一种超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统及方法与流程

本发明涉及一种超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统，尤其适用于并联悬吊平台位姿的调整，悬吊钢丝绳的张力调节和长度调节。

背景技术：

在工程应用领域中广泛存在着通过四根绳索悬吊一个平台的并联机构，如立井施工的悬吊平台稳车系统、烟囱内施工悬吊平台系统以及航天航空领域贵重航天器的四绳悬吊系统等。绳索悬吊并联机构的主要功能是实现悬吊平台在竖直方向的升降，且保证悬吊平台在升降过程中保持水平状态，悬吊的钢丝绳张力分布比较均衡。由于四根钢丝绳由四台绕绳装置独立驱动，绕绳装置旋转速度的不同步以及悬吊平台的质心偏心都会导致平台在升降过程发生倾斜，而现有的大多数并联悬吊平台都没有位姿调整机构，这给并联悬吊平台运行的稳定性和安全性带来了极大的隐患，严重时甚至发生倾翻事故。

技术实现要素：

技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、操作方便、调节准确、节省能耗的超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统及方法。

技术方案：本发明的超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统，包括悬吊平台、对称设在悬吊平台上方两侧的浮动天轮调节装置，两侧的浮动天轮调节装置的外侧分别对应设有中间天轮和卷筒，卷筒上缠绕有绕经中间天轮和浮动天轮调节装置的悬吊钢丝绳，悬吊钢丝绳的前端固定在悬吊平台上。

所述对称设在悬吊平台上方两侧的浮动天轮调节装置为2-6个。

所述的浮动天轮调节装置包括支撑架，支撑架的上部对称设的螺柱、配重装置和轴承座，支撑架的下部设有驱动螺柱做上下运动的电机驱动装置，所述的螺柱上螺旋连接有浮动块，螺柱的底端设有与电机驱动装置相连的齿轮，所述的轴承座内设有天轮轴，天轮轴的中部设有浮动天轮，天轮轴的两端与浮动块相连。

所述的配重装置包括定滑轮、配重钢丝绳、动滑轮和配重，配重钢丝绳一端固定在支撑架上，另一端绕经定滑轮、动滑轮，再绕经定滑轮后与在配重相连，定滑轮为前后两个，水平固定在支撑架的顶部。

上述超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统的方法：给浮动天轮调节装置中的电机驱动装置驱动信号，电机驱动装置带动螺柱端部的齿轮正反方向转动，从而带动与螺柱螺旋连接的浮动块上下运动，进而带动浮动天轮上下运动；当浮动天轮向上运动时，悬吊钢丝绳的张力变大，长度减少，带动悬吊平台向上运动；当浮动天轮向下运动时，悬吊钢丝绳的张力变小，长度增加，带动悬吊平台向下运动；通过多根悬吊钢丝绳的组合作用，实现悬吊平台的位姿调整；使用配重装置来平衡悬吊平台给螺柱施加的载荷，减小电机驱动装置驱动功率。

有益效果：本发明采用浮动天轮的方式来调节钢丝绳的张力大小和长度，能在悬吊平台位姿发生倾斜时进行及时的调整，能有效地消除悬吊平台的倾斜现象，可以有效地保证悬吊平台运行的稳定性和安全性；并可以安全平稳地利用悬吊平台进行悬吊作业。其结构简单，调节方便准确，方法新颖，适用范围广，采用配重装置来平衡悬吊平台给螺柱施加的载荷，减小电机驱动装置驱动功率，节省能耗，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的并联悬吊平台位姿调整系统整体结构示意图；

图2是本发明的浮动天轮调节装置结构示意图；

图3是本发明的配重装置结构示意图。

图中：1-悬吊平台；2-卷筒；3-中间天轮；4-悬吊钢丝绳；5-浮动天轮调节装置；5-1-支撑架；5-2-螺柱；5-3-浮动天轮；5-4-配重装置；5-5-轴承座；5-6-天轮轴；5-7-浮动块；5-8-电机驱动装置；5-4-1-定滑轮；5-4-2-配重钢丝绳；5-4-3动滑轮；5-4-4-配重。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1所示，本发明的超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统，主要由悬吊平台1、卷筒2、中间天轮3、悬吊钢丝绳4和浮动天轮调节装置5构成；所述的悬吊平台1上方两侧对称设有四个浮动天轮调节装置5，根据实际应用情况，对称设在悬吊平台1上方两侧的浮动天轮调节装置5为2-6个。两侧的四个浮动天轮调节装置5的外侧分别对应设有中间天轮3和卷筒2，卷筒2上缠绕有绕经中间天轮3和浮动天轮调节装置5的悬吊钢丝绳4，悬吊钢丝绳4的前端固定在悬吊平台1上，悬吊平台1上的四根悬吊钢丝绳4均布，悬吊钢丝绳4一端固定在悬吊平台1上，另一端绕过浮动天轮5-3上方和中间天轮3上方后，固定缠绕在卷筒2上，卷筒2上开设有钢丝绳螺旋绳槽和固定悬吊钢丝绳4绳头的压块。

如图2所示，所述的浮动天轮调节装置5包括支撑架5-1、螺柱5-2、浮动天轮5-3、配重装置5-4、轴承座5-5、天轮轴5-6、浮动块5-7和电机驱动装置5-8；支撑架5-1的上部对称设有螺柱5-2、配重装置5-4和轴承座5-5，支撑架5-1的下部设有驱动螺柱5-2做上下运动的电机驱动装置5-8，所述的螺柱5-2上螺旋连接有浮动块5-7，螺柱5-2的底端设有与电机驱动装置5-8相连的齿轮，所述的轴承座5-5内设有天轮轴5-6，天轮轴5-6的中部设有浮动天轮5-3，天轮轴5-6的两端与浮动块5-7相连。螺柱5-2上端与支撑架5-1轴承连接，可以自由转动，下端为齿轮，由电机驱动装置5-8驱动其转动；的浮动块5-7与螺柱5-2螺旋连接，可上下运动；天轮轴5-6通过轴承座5-5安装在两边的浮动块5-7上；浮动天轮5-3固定安装在天轮轴5-6中间，配重装置5-4对称安装在天轮轴5-6上的浮动天轮5-3两边。

如图3所示，所述的配重装置5-4包括定滑轮5-4-1、配重钢丝绳5-4-2、动滑轮5-4-3和配重5-4-4，配重钢丝绳5-4-2一端固定在支撑架5-1上，另一端绕经定滑轮5-4-1、动滑轮5-4-3，再绕经定滑轮5-4-1后与在配重5-4-4相连，定滑轮5-4-1为前后两个，水平固定在支撑架5-1的顶部。两个定滑轮5-4-1固定安装在支撑架5-1上，动滑轮5-4-3对称的安装在天轮轴5-6上的浮动天轮5-3两边，可设置两个、或者四个。配重钢丝绳5-4-2一端固定在支撑架5-1上，另一端绕过动滑轮5-4-3后，向上绕到定滑轮5-4-1的上面后，向下连接配重5-4-4。

本发明的超深施工立井并联悬吊平台位姿调整方法如下：

给电机驱动装置5-8驱动信号，电机驱动装置5-8带动螺柱5-2端部的齿轮正反方向转动，从而带动与螺柱5-2螺旋连接的浮动块5-7上下运动，进而带动浮动天轮5-3上下运动；当浮动天轮5-3向上运动时，悬吊钢丝绳4的张力变大，长度减少，带动悬吊平台1向上运动；当浮动天轮5-3向下运动时，悬吊钢丝绳4的张力变小，长度增加，带动悬吊平台1向下运动；通过多根悬吊钢丝绳4的组合作用，实现悬吊平台1的位姿调整；使用配重装置5-4来平衡悬吊平台1给螺柱5-2施加的载荷，减小电机驱动装置5-8驱动功率。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种超深施工立井并联悬吊平台位姿调整系统及方法，系统包括悬吊平台、对称设在悬吊平台上方两侧的浮动天轮调节装置，两侧的浮动天轮调节装置的外侧分别对应设有中间天轮和卷筒，卷筒上缠绕有绕经中间天轮和浮动天轮调节装置的悬吊钢丝绳，悬吊钢丝绳的前端固定在悬吊平台上。采用电机驱动装置带动螺柱端部的齿轮转动，利用滚珠丝杠中丝杠转动和螺母移动的工作原理，通过螺柱的转动带动浮动块的升降，进而带动天轮浮动，实现了悬吊平台位姿的调整，可以调节悬吊钢丝绳的张力和长度，从而调节悬吊平台的倾角和高度。其结构简单，操作方便，安装拆卸方便，调节张力准确，适用范围广。

技术研发人员：曹国华;白迎冬;朱真才;彭维红;花纯利;周公博;彭玉兴;李伟;冯世哲;刘善增
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2017.05.02
技术公布日：2017.07.07