PL236119B1

PL236119B1 - Modular system for creating slipways with any projection and permanent inclination angle and a method of assembling thereof

Info

Publication number: PL236119B1
Application number: PL426131A
Authority: PL
Inventors: Maciej Zawidzki
Original assignee: Inst Podstawowych Problemow Techniki Polskiej Akademii Nauk
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2020-12-14
Also published as: PL426131A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest modularny system do tworzenia pochylni o dowolnym rzucie i o stałym stopniu nachylenia (Ramp-Z (RZ)).The subject of the invention is a modular system for creating ramps of any projection and with a constant degree of inclination (Ramp-Z (RZ)).

Znany jest system Roll-A-Ramp® pokazany na stronie: http://www.rollaramp.com/portable- ramps, który jest mobilną i wszechstronną pochylnią. Występuje w różnych szerokościach, które są zbudowane na taką długość, jaka jest potrzebna. Stanowi on alternatywę dla wyciągów krzesełkowych lub stałych pochylni. System Roll-A-Ramp® znajduje zastosowanie jako pochylnia dostępowa dla pieszych oraz osób na wózkach inwalidzkich z napędem lub bez.The Roll-A-Ramp® system shown at: http://www.rollaramp.com/portable- ramps is known, which is a mobile and versatile ramp. It comes in a variety of widths that are built to the length you need. It is an alternative to chairlifts or fixed ramps. The Roll-A-Ramp® system is used as an access ramp for pedestrians and people in wheelchairs with or without a drive.

Znany jest również system Truss-Z (Zawidzki M., Creatingorganic 3-dimensional structures for pedestriantrajfic with reconfigurablemodular „Truss-Z” system, Journal of Design & Naturę and Ecodynamics, 8(1), pp. 61—87, 2013), który obejmuje koncepcję systemu szkieletowego do tworzenia samonośnych pochylni dla ruchu pieszego i rowerowego. Truss-Z składa się tylko z dwóch typów modułów (będących swoim odbiciem lustrzanym) i pozwala na tworzenie trójwymiarowych ścieżek pochylniowych o praktycznie dowolnym kształcie. Truss-Z może tworzyć połączenia między dwoma punktami oraz rozgałęzione sieci łączące wiele punktów w przestrzeni. Koncepcja Truss-Z zakłada, że kilka modułów stanowi konstrukcję samonośną między podporami. Niemniej maksymalna liczba modułów oraz samonośna rozpiętość nie została podana.The Truss-Z system is also known (Zawidzki M., Creatingorganic 3-dimensional structures for pedestriantrajfic with reconfigurablemodular "Truss-Z" system, Journal of Design & Nature and Ecodynamics, 8 (1), pp. 61-87, 2013), which includes the concept of a skeleton system for creating self-supporting ramps for walking and cycling. Truss-Z consists of only two types of modules (mirroring each other) and allows you to create three-dimensional ramp paths of virtually any shape. Truss-Z can create connections between two points and branched networks connecting many points in space. The Truss-Z concept assumes that several modules constitute a self-supporting structure between the supports. However, the maximum number of modules and the unsupported span are not given.

W tymi miejscu należy podkreślić, że za pomocą systemu Roll-A-Ramp® można tworzyć jedynie prostoliniowe konstrukcje o stałej długości. Można kupić pochylnię o danej długości i bez możliwości dokonywania modyfikacji na późniejszym etapie. Ponadto, sposób podparcia Roll-A-Ramp® polega na podparciu tylko na dwóch końcach. Wynikają z tego też ograniczenia obciążeniowe. Nie ma możliwości doboru siły obciążenia pochylni, zaś nośność można regulować jedynie jej długością. System Roll-A-Ramp® nie zawiera barierek i nie jest to system modularny. Nie można go skrócić/przedłużyć ani zmienić kształtu ścieżki.It should be emphasized here that with the Roll-A-Ramp® system only rectilinear constructions of fixed length can be created. You can buy a ramp of a certain length and no modification at a later stage. In addition, the method of supporting the Roll-A-Ramp® is to support only the two ends. This also results in load limitations. It is not possible to select the load force of the ramp, and the load capacity can only be adjusted by its length. The Roll-A-Ramp® system does not contain barriers and it is not a modular system. It cannot be shortened / lengthened or reshaped the path.

Truss-Z natomiast wymaga stosowania dwóch typów modułów co stanowi silne ograniczenie: i zamawiając moduły trzeba wiedzieć, ile sztuk z każdego rodzaju będzie potrzebne; ii. Liczba wszystkich możliwych kombinacji jest istotnie mniejsza dla dwóch rodzajów modułów, z których każdy można złożyć na dwa sposoby, niż jednego rodzaju dającego się złożyć na cztery sposoby. Wynika to z nierówności: 2^k < 4^k, gdzie k to całkowita liczba modułów, zaś a to liczba modułów pierwszego typu (dla dwóch typów).Truss-Z, on the other hand, requires the use of two types of modules, which is a strong limitation: and when ordering modules, you need to know how many of each type will be needed; ii. The number of all possible combinations is significantly less for two types of modules, each of which can be assembled in two ways, than for one type that can be assembled in four ways. This is due to the inequality: 2 ^k <4 ^k , where k is the total number of modules and a is the number of modules of the first type (for two types).

Istnieje potrzeba rozwiązania powyżej przedstawionych wad istniejących systemów.There is a need to overcome the above disadvantages of the existing systems.

Celem wynalazku było opracowanie takiego rozwiązania, które umożliwiłoby stworzenie struktury łączącej dwa lub więcej punktów np. dla pieszych za pomocą jednego zestawu modułowego, przy czym każdy moduł stoi niezależnie na podłożu. Takie rozwiązanie eliminuje problem z przenoszeniem obciążenia. W systemie według wynalazku każdy moduł przeniesie dane (zakładane) obciążenie. Każdy moduł indywidualnie stoi na gruncie. Dodatkowo system według wynalazku wyposażony jest w barierki oraz regulowane nóżki o czym nie wspominają znane systemy.The aim of the invention was to develop a solution that would enable the creation of a structure connecting two or more points, e.g. for pedestrians, with one modular set, with each module standing independently on the ground. This solution eliminates the problem of carrying the load. In the system according to the invention, each module will carry a given (assumed) load. Each module stands individually on the ground. In addition, the system according to the invention is equipped with railings and adjustable feet, which is not mentioned by known systems.

Istotą wynalazku jest modularny system do tworzenia pochylni o dowolnym rzucie i o stałym stopniu nachylenia charakteryzujący się tym, że składa się z pochylni R, elementów podporowych S oraz barierek wewnętrznych i zewnętrznych E, przy czym pochylnia R ma kształt przestrzennego klina opisanego przez osiem punktów, cztery powyżej lub na płaszczyźnie XY:t1 ..., t4 oraz ich lustrzane odbicia: b1, ..., b4, przy czym punkty t112 b2 b1 oraz t3 t4 b4 b3 wyznaczają płaszczyzny (krawędzie) odpowiednio: tylną i przednią elementu R, które są usytuowane względem siebie pod kątem a: 0 < a < π, ponadto pochylnia R scharakteryzowana jest poprzez parametry:The essence of the invention is a modular system for creating a ramp of any projection and with a constant degree of inclination, characterized by the fact that it consists of a ramp R, support elements S and internal and external barriers E, while the ramp R has the shape of a spatial wedge described by eight points, four above or in the XY plane: t1 ..., t4 and their mirror images: b1, ..., b4, where points t112 b2 b1 and t3 t4 b4 b3 are defined by the back and front planes (edges) of the R element, which are situated in relation to each other at an angle a: 0 <a <π, moreover, the ramp R is characterized by the parameters:

— r oznacza długość, która jest taka sama dla czterech odcinków: |t1t2l, Ib1,b2l, lt3t4l, oraz lb3b4l, — d oznacza odległość od punktu O, która jest taka sama dla rzutów na płaszczyznę XY czterech punktów: t2, t4, b2, oraz b4, — d* to rzut d na oś pionową w rzucie XY, zatem d*= d/Cos[a/2] oraz — s wyraża stosunek d do r, mianowicie, s = d/r, — w oznacza szerokość pochylni: w = r Cos [a/2], przy czym dowolny rzut pochylni R stanowi trapez równoramienny.- r is the length which is the same for the four segments: | t1t2l, Ib1, b2l, lt3t4l, and lb3b4l, - d is the distance from the point O, which is the same for the projections on the XY plane of four points: t2, t4, b2 , and b4, - d * is the projection d on the vertical axis in the projection XY, therefore d * = d / Cos [a / 2] and - s expresses the ratio d to r, namely, s = d / r, - w is the width ramp: w = r Cos [a / 2], where any projection of the ramp R is an isosceles trapezoid.

Korzystnie, elementy podporowe S składają się z belki oraz dwóch słupków o regulowanej długości łączących się z barierkami I i E w celu usztywnienia całej konstrukcji.Preferably, the support elements S consist of a beam and two uprights adjustable in length which connect to the rails I and E to stiffen the entire structure.

Korzystnie, długość barierki wewnętrznej I odpowiada odległości pomiędzy punktami t2 i t4, a długość barierki zewnętrznej E odpowiada odległości pomiędzy punktami t1 i ta, przy czym każda barierkaPreferably, the length of the inner railing I corresponds to the distance between the points t2 and t4, and the length of the outer railing E corresponds to the distance between the points t1 and ta, each railing

PL236 119 B1 posiada dwa końce: „męski” i „żeński” ukształtowane tak, by możliwe było bezpieczne połączenie każdej pary barierek pod trzema kątami: +a, 0, -a. Ponadto barierki są symetryczne względem swoich płaszczyzn strzałkowych co pozwala na montaż w dwóch położeniach charakteryzujących się odpowiednio dodatnim i ujemnym przyrostem 8z, co ilustruje fig.7.PL236 119 B1 has two ends: "male" and "female" shaped so that it is possible to securely connect each pair of barriers at three angles: + a, 0, -a. Moreover, the rails are symmetrical with respect to their sagittal planes, which allows for installation in two positions characterized by a positive and negative increment of 8z, respectively, as illustrated in Fig. 7.

Korzystnie, barierki są pełne lub ażurowe.Preferably, the rails are solid or openwork.

Korzystnie powierzchnia górna elementu R wyznaczona punktami ti t2 t4 t3 oraz powierzchnia dolna wyznaczona punktami b1 b2 b4 i b3 jest ciągła (krzywopowierzchniowa), lub „przełamana” dodatkową krawędzią ti t4 lub t2 t3 dla powierzchni górnej, oraz analogicznie b1 b4 lub b2 b3 dla powierzchni dolnej.Preferably, the top surface of the element R defined by points ti t2 t4 t3 and the bottom surface defined by points b1 b2 b4 and b3 is continuous (curved) or "broken" with an additional edge ti t4 or t2 t3 for the upper surface, and analogously b1 b4 or b2 b3 for bottom surface.

Modularny system do tworzenia pochylni o dowolnym rzucie i o stałym stopniu nachylenia składa się z następujących elementów:The modular system for creating free-plan ramps with a constant gradient consists of the following elements:

i. Pochylnia R ii. Elementy podporowe S iii. Barierki: „wewnętrzna” I oraz „zewnętrzna” E, jak pokazano na fig. 1.i. Incline R ii. Support elements S iii. Rails: "inner" I and "outer" E, as shown in Fig. 1.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1. przedstawia od lewej: widok „rozstrzelony” i złożony z czterech elementów składających się na system według wynalazku; fig. 2 przedstawia rzuty na płaszczyzny XY, XZ, YZ wraz z zaznaczonymi osiami symetrii, oraz widok aksonometryczny elementu R. Gruba strzałka wskazuje „uśrednione” nachylenie pochylni; fig. 3. przedstawia w środkowej kolumnie - rzut typowego modułu R o kształcie trapezu równoramiennego oraz przykładową konfigurację kilku modułów: R,L,R,L,L,R,R,R,L,R,L,R (wyjaśnienie dalej w tekście); po lewej i prawej skrajne przypadki dla parametru s = 0 i s = « (wyjaśnienie dalej w tekście) wraz z tą samą sekwencją modułów. Kierunek składania modułów wskazuje gruba strzałka, dodatkowo moduły zostały zaindeksowane od pierwszego 1 do ostatniego 12; fig. 4 przedstawia dla elementu R o kącie a= π/6, dla 3z= 1 i 2 cm (wyjaśnienie dalej w tekście), cały obszar pochylni ma nachylenie mniejsze niż 10%. Natomiast dla 8z >16 cm, żaden punkt pochylni nie spełnia wymaganego nachylenia. Dla 8z równego: 13, 10 i 8 cm odpowiednio: ok. %, nieco ponad połowa oraz ¾ pochylni ma wymagane nachylenie < 10%. Kierunek tworzenia systemu według wynalazku pokazuje gruba strzałka po prawej; fig. 5 przedstawia schematyczne połączenie dwóch barierek w widoku z góry w trzech możliwych położeniach. Słupek zaznaczono na czarno. Strzałka wskazuje kierunek i kolejność dołączania modułów (barierek); fig. 6 przedstawia trzy przykłady barierki zewnętrznej E w dwóch położeniach: +8z (na górze) i 8z (na dole); fig. 7 pokazuje przyjętą konwencję w nazewnictwie płaszczyzn symetrii elementów składowych system według wynalazku. Oś strzałkowa pokrywa się z kierunkiem X montażu systemu według wynalazku (zaznaczono na czarno); na fig. 8 na lewo od konfiguracji R, pokazano transformację R >R:\ czyli z R na „obrócone R”. Taka transformacja wymaga obrotu elementu R o kąt π wokół osi pionowej oraz elementów barierek E oraz I wokół ich osi strzałkowych o kąt π. Dalej w prawo pokazano transformację: R>L2, czyli obrót elementu R o kąt π wokół osi poprzecznej oraz obrotu barierek E oraz I wokół ich osi strzałkowych o kąt π i wzajemną zamianą ich położenia. Ostatnia kolumna po prawej przedstawia wynik transformacji L2>L, czyli obrotu L2 o kąt π wokół osi pionowej oraz obrotu barierek E oraz I wokół ich osi strzałkowych o kąt π i wzajemną zamianą ich położenia; fig. 9 przedstawia patrząc wzdłuż osi Y zgodnie z kierunkiem głównym złożenie dwóch modułów systemu według wynalazku w różnych konfiguracjach, co pozwala na przemieszczenie w 6 różnych punktów przestrzeni; fig. 10 przedstawia 64 różne ścieżki wykonane z trzech takich samych modułów (w czterech różnych konfiguracjach). Dla przejrzystości pokazano tylko górną powierzchnię elementu głównego. Konfiguracje R, L, L2 i R2 pokazano odpowiednio na: ciemno-szaro, biało, szaro i jasnoszaro. Pierwszy moduł w sekwencji podkreślono grubą linią; fig. 11 przedstawia sześć przykładowych kompletów systemu według wynalazku, tworzących pochylnię o „uśrednionym” kącie nachylenia 8%, fig. 12 ilustruje możliwość tworzenie pochylni rozgałęziających się w sposób praktycznie nieograniczony; Fig. 14 ilustruje dwa alternatywne sposoby „przełamania” powierzchni ti t2 t4 t3. Analogicznie przełamana może być powierzchnia dolna b1 b2 b4 b3.The invention is illustrated in more detail in the examples and the drawing, in which Fig. 1 shows from the left: an "exploded" view and composed of four elements making up the system according to the invention; Fig. 2 shows the projections on the XY, XZ, YZ planes with the axes of symmetry marked, and an axonometric view of the R element. The thick arrow indicates the "average" slope of the ramp; Fig. 3 shows in the middle column - a view of a typical R module in the shape of an isosceles trapezoid and an example configuration of several modules: R, L, R, L, L, R, R, R, L, R, L, R (further explanation in text); on the left and right, the extreme cases for the parameters s = 0 and s = «(explained later in the text) with the same sequence of modules. The direction of folding the modules is indicated by a thick arrow, in addition, the modules have been indexed from the first 1 to the last 12; Fig. 4 shows for an R element with an angle a = π / 6, for 3z = 1 and 2 cm (further explanation in the text), the entire ramp area has a slope of less than 10%. However, for 8z> 16 cm, no point of the ramp meets the required inclination. For 8z equal to: 13, 10 and 8 cm, respectively: approx.%, Slightly more than half and ¾ of the ramp have the required slope <10%. The direction of the system according to the invention is shown by the thick arrow on the right; Figure 5 shows a schematic plan view of the connection of two barriers in three possible positions. The bar is marked in black. The arrow shows the direction and order of adding modules (barriers); Fig. 6 shows three examples of an outer railing E in two positions: + 8z (top) and 8z (bottom); Fig. 7 shows the convention adopted in the nomenclature of the symmetry planes of the components of the system according to the invention. The sagittal axis coincides with the X direction of assembly of the system according to the invention (marked in black); in Figure 8 to the left of the R configuration, the transformation of R> R: 1 is shown, i.e. from R to "rotated R". Such a transformation requires the rotation of the element R by the angle π around the vertical axis and the rotation of the barrier elements E and I around their sagittal axes by the angle π. Further to the right, the transformation is shown: R> L2, i.e. the rotation of the element R by the angle π around the transverse axis and the rotation of the barriers E and I around their sagittal axes by the angle π and their mutual swap. The last column on the right shows the result of the L2> L transformation, i.e. the rotation of L2 by the angle π around the vertical axis and the rotation of the E and I barriers around their sagittal axes by the angle π and their mutual swap; Fig. 9 shows, looking along the Y axis in a principal direction, the assembly of two modules of the system according to the invention in different configurations, which allows displacement at 6 different points in the space; Fig. 10 shows 64 different tracks made with the same three modules (in four different configurations). For clarity, only the top face of the main element is shown. The R, L, L2 and R2 configurations are shown in dark gray, white, gray and light gray, respectively. The first module in the sequence is underlined with a thick line; Fig. 11 shows six exemplary sets of the system of the invention forming a ramp with an "average" slope angle of 8%; Fig. 12 illustrates the possibility of creating ramps branching practically unlimitedly; Fig. 14 illustrates two alternative methods of "breaking" the surface t and t2 t4 t3. The lower surface b1 b2 b4 b3 can be broken in a similar way.

Zasadnicze właściwości geometryczne systemu według wynalazku wynikają z kształtu pochylni R, zaś pozostałe elementy pełnią role dodatkowe: podpór konstrukcyjnych S oraz funkcje bezpieczeństwa (oraz również konstrukcyjno-usztywniające) - barierki (wewnętrzna i zewnętrzna).The basic geometrical properties of the system according to the invention result from the shape of the ramp R, while the remaining elements play additional roles: structural supports S and safety functions (and also structural and stiffening) - railings (internal and external).

W ogólnym przypadku, R ma kształt przestrzennego klina jak pokazano na fig. 2.In general, R has the shape of a spatial wedge as shown in Fig. 2.

Najważniejszą cechą elementu R, jest to, iż jest on symetryczny we wszystkich trzech płaszczyznach: XY, XZ oraz YZ.The most important feature of the R element is that it is symmetrical in all three planes: XY, XZ and YZ.

PL 236 119 B1PL 236 119 B1

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Element R opisuje osiem punktów, cztery powyżej lub na płaszczyźnie XY: ti, t4 oraz ich lustrzane odbicia: bi ..., b4. Punkty ti t2 b2 bi oraz ti t4 b4 b3 wyznaczają płaszczyzny (krawędzie) odpowiednio: „tylną” i „przednią” elementu R. Płaszczyzny (krawędzie) przednia i tylna są usytuowane względem siebie pod kątem a: 0 < a < π.The R element describes eight points, four above or in the XY plane: ti, t4 and their mirror images: bi ..., b4. The points ti t2 b2 bi and ti t4 b4 b3 define the "back" and "front" planes (edges) of the element R. The front and rear planes (edges) are situated at an angle a: 0 <a <π.

Z uwagi na wiele symetrii, praktyczne jest wprowadzenie wielkości: r i d, gdzie r to długość taka sama dla czterech odcinków: ltit2l, Ibi,b2l, lt3t4l, oraz lb3b4|, zaś d to odległość od punktu O, taka sama dla rzutów na płaszczyznę XY czterech punktów: t2, t4, b2, oraz b4. d* to rzut d na oś pionową w rzucie XY, zatem d*= dCos[a/2].Due to the many symmetries, it is practical to enter the size: rid, where r is the same length for four segments: ltit2l, Ibi, b2l, lt3t4l, and lb3b4 |, and d is the distance from point O, the same for projections on the XY plane four points: t2, t4, b2, and b4. d * is the projection of d on the vertical axis in the XY projection, therefore d * = dCos [a / 2].

Dodatkowy parametr s wyraża stosunek d do r, mianowicie, s = d/r. Szerokość pochylni to w: w = rCos[a/2].An additional parameter s expresses the ratio of d to r, namely, s = d / r. The width of the ramp is w: w = rCos [a / 2].

W ogólnym przypadku, kąt a > 0, zaś rzut elementu R jest trapezem równoramiennym. Dla kąta a = 0 (d = «, s = «), rzut elementu R jest prostokątem, zaś gdy punkt t2 pokrywa się z t4 (co za tym idzie b2 pokrywa się z b4; w takim przypadku d = 0 i s = 0) to rzut elementu R jest trójkątem równoramiennym. Te trzy przypadki ilustruje fig. 3.In general, the angle α> 0 and the projection of R is an isosceles trapezoid. For the angle a = 0 (d = «, s =«), the projection of the element R is a rectangle, and when the point t2 coincides with t4 (thus b2 coincides with b4; in this case, d = 0 and s = 0) then the projection of R is an isosceles triangle. These three cases are illustrated in Fig. 3.

Dla elementu R, w ogólnym przypadku, nachylenie pochylni nie jest stałe i zawiera się między wartością minimalną dla odcinka lti.tel a maksymalną lt2t4l. Praktycznym podejściem jest przyjęcie „uśrednionego” nachylenia pochylni mierzonego w płaszczyźnie przebiegającej przez środek elementu R czyli wzdłuż odcinka |tstsl.For the R element, in the general case, the slope of the ramp is not constant and lies between the minimum value for the segment lti.tel and the maximum value of lt2t4l. A practical approach is to adopt an "average" slope of the ramp measured in a plane passing through the center of the element R, i.e. along the segment | tstsl.

Nachylenie pochylni p zależy od: przewyższenia Sz, kąta a, i odległości y mierzonej od punktu O. Dla skrajnego przypadku, gdy a = 0, p jest stałe. Fig. 4 ilustruje, jak dobierać w/w parametry by część lub całość pochylni spełniała założone dopuszczalnie nachylenie (przyjęto 10%).The slope of the ramp p depends on: the height difference Sz, the angle a, and the distance y measured from the point O. For the extreme case, when a = 0, p is constant. Fig. 4 illustrates how to select the above-mentioned parameters so that some or all of the ramp meets the assumed acceptable slope (10% was assumed).

Element R wraz z kierunkiem X: rozszerza się w kierunku pionowym, tj. część górna, czyli punkty t3 i t4 mają przyrost pionowy +Sz względem punktów ti i t4 zaś punkty b3 i b4 o wartość -Sz względem punktów bi i b2. Ponieważ w elemencie R płaszczyzna (krawędź) tylna jest obrócona o kąt a w lewo względem płaszczyzny (krawędzi) przedniej - mówimy, że element R „skręca w lewo”. Reasumując: element R, zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej „idzie do góry” (o wartość +5z) oraz „skręca w lewo” o kąt a.The element R along with the X direction: expands in the vertical direction, i.e. the upper part, i.e. points t3 and t4 have a vertical increase + Sz with respect to points ti and t4, and points b3 and b4 by the value -Sz with respect to points bi and b2. Since in the R element the rear plane (edge) is rotated by the angle a to the left in relation to the front plane (edge) - we say that the R element "turns left". Summing up: the element R, according to the rule of a right-hand screw, "goes up" (by the value + 5z) and "turns left" by the angle a.

Nachylenie pochylni R w ogólnym przypadku może mieć dowolną wartość. Niemniej dla np. ruchu pieszego nie powinno przekraczać 15%, zaś kołowego, 25%.The slope of the ramp R can generally be of any value. However, for pedestrian traffic, for example, it should not exceed 15%, and for road traffic, 25%.

Ponieważ każdy moduł systemu stoi niezależnie na podłożu, przewidywane naprężenia konstrukcji nie są nadmiernie duże. Jedynie elementy podporowe S, które „zbierają” obciążenia z elementu R powinny być wykonane z metalu (choć racjonalne wydaje się też użycie np. drewna, szczególnie klejonego lub sklejki do belki poziomej). Z drugiej strony, dla wygody montażu system powinien być stosunkowo lekki. Zatem konstrukcja ze stopów aluminium lub tworzyw zbrojonych (kompozytów) będzie najbardziej racjonalna. Niemniej możliwe jest wykonanie całej konstrukcji np. z metalu w wyniku czego będzie ona cięższa co ustabilizuje konstrukcję (zwiększy tłumienie drgań) lecz może spowodować trudności przy montażu czy rekonfiguracji.As each module of the system stands independently on the ground, the expected stresses in the structure are not excessively high. Only support elements S, which "collect" loads from the R element, should be made of metal (although it seems rational to use, for example, wood, especially glued or plywood for a horizontal beam). On the other hand, for ease of assembly, the system should be relatively light. Thus, the construction of aluminum alloys or reinforced plastics (composites) will be the most rational. Nevertheless, it is possible to make the entire structure, e.g. from metal, as a result of which it will be heavier, which will stabilize the structure (increase the damping of vibrations), but may cause difficulties in assembly or reconfiguration.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Elementy podporowe SSupport elements S

Elementy podporowe S składają się z belki przenoszącej obciążenia z pochylni R na słupki oraz dwóch słupków przenoszących obciążenia z belki na podłoże. Długość słupków jest regulowana. Słupki są połączone z barierkami przez co usztywniają całą konstrukcję jak pokazano na fig. i.The supporting elements S consist of a beam that transfers loads from the ramp R to the posts and two posts that transfer loads from the beam to the ground. The length of the posts is adjustable. The posts are connected to the railings, which stiffens the entire structure as shown in fig. And.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Barierki wewnętrzne i zewnętrzneInternal and external barriers

W skład zestawu RZ wchodzą dwie barierki o różnej długości: krótsza, „wewnętrzna” I odpowiadająca punktom t2 i t4, oraz dłuższa, „zewnętrzna” E odpowiadająca punktom ti i t3. Każda barierka posiada dwa końce: „męski” i „żeński” ukształtowane tak by możliwe było bezpieczne połączenie każdej pary barierek pod trzema kątami: +a, 0, -a, co ilustruje fig. 5. Barierki mogą być pełne lub ażurowe, jak pokazano na fig 6.The RZ set includes two rails of different lengths: the shorter, "inner" I corresponding to the points t2 and t4, and the longer, "outer" E, corresponding to the points ti and t3. Each railing has two ends: "male" and "female" shaped so that it is possible to securely connect each pair of railings at three angles: + a, 0, -a, as shown in Figure 5. The railings can be solid or openwork, as shown in fig 6.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Wszystkie elementy systemu według wynalazku posiadają symetrie. Ponieważ wszystkie elementy tego systemu są zorientowane względem kierunku montażu modułów, dla ułatwienia posłużono się nazwami płaszczyzn (symetrii) analogicznymi do anatomii człowieka (fig. 7).All elements of the system according to the invention have symmetries. As all elements of this system are oriented in relation to the assembly direction of the modules, the names of planes (symmetry) analogous to human anatomy were used (Fig. 7).

Zgodnie z konwencją zilustrowaną na fig. 7: rzut pochylni R na płaszczyznę XY jest symetryczny względem swojej płaszczyzny czołowej zaś właściwa pochylnia R jest symetryczna względem swojejAccording to the convention illustrated in Fig. 7: the projection of the ramp R on the XY plane is symmetrical with respect to its frontal plane and the actual ramp R is symmetrical with respect to its frontal plane.

PL236 119 Β1 płaszczyzny poprzecznej. Barierki wewnętrzne i zewnętrzne są symetryczne względem swoich płaszczyzn strzałkowych. Podpory S są symetryczne względem swoich płaszczyzn: strzałkowej i czołowej. Dzięki tym symetriom możliwe jest złożenie systemu w czterech alternatywnych konfiguracjach, o odmiennych własnościach geometrycznych, jak pokazano na fig. 8.PL236 119 Β1 of the transverse plane. The inner and outer rails are symmetrical with respect to their sagittal planes. The S supports are symmetrical with respect to their sagittal and frontal planes. Due to these symmetries, it is possible to assemble the system in four alternative configurations with different geometrical properties as shown in Figure 8.

Jak pokazano na fig. 8 w zależności od orientacji, zestaw elementów systemu według wynalazku tworzy cztery unikalne konfiguracje o różnych (antysymetrycznych) parametrach.As shown in Fig. 8, depending on the orientation, the assembly of elements of the system according to the invention forms four unique configurations with different (antisymmetric) parameters.

Przykład 5 montaż modułówExample 5 assembly of modules

Moduły systemu modularnego montuje się tak, by płaszczyzna (krawędź) przednia kolejnego modułu pokrywała się z płaszczyzną tylną poprzedniego modułu.Modular system modules are mounted in such a way that the front plane (edge) of the next module coincides with the rear plane of the previous module.

Jak pokazuje fig. 8 konfiguracja L jest odbiciem lustrzanym R, zaś R2 i L2 to odpowiednio obrót R i L o kąt π wokół ich osi pionowych. W konsekwencji: R zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej „skręca w lewo i idzie do góry”, L „skręca w prawo i idzie do góry” R2 „skręca w prawo i idzie do dołu” i L2 „skręca w lewo i idzie do dołu”. W rezultacie te cztery konfiguracje pozwalają na przemieszczenie po systemie modularnym w cztery różne punkty przestrzeni. Złożenie dwóch elementów systemu daje 4² możliwości, czyli 16.6 z tych punktów jest unikalnych co ilustruje fig. 9.As Fig. 8 shows, the configuration L is a mirror image of R, and R2 and L2 are respectively rotation of R and L by the angle π about their vertical axes. Consequently: R according to the right-hand screw rule "turns left and goes up", L "turns right and goes up" R2 "turns right and goes down" and L2 "turns left and goes down" . As a result, these four configurations allow displacement along the modular system to four different points in space. The combination of two system elements gives 4 ² possibilities, i.e. 16.6 of these points are unique as illustrated in Fig. 9.

To, że z 16 możliwych ścieżek, 6 trafia w unikalne punkty oznacza, że pozostałymi dziesięcioma można dotrzeć w te same punkty, lecz inną ścieżką. Takie alternatywne ścieżki mogą być przydatne w przypadku omijania istniejących przeszkód. Złożenie trzech modułów pozawala na skonstruowanie 43 = 64 różnych ścieżek, jak pokazano na fig. 10.The fact that of the 16 possible paths, 6 hit unique points means that the remaining ten can reach the same points, but by a different path. Such alternative paths can be useful for avoiding existing obstacles. Putting together the three modules allows 43 = 64 different paths to be constructed as shown in Fig. 10.

System według wynalazku pozwala na łączenie każdej pary modułów według pięciu typów połączeń, jak ilustruje fig. 11. Strzałka zaczepiona jest przy pierwszym module w sekwencji i wskazuje kierunek konstruowania pochylni RZ.The system according to the invention allows each pair of modules to be joined according to five connection types as illustrated in Fig. 11. The arrow is attached to the first module in the sequence and indicates the direction of construction of the ramp RZ.

Moduły składane są sekwencyjnie, czyli, jeden, po drugim. Pojedyncze sekwencje modułów mogą być łączone w układy wielogałęziowe poprzez połączenie typu 4 lub w celu usztywnienia konstrukcji poprzez połączenie typu 5. Połączenie między modułami może być zrealizowane na pięć sposobów: trzy podstawowe do tworzenia zasadniczych ciągów pochylni i dwa dodatkowe, z których jeden do tworzenia rozgałęzień, zaś pozostały do ewentualnego usztywniania konstrukcji. Sposoby te ilustruje fig. 11. W połączeniu typu 1, dwa moduły łączą się „szeroką” powierzchnią, co można zapisać następut₃ £>3 b₄ jąco: ^£4 b₄ ^3, gdzie górna lista to wierzchołki pierwszego, zaś dolna - kolejnego modułu. Wierzchołki w kolumnach pokrywają się. W połączeniu typu 2, dwa moduły łączą się „wąską” powierzchnią, ti t₂ b₂ b_r co można zapisać następująco: ^f2 ^2. W połączeniu typu 3, jeden moduł łączy się „szeroką” f₄ t₃ a drugi „wąską” powierzchnią, co można zapisać następująco h ti. W połączeniu typu 4, moduły łączą £3 ^4 bi b₂ się boczną „szeroką” powierzchnią co można zapisać następująco: ^3 ^f3. w połączeniu typu t₂ t₄ b₄ b₂ The modules are assembled sequentially, that is, one after the other. Single sequences of modules can be combined into multi-branch systems by a type 4 connection or to stiffen the structure by a type 5 connection. The connection between modules can be realized in five ways: three basic for creating the basic lines of ramps and two additional ones, one of which is for creating branches while remaining for possible stiffening of the structure. These methods are illustrated in Fig. 11. In a type 1 connection, two modules are connected by a "wide" surface, which can be written as follows: ₃ £> 3 b _{4 as} : ^£ 4 b ₄ ^ 3, where the top list is the vertex of the first, and the bottom - next module. The vertices in the columns coincide. In a type 2 connection, two modules are connected by a "narrow" surface, ti t ₂ b ₂ b _r which can be written as: ^f 2 ^ 2. In a type 3 joint, one module is connected by a "wide" f ₄ t ₃ and the other by a "narrow" surface, which can be written as h ti. In a connection of type 4, the modules connect £ 3 ^ 4 b and b ₂ to a lateral "wide" surface which can be written as: ^ 3 ^f 3. in a connection of type t ₂ t ₄ b ₄ b ₂

5, moduły łączą się boczną „wąską” powierzchnią zapisać następująco: ^2 b₄ i₄ ^.Wszystkich możliwych połączeń tych pięciu typów między modułami jest 20, czyli 16 (zasadniczych) oraz 4 (dodatkowych) zostały one umieszczone w tabeli Tab. 1.5, modules are connected by a lateral "narrow" surface write down as follows: ^ 2 b ₄ and ₄ ^. There are 20 possible connections of these five types between modules, i.e. 16 (basic) and 4 (additional), they are presented in the table Tab. 1 .

System według wynalazku znajduje wiele zastosowań praktycznych, np. jak pokazano na fig. 12, kilku-elementowa pochylnia umożliwiająca wjazd wózkom inwalidzkim na schody wejściowe. System według wynalazku pozwala również na tworzenie pochylni rozgałęziających się w sposób praktycznie nieograniczony, jak ilustruje fig. 13.The system according to the invention finds many practical applications, e.g. as shown in Fig. 12, a multi-element ramp that allows wheelchairs to enter the access stairs. The system of the invention also allows the formation of branching ramps in a virtually unlimited manner, as illustrated in Figure 13.

Powierzchnia górna elementu R wyznaczona punktami ti t₂t₄13 oraz powierzchnia dolna wyznaczona punktami bi i b2 b₄ i bs może być ciągła (krzywo powierzchni owa), lub „przełamana” dodatkową krawędzią ti t₄ lub t₂13 dla powierzchni górnej, oraz analogicznie bi b₄ lub b2 bs dla powierzchni dolnej (co ilustruje fig. 14). Wprowadzenie tych krawędzi może być niekorzystne z „punktu widzenia użytkowania”, natomiast korzystne z punktu widzenia wykonawstwa.The upper surface of the element R defined by points ti t ₂ t ₄ 13 and the bottom surface defined by points bi and b2 b ₄ and bs can be continuous (surface curve), or "broken" with an additional edge ti t ₄ or t ₂ 13 for the upper surface, and analogously b and b ₄ or b2 bs for the bottom surface (as illustrated in Fig. 14). The insertion of these edges can be disadvantageous from the "point of use" but advantageous from the workmanship point of view.

Claims

Patent claims

1. Modular system for creating a ramp of any projection and with a constant degree of inclination, characterized by the fact that it consists of a ramp (R), support elements (S) and internal (I) and external (E) barriers, the ramp (R) has the shape of a spatial wedge described by eight points, four above or in the XY plane: (ti, ... t4) and their mirror images: (bi, ..., b4), with points (ti t2 b2 bi) and ( ta t4 b4 ba) are marked by planes (edges), respectively: the back and front of the element (R), which are situated at an angle a: 0 <a <n, moreover, the ramp (R) is characterized by:

- r is the length which is the same for four segments: | tit2l, lbib2l, ltat4l, and lbab4l, - d is the distance from point O, which is the same for projections on the XY plane of four points: (t2, t4, b2, and b4),

- d * is the projection of d onto the vertical axis in the XY projection, therefore d * = d / Cos [a / 2] and

- s expresses the ratio of d to r, namely, s = d / r,

- w is the width of the ramp: w = rCos [a / 2],

- wherein any plan of the ramp (R) is an isosceles trapezoid.

2. Modular system according to claim The method of claim 1, characterized in that the support elements (S) consist of a beam and two posts with an adjustable length connecting with the rails (I) and (E) to stiffen the entire structure.

3. Modular system according to claim The method of claim 1, characterized in that the length of the inner barrier (I) corresponds to the distance between points (t2 and t4), and the length of the outer barrier (E) corresponds to the distance between points (ti and ta), each barrier having two ends: "male" and "female" shaped so that it is possible to securely connect each pair of barriers at three angles: + a, 0, -a, the barriers are symmetrical with respect to their sagittal planes, which allows for installation in two positions characterized by positive and negative increments, respectively Sz.

4. Modular system according to claim 3. A method according to claim 3, characterized in that the barriers are solid or openwork.

5. Modular system according to claim The element according to claim 1, characterized in that the upper surface of the element (R) defined by points (ti t214 ta) and the lower surface defined by points (b and b2 b4 and ba) is continuous (curved) or "broken" by an additional edge (ti t4) or (t2 ta) for the top surface, and analogously (b and b4) or (b2 ba) for the bottom surface.