一种高层构筑物表面维护装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及构筑物维修技术领域，具体公开了一种高层构筑物表面维护装置及方法，其中的方法包括以下步骤：步骤1：安装、校验维护装置；步骤2：构建高层构筑物表面地图坐标集；步骤3：收集坐标集距离数据；步骤4：进行高层构筑物表面维护。本发明专利技术在保证高层构筑物表面维护清洁效果的同时，可保护高层构筑物表面涂料，提高高层构筑物表面维护工作效率。高层构筑物表面维护工作效率。高层构筑物表面维护工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高层构筑物表面维护装置及方法


[0001]本专利技术属于构筑物维修
，具体涉及一种高层构筑物表面维护装置及方法。

技术介绍

[0002]目前核电高层构筑物表面去污、去锈、防腐、涂装均依靠人工完成，高处作业风险高，且室外高处作业受限于室外气候条件。使用人工吊装攀爬方式维护核电高层构筑物表面，存在较高的安全隐患，不利于核电厂本质安全工作的提升。而使用搭设脚手架的方法对核电高层构筑物表面进行维护，需要耗费大量的人工成本与时间成本，经济性不佳，降低了核电运营单位的核电机组能力因子。
[0003]北方某电厂人员进行高层构筑物外表面高处作业时，曾发生缆绳断裂导致人员高处坠落事件，造成人员伤亡和较大经济损失。因此亟需提出一种高层构筑物表面维护装置及方法，能够适用于核电高层构筑物，替代人工进行高层构筑物表面维护作业。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高层构筑物表面维护装置及方法，可对高层构筑物外表面进行去污、除锈、防腐、涂装操作。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种高层构筑物表面维护装置，包括提升电动卷筒、提升电动卷筒编码器、平移轨道电机、平移轨道电机编码器、环形轨道、吊杆、测距设备、电动伸缩杆、喷头、吊箱、控制单元；所述的提升电动卷筒固定在待清洁构筑物顶部，并通过钢缆连接环形轨道；所述的提升电动卷筒与提升电动卷筒编码器各有三台，分别通过控制单元控制执行；其中的1号提升电动卷筒编码器用于测量1号提升电动卷筒的实时所在高度，2号提升电动卷筒编码器用于测量2号提升电动卷筒的转动角度，3号提升电动卷筒编码器用于测量3号提升电动卷筒的转动角度；所述的提升电动卷筒编码器每转动一圈，对应的提升电动卷筒竖直方向上运动ΔH mm；所述的平移轨道电机安装在环形轨道上，通过控制单元控制启停；平移轨道电机正反转时可沿着环形轨道做环形水平运动，通过平移轨道电机编码器测量平移轨道电机的转动角度、方向；所述的吊杆为平移轨道电机与吊箱的刚性连接件，在吊箱指向环形轨道圆心水平方向的一面安装有电动伸缩杆、测距设备；所述电动伸缩杆的末端设有喷头；通过控制单元控制电动伸缩杆的伸缩、测距设备以及喷头的启停；在所述吊箱的内部设有水箱、涂料箱、干冰箱。
[0006]所述的测距设备为深度摄像头、毫米波雷达，毫米波雷达的采样频率与深度摄像
头保持一致。
[0007]在水箱内设有水箱液位开关和水箱泵，水箱泵的出口设有水回路入口阀，水回路入口阀的下游管线连接水回路逆止阀，在水回路入口阀与水回路逆止阀的连接管线中间设有水回路压力传感器；水回路逆止阀的出口通过管线连接出口阀的入口，出口阀的出口连接喷头。
[0008]在涂料箱内设有涂料箱液位开关和涂料箱泵，涂料箱泵的出口设有涂料回路入口阀，涂料回路入口阀的下游管线连接涂料回路逆止阀，在涂料回路入口阀与涂料回路逆止阀的连接管线中间设有涂料回路压力传感器；涂料回路逆止阀的出口通过管线连接出口阀的入口，出口阀的出口连接喷头。
[0009]在干冰箱内设有干冰箱泵，干冰箱泵的出口设有干冰回路入口阀，干冰回路入口阀的下游管线连接干冰回路逆止阀，在干冰回路入口阀与干冰回路逆止阀的连接管线中间设有干冰回路压力传感器；干冰回路逆止阀的出口通过管线连接出口阀的入口，出口阀的出口连接喷头。
[0010]所述平移轨道电机的轴水平放置，且与环形轨道垂直。
[0011]一种基于所述维护装置的高层构筑物表面维护方法，包括以下步骤：步骤1：安装、校验维护装置在柱形构筑物外立面安装好维护装置，以吊箱底面为基准点，将环形轨道、平移轨道电机、平移轨道电机编码器、吊杆、吊箱均升至构筑物底面以上0m处后，再继续同步升高直至吊箱的高度达到ΔH mm，然后将1号提升电动卷筒编码器、2号提升电动卷筒编码器、3号提升电动卷筒编码器的光码盘实时读数值和实时圈数值均置为0；将平移轨道电机运行至朝向正东方向，将移轨道电机编码器的光码盘实时读数值和实时圈数值均置为0；步骤2：构建高层构筑物表面地图坐标集逆时针使平移轨道电机在环形轨道上运行至360
°
水平位置，将该点识别为360
°
角度校满点，并记录该点平移轨道电机编码器的实时圈数值R、光码盘实时读数值A；计算平移轨道电机实时所在角度((0.1
×
a+ΔH
×
r)
÷
(0.1
×
A+ΔH
×
R))
×
360，单位为度；其中a为平移轨道电机编码器光码盘实时读数值，r为平移轨道电机编码器实时圈数值；设置平移轨道电机运动角度范围为0~365
°
，设x为平移轨道电机的横向运动范围，单位为毫米，则x的取值范围为0~(0.1
×
A+ΔH
×
R)
×
(365
÷
360)；以吊箱顶面为基准点，将环形轨道、平移轨道电机、平移轨道电机编码器、吊杆、吊箱同步升至构筑物顶部水平面，记录该点1号提升电动卷筒编码器的圈数值C、光码盘实时读数值B；设y为1号提升电动卷筒的纵向运动范围，单位为毫米，则y的取值范围为0~(0.1
×
B+ΔH
×
C)；构建高层构筑物表面矩形平面地图坐标集P(x,y)，其中x轴范围为0~(0.1
×
A+ΔH
×
R)
×
(365
÷
360)，y轴范围为0~(0.1
×
B+ΔH
×
C)；步骤3：收集坐标集距离数据将环形轨道、平移轨道电机、平移轨道电机编码器、吊杆、吊箱按照坐标集P(x,y)
在高层构筑物表面由高到低逐行扫描，扫描过程中记录测距设备与高层构筑物表面每个单位坐标上的距离集合；步骤4：进行高层构筑物表面维护沿高层构筑物表面矩形平面地图坐标集P(x,y)，由高到低逐行对高层构筑物表面进行清洗去污、涂装或防腐除锈；过程中，电动伸缩杆根据坐标集距离数据来改变伸长量。
[0012]步骤3中，记录通过深度摄像头获取的图像中心点与高层构筑物表面每个单位坐标上的距离值集合L
S
，以及通过毫米波雷达读取的毫米波雷达与高层构筑物表面每个单位坐标间的距离值集合L
R
；将集合L
S
与集合L
R
的距离值取平均后形成平均距离数据集合L
A
(x
’
,y
’
)，然后对平均距离数据集合L
A
(x
’
,y
’
)的坐标数据进行校正，形成二阶数组L(x”,y”)= L(x
’‑
n,y
’‑
m)=L[(0.1
×
a+ΔH
×
r)
×
(365
÷
360)
‑
n,0.1
×
b+ΔH
×
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：包括提升电动卷筒、提升电动卷筒编码器、平移轨道电机（7）、平移轨道电机编码器（8）、环形轨道（9）、吊杆（10）、测距设备、电动伸缩杆（13）、喷头（14）、吊箱（15）、控制单元（29）；所述的提升电动卷筒固定在待清洁构筑物顶部，并通过钢缆连接环形轨道（9）；所述的提升电动卷筒与提升电动卷筒编码器各有三台，分别通过控制单元（29）控制执行；其中的1号提升电动卷筒编码器（4）用于测量1号提升电动卷筒（1）的实时所在高度，2号提升电动卷筒编码器（5）用于测量2号提升电动卷筒（2）的转动角度，3号提升电动卷筒编码器（6）用于测量3号提升电动卷筒（3）的转动角度；所述的提升电动卷筒编码器每转动一圈，对应的提升电动卷筒竖直方向上运动ΔH mm；所述的平移轨道电机（7）安装在环形轨道（9）上，通过控制单元（29）控制启停；平移轨道电机（7）正反转时可沿着环形轨道（9）做环形水平运动，通过平移轨道电机编码器（8）测量平移轨道电机（7）的转动角度、方向；所述的吊杆（10）为平移轨道电机（7）与吊箱（15）的刚性连接件，在吊箱（15）指向环形轨道（9）圆心水平方向的一面安装有电动伸缩杆（13）、测距设备；所述电动伸缩杆（13）的末端设有喷头（14）；通过控制单元（29）控制电动伸缩杆（13）的伸缩、测距设备以及喷头（14）的启停；在所述吊箱（15）的内部设有水箱（33）、涂料箱（34）、干冰箱（35）。2.如权利要求1所述的一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：所述的测距设备为深度摄像头（11）、毫米波雷达（12），毫米波雷达（12）的采样频率与深度摄像头（11）保持一致。3.如权利要求1所述的一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：在水箱（33）内设有水箱液位开关（27）和水箱泵（30），水箱泵（30）的出口设有水回路入口阀（24），水回路入口阀（24）的下游管线连接水回路逆止阀（18），在水回路入口阀（24）与水回路逆止阀（18）的连接管线中间设有水回路压力传感器（21）；水回路逆止阀（18）的出口通过管线连接出口阀（16）的入口，出口阀（16）的出口连接喷头（14）。4.如权利要求1所述的一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：在涂料箱（34）内设有涂料箱液位开关（28）和涂料箱泵（31），涂料箱泵（31）的出口设有涂料回路入口阀（25），涂料回路入口阀（25）的下游管线连接涂料回路逆止阀（19），在涂料回路入口阀（25）与涂料回路逆止阀（19）的连接管线中间设有涂料回路压力传感器（22）；涂料回路逆止阀（19）的出口通过管线连接出口阀（16）的入口，出口阀（16）的出口连接喷头（14）。5.如权利要求1所述的一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：在干冰箱（35）内设有干冰箱泵（32），干冰箱泵（32）的出口设有干冰回路入口阀（26），干冰回路入口阀（26）的下游管线连接干冰回路逆止阀（20），在干冰回路入口阀（26）与干冰回路逆止阀（20）的连接管线中间设有干冰回路压力传感器（23）；干冰回路逆止阀（20）的出口通过管线连接出口阀（16）的入口，出口阀（16）的出口连接喷头（14）。6.如权利要求1所述的一种高层构筑物表面维护装置，其特征在于：所述平移轨道电机（7）的轴水平放置，且与环形轨道（9）垂直。7. 一种基于权利要求2所述维护装置的高层构筑物表面维护方法，其特征在于：包括
以下步骤：步骤1：安装、校验维护装置在柱形构筑物外立面安装好维护装置，以吊箱（15）底面为基准点，将环形轨道（9）、平移轨道电机（7）、平移轨道电机编码器（8）、吊杆（10）、吊箱（15）均升至构筑物底面以上0m处后，再继续同步升高直至吊箱（15）的高度达到ΔH mm，然后将1号提升电动卷筒编码器（4）、2号提升电动卷筒编码器（5）、3号提升电动卷筒编码器（6）的光码盘实时读数值和实时圈数值均置为0；将平移轨道电机（7）运行至朝向正东方向，将移轨道电机编码器（8）的光码盘实时读数值和实时圈数值均置为0；步骤2：构建高层构筑物表面地图坐标集逆时针使平移轨道电机（7）在环形轨道（9）上运行至360
°
水平位置，将该点识别为360
°
角度校满点，并记录该点平移轨道电机编码器（8）的实时圈数值R、光码盘实时读数值A；计算平移轨道电机（7）实时所在角度((0.1
×
a+Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇航，顾蔚泉，陈宇肇，龚智明，丁勤洁，黄晓景，王亨，陈辉，陈昌贻，陈湛杨，陈韵淇，
申请(专利权)人：福建福清核电有限公司，
类型：发明
国别省市：