一種攀梯助力器的制造方法
【專利摘要】一種攀梯助力器，包括電機(2)、減速器(1)、主動鋼絲繩輪(3)、被動鋼絲繩輪、底板(6)、應變柱(7)、應變片(8)、安裝夾塊(10)，整套系統(tǒng)可安裝在固定于底板上的外殼封閉起來，系統(tǒng)采用單片機或PLC程序控制的控制方式。
【專利說明】
一種攀梯助力器
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種攀梯助力器。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)中有許多工作要用到攀梯作業(yè)。特別是高空作業(yè)時，為達到作業(yè)點，工人必先經(jīng)過很長的攀登工作，而這個過程就是危險性最大，體力消耗最多的。這讓高空作業(yè)無法達到效率高，可靠性高的要求。而現(xiàn)有的助力器，控制方式要么采用無線控制方式由操作工人自主控制，要么就靠地面人員人工與高空作業(yè)人員互動控制，這些控制方法存在可靠性差，操作麻煩，能利用到此種設備的作業(yè)人員少、誤動作可能性高的缺點。而且，大部分此類助力器要求安裝在固定長度的梯子上，無法做到不同梯子可互換安裝，可變長度梯子也可使用的要求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種改進的攀梯助力器，并且能實現(xiàn)如下五個方面的功會K:
[0004]1、它能有效地實現(xiàn)配合攀梯人員的攀升動作，最大限度的降低攀梯人員的體力消耗；
[0005]2、結構簡單，安裝方便，基本實現(xiàn)免維修；
[0006]3、實現(xiàn)不同長度的梯子也可共用同一型號的本產(chǎn)品；
[0007]4、實現(xiàn)在非梯子登高作業(yè)環(huán)境下使用；
[0008]5、對于超高作業(yè)環(huán)境，可實現(xiàn)分段安裝鋼絲。
[0009 ]為了上述目標，本發(fā)明的解決方案是:
[0010]1、采用蝸輪蝸桿減速器，電機直接安裝在減速器的安裝法蘭上，主動鋼絲繩輪直接安裝在減速器的輸出軸上，惰性鋼絲繩輪裝在減速器的一個端面上。
[0011 ] 2、主動鋼絲繩輪上有兩個鋼絲繩槽，惰性鋼絲繩輪上有一個鋼絲繩槽，鋼絲繩繞過這些繩輪時按照:外面-主動輪-惰輪-主動輪-外面的順序，實現(xiàn)鋼絲繩在主動輪上不打滑的目標。
[0012]3、主動輪與惰性輪上均裝有速度檢測裝置，可分別檢測和計算主動輪和惰性輪的實際轉速，從而得到鋼絲是否在主動輪上是否打滑的確切信息。
[0013]4、梯子上端只采用一個鋼絲繩輪實現(xiàn)轉向，其安裝方法只是用一個吊鉤吊在梯子上端，安裝方法簡單，裝取方便。
[0014]5、當作業(yè)高度太高時，鋼絲繩可采用多次安裝的辦法逐步達到使用高度。
[0015]6、鋼絲繩采用鋼絲盤存儲，以應對不同高度的需要，鋼絲繩固定時，可在鋼絲盤上固定及拉緊。
[0016]7、將本發(fā)明涉及的攀梯助力器安裝在梯子上的方法是用壓塊安裝，對于不同梯檔寬度的梯子，只要更換相應寬度的安裝夾塊。
[0017]8、電機轉?？刂撇捎脵z測應變電阻的辦法實現(xiàn)，可得到快速準確的檢測數(shù)據(jù)。
[0018]9、對信號的處理采用應變的百分比和最大最小判斷，防止出現(xiàn)誤動作，具體控制方法下面進行詳述。
[0019]10、應變片采用雙橋式安裝方式，即在同一個應變柱上安裝兩個應變片，每一個應變柱上取用一個應變片組成兩個橋式測量電路，對比測試這兩個橋上的橋間電阻，相差太大時會給出報錯信號，從而極大的改善測量的可靠性。
[0020]11、所有對力敏感的部分都裝入機殼內，從而避免外界對測量精度的產(chǎn)生影響。
[0021]12、控制系統(tǒng)中設有不參與受力的參考電橋，從而抵消溫度對測量系統(tǒng)的精度影響。
[0022]針對控制方法的詳細說明:當張緊鋼絲時，要在系統(tǒng)電源打開的情況下進行，將顯示模式設到張緊模式，應變電橋測量到的電壓信號達到程序設置的參數(shù)時才會給出張緊完成的信號。張緊好了的梯子，張緊信息可保存，即中間斷掉電源也會在下次使用時可直接使用，除非因溫度變化過大、重新安裝等因素的影響才要重新張緊。要使用時，將顯示模式設到自動工作模式，坐人的坐椅將固定到鋼絲接頭附近，要求鋼絲接頭要在靠近下端的適當位置，此點將被系統(tǒng)自動設為工作原點。當鋼絲張緊到適當?shù)乃删o程度并且當沒有人坐到固定在鋼絲繩上的坐椅時，控制系統(tǒng)測得的電壓變化范圍將會足夠小，記錄下此時測量得到的電橋電壓值平均值。當人坐到鋼絲繩上的坐椅時，要求此人不得抓住其它借力的物體，并靜止預定的時間，讓應變片測得的電壓變化值在預定的，足夠小的范圍內，計算這段滿足變化范圍的電壓平均值。計算第3點與第4點值的差值，做為一個種子數(shù)。當人要往上升時，要求人用手或腳在梯子上用一定范圍內的，比較穩(wěn)定的力。這個力會轉化為應變片電壓的變化，當這個電壓變化持續(xù)時間達到設定值時，電機啟動。當人對梯子施加的力在設定范圍內時，電機的轉速將與這個力成一定的變化關系，因此人可以控制上升速度的快慢。當人對外施加的力過小或過大，控制系統(tǒng)都將讓電機停機。當人到達作業(yè)點時，只要將體重的足夠部分施加到梯子上，或不對梯子用力，電機將不再轉動，從而達到在需要的地方停下的目的。工作模式時，向上爬升將時單向的，即只能向上升，不能向下降。向上升的最大高度是可設置的，可以防止鋼絲接頭越過上面的轉向輪。電機的力矩最大是有限的，這個力矩將在試圖將鋼絲繩越過上轉向輪時，讓電機將堵轉，此時控制系統(tǒng)將自動將此堵轉前拉人走過的長度設為最大高度。送上一個人到工作位置后，若還要再拉一個人到工作位置，一定要將鋼絲接頭手動退回到工作原點，然后系統(tǒng)會重新執(zhí)行一個工作流程。系統(tǒng)在進行力的計算時，順器發(fā)針會有一個下限值和上限，以防止負載太輕或太重的人或物體使用自動功能上升或下降。下降過程中允許吊拉一定重量范圍的人或物體下降。但這個過程只有與地面人員協(xié)作，用手動控制模式進行。超重將是不允許的，此時電機將不服從手動控制指令，并給出報錯信號。
[0023]本發(fā)明可提供使用者體重約75%的提升力，并可在任意位置停留，從而使攀梯者大大節(jié)省體力，節(jié)省時間，同時，能提供一定工具的攜帶能力。由于充分考慮了安全性，也大大減少了意外發(fā)生的可能。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例中的攀梯助力器立體圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實施例中的攀梯助力器側視圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖1-2對攀梯助力器進行詳細說明。
[0027]攀梯助力器包括:蝸輪蝸桿減速器I;電機2，直接安裝在渦輪蝸桿減速器I的安裝法蘭上；主動鋼絲繩輪3，安裝在渦輪蝸桿減速器I的輸出軸上，主動鋼絲繩輪3的外徑上有兩個繩槽，可以讓鋼絲繩兩次繞過;惰輪安裝座4，安裝在渦輪蝸桿減速器I的外殼上;惰輪5，安裝在惰輪安裝座4上;底板6，通過四個應變柱與所述蝸輪蝸桿減速器連接；四個應變柱，用于連接渦輪蝸桿減速器I與底板6;應變片8，通過膠水粘接在所述四個應變柱上，用于感應應變柱在軸向上的微量形變;應變柱安裝螺栓，用于四個應變柱與底板6之間的定位；安裝夾塊10，用于將助力器主動端固定在梯子的下端橫桿，對于梯檔寬度不同的梯子，要使用相應的所述安裝夾塊;梯子上部換向輪11，可用普通帶吊鉤的鋼絲繩輪，用于鋼絲在豎梯的上部換向；鋼絲繩12，長度可根據(jù)豎梯的長度需要取用，鋼絲繩的纏繞方法為:A、先將所述鋼絲繩穿過裝于所述梯子上部換向輪;B、再在所述主動鋼絲繩輪上的一個槽內繞大半圈；C、再繞過所述惰輪的繩槽;D、然后繞過所述主動鋼絲繩輪上的另一個槽;E、將所述鋼絲繩的兩端連接起來，要求張緊時，鋼絲繩的張緊強度在規(guī)定值范圍內；外殼，安裝于底板上，將電機、減速器、鋼絲繩輪封閉在外殼內；主動輪測速裝置，可使用光電開關式，安裝在蝸輪蝸桿減速器輸出軸上，當渦輪蝸桿減速器每轉過一定的角度，主動輪測速裝置輸出一個脈沖信號;惰輪測速裝置，可使用光電開關式，安裝在惰輪安裝座上，當惰輪轉過一定的角度時，惰輪測速裝置輸出一個脈沖信號；電機轉速控制變頻器，安裝在外殼內，用于讀取控制器發(fā)出的速度信號并控制電機的轉速;控制器，可用單片機、PLC等控制方法；電源開關，安裝在所述外殼面板上，用于控制電機的開與關;手動升降按鈕，安裝在所述外殼面板上，用于手工控制鋼絲繩升降；顯示器，安裝在所述外殼面板上，用于顯示工作信息;此外，還包括鋼絲繩張緊器以及鋼絲理順器等額外配得專用工具，鋼絲繩采用鋼絲盤21存儲，以應對不同高度的需要。
[0028]對該攀梯助力器的控制方法是:當張緊鋼絲時，要在系統(tǒng)電源打開的情況下進行，將顯示模式設到張緊模式，應變電橋測量到的電壓信號達到程序設置的參數(shù)時才會給出張緊完成的信號。張緊好了的梯子，張緊信息可保存，即中間斷掉電源也會在下次使用時可直接使用，除非因溫度變化過大、重新安裝等因素的影響才要重新張緊。要使用時，將顯示模式設到自動工作模式，坐人的坐椅將固定到鋼絲接頭附近，要求鋼絲接頭要在靠近下端的適當位置，此點將被系統(tǒng)自動設為工作原點。當鋼絲張緊到適當?shù)乃删o程度并且當沒有人坐到固定在鋼絲繩上的坐椅時，控制系統(tǒng)測得的電壓變化范圍將會足夠小，記錄下此時測量得到的電橋電壓值平均值。當人坐到鋼絲繩上的坐椅時，要求此人不得抓住其它借力的物體，并靜止預定的時間，讓應變片測得的電壓變化值在預定的，足夠小的范圍內，計算這段滿足變化范圍的電壓平均值。計算第3點與第4點值的差值，做為一個種子數(shù)。當人要往上升時，要求人用手或腳在梯子上用一定范圍內的，比較穩(wěn)定的力。這個力會轉化為應變片電壓的變化，當這個電壓變化持續(xù)時間達到設定值時，電機啟動。當人對梯子施加的力在設定范圍內時，電機的轉速將與這個力成一定的變化關系，因此人可以控制上升速度的快慢。當人對外施加的力過小或過大，控制系統(tǒng)都將讓電機停機。當人到達作業(yè)點時，只要將體重的足夠部分施加到梯子上，或不對梯子用力，電機將不再轉動，從而達到在需要的地方停下的目的。工作模式時，向上爬升將時單向的，即只能向上升，不能向下降。向上升的最大高度是可設置的，可以防止鋼絲接頭越過上面的轉向輪。電機的力矩最大是有限的，這個力矩將在試圖將鋼絲繩越過上轉向輪時，讓電機將堵轉，此時控制系統(tǒng)將自動將此堵轉前拉人走過的長度設為最大高度。送上一個人到工作位置后，若還要再拉一個人到工作位置，一定要將鋼絲接頭手動退回到工作原點，然后系統(tǒng)會重新執(zhí)行一個工作流程。系統(tǒng)在進行力的計算時，順器發(fā)針會有一個下限值和上限，以防止負載太輕或太重的人或物體使用自動功能上升或下降。下降過程中允許吊拉一定重量范圍的人或物體下降。但這個過程只有與地面人員協(xié)作，用手動控制模式進行。超重將是不允許的，此時電機將不服從手動控制指令，并給出報錯信號。
【主權項】
1.一種攀梯助力器，其特征在于，包括: 蝸輪蝸桿減速器(I); 電機(2)，直接安裝在所述渦輪蝸桿減速器(I)的安裝法蘭上； 主動鋼絲繩輪(3)，安裝在所述渦輪蝸桿減速器(I)的輸出軸上，所述主動鋼絲繩輪(3)的外徑上有兩個繩槽，可以讓鋼絲繩兩次繞過； 惰輪安裝座(4)，安裝在所述渦輪蝸桿減速器(I)的外殼上； 惰輪(5)，安裝在所述惰輪安裝座(4)上； 底板(6)，通過四個應變柱(7)與所述蝸輪蝸桿減速器(I)連接； 四個應變柱(7)，用于連接所述渦輪蝸桿減速器(I)與所述底板(6); 應變片(8)，通過膠水粘接在所述四個應變柱(7)上，用于感應所述應變柱(7)在軸向上的微量形變； 應變柱安裝螺栓(9)，用于所述四個應變柱(7)與所述底板(6)之間的定位； 安裝夾塊(10)，用于將助力器主動端固定在梯子的下端橫桿，對于梯檔寬度不同的梯子，要使用相應的所述安裝夾塊； 梯子上部換向輪(11)，用于鋼絲在豎梯的上部換向； 鋼絲繩(12)，長度可根據(jù)豎梯的長度需要取用； 外殼，安裝于所述底板上，將電機、減速器、鋼絲繩輪封閉在所述外殼內； 主動輪測速裝置，安裝在所述蝸輪蝸桿減速器輸出軸上，當所述渦輪蝸桿減速器每轉過一定的角度，所述主動輪測速裝置輸出一個脈沖信號； 惰輪測速裝置，安裝在所述惰輪安裝座上，當所述惰輪轉過一定的角度時，所述惰輪測速裝置輸出一個脈沖信號； 電機轉速控制變頻器，安裝在所述外殼內，用于讀取控制器發(fā)出的速度信號并控制電機的轉速； 控制器； 電源開關，安裝在所述外殼面板上，用于控制所述電機的開與關； 手動升降按鈕，安裝在所述外殼面板上，用于手工控制鋼絲繩升降； 顯示器，安裝在所述外殼面板上，用于顯示工作信息。2.如權利要求1所述的攀梯助力器，其特征在于，還包括鋼絲繩張緊器以及鋼絲理順器。3.如權利要求1所述的攀梯助力器，其特征在于，所述鋼絲繩采用鋼絲盤(21)存儲，以應對不同高度的需要。4.如權利要求1所述的攀梯助力器，其特征在于，所述主動輪測速裝置為光電開關式。5.如權利要求1所述的攀梯助力器，其特征在于，所述惰輪測速裝置為光電開關式。6.如權利要求1-5所述的攀梯助力器，其特征在于，所述控制器的控制方法使用單片機和/或PLC。7.如權利要求1所述的攀梯助力器，其特征在于，所述梯子上部換向輪使用普通帶吊鉤的鋼絲繩輪。8.如權利要求1-7所述的攀梯助力器，其特征在于，所述鋼絲繩的纏繞方法為: A、先將所述鋼絲繩穿過裝于所述梯子上部換向輪； B、再在所述主動鋼絲繩輪上的一個槽內繞大半圈； C、再繞過所述惰輪的繩槽； D、然后繞過所述主動鋼絲繩輪上的另一個槽； E、將所述鋼絲繩的兩端連接起來，要求張緊時，鋼絲繩的張緊強度在規(guī)定值范圍內。9.一種如上述任意一個權利要求所述攀梯助力器的控制方法，其特征在于，當張緊鋼絲并打開系統(tǒng)電源的情況下，將顯示模式設到張緊模式，應變電橋測量到的電壓信號達到程序設置的參數(shù)時才會給出張緊完成的信號，張緊好了的梯子，張緊信息可保存，使用時，將顯示模式設到自動工作模式，坐人的坐椅將固定到鋼絲接頭附近，系統(tǒng)將此點自動設為工作原點，當鋼絲張緊到適當?shù)乃删o程度并且當沒有人坐到固定在鋼絲繩上的坐椅時，控制系統(tǒng)測得的電壓變化范圍將會足夠小，記錄下此時測量得到的電橋電壓值平均值；當人坐到鋼絲繩上的坐椅時，要求此人不得抓住其它借力的物體，并靜止預定的時間，讓應變片測得的電壓變化值在預定的，足夠小的范圍內，計算這段滿足變化范圍的電壓平均值，計算第3點與第4點值的差值，做為一個種子數(shù);當人要往上升時，要求人用手或腳在梯子上用一定范圍內的比較穩(wěn)定的力，并將此力會轉化為應變片電壓的變化，當這個電壓變化持續(xù)時間達到設定值時，電機啟動；當人對梯子施加的力在設定范圍內時，電機的轉速將與這個力成一定的變化關系，人控制上升速度的快慢；當人對外施加的力過小或過大，控制系統(tǒng)都將讓電機停機；當人到達作業(yè)點時，只要將體重的足夠部分施加到梯子上，或不對梯子用力，電機將不再轉動，從而達到在需要的地方停下的目的；工作模式時，向上爬升將時單向的，向上升的最大高度可設置;送上一個人到工作位置后，若還要再拉一個人到工作位置，一定要將鋼絲接頭手動退回到工作原點，然后系統(tǒng)會重新執(zhí)行一個工作流程;超重將是不允許的，此時電機將不服從手動控制指令，并給出報錯信號。
【文檔編號】B66D1/60GK105936482SQ201610409220
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月11日
【發(fā)明人】楊越
【申請人】楊越