CN104603042A - 顶起设备 - Google Patents

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Abstract

一种顶起设备(1)，包括基体构件(2)、上部构件(3)，以及，至少一个中间构件(4)。每个构件包括适于分别与相邻构件啮合的螺纹。包括驱动装置，使构件运动，并从而抬升或降低顶起设备(1)的上表面(6)。当驱动装置工作时，中间构件(4)旋转，而上下表面优选地免受正在进行的旋转运动的影响。可同步操作多个这种顶起设备(1)，以抬升或降低负载或其它物体。

Description

顶起设备
背景技术
本发明涉及一种顶起设备，尤其涉及一种能够将负载或物体支撑或顶起到基底表面上方然后使其保持在抬升位置的支撑或顶起设备。
本发明的特别应用在于抬升重物，如汽车或者其他机械设备，尤其是采矿及土方工程设备，通常先将重物抬起，然后在其下方提供填充材料，从而，之后人或其它设备可相对安全地在抬升的表面机械或其它负载下方作业。
现有技术
本说明书中引用的任何现有公布内容(或从其推出的信息),或任何已知的内容，不是也不应理解为接受或承认，或者以任何形式暗示现有公布内容(或从其推出的信息)或已知的内容形成本说明书所涉及领域的公知常识的一部分。
当下，为了维护和维修重型机械，如在土方工程和采矿应用中，当人和/或者维修设备有必要进入待维修机械装置下方时，通常都采用千斤顶。
这些千斤顶通常为液压或气压千斤顶，其依赖于维持在恒定高压下的液体工作。一旦设备被顶起，维修人员通常就在机械装置下方走动，执行所需的维修工作。
众所周知，这种液压系统偶尔会发生故障，或者泄漏，这会导致系统缓慢或者突然出现故障，可能带来灾难性的后果。
这会给职业健康和安全带来影响，而且在很多情形下会相当危险。在一些情形下，维护和维修人员会在重物负载下方这种危险的环境下度过大量的时间，通常为数小时，却仅有液压系统将机械装置保持在原位。这种危险性在许多户外环境下还会增加，如在有风的情况下，机械装置很有可能被吹动、滑动或者以其它方式翻落。
在一些情况下，使用填充可在一定程度上最小化这种风险。也就是说，在一个或多个千斤顶将巨大的机械装置抬升到所需高度后，在机械装置下方装入填充材料。填充材料使设备悬浮在抬升位置，从而维修人员和维护设备可以在顶起的设备下方移动。因此上述风险在一定程度上最小化，这是因为工作人员只在装入填充材料时处于高度的危险中。
一旦维护或维修工作完成，千斤顶则再次顶起机械装置，这样工作人员就能够移出填充材料，然后可将设备放低到其正常的操作位置。因此，在移出填充材料的操作过程中，工作人员再次处于危险之中。
本发明的申请人先前已经发明了一种设备，克服了现有技术的很多所述缺陷。本申请人先前发明的设备在国际申请号为PCT/AU2008/001218中有所描述，其全部内容通过引用并入文本。
申请人先前发明的设备提供了一种顶起设备，包括：
基体构件，适于和基底表面接合；
可移动构件，能够相对于所述基体构件移动，具有适于接合待提升或下降的物体的上表面；
螺纹轴，与所述基体构件或所述可移动构件相连接；
引导装置，与所述基体构件或所述可移动件构中的另一个相连接，所述引导装置包括适于与所述螺纹轴配合的螺纹表面；以及
驱动装置，适于旋转所述螺纹轴和/或所述引导装置，从而使所述可移动构件能够相对于所述基体构件移动，进而提升或降低所述上表面。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的缺陷，或者至少为现有技术的设备提供一种替代的选择。
本发明旨在提供一种包括额外安全特征的顶起设备。
本发明还旨在提供一种可伸缩设备，所述可伸缩设备能够紧凑地存放，并能够将负载抬升到相对较高的高度。
从广泛意义上讲，本发明提供了一种顶起设备，包括：
基体构件，包括适于接合基底表面的基体表面，以及基体螺纹；
上部构件，具有适于接合待提升或下降的物体的上表面，包括螺纹；
至少一个中间构件，位于所述基体构件和所述上部构件之间，每一个中间构件包括分别与相邻构件的螺纹啮合的第一和第二螺纹；以及
驱动装置，适于使至少一个所述构件相对于其相邻的构件移动，从而抬升或降低所述上表面。
优选地，所述驱动装置包括主驱动装置和备用驱动装置，每个驱动装置都是从电驱动马达、液压或气压缸和/或其它驱动装置中选择的。
同样优选地，所述设备大体为管状，其中所述基体螺纹位于所述基体构件的内表面上，其中所述上螺纹位于所述上部构件的外表面上，且其中，所述第一和第二螺纹位于所述或每个中间构件的内表面和外表面上。
优选地，顶起设备还包括线性轴承，在所述驱动装置运行时，该线性轴承防止所述上部构件和基体构件的旋转移动。
优选地，顶起设备还包括齿轮设备，在所述驱动装置运行时，该齿轮设备适于使所述中间构件旋转。
优选地，所述齿轮设备包括：
第一齿轮，可操作地与所述线性轴承连接，并适于由所述驱动装置驱动；以及
第二齿轮，可操作地与所述中间构件连接，并可操作地与所述第一齿轮啮合，当所述驱动装置旋转时，所述第二齿轮适于使所述中间构件旋转。
同样优选地，顶起设备实施为其中所述齿轮设备由电驱动装置驱动。
同样优选地，顶起设备包括液压缸驱动装置，使所述上表面相对于所述基体表面基本垂直地上升/下降。
顶起设备还优选地包括由用户操作的控制器，用于控制所述顶起设备的上升/下降，并操作所述驱动装置。
优选地，所述控制器同时控制一对驱动装置的运行，从而通过第一驱动装置实现所述上表面相对于所述基体表面基本垂直移动，并且通过第二驱动装置使所述中间构件协同旋转移动。
同样优选地，所述第一驱动装置包括液压缸，且所述第二驱动装置包括电驱动马达。
优选地，当所述上表面移动到最终位置时，所述液压缸稍稍回缩，以便所述螺纹基本支撑所述顶起设备上的任何负载。
同样优选地，当要移动所述上表面时，所述液压缸稍稍上升，以解除施加在所述螺纹上的任何负载，然后所述液压缸和所述驱动马达几乎同时运行，以实现提升/下降所述顶起设备。
优选地，所述用户可通过经由通信通道与所述控制器连接的键盘、PDA或其它输入设备操作所述控制器，所述通信通道包括从所述顶起设备本地或远程提供的有线或无线通道。
同样优选地，所述顶起设备可操作地连接到至少一个其它顶起设备，控制顶起设备以单独或同时运行抬升负载。
从进一步广泛的意义上进，本发明提供了一种操作顶起设备的方法。
该方法优选地包括：
如权利要求1-15中任一项所述，将至少一个顶起设备定位于基底表面和所述负载中间；
操作控制器，控制上表面上升或下降，从而抬升或降低所述负载。
同样优选地，多个顶起设备位于基底表面和所述负载中间，并且，其中所述控制器接收来自用户和所述多个顶起设备中的每一个的输入信息，控制所述负载上升和下降。
附图说明
结合附图，通过以下优选但非限制性的实施例将能够更全面地理解本发明，其中：
图1所示为根据本发明的一个优选实施例，处于伸展位置的顶起设备的等轴测视图；
图2所示为图1中所示的设备处于收缩位置；
图3所示为图1的设备的正视图；
图4所示为图2的设备处于压缩位置的正视图；
图5所示为该设备的剖视图；
图6所示为本发明的设备的分解视图；
图7所示为操作顶起设备的控制器的框图；以及
图8所示为控制多个顶起设备的框图。
具体实施方式
在所有的附图中，相同的数字将用于表示相似的特征，除非另有明确说明。
顶起设备1通常大体为管状/圆柱状，包括基体构件2、上部构件3以及至少一个中间构件4。
基体构件1包括适于接合基底表面5的基体表面19，并且包括螺纹6，如图所示，螺纹6位于基体构件2的内表面上。
上部构件3具有适于与待提升或下降的负载或物体接合的上表面6。如图所示，上部构件3在其外表面上设置有螺纹7。
在基体构件2和上部构件3之间提供有中间构件4。可以选择性地提供额外的中间构件4。每个中间构件4包括设置于中间构件4的外表面和内表面上的螺纹8和9，以与相邻构件的螺纹啮合和配合。
在附图中，中间构件4的外表面上的螺纹8与基体构件2的内表面的螺纹6啮合和配合。此外，中间构件4的内表面上的螺纹9与上部构件3的外表面上的螺纹7啮合和配合。
驱动装置使每个构件2、3和4相对于其相邻构件移动。例如，中间构件4适于旋转并相对于基体构件2向上或向下移动。上部构件3适于相对于中间构件4向上和向下移动。当上部构件3抬升或降低时，优选地限制上部构件3轴向旋转，下文将进行描述。
驱动装置可实施为多种形式。附图中所示的驱动装置为实施为两级伸缩液压缸11形式的主驱动装置，以及电驱动马达10。然而，本领域技术人员能够理解也可实施为其它形式的驱动装置实现类似的功能。
图中还示出了在设备1的每一侧都包括线性轴承12，线性轴承12使上表面6垂直上升/下降，同时基本防止上部构件3相对于基体构件2旋转运动，但允许上部构件3相对于中间构件4旋转运动。线性轴承12通常包括三个组件，即基体组件13、中间组件14以及上部组件15，每一个组件滑动连接以基本防止上部构件3相对于基体构件2旋转运动。
如图所示，还提供了齿轮设备16，其包括可操作地连接至线性轴承16并适于由驱动马达10驱动的第一齿轮或者小齿轮17，以及，可操作地连接至中间构件4并可操作地与第一齿轮17啮合且当驱动装置10旋转时适于旋转中间构件4的第二齿轮18。该齿轮设备16优选地由电驱动装置10驱动。
还提供了液压缸11，液压缸11使上部构件3相对于基体构件2基本垂直地上升或下降。所示为两级伸缩液压缸，但是能够理解，也可替换性地提供其它合适的驱动装置。
为了操作该设备，优选地设置有一控制器，可由用户操作，控制顶起设备上升或下降，并操作驱动装置。
如图7和8所示，控制器可通过用户操作的输入设备控制一个或多个顶起设备的运行。所述用户操作的输入设备可以是用户可输入指令的键盘、计算机、PDA或者其它输入设备。可在顶起设备本地或者远程设置，其中远程通过有线或无线通信设备实现。
控制器可控制多个顶起设备1同时运行，并且对于每台设备，控制驱动装置对10和11，从而通过第一驱动装置11实现上部构件3相对于基体构件2的基本垂直的运动，以及，通过第二驱动装置10实现中间构件4的配合旋转运动。
第一驱动装置11优选地实施为液压缸，第二驱动装置10优选地实施为电驱动马达。替换选择对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
在使用过程中，基本操作通常如下。当液压从高压回路供给到伸缩缸11时，低压可施加至螺纹驱动马达10。
任何负载基本由液压缸11抬起，同时螺纹驱动马达10旋转中间构件4，通过将其自身拧出下基体构件2并同时延长上部构件3，“跟随”液压缸11。
一旦在抬升的位置，液压缸11稍稍回缩，同时螺纹保持静止，因而负载此时仅承载在螺纹上。这有效地通过自动机械装置装载了负载。
为了使负载下降，液压缸11首先略微向上移动，从螺纹解除负载并使其开始向下旋转。此时，缸11切换为向下，螺纹保持就在其前方。如果液压缸11或水管在任何阶段发生故障，负载会瞬时转移到螺纹，同时朝任一方向移动。
因此，本领域的技术人员将理解，一旦在锁定位置发生任何故障，故障会在恶劣的环境下偶尔发生，本系统可以克服突然或缓慢的故障。因此，维护和维修人员和设备能够安全地位于任何重负载下方，任何负载的偶发故障的风险显著降低。
能够理解，在使用过程中，可同时使用多个这种顶起设备。可使用控制电路同步操作多个驱动装置，从而可通过多个这种顶起设备实现正确的负载比例均衡。可使用多种传感器或监控器，确保每个设备同步或者按照其它要求操作，考虑到变化因素，如负载分布不均、环境因素(如风等)。
本领域的技术人员将能够理解，可以对上文描述的顶起设备做出多种变型和修改。所有这些变型和修改对于本领域的技术人员而言都是显而易见的，应当认为落在本发明的思想和保护范围之内。

Claims (17)

1.一种顶起设备，包括：
基体构件，包括适于接合基底表面的基体表面，以及，基体螺纹；
上部构件，具有适于接合待提升或下降的负载的上表面，以及，上螺纹；
至少一个中间构件，位于所述基体构件和所述上部构件之间，每一个中间构件包括分别与相邻构件的螺纹啮合的第一和第二螺纹；以及
驱动装置，适于使至少其中一个所述构件相对于其相邻构件移动，从而抬升或降低所述上表面。
2.根据权利要求1所述的顶起设备，其中所述驱动装置包括主驱动装置和备用驱动装置，每一个驱动装置都从电驱动马达、液压或气压缸和/或其它驱动装置中选择。
3.根据权利要求1或2所述的顶起设备，其中所述设备大体为管状，其中所述基体螺纹位于所述基体构件的内表面上，其中所述上螺纹位于所述上部构件的外表面上，并且，其中所述第一和第二螺纹位于所述或每个中间构件的内表面和外表面上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的顶起设备，还包括当所述驱动装置运行时，基本防止所述上部构件和基体构件旋转运动的线性轴承。
5.根据权利要求4所述的顶起设备，还包括齿轮设备，当所述驱动装置运行时，适于使所述中间构件旋转。
6.根据权利要求5所述的顶起设备，其中所述齿轮设备包括：
第一齿轮，可操作地连接至所述线性轴承，且适于由所述驱动装置驱动；以及
第二齿轮，可操作地连接至所述中间构件，且可操作地与所述第一齿轮啮合，当所述驱动装置旋转时，适于使所述中间构件旋转。
7.根据权利要求5或6所述的顶起设备，其中所述齿轮设备由电驱动装置驱动。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的顶起设备，包括液压缸驱动装置，用于使所述上表面相对于所述基体表面基本垂直地上升/下降。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的顶起设备，包括:
由用户操作的控制器，用于控制所述顶起设备上升/下降，并操作所述驱动装置。
10.根据权利要求9所述的顶起设备，其中所述控制器控制一对驱动装置的同时运行，从而通过第一驱动装置实现所述上表面相对于所述基体表面基本垂直的运动，并且，通过第二驱动装置使所述中间构件协同旋转运动。
11.根据权利要求10所述的顶起设备，其中所述第一驱动装置包括液压缸，所述第二驱动装置包括电驱动马达。
12.根据权利要求11所述的顶起设备，其中，当所述上表面移动到最终位置时，所述液压缸稍稍回缩，以便所述螺纹能够基本支撑所述顶起设备上的任何负载。
13.根据权利要求11所述的顶起设备，其中，当将要移动所述上表面时，所述液压缸稍稍上升以解除施加在所述螺纹上的任何负载，然后所述液压缸和所述驱动马达几乎同时运行，以实现所述顶起设备上升/下降。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的顶起设备，其中所述控制器由所述用户通过键盘、PDA或其它输入设备操作，键盘、PDA或其它输入设备经由通信通道可操作地与所述控制器连接，所述通信通道包括从所述顶起设备本地或远程提供的有线或无线通道。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的顶起设备，可操作地连接到至少一个其它顶起设备，控制顶起设备以独立或同时运行，抬升负载。
16.一种顶起负载的方法，包括以下步骤：
将至少一个如权利要求1-15中任一项所述的顶起设备定位于基底表面和所述负载中间；
操作控制器，控制上表面上升或下降，从而提升或降低所述负载。
17.根据权利要求16所述的顶起负载的方法，其中多个顶起设备位于基底表面和所述负载中间，并且，其中所述控制器接收来自用户和所述多个顶起设备中的每一个的输入信息，控制所述负载上升和下降。
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