一种爬行除冰除雪操作方法与流程

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操作方法。

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，无人机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，而且无人机需要专业人员操作，推广和普及成本极高；而对于已经建造完成的桥梁也无法安装全套的发热设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种爬行除冰除雪操作方法，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，并高效收集落冰，根据拉索实际情况，安装不同的破冰装置、驱动组件和喷涂装置，保证了除冰装置最大限度的适合不同拉索的实际情况。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种爬行除冰除雪操作方法，其特征在于：其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：针对五种情况下的使用条件对破冰装置、喷涂装置、驱动组件的数量和顺序进行选择；

步骤二：将破冰装置两个半筒部分合拢包裹住斜拉索，并通过卡扣固定住，使得两个半筒成为一个整体；

步骤三：打开喷涂装置注料口，将抗冻涂层材料注入喷涂装置贮存容器左右两个半筒中，密封注料口；

步骤四：将喷涂装置左右两个半筒的其中一个包裹住斜拉索，再将混合腔a料连接口与存储容器a料出料口通过密封螺丝紧固连接，然后安装两个内出料喷头于混合腔上，接着将喷涂装置左右两个半筒的另外一个合上，使得混合腔b料连接口与存储容器b料出料口通过密封螺丝紧固连接，喷涂装置组装完毕，安装到破冰装置下方，并通过卡扣固定住，使得左右两个半筒成为一个整体，并且相对位置关于斜拉索左右对称。

步骤五：将驱动组件两个半筒合拢包裹住斜拉索，安装到喷涂装置的下方。

步骤六：通过破冰装置、喷涂装置、驱动组件半圆筒内侧的卡槽和卡扣，一一卡合，将三者连接起来，成为一个整体；

步骤七：打开破冰装置上伸缩支架，套上落冰的收集袋。

步骤八：打开开关，设备沿着斜拉索攀爬，除冰除雪，收集碎冰，到达最高处后沿着斜拉索缓慢滑落，喷涂抗冻涂层；

步骤九：设备落回斜拉索底部后，关闭开关，拆卸下落冰收集袋，打开装置的卡扣，将设备从斜拉索上拆卸下来，可以前往下一根斜拉索重复步骤一进行除冰除雪作业。

优选的，所述步骤一中五种情况为：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；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；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；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；其他情况下仅使用破冰装置、喷涂装置、驱动组件各一个。

优选的，所述步骤一中的破冰装置、喷涂装置、驱动组件均为可拼接的左右两部分，使用时将破冰装置、喷涂装置、驱动组件拼接并套在斜拉索上，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。

优选的，所述步骤七中安装收集袋包括以下步骤：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。

优选的，所述步骤七中安装收集袋时，当斜拉索坡度为0°～60°时，伸缩杆302的拉伸长度不低于30㎝，当斜拉索坡度为60°～90°时，伸缩杆302的拉伸长度不低于10㎝。

优选的，所述步骤四中混合腔a料连接口与存储容器a料出料口通过密封螺丝紧固连接，混合腔b料连接口与存储容器b料出料口通过密封螺丝紧固连接。

优选的，所述步骤四中混合腔正对斜拉索方向先后安装两个内出料喷头，环形包箍斜拉索，与斜拉索不接触，存在不低于5cm的距离。

优选的，所述步骤四中喷涂装置左右两个半圆筒形存储容器5相对位置关于斜拉索左右对称。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明破冰装置，喷涂装置，驱动组件的自由组合，嵌套于斜拉索上，只沿着斜拉索上下运动，安全高效，可以适用于不同坡度，长度和清洁度等多种情况下斜拉索除冰除雪，适用范围广。

(2)本发明驱动组件的多组协同安装起到了极大的防滑作用，有效施用于各种坡度的斜拉索上。

(3)本发明驱动组件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。

(4)本发明伸缩支架的多种选择在清除斜拉索上出现大的凝结冰块的同时，收集了冰屑落冰，消除了安全运营隐患，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。

(5)本发明的爬行除冰除雪操作方法，在拉索上的安装、操作极为简单，注入防冻涂料在混合腔混合后再进行喷涂操作，使得除冰效果更好，工作人员只需要安装和回收即可，不需要复杂的操作和培训。

(6)本发明的收集袋及其安装勾组合安装，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。

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细节图；

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：一种爬行除冰除雪操作方法，其特征在于：其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：针对五种情况下的使用条件对破冰装置、喷涂装置、驱动组件的数量和顺序进行选择；

步骤二：将破冰装置两个半筒部分合拢包裹住斜拉索，并通过卡扣固定住，使得两个半筒成为一个整体；

步骤三：打开喷涂装置注料口，将抗冻涂层材料注入喷涂装置贮存容器左右两个半筒中，密封注料口；

步骤四：将喷涂装置左右两个半筒的其中一个包裹住斜拉索，再将混合腔a料连接口与存储容器a料出料口通过密封螺丝紧固连接，然后安装两个内出料喷头于混合腔上，接着将喷涂装置左右两个半筒的另外一个合上，使得混合腔b料连接口与存储容器b料出料口通过密封螺丝紧固连接，喷涂装置组装完毕，安装到破冰装置下方，并通过卡扣固定住，使得左右两个半筒成为一个整体，并且相对位置关于斜拉索左右对称。

步骤五：将驱动组件两个半筒合拢包裹住斜拉索，安装到喷涂装置的下方。步骤六：通过破冰装置、喷涂装置、驱动组件半圆筒内侧的卡槽和卡扣，一一卡合，将三者连接起来，成为一个整体；

步骤七：打开破冰装置上伸缩支架，套上落冰的收集袋。

步骤八：打开开关，设备沿着斜拉索攀爬，除冰除雪，收集碎冰，到达最高处后沿着斜拉索缓慢滑落，喷涂抗冻涂层；

步骤九：设备落回斜拉索底部后，关闭开关，拆卸下落冰收集袋，打开装置的卡扣，将设备从斜拉索上拆卸下来，可以前往下一根斜拉索重复步骤一进行除冰除雪作业。

优选的，所述步骤一中五种情况为：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；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；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；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；其他情况下仅使用破冰装置、喷涂装置、驱动组件各一个。

优选的，所述步骤一中的破冰装置、喷涂装置、驱动组件均为可拼接的左右两部分，使用时将破冰装置、喷涂装置、驱动组件拼接并套在斜拉索上，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。

优选的，所述步骤七中安装收集袋包括以下步骤：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。

优选的，所述步骤七中安装收集袋时，当斜拉索坡度为0°～60°时，伸缩杆302的拉伸长度不低于30㎝，当斜拉索坡度为60°～90°时，伸缩杆302的拉伸长度不低于10㎝，当使用于90°的直立杆时，伸缩杆302向前后两个方向伸长，不低于20cm。

优选的，所述步骤四中混合腔a料连接口与存储容器a料出料口通过密封螺丝紧固连接，混合腔b料连接口与存储容器b料出料口通过密封螺丝紧固连接。

优选的，所述步骤四中混合腔正对斜拉索方向先后安装两个内出料喷头，环形包箍斜拉索，与斜拉索不接触，存在不低于5cm的距离。

优选的，所述步骤四中喷涂装置左右两个半圆筒形存储容器5相对位置关于斜拉索左右对称。

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。喷涂装置左右两个半圆筒形存储容器相对位置关于斜拉索左右对称的安装可以有效应对两种情况下的涂层材料使用要求，对于需要混合使用的涂层材料，既可以将抗冻涂层料混合后立即注入半圆筒形存储容器，也可以将涂层材料不同组成成分安装在左右两个半圆筒形存储容器中，相互隔离，在混合腔混合后再喷涂。

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。

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。