CN109399494A - 一种高跷式登高器 - Google Patents

Abstract

在本申请的高跷式登高器中，使用者的左脚、右脚交替逐渐提升升降装置Z、Y完成登高作业，不需要专业技能，使用安全可靠，升降装置Z,Y采用X形剪叉组件作为升降机构，在折叠状态升降装置占用空间小，升降装置利用人力作为提升的动力，结构巧妙，重量轻。

Description

一种高跷式登高器

技术领域

本发明涉及登高机械装置领域，尤其是一种高跷式登高器。

背景技术

生活和生产中常常需要高处取物，如采摘水电安装、房屋装饰、与墙体门窗清扫，采摘水果、及在货架上摆取商品等登高作业，通常我们采用梯子、升降台作为工具帮助人们达到高处。

传统梯子在使用时往往要根据作业点的高度选用长梯还是短梯，在无条件挑选的情况下，常出现在矮处工作得用长梯，长梯不但笨重，过长的梯杆妨碍使用人作业及安全。梯子太短，到达不了工作面，无法完成作业的窘境。作业的过程中要求时高时低改变高度，人得爬上爬下。如果要前后左右改变工作位置，就得从梯子上爬下来，肩扛手提挪动梯子后再又爬上去才能继续工作。造成使用人体力的不必消耗，耽误工作时间，降低作业效率。梯子、升降台的移动困难，具有移动功能的梯子或升降台需要借助其他人员或驱动机构的外力才能完成移动。

高跷是专业人员的两腿分别固定一根长杆，作为腿部延伸，专业人员利用高跷可以行走，我们发现高跷是一种可以移动的不需要借助外力工具，相较于梯子高跷对环境要求低，但是高跷需要经过长期培训才可以使用，高度较高的上高跷和下高跷可借助其他人员辅助或者站在高处上、下高跷。

请参见图1，公告号CN201981993U的中国实用新型专利公开了一种高跷式可调升降步移梯，由两根互不相连的梯杆构成。支撑体的支撑杆套装在升降体的升降管内径中组成梯杆。支撑体包括支撑杆和稳定器，稳定器由稳定板和稳定脚组成。升降管与由操作手柄、连杆、弹簧、控制盒、滚轮、弹片、活动销合成的升降控制系统和踏脚板及扣带构成升降体。

请参见图2，公布号为CN104627899Z的中国发明专利公开了一种剪式升降台，包括基座100、升降机构200、升降驱动机构300、承载机构 400和压力传感器500。基座100位于所述剪式升降台最底层，其上有4 个安装孔101便于与底面或其他设备连接。升降机构200是由两套完全相同且相互平行，对应设置在所述基座100两侧的多层呈X形的升降机构件组成，同一层的升降机构件由两个中部铰接在一起使其具有转动副的连杆201组成，相邻两层升降机构件通过设置在连杆201两端的铰接机构铰接在一起，最底层升降机构件中的一个连杆201的一端与基座100 铰接。升降驱动机构300设置于所述基座之上，两套多层升降机构件中间。

现有技术中，高跷式可调升降步移梯使用者需要经过长期培训才能掌握平衡完成升降，同时占用空间大。

剪式升降台的缺点是：重量大、价格高、需要用电、移动范围小。

发明内容

本发明目的在于提供一种高跷式登高器，可独立完成操作、容易掌握平衡、无需外部动力，占用空间相对小的高跷式登高器。

为达上述优点，本发明提供的一种高跷式登高器，包括：一对升降装置(Z,Y)，该升降装置(Z,Y)包括升降机构、单向上升机构、离合器；

该升降机构包括平台和多层呈X形布置的剪叉组件，该剪叉组件包括一对中部铰接的连杆，相邻两层剪叉组件的连杆相互铰接，该升降机构具有第一连接点和第二连接点，该第一连接点和第二连接点的间距随该升降机构升高而减少或增加；

所述单向上升机构包括：设有螺旋形导向部的螺旋杆、套设在该螺旋杆外且相互啮合的第二棘轮套和第一棘轮套、拥有保持该第二棘轮套和第一棘轮套啮合的弹性部或磁性部，该螺旋杆与所述第一连接点转动连接轴向固定，该第一棘轮套与所述第二连接点铰接，该第二棘轮套设有用于和所述导向部配合驱动所述螺旋杆旋转的配合部，该第一棘轮套在限制旋转状态时，所述第二棘轮套仅可随所述升降机构升高沿方向A 旋转，该第一棘轮套用于防止该第二棘轮套沿与方向A相反的方向旋转；

所述离合器用于切换所述第一棘轮套的允许旋转状态和限制旋转状态。

优选的，最上层所述剪叉组件中的一个连杆上端与所述平台铰接，另一个连杆上端与所述平台滑动配合。

优选的，所述第一连接点和所述第二连接点位于所述升降机构上端。

优选的，所述升降机构包括一对左右平行设置的多层呈X形布置的剪叉组件。

优选的，所述左右平行设置的剪叉组件的通过多个从左侧剪叉组件延伸至右侧剪叉组件的铰接轴铰接。

优选的，所述第一棘轮套固定有外盘，所述离合器包括：位于所述外盘旁的摩擦部、用于保持该摩擦部挤压该外盘的第一弹性保持部、用于驱动该摩擦部与该外盘分离的手刹。

优选的，所述转动杆与所述平台平行，所述摩擦部与平台滑动配合。

优选的，所述螺旋形导向部为螺旋形的凹槽或凸起。

优选的，所述升降机构的剪叉组件、所述平台由铝合金或碳纤维材料制成。

优选的，所述平台设有用于固定脚的固定带。

在本申请的高跷式登高器中，使用者的左脚、右脚可以交替逐渐提升升降装置Z、Y完成登高作业，不需要专业技能，使用安全可靠，升降装置Z,Y采用X形剪叉组件作为升降机构，在折叠状态升降装置占用空间小，升降装置利用人力作为提升的动力，结构巧妙，重量轻。

附图说明

图1所示为现有的一种登高装置的结构示意图。

图2所示为本发明第一实施例的高跷式登高器的结构示意图。

图3所示为图2的高跷式登高器的升降装置的结构示意图。

图4所示为本发明其他实施例的高跷式登高器的第一连接点、第二连 接点的位置示意图。

图5所示为图2的平台的结构示意图。

图6所示为图2的局部单向上升机构的结构示意图。

图7所示为图2的离合器的结构示意图。

图8所示为图2的手柄的结构示意图。

图9所示为图2的降速限制机构的摆臂的结构示意图。

图10所示为图2的升降装置的降速限制机构的原理图。

图11所示为图2的高度保持机构的结构示意图。

图12所示为本发明第二实施例的高跷式登高器的结构示意图。

图13所示为图12的高跷式登高器的升降装置的结构示意图。

图14所示为图13的俯视图。

图15所示为图13的离合器的结构示意图。

图16所示为图13的手柄的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参见图2，本发明第一实施例的高跷式登高器，包括：一对与使用者左脚、右脚对应的升降装置Z,Y。

请参见图2-11，升降装置Z,Y，分别包括升降机构1、单向上升机构3、离合器4、降速限制机构5、高度保持机构6，手柄7。

升降机构1的剪叉组件10、平台2由铝合金或碳纤维材料制成。单向上升机构3和离合器4位于平行的两套剪叉组件10之间。

请参见图2、图3，升降机构1包括平台2、多层呈X形布置的剪叉组件10，该剪叉组件10包括一对中部铰接的连杆101、102，相邻两层剪叉组件的连杆101、102相互铰接。该升降机构具有第一连接点和第二连接点，该第一连接点和第二连接点的间距随该升降机构升高而减少。

具体的：升降机构1是由两套完全相同且相互平行，对应设置在平台2两侧的多层呈X形的剪叉组件10组成。左右平行设置的剪叉组件通过多个从左侧剪叉组件延伸至右侧剪叉组件的铰接轴103铰接。第一连接点和第二连接点分别位于两侧铰接轴103上。同一层的剪叉组件10 由两个中部铰接在一起使其具有转动副的连杆101,102组成。相邻两层剪叉组件10相互铰接，最上层剪叉组件10中的连杆101的一端通过铰接轴103与平台2铰接，连杆102端部通过铰接轴103与平台2可滑动连接。

请参见图5，在本发明的其他实施例中，该第一连接点和第二连接点的间距随该升降机构升高而增加。第一连接点和第二连接点为相邻的上下层点，如：D1和D2、D2和D3、D3和D4、D1和D8等。也可以是隔层的点，如：D1和D3、D1和D4、D1和D10、D1和D12、D1和D15、D1 和D22等。也可以是第一连接点位于平台上，第二连接点位于连杆的中部。

请参见图6，平台2设有和铰接轴103对应的滑槽20，铰接轴103 和滑槽20配合可使连杆101的上端靠近或远离另一连杆102的上端，使平台2上升或下降。平台2固定有用于固定脚的固定带21。平台2具有与螺旋杆31对应的连接座23、与摆臂对应的摆臂安装座25。

请参见图4、7，单向上升机构3包括：设有螺旋形导向部的螺旋杆 31、套设在该螺旋杆31外且相互啮合的第二棘轮套32、第一棘轮套33、保持第二棘轮套32和第一棘轮套33啮合的弹性部3t。弹性部3t还可保持第一棘轮套33抵靠连接座23。在本发明的其他实施例中，保持第二棘轮套32和第一棘轮套33啮合的也可以为磁性部3t。

螺旋杆31与第一连接点连接轴向周向均固定，第一棘轮套33与第二连接点铰接。该第二棘轮套32设有用于和所述导向部配合驱动所述螺旋杆31旋转的配合部34。在第一棘轮套33被限制旋转状态时，该第二棘轮套32仅可随所述升降机构升高沿方向A旋转。该第一棘轮套33 用于防止该第二棘轮套32沿与方向A相反的方向旋转。

请参见图4、8、9，离合器4用于切换所述第一棘轮套33的允许旋转状态和限制旋转状态。离合器4包括：与第一棘轮套33连接固定的外盘40、位于外盘40旁的摩擦部41、用于摩擦部41与平台2连接固定的分别位于摩擦部41前端和后端的固定块42、第一弹性保持部43、手刹44、第一刹车线45、套在第一刹车线45外的第一刹车线套管46。

摩擦部41具有第一导向杆411、套设在导向杆外的限位部412。固定块42设有导向孔421。摩擦部41可沿导向孔421轴线方向滑动。第一弹性保持部43为套设在导向杆411外的弹簧。弹簧位于限位部412 和后端固定块42之间。第一弹性保持部43用于保持摩擦部41与外盘 40间的压力以限制第一棘轮套33旋转，手刹44用于通过第一刹车线 45拉动第一导向杆411以改变摩擦部41与外盘40间的压力调整摩擦部41与外盘40间的摩擦力以控制平台2下降的速度。

在本发明的其他实施例中，摩擦部41以外盘40的中心轴线对称设置在平台2的两侧。第一刹车线45为“Y”形，分叉的端部分别连接两侧的第一导向杆411。

手刹44和自行车的手闸结构和原理相同。手刹44包括固定在手柄 7上的手闸座441和手闸柄442，第一刹车线套管46位于手闸座441和平台2之间，手闸柄442中部与手闸座441铰接，手闸柄442的端部与第一刹车线45连接。

请参见图4、图10-11，降速限制机构5包括开设在外盘40上的环形槽51、与平台2铰接的摆臂52、第二弹性保持部53。环形槽51的内侧侧壁511具有背向螺旋杆31的延伸的凸起511a，环形槽51的外侧侧壁512具有锁止缺口512b；摆臂52具有容纳在环形槽51内的端柱521，端柱521与环形槽51的内侧侧壁511贴合；凸起511a用于当平台2下降速度过快时将端柱521挤入锁止缺口512b内，以限制外盘40旋转。第二弹性保持部53为扭簧，第二弹性保持部53用于保持端柱521与环形槽51的内侧侧壁511接触。锁止缺口512b的开口方向与外盘40在平台2下降中转动的方向相反。在其他实施例中可以不设置第二弹性保持部，摆臂可以在合适的位置与平台铰接，摆臂利用重力使端柱与内侧侧壁511贴合。

请参见图4、图9、图12，高度保持机构6包括：限位杆61、第二刹车线62、手刹63、套设在第二刹车线62外的第二刹车线套管64、第三弹性部65。平台2连接固定有允许限位杆61沿螺旋杆31轴线方向滑动的固定座28。第三弹性部65位于限位凸环611与固定座28之间。第二棘轮套32设有限位台阶320。限位杆61与限位台阶320的台阶面接触时限制第二棘轮套32转动以保持升降装置的高度无法再升高。优选的，第三弹性部65为套设在限位杆61外的弹簧。

手刹63包括固定在手柄7上的手刹座631、手刹柄632、与手柄7 铰接的保持扣633。手刹柄632具有可以与保持扣633配合的钩形端部，第二刹车线套管64位于手刹座631和平台2之间，手刹柄632中部与手刹座631铰接，手刹柄632的端部与第二刹车线62连接，保持扣633 用于通过保持手刹柄632的位置保持限位杆61抵靠台阶面。

在本实施例中，升降装置上升时，离合器4限制外盘40转动从而限制第一棘轮套33转动，第二棘轮套32在第一棘轮套33被限制旋转时只可沿方向A旋转，使第一连接点只可带动螺旋杆31朝向第二连接点直线运动。升降装置下降时，离合器4解除对外盘40转动的限制，使用者下踩的力驱动第一连接点背离第二连接点方向运动，螺旋杆31 驱动第二棘轮套32带动第一棘轮套33沿方向A的反向旋转，第一刹车线45拉动第一导向杆411以改变摩擦部41与外盘40间的压力调整外盘40的转动速度以控制平台2下降的速度。

在升降装置上升后，人体的重量会使降速限制机构与平台之间会产生一定的摩擦力，均衡了人体的一部分重量，减轻离合器4与外盘之间需要的摩擦力。

本实施例的高跷式登高器，使用方法如下，但不以此为限：

使用者的左脚、右脚分别通过固定带21与升降装置Z、Y连接。

解除升降装置Z、Y的保持扣633与手刹柄632的连接，在第三弹性部的作用下限位杆61与限位台阶320分离；第一棘轮套33为被限制旋转状态；

使用者以右脚支撑先抬起左脚，在单向上升机构3的作用下，使升降装置Z升高；

使用者调整重心，以左脚支撑抬起右脚，使升降装置Y升高；

交替抬起左脚、右脚使升降装置Z、Y升至合适的高度，操作升降装置Z、Y的手刹柄632并使用保持扣633保持手刹柄632的位置，锁定升降装置Z、Y的高度；这时使用者的两腿分别站在升降装置Z、Y上可以像“踩高跷”一样行走。

下降时，使用者操作手闸柄，使摩擦部41与外盘40间的压力减小控制第一棘轮套33旋转速度，缓慢下降；当下降速度过快时，凸起511a 将端柱521挤入锁止缺口512b内，限制外盘40旋转，这时如果需要解除锁止缺口512b对端柱521的相互限制，需要抬起平台使端柱521与锁止缺口512b的分离，在第二弹性部的作用下端柱521与内侧侧壁贴合；

当升降装置Z、Y完全收缩时，使用者操作升降装置Z、Y的手刹柄 632并使用保持扣633保持手刹柄632的位置，锁定升降装置Z、Y的高度。

请参见图13-16，本发明第二实施例的高跷式登高器，其高度保持 机构的限位杆61的截面为L形。其离合器8包括：刹车杆81、第三刹 车线82、手刹83、套设在第三刹车线82外的第三刹车线套管84、第四 弹性部85及套设在第一棘轮套33外与第一棘轮套33连接固定的齿轮 86。

请参见图16，刹车杆81位于齿轮86的下方。刹车杆81的一端设有与平台2铰接的铰接部811，另一端具有与第三刹车线82连接的连接部812。平台2开设有允许连接部812穿过并可向上移动的窗口26。第四弹性部85用于保持刹车杆81与齿轮86处于分离状态。手刹83用于通过拉动连接部812使刹车杆81绕铰接部的中心转动后挤压齿轮86，限制齿轮86转动从而限制第一棘轮套33的转动。优选的刹车杆81朝向齿轮86的表面具有与齿轮86啮合的齿牙813。第四弹性部85为设置在平台2与连接部812上表面之间的弹簧。

请参见图16，手刹83包括固定在手柄7上的手刹座831、手刹柄 832、与手柄7铰接的保持扣833。手刹柄832具有可以与保持扣833配 合的钩形端部，第三刹车线套管84位于手刹座831和平台2之间，手 刹柄832中部与手刹座831铰接，手刹柄832的端部与第三刹车线82 连接，保持扣833用于通过保持手刹柄832的位置保持齿牙813与齿轮 86为啮合状态。

在本实施例中，升降装置上升时使用保持扣833保持手刹柄832的位置，齿牙813和齿轮86啮合限制第一棘轮套33旋转使升降装置只可上升不可下降。升降装置下降时，解除保持扣833与手刹柄832的连接，在第三弹性部的作用下使刹车杆81与齿轮86分离，螺旋杆31驱动第一棘轮套33从而带动第二棘轮套32沿方向A相反的方向旋转。本实施例中对升降装置的下降速度需靠使用者下踩的力的大小来控制。

在本申请的高跷式登高器中，使用者的左脚、右脚可以交替逐渐提升升降装置Z、Y完成登高作业，不需要专业技能，使用安全可靠，升降装置Z,Y采用X形剪叉组件作为升降机构，在折叠状态升降装置占用空间小，升降装置利用人力作为提升的动力，结构巧妙，重量轻。

以下为本发明有关数据计算公式：

△Hmax＝(n*L*sinαmax-w)

M＝F*r*tanβ

K＝M/(μ*R)

△H为上升高度差、n为剪叉组件的层数，L为连杆上下转轴轴线间距，α为连杆与水平面夹角、w为连杆宽度，N为平台压力，F为丝杠横向力，h为转轴轴线间的高度差、M为转动杆扭矩，r为转动杆半径，β为转动杆螺旋角，K为摩擦片压力，μ为摩擦系数，R为摩擦片与转动杆轴线距离 L取0.26m，n取6，αmax取60度，w取0.02m，N取1KN，h取0.07m (每次总抬升量30cm每层上升5cm加上连杆宽度2cm)，β取30度，μ取0.4(参照汽车摩擦系数0.35～0.45)，R为摩擦片与转动杆轴线距离取0.06m。

得出：△Hmax为1.23m，F为1.79KN，M为1.52N*m，K为72.42N。

上升高度越高F越小，因此第一次抬升平台后转动杆的横向力最大，由于第一次抬升平台时，平台的高度比较低，因此即使打滑也是非常安全的。

申请人早期申请的高跷式登高器(申请号：2018105080138、 2018105088981、2018105093123、2018105093142、201810509327X、 2018207823234、2018207832708、2018207833217、2018207837383) 的摩擦片压力需要数百牛。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种高跷式登高器，其特征在于，包括：一对升降装置(Z,Y)，该升降装置(Z,Y)包括升降机构、单向上升机构、离合器；

该升降机构包括平台和多层呈X形布置的剪叉组件，该剪叉组件包括一对中部铰接的连杆，相邻两层剪叉组件的连杆相互铰接，该升降机构具有第一连接点和第二连接点，该第一连接点和第二连接点的间距随该升降机构升高而减少或增加；

所述单向上升机构包括：设有螺旋形导向部的螺旋杆、套设在该螺旋杆外且相互啮合的第二棘轮套和第一棘轮套、拥有保持该第二棘轮套和第一棘轮套啮合的弹性部或磁性部，该螺旋杆与所述第一连接点转动连接轴向固定，该第一棘轮套与所述第二连接点铰接，该第二棘轮套设有用于和所述导向部配合驱动所述螺旋杆旋转的配合部，该第一棘轮套在限制旋转状态时，所述第二棘轮套仅可随所述升降机构升高沿方向A旋转，该第一棘轮套用于防止该第二棘轮套沿与方向A相反的方向旋转；

所述离合器用于切换所述第一棘轮套的允许旋转状态和限制旋转状态。

2.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，最上层所述剪叉组件中的一个连杆上端与所述平台铰接，另一个连杆上端与所述平台滑动配合。

3.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述第一连接点和所述第二连接点位于所述升降机构上端。

4.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述升降机构包括一对左右平行设置的多层呈X形布置的剪叉组件。

5.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述左右平行设置的剪叉组件的通过多个从左侧剪叉组件延伸至右侧剪叉组件的铰接轴铰接。

6.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述第一棘轮套固定有外盘，所述离合器包括：位于所述外盘旁的摩擦部、用于保持该摩擦部挤压该外盘的第一弹性保持部、用于驱动该摩擦部与该外盘分离的手刹。

7.根据权利要求6所述的高跷式登高器，其特征在于，所述转动杆与所述平台平行，所述摩擦部与平台滑动配合。

8.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述螺旋形导向部为螺旋形的凹槽或凸起。

9.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述升降机构的剪叉组件、所述平台由铝合金或碳纤维材料制成。

10.根据权利要求1所述的高跷式登高器，其特征在于，所述平台设有用于固定脚的固定带。