一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置的制作方法

本发明涉及建筑施工吊装设备，具体为一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置。

背景技术：

1、随着建筑工业化的推进，模块化建筑和装配式建筑得到了广泛应用。模块化建筑是将建筑物的各个功能单元在工厂内预制完成，然后运输至施工现场进行吊装拼接的建造方式。在吊装过程中，模块化建筑单元的重量通常为5吨至30吨，且由于模块内部设备布置不均匀，其重心位置往往偏离几何中心，导致吊装过程中存在以下技术问题：

2、第一，重心偏移问题。模块化建筑单元在起吊后，由于重心偏离吊点铅垂线，单元体自动发生偏转或倾斜，增加了吊装难度和安全风险。

3、第二，就位困难问题。模块化建筑单元需要精确放置在预定位置并与其他单元对接，但由于吊装过程中的摆动和偏转，施工人员难以将单元精确就位，通常需要多名工人使用牵引绳进行人工调整，费时费力。

4、第三，调整困难问题。在就位过程中，模块化建筑单元需要微调位置以实现精确对接，但现有吊装设备通常采用钢丝绳直接吊挂，缺乏精确的位置保持能力，微调操作困难且效率低下。

5、第四，安全隐患问题。人工牵引调整过程中，工作人员需要靠近悬吊重物，存在较大的安全隐患；吊装过程中的突然摆动可能导致重物失控，引发安全事故。

6、现有技术中，常采用液压微调装置或电动调整装置解决上述问题，但这些装置结构复杂、成本高、故障率高，且在现场施工环境中可靠性不足，尤其在断电或液压泄漏等异常情况下，无法保证吊装安全。因此，亟需一种结构简单、可靠性高、以纯机械方式实现自平衡和单向锁紧的吊装辅助装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，以解决现有技术中模块化建筑吊装过程中重心偏移、就位困难和调整困难的技术问题，通过纯机械结构实现自动平衡和单向锁紧，提高吊装效率和安全性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，包括：

3、平衡框架，所述平衡框架包括上横梁、下横梁以及连接所述上横梁与所述下横梁的两侧立柱，所述上横梁顶部设有用于连接起重设备的吊耳；

4、吊杆，可滑动地穿过所述上横梁并穿设于所述平衡框架内，所述吊杆下端设有用于连接模块化建筑单元的吊挂组件；

5、弹性预紧组件，套设于所述吊杆外部并位于所述上横梁与所述下横梁之间，对所述吊杆施加沿第一方向的弹性预紧力，使所述吊杆在所述模块化建筑单元的重力作用下能够沿所述第一方向滑动以自动补偿重心偏移；

6、单向锁紧机构，设置于所述吊杆与所述平衡框架之间，所述单向锁紧机构允许所述吊杆沿所述第一方向单向滑动，并在所述吊杆受到沿第二方向的反向力时自动锁紧以阻止所述吊杆沿所述第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向相反。

7、优选的，所述单向锁紧机构包括：

8、棘齿条，沿所述吊杆的长度方向固定设置于所述吊杆的一侧；

9、棘爪，一端通过销轴与所述平衡框架的立柱铰接，另一端设有与所述棘齿条相啮合的锁紧齿；

10、弹性复位件，一端连接所述棘爪的中部，另一端连接所述立柱，所述弹性复位件对所述棘爪施加使所述锁紧齿趋向所述棘齿条啮合方向的弹性力。

11、优选的，所述棘齿条的齿形为锯齿形，所述锯齿形具有锁紧面和导向面；所述锁紧面与所述吊杆轴线之间的夹角为锐角，所述锁紧面用于在所述棘爪啮合时形成自锁；所述导向面与所述吊杆轴线之间的夹角为钝角，所述导向面用于在所述吊杆沿所述第一方向滑动时引导所述棘爪滑过。

12、优选的，所述弹性预紧组件包括：

13、压缩弹簧，套设于所述吊杆外部，所述压缩弹簧的上端抵接所述上横梁的下表面，下端抵接弹簧座的上表面；

14、弹簧座，可滑动地套设于所述吊杆上，位于所述压缩弹簧的下方；

15、调节螺母，螺纹连接于所述吊杆上并位于所述弹簧座的下方，通过旋转所述调节螺母改变所述弹簧座的位置以调节所述压缩弹簧的预压缩量。

16、优选的，所述压缩弹簧的刚度系数k与所述模块化建筑单元的重量g之间满足关系式k=g/delta，其中delta为所述压缩弹簧在所述模块化建筑单元自重作用下的设计压缩量，delta的取值范围为15mm至35mm。

17、优选的，所述平衡框架还包括导向套筒和加强肋板；所述导向套筒固定设置于所述下横梁的中部，所述吊杆穿设于所述导向套筒内，所述导向套筒对所述吊杆的滑动起导向作用；所述加强肋板分别设置于所述立柱与所述上横梁、所述下横梁的连接处。

18、优选的，所述平衡框架的立柱的外侧转动地设置有解锁手柄，所述解锁手柄的正面安装有连接钢索，所述连接钢索的另一端连接所述棘爪，拉动所述解锁手柄时通过所述连接钢索带动所述棘爪转动，使所述锁紧齿脱离所述棘齿条以实现解锁。

19、优选的，所述吊挂组件包括连接板、卸扣和吊环；所述连接板固定于所述吊杆的下端，所述连接板的底部设有销孔；所述卸扣通过销轴与所述连接板连接；所述吊环与所述卸扣连接，用于连接所述模块化建筑单元的吊点。

20、优选的，所述平衡框架的两侧立柱上分别设有配重安装座，所述配重安装座用于安装可拆卸的配重块，通过在所述配重安装座上安装不同重量的配重块以调节所述平衡框架的重心位置。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过弹性预紧组件对吊杆施加弹性预紧力，在起吊瞬间允许吊杆在弹性范围内滑动，自动补偿模块化建筑单元的重心偏移，使单元体在起吊后迅速达到平衡状态，无需人工调整。

22、通过棘齿条与棘爪配合的单向锁紧机构，允许吊杆在模块自重作用下沿一个方向自由滑动以自动找正，反向移动时自动锁紧，有效防止单元体在吊装过程中的回摆和偏转，保证吊装稳定性和安全性。

23、采用纯机械结构的单向锁紧机构，不依赖电力或液压系统，故障率低，在断电、恶劣天气等极端条件下仍能正常工作，可靠性远高于液压微调装置和电动调整装置。

24、通过解锁手柄和连接钢索实现远程解锁操作，操作人员无需靠近悬吊重物即可完成解锁，操作简便快捷，有效提高施工效率并降低安全风险。

25、通过调节螺母可调节压缩弹簧的预压缩量，通过配重安装座可调节平衡框架的重心位置，使装置能够适应不同重量和不同重心位置的模块化建筑单元，适用范围广。

26、本装置在起吊过程中自动实现平衡和锁紧，减少人工干预，避免施工人员靠近悬吊重物的安全风险；同时，机械锁固方式在异常情况下不会失效，保证吊装全过程的安全性。

1.一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述单向锁紧机构包括：

3.根据权利要求2所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述棘齿条（41）的齿形为锯齿形，所述锯齿形具有锁紧面和导向面；所述锁紧面与所述吊杆（2）轴线之间的夹角为锐角，所述锁紧面用于在所述棘爪（42）啮合时形成自锁；所述导向面与所述吊杆（2）轴线之间的夹角为钝角，所述导向面用于在所述吊杆（2）沿所述第一方向滑动时引导所述棘爪（42）滑过。

4.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述弹性预紧组件包括：

5.根据权利要求4所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述压缩弹簧（31）的刚度系数k与所述模块化建筑单元的重量g之间满足关系式k=g/delta，其中delta为所述压缩弹簧（31）在所述模块化建筑单元自重作用下的设计压缩量，delta的取值范围为15mm至35mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述平衡框架还包括导向套筒（16）和加强肋板（15）；所述导向套筒（16）固定设置于所述下横梁（12）的中部，所述吊杆（2）穿设于所述导向套筒（16）内，所述导向套筒（16）对所述吊杆（2）的滑动起导向作用；所述加强肋板（15）分别设置于所述立柱（13）与所述上横梁（11）、所述下横梁（12）的连接处。

7.根据权利要求2所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述平衡框架的立柱（13）的外侧转动地设置有解锁手柄（44），所述解锁手柄（44）的正面安装有连接钢索（45），所述连接钢索（45）的另一端连接所述棘爪（42），拉动所述解锁手柄（44）时通过所述连接钢索（45）带动所述棘爪（42）转动，使所述锁紧齿脱离所述棘齿条（41）以实现解锁。

8.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述吊挂组件包括连接板（51）、卸扣（52）和吊环（53）；所述连接板（51）固定于所述吊杆（2）的下端，所述连接板（51）的底部设有销孔；所述卸扣（52）通过销轴与所述连接板（51）连接；所述吊环（53）与所述卸扣（52）连接，用于连接所述模块化建筑单元的吊点。

9.根据权利要求1所述的一种用于模块化建筑的平衡吊架单向锁紧装置，其特征在于：所述平衡框架的两侧立柱（13）上分别设有配重安装座（17），所述配重安装座（17）用于安装可拆卸的配重块（18），通过在所述配重安装座（17）上安装不同重量的配重块（18）以调节所述平衡框架的重心位置。