具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。在本发明中，需要理解的是，术语“背离”、“朝向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系与实际使用的方位或位置关系相对应；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外；仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示所指的装置或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，在本发明中，“自爬升式塔式起重机”指能够利用自身配备的顶升系统，不断地增加或降低作业高度的塔式起重机；“机械传动逆传动自锁性”指机械转动在合适条件下传动不可逆；即：在该机械转动只能主动件驱动从动件，反之则锁止；“踏步”指起重机上焊接的固定台阶，在顶升作业或下降作业时起支撑作用；“标准节”是塔式起重机的重要组成部分，按照是否可以拆分分为整体式标准节和片式标准节，标准接的尺寸要符合有关标准尺寸的要求。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明一方面提供一种安全模块，如图1所示：包括用于固定在不同踏步61之间的从动件111和沿所述从动件111的长度延伸方向运动且和所述从动件111具有机械传动逆传动自锁性的主体部；所述主体部包括和所述从动件111形成运动副的主动件112。

通过上述技术方案，通过利用包括用于固定在不同踏步61之间的从动件111和能沿所述从动件111的长度延伸方向运动且和所述从动件111具有机械传动逆传动自锁性的主体部；其中，所述主体部包括和所述从动件111形成运动副的主动件112。这样，利用主体部和所述从动件111的自锁特性，达到在顶升作业或者下降作业过程中出现故障的时能够起到自动保护、防止支撑在所述主体部上的负载突然下降的目的。

优选地，所述主动件112沿所述从动件111的长度延伸方向旋转前进；所述主体部包括设置在所述主动件112和用于驱动所述主动件112动作的第一执行单元114之间且能够跟随所述主动件112沿所述从动件111的长度延伸方向运动的减速装置113。通过设置减速装置113一方面能够将从第一执行单元114传来的高速转化为所述主动件112需要的低速，另一方面，通过设置所述减速装置113以满足多种不同结构形式和所述主体部具有机械传动逆传动自锁性的所述从动件111的需要。

本发明第二方面提供一种升降系统，所述升降系统包括升降机构1和用于驱动所述升降机构1动作的液压站3；所述升降机构1包括同步运行的第一升降机构11和第二升降机构12；其中，所述第一升降机构11包括以上所述的安全模块。

通过利用液压站3驱动升降机构1，并将升降机构1设置为包括同步运行的第一升降机构11和第二升降机构12；其中，所述第一升降机构11具有机械传动逆传动自锁性。这样，利用第一升降机构11的自锁特性，达到升降机构1在顶升作业或者下降作业过程中出现故障的时候能够起到自动保护的目的。

优选地，所述升降系统包括用于驱动所述主动件112动作的第一执行单元114和用于驱动所述第二升降机构12动作的第二执行单元121。

在一种具体实施方式的顶升作业中，所述第二执行单元121主要用于顶升作业或下降作业中支撑负载，所述第一执行单元114主要防止在顶升作业或下降作业过程中出现故障时负载瞬间下滑，优选的，所述第一执行单元114采用电机或马达以带动所述主动件112旋转并沿所述从动件111的长度延伸方向螺旋前进。

当所述第一执行单元114采用电机驱动。此时，所述液压站3采用如图2或图9中的液压站3。

当所述第一执行单元114采用马达驱动。此时，所述液压站3采用如图1或图8中的液压站3。

优选地，所述液压站3包括油泵31以及连接在所述油泵31和所述第二执行单元121之间的油路上用于控制所述第二执行单元121工作状态的换向阀32；所述第二执行单元121以及连接在所述第二执行单元121和所述换向阀32之间的管道形成第一控制油路33。通过所述第一控制油路33能够给所述第二执行单元121提供压力油，通过所述换向阀32改变通往所述第二执行单元121的压力油的方向进而控制所述第二执行单元121的工作状态。

进一步优选地，所述第二执行单元121采用工作效率高、性能稳定可靠、使用维护方便的压力缸；所述第一控制油路33包括能够控制所述压力缸的活塞两侧压力的平衡阀331，所述平衡阀331包括平衡阀本体和形成在所述平衡阀本体上的平衡阀第一油口和平衡阀第二油口以及平衡阀控油口，所述平衡阀第一油口和所述平衡阀第二油口分别连通所述油泵31和所述压力缸的无杆腔，所述平衡阀控口连通所述压力缸的有杆腔。

通过设置所述平衡阀331，能够在在顶升中途出现故障的时候，保证被顶升的负载不下落；在下降时能够保证下降速度稳定。

优选地，所述液压站3包括与所述第一控制油路33并联在所述换向阀32下游用于控制所述第一执行单元114动作的第二控制油路34；所述第一执行单元114以及连接在所述第一执行单元114和所述换向阀32之间的管道形成第二控制油路34。这样设置，所述第一执行单元114和所述第二执行单元121能够同时动作。

进一步优选地，所述第一执行单元114采用包括两个工作油口的马达，所述第二控制油路34还包括分别设置在连通所述马达的两个工作油口的管路上的第一节流阀343和第二节流阀344以提高所述马达的工作稳定性。

所述液压站3还包括油箱37以及连接在所述油泵31和所述油箱37之间的用于防止所述油泵31过载的溢流阀35，所述溢流阀35的一端连通所述油泵31，所述溢流阀35的另一端连接在所述油箱37。

所述液压站3还包括连接在所述油箱37和所述溢流阀35之间的管路上的滤油单元36，所述滤油单元36包括用于防止所述液压站3中油液污染的具有旁通阀的滤油器，通过该滤油器一方面能够防止所述油箱37中的杂质进入所述液压站3中的管路中，另一方面有利于所述管路中的压力油向所述油箱37快速回油。

在所述升降机构1中，所述从动件111和所述主动件112可以采用螺纹副，也可以采用齿轮齿条副。

优选地，所述从动件111包括第一螺纹结构，所述主动件112包括螺旋安装在所述第一螺纹结构上的第二螺纹结构。这样设置，利用螺纹的特性，所述从动件111和所述主动件112只能沿所述第一螺纹结构和第二螺纹结构的轴线方向螺旋前进而不能直接直线前进，这样，在意外情况发生的时候，就能够防止所述主动件112沿所述从动件111的轴线直线运行的发生，起到安全保护的作用。这种结构比较简单，成本较低。

进一步优选的，所述第一螺纹结构包括爬升螺杆，所述第二螺纹结构包括螺旋安装在所述爬升螺杆上的爬升螺母；所述减速装置113采用齿轮减速器，所述齿轮减速器的输出轴采用空心轴；所述爬升螺杆可转动的穿设在所述空心轴中，如图5所示，一种具体实施方式中，通过将所述爬升螺母固定在支撑所述空心轴的轴承上，这样就达到了利用齿轮减速器带动所述爬升螺母沿所述爬升螺杆螺旋前进的目的，同时，所述齿轮减速器在所述爬升螺母的带动下沿所述爬升螺杆的轴线移动。

为了减小维修周期，所述从动件111和所述主动件112的使用寿命更长的齿轮齿条副，优选地，所述从动件111包括齿条，所述主动件112包括与所述齿条啮合的齿轮；所述升降系统还包括连接在所述齿轮与所述第一执行单元114之间的用于驱动所述齿轮动作的涡轮蜗杆减速器。如图8-10所示，所述涡轮蜗杆减速器的蜗杆与是第一执行单元114连接，与所述齿条啮合的所述齿轮与所述涡轮蜗杆减速器刚性连接，在所述第一执行单元114的驱动下沿所述齿条运行，同时带动所述涡轮蜗杆减速器沿所述齿条的长度延伸方向前进。

进一步优选地，所述第一升降机构11包括用于固定所述从动件111的安全连接件115，所述安全连接件115的一端固定在所述第一升降机构11的一端端部，例如在塔式起重机中，所述安全连接件115的固定在所述从动件111的上端端部，所述安全连接件115的另一端可拆卸的用于连接在塔式起重机的标准节上，这样设置以有利于在顶升作业或者下降作业中所述第一升降机构11的固定和安装。

优选地，包括根据所述第二升降机构12的工作状态计算并发送指令以控制所述第一升降机构11的运动以使所述第二升降机构12和所述第一升降机构11同步运行的同步控制单元2。这样，能够自动保持所述第一升降机构11和所述第二升降机构12的同步运行。

优选地，所述同步控制单元2包括控制器21以及检测单元22，所述控制器21能接收来自所述检测单元22的检测信号处理并协调所述第一升降机构11和所述第二升降机构12同步运动。

一种具体实施方式中，如图1、2、8、9中所示，所述检测单元22采用速度传感器；通过所述速度传感器测量所述第二执行单元121和所述主动件112的速度，并将所述速度信号发送给所述控制器21，所述控制器21通过计算和比对二者的差异协调所述第一执行单元114的速度，使所述主动件112和所述第二执行单元121的速度差值保持在设定的范围值内。

进一步的，所述第一升降机构11和所述第二升降机构12之间设置有拖拽单元，一般情况下，顶升作业或者下降作业是通过多次顶升或者多次下降才能完成一个完整的顶升作业或者下降作业；如图3、6、7为三种不同工作状态的示意图。所述拖拽单元和所述第一升降机构11和所述第二升降机构12的连接方式图4所示。

这样，通过所述拖拽单元能够实现一个顶升或下降步骤结束，进入下一顶升或者下降步骤时，所述第一升降机构11和所述第二升降机构12再次就位，为下一顶升或者下降步骤提供必要的工作条件。如图3所示，在开始顶升的时候，所述压力缸的活塞杆处于缩回在压力缸中的状态，所述主动件112位于所述从动件111的下端；如图6所示，在顶升过程中，所述压力缸的活塞杆从所述压力缸中伸出，随所述活塞杆的伸出所述主动件112沿所述从动件111上移，当顶升到位时，所述压力缸的活塞杆从所述压力缸中伸出到最大程度，所述主动件112移动到所述从动件111的上端；如果进入下一步顶升，需要将负载以及所述压力缸固定至下一工作位，同时需要将所述压力缸的活塞杆缩回所述压力缸中为下一步顶升做准备，如图7所示，此时，所述第一升降机构11也需要移动到下一个工作位，这时候，就需要借助所述拖拽单元在活塞杆缩回的同时将所述第一升降机构11拖拽到下一工作位，第一升降机构11和所述第二升降机构12就位，为下一步顶升做准备。

本发明第三方面提供一种起重机，所述起重机包括以上所述的升降系统及位于所述起重机上部使用所述升降系统进行升降的爬升架4。

如图3所示，一种具体实施方式中，所述起重机为自爬式塔式起重机，在升高或者降低所述自爬式塔式起重机的作业高度的时候，所述自爬式塔式起重机包括可移动的移动部以及不可移动的固定部6，所述移动部包括负载5以及和所述负载5可拆卸的连接的爬升架4以及用于固定所述爬升架4的爬升连接件62，固定部6包括固定在地基上的固定的标准节以及沿所述自爬式塔式起重机的高度方向均匀间隔的布置在固定的标准节上的踏步61；在顶升作业或者下降作业的时候，所述爬升架4在顶升或下降至相邻的两个所述踏步61之间的距离时通过所述爬升连接件62固定，将所述爬升连接件62挂入下一踏步61并机械定位，就完成了一个踏步的升高顶升作业。此时上部被顶升的负载与所述爬升架4通过所述爬升连接件62与下部的标准节上的所述踏步61可靠连接定位，并且与下一个标准节之间空出了两个所述踏步61之间的距离。

所述第二升降机构12的一端固定连接所述爬升架4，所述第二升降机构12的另一端支撑在所述踏步61上；所述第一升降机构11的两端分别固定在所述固定部6上的两个相邻的所述踏步61上，这样，在顶升作业或者下降作业的时候，所述负载5和所述爬升架4在所述升降系统的作用下同时移动；其中，所述第二升降机构12为主动升降部件，所述第一升降机构11随着所述第二升降机构12的升降保持和所述第二升降机构12同步进行升降，在所述第二升降机构12不能正常工作时，例如胶管爆裂、突然断电、压力缸损坏等时；所述第一升降机构11由于具有机械传动逆传动自锁性，此时上部被顶升的负载的重力通过爬升架4传递到减速装置113，再传递到主动件112，进而传递到固定标准节，从而防止负载下滑的危险情况发生。

防止所述第二升降机构12或者所述液压站3中的其他元器件出现故障而导致所述负载5突然下滑而导致事故发生。

所述自爬式起重机还包括引进系统7；所述引进系统7在顶升作业的时候能够将待引进或引出的标准节8从所述负载5和所述固定部6之间引入或引出，从而达到升高或降低所述起重机的作业高度的目的。

本发明第四方面提供一种起重机的升降方法，所述起重机的升降方法采用以上所述的起重机，启动顶升作业时，所述第二升降机构12带动所述爬升架4上升；所述第一升降机构11与所述第二升降机构12同步启动；此时，用于驱动所述主动件112动作的第一执行单元114沿第一方向转动；

启动下降作业时，所述第一升降机构11与所述第二升降机构12同步启动；此时，用于驱动所述主动件112动作的第一执行单元114沿与所述第一方向相反的方向转动。

所述起重机的升降方法利用第二升降机构12启动顶升作业或者下降作业时提供动力，采用包括安全模块的第一升降机构11进行安全保护，利用所述安全模块的主体部和所述从动件111的自锁特性，达到在顶升作业或者下降作业过程中出现故障时能够起到自动保护、防止支撑所述负载5突然下降的目的进而造成安全事故的问题。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将液压驱动改为气压驱动；可以将爬升螺母的驱动改变为手动驱动，如图11、12所示。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如拖拽单元可采用链条。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。