CN113914597B - 井道自爬升装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井道自爬升装置，包括预埋支腿、塔身系统和驱动系统，若干个所述预埋支腿上下间隔设置在井道的左右两侧内壁上，所述塔身系统包括塔身主体、支撑杆、塔身梁、塔身翻转支腿、齿条和转换基座，所述驱动系统包括驱动套架、驱动机构、驱动梁和驱动翻转支腿。通过塔身梁支撑，驱动机构工作，能实现驱动系统上升，然后驱动梁支撑，驱动机构反向工作实现塔身系统上升，从而实现整个装置在井道内自爬升的动作；同时能在转换基座上安装混凝土布料机或用于作业面、井道内辅助施工作业的设备，从而解决了在井道内作业施工平台搭设困难、材料运输困难等施工难题。

Description

井道自爬升装置

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种井道自爬升装置。

背景技术

随着建筑业的飞速发展，超高层建筑越来越多，超高层建筑通常采用核心筒结构，核心筒内通常作为电梯井道，空间狭小，井道内作业脚手架搭设难度大、成本高，超高层结构施工过程中作业面上空间受限，无多余空间放置混凝土布料机或其他施工设备，需要多次吊运安装。

发明内容

本发明拟提供一种井道自爬升装置，能自动爬升，同时可在该装置上设置用于作业面、井道内辅助施工作业的混凝土布料机或其他施工设备。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种井道自爬升装置，包括预埋支腿、塔身系统和驱动系统，若干个所述预埋支腿上下间隔设置在井道的左右两侧内壁上，所述塔身系统包括塔身主体，所述塔身主体由多个塔身标准节竖向对接组成，所述塔身主体的左右两侧横向设置有用于实现塔身主体与井道内壁之间顶紧且能伸缩的支撑杆，所述塔身主体的下端前后侧均设置有塔身梁，所述塔身梁的左右两端设置有塔身翻转支腿，所述塔身翻转支腿与预埋支腿配合能支撑整个塔身系统，所述塔身主体的四周均设置有齿条，所述塔身主体的顶部设置有用于安装操作平台的转换基座；所述驱动系统包括驱动套架，所述驱动套架套装在塔身主体外，所述驱动套架上设置有驱动机构，所述驱动机构包括分别与对应方向上齿条啮合的四个齿轮，每个所述齿轮均通过固定在驱动套架上对应侧的驱动电机带动其转动，所述驱动套架的下端前后侧均设置有驱动梁，所述驱动梁的左右两端均设置有驱动翻转支腿；初始状态时，支撑杆伸长与井道内壁接触使塔身系统顶紧在井道内，塔身翻转支腿和驱动翻转支腿均对应支撑在预埋支腿上；爬升时，支撑杆收回，驱动电机正向工作，在齿轮与齿条啮合状态下，带动整个驱动系统向上移动，待驱动梁高于上层的预埋支腿后，驱动电机反向工作带动驱动系统下移至驱动翻转支腿被预埋支腿支撑，驱动电机继续反向工作，此时由于驱动翻转支腿被预埋支腿支撑使驱动系统无法下降，因此塔身系统上升，待塔身梁高于上层的预埋支腿后，驱动电机正转，使塔身系统下降至塔身梁上的塔身翻转支腿被预埋支腿支撑，此时支撑杆伸出与井道内壁接触使塔身系统顶紧在井道内。

作为上述方案中的优选，所述驱动套架靠近下端的位置处设置有检修平台，所述检修平台位于驱动梁的上方。

进一步优选，所述塔身主体靠近下端的位置处设置有底部平台，所述底部平台位于塔身梁的上方。

进一步优选，所述检修平台与底部平台的结构相同均包括前后左右方向上四块矩形的主平台，每块主平台均通过铰接的方式设置在驱动套架或塔身主体的相应侧面上，相邻两块主平台之间设置有两块梯形的过渡平台，每块过渡平台通过铰接的方式设置在主平台的侧面，每块主平台和过渡平台的外侧与驱动套架或塔身主体之间还设置有连接链条。

进一步优选，所述驱动套架的上下两端设置有导向轮，上下端的导向轮均设置有四个，且位于塔身主体的转角处，下端的导向轮位于驱动梁的上方。

进一步优选，所述支撑杆包括液压缸，所述液压缸的伸缩端固定设置有球铰接头，所述球铰接头另一端铰接有支座，所述支座的一端固定连接有第一卡条，井道内壁上设置有与第一卡条相齐平的第二卡条，所述第一卡条与第二卡条相啮合。

进一步优选，所述驱动翻转支腿与塔身翻转支腿的结构相同，所述驱动翻转支腿的内侧端设置为上短下长结构，外侧端的端面上下相等，所述驱动翻转支腿内侧端的上端铰接在驱动梁上，所述驱动翻转支腿内侧端的下端设置有用于保持其水平的配重块，所述驱动梁对应驱动翻转支腿的内侧端下端设置有用于防止驱动翻转支腿向上转动的挡块，所述挡块为磁性材料，所述驱动翻转支腿与挡块接触的位置均设置有磁性板，所述驱动翻转支腿与驱动梁之间的铰接轴上设置有回力扭簧。

进一步优选，所述预埋支腿的下端设置有用于使驱动翻转支腿和塔身翻转支腿向下翻转的导向斜面，所述驱动翻转支腿与塔身翻转支腿的外侧端靠近上端的位置处设置有缓冲缺口。

进一步优选，所述塔身主体内设置有防护网，所述驱动梁与塔身梁之间的四个拐角连接有防坠器。

进一步优选，所述驱动翻转支腿与预埋支腿的连接处、塔身翻转支腿与预埋支腿的连接处均设置有加固组件，所述加固组件包括设置在预埋支腿内部的伸缩杆，所述预埋支腿的内部伸缩杆的外侧套接有伸缩弹簧，所述伸缩杆、伸缩弹簧的一端共同连接有一个卡球，所述驱动翻转支腿、塔身翻转支腿的一端表面均开设有与卡球相适配的凹槽。

本发明的有益效果：通过塔身梁支撑，驱动电机正转，能实现驱动系统上升，然后驱动梁支撑，驱动电机反转实现塔身系统上升，从而实现整个装置在井道内自爬升的动作，装置在固定后比较牢固，使用比较安全；同时能在转换基座上安装混凝土布料机或用于作业面、井道内辅助施工作业的设备，从而解决了在井道内作业施工平台搭设困难、材料运输困难等施工难题；由于塔身主体由多个塔身标准节竖向对接组成，使得其不仅能适应各种井道，同时能方便根据实际情况对应增减塔身标准节的数量从而调节设备整体高度，使其适应不同工况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中塔身系统的示意图。

图3为本发明中驱动系统的示意图。

图4为本发明中驱动系统的俯视图。

图5为本发明中底部平台的安装示意图。

图6为本发明中底部平台的安装俯视图。

图7为本发明中底部平台的安装立体图。

图8为本发明中支撑杆的示意图。

图9为本发明中塔身标准节的俯视图。

图10为本发明中翻转支腿与驱动梁之间的示意图一。

图11为本发明中翻转支腿与驱动梁之间的示意图二(翻转状态)。

图12为本发明中翻转支腿与预埋支腿配合的示意图。

图13为图12中M的放大图。

图14为本发明中转换基座的示意图。

图15为本发明中翻转支腿向上爬升过程中与预埋支腿配合的示意图。

图16为本发明爬升过程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种井道自爬升装置，主要由预埋支腿1、塔身系统A和驱动系统B组成。其中若干个预埋支腿1上下间隔设置在井道的左右两侧内壁上，且位于井道左右两内壁上的预埋支腿1一一对应设置。

如图2所示，塔身系统A的主要结构包括塔身主体2，且塔身主体2由多个塔身标准节竖向对接组成，在塔身主体2的左右两侧横向设置有用于实现塔身主体2与井道内壁之间顶紧且能伸缩的支撑杆3，在塔身主体2的下端前后侧均设置有塔身梁4，且每个塔身梁4的左右两端设置有塔身翻转支腿5，且四个塔身翻转支腿5与其对应四个预埋支腿1能配合支撑整个塔身系统A，塔身主体2的四周均设置有齿条6。塔身主体2的顶部设置有用于安装操作平台的转换基座7，转换基座7的结构如图14所示，在转换基座7上可以用于安装混凝土布料机或用于作业面、井道内辅助施工作业的设备，具体安装的设备根据实际需求选择。

如图3-4所示，驱动系统B的具体结构包括驱动套架8，驱动套架8套装在塔身主体2外，且最好是驱动套架8高于最低位置处的塔身标准节，在驱动套架8上设置有驱动机构，驱动机构包括分别与对应方向上齿条6啮合的四个齿轮9，每个齿轮9均通过固定在驱动套架8上对应侧的驱动电机10带动其转动，驱动套架8的下端前后侧均设置有驱动梁11，驱动梁11的左右两端均设置有驱动翻转支腿12。

在驱动套架8靠近下端的位置处设置有检修平台13，检修平台13位于驱动梁11的上方，检修平台13用于日常的检修及保养。

塔身主体2靠近下端的位置处设置有底部平台15，底部平台15位于塔身梁4的上方，底部平台15用于日常的检修及保养。

如图5-7所示，检修平台13与底部平台15的结构相同，均包括前后左右方向上四块矩形的主平台b，每块主平台b均通过铰接的方式设置在驱动套架8或塔身主体2的相应侧面上，相邻两块主平台b之间设置有两块梯形的过渡平台d，每块过渡平台d通过铰接的方式设置在主平台b的侧面。当不需要时，可将检修平台13折叠，其折叠的方式是过渡平台d先向相邻的主平台b折叠，然后主平台b带着过渡平台一起向着驱动套架8或塔身主体2折叠。为保证主平台b和过渡平台d的稳定，在每块主平台b和过渡平台d的外侧与驱动套架8或塔身主体2之间还设置有连接链条e。

为方便确定整个驱动系统上下移动，在驱动套架8的上下两端均设置有导向轮14，且上下端的导向轮14均设置有四个并位于塔身主体2的转角处，下端的导向轮14位于驱动梁11的上方。

如图8所示，为方便支撑杆的伸缩，支撑杆3包括液压缸3a，液压缸3a的伸缩端固定设置有球铰接头3b，球铰接头3b另一端铰接有支座3c，采用球铰接头3b使其能更具顶紧位置结构形式自动找平。在支座3c的一端固定连接有第一卡条3d，井道内壁上设置有与第一卡条3d相齐平的第二卡条3e，第一卡条3d与第二卡条3e相啮合，通过第一卡条3d与第二卡条3e之间的摩擦力可以确保支撑杆3在伸长时能牢牢固定在井道内壁内部。

如图10-11所示，驱动翻转支腿12与塔身翻转支腿5的结构相同，驱动翻转支腿12的内侧端设置为上短下长结构，外侧端的端面上下相等，便于翻转支腿的自动回位。驱动翻转支腿12内侧端的上端铰接在驱动梁11上，在驱动翻转支腿12内侧端的下端设置有用于保持其水平的配重块，驱动梁11对应驱动翻转支腿12的内侧端下端设置有用于防止驱动翻转支腿12向上转动的挡块a。

最好是，将挡块a设置为磁性材料，塔身翻转支腿5与挡块a接触的位置、驱动翻转支腿12与挡块a接触的位置均设置有磁性板，通过磁性板与磁性材料的挡块a之间的吸引力便于塔身翻转支腿5、驱动翻转支腿12在旋转后回到水平位置，同时还能避免驱动翻转支腿12与驱动梁11之间的铰接轴上、塔身翻转支腿5与塔身梁4之间的铰接轴上的轴承老化使其导致不能在配重块的用下不能保持在水平位置。同时，在驱动翻转支腿12与驱动梁11之间的铰接轴上、塔身翻转支腿5与塔身梁4之间的铰接轴上均设置有回力扭簧，通过回力扭簧也可以对旋转后的塔身翻转支腿5、驱动翻转支腿12起到复位的作用，通过三种对塔身翻转支腿5、驱动翻转支腿12保持水平的方式，可以增加容错率，避免塔身翻转支腿5、驱动翻转支腿12旋转后卡死。

如图12-13所示，在预埋支腿1的下端设置有用于使驱动翻转支腿12和塔身翻转支腿5向下翻转的导向斜面1a，当翻转支腿在向上移动时，由于导向斜面1a的作用，使得翻转支腿向下转动。为防止翻转支腿在与预埋支腿接触时增加振动，在驱动翻转支腿12与塔身翻转支腿5的外侧端靠近上端的位置处设置有缓冲缺口c。

驱动翻转支腿12与预埋支腿1的连接处、塔身翻转支腿5与预埋支腿1的连接处均设置有加固组件，加固组件包括设置在预埋支腿1内部的伸缩杆16，预埋支腿1的内部伸缩杆16的外侧套接有伸缩弹簧17，伸缩杆16、伸缩弹簧17的一端共同连接有一个卡球18，驱动翻转支腿12、塔身翻转支腿5的一端表面均开设有与卡球18相适配的凹槽19。当驱动翻转支腿12或身翻转支腿5被预埋支腿1支撑时，卡球18在伸缩弹簧17的带动下可以伸入凹槽19的内部，且伸缩弹簧17可以带动伸缩杆16张开，通过张开的伸缩杆16与卡球18的配合可以对驱动翻转支腿12、塔身翻转支腿5起到定位作用，且可以使驱动翻转支腿12、塔身翻转支腿5与预埋支腿1之间的连接更紧固，在驱动翻转支腿12、塔身翻转支腿5上移时凹槽19挤压卡球18，可以使伸缩弹簧17收缩，便于进行移动。

如图15所示，翻转支腿在爬升时，先保持水平状态，在与预埋支腿的导向斜面1a接触后，随着驱动梁或塔身梁的上升，翻转支腿向下进行转动，待翻转支腿通过导向斜面后，在其配重块的作用下回复水平。图15中(a)到(f)为翻转支腿依次向上爬升时与预埋支腿之间的配合示意图。

如图9所示，为进一步增加安全性，在塔身主体2内设置有防护网2a。在驱动梁11与塔身梁4之间的四个拐角连接有防坠器，通过防坠器可以避免在塔身系统A上升过程中驱动系统B失效，导致塔身系统A掉落。

初始状态时，支撑杆3伸长与井道内壁接触使塔身系统A顶紧在井道内，塔身翻转支腿5和驱动翻转支腿12均对应支撑在预埋支腿1上。爬升时，先调整安装在转换基座上的设备的位置，从而保证整个装置平稳，然后支撑杆3收回，如图16(1)所示，驱动电机10正向工作，在齿轮9与齿条6啮合状态下，带动整个驱动系统B向上移动，当驱动翻转支腿12与预埋支腿1的导向斜面接触时开始向下翻转，使驱动梁11能继续向上移动，待驱动梁11高于上层的预埋支腿1后，驱动翻转支腿12在配重块的作用下回位，驱动电机10反向工作带动驱动系统B下移至驱动翻转支腿12被预埋支腿1支撑，如图16(2)所示，待设备平稳后，然后驱动电机10继续反向工作，此时由于驱动翻转支腿12被预埋支腿支撑1使驱动系统B无法下降，因此塔身系统A上升，当塔身翻转支腿5与预埋支腿1的导向斜面接触时开始向下翻转，使塔身梁4能继续向上移动，待塔身梁4高于上层的预埋支腿1后，塔身翻转支腿5在配重块的作用下回位，驱动电机10正转，使塔身系统A下降至塔身梁4上的的塔身翻转支腿5被预埋支腿1支撑，待设备平稳后，此时支撑杆3伸出与井道内壁接触使塔身系统A顶紧在井道内，如图16(3)所示。

Claims (10)

1.一种井道自爬升装置，包括预埋支腿（1）、塔身系统（A）和驱动系统（B），若干个所述预埋支腿（1）上下间隔设置在井道的左右两侧内壁上，其特征在于：所述塔身系统（A）包括塔身主体（2），所述塔身主体（2）由多个塔身标准节竖向对接组成，所述塔身主体（2）的左右两侧横向设置有用于实现塔身主体（2）与井道内壁之间顶紧且能伸缩的支撑杆（3），所述塔身主体（2）的下端前后侧均设置有塔身梁（4），所述塔身梁（4）的左右两端设置有塔身翻转支腿（5），所述塔身翻转支腿（5）与预埋支腿（1）配合能支撑整个塔身系统（A），所述塔身主体（2）的四周均设置有齿条（6），所述塔身主体（2）的顶部设置有用于安装操作平台的转换基座（7）；

所述驱动系统（B）包括驱动套架（8），所述驱动套架（8）套装在塔身主体（2）外，所述驱动套架（8）上设置有驱动机构，所述驱动机构包括分别与对应方向上齿条（6）啮合的四个齿轮（9），每个所述齿轮（9）均通过固定在驱动套架（8）上对应侧的驱动电机（10）带动其转动，所述驱动套架（8）的下端前后侧均设置有驱动梁（11），所述驱动梁（11）的左右两端均设置有驱动翻转支腿（12）；

所述支撑杆（3）包括液压缸（3a），所述液压缸（3a）的伸缩端固定设置有球铰接头（3b），所述球铰接头（3b）另一端铰接有支座（3c）；所述驱动翻转支腿（12）与塔身翻转支腿（5）的结构相同，所述驱动翻转支腿（12）的内侧端设置为上短下长结构，外侧端的端面上下相等，所述驱动翻转支腿（12）内侧端的上端铰接在驱动梁（11）上，所述驱动翻转支腿（12）内侧端的下端设置有用于保持其水平的配重块，所述驱动梁（11）对应驱动翻转支腿（12）的内侧端下端设置有用于防止驱动翻转支腿（12）向上转动的挡块（a）；

初始状态时，支撑杆（3）伸长与井道内壁接触使塔身系统（A）顶紧在井道内，塔身翻转支腿（5）和驱动翻转支腿（12）均对应支撑在预埋支腿（1）上；爬升时，支撑杆（3）收回，驱动电机（10）正向工作，在齿轮（9）与齿条（6）啮合状态下，带动整个驱动系统（B）向上移动，待驱动梁（11）高于上层的预埋支腿（1）后，驱动电机（10）反向工作带动驱动系统（B）下移至驱动翻转支腿（12）被预埋支腿（1）支撑，驱动电机（10）继续反向工作，此时由于驱动翻转支腿（12）被预埋支腿（1）支撑使驱动系统（B）无法下降，因此塔身系统（A）上升，待塔身梁（4）高于上层的预埋支腿（1）后，驱动电机（10）正转，使塔身系统（A）下降至塔身梁（4）上的塔身翻转支腿（5）被预埋支腿（1）支撑，此时支撑杆（3）伸出与井道内壁接触使塔身系统（A）顶紧在井道内。

2.根据权利要求1中所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述驱动套架（8）靠近下端的位置处设置有检修平台（13），所述检修平台（13）位于驱动梁（11）的上方。

3.根据权利要求2中所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述塔身主体（2）靠近下端的位置处设置有底部平台（15），所述底部平台（15）位于塔身梁（4）的上方。

4.根据权利要求3中所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述检修平台（13）与底部平台（15）的结构相同，均包括前后左右方向上四块矩形的主平台（b），每块主平台（b）均通过铰接的方式设置在驱动套架（8）或塔身主体（2）的相应侧面上，相邻两块主平台（b）之间设置有两块梯形的过渡平台（d），每块过渡平台（d）通过铰接的方式设置在主平台（b）的侧面，每块主平台（b）和过渡平台（d）的外侧与驱动套架（8）或塔身主体（2）之间还设置有连接链条（e）。

5.根据权利要求1中所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述驱动套架（8）的上下两端设置有导向轮（14），上下端的导向轮（14）均设置有四个，且位于塔身主体（2）的转角处，下端的导向轮（14）位于驱动梁（11）的上方。

6.根据权利要求1中所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述支座（3c）的一端固定连接有第一卡条（3d），井道内壁上设置有与第一卡条（3d）相齐平的第二卡条（3e），所述第一卡条（3d）与第二卡条（3e）相啮合。

7.根据权利要求1所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述挡块（a）为磁性材料，所述驱动翻转支腿（12）与挡块（a）接触的位置均设置有磁性板，所述驱动翻转支腿（12）与驱动梁（11）之间的铰接轴上设置有回力扭簧。

8.根据权利要求1所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述预埋支腿（1）的下端设置有用于使驱动翻转支腿（12）和塔身翻转支腿（5）向下翻转的导向斜面（1a）；所述驱动翻转支腿（12）与塔身翻转支腿（5）的外侧端靠近上端的位置处设置有缓冲缺口（c）。

9.根据权利要求1所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述塔身主体（2）内设置有防护网（2a），所述驱动梁（11）与塔身梁（4）之间的四个拐角连接有防坠器。

10.根据权利要求1所述的井道自爬升装置，其特征在于：所述驱动翻转支腿（12）与预埋支腿（1）的连接处、塔身翻转支腿（5）与预埋支腿（1）的连接处均设置有加固组件，所述加固组件包括设置在预埋支腿（1）内部的伸缩杆（16），所述预埋支腿（1）的内部伸缩杆（16）的外侧套接有伸缩弹簧（17），所述伸缩杆（16）、伸缩弹簧（17）的一端共同连接有一个卡球（18），所述驱动翻转支腿（12）、塔身翻转支腿（5）的一端表面均开设有与卡球（18）相适配的凹槽（19）。

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