RU2011589C1

RU2011589C1 - Hand truck

Info

Publication number: RU2011589C1
Authority: RU
Inventors: В.С. Сенцов
Original assignee: Миасский машиностроительный завод
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: load handling devices. SUBSTANCE: hand truck has platform 1 and running gear with wheels 5. With lever turned around load platform 1, pawl of ratchet mechanism engages with cross 3. With lever turned in opposite direction, cross turns around axle 4 of supporting wheel 5 until following wheel comes in contact with next step of stair. EFFECT: enlarged operating capabilities. 7 dwg

Description

Изобретение относится к ручным тележкам, обеспечивающим возможность подъема и спуска по лестницам, и может быть применено для перемещения груза большой массы (преимущественно до 100 кг) по лестницам, для преодоления препятствий (типа бордюр) в процессе перемещения, а также в качестве инвалидной коляски, медицинской кровати, используемых с сопровождением. The invention relates to handcarts, providing the possibility of ascent and descent along the stairs, and can be used to move large loads (mainly up to 100 kg) along the stairs, to overcome obstacles (such as a curb) in the process of moving, and also as a wheelchair, medical beds used with accompaniment.

Известны ручные тележки, содержащие колесное шасси с накинутыми на колеса бесконечными ремнями, позволяющие осуществлять транспортировку груза сопровождающим (оператором) по лестницам. Данные технические решения аналогичны случаю перемещения тележки по ровной (без ступени) наклонной плоскости, схема и расчет усилия при которой даны на фиг. 1. Анализ показывает, что при нормальном наклоне лестничного марша ( β= 26-30^о) тяговое усилие весьма значительно (более 60 кгс при нагрузке а= 100 кгс), что затрудняет использование указанных конструкций, например в качестве инвалидной коляски, сопровождаемой женщиной, подростком, пожилым человеком.Known handcars containing a wheeled chassis with endless belts thrown over the wheels, allowing for the transportation of goods by an attendant (operator) along the stairs. These technical solutions are similar to the case of moving the trolley along an even (without step) inclined plane, the diagram and calculation of the force for which are given in FIG. 1. The analysis shows that in the normal flight of stairs inclination (β = 26-30 ^o) tractive effort is significant (more than 60 kgf and at a load = 100 kg), which makes use of said constructs, for example as a wheelchair, followed by a woman teenager, old man.

Известна также конструкция приставки к инвалидной коляске, перемещаемой с помощью тросовой лебедки с анкером и крюками, взаимодействующими с элементами конструкции лестничного ограждения. К достоинству данного технического решения следует отнести малое усилие, необходимое для подъема. Недостатками же являются сложность и металлоемкость конструкции, трудоемкость эксплуатации, большое время подъема и спуска (по данным ТПО "ЭВМ" - около 20 мин требуется для спуска коляски с 3-его этажа жилого дома). Also known is the design of an attachment to a wheelchair that is moved using a cable winch with an anchor and hooks interacting with the structural elements of the staircase railing. The advantage of this technical solution should include the low effort required for lifting. The disadvantages are the complexity and metal consumption of the structure, the complexity of operation, the long time of lifting and lowering (according to TPO "Computer" - about 20 minutes is required to lower the stroller from the 3rd floor of a residential building).

Наиболее прогрессивным решением из числа известных является автотележка фирмы "Медлаборо". Однако сложность конструкции, высокая трудоемкость изготовления и стоимость резко ограничивают ее применение, особенно при индивидуальном использовании (например в качестве инвалидной коляски). The most progressive solution among the well-known is the Medlaboro truck. However, the complexity of the design, the high complexity of manufacturing and cost sharply limit its use, especially for individual use (for example, as a wheelchair).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция детской коляски, где колесные оси выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, что повышает проходимость по лестницам. Однако она не устраняет недостатки в части большого тягового усилия, а поэтому ее применение возможно лишь в качестве именно детской коляски при малой грузоподъемности (Q= 10 кгс). The closest technical solution, selected as a prototype, is the design of a baby carriage, where the wheel axles are made with the possibility of movement in a vertical plane, which increases patency on the stairs. However, it does not eliminate the drawbacks in terms of high tractive effort, and therefore its use is possible only as a baby carriage with a low load capacity (Q = 10 kgf).

Цель изобретения - повышение проходимости тележки (преимущественно по лестницам и дорожным препятствиям) с минимальным усилием, прилагаемым оператором. The purpose of the invention is to increase the patency of the trolley (mainly on stairs and road obstacles) with minimal effort by the operator.

Указанная цель достигается тем, что грузовая платформа содержит две неподвижные оси, на которых с возможностью поворота установлены крестовины, на концах которых смонтированы оси колес. На осях платформы установлен также поворотный рычаг с храповым механизмом, взаимодействующий с крестовиной с возможностью ее поворота вокруг осей платформы. Использование рычага позволяет существенно сократить тяговое усилие. This goal is achieved by the fact that the cargo platform contains two fixed axles on which crosses are mounted with the possibility of rotation, at the ends of which the axles of the wheels are mounted. A pivot arm with a ratchet mechanism is also installed on the axes of the platform, interacting with the cross with the possibility of its rotation around the axes of the platform. The use of the lever can significantly reduce traction.

Указанные конструктивные элементы (поворотные относительно платформы крестовины с колесными осями, поворотный рычаг с храповым механизмом) отсутствуют в прототипе и обеспечивают достижение цели предлагаемого технического решения, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна". These structural elements (rotatable relative to the platform of the cross with wheel axles, a rotary lever with a ratchet mechanism) are absent in the prototype and ensure the achievement of the goal of the proposed technical solution, therefore, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty".

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой ручной тележке, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "Существенные отличия". An analysis of the known technical solutions in the study area allows us to conclude that there are no signs in them that are similar to the essential distinguishing features in the claimed hand truck, and to recognize the claimed solution in accordance with the criterion of "Significant differences".

На фиг. 1 дана схема усилия аналогов; на фиг. 2 - тележка, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - тележка, вид сверху; на фиг. 5 и 6 - альтернативные варианты исполнения тележки; на фиг. 7 - схема перемещения и действия сил. In FIG. 1 is a diagram of the effort of analogues; in FIG. 2 - trolley, general view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 - trolley, top view; in FIG. 5 and 6 are alternative versions of the trolley; in FIG. 7 is a diagram of the movement and action of forces.

Тележка содержит платформу 1 с неподвижно закрепленными на ней осями 2, на которых с возможностью поворота смонтированы крестовины 3, содержащие оси 4 колес 5, и рычаг 6 с храповым механизмом, взаимодействующим с обеими крестовинами и включающим собачки 7, оси 8 и пружины 9. Платформа содержит также рукоятку 10, служащую для перемещения тележки, и откидную колесную опору 11. При перемещении тележки по горизонтальной поверхности платформа удерживается от опрокидывания вокруг собственных осей фиксаторами 12, смонтированными на крестовинах. The trolley contains a platform 1 with axles 2 fixed on it, on which crosses 3 containing axles 4 of wheels 5 are mounted rotatably, and a lever 6 with a ratchet mechanism interacting with both crosses and including dogs 7, axles 8 and springs 9. Platform It also contains a handle 10, which serves to move the trolley, and a folding wheel support 11. When moving the trolley on a horizontal surface, the platform is prevented from tipping around its own axes by clamps 12 mounted on the crosses.

Принцип действия тележки следующий. При перемещении по горизонтальной поверхности платформа 1 (фиг. 2) зафиксирована фиксаторами 12 от проворота вокруг собственных осей 2. Груз располагается на платформе симметрично при совмещении центра тяжести с осью 2. Быстросъемный рычаг 6 снят и закреплен на платформе в походном положении. Откидная рукоятка 10 закреплена в рабочем положении (фиг. 2). Откидная подпружиненная колесная опора 11 прижата к платформе снизу. Перемещение тележки осуществляется на двух парах колес 5, находящихся в нижнем положении, при приложении тягового усилия у рукоятке 10. The principle of operation of the cart is as follows. When moving on a horizontal surface, the platform 1 (Fig. 2) is fixed by latches 12 from a rotation around its own axles 2. The load is located on the platform symmetrically when the center of gravity is aligned with axis 2. The quick-release lever 6 is removed and fixed to the platform in the stowed position. The hinged handle 10 is fixed in the working position (Fig. 2). The hinged spring-loaded wheel support 11 is pressed against the platform from below. The trolley is moved on two pairs of wheels 5 located in the lower position, with the application of traction at the handle 10.

Для перемещения по лестнице тележка приводится в исходное положение: устанавливается рычаг 6, опора 11 откидывается в положение, указанное на фиг. 2. To move along the stairs, the trolley is brought to its initial position: a lever 6 is installed, the support 11 reclines to the position indicated in FIG. 2.

Перемещение тележки по наклонной плоскости
Расчет тягового усилия:
F= T+T₁;
T= Q sin β - тангенциальная составляющая Q;
T₁= N˙ f_пр= Qcos β˙ f_пр - сила трения; .Moving the cart on an inclined plane
Traction calculation:
F = T + T ₁ ;
T = Q sin β is the tangential component of Q;
T ₁ = N˙ f _pr = Qcos β˙ f _pr - friction force; .

f_пр = К/r_k - приведенный коэффициент трения;
К= 0,1 см - коэффициент трения качения (сталь-резина);
r_k= 7,5 см - радиус колеса;
f_пр = 0,1/7,5 = 0,014.f _CR = K / r _k - reduced coefficient of friction;
K = 0.1 cm - coefficient of friction of rolling (steel-rubber);
r _k = 7.5 cm is the radius of the wheel;
f _ol = 0.1 / 7.5 = 0.014.

F= T+T₁= Q(sin β + cos β˙ f_пр).F = T + T ₁ = Q (sin β + cos β˙ f _np).

при β = 0 _→ F= 1,4 кгс;
β = 90^о _→ F= 100 кгс;
β = 30^о _→ F= 62 кгс.when β = 0 _ → F = 1.4 kgf;
β = 90 ^about _ → F = 100 kgf;
β = 30 ^about _ → F = 62 kgf.

Платформа 1 удерживается в равновесном состоянии (параллельно горизонту) рукояткой 10, что при совмещении ц. т. груза с осью 2 не требует значительных усилий. The platform 1 is held in equilibrium (parallel to the horizon) by the handle 10, which, when combining c. t. cargo with axis 2 does not require significant effort.

При подходе к лестнице (препятствию) ближайшая пара колес упирается в ступеньку. Рычаг 6 движением против часовой стрелки (фиг. 2) поворачивается вокруг оси 2 на угол α, равный угловому расположению колес 5 на крестовине (пунктирное положение рычага 6 на фиг. 2). При этом происходит зацепление собачек 7 с крестовинами 3 в другом положении (угол поворота храпового колеса - крестовины). When approaching the stairs (obstacle), the nearest pair of wheels rests on the step. The lever 6 counterclockwise (Fig. 2) rotates around the axis 2 by an angle α equal to the angular position of the wheels 5 on the cross (the dashed position of the lever 6 in Fig. 2). In this case, the dogs 7 engage with the crosses 3 in a different position (the angle of rotation of the ratchet wheel - the cross).

В зависимости от конструкции крестовины угол поворота α может быть 120^о - при трех колесах, 90^о - при четырех, 72^о - при пяти, 60^о - при шести и т. д. (фиг. 5,6). При этом одинаковой базе колес (размер В) общие габариты тележки увеличиваются. В качестве примера реализации предлагаемого технического решения принята схема, показанная на фиг. 2 (по 4 колеса на каждой крестовине).Depending on the design of the cross rotation angle α may be ^about 120 - with three wheels 90 ^on - at four, ^about 72 - with five, ⁶⁰ - with six, etc. (Figure 5.6.)... In this case, the same wheel base (size B), the overall dimensions of the trolley increase. As an example of the implementation of the proposed technical solution, the circuit shown in FIG. 2 (4 wheels on each crosspiece).

Дальнейшие действия оператора при перемещении тележки по лестнице таковы. Удерживая за рукоятку 10 одной рукой платформу 1 в горизонтальном положении, другой рукой за рычаг 6 (через оси 8 и собачки 7) осуществляется поворот крестовин α вокруг пары колес 5, которые уперлись в ступеньку. Поворот производится на угол по часовой стрелке до тех пор, пока очередная пара колес 5 не соприкоснется со следующей ступенькой (крестовина как бы шагает до ступенькам). The operator’s further actions when moving the trolley along the stairs are as follows. While holding the handle 10 with the handle 10 in a horizontal position with the other hand, with the other hand for the lever 6 (through the axles 8 and the dog 7), the crosses α are rotated around a pair of wheels 5, which rest against the step. The rotation is made by an angle clockwise until the next pair of wheels 5 comes in contact with the next step (the crosspiece, as it were, steps up to the steps).

Схематически дальнейший процесс перемещения по лестнице показан на фиг. 7. где линия Т - траектория перемещения оси 2(или центра тяжести груза Q), остальные дуговые линии - траектории перемещений элементов конструкции, F - тяговое усилие, приложенное к рычагу Р (рычаг 6). Рычаг 6 переводится в положение Р₁ (зацепление храпового механизма). Усилием F на плече l начинается подъем (за крестовину) колеса П (до момента потери контакта со ступенькой). При этом колесо 1 выбирает зазор б (до упора в следующую ступеньку; на фиг. 7 следующая ступенька условно приближена к колесу 1). При дальнейшем повороте рычага Р из положения Р₁ в положение Р₂: ось крестовины 0 перемещается в положение 0₁, рукоятка П - в положение П₁, колесо IV - в положение IV¹, колесо Ш - в положение Ш¹, колесо П - в положение IV.Schematically, a further process of moving up the stairs is shown in FIG. 7. where the line T is the trajectory of the axis 2 (or the center of gravity of the load Q), the remaining arc lines are the trajectories of the structural elements, F is the traction applied to the lever P (lever 6). The lever 6 is moved to position P ₁ (engagement of the ratchet mechanism). By the force F on the shoulder l, the lift P starts (beyond the crosspiece) of the wheel P (until the contact with the step is lost). In this case, the wheel 1 selects the gap b (all the way to the next step; in Fig. 7, the next step is conditionally close to the wheel 1). With further rotation of the lever P from position P ₁ to position P ₂ : the axis of the spider 0 moves to position 0 ₁ , handle P to position P ₁ , wheel IV to position IV ¹ , wheel W to position W ¹ , wheel P to to position IV.

Условие равенства моментов относительно оси колеса 1:
F˙ l = Q ˙b.The condition for equal moments relative to the axis of the wheel 1:
F˙ l = Q ˙b.

Следовательно F= Q

, где:
b= r_kp ˙cos γ ,
r_kp=

- радиус крестовины (для случая 4-колесной крестовины), В - база тележки, γ- угол подъема оси 0 при перемещении в положение O₁.Therefore, F = Q

where:
b = r _kp ˙cos γ,
r _kp =

is the radius of the cross (for the case of a 4-wheel cross), B is the base of the trolley, γ is the angle of elevation of the axis 0 when moving to position O ₁ .

Для конкретного случая, при В= 300 мм, l= 1200 мм, 0= 100 кгс
при γ= 15^о 30 45 60 75 90^о и более
F = 17 кгс 15,2 12,5 8,9 4,6 0 - крестовина падает до соприкосновения колеса IV cо ступенькой
Усилие необходимое для перемещения предложенной тележки значительно меньше чем в известных аналогичных конструкциях. В дальнейшем рычаг Р из положения Р₂ поворачивают в положение Р₃, и перемещение по лестнице продолжается.For a specific case, with B = 300 mm, l = 1200 mm, 0 = 100 kgf
at γ = 15 ^about 30 45 60 75 90 ^about and more
F = 17 kgf 15.2 12.5 8.9 4.6 0 - the crosspiece falls to the contact of the wheel IV with a step
The force required to move the proposed cart is much less than in known similar designs. Subsequently, the lever P from the position P _{2 is} turned to the position P ₃ , and movement along the stairs continues.

В случае остановки на лестничном марше используется опора 11 (на фиг. 7 в положениях 1 и IV¹ - окружность малого диаметра).In the case of a stop on the flight of stairs, the support 11 is used (in Fig. 7 in positions 1 and IV ¹ - a circle of small diameter).

Спуск тележки по лестнице осуществляется также в положении, когда рукоятка 10 находится впереди - по ходу движения. При спуске ввиду того, что угол γ при незначительном повороте (на 5-15^о в зависимости от конструкции тележки) становится равным или более 90^о, достаточно лишь поддерживать тележку за рукоятку 10 (самоопрокидывание крестовин).The descent of the trolley along the stairs is also carried out in the position when the handle 10 is in front - in the direction of travel. During the descent due to the fact that the angle γ with a slight rotation ^(about 5-15 depending on the bogie structure) becomes equal to or more than ^about 90, sufficient to maintain the trolley by the handle 10 (samooprokidyvanie crosspieces).

Использование предлагаемой ручной тележки позволяет практически решить проблему перемещения груза большой массы (преимущественно до 100 кг) по лестницам и другим препятствиям при минимальных затрачиваемых усилиях, которые в сравнении с известными аналогами меньше в 3 и более раз. Using the proposed hand truck allows you to practically solve the problem of moving a load of large mass (mainly up to 100 kg) along stairs and other obstacles with minimal effort, which is 3 times or more less than the known analogues.

Конструкция тележки проста и технологична, ее изготовление возможно силами любого предприятия машиностроительного профиля, а также индивидуальными пользователями. The design of the trolley is simple and technologically advanced; its manufacture is possible by forces of any machine-building enterprise, as well as by individual users.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1291477, кл. В 62 В 5/02, 1985. (56) Copyright certificate of the USSR N 1291477, cl. B 62 B 5/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1456329, кл. В 62 В 7/06, 1987. USSR author's certificate N 1456329, cl. B 62 B 7/06, 1987.

Claims

MANUAL TROLLEY containing a loading platform, a running gear with wheels mounted on the axles and a mechanism for moving the wheel axles, characterized in that two fixed axles are rigidly fixed to the running platform, the running gear comprises two crosses mounted to rotate on the indicated axes of the platform, the axles being the wheels are mounted at the ends of the crosses, and the mechanism for moving the wheel axles contains a ratchet lever mounted pivotally on the axles of the platform with the possibility of interaction with the crosses in the process x rotation.