подъемное устройство

Формула изобретения

1. 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, отличающееся тем, что приводной механизм выполнен в виде полиспаста, блоки которого шарнирно связаны и расположены на концах рычагов и по меньшей мере по одному блоку на середине каждой половины всех рычагов раздвижного механизма, при этом гибкий элемент полиспаста первым своим участком закреплен на барабане приводного механизма, а последним на последнем блоке и установлен с возможностью поочередного охвата всех блоков центральным участком.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый участок гибкого элемента полиспаста расположен с возможностью охвата блока, закрепленного на рычаге нижней решетки одной стороны, а последний участок закреплен на последнем блоке нижней решетки другой стороны при четном количестве сторон или верхней решетки при нечетном количестве сторон, при этом элемент полиспаста установлен с возможностью охвата блоков, последовательно расположенных на одной стороне снизу вверх и с охватом блоков смежной стороны сверху вниз до последнего блока последнего ряда.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными приводными механизмами по количеству сторон в многоугольнике раздвижного механизма, закрепленные на основании, при этом гибкий элемент полиспаста первым участком закреплен на барабане соответствующего приводного механизма, а другим на последнем блоке верхней решетки соответствующей стороны и установлен с возможностью последовательного охвата блоков с первого до последнего каждого ряда раздвижного механизма.

Описание изобретения к патенту

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 конструктивные 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, описанное в з. ЕР N 0329346, предназначено для подъема малогабаритных и нетяжеловесных грузов типа коробки с продуктами (в магазине) и т. п. Основной задачей создания такого подъемника являлось обеспечение возможности подъема такого груза на превышающую рост человека высоту, например, в хранилище товаpов на верхнюю полку стеллажа.

О таком решении задачи указывает и конструкция 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 размещения 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, 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, 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 решетки 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, последний выполнен в виде полиспаста, блоки которого шарнирно связаны и расположены на концах рычагов и по меньшей мере по одному блоку на середине каждой половины всех рычагов раздвижного механизма, при этом гибкий элемент полиспаста первым своим участком закреплен на барабане приводного механизма, а последним участком на последнем блоке и установлен с возможностью поочередного охвата всех блоков центральным участком.

Кроме того, возможен вариант охвата полиспастом, при котором первый участок гибкого элемента полиспаста расположен с возможностью охвата блока, закрепленного на рычаге нижней решетки одной стороны, а последний участок закреплен на последнем блоке нижней решетки другой стороны при четном количестве сторон или верхней решетки при нечетном количестве сторон, при этом гибкий элемент полиспаста установлен с возможностью охвата блоков, последовательно расположенных на одной стороне снизу вверх и с охватом блоков смежной стороны сверху вниз до последнего блока последнего ряда.

Для повышения надежности удержания груза на высоте за счет стягивания гибкого элемента полиспаста и использования существенно меньших по мощности приводных узлов, чем требуется, подъемное устройство снабжено дополнительными приводными механизмами по количеству сторон в многоугольнике раздвижного механизма, закрепленные на основании, при этом каждый гибкий элемент полиспаста первым участком закреплен на барабане соответствующего приводного механизма, а другим концом на последнем блоке верхней решетки и установлен с возможностью последовательного охвата блоков с первого до последнего каждого ряда раздвижного механизма.

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. Одновременное 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 приводок, 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 привод за счет разложения сил в блоках. Кроме того, равномерные и 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; на фиг. 2 схема расположения полиспаста по рядам; на фиг. 3 подъемное устройство по фиг. 1 с дополнительными приводами, вид А на фиг. 1.

Подъемное устройство (см. фиг. 1 и 3) расположено на основании 1 и представляет собой пространственной формы раздвижной механизм, состоящий из сторон, связанных между собой с образованием в основании равностороннего многоугольника. На фиг. 3 показан раздвижной механизм из четырех сторон, связанных между собой с образованием в плане прямоугольника или квадрата. Возможные другие фигуры, например треугольник, как в прототипе, и т. д.

Каждая сторона составлена, по крайней мере, из трех рядов решеток, 2, 3 и 4, смонтированных в вертикальной плоскости. Каждая решетка ряда выполнена из по крайней мере двух шарнирно связанных между собой в центральной точке посередине длины рычагов 5 и 6. При этом концы рычагов решетки, каждого ряда шарнирно связаны с концами рычагов смежного в вертикальной плоскости стороны ряда так, что плоскостная конструкция одной стороны представляет собой пантограф, имеющий возможность изменять свою длину. При образовании пространственной конструкции, имеющей несколько сторон равной длины в горизонтальной плоскости, концы рычагов решетки одного ряда одной стороны шарнирно связаны с одноименными концами рычагов решетки этого же ряда другой стороны, являющейся смежной по отношению к первой стороне. В этом случае образуется общий шарнирный узел 7, соединяющий одновременно четыре рычага и позволяющий рычагам менять угловое положение относительно друг друга без разрыва кинематической связи.

Таким образом, строится пространственная структура раздвижного механизма по типу пантографа.

Для обеспечения возможности увеличения высоты раздвижного механизма свободные концы рычагов 5 и 6 первого нижнего ряда каждой стороны установлены с возможностью радиального перемещения, например, в направляющих 8, выполненных на основании, в направлении к центру равностороннего многоугольника основания (на фиг. 3 направление показано стрелками).

Приводной механизм для приведения раздвижного механизма в действие включает в себя (см. фиг. 1) в первом варианте исполнения барабан 9 с любым приводным двигателем, на котором намотана гибкая связь 10. В качестве гибкой связи может использоваться трос или любой другой гибкий элемент, например, цепь. Данный трос использован с целью последовательного охвата всех рычагов и их зон шарнирного соединения с тем, чтобы уменьшением длины троса обеспечить изменение углового положения рычагов относительно друг друга. Для этого в зонах шарнирных узлов 7 монтируются блоки 11. При этом блоки 11 монтируются также шарнирно с тем, чтобы изменять свое угловое положение в зависимости от углового положения рычагов 5 и 6 относительно друг друга. Трос одним концом (участком) закреплен на барабане, пропущен через первый блок, закрепленный на одном из рычагов 5 или 6 в зоне конца, имеющего возможность перемещаться в направляющих 8, а затем последовательно пропущен через все блоки 11.

В этом случае достаточно, запасовав трос через блоки, закрепить другой его конец (последний участок) на последнем блоке верхней решетки верхнего ряда. Однако целесообразно не перегружать шарнирные узлы чрезмерными нагрузками в случае подъема массогабаритного груза. Введение дополнительных блоков 12, смонтированных шарнирно на серединах свободных участков рычагов между зонами шарнирных соединений, позволяет перенести нагружение силовым воздействием частично с шарнирных узлов 7 на участки рычагов 5 и 6 каждой решетки.

Запасовка гибкой связи 10 в этом случае производится последовательно через все блоки 11 и 12 в порядке их расположения по высоте. Такой вариант пропуска гибкой связи показан на фиг. 1.

Гибкая связь может быть пропущена последовательно через все блоки 11 и 12 по периметру всей пространственной конструкции.

На фиг. 2 показана схема одного из вариантов пропуска гибкой связи последовательно по каждой стороне раздвижного механизма. Трос или иной гибкий элемент сначала пропускается через первый блок первой нижней решетки первой стороны, последовательно запасовывается через все блоки 11 и 12 первой стороны до последнего блока на этой стороне, затем гибкий элемент запасовывается на смежной стороне пространственной конструкции с верхнего блока до нижнего с переходом на первый блок следующей стороны, расположенный первым на рычагах решетки этой стороны и т. д.

Использование гибкой связи системы полиспаста для управления изменением длины пространственного пантографа позволяет решить задачу повышения грузоподъемности подъемного механизма, обеспечивая при этом высокую надежность при малых энергозатратах. Кроме того, полиспаст признан одним на самых простых и технологически отработанных механизмов, не требующих специального оборудования при монтаже и наладке. В связи с этим его использование в качестве привода позволяет изготавливать раздвижной механизм в любых условиях, где имеются слесарные приспособления.

Ранее рассмотренные варианты исполнения раздвижного механизма отличаются тем, что имеют один общий для всех сторон приводной механизм. Однако для повышения надежности и повышения безопасности проведения подъемных работ подъемное устройство может быть оснащено дополнительными приводными механизмами 13, каждый из которых предназначен для управления рычагами 5 и 6 одной стороны раздвижного механизма. Пример исполнения такого раздвижного механизма показан на фиг. 2 применительно к ранее рассмотренному варианту по фиг. 1. Каждый из приводных механизмов, как основной 9, так и дополнительные 13, работают независимо. Запасовка гибкой связи производится от барабана 9 основного приводного механизма или барабанов дополнительных приводных механизмов 13 на первый, расположенный на одном из рычагов нижней решетки блок, последовательно гибкая связь пропускается через все дополнительные и основные блоки до последнего на одном из рычагов верхней решетки каждой стороны.

Подъемное устройство работает следующим образом.

В нерабочем положении или положении хранения гибкая связь 10 практически полностью смотана с барабана 9 приводного механизма по любому из примеров исполнения. В таком положении все рычаги, формирующие пантографы по сторонам пространственной структуры, сложены по высоте за счет углового качания вокруг шарниров связи. Свободные концы рычагов 5 и 6 находятся в крайних угловых зонах многоугольника основания (см. фиг. 1).

В таком положении подъемное устройство готово к подъему груза, который устанавливается на смонтированную на верхнем ряду площадку (не показана). После установки груза включают приводной механизм, который начинает наматывать гибкую связь на барабан 9. Уменьшение длины охватывающего блоки 11 и 12 гибкой связи приводит к созданию усилий в зонах крепления блоков, передаваемых на рычаги 5 и 6. В результате действия этих усилий рычаги 5 и 6 нижнего ряда каждой стороны начинают своими свободными концами перемещаться по направляющим 8 в направлении центра многоугольника основания. Перемещение рычагов этих нижних рядов приводит к изменению углового положения всех рычагов относительно друг друга во всех рядах. Изменение положения рычагов приводит к увеличению высоты всей пространственной структуры.

Для опускания груза достаточно стравить намотанную гибкую связь, и пантограф начнет под действием веса груза и/или своего собственного веса опускаться.

Предложенное подъемное устройство обладает достаточной устойчивостью, обусловленной его пространственной структурой, в основании которой лежит равносторонний многоугольник.

Изобретение позволяет разработать подъемное устройство практически неограниченной грузоподъемности, обладающее высокой надежностью и безопасностью проведенных подъемных работ, малыми энергозатратами, так как использован полиспаст. Компактность конструкции в сложенном состоянии позволяет транспортировать подъемное устройство в неразобранном состоянии. Подъемное устройство просто в изготовлении и ремонте.