本發明涉及建筑領域，具體而言，涉及一種用于電梯井筒的輪式全自動機器人爬架。

背景技術：

目前，高層建筑電梯井筒內施工的普遍做法一是采用架體施工，其利用鋼管、扣件搭建井架型架體，架體隨著在建樓層的升高而層層向上搭設，架體上面是工人的操作平臺；二是采用爬架施工，在爬架施工的過程中，爬架的支撐點都需要在建筑物上進行預埋，然后通過使爬架和預埋件連接，進行逐層攀升。傳統架體施工模式的缺點是架體搭建、拆除費時費力，井筒空間狹小、作業難度較大，架體搭設工作連續性不強、施工效率低，架體安全性難以控制；爬架施工模式雖然免除了腳手架的拆裝工序，但是其每個提升動力點有較大的荷載作用在建筑物上，需要人為反復計算加強，且需要在墻體上設置預埋件，會對墻體表面造成破壞。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種全自動的電梯井筒機器人爬架，該爬架無需在墻體上設置預埋件，能夠搭載施工人員、材料以及機具，每升一層自動停止，能實現爬架在電梯井筒內的全自動爬升功能。

本發明采用的技術方案是：提供一種輪式機器人爬架，用于電梯井筒中，所述電梯井筒由墻面或梁面圍合而成，且至少包括一個墻面，所述全自動爬架包括放置于電梯井筒內的爬架主體、搭設在爬架主體上的施工平臺以及安裝在爬架主體靠近墻面一側的驅動輪裝置，所述驅動輪裝置包括可主動驅動的驅動輪以及兩端分別連接驅動輪和爬架主體的頂緊驅動裝置，所述驅動輪在頂緊驅動裝置的作用下緊壓于墻面上，與驅動輪裝置相對一側的爬架主體則在反作用力下緊壓于另一側墻面或梁面上，通過驅動驅動輪可使所述全自動爬架在電梯井筒內上下移動。

在本發明所述的爬架中，所述全自動爬架還包括與所述爬架主體靠近梁面一側相連的可回彈機械臂，所述機械臂包括與爬架主體相連的第一基座、通過轉軸與第一基座轉動連接的支撐臂以及一端連接支撐臂、另一端連接第一基座的回彈機構；所述支撐臂可以所述轉軸為軸心轉動，所述第一基座上設有用于阻擋所述支撐臂繼續向外轉動的擋片，所述支撐臂在所述回彈機構的支撐下向外轉動并停于所述擋片處。

在本發明所述的爬架中，所述回彈機構包括通過支架與支撐臂相連的活塞桿以及滑動套設于活塞桿外側的氣缸體，所述活塞桿位于氣缸體內的一端設有活塞，活塞與氣缸體的封閉端形成一氣腔，在氣缸體的封閉端設有空氣阻尼調節器，在活塞和氣缸體的封閉端之間還設有時刻緊壓在活塞和氣缸體封閉端上的彈簧。

在本發明所述的爬架中，所述全自動爬架還包括與所述爬架主體靠近墻面一側相連的導向輪裝置，所述導向輪裝置包括導向輪以及兩端分別連接導向輪和爬架主體的頂緊緩沖裝置，導向輪在頂緊緩沖裝置的作用下緊壓于墻面之上，與導向輪裝置相對一側的爬架主體在上述墻面給予的反作用力下緊壓于另一側墻面或梁面之上；所述導向輪可在爬架主體的帶動下上下移動并通過保持直線運動使所述全自動爬架穩定移動。

在本發明所述的爬架中，與所述導向輪裝置相對一側的爬架主體上設有第二滑撬，與所述驅動輪裝置相對一側的爬架主體上設有第一滑撬，所述第一滑撬和所述第二滑撬的撬體兩端均設有用于導向的傾斜面。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬上裝有滾輪，在爬升時所述滾輪和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連。

在本發明所述的爬架中，所述滾輪內裝有電機，所述電機對滾輪的驅動方向和爬架的爬升方向一致。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬上裝有滾輪，所述滾輪上裝有履帶，在爬升時所述履帶和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬與爬架主體之間通過緩沖壓緊裝置相連，所述緩沖壓緊裝置包括與爬架主體相連的滑套、安裝在所述滑套內并與所述第一滑撬或所述第二滑撬相連的滑動件、與所述滑動件相連、用于推動滑動件的驅動裝置以及用于控制驅動裝置的控制器，在所述驅動裝置和所述滑動件之間裝設有用于測量所述第一滑撬或所述第二滑撬對電梯井筒內壁推力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器電連接于所述控制器。

在本發明所述的爬架中，當所述壓力傳感器檢測到壓力大于或小于設定值時，所述控制器發出指令控制驅動裝置頂出或內縮工作；當所述壓力傳感器檢測到壓力恢復到設定值時，所述控制器發出指令控制驅動裝置停止工作。

在本發明所述的爬架中，所述驅動裝置為電動推桿或液壓裝置。

在本發明所述的爬架中，所述爬架主體上設有多個位于不同高度的機械臂。

在本發明所述的爬架中，所述回彈機構包括通過支架與支撐臂相連的活塞桿以及滑動套設于活塞桿外側的氣缸體，所述活塞桿位于氣缸體內的一端設有活塞，活塞與氣缸體的封閉端形成一氣腔，在氣缸體的封閉端設有空氣阻尼調節器，在活塞和氣缸體的封閉端之間還設有時刻緊壓在活塞和氣缸體封閉端上的彈簧。

在本發明所述的爬架中，所述爬架主體上設有多個位于不同高度的機械臂。

在本發明所述的爬架中，所述全自動爬架還包括與所述爬架主體靠近墻面一側相連的導向輪裝置，所述導向輪裝置包括導向輪以及兩端分別連接導向輪和爬架主體的頂緊緩沖裝置，導向輪在頂緊緩沖裝置的作用下緊壓于墻面之上，與導向輪裝置相對一側的爬架主體在上述墻面給予的反作用力下緊壓于另一側墻面或梁面之上；所述導向輪可在爬架主體的帶動下上下移動并通過保持直線運動使所述全自動爬架穩定移動。

在本發明所述的爬架中，與所述導向輪裝置相對一側的爬架主體上設有第二滑撬，與所述驅動輪裝置相對一側的爬架主體上設有第一滑撬，所述第一滑撬和所述第二滑撬的撬體兩端均設有用于導向的傾斜面。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬上裝有滾輪，在爬升時所述滾輪和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連。

在本發明所述的爬架中，所述滾輪內裝有電機，所述電機對滾輪的驅動方向和爬架的爬升方向一致。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬上裝有滾輪，所述滾輪上裝有履帶，在爬升時所述履帶和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連。

在本發明所述的爬架中，所述第一滑撬和所述第二滑撬與爬架主體之間通過緩沖壓緊裝置相連，所述緩沖壓緊裝置包括與爬架主體相連的滑套、安裝在所述滑套內并與所述第一滑撬或所述第二滑撬相連的滑動件、與所述滑動件相連、用于推動滑動件的驅動裝置以及用于控制驅動裝置的控制器，在所述驅動裝置和所述滑動件之間裝設有用于測量所述第一滑撬或所述第二滑撬對電梯井筒內壁推力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器電連接于所述控制器。

在本發明所述的爬架中，所述驅動裝置為電動推桿或液壓裝置。

在本發明所述的爬架中，當所述壓力傳感器檢測到壓力大于或小于設定值時，所述控制器發出指令控制驅動裝置開始頂出或內縮工作；當所述壓力傳感器檢測到壓力恢復到設定值時，所述控制器發出指令控制驅動裝置停止工作。

本發明提供的全自動爬架通過驅動輪實現爬架在電梯井筒內的爬升，免除了架體搭建、拆除的步驟，同時不需設置預埋件和連接預埋件，保證了墻體的完整，加快了施工效率；同時設有導向輪和滑撬，可起到導向作用，使滑撬能在移動中保持穩定性，防止其晃動或偏離路線；通過支撐臂可有效防止爬架的墜落，大大增加了爬架的安全性，且在爬架的上升過程中，支撐臂可自動轉動收縮和回彈，無需人工干預，能實現爬架的全自動爬升，能加快施工效率。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發明實施例一的結構示意圖；

圖2為本發明實施例一的某一局部放大結構示意圖；

圖3為本發明實施例一的另一局部放大結構示意圖；

圖4為本發明實施例一中緩沖壓緊裝置的結構示意圖；

圖5為本發明實施例二的結構示意圖；

圖6為本發明實施例三中滑撬滾輪的結構示意圖；

圖7為本發明實施例三中滑撬履帶的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，本發明實施例提供的全自動爬架可用于單獨的電梯井筒或多個并排的電梯井筒中，單個電梯井筒由四面墻體或梁體圍合而成，本實施例要求單個電梯井筒四面中至少包括一面墻體。該全自動爬架包括放置于電梯井筒內的爬架主體1、搭設在爬架主體1上的施工平臺11以及安裝在爬架主體1上的驅動輪裝置4。本實施例中的電梯井筒為兩個并聯的電梯井，單個電梯井筒由兩面相鄰的第一墻體、第二墻體和兩面相鄰的第一梁體、第二梁體結構圍合而成，第一墻體與第一梁體、第二墻體與第二梁體處于對面位置。放置于單個電梯井筒中的爬架主體1采用鋼材料制作，其包括四根豎向連桿以及四根分別固定連接兩兩相鄰豎向連桿的橫向連桿，豎向連桿的長度大于井筒梁體上下相鄰橫梁之間的距離。爬架主體1整體外形大小與需要施工的電梯井筒相匹配，固定后的橫向連桿處于同一平面上，施工平臺11即搭設在橫向連桿組成的平面上；施工平臺11為主要的施工操作平臺和承載物料平臺，可供工人在上面施工操作、堆放物品等。為滿足施工需要，橫向連桿和施工平臺11應至少設置一層；本實施例中，搭設的橫向連桿和施工平臺11共設有兩層，每層的上下之間距離相隔一個樓層高度設置，豎向連桿的長度相應設置為大于梁體相鄰兩段橫梁的長度；以此使本實施例可同時在兩個層面進行施工操作，同時通過兩個層面的橫向連桿的固定可使爬架主體1整體更加牢固結實。

如圖1和圖2所示，在本實施例中，與第一墻體對應一側的橫向連桿下方設有驅動輪裝置4，驅動輪裝置4包括通過電動裝置主動驅動的驅動輪41、與爬架主體1固定連接的第二基座42、兩端分別連接驅動輪41和第二基座42的頂緊驅動裝置43以及驅動驅動輪41轉動的驅動機構。驅動輪41輪面采用與墻體之間摩擦系數較大的材料制作，其在頂緊驅動裝置43的水平推壓作用力下緊壓于墻體墻面之上，與此同時，墻體會給驅動輪41一個反作用力，此反作用力通過驅動輪41、頂緊驅動裝置43傳遞到爬架主體1上，使第一梁體一側的爬架主體1在墻體的反作用力下也緊貼于第一梁體上；此時，通過驅動輪41與墻體墻面的摩擦力、爬架主體1與第一梁體之間的摩擦力的共同作用下將爬架主體1以及施工平臺11支撐在電梯井筒內。由于爬架整體與墻面沒有任何固定的支點或連接裝置，當需要移動爬架時，啟動驅動裝置帶動驅動輪41轉動，當向上的驅動力大于驅動輪41和爬架主體1和墻體之間的摩擦力以及爬架整體的重力時，即可實現驅動輪41帶動爬架主體1和施工平臺11等一起向上移動，免除了架體搭建、拆除的步驟，同時不需設置預埋件和連接預埋件，保證了墻體的完整，加快了施工效率。為了使爬架主體1更易于移動以及在移動中保持穩定狀態，本實施例在設有驅動輪41的另一側，即靠近第一梁體一側的爬架主體1上裝設有第一滑撬6，第一滑撬6包括至少一根以上的撬體，撬體的長度稍大于豎向連桿的長度且豎直連接在爬架主體1之上，兩端設有朝向井筒中心的斜面；本實施例中的第一滑撬6共設有兩根撬體，兩撬體分別固定連接在兩側豎向連桿或以一定距離隔開、與橫向連桿固定相連。由于第一滑撬6的設置，進一步加強了爬架主體1的穩定性，由于滑撬的平整性和平衡性，使驅動輪41更易于帶動爬架主體1移動，同時撬體兩端的斜面也起到導向作用，使滑撬能在移動中保持穩定性，防止其晃動或偏離路線。

如圖1和圖3所示，為了使本實施例在施工過程中更加穩固和安全，本實施例還在靠近第一梁體一側的橫向連桿下方固定安裝有機械臂3，如圖所示，機械臂3包括與橫向連桿或豎向連桿固定相連的第一基座31、通過轉軸與第一基座31轉動連接的支撐臂32以及一端與支撐臂32相連、另一端與第一基座31相連的回彈機構33，在第一基座31面向梁體的一側還設有阻止支撐臂32繼續向上轉動的擋片34當支撐臂32轉動到擋片34位置時，擋片34將臂體卡住使其沒有繼續轉動的空間從而阻止其繼續向上轉動。回彈機構33包括通過支架與支撐臂32相連的活塞桿以及滑動套設于活塞桿外側的氣缸體，活塞桿位于氣缸體內的一端設有活塞，活塞與氣缸體的封閉端形成一氣腔，在氣缸體的封閉端設有空氣阻尼調節器，在活塞和氣缸體的封閉端之間還設有時刻緊壓在活塞和氣缸體的封閉端上的彈簧。初始狀態下的回彈機構33為伸長狀態，即活塞在彈簧彈力的作用下被推壓于氣缸體靠近開口的一端，同時，支撐臂32在活塞桿的支撐下轉動到擋片的位置并停止，此時，支撐臂32的自由端可恰好支撐于梁體上表面；當爬架整體向上移動時，支撐臂32會在移動過程中碰到上一級橫梁，并在橫梁的推壓之下往下轉動直至整體繞過橫梁向上移動，此時，活塞桿向氣缸體封閉端移動，活塞推動彈簧使其被壓縮，活塞與氣缸體封閉端之間形成氣腔，通過空氣阻尼調節器可調節空氣阻尼力的大小從而調節支撐臂32的轉動速度，當爬架上升一層后，支撐臂32將脫離梁體的擠壓，活塞及活塞桿在彈簧的推動和空氣阻尼力的調節下向氣缸體開口端緩慢移動，同時帶動支撐臂32向上轉動到擋片位置，此時控制驅動輪41向下移動一定距離使支撐臂32的自由端支撐于橫梁之上。通過空氣阻尼調節器可有效阻止支撐臂32回彈過快造成碰撞而損壞機械臂3的零件。通過將機械臂3支撐在橫梁上表面，可保證爬架施工時的穩固性，同時由于機械臂3搭設在梁體上，與另一側的爬架主體1之間能形成斜向支撐，可有效防止爬架的墜落，大大增加了爬架的安全性，且在爬架的上升過程中，機械臂3可自動轉動收縮和回彈，無需人工干預，方便了工人施工，加快了施工效率。

如圖1和圖2所示，為了提升爬架在移動過程中的穩定性以及減少爬升過程中的阻力，在靠近第二墻面一側的橫向連桿下方設有導向輪裝置5，導向輪裝置5包括導向輪51、與爬架主體1固定連接的第三基座52、兩端分別連接導向輪51和第三基座52的頂緊緩沖裝置53，導向輪51在頂緊緩沖裝置53的水平推壓作用力下壓于墻體墻面之上，導向輪的移動軌跡為豎直向上，其具有保持爬架整體只做直線運行的性能。在與導向輪裝置5對應的另一側的爬架主體1，即靠近第二梁體一側的爬架主體上設有與第一滑撬6類似的第二滑撬7，在驅動輪裝置4、導向輪裝置5、第一滑撬6、第二滑撬7的共同作用下，爬架在電梯井筒四個方向都具有支撐點或支撐面，使爬架可被穩固的支撐在電梯井筒內，且由于第一滑撬6、第二滑撬7的易移動特性和導向作用使爬架整體易于移動，提升了爬架的爬升性能。第一滑撬6和第二滑撬7與爬架主體1之間通過緩沖壓緊裝置相連，如圖4所示，緩沖壓緊裝置包括與爬架主體1相連的滑套12、安裝在滑套12內并與第一滑撬6或第二滑撬7相連的滑動件56以及與滑動件56相連、用于推動滑動件56的驅動裝置54以及用于控制驅動裝置54的控制器，在驅動裝置54和滑動件56之間裝設有用于測量第一滑撬6或第二滑撬7對電梯井筒內壁推力大小的壓力傳感器，壓力傳感器電連接于控制器。本實施例中，驅動裝置54為電動推桿或液壓裝置。當壓力傳感器檢測到壓力大于或小于設定值時，控制器發出指令控制驅動裝置開始頂出或內縮工作；當壓力傳感器檢測到壓力恢復到設定值時，控制器發出指令控制驅動裝置停止工作，從而使第一滑撬6或第二滑撬7對電梯井筒內壁推力始終保持一致。

具體的，本發明實施例提供的全自動爬架在施工狀態時，驅動輪裝置4、導向輪裝置5、第一滑撬6、第二滑撬7分別在頂緊驅動裝置43和頂緊緩沖裝置53的水平作用力下緊貼于墻體或梁體，并通過各自與墻體或梁體之間的摩檫力將整個爬架支撐在電梯井筒內，此時機械臂3中的支撐臂32呈打開狀態且支撐于梁體之上。全自動爬架在爬升時，驅動輪裝置4中的驅動輪41轉動，帶動整個爬架整體上移，支撐臂32脫離梁體同步上升，但是支撐臂32和垂直方向的角度在回彈機構33的作用下保持不變，當支撐臂32上升過程中碰到上一橫梁時，支撐臂32及回彈機構33受壓，回彈機構33收縮同時支撐臂32以轉軸為中心向里回轉，同時爬架整體繼續上升，當支撐臂32上升的高度超過這一梁時，受壓的支撐臂32在回彈機構33的作用力下，把支撐臂32復位，驅動輪41停止驅動，使支撐臂32自由端壓到這一梁的上平面，至此完成了一次爬架的爬升循環。重復上述過程即可實現實現了爬架的全自動爬升，全過程無需人工搭建和拆卸配件，可節省人力成本，提高施工效率。

實施例二

如圖5所示，由于在實際施工過程中常常會有些非標樓層，為適應非標樓層使施工能正常進行，本實施例在爬架主體1上設有多個位于不同高度的支撐臂32，以此解決了由于非標樓層層高不同導致施工平臺與樓層對應而支撐臂32無法支撐在梁上的問題。實施例二其他部分與實施例一相同。

實施例三

如圖6所示，實施例三與實施例一相比，不同之處在于：滑撬6上裝有滾輪62，在爬升時滾輪62和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連。滾輪62內裝有驅動滾輪62轉動的電機，電機對滾輪62的驅動方向和爬架的爬升方向一致。通過此設置，使爬架的爬升動力得到了進一步的提高，同時動力合理分布在爬架四周，使爬架的爬升過程能更穩定。如圖7所示，在滾輪62上還裝設有履帶63，在爬升時履帶63和電梯井筒內壁通過滾動摩擦相連，通過履帶63可使滑撬6更適應凹凸不平的墻面或梁面，提升整個爬架爬升的穩固性。實施例三其他部分與實施例一相同。

在其他實施例中，爬架可根據電梯井筒的不同設置多種形式，但應至少在其中一面墻體對應一側的爬架主體1上設置一組驅動輪裝置4，其他墻面或梁面可視情況設置一個或多個驅動輪裝置4、導向輪裝置5或滑撬，其具體原理及原理與上述實施例類似，在此將不再贅述。

以上結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。