一种边坡作业平台
技术领域
本发明涉及边坡防护加固施工设备领域，具体涉及一种可根据边坡坡度进行灵活调节和移动的边坡作业平台。
背景技术
在对边坡进行加固维护时，经常需要进行锚杆钻孔、注浆及边坡喷锚等施工作业，而施工前必须事先设置作业平台。现有的边坡锚杆施工方法是用脚手架搭设固定的脚手架平台，如果边坡比较高，要从下往上搭设多层脚手架平台。当边坡较陡时，还要通过锚杆使其与坡面固定，然后再将液压锚杆钻机抬升到平台上并固定。在完成一水平高度位置处的施工作业后，再把液压锚杆钻机从该层脚手架平台的固定位拆卸下来，然后再由人工将液压锚杆钻机沿脚手架移至下一水平高度的钻孔位置所在的脚手架平台，再次安装固定液压锚杆钻机进行施工。
因此，对一些边坡面积较大、边坡较高，且边坡坡度有变化的不规则待施工边坡，采用传统的脚手架平台进行施工往往需要耗费大量的钢材和大量的时间进行作业平台地搭建。同时，该传统结构的脚手架平台在拆卸时也需要大量的人力和物力，其搭设、拆卸效率低下，耗用时间较多，同时具有较大的安全风险。而现有的一些提前预搭建的移动式车架平台，虽然采用牵引方式在边坡上进行移动作业，但由于其车架平台用于固定作业机械的台板不能根据边坡的坡度进行自适应水平调节，因此很难控制锚杆钻孔的水平度，在将锚杆打入锚孔时，锚杆不能以水平的姿态嵌入边坡的坡体，影响对坡体的加固强度。
发明内容
为了解决上述技术存在的缺陷，本发明提供一种可根据边坡坡度进行灵活调节和移动的边坡作业平台。
本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：
一种边坡作业平台，包括沿施工边坡的坡面上下移动的行走装置、设在所述行走装置上的作业平台，以及固定在施工边坡顶部的平缓坡顶上的牵引装置，其中，在位于施工边坡上坡面的一端，所述作业平台与所述行走装置铰接，所述行走装置在位于施工边坡下坡面的左右两侧铰接有两根立杆，所述作业平台在位于施工边坡下坡面的左右两侧固定有水平杆，相同侧的所述立杆与所述水平杆之间通过二维活动连接组件固定，所述立杆的下部固定有与所述二维活动连接组件连接的，用于调整所述作业平台的水平倾角，以使所述作业平台保持水平姿态的升降调节装置，所述行走装置在位于施工边坡下坡面的左右两侧固定有与所述立杆连接的，用于调整所述立杆的垂直倾角，以使所述立杆保持竖直向上的角度调整装置，所述作业平台上设有水平倾角传感器，所述立杆上设有垂直倾角传感器，所述水平倾角传感器和所述垂直倾角传感器分别与控制器连接，所述控制器分别与所述升降调节装置和所述角度调整装置连接。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述行走装置包括车架、设在所述车架在靠近施工边坡上坡面的上滚轮，以及设在所述车架在靠近施工边坡下坡面的下滚轮。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述作业平台包括台板、设置所述台板周侧的安全围栏，在位于施工边坡上坡面的一端，所述台板与所述车架的对应端通过转轴铰接，所述水平杆与所述台板在位于施工边坡下坡面的左右两侧固定。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述升降调节装置包括步进电机底座、固定在所述步进电机底座中的步进电机、固定在所述步进电机底座上的齿轮传动箱、与所述齿轮传动箱连接的竖向设置的丝杠，传动连接在所述丝杠上的升降连接板，以及连接在所述丝杠顶端的上顶板，所述升降连接板与所述二维活动连接组件固定连接，所述上顶板与所述立杆的上部固定连接，所述步进电机底座与所述立杆的下部固定连接。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述角度调整装置包括设在所述行走装置在位于施工边坡下坡面的左右两侧的两液压缸，所述液压缸的缸身固定在所述行走装置上，所述液压缸的导杆与所述立杆固定。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述二维活动连接组件包括第一滑套管和第二滑套管，所述第二滑套管的管身中部通过转轴与所述第一滑套管的管身中部转动连接，所述第一滑套管滑动套接在所述立杆上，所述第一滑套管的一端固定有第一气动夹紧爪，所述第二滑套管滑动套接在所述水平杆上，所述第二滑套管的一端固定有第二气动夹紧爪，所述第一气动夹紧爪通过第一电磁阀与气泵连接，所述第二气动夹紧爪通过第二电磁阀与气泵连接，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述控制器连接。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述升降连接板在与所述第一滑套管连接的位置成型有弧形内凹的焊接槽，所述第一滑套管在对应所述焊接槽的位置成型有焊接弧板，所述焊接槽与所述焊接弧板焊接固定。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述上顶板在与所述立杆连接的位置成型有弧形内凹的立杆焊接槽，所述立杆焊接槽与所述立杆的上部焊接固定。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述作业平台在位于施工边坡上坡面的一端设有可移动的延伸台，所述延伸台上设有可沿直线移动，向施工边坡的坡面靠近或远离的施工设备。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述牵引装置包括固定在平缓坡顶上的牵引机、固定在施工边坡与平缓坡顶过渡处的滑轮，以及连接在所述行走装置在位于施工边坡上坡面的左右两端的同步牵引钢绳，所述同步牵引钢绳经所述滑轮与所述牵引机的收卷轴连接。
优选地，在上述的边坡作业平台中，所述上滚轮的直径小于所述下滚轮的直径。
本发明的有益效果为：本发明的边坡作业平台可根据边坡坡度进行灵活调节和移动，避免了大量脚手架的搭设、安装和拆卸，节约了大量的施工时间和人力物力。立杆与水平杆连接采用特殊结构的二维活动连接组件进行活动连接，可以适应任意坡度的边坡，使得作业平台始终处于水平姿态，方便在边坡上钻取孔向为水平方向的锚杆孔，使得打入的锚杆能以水平姿态嵌入在坡体中，增强边坡坡体的结构强度。通过牵引装置对行走装置进行牵引，可使得整个边坡作业平台在边坡的坡面上上下灵活地移动，方便对锚孔进行精准地定位施工。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明所述边坡作业平台在立杆侧的结构图；
图3为本发明所述升降调节装置的立体图；
图4为本发明所述二维活动连接组件的一视角的结构图；
图5为本发明所述二维活动连接组件在另一视角的结构图；
图6为本发明所述施工设备在延伸台上的固定示意图；
图7为本发明所述边坡作业平台在第一坡面上的稳定状态下的示意图；
图8为本发明所述边坡作业平台在第二坡面上的初始待调整状态下的示意图；
图9为本发明所述边坡作业平台在第二坡面上的稳定状态下的示意图；
图10为本发明所述边坡作业平台的控制模块框图。
具体实施方式
为使对本发明作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参见图1和图2，如图所示，本发明的实施例提出了一种边坡作业平台，该边坡作业平台包括沿施工边坡100的坡面上下移动的行走装置1、设在行走装置1上的作业平台2，以及固定在施工边坡100顶部的平缓坡顶200上的牵引装置3。其中，作为本发明的一种改进，在位于该施工边坡100上坡面的一端，作业平台2与行走装置1铰接，行走装置1在位于施工边坡100下坡面的左右两侧铰接有两根立杆5，作业平台2在位于施工边坡100下坡面的左右两侧固定有水平杆6，相同侧的立杆5与水平杆6之间通过二维活动连接组件9固定。立杆5的下部分别固定有升降调节装置7，该升降调节装置7的驱动端与二维活动连接组件9连接，通过驱动端的位置调整来调整作业平台2的水平倾角，使该作业平台2保持水平姿态。行走装置1在位于施工边坡100下坡面的左右两侧分别固定有角度调整装置8，角度调整装置8的驱动端与对应侧的立杆5连接，通过驱动端的位置调整来调整立杆5的垂直倾角，使立杆5保持竖直向上。两角度调整装置8的调节动作保持同步，使得行走装置1左右两侧的立杆5可以保持同步地角度调节。同理，两升降调节装置7的调节动作也保持同步，使得作业平台2的左右两侧可以同步地升降。
具体地，为实现对作业平台2的水平度和立杆5的垂直度的自动准确调节，该作业平台2上设有水平倾角传感器，立杆5上设有垂直倾角传感器。其中，水平倾角传感器和垂直倾角传感器分别与控制器连接，控制器分别与升降调节装置7和角度调整装置8连接。在水平倾角传感器感应到作业平台2不平整时，控制器向升降调节装置7发送驱动信号，升降调节装置7执行相应的升降位移行程，使得作业平台2调整至水平状态。在该角度调整装置8感应到立杆5具有倾向于上坡面或下坡面的倾角时，控制器向角度调整装置8发送驱动信号，角度调整装置8执行相应的位移行程，使得立杆5调整至竖直的姿态。通过对作业平台2的水平姿态地调整和对立杆5的垂直角度地调整，可使得作业平台2、立杆5以及行走装置1构成一个稳定的直角三角形，如图7和图9所示的状态。
进一步地，在本发明的优选实施例中，如图1所示，该行走装置1包括车架11、设在车架11在靠近施工边坡100上坡面的上滚轮12，以及设在车架11在靠近施工边坡100下坡面的下滚轮13。作为一种优选的实施例，上滚轮12的直径小于下滚轮13的直径，方便该作业平台爬坡。
进一步地，如图1所示，该作业平台2包括台板21、设置台板21周侧的安全围栏23。在位于施工边坡100上坡面的一端，台板21与车架11的对应端通过转轴铰接，水平杆6与台板21在位于施工边坡100下坡面的左右两侧固定，固定位置如图2所示。
在本发明的优选实施例中，如图2和图3所示，该升降调节装置7包括步进电机底座71、固定在步进电机底座71中的步进电机72、固定在步进电机底座71上的齿轮传动箱721、与齿轮传动箱721连接的竖向设置的丝杠73、传动连接在丝杠73上的升降连接板75，以及连接在该丝杠73顶端的上顶板74。升降连接板75与二维活动连接组件9固定连接，上顶板74与立杆5的上部固定连接，步进电机底座71与立杆5的下部固定连接。如图1和图2所示，角度调整装置8包括设在行走装置1在位于施工边坡100下坡面的左右两侧的液压缸，该液压缸的缸身固定在行走装置1上，液压缸的导杆与立杆5通过铰接轴固定连接。
进一步地，在本发明的优选实施例中，如图2、图4和图5所示，该二维活动连接组件9包括第一滑套管91和第二滑套管92。其中，第二滑套管92的管身中部通过转轴93与第一滑套管91的管身中部转动连接。第一滑套管91滑动套接在立杆5上，第一滑套管91的一端固定有第一气动夹紧爪94。第二滑套管92滑动套接在水平杆6上，第二滑套管92的一端固定有第二气动夹紧爪95。其中，第一气动夹紧爪94通过第一电磁阀与气泵连接，第二气动夹紧爪95通过第二电磁阀与气泵连接，第一电磁阀和第二电磁阀分别与控制器连接。
具体地，如图3和图4所示，该升降连接板75在与第一滑套管91连接的位置成型有弧形内凹的焊接槽751，第一滑套管91在对应焊接槽751的位置成型有焊接弧板911，焊接槽751与焊接弧板911焊接固定。上顶板74在与立杆5连接的位置成型有弧形内凹的立杆焊接槽741，立杆焊接槽741与立杆5的上部焊接固定。为方便施工操作，如图1和图6所示，作业平台2在位于施工边坡100上坡面的一端设有可移动的延伸台22，延伸台22上设有可沿直线移动，向施工边坡100的坡面靠近或远离的施工设备4。具体地，请参见图6所示，延伸台22的台面上设有可制动的滑动轨道221，施工设备4的底座可制动地滑动设置在该滑动轨道221上，通过滑动轨道221可调节施工设备4在延伸台22上的位置。如图1所示，牵引装置3包括固定在平缓坡顶200上的牵引机31、固定在施工边坡100与平缓坡顶200过渡处的滑轮32，以及连接在行走装置1在位于施工边坡100上坡面的左右两端的同步牵引钢绳33，同步牵引钢绳33经滑轮32与牵引机31的收卷轴连接。在本发明的优选实施例中，牵引机31为电动葫芦，起重量为5吨，其通过固定锚杆34固定在平缓坡顶200上。
如图10所示，水平倾角传感器和垂直倾角传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，该控制器的第一信号输出端与左右两升降调节装置7的步进电机72连接，控制器的第二信号输出端与左右两角度调整装置8的液压缸连接。该控制器的第三信号输出端与连接第一气动夹紧爪94的第一电磁阀连接，控制器的第四信号输出端与连接第二气动夹紧爪95的第二电磁阀连接。第一电磁阀和第二电磁阀分别与气泵连接，通过控制器分别控制第一电磁阀和第二电磁阀，以此来控制第一气动夹紧爪94和第二气动夹紧爪95的松紧状态，从而实现二维活动连接组件9对立杆5和水平杆6的二维位置的调整固定，使得立杆5和水平杆6在变换铰接位置后能够被夹紧固定。
具体地，本发明的边坡作业平台的工作原理通过图7、图8和图9进行描述如下：
图7示出的是该边坡作业平台在第一坡面100a上的稳定状态下的示意图，此时，作业平台2、立杆5以及行走装置1构成一个稳定的直角三角形，方便作业平台2上的施工设备4对待施工的坡面钻孔施工点进行施工。稳定地三角形结构保证了该边坡作业平台的结构强度，同时保证了作业平台2的水平度。
图8示出的是该边坡作业平台在第二坡面100b上的初始待调整状态下的示意图，即该边坡作业平台从图7示出的第一坡面100a移动到第二坡面100b时的未调整前的初始状态。
由于该第二坡面100b的坡度小于该第一坡面100a的坡度，因此，该边坡作业平台整体出现朝向上坡面的倾斜姿态。此时，作业平台2和立杆5具有朝向上坡面前倾的角度，即作业平台2不是水平状态，立杆5也不是竖直的状态，此时的边坡作业平台不便于施工作业。然后通过控制器控制该边坡作业平台进行姿态调节，首先控制器通过向第二电磁阀发送松开信号，控制第二气动夹紧爪95松开。同步地，该垂直倾角传感器也感应到立杆5具有倾向于上坡面的倾角，然后控制器向两角度调整装置8发送驱动信号，通过两角度调整装置8上的各自液压缸执行相应的位移行程，使得液压缸的液压杆伸出，将两侧的立杆5向下坡面侧顶动一个行程，直至立杆5调整到竖直的姿态。在调整的过程中，第二滑套管92与水平杆6之间为可滑动的套结连接，二维活动连接组件9在与立杆5保持固定的同时，其朝向水平杆6的尾端移动，直至立杆5调整至竖直状态。第二滑套管92的管身中部与第一滑套管91的管身中部通过转轴93转动连接，使得在该边坡作业平台在行进到不同坡度的边坡上时，其立杆5和水平杆6之间可以具有不同的铰接角度，方便其姿态的调整。
在立杆5调整至竖直状态时，垂直倾角传感器将调整到位的信号发送至控制器，控制器再向第二电磁阀发送夹紧信号，控制第二气动夹紧爪95将水平杆6夹紧，使得二维活动连接组件9的第二滑套管92与水平杆6固定在调整到位后的新位置节点。在立杆5调整到竖直状态且第二气动夹紧爪95将水平杆6夹紧后，控制器向第一电磁阀发送松开信号，控制第一气动夹紧爪94松开。同步地，该水平倾角传感器也感应到作业平台2此时具有朝向上坡面的倾角，然后控制器向左右两个升降调节装置7发送驱动信号。升降调节装置7上的步进电机72执行相应的转动量，通过丝杠73带动升降连接板75下降一个相应的下降位移行程，使得该作业平台2调整至水平状态。
在调整的过程中，第一滑套管91与立杆5之间为可滑动的套结连接，二维活动连接组件9在与水平杆6保持固定的同时，其朝向立杆5的下端进行移动，直至作业平台2调整至水平状态。在作业平台2调整至水平状态时，水平倾角传感器将调整到位的信号发送至控制器，控制器再向第一电磁阀发送夹紧信号，控制第一气动夹紧爪94将立杆5夹紧，使得二维活动连接组件9的第一滑套管91与立杆5固定在调整到位后的新位置节点，至此，完成立杆5与水平杆6在新连接位置保持固定，调整后的状态如图9所示。
综上所述，本发明的边坡作业平台可根据边坡坡度进行灵活调节和移动，避免了大量脚手架的搭设、安装和拆卸，节约了大量的施工时间和人力物力。立杆与水平杆连接采用特殊结构的二维活动连接组件进行活动连接，可以适应任意坡度的边坡，使得作业平台始终处于水平姿态，方便在边坡上钻取孔向为水平方向的锚杆孔，使得打入的锚杆能以水平姿态嵌入在坡体中，增强边坡坡体的结构强度。通过牵引装置对行走装置进行牵引，可使得整个边坡作业平台在边坡的坡面上上下灵活地移动，方便对锚孔进行精准地定位施工。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内，本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
