防坠安全器检测平台辅助对接装置的结构设计

湛江科技学院 王 冠

广州自如生活科技有限公司 张 骞

防坠安全器是施工升降机上重要的安全装置，其安全运行可以直接防止安全事故的发生，即防坠安全器的检测是极其重要的一步。当然防坠安全器的检测卸载和安装却是一项不可小视的体力活，因为这些零件比较笨重，而在提起防坠安全器的对接方面比较难以精确定位，所以防坠安全器检测平台辅助对接装置显得极为重要。它既满足了施工现场配套设施不完善的情况下进行预制件卸载的功能需求，也节省了人力并且提高了检测效率。该设备的研制成功验证了现代设计方法对产品创新设计的有效性,具有重要的工程实际应用价值，防坠安全器检测平台辅助对接装置由两个直线电机组成。下面的直线电机由两个垫板和一个底板加上一个步进电机和滚轴丝杠的结合组成，下面的直线电机是推动这上面的直线电机前后移动；而上面的直线电机当做了下面直线电机的平台，再与下面的直线电机形成一个直角使得左右移动，再由托盘夹具将其夹紧；从而实现了防坠安全器自动化对接过程。

为检测防坠安全器设计的辅助对接平台装置，检测设备是必备工具。它可以代替大部分人工的繁重劳动，改善了劳动条件，提高了检测效率和检测精度。

现如今主要的防坠安全器检测平台辅助对接装置设备是小型柱式电动悬臂式辅助对接起重机、小型龙门架辅助对接起重机和滚轴式升降式液压升降平台。

①型柱式电动悬臂式辅助对接起重机是生活中最常见的一种小型起重机，主要适用于货物和小型机械零件的搬运。起重机由立柱，回转臂回转驱动装置及电动葫芦组成，立柱下端通过地脚螺栓固定在混凝土基础上，由摆线针轮减速装置来驱动悬臂回转，电动葫芦在悬臂工字钢上作左右直线运行，并起吊重物，起重量在125Kg-500Kg。

②小型柱式电动悬臂式辅助对接起重机虽然结构简单合理，但是在防坠安全器检测平台辅助对接装置设备上的精确对接十分难控制，使用的效果也并不理想，特别在安装卸载方面容易滑钩而造成零件损坏，甚至人生安全事故。

③滚轴式脚踏式液压升降平台由机构本体和液压系统组成，载荷在500Kg以内。机构本体由一个单作用的液压缸在底部与轴和两肋板与外绞架相连，外绞架上面再与托板相结合，过液压系统实现上升或者下降。但是在前后左右偏移方面还是缺失的，尤其是在安装旋转方面有很大的不足。

随着当代机械制造业和检测技术的不断发展，社会生产对机械的检测精度和效率要求也是越来越高。因此，在人类社会检测技术的发展中，对防坠安全器的检测应有操作方便、检测效率高、偏移旋转平稳等优点的防坠安全器检测平台辅助对接装置起着极为重要的作用。防坠安全器检测平台辅助对接装置是一种新型的检测装置主要由直线电机、防坠安全器夹具平台组成。防坠安全器检测平台辅助对接装置主要适用于SAJ-施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器中的六种型号，且只需要简单的控制操作和小型的场地，再将其简单的对接且检测即可。对接装置对提高检测效率，减轻劳动强度有着极其重要的意义。

1 防坠安全器检测平台辅助对接装置设计原理

如图1所示为防坠安全器辅助对接平台设计方案图，该方案设计主要由防坠安全器夹具、工作台、三个步进电机和两个直线电机组成。其工作原理是在直线电机中下面的步进电机工作使得工作台前后左右偏移切偏移精度很高，因为高度较小使得防坠安全器夹具刚刚好与检测机械高度一样，角度也刚刚好固定在检测机械安装角度，最上面的贯穿式步进电机与套筒连接，电机工作可以直接将安全开关扭出。

图1 防坠安全器辅助对接平台设计方案图

该方案中步进电机式直线电机式对接装置不仅偏移精度稳定精确，而且解决了防坠安全器的高度和角度问题，并且实现了半自动防坠安全器的安装检测。装置满足设计要求，也能节省工作人员的体力提高工作人员检测的效率。

2 防坠安全器检测平台辅助对接装置总体结构设计

防坠安全器检测平台辅助对接装置采用两个扁平式直线电机，滚轴丝杠与步进电机结合分别实现前后左右偏移，在工作台上用托盘式夹具将防坠安全器的固定，碟簧在检测过程中会逐渐往里扭紧，给予套筒、滚轴丝杠与步进电机结合半自动化式解除碟簧扭紧状态。如图2所示。

图2 防坠安全器辅助对接平台总体设计图

3 防坠安全器辅助对平台重要部件结构设计及选型

3.1 双边扭紧夹具结构设计

采用双边扭紧夹具型方式将防坠安全器装置固定，如图3所示，该设计结构简单，可直接将防坠安全器放在夹具上，利用螺栓的正方向扭动将夹具往左边合并的同时将防坠安全器扭紧。

图3 双边扭紧夹具结构

3.2 防坠安全器托盘夹具结构设计

采用托盘式夹具结构将防坠安全器装置固定，如图4所示，该设计结构简单，安装方便。在左边图中在防坠安全器的锥形壳体上描绘出一半做以备用，描绘后即可做出一个半锥形式长方体作为防坠安全器的托盘，且在半锥形上做一层防滑表面，并在上面两边面上刚刚好怼住防坠安全器的螺丝孔的外边，这样子不仅在固定防坠安全器时省时省力，而且重心在托盘上使稳定性得到了保证。

图4 防坠安全器托盘夹具结构设计

3.3 滚轴丝杆的电机选型

滚轴丝杆一般采用扁平直线电机驱动，扁平直线电机分为拖链式扁平直线电机和步进电机式扁平直线电机两种，如图5所示，这两钟电机的构成和工作原理大为相识。首先在构成上都由工作台、直线导轨、短板、缓冲器和光电开关构成，其次工作原理，①在拖链式扁平直线电机中拖链中的电机转动，带动着外面的拖链运动，拖链与工作台相接，最后拖链带动工作台前后工作。②在步进电机式扁平直线电机中，带动工作台运动的由步进电机代替了拖链。步进电机外接联轴器和法兰盘再与滚轴丝杠连接，滚轴丝杠前后有两个防撞块，上接工作台，即步进电机运动时工作台前后工作。

图5 扁平直线电机图

通过分析：①占地面积：拖链电机与步进电机相比，拖链多占整体空间的10%，不利于整体空间的节约性；②稳定性：拖链式直线电机转动时，因为拖链转动不够滚轴丝杠平稳导致工作台抖动厉害，而可能导致防坠安全器偏移原本固定好的方向；③精确性：在直线电机中的工作台应该有随时停止的精确程度，而拖链和滚轴丝杠相比，拖链结构的精确程度远小于滚轴丝杠的螺纹式。

所以相比之下，选择滚轴丝杠式直线电机是最合适的。

防坠安全器检测平台辅助对接装置的结构设计，主要是由两个扁平是直线电机和一个防止安全区托盘平台组成。首先直线电机大概由：步进电机、滚轴丝杠、底板和防撞块组成；然后防坠安全器托盘由：防坠安全器夹具，和托盘组成。这就组成了防坠安全器检测平台辅助对接装置的结构。防坠安全器检测平台辅助对接装置的结构基本完成，但是检测平台却不是完全自动化。①对接上：可能会存在些许误差，导致安装不了螺栓，在防坠安全器的夹具上应该加上旋转自动对接；②高度上：应该加上一个自动升降对接装置，将高度可以随意变换，使对接装置更加精密更加自动化；③整体上：防坠安全器检测平台辅助对接装置的结构可以实现完全自动化。