一种基于PLC控制的外墙立面作业攀爬系统及方法与流程

本发明属于建筑外墙攀爬，更具体地，涉及一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬系统及方法。

背景技术：

1、外墙饰面砖脱落是常见的一种建筑病害，外墙面砖长期暴露在露天环境下，风吹、日晒、雨淋，寒暑冷热变化，在外界环境的长期反复交替作用下，面砖粘接层易发生开裂、空鼓、剥落、墙面开裂等现象。尤其材料和施工质量不佳，病害尤其明显。脱落的面砖会对下方的人员生命安全和财物安全造成严重危害和损失。虽然“饰面砖水泥砂浆粘贴工艺”淘汰了，但很多既有建筑物尤其是高层建筑很多原来采用的外墙面砖装饰，其在彻底整治之前，还存在因脱落带来的较大的安全隐患。目前行业主要还是在外立面搭设脚手架，利用工人登高作业进行外墙饰面砖破拆作业，存在危险性大、时间长、费用高等缺点。在一些外墙维修和清洁作业中，使用吊篮也是一种常见的形式，但也存在高空作业危险性较大的缺点，尤其碰到突发大风等情况，高空作业人员来不及撤下，存在较大的安全风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，能够抵御突发大风，整体稳定性好；不需要搭设外墙立面脚手架和人员登高作业，全部采用自动化作业，能够极大的保障作业人员的安全性。

2、为了实现上述目的，本发明的一个方面一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬系统，包括外墙立面作业平台、与所述外墙立面作业平台相连的地面控制机构和多个攀爬装置；其中，

3、所述地面控制机构包括plc控制模块、通信模块、电源模块、液压动力模块、显示屏以及控制面板；所述攀爬装置在建筑物顶部和底部分别安装；所述攀爬装置包括卷扬机和安装于所述卷扬机上的钢丝绳；所述钢丝绳远离所述卷扬机的一端与所述外墙立面作业平台固定；所述钢丝绳上安装有张力检测机构；所述外墙立面作业平台上设置有可旋转摄像头、横向水平仪和竖向水平仪，并在横向、竖向水平仪上连接有传感器；所述外墙立面作业平台靠近待作业外墙的面上安装有多个真空吸附组件，用于外墙立面作业平台到达待作业区域后与外墙的固定；

4、所述通信模块与所述外墙立面作业平台上的可旋转摄像头、横向水平仪、竖向水平仪、所述攀爬装置的卷扬机、所述钢丝绳上的所述张力检测机构以及所述真空吸附组件分别通信连接，并将各通信连接模块采集的数据发送至plc控制模块，通过所述plc控制模块控制电源模块、液压动力模块动作，控制多个攀爬装置上的卷扬机使钢丝绳在各自的张力范围内同步缩放，和控制所述外墙立面作业平台移动时的自调平，实现对外墙立面作业平台的多角度稳定牵拉和精准高效攀爬控制。

5、进一步地，所述外墙立面作业平台与每个卷扬机之间还设有防坠器，在外墙立面作业平台的失控加速下坠时能够自动锁紧。

6、进一步地，所述外墙立面作业平台上设有多个万向滚轮。

7、进一步地，所述真空吸附组件包括设于所述外墙立面作业平台靠近待作业外墙一侧的伸缩杆、与所述伸缩杆相连的液压油缸以及设于所述伸缩杆靠近外墙一端的吸盘；

8、所述液压油缸与所述地面控制机构上的液压动力模块相连，通过液压动力模块控制液压油缸动作，驱动所述伸缩杆沿外墙垂直方向伸长或收缩，实现吸盘与外墙的靠近或远离。

9、进一步地，所述吸盘上还设有抽气口和进气口；所述抽气口通过管道与真空泵连接；真空泵与所述地面控制机构连接，通过所述地面控制机构控制真空泵动作控制吸盘与外墙的吸附，实现所述外墙立面作业平台在作业时在垂直于外墙作业面与外墙的固定；

10、所述进气口与电磁阀管道连接，电磁阀的开闭由所述地面控制机构控制；在所述外墙立面作业平台需要移动位置时，所述地面控制机构控制电磁阀打开，使空气进入吸盘内，使吸盘与外墙脱离。

11、进一步地，所述吸盘内还设有与所述地面控制机构通信连接的气压传感器，用于检测吸盘内压强值；

12、通过所述地面控制机构设定气压阈值控制真空泵对吸盘内抽真空，使吸盘的吸附力能达到所述外墙立面作业平台在作业时与外墙的垂向固定要求。

13、进一步地，所述伸缩杆上设有与所述地面控制机构通信连接的测距仪，用于检测吸盘与外墙之间的距离，并反馈给所述地面控制机构。

14、进一步地，吸盘与墙面接触处设置柔性密封层。

15、本发明的另一个方面提供一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬方法，包括如下步骤：

16、s1:在地面安置地面控制机构，并根据外墙立面作业平台1的作业要求设置地面控制机构的作业控制参数；

17、s2:在建筑物顶部和底部分别固定多个攀爬装置，并将多个攀爬装置与同一个外墙立面作业平台的顶部和底部分别固定；

18、s3:通过地面控制机构控制多个攀爬装置上的钢丝绳在各自的张力范围内同步缩放，进而使外墙立面作业平台脱离地面并稳定移动到待作业外墙区域；

19、s4:地面控制机构根据真空吸附组件上的测距仪、真空泵、气压传感器以及电磁阀的实时显示数据调节并控制真空吸附组件动作，将外墙立面作业平台1吸附在外墙上，开展外墙立面作业；

20、s5:一处外墙区域作业完毕后，通过地面控制机构控制真空吸附组件上的电磁阀打开，使吸盘进气释放并脱离外墙，重复步骤s3和s4进行下一个区域作业面的攀爬作业，直至完成整个外墙的作业。

21、进一步地，步骤s1中的作业控制参数包括外墙立面作业平台的移动指令、攀爬装置的钢丝绳的最大张力和最小张力；

22、步骤s3还包括，通过地面控制机构上的通信模块将外墙立面作业平台上的可旋转摄像头拍摄的作业状态画面、横向水平仪和竖向水平仪显示的歪斜数据、攀爬装置上的卷扬机、钢丝绳上的所述张力检测机构检测到的数据实时发送至plc控制模块；

23、步骤s4还包括，通过地面控制机构上的通信模块将真空吸附组件上的测距仪、真空泵、气压传感器以及电磁阀的实时显示数据传输到plc控制模块。

24、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

25、1.本发明的一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，通过在外墙立面作业平台的各个角度固定攀爬装置，在攀爬装置和外墙立面作业平台之间设置防坠器，在地面安置与外墙立面作业平台和攀爬装置分别通信连接的地面控制机构，在地面控制机构上设plc控制模块和通信模块；在外墙立面作业平台上设真空吸附组件；利用多个攀爬装置，从多个角度将外墙立面作业平台悬吊，通过地面控制机构的plc控制模块对各钢丝绳的张力进行协调控制，以实现外墙立面作业平台的位置移动，通过plc控制模块控制真空吸附组件的吸盘与外墙吸附，实现外墙立面作业平台与外墙的固定，能够抵御突发大风，整体稳定性好；本发明不需要搭设外墙立面脚手架和人员登高作业，全部采用自动化作业，能够极大的保障作业人员的安全性。

26、2.本发明的一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，通过在外墙立面作业平台上安装与地面控制机构通信连接的可旋转摄像头，通过可旋转摄像头实时拍摄外墙作业面状况并通过地面控制机构的通信模块传输给地面控制机构上的plc控制模块，能够实时监控外墙立面作业平台在攀爬和作业时的实际工况，能够实现作业的可视化。

27、3.本发明的一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，通过在外墙立面作业平台上安装与地面控制机构上的plc控制模块通信连接的横向水平仪、竖向水平仪，并在横向水平仪、竖向水平仪上安装传感器，能够实时记录外墙立面作业平台在攀爬时的歪斜情况并反馈给地面控制机构上的plc控制模块，通过plc控制模块及时控制并调整外墙立面作业平台姿态，实现外墙立面作业平台在攀爬时的姿态自调平。

28、4.本发明的一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，通过在每个钢丝绳上设与地面控制机构上的plc控制模块通信连接的张力检测机构，通过通信模块将每个钢丝绳上的张力检测机构测得的实时张力数据传输给plc控制模块，通过plc控制模块控制各个钢丝绳在各自的张力范围内同步缩放，实现对外墙立面作业平台1的多角度稳定牵拉；本发明通过地面控制机构上的plc控制模块协调控攀爬装置上制钢丝绳的张力和外墙立面作业平台的位移变化，实现外墙立面作业平台在外墙上的微量移动。

29、5.本发明的一种基于plc控制的外墙立面作业攀爬装置及方法，在外墙立面作业平台与每个卷扬机之间分别设防坠器，使得外墙立面作业平台遭遇失控加速下坠时能够自动锁紧，能够避免外墙立面作业平台的意外下坠引发的安全事故发生。