橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其包含有一靜平臺；一與靜平臺對應(yīng)的動平臺；兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺一端的第一頂升單元；兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺一側(cè)的第二頂升單元；以及兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺另一側(cè)的第三頂升單元。藉此，除可作為橋梁頂升工程使用之外，更有利于施工前的測試調(diào)整及校正工作，使橋梁具有原地進行養(yǎng)護、加固、調(diào)整高程高度及提升通水斷面的優(yōu)勢，尤其以數(shù)個至數(shù)十個三軸并聯(lián)機構(gòu)配合控制橋梁同步頂升工法的需求，可使橋面保持原姿態(tài)同步上升，而可達到實時調(diào)整的功效，可避免橋梁因敲除重建所造成的污染、資源浪費，阻斷交通以及社會成本的增加。
【專利說明】橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一種橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，尤指一種除可作為橋梁頂升工 程使用的外，更有利于施工前的測試調(diào)整及校正工作，使橋梁具有原地進行養(yǎng)護、加固、調(diào) 整高程高度及提升通水斷面的優(yōu)勢，尤其以數(shù)個至數(shù)十個三軸并聯(lián)機構(gòu)配合控制橋梁同步 頂升工法的需求，可使橋面保持原姿態(tài)同步上升，而可達到實時調(diào)整的功效，可避免橋梁因 敲除重建所造成的污染、資源浪費，阻斷交通以及社會成本的增加者。

【背景技術(shù)】
[0002] 全世界天氣與地震異常，再加上區(qū)域的土地開發(fā)過度與水土保持不力，因此湍急 的河川沖刷造成橋墩基樁裸露；山區(qū)土石流造成河道土石流淤積使橋梁凈空高度不足；地 下水超抽造成橋墩地基不穩(wěn)及下陷等問題，再加上鐵路、公路橋梁本身也有養(yǎng)護、加固等維 修問題，整體規(guī)劃橋梁頂升施工工法及規(guī)范迫不及待；尤其是汛雨期到來，豪雨及臺風對橋 梁對河道的影響越來越敏感，封橋、封路、淹水對人民的生命財產(chǎn)造成很大的威脅。
[0003] 然，傳統(tǒng)的橋梁同步頂升方法(如圖6所示)，利用多數(shù)個同排向的液壓千斤頂7 進行同步頂升，若是在橋墩8上同時固定六個100噸的液壓千斤頂7，即可頂升600噸的橋 體；但這樣的做法，除了每一個千斤頂7下方的支撐架7 1，要定位準確之外，即使同一廠 牌規(guī)格的千斤頂7，在頂升過程中，也會因摩擦或泄漏問題而無法同步，且各千斤頂7以單 點方式接觸橋面，因此，在頂升過程中常會造成頂升點與橋面的局部應(yīng)力集中，而使得千斤 頂7容易產(chǎn)生損壞或支撐力不足的情形。
[0004] 再者，由于頂升工法受橋梁型式及頂升目的多樣性的影響，對施工變量影響很大， 如何節(jié)省資源，且規(guī)范出最大的通用作法是施工前也要納入的考慮。如此考慮的橋梁頂升 施工工法，不但主要的設(shè)備未來也可再度使用，制定的施工流程也有助于施工效率提升。
[0005] 有鑒于此，本案發(fā)明人特針對前述已用發(fā)明問題深入探討，并藉由多年從事相關(guān) 產(chǎn)業(yè)的研發(fā)與制造經(jīng)驗，積極尋求解決之道，經(jīng)過長期努力研究與發(fā)展，終于成功的開發(fā)出 本發(fā)明，不但可以以一模塊取代二至三個千斤頂?shù)恼献饔?，更可以?zhí)行垂直上下，左右與 前后共三維移動的橋面對位調(diào)整。另外也可由一旋轉(zhuǎn)自由度提供橋面隨轉(zhuǎn)彎而造成的橋面 外側(cè)較高的傾斜角度微調(diào)功能，藉以改善已用的種種問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要目的在于，提供一種可進行上下，前后及左右三軸位移調(diào)整及一維橋 面傾角調(diào)整的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其除可作為橋梁頂升工程使用之外，更有利于 施工前的測試調(diào)整及校正工作，使橋梁具有原地進行養(yǎng)護、加固、調(diào)整高程高度及提升通水 斷面的優(yōu)勢，尤其可使橋面保持原姿態(tài)同步上升，而可達到即時調(diào)整的功效，可避免橋梁因 敲除重建所造成的污染、資源浪費，阻斷交通以及社會成本的增加。
[0007] 為達上述目的，本發(fā)明一種橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其包含有：一靜平臺；一 與靜平臺對應(yīng)的動平臺；兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺一端的第一頂升單元；兩端分 別活動設(shè)于靜平臺與動平臺一側(cè)的第二頂升單元；以及兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺 另一側(cè)的第三頂升單元。
[0008] 于本發(fā)明一實施例中，該第一頂升單元包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的旋 轉(zhuǎn)軸連接座、一活動結(jié)合動平臺與旋轉(zhuǎn)軸連接座的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康倪B接頭、一活 動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸、及一連接該千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅?，該旋轉(zhuǎn)軸連接座包含有 一與千斤頂結(jié)合的連接座、一與連接座活動結(jié)合的套筒、及一連接該連接座與套筒的旋轉(zhuǎn) 軸。
[0009] 于本發(fā)明的一實施例中，該第二頂升單元包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的 壓力傳感器連接頭、一活動結(jié)合動平臺與壓力傳感器連接頭的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康?連接頭、一活動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸、及一連接該千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> [0010] 于本發(fā)明的一實施例中，該第三頂升單元包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的 壓力傳感器連接頭、一活動結(jié)合動平臺與壓力傳感器連接頭的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康?連接頭、一活動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸、及一連接該千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> [0011] 于本發(fā)明的一實施例中，該第一、第二及第三頂升單元更可進一步與一控制機構(gòu) 連接。
[0012] 于本發(fā)明的一實施例中，該控制機構(gòu)包含有一處理單元、一與處理單元連接的操 作單元、一與處理單元連接的致動單元、一與處理單元連接的接收單元、及一與處理單元連 接的輸出單元。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所取得的有益效果為：本發(fā)明利用動平臺與橋體進行面 接觸，以防止應(yīng)力集中，并以第一、第二、第三頂升單元及第一頂升單元上旋轉(zhuǎn)軸的配合，可 進行上下，前后及左右三軸位移調(diào)整及一維橋面傾角調(diào)整，除可作為橋梁頂升工程使用之 夕卜，更有利于施工前的測試調(diào)整及校正工作，使橋梁具有原地進行養(yǎng)護、加固、調(diào)整高程高 度及提升通水斷面的優(yōu)勢，尤其以數(shù)個至數(shù)十個三軸并聯(lián)機構(gòu)配合控制橋梁同步頂升工法 的需求，可使橋面保持原姿態(tài)同步上升，而可達到即時調(diào)整的功效，可避免橋梁因敲除重建 所造成的污染、資源浪費，阻斷交通以及社會成本的增加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明外觀示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明分解示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明坐標系建立示意圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明的平移運動示意圖。
[0018] 圖5本發(fā)明的傾斜角度示意圖。
[0019] 圖6為已用的支撐工法示意圖。
[0020] 組件標號對照： 靜平臺1 ; 動平臺2 ; 第一頂升單元3; 千斤頂3 1 ; 旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2 ; 連接座3 2 1 ; 套筒3 2 2 ; 旋轉(zhuǎn)軸3 2 3 ; 樞軸3 3、3 5 ; 連接頭3 4 ; 位移傳感器3 6 ; 第二頂升單元4; 千斤頂4 1 ; 壓力傳感器連接頭4 2 ; 樞軸4 3、4 5 ; 連接頭4 4 ; 位移傳感器4 6 ; 第三頂升單元5; 千斤頂5 1 ; 壓力傳感器連接頭5 2 ; 樞軸5 3、5 5 ; 連接頭5 4 ; 位移傳感器5 6 ; 控制機構(gòu)6; 處理單元61; 操作單元6 2 ; 致動單元6 3 ; 接收單元6 4 ; 輸出單元6 5 ; 千斤頂7 ; 支撐架71; 橋墩8。

【具體實施方式】
[0021] 請參閱圖1、2、3、4及圖5所示，為本發(fā)明的外觀示意圖、本發(fā)明的分解示意 圖、本發(fā)明的坐標系建立示意圖、本發(fā)明的平移運動示意圖及本發(fā)明的傾斜角度示意圖。如 圖所示：本發(fā)明一種橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其至少由一靜平臺1、一動平臺2、一第 一頂升單元3、一第二頂升單元4以及一第三頂升單元5所構(gòu)成。
[0022] 上述所提的靜平臺1與動平臺2分別呈上、下對應(yīng)狀態(tài)。
[0023] 該第一頂升單元3的兩端分別活動設(shè)于靜平臺1與動平臺2的一端，而該第一頂 升單元3包含有一千斤頂3 1、一設(shè)于千斤頂3 1頂端的旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2、一活動結(jié)合 動平臺2與旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2的樞軸3 3、一設(shè)于千斤頂3 1底部的連接頭3 4、一活動 結(jié)合靜平臺1與連接頭3 4的樞軸3 5、一連接該千斤頂3 1的位移傳感器3 6，且該旋 轉(zhuǎn)軸連接座3 2包含有一與千斤頂3 1結(jié)合的連接座3 2 1、一與連接座3 2 1活動結(jié)合 的套筒3 2 2、及一連接該連接座3 2 1與套筒3 2 2的旋轉(zhuǎn)軸3 2 3。
[0024] 該第二頂升單元4其兩端分別活動設(shè)于靜平臺1與動平臺2的一側(cè)，而該第二 頂升單元4包含有一千斤頂4 1、一設(shè)于千斤頂4 1頂端的壓力傳感器連接頭4 2、一活 動結(jié)合動平臺2與壓力傳感器連接頭4 2的樞軸4 3、一設(shè)于千斤頂4 1底部的連接頭 4 4、一活動結(jié)合靜平臺1與連接頭4 4的樞軸4 5、及一連接該千斤頂4 1的位移傳感 器4 6。
[0025] 該第三頂升單元5其兩端分別活動設(shè)于靜平臺1與動平臺2的另一側(cè)，而該第 三頂升單元5包含有一千斤頂5 1、一設(shè)于千斤頂5 1頂端的壓力傳感器連接頭5 2、一 活動結(jié)合動平臺2與壓力傳感器連接頭5 2的樞軸5 3、一設(shè)于千斤頂5 1底部的連接頭 5 4、一活動結(jié)合靜平臺1與連接頭5 4的樞軸5 5、及一連接該千斤頂5 1的位移傳感 器5 6。
[0026] 當本發(fā)明于運用時，可以控制機構(gòu)6連接該第一、第二及第三頂升單元3、4、5， 而該控制機構(gòu)6包含有一處理單元6 1、一與處理單元6 1連接的操作單元6 2、一與處 理單元6 1連接的致動單元6 3、一與處理單元6 1連接的接收單元6 4、及一與處理單 元6 1連接的輸出單元6 5,而使用時以致動單元6 3與第一、第二及第三頂升單元3、 4、5的千斤頂3 1、4 1、5 1與旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2連接，且使位移傳感器3 6、4 6、 5 6及壓力傳感器連接頭4 2、5 2與接收單元6 4連接。
[0027] 如此，即可利用動平臺2與橋體（圖未示）進行面接觸，以防止應(yīng)力集中，并以操作 單元6 2配合處理單元6 1 ,讓致動單元6 3啟動各千斤頂3 1、4 1、5 1 ,并以旋轉(zhuǎn)軸 連接座3 2、壓力傳感器連接頭4 2、5 2、樞軸33、35、43、45、53、55、連接頭3 4、4 4、5 4的配合，藉以進行橋體直線三維移動與一維角度調(diào)整，且使接收單元6 4 依據(jù)位移傳感器3 6、4 6、5 6及旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2、壓力傳感器連接頭4 2、5 2接收 各千斤頂3 1、4 1、5 1目前的移動位置及受力是否有壓力不均勻的狀況訊號（即檢查本 發(fā)明千斤頂是否有虛腿現(xiàn)象)，并由處理單元6 1運算后以輸出單元6 5加以顯示，而供操 作人員依據(jù)該數(shù)據(jù)進行調(diào)整及校正工作。
[0028] 而該第一、第二及第三頂升單元3、4、5的千斤頂3 1、4 1、5 1于動作時可由 圖3觀之，其分別以次、為、為為原點建立坐標系，其中，不（1=1、2、3)軸與相應(yīng)的邊平行， A(i=l、2、3)軸垂直向上，[軸（i=l、2、3)的方向按照右手原則確定，選擇^心^坐 標系為固定坐標系，其它兩個坐標系為參考坐標系。該圖3中，〃 〃2、分別表示第一 頂升單兀3的與4軸，第二頂升單兀4的與么軸以及第三頂升單兀5的 與石軸正向間的夾角，從不軸負方向看，逆時針方向為正，A (i=l、2、3)表示第一、第二及 第三頂升單兀3、4、5的長度。
[0029] 由于實現(xiàn)橋梁同步頂升工法時，受千斤頂執(zhí)行效率與靜平臺1定位不易的影響， 由橋面靠三軸并聯(lián)機構(gòu)動平臺2的姿態(tài)來調(diào)整所需要的空間對位訊息，是要靠控制機構(gòu)6 來執(zhí)行，由接收單元6 4所感測的位移及壓力狀況，經(jīng)由6 1處理單元識別，再由致動單元 6 3送出同步頂升的驅(qū)動指令。
[0030] 本發(fā)明可執(zhí)行動平臺2的三維XI、X2、及X3方向平移橋梁調(diào)整，另 外在旋轉(zhuǎn)軸連接座3 2也可有不同的橋面道路傾斜角度的設(shè)計，可以繞著 K軸調(diào)整橋面受路面轉(zhuǎn)彎彎度影響，所要執(zhí)行的傾斜角度的需要，以達到橋梁頂升時具有 橋梁所需的位移及傾斜角度的調(diào)整功能(如圖4及圖5 )，進而使本發(fā)明可達到至少下列優(yōu) 占. 1.施工方法簡單易于操作。
[0031] 2?派修、測試容易。
[0032] 3?可調(diào)整傾斜角度以及偏移距離。
[0033] 4.可執(zhí)行交通不中斷的橋梁同步頂升工法。
[0034] 5?減少拖架使用量、易于定位平面。
[0035] 6.能避免橋梁受損。
[0036] 7.利用動平臺頂升較多點頂升更安全有效。
[0037] 8.模塊化設(shè)計對施工前安裝，施工中程控、施工后的保養(yǎng)、維修工作均較為方便。
[0038] 9.同步頂升的準確度及重現(xiàn)性均可透過事前的測試完成（三個千斤頂間的校正、 調(diào)整）。
[0039] 10.智能監(jiān)控可以減少施工中危險，并能實時發(fā)現(xiàn)施工中的問題。
[0040] 11.整合營造包商、液壓系統(tǒng)、機電整合系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，聚集各產(chǎn)業(yè)的技術(shù)，進行常態(tài)性 橋梁受損的頂升工程。
[0041] 12.每次汛雨期，橋梁淹水/封橋均造成居民及用橋人極大的不便，因此能實時且 有效的進行橋梁維修，可協(xié)助政府解決人民出行安全。
[0042] 綜上所述，本發(fā)明橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)可有效改善已用的種種缺點，可利 用動平臺與橋體進行面接觸，以防止應(yīng)力集中，并以第一、二及第三頂升單元的配合進行垂 直、左右及上下移動，除可作為橋梁頂升工程使用之外，更有利于施工前的測試調(diào)整及校正 工作，使橋梁具有原地進行養(yǎng)護、加固、調(diào)整高程高度及提升通水斷面的優(yōu)勢，尤其以數(shù)個 至數(shù)十個三軸并聯(lián)機構(gòu)配合控制橋梁同步頂升工法的需求，可使橋面保持原姿態(tài)同步上 升，而可達到實時調(diào)整的功效，可避免橋梁因敲除重建所造成的污染、資源浪費，阻斷交通 以及社會成本的增加；進而使本發(fā)明產(chǎn)品能更有效、更實用、更符合消費者使用所須，確已 符合發(fā)明專利申請要件，爰依法提出專利申請。
[0043] 惟以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施范圍；故， 凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專 利涵蓋范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于包括有： 一靜平臺； 一動平臺，與靜平臺對應(yīng)； 一第一頂升單元，其兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺的一端； 一第二頂升單元，其兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺的一側(cè)；以及 一第三頂升單元，其兩端分別活動設(shè)于靜平臺與動平臺的另一側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該第一頂升單元 包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的旋轉(zhuǎn)軸連接座、一活動結(jié)合動平臺與旋轉(zhuǎn)軸連接座 的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康倪B接頭、一活動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸、及一連接該千斤 頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> 3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)軸連接座 包含有一與千斤頂結(jié)合的連接座、一與連接座活動結(jié)合的套筒及一連接該連接座與套筒的 旋轉(zhuǎn)軸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該第二頂升單元 包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的壓力傳感器連接頭、一活動結(jié)合動平臺與壓力傳感 器連接頭的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康倪B接頭、一活動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸及一連 接該千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該第三頂升單元 包含有一千斤頂、一設(shè)于千斤頂頂端的壓力傳感器連接頭、一活動結(jié)合動平臺與壓力傳感 器連接頭的樞軸、一設(shè)于千斤頂?shù)撞康倪B接頭、一活動結(jié)合靜平臺與連接頭的樞軸及一連 接該千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該第一、第二、第 三頂升單元與一控制機構(gòu)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的橋梁頂升應(yīng)用三軸并聯(lián)機構(gòu)，其特征在于，該控制機構(gòu)包含 有一處理單元、一與處理單元連接的操作單元、一與處理單元連接的致動單元、一與處理單 元連接的接收單元及一與處理單元連接的輸出單元。
【文檔編號】E01D22/00GK104514201SQ201410326833
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月3日
【發(fā)明者】廖慶隆, 趙鳴, 王仲宇, 馬俊強, 王進猷 申請人:財團法人中華顧問工程司, 廖慶隆, 趙鳴, 王仲宇, 馬俊強, 王進猷