1、作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。改轮椅爬楼时需要人工辅助或者楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的位置，安全爬楼。 轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。此外，轮组式爬楼梯装置体积较大1213，很难在普通住宅楼梯上使用。 (4)复合类机器人 基于履带式、轮式、腿式移动机器人的优缺点9，在研究中，采用了腿-履复合和轮-腿-履带复合等结构。设计主要是依靠腿式机构来完成越障，以及履带平稳性和轮组的灵活性来达到功能的完整。机器人摆臂在一定范围可上下摆动，辅助越障、攀爬，具有较强的越障性能、路面通过性和上下台阶能力。 但是
2、各种机构的复合也给控制方面提出了更高的要求，而且爬楼过程中的稳定性、如何适应不同尺寸的楼梯、如何实现手动操作省力与省时的问题以及反向自锁等问题仍然存在。 综上所述，国外在爬楼梯装置方面的研究已经有一百多年的历史，成果也较多，但是它们大多结构复杂、造价昂贵，远远超出了发展中国家人民的经济承受能力。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积、重量、稳定性及安全性的限制，还没有产品真正投入使用。由此可见，为了解决移动机器人使用受限的问题，同时考虑到我国使用者的经济承受能力，需要研究一种价格低廉、功能多样的爬楼梯装置。1.4 论文研究的主要内容本课题以开发具备初步爬楼梯能力的机器人小车为
3、目的，重点研究设计符合中国国情爬楼梯的轮组结构，并设计基于单片机的底层驱动控制系统。本文所从事的工作主要有以下几点:1.为提高机器人爬楼梯能力，综合分析国内外现有装置，结合我国建筑楼梯模数协调标准，设计通用性强、上下楼梯动作流畅、容易控制的车轮组机构。四个轮组代替通用四轮车的轮子，驱动小车轮与驱动轮组翻滚的电机相互独立。2.调查市场上现有类似机构的设计方法和工作原理，通过查阅图书馆的电子资源和相关的教材，确定单片机、齿轮传动、距离感应器、直流马达等零部件后，对3轮的星型齿轮的传动机构进行详细设计，并利用PRO/E设计出爬梯机器人的机械图。3.初步建立以单片机 C8051F310 为核心的爬楼控
4、制系统。分析本机器人的控制原理并利用C语言编写控制程序。在结构环境下，采用超声波传感器解决自主上楼梯过程所必须地两个关键参数和 q。4.分析上述所有零部件及电子元件的选型原理并用数学计算验证，完成设计说明书撰写。第二章 爬楼机器人的总体设计2.1 爬楼机器人的设计要求比较现有爬楼梯装置，综合分析其各自优缺点。见下表 2.1 所示。表 2.1 典型移动机构的性能对比表移动机构方式轮式履带式腿式移动速度快较快慢越障能力差一般好机构复杂程度简单一般复杂能耗量小较小大机构控制难易程度易一般复杂经分析，设计的爬楼梯装置要解决的几个基本问题1415：(1)爬楼梯装置在爬楼梯过程中的稳定性是影响其实用安全性
5、的重要指标；(2)使用安全性；(3)对于多功能爬楼梯装置，如何实现平地模式与爬楼模式之间的平滑切换也是重要的问题。其次，爬楼机器人还要满足以下几个基本要求：(1) 我国建筑楼梯模数协调标准规定17：楼梯踏步高度a不宜大于 210mm，并不宜小于 140mm；楼梯踏步宽度b ，应采用 220、240、260、280、300、320mm；楼梯踏步高与宽的关系式：2a + b600（a-踏步高，b-踏步宽）。机器人要适应规定的尺寸范围，能够顺利的上下楼梯，即强调它的强适应性。 (2) 爬楼机器人的动力系统的参数要符合，国标GB1299691电动轮椅车的主要技术性能28标准。2.2 爬楼机器人的总体方
6、案经综合分析，本课题确定采用爬楼梯优势较强的轮式机构。爬楼机器人要求具有在平面行驶和爬楼梯的功能（楼梯规格：140a210，220b320），当然也具备转向避障和良好的行走线性轨迹。本论文设计的轮组式爬楼机器人的整体结构由三部分组成，包括位于机器人中间部位由四个轮组21驱动的主车架、轮组机构、载台及弧形车身。图 2.1 给出了机器人三维虚拟样机的示意图。机器人车轮的传动部分位于车体的底盘，地盘上边的空白部分则用于配置所需控制电路以及导航所需的传感器等。由于爬楼机器人的特殊要求本设计采用前轮驱动后轮转向设计。车体两侧的轮组皆具有两个旋转自由度，即小车轮的旋转和轮辐的旋转运动。中间两个电机具有自锁
7、功能，采用大减速比的蜗轮蜗杆减速系统，与前轮小轴相连驱动车轮，实现机器人前进、后退和越障。遇楼梯时锁轴器将后轮小轴与管轴锁紧，最后通过管轴驱动轮辐，实现机器人的爬楼动作。后车身一个小功率电机通过大减速比的蜗轮蜗杆减速系统后再通过齿轮齿条的连接驱动车后轮左右摆动，实现左右转弯动作。25413图 2.1 爬楼机器人结构示意图1三星轮组；2电机；3主车架；4齿轮；5小车轮图2.2 主车架内部传动及转向结构布局1驱动电机；2蜗杆；3蜗轮；4锥齿轮；5锁轴器；6 转向齿轮齿条；7转向电机该种结构的优点有: (l)、平顺的行驶能力。机器人小车在平地行驶时，由于其结构上的特点，任意时刻都有两个小车轮接地，利
8、用轮组的定轴轮系传递动力，使小车轮快速的前进，其效率与普通轮式驱动车辆相同。当遇到可跨越的障碍时，轮组演变成形星轮系翻滚前进。(2)、可靠的上下楼梯能力。机器人小车上下楼梯时，锁轴器工作将小轴和管轴锁紧，使电机驱动轮组翻滚时，轮组中心齿轮不转动。这使得在上下楼梯过程中，小车轮不会发生滚动，使得运动方位的控制得到精确的保证。这一优点对小车下楼梯控制尤其重要。(3)、机器人车体的转弯容易实现。通过传感器检测出障碍物超过越障范围时，机器人需要采取转弯避障的措施。本设计采用小功率电机通过大减速比的蜗轮蜗杆减速系统后再通过齿轮齿条的连接驱动车后轮左右摆动，可使小车轻松实现左右转弯动作，小车所需的转弯半径
9、可小于车身宽度，具有更好的机动性能。(4)、机器人结构简单。其姿态的控制相对简单，只需一个电机就能完成驱动功能。第三章 爬楼机器人传动、轮组及转向机构设计3.1爬楼梯机器人小车的执行电机选择3.1.1技术指标根据平地或爬楼等不同状况下的实际需要，以国标GB1299691电动轮椅车为标准，确定动力系统的参数。国标中对电动轮椅车的主要技术性能26规定如表3.2所示。参考表3.2，以及本装置特点（小车轮比一般车车轮都要小一个规格，速度快，其功率也将提高很多），确定本装置的技术指标如下:最大载重为20kg,平地时最大运行速度为1.5km/h，最大爬楼速度为每分钟16个台阶。装置携带24V蓄电池自主供电
10、，电池容量为12安时(一次行程2035km)。表3.2 电动轮椅国家标准项目内容性能指标室内型室外型道路型速度（km/h）4.56.018爬坡能力886一次充电最大行程（km）1020453.1.2电机选型1、电机类型选择多功能爬楼梯装置的驱动机构电机是整个系统的核心，它在一定程度上决定了装置使用的安全性、可靠性。平地驱动采用两个小功率电机驱动，爬楼动作由另两个大功率电机驱动。整个系统以蓄电池作为供电能源，可供选择的电机有步进电机、直流电机和无刷直流电机14。(l)步进电机步进电机具有转矩大、惯性小、响应频率高等优点，能够快速起动与停止。它通常不需要反馈就能对位移或速度进行精确控制，控制系统结
11、构简单，维修方便。但是步进电机能耗太大，速度也不高，且存在一个固有缺点，即在低速转动时振动和噪声大，不利于整个装置的稳定。(2)直流电机直流电机具有良好的起动、制动和调速特性，具有很宽的调速范围，且易于平滑调节。它具有控制特性好、响应速度快等优点，满足装置对突发情况做出反应的灵敏性要求；而且低速时平稳性好，满足了装置在爬楼运动时低速稳定性的要求;起动转矩大、过载能力强，可以满足装置爬坡、翻越台阶的性能要求。但是传统的直流电机均采用换相器和电刷以机械方法进行换相，因而存在相对的机械摩擦，由此带来噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等问题，需要经常维护。(3)无刷直流电机针对传统直流电机的上述弊病，无
12、刷直流电机采用电子换相电路取代了机械换相装置，不仅继承了直流电机的优点，且具有无噪音、免维护、可靠性高的优越特性。因此我们选用无刷直流电机作为装置的驱动电机，前轮驱动和后轮转向各采用两个普通的无刷直流电机驱动。2、电机型号选择由上可知，本设计采用普通无刷直流电机作为动力源,机器人最大载重为20KG，平地最大速度为1.5km/h，车体及电池重量大约为15KG。（1） 驱动电机选型功率计算：根据以上计算及各个参数，本设计选择济南科亚电子科技有限公司生产的ZW57BL90-230型直流无刷电机作为驱动电机，ZW57BL90-230型直流无刷电机参数如表3.3所示。表3.3 ZW57BL90-230型
13、直流无刷电机参数型号额定功率额定电压最大转矩ZW57BL90-230180W24V2Nm（2） 转向电机选型 转向电机只负责车体转向故不需太大的功率，因此本设计选择济南科亚电子科技有限公司生产的ZW57BL52-225型直流无刷电机作为转向电机，ZW57BL52-225型直流无刷电机参数如表3.4所示。表3.4 ZW57BL52-225型直流无刷电机参数型号额定功率额定电压最大转矩ZW57BL52-22545W24V0.5Nm3.2爬楼机器人的机构设计通过总结目前国内外现有的爬楼梯装置和专利，并结合爬楼机器人的自身的动力传输要求，本设计采用前轮驱动后轮转向的设计思路，运用蜗轮蜗杆减速机构将动力
14、从电动机传输到车轮，下面本文就从动力的传输路径来对各机构的设计做详细介绍。3.2.1 机器人小车传动机构设计机器人中间主体前半部分用来布置驱前轮轮组运行的传动结构，其传动过程：首先由电机（FW1）提供驱动力，带动蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮与锥齿轮同轴相连，锥齿轮通过啮合将动力传递到前小轴，驱动轮组中心齿轮转动；在上楼梯时，锁轴器工作将小轴和管轴锁紧，小车轮不再转动以防止小车轮滑移，动力通过管轴传递到三星轮，驱动其转动。机器人主体传动结构布局如图3.5所示。（1）蜗轮蜗杆减速系统爬楼机器人不管是在平地行驶还是在爬楼的过程中都要求车身平稳，要满足这个要求就必须使爬楼机器人以较慢的速度行驶。蜗轮、蜗杆起
15、到两级减速作用，具有较大的减速比，能够将电动机端的高速转换成前车轴端的低速，并具有自锁功能，给两侧小车轮提供足够的保持力矩，在主体内部电机掉电的情况下，两侧车轮组保持原姿态而不会出现滑移现象；如图3.1、图3.2所示。 图3.1 涡轮减速系统示意图1 图3.2 涡轮减速系统示意图2（2）动力传输转向系统如图3.1、图3.2所示，采用锥齿轮啮合，用来改变传动方向，同时避免了小车轴的轴向串动。（3）轮组系统由于爬楼和转向的功能要求不一样，因此本设计前后轮采用不同的轮组来适应相应的功能实现。如图3.3所示，前轮轮组采用行星轮式结构，包括传动轴1、管轴2、旋转臂 3、中心齿轮4、过渡齿轮5、驱动齿轮6
16、、轮毂7和小车轮8。传动轴一端与中心齿轮配合，通过轴承空套在转臂 3 上，传动轴上有锥齿轮与之配合，并通过轴承空套在主车架上；传动轴二一端通过螺栓与转臂3固连，另一端与锁轴器固连，并通过轴承空套的主车架上；传动轴与管轴通过轴承相互空套；过渡齿轮5，驱动齿轮6各自通过轴承空套在转臂3和轮毂7上；小车轮8通过螺栓与驱动齿轮6固连，三个小车轮的中心轴线呈等角分布。58476321图3.3 前轮轮组机构示意图1传动轴；2管轴；3旋转臂；4中心轮；5过渡轮；6驱动轮；7轮毂；8小车轮由于转臂3，过渡齿轮5，驱动齿轮6（包括小车轮8）都是空套在相应的轴上，因此驱动轮系包含三个结构完全相同的差动轮系，这三个
17、差动轮系共用中心轮和行星架，并且沿周向对称分布，增设过渡齿轮5，可以保证同时着地的两个小车轮8具有和中心齿轮4相同的旋向，朝同一方向滚动前进。前轮轮组的机械原理：车体重量通过轴承间接承载在四个轮组上，轮组中的所有齿轮都绕转臂上的小轴转动，当电机动力传到传动轴时，轴带动中心齿轮4转动，中心齿轮带动过渡齿轮5转动，再传给驱动齿轮6，由于小车轮与驱动齿轮固连，机器人前进。当车轮组机构运行在平直的路面上时，受两个车轮同时着地的约束限制，转臂 3不能转动只能随车沿路面平动，此时驱动轮系为定轴轮系，实现机构在平直面上的平稳行驶；当前进的车轮碰上高障碍（如楼梯）而停止不动时，驱动轮系就演变成行星轮系，转臂3
18、带着另外3个车轮绕中心齿轮的轴线回转，实现翻越障碍（即爬楼梯）的目的。如图3.4所示，后轮轮组也是采用3轮的星型结构，包括摆杆1、轮毂2、小车轮3。摆杆1下端通过轴承空套在转向齿条的一端，上端通过轴承与主车架相连，左端通过轴承空套在轮毂上；小车轮通过轴承空套在轮毂上。321图3.4 后轮轮组示意图1摆杆；2轮毂；3小车轮与前轮轮组不同的是后轮轮组不需要驱动小车只需要负责小车的转向，所以它不需要行星齿轮组传动机构。后轮轮组的两层小车轮通过螺栓固连在一起，保证车体转向的轻松实现。3.2.2传动部件的设计与校核1、轴的设计与校核（1）驱动轴的设计选择轴的材料前文已确定机器人小车的速度为1.5KM/h
19、，速度很低，固选用45#钢调质，由机械设计查得屈服强度极限、许用弯曲应力、硬度220HB，。确定轴上的功率P、转速n、和转矩T。由前文知：式中r为车轮半径为0.2m，因行星轮系中的齿轮大小相等，所以转速相同。式中为锥齿轮传动效率，查机械设计书得=0.9。轴的结构设计1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足轴承的轴向定位，1-2轴段右端、5-6轴段左端需制出一轴肩看，故取2-3轴段的直径；为了满足传动带轮和磁轮的的轴向定位要求， 2-3轴段右端需制出一个的轴肩；。各段长度分别为：轴结构如图3.14所示，图3.5 驱动导轮轴结构图2)确定轴上圆角和倒角尺寸各轴肩圆角半径均取，倒角均取
20、为。3)齿轮与轴的周向定位采用平键联接。按d2-3=d4-5=10mm查手册(GB/T1096-1990)得平键,键槽半径取R=b/2=1mm,键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证磁轮套与轴配合有良好的对中性，故选择磁轮套轮毂与轴的配合为H7/n6；滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选 轴的直径尺寸公差为m6。5.求轴上的载荷首先根据轴的结构图（图3.5），做出轴的计算简图（图3.6（a）。在确定轴承的支点位置时，从机械手册查得30209单列圆锥滚子轴承a=18.6mm。由图3.5可知简支梁的轴的支承跨距。1)计算轴上的作用力：锥齿轮：2)计算支反力：绕支点2点力矩和,得同理，绕支点
21、1点力矩和,得3)转矩，绘弯矩图水平面弯矩图：如图3.15（c）所示3处弯矩：垂直平面弯矩图：如图3.15（b）所示3处弯矩：合成弯矩：如图3.15（d）所示 图3.15 轴的计算简图5）计算当量弯矩应力校正系数3处：从以上计算结构中可以看出截面3是危险截面。现将截面3的计算结果列于下表载 荷水平面垂直面支反力F弯 矩 M总弯矩MC扭 矩 T6.按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即截面3）。轴的计算应力为：前面选定轴材料为45钢调质，许用弯曲应力，因此,故轴安全可靠。3.2.3爬楼机器人转向机构设计 经综合分析课题的具体要求和现有的各种向机构，本设计
22、确定采用齿轮齿条式转向系统。如图3.6所示，齿轮齿条式转向系统由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；转向器的质量比较小；传动效率高；齿轮与齿条之间因磨损出现.DBJUDC 湖南省工程建设地方标准 DBJ 43/TXXX-201XP 备案号 JXXXXX-201X建筑施工承插型键槽式钢管支架安全技术规程Technical specification for safety of keyway-quicklocked steel tubular scaffold in construction（征求意见稿
23、）201X-XX-XX发布 201X-XX-XX实施湖南省住房和城乡建设厅 发布前 言根据湖南省住房和城乡建设厅关于印发2014年度科学技术项目计划的通知（湘建科函2014150号）的要求，规程编制组在广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并广泛征求意见基础上，制定了本规程。本规程主要内容是：1.总则；2.术语和符号；3. 构造要求；4.主要构配件的材质及制作质量要求；5.荷载；6.结构设计计算； 7.搭设与拆除；8.检查与验收；9.安全管理与维护。本规程由湖南省住房和城乡建设厅负责管理，由湖南省建筑工程集团总公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄
24、送湖南省建筑工程集团总公司（地址：湖南省长沙市芙蓉南路一段788号建工新城，邮政编码：410004）。本规程主编单位：湖南省建筑工程集团总公司 湖南金峰金属构件有限公司本规程参编单位：中南大学中航建筑工程有限公司湖南省第六工程有限公司中国建筑第五工程局有限公司本规程主要起草人：本规程主要审查人：目 次1 总则2 术语和符号 2.1 术语 2.2 符号3 构造要求 3.1 立杆、立杆连接套管 3.2 水平杆、承重龙骨杆件 3.3 可调顶撑、可调托座、可调底座 3.4 模板支架 3.5 双排外脚手架 3.6 早拆支撑4 主要构配件的材质及制作质量要求 4.1 主要构配件 4.2 材料要求 4.3
25、制作质量要求5 荷载 5.1 荷载分类 5.2 荷载标准值 5.3 荷载的分项系数 5.4 荷载效应组合6 结构设计计算 6.1 基本设计规定 6.2 地基承载力计算 6.3 模板支架计算6.4 双排外脚手架计算7 搭设与拆除 7.1 施工准备 7.2 地基与基础 7.3 模板支架搭设与拆除7.4 双排外脚手架搭设与拆除7.5 早拆支撑搭设与拆除8 检查与验收9 安全管理与维护附录A 主要产品构配件种类及规格附录B 风压高度变化系数附录C 有关设计参数附录D 轴心受压构件的稳定系数附录E 承插型键槽式钢管支架施工验收记录本规程用词说明引用标准名录附：条文说明CONTENTS1 General
26、Provisions2 Terms and Symbols 2.1 Terms 2.2 Symbols3 Structure Requirements3.1 vertical tube, connect collar3.2 horizontal tube, load-bearing keel tube3.3 adjustable top strut, U-head jack, base jack 3.4 formwork scaffolding3.5 double-pole external scaffolding3.6 early-dismantling support4 Material
27、and Production Quality Requirements for Main Components4.1 Main Components4.2 Material Requirements4.3 Production Quality Requirements5 Loads5.1 Loads classification5.2 Normal values of loads5.3 Partial coefficient of loads5.4 Load effect combinations6 Design Calculation of Structure 6.1 Basic requi
28、rement6.2 Calculation for foundation bearing capacity6.3 Calculation for formwork scaffolding6.4 Calculation for double-pole external scaffolding7 Installation and Dismantlement7.1 Construction preparation7.2 Subgrade and foundation7.3 Installation and dismantlement of formwork scaffolding7.4 Instal
29、lation and dismantlement of double-pole external scaffolding7.5 Installation and dismantlement of early-dismantling support8 Check and accept9 Safety Management and MaintenanceAppendix A Category and Specification for Main ComponentsAppendix B Height Variation Coefficient of Wind PressureAppendix C
30、Design ParametersAppendix D Stability Coefficient of Axially Compressed MemberAppendix E Construction Acceptance Record of Keyway-quicklocked Steel Tubular Scaffold Explanation of Wording in This SpecificationList of Quoted StandardsAddition:Explanation of Provisions1 总 则1.0.1 为了在承插型键槽式钢管支架的设计、施工与验收
31、中，贯彻执行国家现行有关安全生产法规，确保施工人员的安全，做到技术先进、经济合理、安全适用，制定本规程。【条文说明】1.0.1本条是承插型键槽式钢管支架工程设计和施工必须遵循的基本原则。1.0.2 本规程适用于建筑工程和市政工程等施工中采用承插型键槽式钢管支架搭设的模板支架和脚手架的设计、施工、验收和使用。【条文说明】1.0.2本条明确本规程主要适用建筑工程和市政工程模板支架及外脚手架的设计与施工，承插型键槽式钢管支架应用在其他类型的工程中可参照本规程的有关规定执行，也可应用于搭建临时舞台、看台工程和灯光架、广告架等工程。1.0.3 承插型键槽式钢管双排脚手架高度在24m以下时，可按本规程的构
32、造要求搭设。模板支架和高度超过24m的双排脚手架应按本规程的规定对其结构构件和立杆地基承载力进行设计计算，并应根据本规程规定编制专项施工方案。【条文说明】1.0.3本条明确了承插型键槽式钢管支架施工前应编制相应的专项施工方案，应结合具体工程情况选择适宜规格的支架，并进行设计计算，做到安全可靠、经济合理。1.0.4承插型键槽式钢管支架的设计、施工、验收和使用除应执行本规程外，尚应符合国家和本省现行有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术 语2.1.1 承插型键槽式钢管支架 keyway-quicklocked steel tubular scaffold由立杆、水平杆、斜杆、可调底座及可调顶撑（
33、托座）等构配件构成的几何不变体系钢管支架，根据其用途可分为脚手架与模板支架两类（图2.1.1）。图2.1.1-1承插型键槽式脚手架1承插节点；2立杆；3水平杆；4竖向斜杆；5拉环式连墙件；6挂扣式钢脚手板图2.1.1-2承插型键槽式模板支架1可调顶撑（托座）；2承插节点；3立杆；4可调底座；5水平斜杆；6竖向斜杆；7水平杆；8敲击式早拆头2.1.2 键槽式插座 keyway socket可键入键式插头的锥形棱柱体，简称“插座”，分为固定插座、可调插座和活动插座三种。（1） （2） 图2.1.2键槽式插座（1）固定插座；（2）可调插座；（3）活动插座 （3）【条文说明】2.1.2固定插座是固定在
34、立杆上不能移动的插座；可调插座带内丝，通过丝杆可以调节插座的上下位置，主要用于可调顶撑和可调托座；活动插座可以在立杆任意位置安装。2.1.3 键式插头 keyway plug与插座能够紧密配合插接的铸钢件，简称“插头”。图2.1.3 键式插头2.l.4 立杆 standing tube杆上焊接或压接有插座和连接套管的竖向支撑杆件。2.1.5 立杆连接套管 connect collar on upright tube焊接或压接于立杆一端，用于立杆竖向接长的专用外套管。2.1.6 水平杆horizontal tube两端有插头，与立杆承插连接的水平杆件。2.1.7 承重龙骨杆件load-beari
35、ng keel tube两端有插头，用于支架顶部的承重水平杆件。2.1.8 水平斜杆 horizontal diagonal tube 两端有插头，与立杆承插连接的水平斜向杆件。2.1.9 竖向斜杆 vertical diagonal tube杆端扁平，通过带键销的活动插座与立杆连接的竖向斜杆。2.1.10 可调顶撑 adjustable top strut竖向安装在立杆顶部，可调节高度，顶部没有自由端的顶撑。【条文说明】可调顶撑由丝杆、调节螺母、活动插座、承重龙骨杆件等组成，顶端没有自由端。图2.1.10可调顶撑1丝杆；2调节螺母；3活动插座；4立杆；5水平杆；6承重龙骨杆件2.1.11 可
36、调托座 U-head jack 竖向安装在立杆顶部，可调节高度，顶部有自由端的顶托。【条文说明】可调托座由丝杆、调节螺母、托座等组成，顶端有自由端。图2.1.11可调托座1丝杆；2调节螺母；3托座；4立杆；5水平杆2.1.12 可调底座 base jack竖向安装在立杆底部可调节高度的底座。【条文说明】可调底座由丝杆、可调螺母、底板组成。图2.1.12可调底座1丝杆；2调节螺母；3底板；4立杆；5水平杆2.1.13 三角托架 triangle bracket为解决边梁支撑，与立杆上插座承插连接的侧边悬挑三角形钢管焊接件。图2.1.13三角托架1插座；2三角托架；3固定半扣件；4立杆【条文说明】
37、固定半扣件的一边焊接在三角托架上，另一边与立杆通过螺栓连接。2.1.14 可调挂扣式钢梯 hanging ladder挂扣在支架水平杆上供施工人员上下通行的钢梯，尺寸为400mm1800mm。 图2.1.14 可调挂扣式钢梯2.1.15 挂扣式钢脚手板 buckling steel grid/board挂扣在支架上的钢脚手板。图2.1.15 挂扣式钢脚手板【条文说明】挂扣式钢脚手板规格一般有700mm900mm；700mm1200mm；700mm1500mm；700mm1800mm四种。2.1.16 拉环式连墙件pull-tabbed wall connector通过预埋在结构构件内的丝杆，与
38、带内丝的拉环将脚手架与建筑物主体结构连接的构件。图2.1.16拉环式连墙件1预埋丝杆；2插销；3带内丝拉环；4连墙杆；5建筑物主体结构2.1.17 敲击式早拆头 knockable early-dismantling device 设于模板支架顶端，由早拆卡环、可调顶撑、立杆等组成，能通过敲击早拆卡环，使支架顶部水平杆落下，达到早拆目的。图2.1.17敲击式早拆头1活动插座；2水平杆；3早拆卡环；4调节螺母；5立杆；6带顶板的丝杆；7早拆调节螺母2.1.18 挡脚板 toe board 设于脚手架作业层外侧底部的专用防护件。2.1.19 步距 lift height 同一立杆跨距内相邻水平杆竖
39、向距离。2.2符号2.2.1 荷载和荷载效应FR作用在键槽式插座上的竖向力设计值；Mw风荷载设计值产生的弯矩；MR设计荷载下钢管支架抗倾覆力矩；MT 设计荷载下钢管支架倾覆力矩；N 立杆轴向力设计值； Nk立杆传至基础顶面的轴向力标准值；NG1K脚手架立杆承受的结构自重标准值产生的立杆轴力；NG2K脚手架构配件自重标准值产生的立杆轴力；NGK永久荷载标准值产生的立杆轴向力总和；NQK可变荷载标准值产生的立杆轴向力总和；N0连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力；Nl连墙件轴向力设计值；Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值；pk相应于荷载效应标准组合时，立杆基础底面处的平均压力；wk风荷载标准
40、值；w0基本风压；弯曲正应力。2.2.2 材料性能和抗力E钢材的弹性模量；f钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值；fa地基承载力特征值；Qb键槽式插座抗剪承载力设计值；Rc扣件抗滑承载力设计值；v受弯构件允许挠度。2.2.3 几何参数A立杆横截面面积；Ac连墙件的净截面面积；H1连墙件竖向间距；L1连墙件水平间距；I钢管截面惯性矩；W钢管截面模量；a钢管支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离；h相邻水平杆竖向步距；h顶层或底层水平杆步距；i回转半径；la立杆纵距；lb立杆横距；l0立杆计算长度。2.2.4 计算系数s钢管支架风荷载体型系数；z风压高度变化系数；钢管支架立杆计算长度修正系数；考虑脚手架整体稳定因素的单杆计算长度系数；k钢管支架悬臂端计算长度折减系数；轴心受压构件稳定系数；长细比；容许长细比。3 构造要求3.1 立杆、立杆连接套管立杆采用套接形式，立杆的对接接头可在同一水平面上，对接采用立杆连接套管（图3.1），采用焊接时连接套管长度不小于120mm，采用压接时连接套管长度不小于140mm。
