CN107381372A - 一种螺旋升降式起重机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋升降式起重机系统，包括固定在地面上的底平台、安装在底平台上的螺旋升降机、安装在螺旋升降机顶端的塔吊底座、安装在塔吊底座上的旋转转台、安装在旋转转台上的伸缩臂式起重机，还包括用以控制螺旋升降机转动的控制器。本发明结构设计合理，具有载重大、可伸缩性超强和相对举升高度高的优点，大大扩大可操作面积，更有效的提高工作效率，降低成本。本发明采用了螺旋升降机构与竹节式升降支撑托架结合实现了伸缩臂式起重机的升降，空间结构紧凑，而且举升力不会因举升的高度的增加而突然变小，稳定性和安全性能较高。
Description
技术领域
本发明涉及升降设备技术领域，具体的说是一种螺旋升降式起重机系统。
背景技术
起重设备在许多工程施工中起到重要的作用，实现了重物的起吊、运输，从而提高了施工效率。但是现有的起重设备多为塔吊，适用于大规模的重物运输，但是这种塔吊体型庞大，且均为固定式，本体不可升降除伸缩臂外，在空间限制且需要体积优化型的整体空间里传统的起重设备就无法满足。因此，迫切需求一种新的起重设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种螺旋升降式起重机系统。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种螺旋升降式起重机系统，包括固定在地面上的底平台、安装在底平台上的螺旋升降机、安装在螺旋升降机顶端的塔吊底座、安装在塔吊底座上的旋转转台、安装在旋转转台上的伸缩臂式起重机，还包括用以控制螺旋升降机转动的控制器。
所述控制器为PLC。
所述塔吊底座下方设有固定在底平台上且包在螺旋升降机外侧的竹节式升降支撑托架。
所述底平台上安装有用于对塔吊底座下限位的防过低装置。
所述螺旋升降机顶端设有托板，所述托板上安装有与控制器相连的位置传感器、重力传感器。
所述竹节式升降支撑托架包括固定在底平台上的底架、可沿着底架轴向滑动的若干个升降架，若干个升降架中处于最底部的升降架与底架轴向滑动配合，若干个升降架中处于最顶部的升降架与托板相连，若干个升降架中相邻的两个升降架之间轴向滑动配合。
所述螺旋升降机包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、驱动平台转动的电机、安装在平台上的收纳盒、存储在收纳盒内的弹簧扁平带、装在固定式底座内且与弹簧扁平带配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条升降或收缩运动的带轨道举升机构、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条咬合的轨道导向架。
所述弹簧扁平带上沿着弹簧扁平带的长度方向设有两排均匀的带孔；所述齿型弹簧条上均匀的设置有可与带孔对应咬合的齿。
所述平台包括安装在固定式底座上端的收纳盒托架、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构。
所述带轨道举升机构包括举升柱体，在举升柱体上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱。
所述收纳盒托架上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒底部配合的收纳盒底部轴承座，所述收纳盒的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架上端的收纳盒外部轴承架。
进一步的，所述轨道导向架包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架、安装在对应的导向支架上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带使弹簧扁平带与齿型弹簧条咬合的若干个卡块。
作为本发明的另一种改进，所述轨道导向架包括与带轨道举升机构同轴分布且呈非封闭环状的外架、沿着外架的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块。
本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，具有载重大、可伸缩性超强和相对举升高度高的优点，大大扩大可操作面积，更有效的提高工作效率，降低成本。本发明采用了螺旋升降机构与竹节式升降支撑托架结合实现了伸缩臂式起重机的升降，空间结构紧凑，而且举升力不会因举升的高度的增加而突然变小，稳定性和安全性能较高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的整体立体结构示意图；
图2为本发明的螺旋升降机、竹节式升降支撑托架、防过低装置安装的结构示意图；
图3为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的立体结构示意图；
图4为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的内部结构示意图；
图5为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视图；
图6为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的俯视透视图；
图7为本发明的螺旋升降机的一种实施方式去除固定式底座后的主视透视图；
图8为本发明的螺旋升降机的一种实施方式的收纳盒托架的结构示意图；
图9为本发明的电机与蜗杆、驱动力输入机构配合时的结构示意图；
图10为本发明收缩后的状态图；
图11为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的立体结构示意图；
图12为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的主视图；
图13为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的半剖视图；
图14为本发明的螺旋升降机的另一种实施方式的全剖视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图10所示，一种螺旋升降式起重机系统，包括固定在地面上的底平台17、安装在底平台17上的螺旋升降机25、安装在螺旋升降机25顶端的塔吊底座20、安装在塔吊底座20上的旋转转台21、安装在旋转转台21上的伸缩臂式起重机22，还包括用以控制螺旋升降机25转动的控制器。本发明在螺旋升降机25完全收起后，空间高度可以降至很低，极大的节省了空间。
所述控制器为PLC。
所述塔吊底座20下方设有固定在底平台17上且包在螺旋升降机25外侧的竹节式升降支撑托架18。采用竹节式升降支撑托架18可以在随着螺旋升降机25升降的同时对塔吊底座20起到支撑作用，提高了装置的稳定性。
所述底平台17上安装有用于对塔吊底座20下限位的防过低装置19。
所述螺旋升降机25顶端设有与塔吊底座20相连的托板26，所述托板26上安装有与控制器相连的位置传感器27、重力传感器28。
本发明采用重力传感器28检测承载的重量，以防止超重；采用位置传感器27用以测量升降时的高度；采用防过低装置19能防止塔吊底座20向下越过下极限位置后对螺旋升降机25本身造成破坏，起到了安全防护的作用。
所述竹节式升降支撑托架18包括固定在底平台17上的底架18a、可沿着底架18a轴向滑动的若干个升降架18b，若干个升降架18b中处于最底部的升降架18b与底架18a轴向滑动配合，若干个升降架18b中处于最顶部的升降架18b与托板26相连，若干个升降架18b中相邻的两个升降架18b之间轴向滑动配合。
本发明的螺旋升降机25有两种实施方式，分别如下：
实施例一：
如图3至图8所示，所述螺旋升降机25包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、驱动平台转动的电机23、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。电机25驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。
所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。
所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5、用于限制齿型弹簧条2回转自由度的若干个固定托架11。本发明的固定托架11能防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转，若齿型弹簧条2发生回转，会导致弹簧扁平带1与齿型弹簧条2只空转而不会有上升运动，即空转会导致无法实现升降功能。
所述平台包括安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。电机25驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。
所述驱动力输入机构8为蜗轮，所述电机25上安装有蜗杆24，所述蜗杆24与蜗轮配合实现动力传递。
所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。
所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。
进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。
所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14，所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。
所述收纳盒托架7上开设有供齿型弹簧条2升降时穿过的让位槽15，这样才能保证齿型弹簧条2的升降运动与收纳盒托架7的回转运动不干涉，结构设计合理。
所述轨道导向架4包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架4a、安装在对应的导向支架4a上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带1使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的若干个卡块4b。所述卡块4b错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用卡块4b即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。
进一步的，每个导向支架4a上安装的卡块4b数量为两个或者三个。
所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条，再通过固定托架11卡在长条与长条之间，即可防止齿型弹簧条2在升降的过程中进行回转。
所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，升降体顶部固定夹头9的上端与托板26相连。
所述升降机构底座10的上端安装有固定座16。
实施例二：
如图11至图14所示，所述螺旋升降机25包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、驱动平台转动的电机23、安装在平台上的收纳盒6、存储在收纳盒6内的弹簧扁平带1、装在固定式底座内且与弹簧扁平带1配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条2、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条2升降或收缩运动的带轨道举升机构3、用于使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合的轨道导向架4。电机25驱使平台转动，进而带动带轨道举升机构3转动，带轨道举升机构3使齿型弹簧条2在带轨道举升机构3的导向作用下升降，并同步牵引弹簧扁平带1螺旋攀升，在轨道导向架4的挤推作用下弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体。
所述弹簧扁平带1上沿着弹簧扁平带1的长度方向设有若干排均匀分布的带孔1a；所述齿型弹簧条2上均匀的设置有可与带孔1a对应咬合的齿2a。齿型弹簧条2在上升的过程中不断的使新的齿2a咬合进弹簧扁平带1上新的带孔1a内，即可实现螺旋柱体的不断攀升。
所述固定式底座包括升降机构底座10、通过转动副竖直安装在升降机构底座10上端的受力支撑桶体5。
所述平台的下端设有与固定式底座的受力支撑桶体5相连且用以将处于叠放状态的齿型弹簧条2罩住的外罩架101。
所述平台包括通过外罩架101安装在固定式底座上端且与收纳盒6之间可相对自由转动的收纳盒托架7、安装在收纳盒托架7下端面的驱动力输入机构8。电机25驱使驱动力输入机构8，从而带动收纳盒托架7，即可带动带轨道举升机构3转动。
所述驱动力输入机构8为蜗轮，所述电机25上安装有蜗杆24，所述蜗杆24与蜗轮配合实现动力传递。
所述带轨道举升机构3包括举升柱体3a，在举升柱体3a上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条2升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱3b。双排螺旋排列上的两个成对配合的限位滚柱3b之间的间距大于齿型弹簧条2的厚度。所述齿型弹簧条2在举升柱体3a的旋转力带动下沿着双排螺旋排列的限位滚柱3b向上提升。本发明采用了双排螺旋排列的限位滚柱3b对齿型弹簧条2进行升降的导向，有效的防止了齿型弹簧条2在升降过程中的晃动和错位，保证了运动的精确性和稳定性，这样才能使齿2a与带孔1a对应咬合。
所述举升柱体3a安装在受力支撑桶体5上端，所述限位滚柱3b均可绕着与举升柱体3a的连接处转动。
进一步的，所述限位滚柱3b为滚子轴承。
所述收纳盒托架7上端沿着圆周方向均匀的设置有若干个用于与收纳盒6底部配合的收纳盒底部轴承座14，所述收纳盒6的圆周方向上均匀的布置有若干个安装在收纳盒托架7上端的收纳盒外部轴承架13。这样的结构设计的好处是：保证收纳盒6可以随弹簧扁平带1的弹性力量随意转动。
所述轨道导向架4包括与带轨道举升机构3同轴分布且呈非封闭环状的外架4c、沿着外架4c的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块4d。
进一步的，所述挡块4d错开弹簧扁平带1上与齿型弹簧条2咬合部位并与弹簧扁平带1的外侧面相抵，利用挡块4d即可使弹簧扁平带1逐步靠近齿型弹簧条2并最终使弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合在一起。
所述外架4c上设有缺口102，在轨道导向架4转动的过程中，处于收纳盒6内的弹簧扁平带1可穿过缺口102进入到轨道导向架4内，从而与齿型弹簧条2进行咬合，结构设计合理，不会在运动过程中造成干涉。
所述齿型弹簧条2叠放成的柱形的轴线与受力支撑桶体5的轴线重合。本发明的齿型弹簧条2叠放在一起后，每一个螺距上的齿2a与相邻的螺距上的同位置的齿在竖直方向上重合，这样即齿型弹簧条2叠放在一起后的齿2a构成了一列列竖直排布的长条。
所述螺旋柱体的上端连接有升降体顶部固定夹头9，升降体顶部固定夹头9的上端与托板26相连。
工作时，当需要利用伸缩臂式起重机22升降以抓取重物时，启动PLC控制电机25，驱动驱动力输入机构8，从而利用弹簧扁平带1与齿型弹簧条2咬合并形成螺旋上升的柱体，将伸缩臂式起重机22抬升，直至升至指定高度后，伸缩臂式起重机22开始水平伸长以运动至重物位置处，随后利用旋转转台21旋转以及螺旋升降机25的进一步举升，从而将重物运输至指定位置，方便快捷；运输过程中，位置传感器27、重力传感器28会实时反馈信号给PLC，以方便PLC做出进一步处理。
本发明中所采用的旋转转台21为塔吊领域中成熟的技术。
如图10所示，为本发明收缩后的状态图，收缩后的整体尺寸较小，极大的节省空间，灵活程度高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：包括固定在地面上的底平台(17)、安装在底平台(17)上的螺旋升降机(25)、安装在螺旋升降机顶端的塔吊底座(20)、安装在塔吊底座(20)上的旋转转台(21)、安装在旋转转台(21)上的伸缩臂式起重机(22)，还包括用以控制螺旋升降机转动的控制器。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述塔吊底座(20)下方设有固定在底平台(17)上且包在螺旋升降机外侧的竹节式升降支撑托架(18)。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述底平台(17)上安装有用于对塔吊底座(20)下限位的防过低装置(19)。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述螺旋升降机顶端设有托板(26)，所述托板(26)上安装有与控制器相连的位置传感器(27)、重力传感器(28)。
5.根据权利要求2所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述竹节式升降支撑托架(18)包括固定在底平台(17)上的底架(18a)、可沿着底架(18a)轴向滑动的若干个升降架(18b)，若干个升降架(18b)中相邻的两个升降架(18b)之间轴向滑动配合。
6.根据权利要求1所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述螺旋升降机(25)包括固定式底座、绕着固定式底座旋转的平台、驱动平台转动的电机(23)、安装在平台上的收纳盒(6)、存储在收纳盒(6)内的弹簧扁平带(1)、装在固定式底座内且与弹簧扁平带(1)配合构成螺旋柱体的齿型弹簧条(2)、安装在平台上用于束缚齿型弹簧条(2)升降或收缩运动的带轨道举升机构(3)、用于使弹簧扁平带(1)与齿型弹簧条(2)咬合的轨道导向架(4)。
7.根据权利要求6所述的一种螺旋升降式起重机系统，其特征在于：所述弹簧扁平带(1)上沿着弹簧扁平带(1)的长度方向设有若干排均匀分布的带孔(1a)；所述齿型弹簧条(2)上均匀的设置有可与带孔(1a)对应咬合的齿(2a)。
8.根据权利要求6所述的一种竹节式螺旋升降平台，其特征在于：所述带轨道举升机构(3)包括举升柱体(3a)，在举升柱体(3a)上沿着自身的轴线方向设有用于对齿型弹簧条(2)升降进行导向的且构成双排螺旋排列的限位滚柱(3b)。
9.根据权利要求6所述的一种竹节式螺旋升降平台，其特征在于：所述轨道导向架(4)包括沿着圆周方向分布的若干个导向支架(4a)、安装在对应的导向支架(4a)上形成螺距与螺旋柱体相同且用以挤压弹簧扁平带(1)使弹簧扁平带(1)与齿型弹簧条(2)咬合的若干个卡块(4b)。
10.根据权利要求6所述的一种竹节式螺旋升降平台，其特征在于：所述轨道导向架(4)包括与带轨道举升机构(3)同轴分布且呈非封闭环状的外架(4c)、沿着外架(4c)的内侧壁均匀螺旋分布且螺距与螺旋柱体的螺距相同的若干个挡块(4d)。
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