CN110820604A - 一种爬行除冰除雪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爬行除冰除雪装置，包括除冰装置、喷涂装置、驱动组件，该除冰装置设计了转刀和转齿，通过转刀和转齿的旋转对斜拉桥拉索上的结冰进行破环；通过转刀来击碎冰锥等大型结冰体，通过转齿来破除环绕在拉索表面的冰层，从而达到除冰除雪的效果；通过喷涂装置使得设备沿斜拉索向下运动的同时喷涂抗冻涂层；通过驱动组件带动整个装置沿斜拉索向上运动，同时到达斜拉索顶部时，控制装置下滑落回；本发明采用机械式的除雪原理，在降雪时或者已经结冰时，通过转刀和转齿对斜拉索上的积雪和冰层进行清除，同时可以清洁斜拉索表面，喷涂抗冻涂层，清除并避免斜拉索上出现大的凝结冰块，并防止出现二次结冰现象。

Description

一种爬行除冰除雪装置

技术领域

本发明属于除冰除雪技术领域，具体涉及一种爬行除冰除雪装置。

背景技术

斜拉桥目前广泛应用于我国桥梁建造领域，例如杭州湾跨海大桥，武汉沌口长江大桥，苏通长江公路大桥等都应用了斜拉桥。斜拉索是斜拉桥主要的承重和传力构件，在斜拉桥运营过程中，由于气候原因引起的雨雪、结冰等现象，尤其是长江流域地区，留在斜拉索上面的雨雪凝结成冰，除了会对斜拉索结构产生破坏之外，当气温上升、风吹或者拉索正常振动等外界因素的影响时，冰凌、冰锥可能会从拉索上坠落，位置较高的冰块坠落时由于速度较大，会对桥面上正常行驶的车辆造成重大安全隐患，严重时甚至会引发连环交通事故，造成重大的人身财产损失。近年来，已经发生了多起由于斜拉索掉冰而影响桥梁交通安全的事件，例如，2018年1月8日，湖北武汉二七长江大桥上发生事故，大桥缆索的冰凌大面积脱落，密集地掉落在中央路段。除此以外，仅2018年，就有南昌八一大桥，安庆长江大桥等多座桥梁发生坠冰事故，严重威胁到行驶车辆的交通安全。

目前实际应用的方法和技术，如无人机控制、安装发热管等，效率低下，且无法施用于复杂情况，也无法收集落冰，需要交通管制甚至封桥封路，对于已经建造完成的桥梁也无法安装全套的发热设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种爬行除冰除雪装置，在使用爬行除冰除雪装置进行除冰除雪时，可有效对拉索上的冰雪进行清除，收集落冰，并且喷涂抗冻涂层，防止再次结冰，保证车辆行驶安全和桥梁结构安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：包括破冰装置、喷涂装置、驱动组件，所述破冰装置、喷涂装置和驱动组件均由左右两部分组成，可以开合套于斜拉索上，喷涂装置卡合连接在破冰装置底部；驱动组件卡合连接在喷涂装置底部。

优选的，所述破冰装置包括破冰半筒和破冰齿轮安装架，所述破冰半筒共设置有两个，两个所述破冰半筒之间通过卡扣连接，所述破冰半筒的顶端固定连接有破冰齿轮安装架，所述破冰齿轮安装架的顶端安装有破冰电动齿轮，所述破冰半筒的内侧的外侧固定安装架，安装架顶部固定碰撞按钮，所述破冰半筒的内侧可转动安装有内破冰筒，所述内破冰筒共设置有三个，三个所述内破冰筒的中轴位置处贯穿有内破冰筒中轴，所述内破冰筒中轴的外侧通过轴承转动连接有控距弹簧，所述控距弹簧的末端固定安装于破冰半筒的内壁上，所述内破冰筒中轴的末端连接到驱动电机的转轴。

优选的，所述内破冰筒的外侧螺旋设置有转刀齿。

优选的，两个所述破冰半筒形成的圆筒的底端卡合连接有连接半筒，所述连接半筒共设置有两个，两个所述连接半筒之间通过卡扣连接为一个整体圆筒，两个所述连接半筒的外侧靠近底端位置处卡槽卡合连接有半圆筒形存储容器，所述半圆筒形存储容器共设置有两个，两个所述半圆筒形存储容器之间通过卡扣连接。

优选的，所述喷涂装置包括半圆筒形存储容器、内刷毛刷、内出料喷头、注料口、混合腔、混合腔A料连接口、存储容器A料出料口、混合腔B料连接口和存储容器B料出料口。

优选的，所述半圆筒形存储容器共设置有两个，两个所述半圆筒形存储容器通过卡扣连接，两个所述半圆筒形存储容器相对位置关于卡槽左右对称。

优选的，所述半圆筒形存储容器的内侧设置有内刷毛刷和内出料喷头，所述内出料喷头贯穿于半圆筒形存储容器的内壁连接与混合腔，所述内出料喷头的一端连接有喷头泵。

优选的，所述驱动组件包括驱动组件圆筒形金属半筒外壳、上部橡胶支撑腿、上部橡胶支撑腿伸缩弹簧、下部橡胶支撑腿、下部橡胶支撑腿伸缩弹簧、电动滚轮、滚轮驱动电机、橡胶气垫、可充电电池组和速度控制器安装箱、收集袋安装勾、橡胶气垫、伸缩弹簧驱动电机。

优选的，所述组件圆筒形金属半筒外壳的内侧自上而下依次安装有上部橡胶支撑腿、电动滚轮和下部橡胶支撑腿，所述上部橡胶支撑腿共设置有九个，九个所述上部橡胶支撑腿分为三层分布在组件圆筒形金属半筒外壳内侧，所述上部橡胶支撑腿的末端固定连接有上部橡胶支撑腿伸缩弹簧，所述下部橡胶支撑腿共设置有九个，九个所述下部橡胶支撑腿分为三层分布在组件圆筒形金属半筒外壳内侧，所述下部橡胶支撑腿的末端固定连接有下部橡胶支撑腿伸缩弹簧，所述电动滚轮的一侧通过转轴转动连接有滚轮驱动电机，所述组件圆筒形金属半筒外壳的外侧设置有可充电电池组和速度控制器安装箱。所述组件圆筒形金属半筒外壳的底端设置有橡胶气垫。

优选的，两个所述组件圆筒形金属半筒外壳形成的圆筒外侧与两个所述半圆筒形存储容器组成的圆筒内侧通过卡槽卡合连接。

优选的，所述破冰半筒的顶端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆一端设有球形连接件，所述球形连接件可卡入破冰装置表面球形凹槽，所述伸缩杆的末端设置有收集袋安装环扣，所述组件圆筒形金属半筒外壳的外侧设置有收集袋安装勾，所述收集袋安装勾和收集袋安装环扣的内侧连接有收集袋。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明采用机械式的除雪原理，在降雪时或者已经结冰时，通过转刀和转齿对斜拉索上的积雪和冰层进行清除，同时可以清洁斜拉索表面，喷涂抗冻涂层，清除并避免斜拉索上出现大的凝结冰块，并防止出现二次结冰现象，做到施工一次，长期有效，消除大桥的安全运营隐患，保证桥梁上车辆的安全运行，同时也避免了冰块和积雪堆积对斜拉索结构造成损害。

(2)本发明的爬行除冰除雪装置，具有转刀和转齿两套破冰机构，可以针对粗冰和细冰特异性破除，并且不刮伤斜拉索表面。

(3)本发明的爬行除冰除雪装置，具有前后两个主要防滑机构，电动滚轮也起到防滑作用，不仅仅可以适用于各种坡度的斜拉桥斜拉索，还可以用于直立的旗杆等物体。

(4)本发明的爬行除冰除雪装置，具有电动滚轮作为主要驱动装置，同时螺旋转齿螺进也提供上行动力，从而起到双动力源作用。

(5)本发明可以收集除冰除雪过程中的落冰碎冰，嵌套于斜拉索上，只沿着斜拉索上下运动，安全高效，不需要封桥封路，不影响交通。

(6)本发明的收集袋及其安装勾可在重力作用下始终保持处于下方位置，保证了收集碎冰的效率和稳定性。

(7)本发明的爬行除冰除雪装置，各个主要部分可以按照不同要求自由组装，适用于不同坡度，长度和清洁度的斜拉索。

(8)本发明的爬行除冰除雪装置，结构简单，且在拉索上的安装、操作使用方便，工作人员只需要安装和回收即可，不需要复杂的操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的外观图；

图3为本发明的破冰装置包括破冰半筒结构示意图；

图4为本发明的破冰装置包括破冰半筒俯视图；

图5为本发明的驱动组件圆筒形金属半筒外壳结构示意图；

图6为本发明的驱动组件圆筒形金属半筒外壳俯视图；

图7为本发明的半圆筒形存储容器结构示意图；

图8为本发明的半圆筒形存储容器俯视图；

图9为本发明的半圆筒形存储容器仰视图；

图10为本发明的驱动组件橡胶伸缩腿细节图；

图11为本发明的破冰装置伸缩杆与破冰半筒连接处示意图；

图12为本发明的驱动组件表面收集袋安装钩示意图。

图中：1-破冰齿轮安装架、101-破冰电动齿轮、102-碰撞按钮、2-连接半筒、201-固定连接架、3-破冰半筒、301-收集袋安装环扣、302-伸缩杆、303-内破冰筒、304-驱动电机、305-控距弹簧、306-内破冰筒中轴、307-球形连接件、308-球形凹槽、4-驱动组件圆筒形金属半筒外壳、401-可充电电池组和速度控制器安装箱、402-上部橡胶支撑腿伸缩弹簧、403-电动滚轮、404-上部橡胶支撑腿、405-下部橡胶支撑腿、406-滚轮驱动电机、407-下部橡胶支撑腿伸缩弹簧、408-收集袋安装勾、409-橡胶气垫、410-伸缩弹簧驱动电机、5-半圆筒形存储容器、501-内刷毛刷、502-内出料喷头、503-注料口、504-混合腔、505-混合腔A料连接口、506-存储容器A料出料口、507-混合腔B料连接口、508-存储容器B料出料口、6-收集袋。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，本发明提供如下技术方案：一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：包括破冰装置、喷涂装置、驱动组件，破冰装置、喷涂装置和驱动组件均由左右两部分组成，可以开合套于斜拉索上，喷涂装置卡合连接在破冰装置底部；驱动组件卡合连接在喷涂装置底部。

破冰装置包括破冰半筒3和破冰齿轮安装架1，破冰半筒3共设置有两个，两个破冰半筒3之间通过卡扣连接，破冰半筒3的顶端固定连接有破冰齿轮安装架1，破冰齿轮安装架1的顶端安装有破冰电动齿轮101，破冰半筒3的外侧固定安装架，安装架顶部固定碰撞按钮102，破冰半筒3的内侧可转动安装有内破冰筒303，内破冰筒303共设置有三个，三个内破冰筒303的中轴位置处贯穿有内破冰筒中轴306，内破冰筒中轴306的外侧通过轴承转动连接有控距弹簧305，控距弹簧305的末端固定安装于破冰半筒3的内壁上，内破冰筒中轴306的末端连接到驱动电机304的转轴。

内破冰筒303的外侧螺旋设置有转刀齿。

喷涂装置包括半圆筒形存储容器5、内刷毛刷501、内出料喷头502、注料口503、混合腔504、混合腔A料连接口505、存储容器A料出料口506、混合腔B料连接口507和存储容器B料出料口508。

两个破冰半筒3形成的圆筒的底端卡合连接有连接半筒2和固定连接架201，连接半筒2共设置有两个，两个连接半筒2之间通过卡扣连接为一个整体圆筒，固定连接架201共设置有三个，将破冰装置与喷涂装置固定角度连接，两个连接半筒2的外侧靠近底端位置处卡槽卡合连接有半圆筒形存储容器5，半圆筒形存储容器5共设置有两个，两个半圆筒形存储容器5之间通过卡扣连接。两个半圆筒形存储容器5相对位置关于卡槽左右对称。

半圆筒形存储容器5共设置有两个，两个半圆筒形存储容器5通过卡扣连接，两个半圆筒形存储容器5组成的圆筒内侧与两个组件圆筒形金属半筒外壳4形成的圆筒外侧通过卡槽卡合连接。

半圆筒形存储容器5的内侧设置有内刷毛刷501和内出料喷头502，内出料喷头502贯穿于半圆筒形存储容器5的内壁，内出料喷头502的一端连接有喷头泵，半圆筒形存储容器5的顶端设置有注料口504。

驱动组件包括驱动组件圆筒形金属半筒外壳4、上部橡胶支撑腿404、上部橡胶支撑腿伸缩弹簧402、下部橡胶支撑腿405、下部橡胶支撑腿伸缩弹簧407、伸缩弹簧驱动电机410、电动滚轮403、滚轮驱动电机406、橡胶气垫409、可充电电池组和速度控制器安装箱401和收集袋安装勾408。

组件圆筒形金属半筒外壳4的内侧自上而下依次安装有上部橡胶支撑腿404、电动滚轮403、下部橡胶支撑腿405，上部橡胶支撑腿404共设置有六个，六个上部橡胶支撑腿404分为两组分布在组件圆筒形金属半筒外壳4内侧，上部橡胶支撑腿404的末端固定连接有上部橡胶支撑腿伸缩弹簧402，下部橡胶支撑腿405的末端固定连接有下部橡胶支撑腿伸缩弹簧407，电动滚轮403的一侧通过转轴转动连接有滚轮驱动电机406，组件圆筒形金属半筒外壳4的外侧设置有可充电电池组和速度控制器安装箱401，组件圆筒形金属半筒外壳4的底端设置有橡胶气垫409。

两个组件圆筒形金属半筒外壳4形成的圆筒外侧与两个半圆筒形存储容器5组成的圆筒内侧通过卡槽卡合连接。

破冰半筒3的顶端固定连接有伸缩杆302，伸缩杆302一端设有球形连接件307，球形连接件307可卡入破冰装置表面球形凹槽308，伸缩杆302的末端设置有收集袋安装环扣301，组件圆筒形金属半筒外壳4的外侧设置有收集袋安装勾408，收集袋安装勾408和收集袋安装环扣301的内侧连接有收集袋6。

本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，主体安装：本发明爬行除冰除雪装置由三部分组成，破冰装置，喷涂装置和驱动组件均为可拼接的左右两部分，使用时将三者套在斜拉索上并连接起来，金属外壳每一半连接处都有卡扣，使得整个装置包裹住斜拉索，破冰装置，喷涂装置和驱动组件前后均可以连接固定，这样三部分就成为了一个整体。

注入涂层材料：将抗冻涂层料注入半圆筒形存储容器。

安装收集袋：将伸缩杆302拉长支起，通过收集袋安装勾408和收集袋安装环扣301安装收集袋6，对于坡度大的斜拉索，伸缩杆302可以拉短一点，对于坡度小的斜拉索，要适当拉长伸缩杆302，使得破冰装置破除冰锥和冰层后的落冰可以落入收集袋中。

使用步骤：打开破冰装置的开关，此时设备运转，不需要人工操作，破冰装置的破冰电动齿轮101和内破冰筒303开始工作，破除冰层；破碎的冰落到破冰装置的收集袋6中；驱动组件的电动滚轮403转动，驱动整个装置沿斜拉索向上运动，由于伸缩弹簧驱动电机410带动上部橡胶支撑腿伸缩弹簧402和下部橡胶支撑腿伸缩弹簧407支持橡胶支撑腿，使得整个装置防滑作用明显；喷涂装置工作，通过毛刷旋转清洁斜拉索表面。到达顶端时，碰撞按钮102碰撞到斜拉索顶部，发射信号，或者速度传感器感知到电动滚轮401停止转动20秒时，发射信号，其他装置响应，上部橡胶支撑腿404和下部橡胶支撑腿405松动，电动滚轮401反向缓慢转动，整个装置可以慢慢滑落下来，此时喷涂装置工作，涂层材料被压入混合腔504，内出料喷头502一端的喷头泵运行，喷涂抗冻涂层，破冰装置破冰电动齿轮101停止转动，内破冰筒303停止转动，控距弹簧305控制内破冰筒303远离斜拉索表面；当斜拉索坡度较大时，下落速度过快，速度传感器控制下部橡胶支撑腿405再次间断性支起和收缩，从而控制下落速度，保证安全落回。驱动组件尾部设有保护性的橡胶气垫409，进一步保护设备。

喷涂装置的使用：针对不同情况有不同的使用方案。(1)当斜拉索表面污渍泥尘覆盖率高于70％时，额外使用1个或以上的喷涂装置安装于驱动组件下方，处于驱动组件下方位置的喷涂装置注入低凝固点抗冻清洁液，在装置沿斜拉索上行时进行清洁，装置沿斜拉索缓慢下滑时停止工作。(2)当斜拉索倾斜度大于60°时，斜拉索表面冰层覆盖率达到50％时，使用2个或以上数量的驱动组件首尾连接，提供更大的动力。(3)当工作要求不喷涂抗冻涂层，不需要清洁斜拉索表面时，只连接使用破冰装置和驱动组件，不组装喷涂装置。(4)当工作要求只喷涂抗冻涂层，不需要破冰除雪时，只连接使用喷涂装置和驱动组件，不组装破冰装置。(5)其他情况下仅使用破冰装置、喷涂装置、驱动组件各一个。

收集与再使用：设备落回后，将左右两半部分拆卸，清除收集袋中碎冰，可以前往下一根斜拉索安装，重复步骤1即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：包括破冰装置、喷涂装置、驱动组件，所述破冰装置、喷涂装置和驱动组件均由左右两部分组成，可以开合套于斜拉索上，喷涂装置卡合连接在破冰装置底部；驱动组件卡合连接在喷涂装置底部。

2.根据权利要求1所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述破冰装置包括破冰半筒(3)和破冰齿轮安装架(1)，所述破冰半筒(3)共设置有两个，两个所述破冰半筒(3)之间通过卡扣连接，所述破冰半筒(3)的顶端固定连接有破冰齿轮安装架(1)，所述破冰齿轮安装架(1)的顶端安装有破冰电动齿轮(101)，所述破冰半筒(3)的外侧固定安装架，安装架顶部固定碰撞按钮(102)，所述破冰半筒(3)的内侧可转动安装有内破冰筒(303)，所述内破冰筒(303)共设置有三个，三个所述内破冰筒(303)的中轴位置处贯穿有内破冰筒中轴(306)，所述内破冰筒中轴(306)的外侧通过轴承转动连接有控距弹簧(305)，所述控距弹簧(305)的末端固定安装于破冰半筒(3)的内壁上，所述内破冰筒中轴(306)的末端连接到驱动电机(304)的转轴。

3.根据权利要求2所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述内破冰筒(303)的外侧螺旋设置有转刀齿。

4.根据权利要求1所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述喷涂装置包括半圆筒形存储容器(5)、内刷毛刷(501)、内出料喷头(502)、注料口(503)、混合腔(504)、混合腔A料连接口(505)、存储容器A料出料口(506)、混合腔B料连接口(507)、存储容器B料出料口(508)。

5.根据权利要求4所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述半圆筒形存储容器(5)共设置有两个，两个所述半圆筒形存储容器(5)通过卡扣连接，两个所述半圆筒形存储容器(5)组成的圆筒内侧与两个所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)形成的圆筒外侧通过卡槽卡合连接。

6.根据权利要求5所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述半圆筒形存储容器(5)的内侧设置有内刷毛刷(501)和内出料喷头(502)，所述内出料喷头(502)与混合腔(504)连接，所述内出料喷头(502)的一端连接有喷头泵。

7.根据权利要求1所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述驱动组件包括驱动组件圆筒形金属半筒外壳(4)、上部橡胶支撑腿(404)、下部橡胶支撑腿(405)、电动滚轮(403)和橡胶气垫(409)。

8.根据权利要求7所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)的内侧自上而下依次安装有上部橡胶支撑腿(404)、电动滚轮(403)和下部橡胶支撑腿(405)，所述上部橡胶支撑腿(404)共设置有六个，六个所述上部橡胶支撑腿(404)分为两组分布在组件圆筒形金属半筒外壳(4)内侧，所述上部橡胶支撑腿(404)的末端固定连接有上部橡胶支撑腿伸缩弹簧(402)，所述下部橡胶支撑腿(405)的末端固定连接有下部橡胶支撑腿伸缩弹簧(407)，所述电动滚轮(403)的一侧通过转轴转动连接有滚轮驱动电机(406)，所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)的外侧设置有可充电电池组和速度控制器安装箱(401)，所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)的底端设置有橡胶气垫(409)。

9.根据权利要求1所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：两个所述破冰半筒(3)形成的圆筒的底端卡合连接有连接半筒(2)和固定连接架(201)，所述连接半筒(2)共设置有两个，两个所述连接半筒(2)之间通过卡扣连接为一个整体圆筒，两个所述连接半筒(2)的外侧靠近底端位置处卡合连接有组件圆筒形金属半筒外壳(4)，所述固定连接架(201)共设置有三个，将破冰装置与喷涂装置固定角度连接，所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)共设置有两个，两个所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)之间通过卡扣连接。

10.根据权利要求2所述的一种爬行除冰除雪装置，其特征在于：所述破冰半筒(3)的顶端固定连接有伸缩杆(302)，所述伸缩杆(302)一端设有球形连接件(307)，所述球形连接件(307)可卡入破冰装置表面球形凹槽(308)，所述伸缩杆(302)的末端设置有收集袋安装环扣(301)，所述组件圆筒形金属半筒外壳(4)的外侧设置有收集袋安装勾(408)，所述收集袋安装勾(408)和收集袋安装环扣(301)的内侧连接有收集袋(6)。

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