一种轨道行走装置和悬轨吊装设备的制作方法

本发明涉及建筑设备技术领域，具体地，涉及一种轨道行走装置和悬轨吊装设备。

背景技术：

目前在建筑作业中，无论是前期施工还是后期维护，都会遇到斜屋顶或女儿墙高低变化的大楼，通常在这些条件下需要实施大坡度作业，传统的机电设备行走装置都有不少弊端。通常的轨道都是水平的，在允许的坡度范围内，摩擦力大于平行坡面的分力，可以驱动设备在小坡度上行走。而在大坡度条件下，传统做法都是增加齿条或链条或钢丝绳来实现大坡度下轨道的行走，不仅成本增加，而且对于现场施工和保养都是很大的工作量。

经过检索，专利文献cn206354975u公开了一种折角爬坡运行机构，包括箱体、电机和运行轮，所述运行轮设于箱体内部，所述运行轮与电机相连接，所述运行轮下侧设有左勾轮和右勾轮，所述箱体外部左右两侧分别设有左弹簧和右弹簧，所述左弹簧连接左勾轮，所述右弹簧连接右勾轮，所述左勾轮左右两侧分别设有左导向轮和左右导向轮，所述右勾轮左右两侧分别设有右左导向轮和右导向轮。虽然对比文件通过在运行轮下方增设左右勾轮增加了运行轮与工字型轨道之间的摩擦力，以摩擦力作为爬坡的驱动力克服设备下滑，但是对比文件里通过弹簧产生垂直轨道面的力产生正压力，力与运动方向垂直，当轨道上有伸缩缝、不平整、焊缝高差等问题时，这个正压力反而是产生了很大运行阻力，往往会出现卡死现象。并且对比文件里并没有解决坡度行进中导向的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种轨道行走装置和悬轨吊装设备，在大坡度条件下，也就是坡度超过6度，不采用齿条、链条、钢丝绳等驱动方式，仍旧依靠摩擦力的方式驱动设备行走。

根据本发明提供的一种轨道行走装置，包括：剪刀轮、驱动轮、爬轨器和扭簧，其中，轨道行走装置能够在轨道上行走；轨道包括上翼板和下翼板；

爬轨器内设置剪刀轮；

剪刀轮包括第一摆臂轮和第二摆臂轮，第一摆臂轮和第二摆臂轮的一端销接在爬轨器上，并通过扭簧弹性连接；

第一摆臂轮和第二摆臂轮的另一端滚动压接在上翼板的下侧面；

驱动轮可旋转连接在爬轨器上，并滚动压接在下翼板的上侧面；

当轨道行走装置处于正常运行时，扭簧处于张开状态。

优选地，当第一摆臂轮运行前端遇到阻力时，阻力让第一摆臂轮绕摆臂的铰接点转动，能够越过阻力点，同时第二摆臂轮通过相连的扭簧进行联动，正压力保持不变，提供相匹配的摩擦力。

优选地，还包括固定楔块和移动楔块，固定楔块和移动楔块设置在爬轨器的一端，移动楔块能够在固定楔块上移动。

优选地，当把轨道行走装置装入轨道中，轨道的上翼板能够撑开第一摆臂轮和第二摆臂轮。

优选地，当轨道行走装置在轨道上运行时，扭簧产生的正压力作用于上翼板，上翼板产生的反作用力作用到爬轨器上，从而对驱动轮产生额外的压力，增加爬轨器与下翼板之间的压力，进而增大轨道行走装置沿轨道行走的摩擦力。

优选地，移动楔块与爬轨器弹性连接，能够产生阻尼作用。

优选地，当轨道行走装置的速度处于设定阈值范围时，移动楔块与轨道的下翼板之间存在间隙，移动楔块不会卡在轨道上。

优选地，当轨道行走装置的速度不在设定阈值范围时，移动楔块向靠近固定楔块的一侧移动，移动楔块与轨道的下翼板之间不存在间隙，此时，轨道行走装置整体卡在轨道上。

优选地，爬轨器的外壳通过轴连接对称设置，爬轨器一侧的外壳与电机相连。

根据本发明提供的一种悬轨吊装设备，包含上述的轨道行走装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过设置扭簧和两个摆臂轮组成的剪刀轮结构，能够自调节与上翼板的距离，确保包含本发明的悬轨吊装设备沿轨道行走时，既能够双向运行，又能够在悬轨吊装设备上下坡状态下具有良好持力，不产生危险因素。

2、本发明通过设置楔块，能够实现当设备的运行速度超过设定阈值时，楔块能够把本发明连同悬轨吊装设备固定在轨道上，防止设备运行在破面上意外溜坡等危险情况。

3、本发明通过创新开发剪刀轮的结构,实现了正压力的增加,从而提高摩擦力,在大坡度状态下通过摩擦力运行,避免传统齿条或链条或钢丝绳的传动形式,大量节省成本和现场工作,同时也保证了设备在轨道上能良好运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明中轨道行走装置的整体结构示意图；

图2为本发明中轨道行走装置的b-b视角的结构示意图；

图3为本发明中轨道行走装置在轨道上的剖面图；

图4为本发明中轨道行走装置在轨道上的a-a视角结构示意图；

图5为本发明中轨道行走装置装有楔块的结构示意图；

图6为本发明中轨道行走装置装有楔块的俯视三维图；

图7为本发明中轨道行走装置装有楔块的仰视三维图；

图8为本发明中剪刀轮的分解二维图；

图9为本发明中剪刀轮的c-c视角的结构示意图；

图10为本发明中轨道行走装置的整体结构示意图；

图11为本发明中轨道行走装置与轨道同步运动的结构示意图；

图12为本发明中轨道行走装置在正常运行时滑动楔块与轨道翼板存在间隙的结构示意图；

图13为本发明中轨道行走装置在非正常运行时滑动楔块与轨道翼板无间隙的结构示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1-图4及图8、图9所示，本发明提供的一种轨道行走装置，包括剪刀轮2、驱动轮3、下翼板4、爬轨器5和扭簧6，

轨道行走装置能够在轨道7上行走；轨道7包括上翼板1和下翼板4；爬轨器5内设置剪刀轮2；剪刀轮2包括第一摆臂轮201和第二摆臂轮202，第一摆臂轮201和第二摆臂轮202的一端销接在爬轨器5上，并通过扭簧6弹性连接；第一摆臂轮201和第二摆臂轮202的另一端滚动压接在上翼板1的下侧面；驱动轮可旋转连接在爬轨器上，并滚动压接在下翼板4的上侧面。

当轨道行走装置处于正常运行时，扭簧6产生的扭矩形成正压力，第一摆臂轮201和第二摆臂轮202的摆臂会产生正压力分力和平行分力，进而提高摩擦力来实现轨道行走装置在高空作业。

本发明的优选例，作进一步说明。

基于上述基础实施例，如图5-图7、图10-图13所示，本发明还可设置固定楔块8和移动楔块9，固定楔块8和移动楔块9设置在爬轨器5的一端，移动楔块9能够在固定楔块8上移动。

当需要在大坡度轨道上行走时，在爬轨器5上设置楔块，通过剪刀轮2内置的扭簧6产生的扭矩形成正压力，正压力的增加也增大了摩擦力，从而提供了可上大坡度的反作用力，通过计算可知，当要上15°坡的轨道上时，额外增加正压力15.9kn即可。

当轨道行走装置的速度处于设定阈值范围时，移动楔块9与轨道的下翼板4之间存在间隙，移动楔块9不会卡在轨道7上。

当轨道行走装置的速度不在设定阈值范围时，由于惯性，移动楔块9向靠近固定楔块8的一侧移动，移动楔块9与轨道的下翼板4之间不存在间隙，此时，轨道行走装置整体卡在轨道7上避免溜坡的问题，保障设备安全。

工作原理：

本发明的扭簧6产生扭力，通过第一摆臂轮201和第二摆臂轮202的摆臂产生前端的正压力分力和平行分力，当第一摆臂轮201运行前端遇到阻力时，阻力让第一摆臂轮201绕摆臂的铰接点转动，能够越过阻力点，越过阻力点，而不是卡死，同时第二摆臂轮202由于其相连扭簧而联动，其一同产生的正压力保持不变，保证足够摩擦力。剪刀轮结构的双摆臂轮方式不仅实现自调节机制，避免了单个反滚轮的作用力瓶颈问题。

技术原理：

本发明中的爬轨器5是安装有行走轮并可沿悬挂轨道行走，用于悬挂吊船的装置；悬轨通常悬挑安装于建筑物的立面或层面下部，承受悬挂载荷并引导悬挂装置(如爬轨器)行走的轨道。动力行走是指水平行走速度不大于18m/min，也就是说，轨道行走装置的行走速度设定的阈值为18米/分钟。

通常的轨道都是水平的，在允许的坡度范围内，摩擦力大于平行坡面的分力，可以驱动设备在小坡度上行走。而在有大坡度条件下，都是增加了齿条或链条或钢丝绳来实现大坡度下轨道的行走，不仅成本增加大，而且现场施工和保养都是很大的工作量。

本发明提供的剪刀轮新型结构,不仅实现了正压力的增加,提高摩擦力,在大坡度轨道状态下行走,而且其具备自调节功能的机构能保证在轨道不佳状态下(缝隙、不平整、焊缝高差等)顺利运行。同时配备楔块来对大坡度轨道行走装置的二次保护。本发明是在大坡度条件下，不采用齿条、链条、钢丝绳等驱动方式，仍旧依靠摩擦力的方式驱动设备行走。

通过对在斜坡上的物体力分析可以了解，重力可分为平行坡面的分力f1和垂直坡面的分力f2，f2即为正压力，而摩擦力f为正压力和摩擦因数之积，即f＝f2*μ，当f>f1时，物体不会滑动，f2*μ>f1，μ>f1/f2＝tan(а),а为坡度，如为钢轮和钢轨，其摩擦因数μ为0.1，则а＝5.7°,所以通常大于5.7°，设备会在轨道上溜下来。

通常正压力是重力的分力，而如果我们额外增加正压力n，那摩擦力f＝(f2+n)*μ，以我们常规的1000公斤为例；

如需要在5.7°的轨道上爬行，f1＝1000kg*sin(5.7°)＝99kg，

1000kg*cos(5.7°)*0.1＝99.5kg，不用额外增加正压力。

如需要在15°的轨道上爬行，f1＝1000kg*sin(15°)＝259kg，

1000kg*cos(15°)*0.1＝96.6kg，额外增加正压力n＝(259-96.6)/0.1＝1624kg。

除了额外增加正压力，还可以改变摩擦因数，采用包橡胶钢轮，钢和橡胶之间摩擦因数μ为0.4，这样不增加正压力，也可在15度坡上行走。

如需要在21.8°的轨道上爬行，f1＝1000kg*sin(21.8°)＝371kg，

1000kg*cos(21.8°)*0.4＝371.4kg，采用橡胶钢轮，不用增加正压力。

如需要在35°的轨道上爬行，f1＝1000kg*sin(35°)＝574kg，

1000kg*cos(35°)*0.4＝327.6kg，额外增加正压力n＝(574-327.6)/0.4＝616kg，采用橡胶钢轮。

因此，如何增加正压力是难点，依靠外部载荷难以保证压力的恒定，通过内部预加的压力方式既要可保证设备的双向运行，又是能在上下坡状态下良好持力，不产生危险因素。

本发明在通过设置扭簧6和剪刀轮2，扭簧6形成的扭矩在扭力的作用下,两个摆臂轮会贴合到一起。当把带剪刀轮2的爬轨器5装入到轨道7，轨道7的上翼板1把两个摆臂轮撑开，扭簧的扭力形成了对上翼板的压力，而上翼板1的反作用力作用到爬轨器上，在驱动轮3上产生额外的压力n，驱动轮上承受重力产生在轨道垂直面上的分力和额外的压力n，其与下翼板之间的压力增大，摩擦力也增大了。

由扭簧和两个摆臂轮组成的剪刀轮结构,既有自调节能力与上翼板1的距离,可保证设备沿轨道行走不产生阻碍,又能形成压力,完美实现了增压作用.

本发明设计的轨道行走装置能够避免使用传统齿条或链条或钢丝绳的传动形式,大量节省成本和现场工作。而剪刀轮新型结构的采用避免了简单正压力增加机构的卡死问题，保证设备能顺利运行在各工况轨道上。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。