CN114033151A - 一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，包括置于建筑工程顶端的操作机车，操作机车上控制连接有机械臂以及依附于机械臂臂端的吊篮装置，通过操作机车控制机械臂带动吊篮装置运作，所述吊篮装置通过钢绞丝间接实现自身的升降，所述机械臂作为吊篮装置的顶端支撑点以及水平移动的驱动源，以应对复杂工作面的作业。本发明通过种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统采用多级机械臂及吊篮装置，可有效解决了高空内凹式工作面或倾斜工作面等复杂工作面壁面施工问题，系统适用性强、效率高、性能可靠，并有效提高了空间利用率。

Description

一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统

技术领域

本发明涉及高空作业设备技术领域，具体为一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统。

背景技术

在建筑工程高空作业时，常需要在楼房外墙、大坝壁面、高陡边坡等部位进行外壁装饰或清理、幕墙安装、保温施工、设备调试等施工操作。一般采用的方法为搭建脚手架或吊篮完成此类小型局部施工，其中脚手架方式采用竹、木、钢管或合成材料等搭建施工支架，为施工人员垂直和水平运输提供作业平台，此方法操作简单、使用方便，因此在交通路桥、矿山等领域得以广泛应用。吊篮工作时通过钢丝绳与安装于建筑物顶部的提升设备连接，借助提升设备的带动实现吊篮在待施工部位垂直上下移动，其具有操作灵活，移位容易，方便实用，安全可靠等诸多属性。

对于如大坝、观望台等高陡建筑物，将极大增加了搭建脚手架时间和成本，且安全性显著降低，因此吊篮作为一种替代传统脚手架作业方法，是建筑工地上一种必不可少的建筑机械。然而，随着建筑物外部构造模式的丰富，传统吊篮使用的局限性日益凸显。如图1所示，在高陡建筑物壁面施工过程中，常常会遇到非垂直壁面(图a)，如内凹式工作面(图b)或倾斜工作面等复杂工作面，传统吊篮单纯的垂直移动将导致施工效率大大降低，甚至出现无法开展壁面施工的艰难处境。

为了解决上述问题，本案由此而生。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，包括置于建筑工程顶端的操作机车，操作机车上控制连接有机械臂以及依附于机械臂臂端的吊篮装置，通过操作机车控制机械臂带动吊篮装置运作，所述吊篮装置通过钢绞丝间接实现自身的升降，所述机械臂作为吊篮装置的顶端支撑点以及水平移动的驱动源，以应对复杂工作面的作业。

优选的，所述操作机车作为需作业的建筑物顶部平台控制点，包括移动机车、底盘基座、底盘支腿，所述底盘基座与移动机车底部固定连接，地钉插入地面；底盘支腿为4支，分别处于机车四角对称分布，所述底盘支腿的底部设有地钉，分别插地面实现机车底盘的笃定。

优选的，所述机械臂包括主机械臂、液压杆、传动机械臂、液压杆一、液压杆二、小机械臂，所述主机械臂与操作机车连接，实现0°～90°平面摆动，液压杆一的支撑端与移动机车连接，输出端部与主机械臂连接，所述传动机械臂与主机械臂为轴承形式连接，实现传动机械臂的平面转动，所述小机械臂与传动机械臂为轴承连接，实现小机械臂的平面转动。

优选的，所述吊篮装置包括小型卷扬机、挂钩、吊篮，所述小机械臂通过轴承连接有钢绞丝，钢绞丝另一端与小型卷扬机相连，所述小型卷扬机包括卷扬机外壳及置于卷扬机外壳内的电机，其中小型卷扬机采用卷筒缠绕钢绞丝，并在电机驱动作用下完成吊篮的提升或落下，所述挂钩为吊篮与钢绞丝的安全连接结构，所述吊篮包括一体构造的防护栏与支撑板，两者分别形成侧边和底部的防护支撑。

优选的，所述吊篮分成内、外部分，其中外置部分作为与钢绞丝连接用作升降以及用于支撑的防护栏，内部为可相对防护栏水平移动的具有底部支撑的栏框，在栏框的前侧设置支撑刺。

优选的，所述栏框的两侧与防护栏侧边通过滑轮滑轨结构滑动连接，所述栏框移出防护栏部分不超过2/3。

优选的，所述小机械臂上铰接一伸缩顶杆，通过延长伸缩顶杆使其的输出端倾斜抵置卷扬机外壳进而施加作用力于卷扬机外壳。

一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统具体实施步骤如下：

步骤一、将操作机车停至大坝、高陡边坡等高空建筑物顶部平台指定位置，将地钉插入地面是合适位置并保证一定深度的稳固需求，将底盘支腿分别插入外置插地地钉内部以实现机车底盘的笃定，做好壁面施工准备工作；

步骤二、人员进入吊篮后，操作人员于操作室内控制机械臂将吊篮快速、精确送达复杂壁面预设位置，期间通过端部预警探头观测吊篮空间位置，避免因人工失误而导致的吊篮碰撞；

步骤三、吊篮内部施工人员采用升降控制器调整吊篮垂直空间位置，以到达施工工作面；

步骤四、施工完毕后，吊篮内部施工人员采用升降控制器升高吊篮垂直空间位置并达到最大钢绞丝收卷量；操作人员于操作室内控制机械臂将吊篮平稳、安全提升至顶部工作平台。

(三)有益效果

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明通过种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统采用多级机械臂及吊篮装置，可有效解决了高空内凹式工作面或倾斜工作面等复杂工作面壁面施工问题，系统适用性强、效率高、性能可靠，并有效提高了空间利用率。

附图说明

图1为本发明高建筑物壁面一吊篮工作示意图；

图2为本发明高空作业吊篮系统示意图；

图3为本发明操作机车示意图；

图4为本发明机械臂示意图；

图5为本发明吊篮装置示意图；

图6为本发明轴承连接示意图；

图7为本发明卷扬机示意图；

图8为本发明高建筑物壁面二吊篮工作示意图；

图9为本发明改进示意图；

图10为本发明进一步改进示意图；

图11为本发明改进后吊篮装置使用示意图。

图中：100、操作机车；101、移动机车；102、底盘基座；103、地钉；104、底盘支腿；105、操作室；200、机械臂；201-1#、主机械臂；202-1#、液压杆；203-2#、传动机械臂；204-2#、液压杆；205-3#、液压杆；206-3#、小机械臂；300、吊篮装置；301、钢绞丝；302、小型卷扬机；303、挂钩；304、防护栏；305、支撑板；306、滚轮；307、升降控制器；308、端部预警探头；309、手柄；310、电机；4、支撑刺；5、栏框；6、伸缩顶杆；7、卷扬机；8、重块；9、伸缩杆。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。

如图1-6所示：一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，包括操作机车100，机械臂200以及依附于臂端的吊篮装置300(如图1)，在面对复杂壁面的高空作业时，通过三者的有效配合，将吊篮及施工人员快速、精确送达指定位置。

操作机车100为建筑物顶部平台控制点，包含移动机车101、底盘基座102、地钉103、底盘支腿104、操作室105如图2，底盘基座102与动机车101底部稳固框架固定连接；地钉103插入地面合适位置并保证一定深度的稳固需求；底盘支腿104为4支，分别处于机车四角对称分布，将底盘支腿104分别插入外置插地地钉103内部以实现机车底盘的笃定。

操作室105为机械臂运行操作控制间，结合吊篮端部预警探头，可将吊篮及人员准确送到工作面初始工作点。

其中机械臂200包含主机械臂201-1#、液压杆202-1#、传动机械臂203-2#、液压杆二204-2#、液压杆二205-3#、小机械臂206*-3#(如图3)、轴承207，主机械臂201-1#与移动机车101连接，可实现0°～90°平面摆动；液压杆202-1#端部与移动机车101连接，另一端部与主机械臂201-1#连接，通过液体驱动实现活塞杆的伸缩，从而促使主机械臂201-1#的摆动；传动机械臂203-2#与主机械臂201-1#为轴承207形式连接，通过液压杆二204-2#伸缩行为，实现传动机械臂203-2#的平面转动。小机械臂206*-3#与传动机械臂203-2#为轴承连接，通过液压杆二205-3#伸缩行为，实现小机械臂206*-3#的平面转动；通过机械臂200各部件配合使用，扩大了整个设备的适用范围并提高了空间利用率。

高空作业吊篮系统采用了多级机械臂及吊篮装置，可有效解决高空内凹式工作面或倾斜工作面等复杂工作面壁面施工问题，系统适用性强、效率高、性能可靠，并有效提高了空间利用率。

吊篮装置300包含钢绞丝301、小型卷扬机302、挂钩303、防护栏304、支撑板305、滚轮306、升降控制器307、端部预警探头308如图4。钢绞丝与3#机械小臂206通过轴承207连接如图5；小型卷扬机302包含钢绞丝301、手柄309、电机310及卷扬机外壳311如图6，小型卷扬机302采用卷筒缠绕钢绞丝301，在电机310驱动作用下完成吊篮的提升或落下；挂钩303为吊篮与钢绞丝301安全连接装置；支撑板305为吊篮底部一体构造；滚轮306与支撑板305采用轴承连接，便于吊篮在地面或建筑物顶部平台的移动。

端部设有预警探头308位于吊篮外侧端部，可监测与工作壁面空间距离并将影像传送至操作室105，并与操作人员对系统的控制，避免因人工失误而导致的吊篮碰撞；吊篮内设有升降控制器307具有升降控制功能，吊篮施工人员根据自身工作需求随时调整吊篮垂直向位置。

前述方案能够较好的实现应对如附图7中的三种高建筑物的工作面，但是针对进一步不规则的工作面时如附图8中所示，尤其是顶部的机械臂因高建筑物形状原因，机械臂由于自身结构尺寸受限无法继续带动吊篮向内大幅度横移，导致难以更灵活的进行高空作业，此时需要有一个向内的水平作用力施加并支撑于吊篮上方的钢绞丝，使得能够对不规则工作面灵活作业，对此，本方案进一步做如下改进。

如图9所示，在小机械臂206*-3#上铰接一伸缩顶杆6，通过伸缩顶杆倾斜施加作用力于卷扬机外壳，使其能够向内进行水平移动。伸缩顶杆6的转动调整位置可通过电机结构，且伸缩顶杆6采用可拆卸式，在不规则工作面处施力使用(主要在附图8中竖直工作面部分高度较大，通过机械臂200操作难以继续带动吊篮装置水平移动情况)。其中伸缩顶杆6采用常规的电动推杆，自身通过电源驱动能够进行伸缩。

参见附图10(附图还包括简易受力图展示)，考虑到使用伸缩顶杆6一则需要较大长度，二则倾斜向内抵至位置精准度偏低。因此，本方案对此做进一步改进，在小机械臂206-3#的下侧通过钢绞丝再设置一个卷扬机并位于吊篮装置的另一侧，卷扬机的下方设置重块8并带动其进行升降，同时在卷扬机外壳一侧固设一伸缩杆9(伸缩杆采用常规的电动推杆)。

需注意的是卷扬机8的位置与吊篮装置的小卷扬机302同步升降以保持升降高度始终一致。此时该伸缩杆9伸长时能够抵至小卷扬机外壳处(优选为抵接在外壳具有槽缝处，便于抵紧防止脱离)。在伸缩杆9继续不断伸长过程中，由于外侧的重块8与吊篮装置的反作用力关系，重块向外顶开而吊篮装置会向内进行移动一定距离，实现横移后对特殊工作面的作业。优选的，可以采用在卷扬机7上卷绕3根上端固定位置不同的钢绞丝，减少重块8的晃动，能够更好得完成作业。

如图11所示，其次对吊篮作进一步改进，将吊篮分成内、外部分，其中外置部分作为与钢绞丝连接用作升降以及用于支撑的防护栏，内部为可相对外框架水平移动的具有底部支撑的栏框，在栏框的前侧设置支撑刺，以在一定程度上能够抵合高空工作面进行稳固支撑。同时应注意栏框移出防护栏部分不超过2/3，防止支撑不稳定导致两者出现脱离。通过栏框相对防护栏水平短程移动支撑板，进而做到针对高空工作面精调施工的位置。

以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (7)

1.一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：包括置于建筑工程顶端的操作机车，操作机车上控制连接有机械臂以及依附于机械臂臂端的吊篮装置，通过操作机车控制机械臂带动吊篮装置运作，所述吊篮装置通过钢绞丝间接实现自身的升降，所述机械臂作为吊篮装置的顶端支撑点以及水平移动的驱动源，以应对高空复杂工作面的作业。

2.根据权利要求1所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述操作机车作为需作业的建筑物顶部平台控制点，包括移动机车、底盘基座、底盘支腿，所述底盘基座与移动机车底部固定连接，地钉插入地面；底盘支腿为4支，分别处于机车四角对称分布，所述底盘支腿的底部设有地钉，分别插地面实现机车底盘的笃定。

3.根据权利要求1所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述机械臂包括主机械臂、液压杆、传动机械臂、液压杆一、液压杆二、小机械臂，所述主机械臂与操作机车连接，实现0°～90°平面摆动，液压杆一的支撑端与移动机车连接，输出端部与主机械臂连接，所述传动机械臂与主机械臂为轴承形式连接，实现传动机械臂的平面转动，所述小机械臂与传动机械臂为轴承连接，实现小机械臂的平面转动。

4.根据权利要求1所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述吊篮装置包括小型卷扬机、挂钩、吊篮，所述小机械臂通过轴承连接有钢绞丝，钢绞丝另一端与小型卷扬机相连，所述小型卷扬机包括卷扬机外壳及置于卷扬机外壳内的电机，其中小型卷扬机采用卷筒缠绕钢绞丝，并在电机驱动作用下完成吊篮的提升或落下，所述挂钩为吊篮与钢绞丝的安全连接结构，所述吊篮包括一体构造的防护栏与支撑板，两者分别形成侧边和底部的防护支撑。

5.根据权利要求4所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述吊篮分成内、外部分，其中外置部分作为与钢绞丝连接用作升降以及用于支撑的防护栏，内部为可相对防护栏水平移动的具有底部支撑的栏框，在栏框的前侧设置支撑刺。

6.根据权利要求5所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述栏框的两侧与防护栏侧边通过滑轮滑轨结构滑动连接，所述栏框移出防护栏部分不超过2/3。

7.根据权利要求4所述的一种适用多种壁面条件的高空作业吊篮系统，其特征在于：所述小机械臂上铰接一伸缩顶杆，通过延长伸缩顶杆使其的输出端倾斜抵置卷扬机外壳进而施加作用力于卷扬机外壳。

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