CN117203152A - 悬臂起重装置 - Google Patents

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CN117203152A CN202280030179.8A CN202280030179A CN117203152A CN 117203152 A CN117203152 A CN 117203152A CN 202280030179 A CN202280030179 A CN 202280030179A CN 117203152 A CN117203152 A CN 117203152A
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Abstract

公开了一种适于在空间受限环境(300)中提升负载(200)的悬臂起重装置(100)。该装置(100)包含具有近端(112)和远端(118)的支撑柱(110)，其中近端(112)适于将支撑柱(110)固定在直立位置。此外，装置(100)包含铰接地安装在远端(118)处的细长、坚硬且刚性的悬臂(120)。此外，装置(100)包含驱动单元(130)，该驱动单元被布置成使用经过一个或多个滑轮(151、152、154、156、158)的提升介质(140)使负载朝向或远离悬臂(120)移位，其中驱动单元(130)包含卷绕体(135)，提升介质(140)可在该卷绕体上卷绕以使负载(200)移位。驱动单元(130)安装在支撑柱(110)的远端上。

Description

悬臂起重装置
技术领域
本文的实施例涉及在室内环境中使用的低成本提升装置，诸如悬臂起重装置、小型摆臂式起重机。特别地，公开了一种适于在室内环境中提升负载的悬臂起重装置。
背景技术
有时被称为转臂式起重机、摆臂式起重机、悬臂式起重机等的低成本提升装置，通常具有以下共同点，即负载可从杠杆臂向上或向下提升，负载通过钢丝绳索等悬挂到杠杆臂上。杠杆臂是直的，没有接头或伸缩延长能力。负载的提升是通过马达旋转卷筒以将钢丝绳索卷绕到卷筒上或从卷筒上松开来实现的。以这种方式，与具有一个或多个接头或伸缩能力的提升臂的其他更先进和昂贵的起重机相比，这些类型的起重机的移动部件较少，从而可以维护较少，节省了材料费和操作成本。
一种特殊类型的低成本提升装置适用于室内环境。这意指提升装置在高度和水平延伸上受到限制，以便能够安装在建筑物内，诸如房屋、仓库、储藏建筑物等。
一种典型的已知的低成本提升装置包含竖直的支撑立柱，杠杆臂借助于接头等可转动地连接在该立柱上。由于该接头，杠杆臂可在水平面内转动，例如在0至270度或稍大的范围内转动。用于提升或降低负载的提升单元，包括马达、钢丝绳索或链条，附接到杠杆臂。为了到达不同的位置，提升单元典型地可沿着杠杆臂移动，并且杠杆臂可转动。虽然这种提升装置可很好地适用于某些应用，但缺点是在一些应用中可操纵性可能不够，特别是当期望快速移动负载时。
发明内容
一个目的是消除或至少减少上述缺点。
根据一个方面，提供了一种适于在空间有限的环境中提升负载的悬臂起重装置。悬臂起重装置包含具有近端和远端的支撑柱。近端适于将支撑柱固定在直立位置。
此外，悬臂起重装置包含铰接地安装在远端处的细长、坚硬且刚性的悬臂。
此外，悬臂起重装置包含驱动单元，该驱动单元被布置成使用经过一个或多个滑轮的提升介质使负载朝向或远离悬臂移位，例如向上或向下。驱动单元包含卷绕体，提升介质可在该卷绕体上卷绕以使负载移位，并且驱动单元安装在支撑柱的远端处。
由于悬臂铰接地安装在支撑柱的远端处，悬臂可围绕旋转轴线旋转。此外，驱动单元安装在支撑柱上，从而与悬臂分离，并且当悬臂旋转时，驱动单元是静止的。以这种方式，与已知的具有坚硬和刚性悬臂的低成本提升装置相比，当悬臂围绕旋转轴线旋转时的惯性矩减小。结果，悬臂起重装置能够提高可操纵性，例如在相对于旋转轴线的径向和切向中的至少一个方向上的加速度方面。
在一些实施例中，提升介质沿着其行进的路径的一部分与悬臂的旋转轴线重合。以这种方式，当负载被提升或降低时，提升介质被平稳地传送到驱动单元的卷绕体或从驱动单元的卷绕体传送出。旋转轴线典型地平行于支撑柱。
在一些实施例中，提升介质包含钢丝绳索、绳索、链条、纤维和细绳中的一种或多种。
在一些实施例中，负载沿着悬臂120的位移仅由手动操作提供。因此，以低成本提供了悬臂起重装置的整体结构，并且减少了维护也能维持正确操作。
附图说明
根据下面的详细说明和附图，将容易理解本文所公开的实施例的各个方面，包括其特定特征和优点，下面将简要描述这些说明和附图。
图1a和图1b是根据本文中的一些实施例的示例性悬臂起重装置的示意图。
图2是沿着图1a或图1b中的线AB的截面图，以图示根据本文中的一些实施例的示例性悬臂起重装置的细节。
图3a和图3b图示了示例性悬臂起重装置的细节。
图4至图6是图示悬臂起重装置的示例性实施例的侧视图。
具体实施方式
在整个下面的描述中，当适用时，类似的附图标记用于表示类似的特征，例如装置、动作、模块、电路、部件、项目、元件、单元等。
图1a描绘了根据本文中的一些实施例的示例性悬臂起重装置100。在该示例中，悬臂起重装置100可为在空间受限环境300中使用的摆臂式起重机、转臂式起重机、悬臂起重起重机等，该空间受限环境诸如是室内环境、仓库、工棚、具有或不具有墙壁的存放间，完全或半覆盖有屋顶或背面框架结构320等。此外，空间受限环境300可为任何种类的空间受限户外环境。室外环境300可类似地具有或不具有墙壁，完全或半覆盖有屋顶或背面框架结构320等。例如，它为可以存放在这类户外环境中的各种物品和项目的存放区域。
悬臂起重装置100适于在空间受限的环境300中提升负载200。特别地，悬臂起重装置100可被配置成在重量范围为0-300kg，更优选地0-200kg，并且最优选地0-100kg的负载200上操作，例如仅用于提升或降低的目的。
悬臂起重装置100包含支撑柱110。支撑柱110的长度典型地小于5m，优选地在2至5m的范围内，并且最优选地在1至3m的范围内。支撑柱110的典型长度可为约3m。作为非限制性示例，支撑柱110可具有正方形横截面，其边长在80-220mm的范围内，更优选地在100-160mm的范围内，并且最优选地在120-150mm的范围内。此外，作为非限制性示例，支撑柱110可由钢或其他合适的材料制成。
支撑柱110具有近端112和远端118。近端112适于将支撑柱110固定在直立位置，诸如竖直位置或基本上竖直的位置。
支撑柱110可包括固定基座111，该固定基座典型地位于支撑柱110的近端112处。固定基座111可为带有孔的金属板，螺栓、钉子等可穿过这些孔插入并旋入地板310、地面310、背面框架结构320等中。此外，在悬臂起重装置100搁置在地板或地面上的情况下，固定基座111可为配重基座，其重量足以允许支撑柱110刚性地竖立在地板310或地面310上。
在一个示例中，近端112适于将支撑柱110牢固地紧固在室内环境的地板310上，由此支撑柱110可直立地安装在地板310上。作为一个示例，支撑柱110可竖直地安装在地板310上。
在另一个示例中，如图1b所示，近端112适于将支撑柱110牢固地紧固在背面框架结构320上，从而支撑柱110可直立地安装在背面框架结构320上。
悬臂起重装置100另外包含铰接地安装在远端118处的细长、坚硬且刚性的悬臂120。作为一个示例，悬臂120可借助于接头124等铰接地安装。悬臂120可为梁臂、杠杆臂、摆臂等。
悬臂120典型地可在0至320度，更优选地0至300度，并且最优选地0至270度的范围内旋转。此外，悬臂120的纵向长度小于5m，优选地小于4m，并且最优选地小于3.5m，或者长度为约3.5m。
为了便于(例如减小应力)将悬臂120在支撑柱110的远端处的铰接安装，可提供钢丝绳索125。钢丝绳索125或其他卸载元件被提供来卸载例如支撑柱110的远端处的接头或铰链。结果，悬臂120的尺寸可小于没有钢丝绳索125的情况。作为一个示例，悬臂120可具有矩形横截面，诸如40×60mm等。悬臂120的高度优选地大于宽度，以便在如此安装时利用更好的强度。悬臂120的宽度可在20-60mm的范围内，并且悬臂120的高度可在40-80mm的范围内。取决于应用，也可使用悬臂120的其他宽度和高度。有时，悬臂120可具有圆形横截面，其直径可为例如30-80mm等。典型地，直径可为50mm。此外，作为一个示例，悬臂120可由铝、钢、复合材料等制成。
此外，悬臂起重装置100包含驱动单元130，该驱动单元被布置成使用经过一个或多个滑轮151、152、154、156、158的提升介质140，诸如一个或多个滑块等的提升介质140使负载朝向或远离悬臂120移位。驱动单元130可为马达、电动马达、内燃机、气动马达、液压马达等。
提升介质140可包含钢丝绳索、链条、纤维、线、缆索、皮带、细绳、绳索等中的一种或多种。典型地，提升介质140在其纵向上是不可延伸的，或者基本上是不可延伸的。
驱动单元130包含卷绕体135，提升介质140可在卷绕体135上卷绕以使负载200移位。因此，驱动单元130适于将提升介质卷到卷绕体135上或从卷绕体135上松开。卷绕体135具有圆柱形表面，该圆柱形表面具有垂直于卷绕体135的旋转轴线(未图示)的圆形或椭圆形横截面。卷绕体135可具有适于卷绕提升介质140的其他形状。
提升介质140的远端固定在悬臂120的远端处。优选地，提升介质140固定在横杆123处，例如在横杆123的下端处。由此，提升介质140的路径到达距悬臂120一定距离处的横杆。横杆123位于悬臂120的远端处，诸如固定、集成、安装在悬臂120的远端处等。横杆123可纵向延伸，例如在与支撑柱110相同或基本上相同的方向上延伸。
提升介质140的近端可固定在卷绕体135处，由此当卷绕体135旋转时，提升介质可绕到卷绕体135上和从卷绕体135上绕出。驱动单元130当然也可包括齿轮箱和/或其他部件。作为一个示例，驱动单元130的功率小于1500W，优选地小于1000W。
此外，钢丝绳索125可固定在横杆123处，例如在横杆123的上端处。由此，钢丝绳索125到达距悬臂120一定距离的横杆处。
驱动单元130安装在支撑柱110上，典型地安装在支撑柱110的远端118上。以这种方式，实现了驱动单元130保持静止，即当悬臂120旋转时，驱动单元130不与悬臂120一起旋转，或者更多。因此，当负载相对于旋转轴线R在切线方向上或圆周地移动时，驱动单元130的重量不会对由该移动引起的惯性矩有所贡献。因此，负载可更容易快速地从地板310上方的一个位置移动到地板310上方的另一个位置。更详细地说，在给定的力和给定的负载下，与相同类型和相同价格范围内的已知起重机相比，当使用根据本文中的实施例的悬臂起重装置时，负载可通过人工以更高的加速度径向和/或切向操作。
取决于研究领域的不同，扭矩也可称为惯性矩、力矩、旋转力或转动效应。
因此，一个优点是悬臂起重装置可被快速轻松地操作，诸如移动。反过来，由于节省了时间，也可能节省了成本。
由于本文中的实施例，提供了一种用于空间受限环境中的有利的低成本悬臂起重装置，该环境该悬臂起重装置具有比相同类型和相同价格范围的现有起重机更低的惯性矩。
鉴于上述情况，可注意到，空间受限的环境300可对悬臂起重装置100施加一个或多个下述约束。
·支撑柱110的长度典型地小于5m，优选地在2至5m的范围内，并且最优选地在1至3m的范围内。支撑柱110的典型长度可为约3m。
·悬臂120的纵向长度小于5m，优选地小于4m，并且最优选地小于3.5m。或者长度为约3.5m。
·驱动单元130的功率小于1500W，优选地小于1000W。
·悬臂起重装置100可被配置成在重量范围为0-300kg，更优选地0-200kg，并且最优选地0-100kg的负载200上操作，例如仅用于提升或降低的目的。
在一些实施例中，例如当提升或降低负载200时，提升介质140沿着其行进的路径的一部分145与悬臂120的旋转轴线R重合。作为一个示例，路径与旋转轴线R重合地行进，因为沿着平行于同一公共轴线即旋转轴线R的路径行进。在图2中，路径的一部分145被图示为轴线R上的小点，其垂直于纸平面行进。这是有利的，因为例如由负载200而产生的力指向轴线R，即悬臂120的旋转轴线。以这种方式，该力通过滑轮和提升介质基本上不产生扭矩，或者产生非常小的扭矩。结果，由悬臂120引起的任何应力，诸如扭矩，均与围绕旋转轴线R的旋转角度无关，或者至少基本上无关。
优选地避免对悬臂产生变化的扭矩，因为该扭矩典型地促使悬臂围绕旋转轴线R摆动或旋转。因此，不利地使悬臂120移动或旋转远离假定的操作位置。由此，当提升介质沿着其行进的路径的一部分145与旋转轴线R重合时，这类扭矩被消除、几乎消除或至少减小。
该部分路径的长度可优选地在10-70cm的范围内，更优选地在20-60cm的范围内，并且最优选地在30-50cm的范围内。
路径的其他部分可例如与悬臂120平行地行进。路径其他部分可在滑车(见下文)和悬臂120的远端之间和/或在滑车和悬臂120的近端之间。
作为替代方案，如图3a和图3b所示，一对滑块402、404可安装在悬臂120的近端处。该对滑块402、404可为适于传送和进给提升介质140的具有两个轮子的滑轮。例如，在图3a和图3b中，接头124、驱动单元130等为了简化附图而被省略。每个滑块402、404具有各自的旋转轴线，该旋转轴线平行于旋转轴线R行进，如虚线圆圈所示。滑块的圆周之间的距离适于容纳提升介质140。以这种方式，当悬臂120偏离起始位置或中间位置时，提升介质、负载和滑轮促使扭矩增加或变化，如图3a所示。在中间位置，由于力F指向轴线R，所以没有或非常小的扭矩施加到悬臂120上。悬臂120的中心纵向轴线C被图示为参考。如图3b所示，当偏离起始位置时，围绕旋转轴线R的旋转角度增加。提升介质140仍然穿过旋转轴线R行进，但是由于滑块402、404，力F指向位于距轴线R距离D1处的点。由于该距离D1随着悬臂120的旋转而变化，所以扭矩随着悬臂120的不同位置而变化。更详细地说，一旦悬臂120从图3a的起始位置偏离，或者至少偏离得足够多，力F的方向C1就不会与中心纵向轴线C重合。
在前述实施例中，提升介质140沿着行进的路径的部分145与旋转轴线R重合，在整个操作范围内，例如在悬臂120的整个旋转范围内，可实现一致的可操纵性。
为了保持悬臂起重装置100的低成本，负载200沿着悬臂120的位移仅由手动操作提供。这可通过提升介质140经过一个或多个滑轮来实现，更详细地说是通过第一滑轮154和第二滑轮156来实现。第一滑轮154和第二滑轮156可安装在滑车122上。滑车122可沿着悬臂120的纵向长度滑动。因此，滑车122和/或负载200只能相对于旋转轴线R在径向上手动移位。
滑车122可为框架结构，例如呈一个或多个矩形框架等形式。滑轮或滑块153、155可被布置成沿着悬臂120的上表面滚动。以这种方式，滑车122可沿着悬臂120传送。滑车122的滑轮153、155可位于滑车122的相应角落处。
借助于第一滑轮154和第二滑轮156，路径的另一个可调节部分可经由第三滑轮158竖直地远离悬臂120行进并返回。以这种方式，负载200可被向上提升或向下降低。滑车122的第一滑轮154和第二滑轮156可位于滑车122的相应下角处。优选地的是，滑轮153、155的直径小于第一滑轮154和第二滑轮156的直径。
在另一可调节部分的下端处，负载200可悬挂在滑轮158上。在一些示例中，负载200可由悬臂起重装置100经由负载承载和/或附接装置150来承载，该负载承载和/或附接装置可附接到滑轮158。此外，在一些示例中，负载承载和附接装置150可包括用于控制驱动单元130从而控制负载200的提升的操作手柄。借助于操作手柄，驱动单元130可正向或反向运行，以将提升介质卷绕到卷绕体135上或从卷绕体135上卷绕下来，从而分别提升或降低负载200。当用户(未示出)操作或移动负载200时，用户可使用负载承载和/或附接装置150拉动或推动负载200。虽然未示出，但是操作手柄可借助于电缆、数据总线等连接到驱动单元130。在这种情况下，可注意到，提升介质的路径的其他部分垂直于悬臂120延伸，以到达负载承载和附接装置150。
此外，同样为了保持悬臂起重装置100的低成本，负载200在切线方向上的位移或围绕旋转轴线R的旋转仅由手动操作提供。
在一些实施例中，参见图4至图6，悬臂120可铰接地安装在支撑柱110的远端118处，其中支撑柱110和悬臂120之间的角度V在87度至93度，优选地88-92度，并且最优选地89-91度的范围内。
作为一个示例，参考图4，角度V可为90度，或者为大约90度。负载200和/或负载承载和/或附接装置150可同样容易地朝向和远离支撑柱110可操纵。
作为一个示例，参考图5，角度V可在91-93度的范围内。然后，负载200和/或负载承载和/或附接装置150可被偏置，以更容易地朝向支撑柱110移动。
作为一个示例，参考图6，角度V可在87-89度的范围内。然后，负载200和/或负载承载和/或附接装置150可被偏置，以更容易地远离支撑柱110移动。
此外，用于实现偏置的角度可为固定的或手动可调的，例如由悬臂起重装置100的操作者来调节。通过手动调节角度，悬臂起重装置110被允许以灵活的方式适应各种使用情况。与具有可调角度相比，固定角度提供了更具成本效益的解决方案。
尽管已经描述了各个方面的实施例，但是对于本领域技术人员来说，其许多不同的变更、修改等将变得显而易见。因此，所描述的实施例不旨在限制本公开的范围。

Claims (8)

1.一种适于在空间受限环境(300)中提升负载(200)的悬臂起重装置(100)，其特征在于，其包含：
支撑柱(110)，其具有近端(112)和远端(118)，其中所述近端(112)适于将所述支撑柱(110)固定在直立位置；
细长、坚硬且刚性的悬臂(120)，其铰接地安装在所述远端(118)处，其中所述悬臂(120)能围绕平行于所述支撑柱(110)的旋转轴线(R)旋转；
驱动单元(130)，其被布置成使用经过一个或多个滑轮(151、152、154、156、158)的提升介质(140)使所述负载朝向或远离所述悬臂(120)移位，其中所述驱动单元(130)包含卷绕体(135)，所述提升介质(140)可在所述卷绕体上卷绕以使所述负载(200)移位；
所述驱动单元(130)安装在所述支撑柱(110)的所述远端(118)上。
2.根据权利要求1所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述提升介质(140)沿着行进的路径的一部分与所述悬臂(120)的旋转轴线重合。
3.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述提升介质(140)包含钢丝绳索、链条、纤维、缆索、皮带、绳索和细绳中的一种或多种。
4.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述负载(200)沿着所述悬臂(120)的移位仅由手动操作提供。
5.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述支撑柱(110)的长度小于5m，优选地在2至5m的范围内，并且最优选地在1至3m的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述悬臂(120)的纵向长度小于5m，优选地小于4m，并且最优选地小于3.5m，或者长度为约3.5m。
7.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述驱动单元(130)的功率小于1500W，优选地小于1000W。
8.根据前述权利要求中任一项所述的悬臂起重装置(100)，其特征在于，所述驱动单元(130)被配置成在负载(200)上操作，所述负载的重量在0-300kg的范围内，更优选地在0-200kg的范围内，并且最优选地在0-100kg的范围内。
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