RU2697934C1

RU2697934C1 - Telescopic mast (embodiments)

Info

Publication number: RU2697934C1
Application number: RU2018140310A
Authority: RU
Inventors: Владимир Викторович Фомин; Владимир Александрович Клоков; Эдуард Викторович Иванов
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-08-21

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to antenna engineering and can be used in telescopic masts attached to chassis or car body or installed independently and designed to lift payload, for example, antenna devices, video surveillance equipment, lighting, etc., to a given height. Telescopic mast comprises sections including fixed section 1, movable sections 2, 3, 4, 5, as well as system of blocks consisting of blocks 6 of upper part and blocks 7 of lower part, rope 8, winch 9, tensioning device 10 comprising bracket 11 with roller 12 arranged therein, first resilient element 13, cup 14, second resilient element 15, drive 16 including threaded part 17 and carriage with system of units 18. Units 6, 7 of upper and lower parts of fixed section 1 and every movable section 2, 3, 4, 5 are located opposite each other and together with units 7 of tension device 10 form mechanism of tackle. Tensioning device is arranged in upper movable section 5.

EFFECT: technical result is higher lifting capacity of mast, as well as increased efficiency of post-lining system of mast and increased resistance to skews and jamming during movement of mast sections during its deployment and coagulation.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в телескопических мачтах, крепящихся к шасси или к кузову автомобиля, или устанавливаемых автономно, и предназначенных для подъема полезной нагрузки, например, антенных устройств, средств видеонаблюдения, освещения и т.п., на заданную высоту.The invention relates to antenna technology and can be used in telescopic masts, mounted to the chassis or to the car body, or installed independently, and designed to lift the payload, for example, antenna devices, video surveillance, lighting, etc., to a given height .

Известна мачта (см. описание к авторскому свидетельству № 930442, опубл. 23.05.1982 г.), содержащая секции с роликами, ручную лебедку с подъемно-опускным тросом, запасованным через ролики. Ручная лебедка установлена в нижней части второй снизу секции, а опускной трос запасован от лебедки через дополнительно введенный ролик, расположенный на основании нижней секции.A mast is known (see description of copyright certificate No. 930442, publ. 05.23.1982), containing sections with rollers, a manual winch with a hoisting cable, stored through the rollers. A manual winch is installed in the lower part of the second lower section, and the lowering cable is stored from the winch through an additionally introduced roller located on the base of the lower section.

В данной мачте лебедка в начальный момент времени расположена на низкой высоте неудобной для обслуживания, схема запасовки троса не обеспечивает повышенной грузоподъемности мачтового устройства, а также не исключает повышенных нагрузок на секцию при перекосе секций.In this mast, the winch at the initial moment of time is located at a low height inconvenient for maintenance, the cable storage scheme does not provide increased lifting capacity of the mast device, nor does it exclude increased loads on the section when the sections are skewed.

Известна телескопическая мачта (см. описание к патенту № 2186443, опубл. 27.07.2002 г.), содержащая неподвижное колено с установленной на нем лебедкой и барабаном, и подвижные колена, кинематически связанные системой тросов и роликов с барабаном лебедки и между собой, а также механизм принудительного опускания верхнего подвижного колена.Known telescopic mast (see description of patent No. 2186443, publ. 07.27.2002), containing a fixed knee with a winch and a drum mounted on it, and movable knees kinematically connected by a system of cables and rollers with a winch drum and between each other, and also the mechanism of forced lowering of the upper movable knee.

Недостатком мачты является одновременное выдвижение всех секций, что не обеспечивает возможности безопасного разворачивания и сворачивания мачты при помощи оттяжек, как при поочередном выдвижении секций, а также часть троса между лебедкой и верхом секции располагается снаружи секции, что не обеспечивает защиту троса от возможных повреждений при размещении мачты на кузове автомобиля, а также накладывает ограничение на размещение каких-либо элементов вдоль ее ствола.The disadvantage of the mast is the simultaneous extension of all sections, which does not provide the possibility of safe unfolding and folding of the mast using guy ropes, as with alternately extending the sections, as well as the part of the cable between the winch and the top of the section located outside the section, which does not protect the cable from possible damage during placement mast on the car body, and also imposes a restriction on the placement of any elements along its trunk.

В качестве прототипа принята телескопическая мачта (см. описание к авторскому свидетельству № 364053, опубл. 25.12.1972 г.), содержащая секции, вставленные одна в другую, подъемно-опускной трос (далее-трос), проходящий через систему роликов (блоков) и через приводный механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки (далее-лебедка). Выдвигаются секции подъемной ветвью троса, а возвращаются обратно опускной ветвью того же троса. Концы троса закреплены на установленном в верхней части первой секции мачты валике, фиксируемом накладкой, и на основании этой секции. При ослаблении троса в процессе эксплуатации трос подтягивают, наматывая на валик с последующим закреплением валика накладкой.As a prototype, a telescopic mast was adopted (see description of copyright certificate No. 364053, published on December 25, 1972), containing sections inserted one into another, a hoisting and lowering cable (hereinafter referred to as the cable), passing through a system of rollers (blocks) and through a drive mechanism made in the form of a bypass winch (hereinafter referred to as the winch). The sections are extended by the lifting branch of the cable, and are returned back by the lowering branch of the same cable. The ends of the cable are fixed on the roller fixed in the upper part of the first mast section and fixed by the plate, and on the basis of this section. When the cable is weakened during operation, the cable is pulled, winding onto the roller, followed by fixing the roller overlay.

Недостатком прототипа является то, что при подъеме мачты нагрузка от троса на секцию передается не симметрично относительно оси мачты, в результате чего возникает дополнительно изгибающее усилие, действующее на секцию мачты от воздействия троса. Секция мачты давит нижней стороной удаленной от блоков на внутреннюю сторону неподвижной секции, что повышает трение между подвижными секциями мачты и снижает КПД тросо-блочной системы, а также, вызывает повышенные контактные напряжения в мачте и износ трущихся частей. Также, в прототипе механизм натяжения троса не обеспечивает постоянное натяжение в подъемной и опускной ветвях троса, точка захода троса на валик, при его натягивании, перемещается вдоль оси валика, тем самым отклоняя подъемно-опускной трос от вертикали, что приводит к трению троса о стенки отверстий основании секций, повреждая его, и, вследствие, к снижению КПД тросо-блочной системы.The disadvantage of the prototype is that when lifting the mast, the load from the cable to the section is transferred not symmetrically with respect to the axis of the mast, resulting in an additional bending force acting on the mast section from the effects of the cable. The mast section presses the lower side of the mast section, which is remote from the blocks, on the inside of the fixed section, which increases the friction between the movable mast sections and reduces the efficiency of the cable-block system, and also causes increased contact stresses in the mast and wear of the rubbing parts. Also, in the prototype, the cable tension mechanism does not provide constant tension in the lifting and lowering branches of the cable, the point of entry of the cable onto the roller, when it is pulled, moves along the axis of the roller, thereby deflecting the lifting and lowering cable from the vertical, which leads to friction of the cable against the walls holes in the base of the sections, damaging it, and, consequently, to reduce the efficiency of the cable-block system.

Техническим результатом изобретения является увеличение грузоподъемности мачты, а также увеличение КПД тросо-блочной системы мачты и повышение устойчивости к перекосам и заклиниваниям в процессе движения секций мачты при ее развертывании и свертывании.The technical result of the invention is to increase the mast carrying capacity, as well as increasing the efficiency of the mast cable system and increasing the resistance to distortions and jamming during the movement of the mast sections when it is deployed and rolled up.

По первому варианту изобретения технический результат достигается тем, что в телескопической мачте, содержащей секции, подъемно-опускной трос, блоки, размещенные в отсеках и расположенные в верхней части каждой секции, через которые проходит трос, приводной механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки, дополнительно размещено натяжное устройство в корпусе верхней секции, в отсеки нижней части каждой секции и натяжного устройства установлены блоки, через которые проходит трос, при этом блоки в верхней и нижней частях каждой секции, размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками натяжного устройства образуют механизм полиспаста.According to the first embodiment of the invention, the technical result is achieved in that in a telescopic mast containing sections, a lifting and lowering cable, blocks located in compartments and located in the upper part of each section through which the cable passes, a drive mechanism made in the form of a bypass winch a tension device is placed in the upper section housing, blocks are installed in the compartments of the lower part of each section and the tension device through which the cable passes, while the blocks in the upper and lower parts of each section, placed opposite each other and in combination with the blocks of the tensioning device form a chain hoist.

По второму варианту изобретения технический результат достигается тем, что в телескопической мачте, содержащей секции, подъемно-опускной трос, блоки, размещенные в отсеках и расположенные в верхней части каждой секции, через которые проходит трос, приводной механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки, дополнительно размещено натяжное устройство в корпусе верхней секции, в отсеки нижней части каждой секции и натяжного устройства установлены блоки, через которые проходит трос, при этом блоки в верхней и нижней частях каждой секции, размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками натяжного устройства образуют механизм полиспаста, при этом натяжное устройство содержит привод, одним концом закрепленный к кронштейну, другим концом закрепленный к нижней части натяжного устройства, первый упругий элемент, который закреплен к верхней части верхней секции, причем концы подъёмной и опускной ветвей троса связаны между собой вторым упругим элементом.According to the second embodiment of the invention, the technical result is achieved in that in a telescopic mast containing sections, a lifting and lowering cable, blocks located in compartments and located in the upper part of each section, through which the cable passes, a drive mechanism made in the form of a bypass winch a tension device is placed in the upper section housing, blocks are installed in the compartments of the lower part of each section and the tension device through which the cable passes, while the blocks in the upper and lower parts of each section, placed opposite each other and together with the blocks of the tensioning device form a chain hoist mechanism, while the tensioning device comprises a drive, one end fixed to the bracket, the other end fixed to the bottom of the tensioner, the first elastic element that is fixed to the upper part of the upper section, the ends of the lifting and lowering branches of the cable are interconnected by a second elastic element.

Дополнительно кронштейн натяжного устройства содержит ролик, через который запасовывается трос, привод включает каретку с системой блоков, через которые проходит трос и резьбовую деталь, кинематически связанную с кареткой с системой блоков.Additionally, the bracket of the tensioner includes a roller through which the cable is stored, the drive includes a carriage with a system of blocks through which the cable passes and a threaded part kinematically connected with the carriage with the system of blocks.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана телескопическая мачта, её несущие элементы и схема запасовки троса в пределах мачты.The invention is illustrated in the drawing, which shows a telescopic mast, its load-bearing elements and a scheme for storing the cable within the mast.

Телескопическая мачта содержит секции, включающие неподвижную секцию 1, подвижные секции 2, 3, 4, 5, а также систему блоков, состоящую из блоков 6 верхней части и блоков 7 нижней части, трос 8, лебедка 9, натяжное устройство 10, содержащее кронштейн 11, с размещенным в нем роликом 12, первый упругий элемент 13, стакан 14, второй упругий элемент 15, привод 16, включающий резьбовою деталь 17 и каретку с системой блоков 18.The telescopic mast contains sections including a fixed section 1, movable sections 2, 3, 4, 5, as well as a block system consisting of blocks 6 of the upper part and blocks 7 of the lower part, a cable 8, a winch 9, a tension device 10, containing a bracket 11 , with the roller 12 located therein, the first elastic element 13, the cup 14, the second elastic element 15, the drive 16, including a threaded part 17 and a carriage with a system of blocks 18.

Подвижные секции 5, 4, 3, 2 вставлены одна в другую и внутрь неподвижной секции 1. В верхней части неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5, имеются отсеки с установленными в них блоками 6 верхней части, через которые запасовывается трос 8. В нижней части неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5 и натяжного устройства 10 имеются отсеки с установленными в них блоками 7 нижней части, через которые запасовывается трос 8. Блоки 6, 7 верхней и нижней частей неподвижной секции 1 и каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5 размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками 7 натяжного устройства 10 образуют механизм полиспаста, который обеспечивает симметричный относительно оси мачты подъем подвижных секций, тем самым, минимизируя изгибающее усилие от воздействия троса на секцию мачты и снижая воздействие посторонних сил на мачту. Натяжное устройство размещено в верхней подвижной секции 5 и содержит привод 16, одним концом закрепленный к кронштейну 11, другим концом закрепленный к нижней части натяжного устройства 10, первый упругий элемент 13, который закреплен к верхней части верхней подвижной секции 5, например, зацентрирован внутри стакана 14. Концы подъёмной и опускной ветвей троса 8 связаны между собой вторым упругим элементом 15 (например, пружиной), который обеспечивает минимально необходимое постоянное натяжение троса 8. Привод 16 включает каретку с системой блоков 18, через которые проходит трос 8, и резьбовую деталь 17 (например, винт), кинематически связанную с кареткой с системой блоков 18. Через ролик 12, размещенный в кронштейне 11, запасовывается трос 8. Блоки 6, 7 верхней и нижней частей неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5, а также блоки 7 нижней части натяжного устройства 10 выполнены в виде роликов, установленных на подшипниках. Фактически количество секций определяется необходимой высотой подъёма установленной на мачте антенны, при этом кинематическая связь секций не меняется.The movable sections 5, 4, 3, 2 are inserted one into the other and inside the fixed section 1. In the upper part of the fixed section 1, of each movable section 2, 3, 4, 5, there are compartments with the upper part blocks 6 installed through them, through which the cable is stored 8. In the lower part of the fixed section 1, each movable section 2, 3, 4, 5 and the tensioning device 10 there are compartments with the units 7 of the lower part installed in them, through which the cable is stored 8. The blocks 6, 7 of the upper and lower parts the fixed section 1 and each movable section 2, 3, 4, 5 are placed opposite each other CAA and in conjunction with blocks 7 tensioner pulley block 10 constitute a mechanism which provides a symmetrical axis with respect to the mast lift movable sections, thereby minimizing the impact of bending force on the mast cable section and reducing the impact of extraneous forces on the mast. The tension device is located in the upper movable section 5 and contains a drive 16, one end fixed to the bracket 11, the other end fixed to the lower part of the tension device 10, the first elastic element 13, which is fixed to the upper part of the upper movable section 5, for example, centered inside the glass 14. The ends of the lifting and lowering branches of the cable 8 are interconnected by a second elastic element 15 (for example, a spring), which provides the minimum necessary constant tension of the cable 8. The drive 16 includes a carriage with a block system 18, through which the cable 8 passes, and a threaded part 17 (for example, a screw) kinematically connected to the carriage with a system of blocks 18. A cable 8 is stored through a roller 12 located in the bracket 11. Blocks 6, 7 of the upper and lower parts of the fixed section 1, of each movable section 2, 3, 4, 5, as well as blocks 7 of the lower part of the tensioner 10 are made in the form of rollers mounted on bearings. In fact, the number of sections is determined by the required lifting height of the antenna mounted on the mast, while the kinematic connection of the sections does not change.

Телескопическая мачта работает следующим образом.The telescopic mast operates as follows.

Трос 8 приводится в движение лебедкой 9. Трос 8 из мачты в лебедку 9 передается через вырез в наружной стенке неподвижной секции 1 посредством блоков, установленных в лебедке 9. При вращении лебедки 9 на подъем трос 8 перематывается лебедкой 9, сокращая длину троса 8 между блоками 6 верхней части неподвижной секции 1 и блоками 7 нижней части подвижных секций 2, 3, 4, 5 и натяжного устройства 10. Перематываемый трос 8 передается через систему блоков 6, 7, переходит в центр натяжного устройства 10 и симметрично относительно оси мачты поднимается вместе с подвижными секциями 2, 3, 4, 5 вверх. Поочередно подвижные секции 2, 3, 4, 5 выдвигаются. Достигнув нужной высоты, каждая подвижная секция 2, 3, 4, 5 стопорится стопорным устройством (на рис. не показано). Натяжное устройство 10 продолжает движение вверх, кронштейн 11 сжимает первый упругий элемент 13. При максимально возможном сжатии первого упругого элемента 15 срабатывает последнее стопорное устройство (на рис. не показано), которое фиксирует положение натяжного устройства 10. Подъём мачты прекращается. При вращении лебедки 9 на опускание трос 8 перематывается лебедкой 9, сокращается длина троса 8 между роликом 12 натяжного устройства 10 и блоками 7 нижней части неподвижной секции 1. Увеличивается петля троса 8 между блоками 6 верхней части неподвижной в данный момент времени секцией 5 или, 4 или 3, или 2, или 1 и блоками 7 нижней части опускающихся натяжного устройства 10, подвижных секций 5 или 4, или 3, или 2. Подвижные секции 5, 4, 3, 2 поочередно начинают опускаться. При ослаблении троса 8 в процессе эксплуатации при помощи съемной рукоятки (на рис. не показано) подкручивают резьбовую деталь 17. Это приводит в движение каретку с системой блоков 18, которая, подтягивая трос 8 до необходимого натяжения для подъёма груза, поднимается вверх по резьбовой детали 17 натяжного устройства 10 вдоль вертикальной оси мачты. Второй упругий элемент 15 обеспечивает постоянное минимальное натяжение в обоих ветвях троса 8, необходимое для работы лебедки 9.The cable 8 is driven by the winch 9. The cable 8 from the mast to the winch 9 is transmitted through a cutout in the outer wall of the fixed section 1 by means of the blocks installed in the winch 9. When the winch 9 rotates to lift the cable 8 is rewound by the winch 9, reducing the length of the cable 8 between the blocks 6 of the upper part of the fixed section 1 and blocks 7 of the lower part of the movable sections 2, 3, 4, 5 and the tension device 10. The rewind cable 8 is transmitted through a system of blocks 6, 7, goes to the center of the tension device 10 and rises symmetrically about the mast axis with under in mobile sections 2, 3, 4, 5 up. Alternately movable sections 2, 3, 4, 5 extend. Having reached the desired height, each movable section 2, 3, 4, 5 is locked by a locking device (not shown in the figure). The tension device 10 continues to move upward, the bracket 11 compresses the first elastic element 13. When the first elastic element 15 is compressed as much as possible, the last locking device (not shown) is activated, which fixes the position of the tension device 10. The mast lift stops. When the winch 9 is rotated to lower the cable, the cable 8 is rewound by the winch 9, the cable length 8 between the roller 12 of the tensioner 10 and the blocks 7 of the lower part of the fixed section 1 is reduced. The loop of the cable 8 between the blocks 6 of the upper part of the currently stationary section 5 or 4 is increased or 3, or 2, or 1 and blocks 7 of the lower part of the lowering tensioner 10, the movable sections 5 or 4, or 3, or 2. The movable sections 5, 4, 3, 2 alternately begin to lower. When the cable 8 is weakened during operation, the threaded part 17 is tightened using a removable handle (not shown in the figure). This moves the carriage with the block system 18, which, by pulling the cable 8 to the required tension to lift the load, rises up the threaded part 17 of the tensioning device 10 along the vertical axis of the mast. The second elastic element 15 provides a constant minimum tension in both branches of the cable 8, necessary for the winch 9.

Таким образом, техническое решение позволяет обеспечить симметричный относительно оси мачты подъем подвижных секций, что минимизирует изгибающее усилие от воздействия троса на секцию мачты, тем самым предотвращая её заклинивание и перекос, и снижая воздействие посторонних сил на мачту, которые уменьшают полезную нагрузку, что позволяет увеличить грузоподъемность мачты. Также обеспечивается постоянное натяжение в подъемной и опускной ветвях троса, снижается трение между подвижными секциями мачты, уменьшая контактные напряжения в мачте и износ трущихся частей, тем самым увеличивается КПД тросо-блочной системы.Thus, the technical solution allows for the raising of the movable sections symmetrical with respect to the axis of the mast, which minimizes the bending force from the cable acting on the mast section, thereby preventing it from jamming and skewing, and reducing the influence of extraneous forces on the mast, which reduce the payload, which allows increasing mast loading capacity. It also provides constant tension in the lifting and lowering branches of the cable, reduces friction between the moving sections of the mast, reducing contact stress in the mast and the wear of the rubbing parts, thereby increasing the efficiency of the cable-block system.

Claims

1. Telescopic mast containing sections, hoisting and lowering cable, blocks located in compartments and located in the upper part of each section through which the cable passes, a drive mechanism made in the form of a bypass winch, characterized in that a tensioner is placed in the upper section housing the device, blocks are installed in the compartments of the lower part of each section and the tension device through which the cable passes, while the blocks in the upper and lower parts of each section are placed opposite each other and in conjunction with the tension blocks devices form the mechanism of the chain hoist.

2. A telescopic mast containing sections, a lifting and lowering cable, blocks located in compartments and located in the upper part of each section through which the cable passes, a drive mechanism made in the form of a bypass winch, characterized in that a tensioner is placed in the upper section housing the device, blocks are installed in the compartments of the lower part of each section and the tension device through which the cable passes, while the blocks in the upper and lower parts of each section are placed opposite each other and in conjunction with the tension blocks the triples form a chain-link mechanism, while the tensioner comprises a drive, one end fixed to the bracket, the other end fixed to the lower part of the tensioner, the first elastic element that is fixed to the upper part of the upper section, and the ends of the lifting and lowering branches of the cable are connected by a second elastic element.

3. The telescopic mast according to claim 2, characterized in that the bracket of the tensioner comprises a roller through which the cable is stored.

4. The telescopic mast according to claim 2, characterized in that the drive includes a carriage with a system of blocks through which the cable passes, and a threaded part kinematically connected with the carriage with a system of blocks.