ103、出绳滑轮Ⅱ104分别与回转梁3上的中心导绳滑轮组的入绳滑轮Ⅻ312和入绳滑轮Ⅰ301和出绳滑轮Ⅶ307和出绳滑轮Ⅵ306在垂直方向上相对应，回转梁3上的中心导向滑轮组在随回转梁3回转时仅使起升绳在水平方向产生微量偏移，不影响钢丝绳的正常工作。
如图12-图14所示，所述两个并行起升机构靠近平衡臂尾部的起升机构Ⅰ41安装底面高于远离平衡臂尾部的起升机构Ⅱ42，并且两起升机构在塔头上设置的导绳滑轮呈上下布置，通过两个销轴503连接，起升机构Ⅰ41在塔头上的导绳滑轮Ⅰ501高于起升机构Ⅱ42在塔头上的导绳滑轮Ⅱ502，防止两根起升钢丝绳相互干涉。
两个并行起升机构同时工作时，在两起升机构的起升滑轮组上连接一构件提升梁1003；所述构件提升梁1003上安装有单轴倾角传感器1004，在构件提升梁1003吊起构件时，通过构件提升梁1003的倾斜状态得到构件的倾斜状态，在构件提升梁1003内安装有电池和无线发送器，单轴倾角传感器1004所测得角度实时发送到司机室主控台，控制构件提升梁1003吊装时水平或倾斜状态。
如图15所示，起重量限制器滑轮Ⅰ601和起重量限制器滑轮Ⅱ602的连接耳板603焊接在塔头与起重臂相连位置的主横梁处，起重量限制器滑轮Ⅰ601和起重量限制器滑轮Ⅱ602通过销轴604与耳板603连接，两起重量限制器分别与变幅小车上转台的中心入绳滑轮相对应。
如图16所示，转环头支架701和转环头支架702焊接在吊臂端部，两个转环头支架分别与变幅小车上转台1的中心出绳滑轮相对应，两转环头支架均安装转环头，转环头连接楔形接头，两组起升钢丝绳绳头连接在楔形接头上。
如图19所示，起升钢丝绳Ⅰ401由起升机构41卷筒放出，绕过塔头导绳滑轮Ⅰ501向下进入到塔头起重量限制器滑轮Ⅱ602，然后穿绕过变幅小车上转台1上部的中心入绳滑轮Ⅱ102，经中心入绳滑轮Ⅱ102向下分别进入回转梁3上与中心导绳滑轮组100对应的回转梁导向滑轮组滑轮Ⅰ301，绕过滑轮Ⅱ302，向下绕过与构件提升梁端部对应的起升滑轮组1002滑轮a1和滑轮b1，向上绕过滑轮Ⅳ304和滑轮Ⅲ303再向下绕过起升滑轮组滑轮c1，然后向上穿绕过滑轮Ⅴ305和滑轮Ⅵ306，然后再经回转梁3的导向滑轮Ⅵ306返回到中心出绳滑轮Ⅱ104，最后绕过起升钢丝绳防扭装置Ⅰ1001(为一支撑滑轮)将绳头与吊臂端部楔形接头相连；起升钢丝绳Ⅱ402由起升机构Ⅱ42卷筒放出，绕过塔头导绳滑轮Ⅱ502向下进入到塔头起重量限制器滑轮Ⅰ601，然后穿绕过变幅小车上转台1上的中心入绳滑轮Ⅰ101，经中心入绳滑轮Ⅰ101向下分别进入回转梁上与中心导绳滑轮组100对应的导向滑轮组滑轮Ⅻ312，绕过滑轮Ⅺ311，向下绕过与构件提升梁端部对应的起升滑轮组1002滑轮a2和滑轮b2，向上绕过滑轮Ⅸ309和滑轮Ⅹ310再向下绕过吊钩滑轮组滑轮c2，然后向上穿绕过滑轮Ⅷ308和滑轮Ⅶ307，然后再经回转梁3的导向滑轮Ⅶ307返回到中心出绳滑轮Ⅰ103，最后绕过起升钢丝绳防扭装置Ⅱ1005(为一支撑滑轮)将绳头与吊臂端部楔形接头相连；通过两个起升机构同步状态可以调整构件提升梁1003的水平状态，由此来实现构件在吊装时水平或倾斜状态。构件提升梁装有单轴倾角传感器1004，在梁吊起构件时，可以通过梁的倾斜状态感知构件的倾斜状态，在梁体内装有电池和无线发送系统，将单轴倾角传感器所测得角度实时发送到司机室主控台，为控制两个起升机构工作状态提供依据。变幅小车回转梁的回转通过两组起升钢丝绳带动构件提升梁一起回转，从而实现所起吊构件具有±90°的旋转功能。
其中：如图7所示，所述的中心导绳滑轮组100包括入绳滑轮Ⅰ101、入绳滑轮Ⅱ102、出绳滑轮Ⅰ103和出绳滑轮Ⅱ104，入绳滑轮Ⅰ101和入绳滑轮Ⅱ102通过两个销轴105连接在两槽钢之间，出绳滑轮Ⅰ103和出绳滑轮Ⅱ104通过两个销轴105连接在两槽钢之间。
如图17所示，滑触线安装固件Ⅰ801与起重臂水平直腹杆焊接，滑触线安装固件Ⅱ803通过拧紧螺栓802固定滑触线线槽901，如图18所示，将集电器902从滑触线线槽901端部插入后与导向器接线盒903相连接，导向器接线盒903通过螺栓904与小车耳板905连接并与变幅小车实现同步行走。
本发明两个并行起升机构可以分别独立，在独立工作时，其上起升滑轮组端连接吊钩，吊装构件，达到节能效果。
Claims (4)
1.一种具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，其特征在于，包括两个并行起升机构和具有回转装置的变幅小车；所述的两个并行起升机构安装在塔式起重机平衡臂上，沿轴线方向前后排布；变幅小车支撑在吊臂下弦杆上，沿吊臂滑行，两起升机构的起升滑轮组上连接有构件提升梁，构件梁上装有单轴倾角传感器；两起升机构上的起升钢丝绳分别经塔头上的导绳滑轮、起重量限制器、中心导绳滑轮组、小车上的回转梁导向滑轮组、起升滑轮组，再返回回转梁导向滑轮组、经中心导绳滑轮组连接到吊臂端的楔形接头，通过各起升机构控制起升滑轮组的起升或下降；所述变幅小车包括小车回转总成、回转梁、回转驱动机构和回转角度传感器，所述小车回转总成包括小车上转台和通过回转支承装置与之相连的下转台，回转驱动机构安装在下转台或者上转台上，通过回转驱动机构输出齿轮与回转支承装置的齿轮啮合传动带动下转台产生±90°回转，并带动连接在下转台底部的回转梁与之同步回转，回转角度传感器连接在下转台上，其上齿轮与回转支承装置相啮合，回转角度信息通过回转角度传感器传递至司机室主控台上；回转梁连接在下转台的下部，所述小车上转台框架内设置中心导绳滑轮组，上转台上的中心导绳滑轮组包括两个入绳滑轮和两个出绳滑轮，所述两入绳滑轮和两出绳滑轮分别与回转梁导向滑轮组的入绳滑轮和出绳滑轮在垂直方向上相对应。
2.根据权利要求1所述具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，其特征在于，所述两个并行起升机构靠近平衡臂尾部的起升机构Ⅰ安装底面高于远离平衡臂尾部的起升机构Ⅱ，并且两起升机构在塔头上设置的导绳滑轮呈上下布置，起升机构Ⅰ在塔头上的导绳滑轮Ⅰ高于起升机构Ⅱ在塔头上的导绳滑轮Ⅱ，防止两根起升钢丝绳相互干涉。
3.根据权利要求1所述的具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，其特征在于，两个并行起升机构同时工作时，在两起升机构的起升滑轮组上连接一构件提升梁；所述构件提升梁上安装有单轴倾角传感器，在构件提升梁吊起构件时，通过构件提升梁的倾斜状态得到构件的倾斜状态，在构件提升梁内安装有电池和无线发送器，单轴倾角传感器所测得角度实时发送到司机室主控台，控制构件提升梁吊装时水平或倾斜状态。
4.根据权利要求1所述的具有全方位调整吊运部件空间位姿功能的塔式起重机，其特征在于，所述两起升机构上起升钢丝绳的绕绳方式为：起升钢丝绳Ⅰ(401)绕过塔头导绳滑轮Ⅰ(501)向下进入到塔头起重量限制器滑轮Ⅱ(602)，然后穿绕过变幅小车上转台(1)的中心入绳滑轮Ⅱ(102)，经中心入绳滑轮Ⅱ(102)向下分别进入回转梁(3)上与中心导绳滑轮组(100)对应的导向滑轮组滑轮Ⅰ(301)，绕过滑轮Ⅱ(302)，向下绕过与构件提升梁端部对应的起升滑轮组(1002)滑轮a1和滑轮b1，向上绕过滑轮Ⅳ(304)和滑轮Ⅲ(303)再向下绕过起升滑轮组滑轮c1，然后向上穿绕过滑轮Ⅴ(305)和滑轮Ⅵ(306)，然后再经回转梁(3)的导向滑轮Ⅵ(306)返回到中心出绳滑轮Ⅱ(104)，最后绕过起升钢丝绳防扭装置Ⅰ(1001)将绳头与吊臂端部楔形接头相连；起升钢丝绳Ⅱ(402)绕过塔头导绳滑轮Ⅱ(502)向下进入到塔头起重量限制器滑轮Ⅰ(601)，然后穿绕过变幅小车上转台(1)的中心入绳滑轮Ⅰ(101)，经中心入绳滑轮Ⅰ(101)向下分别进入回转梁(3)上与中心导绳滑轮组(100)对应的导向滑轮组滑轮Ⅻ(312)，绕过滑轮Ⅺ(311)，向下绕过与构件提升梁端部对应的起升滑轮组(1002)滑轮a2和滑轮b2，向上绕过滑轮Ⅸ(309)和滑轮Ⅹ(310)再向下绕过吊钩滑轮组滑轮c2，然后向上穿绕过滑轮Ⅷ(308)和滑轮Ⅶ(307)，然后再经回转梁(3)的导向滑轮Ⅶ(307)返回到中心出绳滑轮Ⅰ(103)，最后绕过起升钢丝绳防扭装置Ⅱ(1005)将绳头与吊臂端部楔形接头相连。
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