CN1196841C - 改进的自动升降台装置 - Google Patents

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Abstract

一种自动升降台装置，包括至少一根桅杆(3，5，113)，沿着该桅杆可上下移动一平台(13)，该装置包括下列部件：a)具有支撑板(25)的基座(9)，该支撑板(25)与一千斤顶(27)和几根稳定臂(33，37)连接，从而可以进行高度调节；b)由矩形部件构成的模块化桅杆部件(7)，该部件(7)具有切割以形成梯级的孔(63)和可将相邻部件栓接在一起的杆(55)；c)液压操纵活塞升降机构(73，83，84)，其具有与桅杆上的梯级相啮合的钩状物(77，79，81)，从而可升降该平台；d)位于平台上的塑料衬垫套管(17，19)，该套管(17，19)靠着桅杆滑动；e)一模块化平台，通过添加额外组件(101，103)可加长或加宽该平台。

Description

改进的自动升降台装置
技术领域
本发明涉及对脚手架的基本结构的几项改进，以下将脚手架称为“平台装置”，平台装置被设计成可靠近建筑物的墙壁自动直立或者竖立，以有助于工人对该墙壁进行构筑、修补或者其它工作。
更具体的，本发明涉及对这样一种自动升降台装置的改进，该升降台装置包括至少一根桅杆，利用升降机构可使一平台沿着该至少一根桅杆上下移动，该升降机构包括一种可沿着桅杆伸出及缩回的液压操纵活塞。所作的改进主要针对于：
-至少一根桅杆的基座的结构；
-至少一根桅杆的结构；
-升降机构的结构及其操作；
-沿着至少一根塔架引导平台的方式；以及
-平台自身的结构。
背景技术
在建筑领域，人们公知且广泛使用由模块化部件构成的平台装置，可令该平台装置靠近一建筑物竖立，这样工人就可对该建筑物进行工作。
作为这种装置的非限制性实例，可参考美国专利Nos.3323616(BEST)和5159993(ST-GERMAIN A.)，在它们所公开的平台装置中，利用缆索绞车机构来移动平台。
也可参考美国专利No.4809814(ST-GERMAIN J.)，在它们所公开的平台装置中，利用一组液压操纵推杆和钩形件来移动平台，将该钩形件设计并安置成与桅杆内的梯级相啮合，以便提升平台。
还可参考美国专利Nos.4293054(PIERI)和4294332(READY)，它们所公开的平台装置包括两根桅杆，利用齿轮使工作台沿着该两根桅杆上下移动，该齿轮由电动机并经由合适的传动装置驱动。该齿轮与安装在桅杆的杆形成部分上的相应齿条相啮合。
尽管所有这些现有的平台装置都非常有效，但仍然需要在多个方面对它们进行改进，特别是在其基本组件的构造及操作方面，为了使平台装置易于使用，其基本组件必须牢固、安全、可靠、易于组装且最好是积木式的。
发明概述
因此，本发明的主要目的是满足以上需要，提供一种经改进的在以上现有技术参考资料中所公开类型的平台装置，该经改进的平台装置非常牢固、可靠、易于组装且适应使用者的需要，当然还非常安全。
依照本发明的该平台装置包括：
至少一根由模块化部件构成的桅杆，该模块化部件设计成按照端对端的关系可拆卸地相互连接，该至少一根桅杆中的每一根都位于地基上；
水平平台，其以可沿着该至少一根桅杆上下移动的方式安装在该至少一根桅杆上，该平台包括形成有至少一个套管的框架，该至少一根桅杆穿过各自对应的套管伸展，该平台还包括一平台底板；以及
升降机构，用于沿着该至少一根桅杆上下移动该平台，该升降机构安装在该平台上且自该平台操作该升降机。
依照本发明，以上类型的该平台装置的特征在于其还包括以下特征(a)至(e)中的一项或多项：
(a)该至少一根桅杆中的每一根都具有在一较大的支撑板的顶部上向上延伸的基座，该支撑板与装在该基座内的一千斤顶相连，该基座还具有一外框架，至少一根稳定臂连接在该外框架上，由此极大地改进了该平台装置的高度调节，并大大提高了该平台装置的横向稳定性；
(b)该至少一根桅杆中每一根的每个模块化部件都设计为形成等距间隔的梯级且用作一种阶梯，该每个模块化部件的上端和下端都具有L形加固横向杆，使用向上伸展的螺钉来连接每个相邻部件的横向杆，由此可使相邻部件间连接得更牢固、更可靠；
(c)该升降机构包括：
主液压缸，该主液压缸包括一与该平台套管可枢转连接的上端，以及一下端，具有自由端的一活塞自该下端突出，至少一个钩状物可枢转地安装在该活塞上，从而与该沿着相应桅杆等距间隔的梯级相啮合，
至少一个钩形杆，该钩形杆具有与该平台可枢转连接的上端，以及一下端，将该下端成形并设计为啮合且钩在相应桅杆的梯级上；以及
至少两个后液压缸，用于向该主液压缸施加横向压力，并驱动该钩形杆，以迫使该钩形杆交替地啮合该梯级或者自该梯级缩回；
由此，当向下推该主液压缸的活塞时就提升该平台，从而提高了整个机构的效率及速度；
(d)利用由超高分子量塑性材料制成的L形垫片来沿着相应桅杆定位并引导该平台的至少一个套管中的每一个，当该平台上下移动时，该垫片就接触相应桅杆的转角并沿着该相应桅杆的转角滑动，由此可获得平滑且可靠的转动；以及
(e)通过将该平台与额外的模块化平台部件连接，可轻易地改变该平台的宽度及长度。
优选的，依照本发明的该经改进的平台装置包括特征(a)至(e)中的至少两项，最好包括全部的该特征(a)至(e)。
进一步优选的，该至少一根桅杆中每一根的每个模块化部件都由金属板构成，该金属板经折叠和焊接以形成截面为矩形的管，在该矩形截面管内具有较大的孔，以形成该梯级并使该部件呈阶梯形，用横向杆来加固该管，以及在每个模块化部件的一端焊接有一组纵向导向杆，从而可将该模块化部件按照端对端的关系定位并固定在另一个同样的部件上。
在参照以下附图，阅读了对本发明几个非限定性优选实施例的说明后，将能更好地理解本发明及其优点。
附图的简要说明
图1是依照本发明第一优选实施例的一种经改进的平台装置的正透视图；
图2是图1所示平台装置的正视图；
图3是图1和2所示平台装置的左侧视图；
图4是图1至3所示平台装置的俯视图；
图5是图1至4所示平台装置的其中一根桅杆的基座的正透视图；
图6是图5所示桅杆基座的俯视图；
图7是图5所示桅杆基座的侧视图；
图8是图1至4所示经改进的平台装置的模块化桅杆部分的侧透视图；
图9a，9b和9c分别是图8所示模块化桅杆部分的正截面图，侧截面图及俯视图；
图10是靠近其中一个塔架的平台部分的局部横截面的正视图，表示了用以沿着桅杆提升和锁定平台的主液压缸及钩形件；
图11是沿图10中线XI-XI的截面图；
图12是依照本发明第二优选实施例的一种经改进的平台装置的正透视图，其不同于第一优选实施例的地方主要在于其平台长度；
图13是图1至12所示平台装置的中央部分的正透视图，所述图13显示了如何进一步把模块化部件连接到该平台的中央部分上，以调节其表面区域和结构来满足工人的需要；
图14是一幅分解局部透视图，表示平台的两相邻模块化部件之间的连接；
图15是依照本发明第三优选实施例的一种经改进的平台装置的基座和单根桅杆的正透视图。
优选实施例的描述
如图1至11所示，依照本发明第一优选实施例的、改进的平台装置1包括至少一根且优选为两根或更多的水平间隔的桅杆3，5，每根桅杆都由模块化部件7构成，该模块化部件7被设计成按照端对端的关系可拆卸地相互连接。
每根桅杆3，5都具有一靠近将要被立起或者修补的建筑物“S”(见图3)而设置在地面上的基座9。每当修补该建筑物“S”时，就安装拉杆11，从而使桅杆与建筑物相连接(又见图3)。
将水平平台13以这样一种方式安装在桅杆3，5上，从而使得其可以沿着该桅杆3，5容易地上下移动该水平平台13。水平平台13包括一具有多个套筒17，19的框架15，该多个套筒17，19的数量对应于桅杆3，5的数量。每个套筒都设计用于容纳一相应的塔架，并可沿着该相应塔架滑动。优选的，该套筒的正面朝向左侧敞开，从而允许该水平平台13在不需要移除拉杆11的情况下就可沿着桅杆上下移动。当然，平台底板21和安全护栏23也安装在该框架15上。
还提供了一升降机构，用于在修补建筑物时沿着桅杆3，5上下移动该水平平台13。该升降机构安装在平台上且可沿着桅杆3，5上下移动该水平平台13，从而避免需要起重机一类的额外设备。
以上公开的该平台装置1的基本结构本身是公知的，因此不需要对其作进一步的描述。由于这种平台装置1的应用及优点也是公知的，因此也不需要对其再作说明。关于这一点，可参考以上“发明背景”中已经提到的所有专利。
如以上已经说明的，本发明主要在于对以上所公开的基本结构的几项改进。这些改进中的每一项都在结构上独立于其它项，且每一项相对于其它项的重要性主要取决于使用者的需要。相应的，尽管依照本发明的该经改进的平台装置可仅包括这些改进中的一项，但实际上其较好的是包括这些改进中的几项，最好的是包括全部的这些改进。由于与以上同样的原因，现在将在描述的所述改进的顺序是不分先后的。
这些改进中的第一项在于每根桅杆的基座9的结构。
如图5至7所示，每个基座9在一大支撑板25上向上伸展，该支撑板25自身与一可垂直调节的千斤顶27的底端相连，该千斤顶27被装在基座9内。如我们所能理解的，最好经由一齿轮箱28来机械驱动该千斤顶27，以相对于其上放置有板25的地面调节相应桅杆的位置，从而补偿平台在定位和/或平衡上的任何偏差。
如图5至7所示，每个基座9都与一由杆构成的外框架29刚性连接，至少一个且优选为两个或更多的稳定臂33，37安装在该杆上。
如所清晰表示的，最好这些臂中的一个，例如标识为37的臂以可水平滑动的方式(见图6中的箭头“A”)安装在框架29内。其它的臂33最好以可在水平面内枢转的方式(见图6中的箭头“B”)安装在该框架29上。为此目的，利用销35使每个稳定臂33与形成外框架29的其中一杆的一端连接。优选的，每个稳定臂33具有与地面相接触的一支撑板39。还优选的，稳定臂37的板39安装在一可伸缩的活塞38上，可经由一齿轮箱40手动地或者电动地驱动该活塞38。
安装有稳定臂33，37以及可以调节该稳定臂33，37就使得易于将平台装置1的桅杆基座安装在要使用该装置1的地基上。此外，这给在所围绕的地基上定向及定位该臂提供了最大的自由度，从而使安装在基座上的桅杆正确地朝向垂直方向。
如所示，基座9相互完全独立。这是因为可能要在相互不同的水平面上定位该桅杆3，5。这给组装及拆分整个装置提供了最大的适应性(versatility)。
对以上公开的平台装置1的基本结构作出的第二改进在于桅杆3，5的模块化部件7的结构。
如图1至4，8至12以及15所示(更具体的是看图8)，每个模块化部件7都为平行六面体形且由一金属板61构成，将该金属板61折叠并焊接起来，以形成具有矩形截面的管。在由板61形成的该管的内部具有较大的孔63，以限定等距间隔的梯级并因而使该管呈现“阶梯”形。可使用激光束以非常容易且有效的方式切割出这些孔。在该管内与每个梯级水平对应的四个侧面上焊接有横向杆65，以加固该管。
为便于不同的模块化部件7之间端对端的连接，每个模块化部件7的一端都具有一组截面为矩形的导向杆55，将该导向杆55定位成插入相邻桅杆部件的管相对端的转角中。每个杆55都具有一孔57，当该桅杆部件与相邻桅杆部件端对端连接时，该孔57与位于相邻桅杆部件的管内的相应孔59对准。这就可以通过将螺钉插入桅杆部件的转角内，来将这些桅杆部件成一条直线的锁定。优选的，可用一空心板来加固形成每个模块化部件7的板61内的孔59，以防止任何不希望的磨损，磨损会使该孔与螺钉连接时产生间隙。
优选的，将一对L形加固横向杆49固定在该管上，并靠近该管的上下端。在这些杆49的垂直部分和水平部分内具有孔51。这些孔51使得在已经端对端地或者平行地安装这些相邻桅杆部件后(如图15所示)，可利用向上伸展或者横向伸展的螺钉刚性地连接该相邻模块化部件7。这就使得桅杆更牢固且更安全，因为一旦将它们这样相互连接，就极大地减少了插入到孔57，59内的螺钉被截断的危险。
图8和9a至9c所示的该“管”形桅杆模块化部件7的主要优点在于其非常易于制造且制造成本低廉。另一个优点是已经证实这种桅杆部件比目前使用的所有现有的阶梯形桅杆部件都要牢固。这项改进没有什么价值，尽管这项改进相当引人注目，但其并不是一项根本改进。实际上，如果需要的话也可以使用传统的阶梯形桅杆部件。传统的阶梯形桅杆部件也可以采用L形横向杆49和螺钉来使相邻桅杆部件相互刚性连接。
当然，在准备基座9时可以采用如以上公开的同连接模块化部件7完全相同的制造技术。关于这一点，可参考图5和7，该图表示了由金属板制成的这种管状基座9的形状和构造。
对以上公开的平台装置1的基本结构作出的第三改进在于升降机构的结构和操作，该升降机构用于沿着桅杆3，5上下移动水平平台13。
在Jean ST-GERMAN的美国专利No.4809814中公开了一种升降机构，该升降机构包括由靠近每根桅杆的平台可枢转承载的一对固定件，该固定件交替且连续地与桅杆的梯级啮合，从而将该平台悬在不同的水平高度上(参见这篇专利的权利要求1)。该两固定件中的一个由机械传动件构成，该机械传动件可沿着邻近的桅杆、相对于平台伸出和缩回，其伸出及缩回的行程等于两相邻梯级的垂直间隔。另一个固定件由一钩状物构成。当利用该可伸缩件提升或者降低平台时，将这两固定件压向桅杆以确保它们自动地与邻近的梯级相啮合。
在这篇专利No.4809814中公开的发明的单独的示范性实施例中，该机械传动件由一双向作用液压缸构成，该液压缸以某种角度向上伸展从而依靠重力对塔架施加压力，该液压缸具有与平台框架可枢转连接的下端，以及一上端，该上端为钩形以钩住形成梯级的桅杆的横向杆。具有了这种构造，当缩回主液压缸的活塞时就可以提升并举起该平台。
依照本发明的升降机构非常类似于以上所公开的那种升降机构，但其以完全不同的方式操作，因为主液压缸的安装方式使得仅当主液压缸的活塞伸出时，才提升并举起平台。换句话说，在操作上，主液压缸不是向上拉平台，而是向上推平台。
参照图10和11，依照本发明该经改进的平台装置的升降机构包括靠近每根桅杆的一组固定件，该固定件包括：
-主液压缸73，具有一与平台套管17结构可枢转连接的上端74，以及一下端，具有自由端的活塞75自该下端突出，至少一个钩状物77可枢转地安装在该活塞75上以与模块化部件7内的一个梯级相啮合；以及
-至少一个且优选为两个的钩形杆79，81，该钩形杆的上端80可枢转地与套管17结构连接，将该钩形杆的底端成形并设计为啮合且钩在桅杆的另一个梯级上。
第一后液压缸83用于向主液压缸73提供横向压力，并因此迫使与活塞75连接的一个或多个钩状物77与桅杆的相应梯级啮合。另一个后液压缸84用于使钩形杆79，81绕着位于它们上端的枢转轴枢转，从而迫使所述杆79，81与桅杆的另一个梯级相啮合。
优选的，将两导向杆85固定到主液压缸的活塞75上，从而当驱动该活塞75时，两导向杆85相对于主液压缸73的外表面平行滑动。这种导向杆通过防止活塞75绕其自身的轴转动来确保至少一个钩状物77永远处于操作位置，从而保证总是相对于桅杆正确地定位该至少一个钩状物77。如所示，为当该导向杆85接触一接近开关(未表示)时向控制机构提供信号，从而确保根据主液压缸73的活塞75位置向后液压缸83施加正确的压力，在该导向杆85的表面内具有等距间隔的凹进87。
如前述，当向下推该活塞75时就提升水平平台13。由于压力是施加给与活塞杆相对的活塞头的整个表面，这样就提高了该升降机构的效率。特别的，加快了提升速度。在提升平台的过程中，在使该钩状物77和钩形杆79，81伸出的同时，它们经过横向杆65，而一旦它们延伸到横向杆65的顶部，它们就回至横向杆65以与该横向杆65相啮合。当然，控制系统还必须包括当人们想沿着塔架降下平台时，为使该钩状物77和钩形杆79，81脱离桅杆的梯级，驱动后液压缸83，84以迫使该钩状物77和钩形杆79，81缩回的装置。当然，这种缩回必须以交替且连续的方式进行，从而确保总是由钩状物77或者钩形杆79，81支撑着该平台。
应该注意到，该升降机构可包括单独一个钩状物77，或者两个平行的、与主液压缸的活塞底端可枢转连接的钩状物77(如图11所示)。该钩状物77的形状是很重要的。实际上，该钩状物77必须具有一指状部分91(见图10)，将该指状部分91的尺寸与形状设置成与桅杆的梯级相啮合。该钩状物77还必须具有位于指状部分91下方且向下突出的边缘93，从而使钩状物77靠在邻近的桅杆侧壁以及活塞75的端部上，并因而防止钩状物77自上端朝下转动。换句话说，必须将该钩状物77设计成自动锁定的。
对以上公开的平台装置1的基本结构作出的第四改进在于将套管17可滑动地安装在相应桅杆3，5上的方式。
迄今为止，为了使套管与相应桅杆的L形转角相啮合，人们已经设计出在套管上安装引导辊(参见以非限制性例子形式的美国专利No.4809814的图5和6以及美国专利No.5159993的图5和8)。
人们已经发现采用由UHMW(超高分子量)塑性材料，特别是UHMW聚乙烯制成的L形垫片97(见图11)可获得较好的导向运动和较好的运行性能，将该L形垫片97定位成与桅杆部件7的L形转角相啮合。具有了这种相当耐磨的垫片97，就不会发生辊中的其中一个破裂和脱落、或者被卡住的危险。此外，引导过程也变得很平滑，且能完全地控制该引导过程。
对以上公开的平台装置1的基本结构作出的第五改进在于水平平台13的制造方式。
如前述，平台包括形成有一个或多个套管17，19的框架15，该套管17，19设计用于容纳相应的桅杆3，5。该框架15支撑着平台底板21和安全护栏23，最好可拆卸地安装该安全护栏23。为此目的，将该护栏23的栏柱设计成可滑入并锁定在垂直管内，该垂直管是框架15的一部分并与平台底板21内的孔一起成一条直线延伸。可使用C形销或其它任何适当的装置来将栏柱锁定在相应的管内。
该水平平台13可为例如24英尺(7.3米)长和6英尺(1.8米)宽。其框架15可由纵向、横向以及斜向延伸的空心管构成。将这些管相互焊接到一起。选择这些管的长度和位置，使得水平平台13的垂直横剖面呈等腰梯形。
依照图12所示的本发明特定优选实施例，当需要延长该水平平台13的宽度和/或长度时，提供额外的模块化平台部件(或者“翼板”)101，103以延长平台13的宽度和/或长度。当所要立起或者修补的建筑物相当长时，就需要延长平台的长度。当人们企图接近或者接触该建筑物时，就需要延长平台的宽度，因为桅杆不能足够靠近建筑物到接近或者接触该建筑物(见图15a和15b)。
以非限制性实例的方式，该部件101，103可分别为8英尺(2.4米)和4英尺(1.2米)长。如图11至14所示，该部件101，103具有同平台13一样的等腰梯形横剖面。结果，可将该部件101，103与平台13成一条直线地连接，如图12所示，或者在将该部件101，103倒转后使它们与平台13垂直地连接，如图13所示。当然，为此目的，至少某些部件的框架底面要提供有平台底板，例如图13中标记为103的部件。
利用杆105(见图14)可容易地实现水平平台13框架与部件101，103的框架之间的连接，将该杆105设计成插入将要连接的相邻框架件的中空端内，然后利用插入到孔109，110内的螺钉107将该杆105锁定在适当的位置，孔109位于杆105上，而孔110位于将要插入所述杆105的框架件内(见图14)。优选的，该杆105具有相互间隔不同的孔109，从而允许相邻框架件端对端的连接，同时它们的端部相互接触或者稍微地隔开。这种“间隙”使得可以调节该部件101，103相对于框架15的横向取向，每个部件可以稍向上或向下倾斜。
如前所述，该经改进的平台装置1可包括一根或多根桅杆。在图15所示的实施例中，该平台装置包括单独一根“双倍尺寸”的桅杆113，该桅杆113由两根相邻近、上述公开的第一实施例中所采用类型的桅杆3，5构成。当然，相应地要改装桅杆113的基座119和其平台框架上的套管115。
正如人们易于理解的，在不脱离本发明范围的情况下，可对以上公开的各种改进作出众多结构变型。举例来说，可改变结构组件的形状和结构组件相互连接的方式，从而形成一种又一种实施例。类似的，还可改变组件的尺寸。

Claims (6)

1.一种平台装置(1)，包括：
至少一根由模块化部件(7)构成的桅杆(3，5，113)，所述模块化部件(7)设计成按照端对端的关系可拆卸地相互连接，所述至少一根桅杆中的每一根都位于地基上，所述每个模块化部件(7)都设计为形成等距间隔的梯级且用作一种阶梯；
水平平台(13)，其以可沿着所述至少一根桅杆容易地上下移动的方式安装在所述至少一根桅杆上，所述平台包括形成有至少一个套管(17，19)的框架(15)，对应的所述至少一根桅杆中的一个穿过该套管(17，19)延伸，所述平台还包括一平台底板(21)；以及
升降机构，用于沿着所述至少一根桅杆上下移动所述平台(13)，所述升降机构安装在所述平台上且可自所述平台对其进行操作；
其特征在于：所述升降机构包括：
-主液压缸(73)，所述主液压缸(73)具有一与所述平台的套管(17，19)枢转连接的上端(74)，以及一下端，具有自由端的活塞(75)自该下端突出，至少一个钩状物(77)枢转地安装在所述活塞(75)上，用于与所述沿着相应桅杆等距间隔的梯级相啮合，
-至少一个钩形杆(79，81)，所述钩形杆(79，81)具有一与所述平台枢转连接的上端(80)，以及一下端，将所述下端制成一定形状并设计为啮合且钩在相应桅杆的梯级上；以及
-至少两个后液压缸(83，84)，用于向所述主液压缸(73)施加横向压力，并驱动所述钩形杆(79，81)，以迫使所述钩形杆(79，81)交替地啮合所述梯级或者自所述梯级缩回；
由此，当所述主液压缸的活塞被向下推时，所述平台被提升起，从而提高了整个机构的效率及速度。
2.如权利要求1所述的平台装置，其特征在于：所述装置还包括：
附加的模块化平台部件(101，103)，在需要时，其可拆卸地与所述平台(13)的框架(15)连接，以延长所述平台(13)的长度和宽度。
3.如权利要求1或2所述的平台装置，其特征在于：所述至少一根桅杆(3，5，113)中每一根的每个模块化部件(7)都由金属板(61)制成，所述金属板(61)经折叠和焊接而形成截面为矩形的管，在所述矩形截面管内制有较大的孔(63)，以形成所述梯级并使所述部件(7)呈阶梯形，所述管用横向杆(49)来加固。
4.如权利要求3所述的平台装置，其特征在于：每个模块化部件(7)通过向上延伸的螺钉连接到相邻的模块化部件上，每个模块化部件(7)的一端焊接有一组纵向导向杆(55)，以将所述模块化部件(7)按照端对端的关系相互定位并固定一起。
5.如权利要求1、2或4所述的平台装置，其特征在于：所述至少一根桅杆中的每一根都具有在一较大的支撑板(25)的顶部上向上延伸的基座(9)，所述支撑板(25)与装在所述基座(9)内的千斤顶(27)相连，所述基座(9)还具有外框架(29)，至少一根稳定臂(33，37)连接在所述外框架(29)上，由此极大地改进了所述平台装置的高度调节，并大大提高了所述平台装置的横向稳定性。
6.如权利要求1、2或4所述的平台装置，其特征在于：通过由超高分子量塑性材料制成的L形垫片(97)来沿着相应桅杆定位并引导所述平台(13)的至少一个套管(17，19)中的每一个，当所述平台(13)上下移动时，所述垫片就接触相应桅杆的转角并沿着所述相应桅杆的转角滑动，由此可获得平滑且可靠的运动。
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