Подъемное устройство

 

Изобретение относится к подъемной технике. Подъемное устройство представляет собой раздвижной механизм пространственной структуры, состоящий из по крайней мере трех рядов структурных элементов, каждый из которых выполнен из по меньшей мере двух складывающихся по типу пантографа Х-образных решеток. При этом указанные решетки каждого ряда расположены в пересекающихся плоскостях с образованием общего шарнирного узла крепления рычагов в каждом структурном элементе. Приводной механизм, выполненный в виде полиспаста, обеспечивает изменение длины раздвижного механизма. Для этого он включает в себя шарнирно связанные с рычагами блоки и охватывающий блоки гибкий элемент, уменьшение длины которого приводит к увеличению высоты раздвижного механизма. Представлены примеры запассовки гибкого элемента и использования дополнительных приводных механизмов. 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к подъемным устройствам пантографного типа.

Известно подъемное устройство, содержащее основание с установленным на нем пространственной формы раздвижным механизмом, имеющим в основании равносторонний многоугольник и образованным, по крайней мере тремя рядами структурных элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере трех складывающихся по типу пантографа решеток, свободные концы рычагов каждой решетки одной стороны шарнирно связаны с одноименными концами рычагов смежной стороны раздвижного механизма, а концы рычагов первого ряда решеток установлены на основании с возможностью радиального перемещения к центру многоугольника при изменении длины раздвижного механизма, а также приводной механизм, связанный с решеткой и закрепленный на основании (см. заявку ЕР N 0329346, 1989).

Известное подъемное устройство пространственной конструкции выполнено из шарнирно связанных между собой продольных звеньев, что позволило существенно снизить вес самого устройства по сравнению с традиционно эксплуатируемыми стреловыми подъемниками. При этом связи между звеньями позволили обеспечить складывание образованных звеньями решеток по типу пантографа с сохранением той же грузоподъемности, что и у стрелового подъемника. В то же время такое свойство, как складывание, позволяет в нерабочем состоянии устройства до минимума свести его высоту. Если учесть, что такой подъемник должен работать для обеспечения технологических операций на складе, или в магазине, или на стройплощадке непродолжительное время, то возможность его складывания и удобство хранения представляют собой одно из самых выгодных и перспективных качеств.

Известное подъемное устройство предназначено для подъема малогабаритных и нетяжеловесных грузов типа коробки с продуктами (в магазине) и т. д. Основной задачей создания такого подъемника являлось обеспечение возможности подъема такого груза на превышающую рост человека высоту, например, в хранилище товаров на верхнюю полку стеллажа.

О таком решении задачи указывает и конфигурация самого подъемника в части расположения и связей звеньев решеток между собой и с основанием. Прежде всего, основание размещено на многоугольной раме, поставленной на колесах. Таким образом, вес поднимаемого груза не должен превышать то усилие на осях колес, при котором устройство может еще передвигаться без поломки самих колес.

Кроме того, для раздвижения пространственного механизма предусмотрен либо ручной, либо любой другой привод. Конструкция расположения решеток и связей такова, что для подъема груза необходимо пользователю в случае ручного привода оказать сдвигающее усилие на одно из звеньев первого ряда решеток. Иначе говоря, чтобы поднять размещенный на верхней площадке подъемного устройства груз пользователь должен ухватиться руками за имеющую возможность перемещения в зоне опорного многоугольника стойку (часть решетки) и перемещать ее подвижно расположенный конец к центру многоугольника. Если учесть, что все решетки обладают массой и добавить еще массу груза (даже без учета трения в шарнирах), то видно, что для подъема даже небольшого по весу груза необходимо приложить достаточно большое силовое воздействие, которое может быть больше возможностей среднего человека.

Даже при использовании механического или электрического привода его мощность должна быть значительной, так как воздействие идет только на одно звено.

Указанные особенности не позволяют широко использовать данный подъемник в социально-бытовой сфере и практически не позволяют использовать его в других областях, например, строительстве. Решение задачи по устранению этих недостатков при сохранении положительных свойств (малые габариты в сложенном состоянии, малый вес) позволили бы получить подъемное устройство практически универсального применения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка подъемного устройства, обеспечивающего увеличение грузоподъемности при сохранении пространственной конструкции и складывания и упрощение конструкции при улучшении технологии изготовления, а также решение задачи использования маломощного привода при подъеме массогабаритного груза. Достигаемый при этом технический эффект заключается в повышении эксплуатационных характеристик.

Указанный технический эффект достигается тем, что в подъемном устройстве, содержащем основание с установленным на нем пространственной формы раздвижным механизмом, образованным по меньшей мере тремя рядами структурных элементов, каждый из которых выполнен в виде двух складывающихся по типу пантографа Х-образных решеток, и приводной механизм, связанный с решеткой и установленный на основании, причем концы рычагов первого ряда решеток установлены на основании с возможностью радиального перемещения, а рычаги последнего ряда связаны с опорным элементом, приводной механизм выполнен в виде полиспаста, блоки которого шарнирно связаны и расположены на рычагах каждой решетки, а Х-образные решетки каждого ряда расположены в пересекающихся плоскостях с образованием общего шарнирного узла для крепления рычагов в каждом структурном элементе, расположенного на оси пересечения плоскостей, при этом блоки шарнирно связаны с рычагами, а гибкий элемент с одной стороны соединен с барабаном приводного механизма, а с другой стороны с последним блоком полиспаста, и размещен с возможностью охвата блоков, расположенных в одной плоскости, пересекающей ось пересечения плоскостей расположения решеток, с переходом с последнего блока предыдущего ряда на первый блок последующего ряда структурных элементов до последнего блока.

Кроме того, общий шарнирный узел каждого ряда раздвижного механизма выполнен в виде полного элемента с шарнирами для соединения с рычагами решеток соответствующего ряда, а внутри полого элемента расположен по крайней мере один гибкий элемент.

Кроме того, гибкий элемент выполнен в виде троса.

Кроме того, блоки расположены с внешней стороны раздвижного механизма, а гибкий элемент размещен внутри элемента и установлен с возможностью охвата блоков, оплетая подъемный механизм снаружи.

Кроме того, блоки расположены внутри раздвижного механизма.

Кроме того, блоки расположены на рычагах раздвижного механизма по спирали.

Кроме того, подъемное устройство может быть снабжено установленными на основании дополнительными приводными механизмами по количеству рядов в раздвижном механизме, гибкий элемент каждого из которых установлен с возможностью охвата блоков соответствующего ряда и расположен внутри полых элементов.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического эффекта.

Так, установка шарнирно посаженных блоков на концах рычагов Х-образных решеток и на серединах половин рычагов в каждой решетке позволяет пропустить единую гибкую связь от барабана до последнего блока через все последовательно расположенные блоки. В этом случае наматывание гибкой связи на барабан приводит к равномерному силовому воздействию на каждый рычаг в сторону его разворота, возникающему за счет передачи усилия от связи через блок на рычаги. Одновременно силовое воздействие на все рычаги механизма позволяет обеспечить надежное и гарантированное изменение длины подъемного устройства независимо от массы перемещаемого груза. При этом решена задача сохранения пространственной структуры, компактности в сложенном положении и повышения грузоподъемности за счет иного, чем в прототипе выполнения привода раздвижения подъемника.

При этом гибкая связь полиспаста может располагаться с последовательным прохождением блоков по каждому ряду отдельно или последовательно с ряда на ряд. В случае использования нескольких приводов, отдельных для каждой стороны ряда или для нескольких рядов, создаются условия по использованию существенно маломощных машин с повышением надежности подъема груза в случае выхода из строя полиспаста или барабана с его приводом.

Использование полиспаста и блоков позволяет решить задачу по снижению энергозатрат на приводе за счет разложения сил в блоках. Кроме того, равномерные одинаковые усилия на все рычаги вместе при подъеме груза повышают срок службы подъемника по сравнению с одноточечным мощным приложением усилия к одному звену в прототипе.

Изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического эффекта.

На фиг. 1 представлен общий вид подъемного устройства с первым примером запасовки гибкого элемента; на фиг. 2 подъемное устройство по фиг. 1 с дополнительными приводами (второй пример запасовки гибкого элемента); на фиг. 3 вид А на фиг. 2 на расположение рычагов.

Подъемное устройство (см. фиг. 1) содержит пространственной формы раздвижной механизм, образованный по меньшей мере тремя рядами структурных элементов 1, смонтированных на основании 2. Каждый из структурных элементов выполнен в виде двух складывающихся по типу пантографа Х-образных решеток, образованных двумя шарнирно связанными между собой одними концами рычагов 3 и 4. При этом концы рычагов нижнего первого ряда решеток установлены на основании с возможностью радиального перемещения, а рычаги последнего верхнего ряда средней своей частью шарнирно связаны с опорным элементом для размещения груза (не показан с тем, чтобы не перегружать рисунок неотносящимися к существу подробностями). Форма выполнения опорного элемента любая, например, в виде площадки.

Х-образные решетки каждого ряда расположены в пересекающихся плоскостях (см. фиг. 3) с образованием общего шарнирного узла 5, в котором производится шарнирное крепление других концов рычагов 3 и 4 нижне- и верхнерасположенных решеток. В общем случае этот узел 5 может представлять собой полый элемент 6, к которому прикрепляются шарниры 7 присоединения указанных концов рычагов 3 и 4 соответствующего ряда.

Приводной механизм выполнен в виде полиспаста, включающего в себя приводной от любого типа двигателя барабан 8, к которому прикреплен один конец гибкого элемента 9, представляющего собой, например, трос или любую другую гибкую связь. На рычагах по их длине и в зонах шарнирных соединений вне шарнирного узла 5 установлены блоки 10, которые смонтированы также на шарнирах. Для удержания раздвижного механизма в пространственном положении, показанном, например, на фиг. 1, другой конец троса запасовывается последовательно через все блоки 10 и закрепляется на последнем блоке верхнего ряда.

Таким образом, трос охватывает все рычаги по спирали от основания до опорного элемента.

В первом примере исполнения запасовки (см. фиг. 1) блоки 10 на рычагах 3 и 4 расположены в одной общей плоскости на каждом уровне по высоте, перпендикулярной продольной оси раздвижного механизма. При таком расположении блоков с внешней или с внутренней стороны рычагов по отношению к продольной оси механизма запасовка троса осуществляется сначала через все блоки, расположенные в первой горизонтальной плоскости, ближней к основанию, охватывая механизм по периметру, затем переводится на первый блок следующей горизонтальной плоскости, расположенной на большей высоте, и пропускается через все блоки в этой плоскости и т. д.

В зоне шарнирного узла 5 трос пропускается через внутреннюю полость полого элемента 6.

Во втором примере исполнения запасовки (см. фиг. 2) блоки шарнирно связаны с рычагами точно так же, как по фиг. 1, но расположены в плоскостях, пересекающих продольную ось раздвижного механизма под углом. Это дает возможность плавного охвата тросом всей пространственной структуры по спирали с пропуском троса между структурными элементами 1 через полый элемент 6.

Ранее расcмотренная конструкция раздвижного механизма управляется одним приводным механизмом, изменение длины троса которым приводило к одновременному изменению положения рычагов 3 и 4 относительно друг друга во всех структурных элементах 1 механизма.

Если использовать дополнительные приводные механизмы 11, выполненные точно так же, как и основной, ранее рассмотренный, то возможно существенно расширить функциональные возможности раздвижного механизма в части увеличения его грузоподъемности при сохранении экономичности привода.

Пример такого исполнения показан на фиг. 2. Основной приводной механизм с барабаном 8 и гибким элементом 9 любым из указанных способов охватывает тросом рычаги 3 и 4 первого нижнего структурного элемента 1. При этом конец троса крепится на последнем блоке этого элемента. Дополнительный механизм 11 также включает барабан и гибкий элемент 12, например в виде троса, пропущенного через первый структурный элемент 1 насквозь без задействия с рычагами этого элемента и запасованного на первый блок 11 одного из рычагов второго структурного элемента 1, где запасовывается любым из рассмотренных ранее способов с закреплением на последнем блоке этого элемента 1.

В этом случае каждый приводной механизм работает на свой структурный элемент и функционально независим от других.

Трос дополнительного приводного механизма 11 также пропускается через полый элемент 6.

Подъемное устройство работает следующим образом.

В исходном положении, например в нерабочем или в положении хранения, раздвижной механизм находится в сложенном положении рычагов 3 и 4, обусловленном возможностью шарниров и ослаблением гибкого элемента на блоках 11.

В этом случае высота всей пространственной структуры небольшая, что вполне может соответствовать возможности установки груза на опорный элемент.

При наматывании гибкого элемента 9 конструкции по фиг. 1 на барабан 8 уменьшается длина гибкого элемента, в результате чего на рычагах формируются усилия, направленные к продольной оси раздвижного механизма, которые изменяют пространственное угловое положение рычагов 3 и 4 относительно друг друга. Происходит складывание механизма с увеличением его высоты. Наматывание гибкого элемента 9 производится до тех пор, пока опорный элемент не поднимется на уровень требуемой высоты.

Опускание груза осуществляется в обратном порядке. Удержание механизма в пространстве осуществляется натяжением троса полиспаста.

В примере по фиг. 2 возможно сначала поднять груз на полную высоту выпрямления рычагов структурного элемента 1, расположенного ближе к основанию, а затем отрегулировать уровень требуемой высоты стягиванием тросом дополнительного привода рычагов следующего структурного элемента.

Использование полиспаста в качестве приводного механизма позволяет создать подъемное устройство с высокой надежностью удержания груза на высоте при использовании технологически отработанного и конструкционного простого оборудования блоков и троса, практически не требующих ремонта. Кинематика полиспаста позволяет использовать маломощные приводные агрегаты для создания значительных силовых усилий, что позволяет осуществлять подъем крупногабаритных грузов.

Применение в качестве пространственной структуры рычагов, складывающихся по типу пантографа, позволяет создать облегченную конструкцию фермы, вытягивающейся на значительную высоту. При этом в сложенном положении ее высота небольшая, что позволяет механизм транспортировать без демонтажа или хранить в помещениях.

Формула изобретения

1. ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее основание с установленным на нем пространственной формы раздвижным механизмом, образованным по меньшей мере тремя рядами структурных элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере двух складывающихся по типу пантографа Х-образных решеток, и приводной механизм, связанный с решеткой и установленный на основании, причем концы рычагов первого ряда решеток установлены на основании с возможностью радиального перемещения, а рычаги последнего ряда своей средней частью связаны с опорным элементом, отличающееся тем, что приводной механизм выполнен в виде полиспаста, блоки которого шарнирно связаны и расположены на рычагах каждой решетки, а Х-образные решетки каждого ряда расположены в пересекающихся плоскостях с образованием общего шарнирного узла для крепления рычагов в каждом структурном элементе, расположенного на оси пересечения плоскостей, при этом блоки шарнирно связаны с рычагами, а гибкий элемент с одной стороны соединен с барабаном приводного механизма, а с другой стороны с последним блоком полиспаста и размещен с возможностью охвата блоков, расположенных в одной плоскости, пересекающей ось пересечения плоскостей расположения решеток, с переходом с последнего блока предыдущего ряда на первый блок последующего ряда структурных элементов до последнего блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что общий шарнирный узел каждого ряда раздвижного механизма выполнен в виде полого элемента с шарнирами для соединения с рычагами решеток соответствующего ряда, а внутри полого элемента расположен по крайней мере один гибкий элемент.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкий элемент выполнен в виде троса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блоки расположены с внешней стороны раздвижного механизма, а гибкий элемент размещен внутри полого элемента и установлен с возможностью охвата блоков, оплетая подъемный механизм снаружи.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блоки расположены внутри раздвижного механизма.

6. Устройство по пп.4 и 5, отличающееся тем, что блоки расположены на рычагах раздвижного механизма по спирали.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено установленными на основании дополнительными приводными механизмами по количеству рядов в раздвижном механизме, гибкий элемент каждого из которых установлен с возможностью охвата блоков соответствующего ряда и расположен внутри полых элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3