一种大桥斜拉索除冰装置，包括除冰头部、固定外架、第一行走机构、第二行走机构，除冰头部、第一行走机构和第二行走机构从上至下依次安装在固定外架上，第一行走机构与除冰头部之间设有缓冲机构；第一行走机构和第二行走机构所在的固定外架之间设有电动推杆，电动推杆伸出和回缩工作带动第一行走机构和第二行走机构沿固定外架爬升；第一行走机构和第二行走机构在固定外架上的爬升运动驱动除冰头部沿单根斜拉索上升运动除冰，除冰头部进行除冰动作时，第一行走机构、第二行走机构分别与固定外架之间处于相对静止状态。本发明专利技术在冰块厚度不一工况下也能够完美除冰，有足够大的力来破开冰块，并能够除去粘附于拉索表面的薄冰块，能耗也较低。
【技术实现步骤摘要】
一种大桥斜拉索除冰装置
本专利技术涉及一种除冰装置，具体涉及一种大桥斜拉索除冰装置。
技术介绍
随着桥梁建造技术的成熟，中国及世界范围内相继建成了许多跨江、跨海大桥。比如俄罗斯岛大桥，其中心跨度达1100米，斜拉索长度达580米，斜拉索最高点距地面近100米；中国晋江大桥塔全场2470米，其大桥主塔高134米。而在这样的一个高空环境下，当遇到严寒、雨雪及湿度较大的天气条件，空气中的水蒸气及小水珠极易在大桥斜拉索表面凝结堆积成冰块。更别说一些极寒天气地区，其结冰速度更快。并且，为了减小高空环境下风雨对斜拉索的冲刷和侵蚀，一些建筑公司会在斜拉索表面添加一层抗风阻材料，而这层材料会使得斜拉索表面更易于结成冰块。目前，国内对于斜拉索除冰方面的研究几乎才刚刚开始。在2018年一月，中铁大桥科学研究院有限公司专利技术了一种斜拉桥拉锁智能除湿除冰系统及方法(申请号：201810073182.3)，提出了一种在斜拉索内部利用加热空气以达到除冰的目的，但是该方法能耗极大，且即使外部没有结冰但温度很低时该系统依然会自动工作。在国外，VictorF.Petrenko,CharlesR.Sullivan,ValeriKozlyuk,FedorV.Petrenko,VictorVeerasamy等人在2011年提出了一种脉冲电热方式除冰器(Pulseelectro-thermalde-icer(PETD))，但是该方法仅适用于桥梁上部结构，而不能很好的除去斜拉索上的冰块。因此，针对大桥斜拉索外部的冰块与积雪问题，急需设计出一种满足上述复杂工作环境的且能解决上述各种问题的除冰装置。专利
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种大桥斜拉索除冰装置，它在冰块厚度不一工况下也能够完美除冰，有足够大的力来破开冰块，并能够除去粘附于拉索表面的薄冰块，能耗也较低。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种大桥斜拉索除冰装置，包括除冰头部、固定外架、第一行走机构、第二行走机构，所述除冰头部、第一行走机构和第二行走机构从上至下依次安装在固定外架上，第一行走机构与除冰头部之间设有缓冲机构；所述第一行走机构和第二行走机构所在的固定外架之间设有电动推杆，所述电动推杆也安装在固定外架上，电动推杆伸出和回缩工作带动第一行走机构和第二行走机构沿固定外架爬升；第一行走机构和第二行走机构在固定外架上的爬升运动驱动除冰头部沿单根斜拉索上升运动除冰，所述除冰头部进行除冰动作时，所述第一行走机构、第二行走机构分别与固定外架之间处于相对静止状态。作为上述技术方案的进一步改进：所述第一行走机构包括第一转动外壳、第二转动外壳、复合材料衬套、电机A、传动轴A和球形螺母，所述第一转动外壳和第二转动外壳一侧连接边通过固定在固定外架上的定位销轴连接，另一侧连接边通过传动轴A连接，所述传动轴A一端通过联轴器A与电机A连接，另一端穿过球形螺母并可在球形螺母中转动，所述球形螺母安装在球形螺母端盖中，所述球形螺母端盖安装在第一转动外壳上，所述电机A安装在第二转动外壳上；依靠传动轴A在球形螺母中的转动使第一转动外壳和第二转动外壳进行抱紧和松开斜拉索动作；所述复合材料衬套分别通过过盈配合连接固定在第一转动外壳、第二转动外壳内壁上，所述第一转动外壳和第二转动外壳端部均通过圆柱销与固定外架固定在一起。进一步，所述第一转动外壳、第二转动外壳在开合侧设有连接弹簧A。进一步，所述第一行走机构和第二行走机构的结构相同。进一步，所述除冰头部包括第一半圆除冰头部、第二半圆除冰头部、高速振动器、凸轮、电机B和联轴器B，所述第一半圆除冰头部与第二半圆除冰头部通过螺栓连接，所述高速振动器的数量为两个，并分别通过焊接方式固定在第一半圆除冰头部、第二半圆除冰头部的内壁上，所述电机B通过联轴器B与凸轮的转轴连接，所述第一半圆除冰头部、第二半圆除冰头部上均设于用于与固定外架连接的套筒A，所述凸轮的数量为两个，两个凸轮分别始终与第一半圆除冰头部和第二半圆除冰头部一对一接触；因为本专利技术是应用在大桥斜拉索上，而斜拉索一般很长，如果除冰头部做成一整个就装不上去，所以将除冰头部拆分成第一半圆除冰头部、第二半圆除冰头部。进一步，所述第一半圆除冰头部和第二半圆除冰头部的除冰端均为锯齿形结构，第一半圆除冰头部和第二半圆除冰头部与缓冲机构的安装板之间均设有连接弹簧B，所述第一半圆除冰头部和第二半圆除冰头部在连接弹簧B的作用下始终与凸轮保持接触。进一步，所述固定外架包括底板、导轨、第一行走机构安装板、第二行走机构安装板、缓冲机构安装板、套筒B和定位销轴，所述底板、第二行走机构安装板、第一行走机构安装板、缓冲机构安装板从下至上依次平行排列，所述电动推杆的两端分别通过螺栓与底板、第二行走机构安装板连接，所述套筒B竖直设置在第一行走机构安装板与缓冲机构安装板的四个导向孔上，套筒B的外圆面分别通过焊接方式与第一行走机构安装板、缓冲机构安装板连接；所述定位销轴的数量为两个，分别竖直焊接在底板和第二行走机构安装板上；所述导轨底部与底板通过螺纹连接，导轨与套筒B在同一条直线上。进一步，所述缓冲机构包括缓冲弹簧和弹簧导向伸缩杆，所述缓冲弹簧套在弹簧导向伸缩杆外侧，所述弹簧导向伸缩杆包括伸缩内杆和伸缩外杆，所述伸缩内杆焊接连接在缓冲机构安装板上，伸缩外杆焊接连接在第一行走机构安装板上。进一步，所述套筒B和导轨的数量均为四个，一个套筒B配合一个导轨配合使用组成一个直线边，四个直线边呈方形或平行四边形排列。进一步，所述底板、第一行走机构安装板、第二行走机构安装板、缓冲机构安装板均为横置的U型结构。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、由于大桥斜拉索都会具有不同角度，拉索外部结冰情况会随着角度的变化而不同，一般冰块会聚集在与水平面成锐角的一侧，本专利技术可以根据冰块厚度不一工况下也能够完美除冰，本专利技术的除冰原理是通过凸轮的运动带动除冰头部击打冰块，由于除冰头部为硬度比冰块大很多的金属材料，所以不论冰块多厚多大都能够除去，而且在除冰过程中不会对大桥斜拉索造成伤害或影响其使用寿命；2、由于冰块与拉索外表面会形成包覆层，本专利技术有足够大的力来破开冰块；并且在满足除掉冰块的过程中也能够除去粘附于拉索表面的薄冰块，在两个半圆除冰头部内部安装有高速振动器，它们锤击力度不大但是振动频率很高，当除冰装置做上升运动时，高速振动器能够持续工作除去包覆于斜拉索表面的薄冰层；3、本专利技术能在除冰完成到达拉锁顶部之后能够自动返回，能耗较低。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术中除冰头部的局部结构示意图；图3是本专利技术中第一行走机构的结构示意图；图4是本专利技术第一行走机构中球形螺母的结构示意图；图5是本专利技术第一行走机构中球形螺母端盖的结构示意图；图6是本专利技术中固定外架的结构示意图。图例说明：1、除冰头部；11、第一半圆除冰头部；12、第二半圆除冰头部；13、高速振动器；14、凸轮；15、电机B；16、联轴器B；17、套筒A；18、连接弹簧B；2、固定外架；21、定位销轴；22、底板；23、导轨；24、第一行走机构安装板；25、第二行走机构安装板；26、缓冲机构安装板；27、套筒B；3、第一行走机构；31、第一转动外壳；32、第二转动外壳；33、复合材料衬套；34、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：包括除冰头部(1)、固定外架(2)、第一行走机构(3)、第二行走机构(4)，所述除冰头部、第一行走机构(3)和第二行走机构(4)从上至下依次安装在固定外架(2)上，第一行走机构(3)与除冰头部(1)之间设有缓冲机构(5)；所述第一行走机构(3)和第二行走机构(4)所在的固定外架(2)之间设有电动推杆(6)，所述电动推杆(6)也安装在固定外架(2)上，电动推杆(6)伸出和回缩工作带动第一行走机构(3)和第二行走机构(4)沿固定外架(2)爬升；第一行走机构(3)和第二行走机构(4)在固定外架(2)上的爬升运动驱动除冰头部(1)沿单根斜拉索上升运动除冰，所述除冰头部(1)进行除冰动作时，所述第一行走机构(3)、第二行走机构(4)分别与固定外架(2)之间处于相对静止状态。
【技术特征摘要】
1.一种大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：包括除冰头部(1)、固定外架(2)、第一行走机构(3)、第二行走机构(4)，所述除冰头部、第一行走机构(3)和第二行走机构(4)从上至下依次安装在固定外架(2)上，第一行走机构(3)与除冰头部(1)之间设有缓冲机构(5)；所述第一行走机构(3)和第二行走机构(4)所在的固定外架(2)之间设有电动推杆(6)，所述电动推杆(6)也安装在固定外架(2)上，电动推杆(6)伸出和回缩工作带动第一行走机构(3)和第二行走机构(4)沿固定外架(2)爬升；第一行走机构(3)和第二行走机构(4)在固定外架(2)上的爬升运动驱动除冰头部(1)沿单根斜拉索上升运动除冰，所述除冰头部(1)进行除冰动作时，所述第一行走机构(3)、第二行走机构(4)分别与固定外架(2)之间处于相对静止状态。2.根据权利要求1所述的大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：所述第一行走机构(3)包括第一转动外壳(31)、第二转动外壳(32)、复合材料衬套(33)、电机A(34)、传动轴A(35)和球形螺母(36)，所述第一转动外壳(31)和第二转动外壳(32)一侧连接边通过固定在固定外架(2)上的定位销轴(21)连接，另一侧连接边通过传动轴A(35)连接，所述传动轴A(35)一端通过联轴器A(37)与电机A(34)连接，另一端穿过球形螺母(36)并可在球形螺母(36)中转动，所述球形螺母(36)安装在球形螺母端盖(38)中，所述球形螺母端盖(38)安装在第一转动外壳(31)上，所述电机A(34)安装在第二转动外壳(32)上；依靠传动轴A(35)在球形螺母(36)中的转动使第一转动外壳(31)和第二转动外壳(32)进行抱紧和松开斜拉索动作；所述复合材料衬套(33)分别通过过盈配合连接固定在第一转动外壳(31)、第二转动外壳(32)内壁上，所述第一转动外壳(31)和第二转动外壳(32)端部均通过圆柱销(39)与固定外架(2)固定在一起。3.根据权利要求2所述的大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：所述第一转动外壳(31)、第二转动外壳(32)在开合侧设有连接弹簧A(7)。4.根据权利要求1或2或3所述的大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：所述第一行走机构(3)和第二行走机构(4)的结构相同。5.根据权利要求1或2或3所述的大桥斜拉索除冰装置，其特征在于：所述除冰头部(1)包括第一半圆除冰头部(11)、第二半圆除冰头部(12)、高速振动器(13)、凸轮(14)、电机B(15)和联轴器B(16)，所述第一半圆除冰头部(11)与第二半圆除冰头部(12)通过螺栓连接而形成整圆结构，所述高速振动器(13)的数量为两个，并分别通过焊接方式...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗秀娟，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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