專利名稱：伸縮式桅桿的矮型提升安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車載式氣動伸縮式桅桿，更具體來說，涉及伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置。
本發(fā)明特別適用于設(shè)置電氣裝置、特別是公用照明裝置時使用的氣動伸縮式桅桿的機(jī)動車輛上的安裝裝置，并將針對這種安裝裝置進(jìn)行描述。但是，本發(fā)明具有更為廣泛的應(yīng)用，可以用作任何類型的輕型管狀伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的車載安裝裝置，無論所述結(jié)構(gòu)是氣動、液壓或機(jī)械式驅(qū)動的，也無論其是否載運(yùn)電氣裝置或其它裝置。
本受讓人原有的涉及伸縮式桅桿的各種特征的美國專利在本說明書中用作參考，這些專利的一部是授予Featherstone等人的、1983年11月8日批準(zhǔn)的、題為“氣動傾斜伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)”的美國專利第4,413,451號；授予Featherstone等人的、1996年11月12日批準(zhǔn)的、題為“氣動伸縮式桅桿”的美國專利第5,572,837號；以及授予Hulse等人的、1998年4月28日批準(zhǔn)的、題為“氣動伸縮式桅桿”的美國專利第4,743,635號。
上述專利在本說明書中用作參考，因而本專業(yè)技術(shù)人員公知的伸縮式桅桿的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用的細(xì)節(jié)在本說明書中無需贅述。上述專利本身并不構(gòu)成或包括本發(fā)明。
氣動的伸縮式桅桿在本專業(yè)領(lǐng)域中是公知的，它們一般可安裝在機(jī)動車輛如應(yīng)急車輛或公用車輛的頂部。在上述應(yīng)用中，桅桿一般用于將電氣裝置特別是燈具安裝在車輛上方的位置上，其作用是在車輛上方立即照亮大片區(qū)域，以便在燈光下進(jìn)行應(yīng)急工作，例如在事故現(xiàn)場或在暴風(fēng)雨后由公用工程隊(duì)進(jìn)行。氣動伸縮式桅桿在上述情形中特別有利，這是由于它們重量輕、在縮回位置上結(jié)構(gòu)緊湊，以及一般具有充分的、打開的、無障礙的桿段，使電線可從中穿過，穿過伸縮式的管狀的桿段，以便控制電氣裝置或燈具。
伸縮式桅桿當(dāng)在車輛上處于儲存、縮回的位置時一般處于水平位置。桅桿結(jié)構(gòu)一般轉(zhuǎn)至豎直位置，在該位置上各桿段從相鄰桿段伸出而使桅桿結(jié)構(gòu)伸長。但是，如美國專利第5,572,837號所述，存在需要將桅桿抬起至與水平成某一角度的緊急情況，這種情況比豎直位置較為少見。另外，也存在某些應(yīng)用場合，需要將桅桿移至車輛側(cè)部，然后升起。
一般用于將桅桿固定在機(jī)動車輛上的安裝裝置通常包括一個底板，該底板固定在車輛上，從底板上豎直伸出一對橫向間隔開來的支承板，在支承板之間安裝最低的桿段?？拷畹蜅U段底部固定的一根樞軸或一對短軸裝在軸的支承板內(nèi)。各種提升機(jī)構(gòu)已經(jīng)用來使伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)繞樞軸從水平位置向豎直位置轉(zhuǎn)動。所有這些提升機(jī)構(gòu)從構(gòu)思上說是很好的，并可很好地使伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)定位。但是，現(xiàn)有技術(shù)的提升機(jī)構(gòu)并不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在美國專利第5,572,837號中，一個連接于轉(zhuǎn)軸的齒帶曲軸與在支承軸一側(cè)的齒條齒輪驅(qū)動裝置配合工作，將桅桿結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)至任何需要的豎直角度。其缺點(diǎn)是具有暴露的齒條驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)動位置會產(chǎn)生比某些車輛應(yīng)用場合需要的高的豎直安裝裝置。
美國專利第5,743,635號利用機(jī)械驅(qū)動桿機(jī)構(gòu)來避免美國專利第5,572,837號中的暴露的齒條機(jī)構(gòu)，但是與美國專利第5,572,837號一樣將樞軸設(shè)置在最下桿段的中央。這樣會導(dǎo)致伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)具有一個水平的儲存位置，該位置在豎直方向上與車頂間隔開來，高于其它方式可能實(shí)現(xiàn)的位置。
在美國專利第4,413,451號中，短軸安裝在相對于最低桿段的縱向中心側(cè)向偏置的軸線上。但是采用于液壓致動器，中間聯(lián)桿裝置在短軸曲柄和液壓缸致動桿之間，這并非是一種特別有利的布置。
本受讓人在商業(yè)上用于桅桿結(jié)構(gòu)的一種極為堅(jiān)固、完美的提升裝置示意地表示在

圖1A和1B中。如圖所示，最低桿段1上固定著樞軸2，該樞軸可繞一根與最低桿段1的縱向中心線3橫向間隔開來的軸線轉(zhuǎn)動。在最低桿段1底端安裝有提升托架5，該托架固定在最低桿段1的底部上，一個用銷裝在提升托架5底部的驅(qū)動桿6將桅桿結(jié)構(gòu)從水平位置轉(zhuǎn)至由例如美國專利第5,743,635號中所示的角度限制開關(guān)設(shè)定的豎直位置，雖然提升托架設(shè)置在軸支承板之間形成一種提升裝置，這種提升裝置(不象美國專利第5,572,837號和第4,413,451號那樣)在提升機(jī)構(gòu)上并不產(chǎn)生任何彎矩，但是，致動器必須設(shè)置在最低桿段1下面，從而產(chǎn)生一種較高的提升座，其高度由標(biāo)號E標(biāo)識，其高于某些車輛應(yīng)用場合可能需要的高度。
最后如圖所示，桅桿結(jié)構(gòu)借助一底板固定在車輛上，該底板又安裝在車輛頂部上。某些車輛具有彎曲的頂部，這就要求底板安裝在其中央。雖然這種桅桿結(jié)構(gòu)是輕型結(jié)構(gòu)，但是，這種安裝裝置肯定會導(dǎo)致桅桿結(jié)構(gòu)重量位于車輛頂部的最弱結(jié)構(gòu)區(qū)域上，并未提供等于平底板全部面積的支承表面。另外，在某些場合，可能需要相對于桅桿在車輛頂部的位置移動桅桿位置。最后，在上述專利中所示的側(cè)裝提升裝置施加一個從桅桿中心線橫向偏置的提升力，該提升力在樞軸上施加一個扭轉(zhuǎn)或彎曲力矩，通過軸支承板傳至底板。底板尤其是對于彎曲頂部的車輛來說不是抵抗彎矩的特別穩(wěn)定的安裝裝置。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種管狀桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置，它具有矮的輪廓，并可以在車輛頂部的任何需要的位置區(qū)域上穩(wěn)定地支承桅桿結(jié)構(gòu)。
上述目的和本發(fā)明的其它特征是以下述伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)適于安裝在車輛頂部上，在其一個端部上承載一個電氣裝置組件。這種桅桿結(jié)構(gòu)包括多個相鄰的伸縮式桿段，它們可在縮回位置和伸展位置之間彼此相對滑動，例如在桅桿結(jié)構(gòu)的縱軸線處于水平時處在縮回位置上，而在桅桿結(jié)構(gòu)的縱向軸線豎直，且桅桿結(jié)構(gòu)通過從最低桿段伸展各桿段而升高時處在伸展位置上。改進(jìn)之處包括一對縱向延伸、橫向間隔開來的軸支承件，垂直地從底板延伸，最低桿段設(shè)置在軸支承件之間。一個環(huán)座固定在最低桿段的底部上，一根樞軸固定在環(huán)座上并裝有軸支承板，以便裝在從桅桿縱軸線偏置且在桅桿結(jié)構(gòu)水平時相鄰于環(huán)座最高表面的一根軸線上。一樞軸連桿可轉(zhuǎn)動地裝在樞軸的一個軸向端部上，垂直向下延伸，相鄰于一個樞軸支承側(cè)，該支承側(cè)相對于與最低桿段相鄰的樞軸支承側(cè)，設(shè)有一線性致動器，它具有一根可在伸入和伸出致動器殼體的致動桿。該致動桿可擺動地裝在樞軸連桿上，致動器殼體可擺動地安裝在底板上，因而樞軸連桿相對于樞軸位置的長度形成一種低型桅桿安裝裝置，當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)的縱向軸向處于其儲存的水平位置上時，它基本不高于樞軸。
按照本發(fā)明的另一個方面，上述安裝裝置還包括一個橫向延伸的管狀懸臂梁，它穿過樞軸支承件上的孔，并與軸的旋轉(zhuǎn)節(jié)在縱向間隔開來。懸臂梁每端設(shè)有一個端部托架，其適于固定在車輛頂部上。在懸臂梁的每端上，尺寸配合在管狀懸臂梁內(nèi)的第一和第二圓筒形凸輪構(gòu)件具有面對的凸輪表面，第一凸輪構(gòu)件具有一個穿過它的孔，第二凸輪構(gòu)件具有一個與其凸輪表面相鄰的螺孔。一螺紋緊固件從托架穿過第一凸輪構(gòu)件上的中心孔，與第二凸輪構(gòu)件的螺孔嚙合。當(dāng)擰緊螺紋緊固件時，至少一個凸輪構(gòu)件被迫沿其凸輪表面滑至與管狀懸臂梁的內(nèi)部相接合，從而將懸臂梁鎖定在端部托架和車輛上，因而桅桿可以固定地安裝在任何側(cè)向的頂部位置上，包括具有彎曲頂部的車輛的情形，同時懸臂梁提供了抵抗提升機(jī)構(gòu)的任何力矩臂作用的穩(wěn)定安裝。
按照本發(fā)明的另一個方面，例如在與管狀懸臂梁接觸的軸支承件上設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘，因而如果需要，安裝裝置可以相對于車輛頂部改變位置，或者當(dāng)借助一個將底板固定在頂部上的緊固件面對懸臂梁定位后，桅桿組件可以永久地固定在車輛頂部上。
按照本發(fā)明的另一個方面，控制致動器進(jìn)、出致動器殼體的運(yùn)動的第一和第二縱向可調(diào)且間隔開來的致動器限位開關(guān)設(shè)有可隨致動桿運(yùn)動的接觸構(gòu)件，以便在致動桿的伸展和縮回位置上接觸限位開關(guān)，從而使樞軸連桿的轉(zhuǎn)動受到限位開關(guān)縱向位置的精確控制。
按照本發(fā)明的另一個方面，一個花鍵連接裝置可轉(zhuǎn)動地將樞軸固定在環(huán)座上，一個花鍵連接裝置將樞軸連桿固定在樞軸上，因而樞軸連桿相對于致動桿的位置在將桅桿結(jié)構(gòu)安裝在車輛上的過程中可以變化調(diào)節(jié)，以便保證致動桿基本在水平面上的縱向移動，使在連接中的約束最小化，并可有效利用致動器的力將桅桿結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)至其需要的豎直和水平位置。
按照本發(fā)明的一個巧妙的特征，為了使樞軸連桿更好地消散提升致動器的側(cè)部安裝產(chǎn)生的力矩臂效果，設(shè)有一個U形結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的一種低型安裝裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于提升和支承伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的車載安裝裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的車載安裝裝置，它可使桅桿結(jié)構(gòu)安裝在任何的車輛頂部位置，包括具有彎曲表面區(qū)域的頂部位置上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種伸縮式桅桿的車載安裝裝置，它可利用一個側(cè)座樞軸桿，使桅桿定位在從車輛頂部的一個低的垂向高度上，同時借助一個懸臂梁座在轉(zhuǎn)動過程中穩(wěn)定地支承桅桿。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置，它利用一種提升機(jī)構(gòu)，該提升機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒐軤钌炜s式桅桿結(jié)構(gòu)精確地定位在需要的水平位置和豎直位置之間。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種管狀伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置，它利用一種桅桿結(jié)構(gòu)的提升機(jī)構(gòu)，在將桅桿安裝在車輛上時可以容易地進(jìn)行調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種管狀伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的相對較為簡單、低造價的車載安裝裝置，該安裝裝置可使桅桿結(jié)構(gòu)從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置。
本發(fā)明可采用某些部件及部件布置的具體形式，現(xiàn)在對照以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的推薦實(shí)施例。
圖1A和1B分別是現(xiàn)有技術(shù)的伸縮式桅桿的擺動提升裝置的示意的側(cè)視圖和端視圖；圖2是表示本發(fā)明的伸縮式桅桿的一種用途的側(cè)視圖3是沿圖2中3-3線的伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的部分剖開的平面圖；圖4是沿圖3中4-4線的伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的部分剖開的視圖；圖5是類似于圖4的視圖，表示桅桿結(jié)構(gòu)處于豎直的、升起的或伸展的位置；圖6是沿圖3中6-6線的桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置的部分剖開的端視圖；圖7是本發(fā)明提升機(jī)構(gòu)中使用的傳統(tǒng)的致動器的部分剖開的示意圖；以及圖8、9和10是表示本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)相對于車輛頂部的各種位置的示意端視圖。
現(xiàn)在參閱附圖，這些附圖只是為了描述本發(fā)明的實(shí)施例，而并不是為了限定本發(fā)明，圖2表示安裝在機(jī)動車輛13的頂部12上的一個伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10。伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10在圖2中以實(shí)線表示其處于縮回的或儲存的位置，以虛線表示其處于豎直的位置。更具體來說，桅桿結(jié)構(gòu)10沿一縱向軸線14延伸。當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)10處于其縮回的儲存位置時，其縱向軸線14是水平的和/或平行于車輛13的頂部12。按照本發(fā)明，桅桿結(jié)構(gòu)10能夠以0°和90°之間的傾角放置，為了便于說明，0°被定義為與車輛頂部12平行，基本是水平的，而90°則定義為豎直位置。顯然，桅桿結(jié)構(gòu)10可以在0°和90°之間的任意位置放置，不過，桅桿結(jié)構(gòu)10在正常使用中是處于其縮回的水平位置上或處于其豎直位置上，即圖2中所示的兩個位置。
如圖所示，伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10設(shè)有在其上端的公用照明燈16。在圖示實(shí)施例中，具有兩個長方體箱子17,18，每個箱子內(nèi)裝有公用照明燈，箱子17,18可以被遙控，以便在一個平面內(nèi)轉(zhuǎn)動并在另一個平面內(nèi)傾動，這可以參閱上述各專利中的詳細(xì)描述。伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10因而可以提供對橋梁下面的區(qū)域或陡坎如懸崖和山路區(qū)域的照明。伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)也可以用于在立交橋或橋梁下面的照明。顯然，桅桿結(jié)構(gòu)10可以裝備任何需要的電氣裝置，或者取決于用戶的需要或應(yīng)用場合裝有復(fù)式照明結(jié)構(gòu)。另外，伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10顯然可以裝有任意數(shù)目的裝置，使用的術(shù)語“電氣裝置”包括所有上述裝置，不管是否向這些裝置提供電力。
現(xiàn)在參閱圖3，桅桿結(jié)構(gòu)10包括多個相鄰接的桿段。在推薦實(shí)施例中，有四根相鄰接的伸縮式桿段20A至20D。桅桿結(jié)構(gòu)10繞著轉(zhuǎn)動的最低桿段的標(biāo)號是20A，最高或頂部桿段的標(biāo)號是20D。由于圖中所示為氣動伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10，每個桿段由O形圈21氣體密封并相對于相鄰桿段伸縮，只是最低桿段20A是靜止的。因此，桿段20B在桿段20A中伸縮，桿段20C在桿段20B中伸縮，桿段20D在桿段20C中伸縮。如前面關(guān)于背景技術(shù)的描述所示，管狀氣動伸縮結(jié)構(gòu)是優(yōu)選結(jié)構(gòu)，這是由于在桿段20A-20D內(nèi)空間是中空的，因而為了給公用照明燈16供電，及驅(qū)動使燈的箱子17和18轉(zhuǎn)動和傾動的電機(jī)，從其中可以穿過電線22。在桅桿結(jié)構(gòu)的印刷電路板23的控制下產(chǎn)生由電線22傳送的信號。驅(qū)動桅桿結(jié)構(gòu)10的氣壓是在電磁閥25的控制下通過桅桿壓縮機(jī)24提供的，該壓縮機(jī)和閥是印刷電路板23調(diào)控的，該印刷電路板是智能的，承載著它自己的CPU。雖然由于上述原因推薦氣動桅桿結(jié)構(gòu)10，但是本發(fā)明并不必局限于氣動伸縮式桅桿，而是可以借助機(jī)械式驅(qū)動裝置如鏈條來伸縮桅桿，或者借助液壓裝置驅(qū)動桅桿。
至此所描述的桅桿結(jié)構(gòu)10都是傳統(tǒng)的。
現(xiàn)在參閱圖3至6，本發(fā)明的安裝裝置包括一個基本平的底板30，如圖所示，該底板放置在車輛頂部12上。一對第一和第二軸支承板32,33從底板30垂直向上延伸。軸支承板32,33縱向延伸并彼此橫向間隔開來，以便在其間接納最低桿段20A。在最低桿段20A的底端35或其附近有一個套環(huán)36，包圍并借助焊接或其它方式永久固定于最低桿段20A。一個樞軸孔38穿過套環(huán)36，樞軸孔38與樞軸中心線39同心，在推薦實(shí)施例中是開槽的，以便花鍵連接(但是，套環(huán)連接裝置也可以是銷連接裝置)。一根樞軸40裝在樞軸孔38中，在推薦實(shí)施例中，該樞軸在其裝在套環(huán)36中的那段上有花鍵。
如圖6最清楚地所示，樞軸鄰近于第二支承板33的端部41是圓柱形的，裝在第二襯套42中，該襯套壓入一個第二座架或軸承座43中，該軸承座固定在第二軸支承板33的最上端上。類似地，樞軸40的一個圓柱形部分裝在第一襯套44中，第一襯套壓入第一軸承座45中，第一軸承座固定在第一支承板32的暴露端上。樞軸40的花鍵端部46伸出第一襯套44，其目的將在下文中下簡述。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)動時，樞軸40由于與套環(huán)36的花鍵連接而在圖2,4和5所示的位置之間升、降桅桿結(jié)構(gòu)10。
重要的是，如圖4和6所示，樞軸中心線39與桅桿中心線14橫向間隔開來。具體來說，如圖4所示，當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)10處于水平、縮回的儲存位置上時，樞軸中心線39鄰近于最低桿段20A的豎直最高位置。因此，桅桿結(jié)構(gòu)10的最高點(diǎn)(從頂部12垂直向上移開最遠(yuǎn)的表面)是樞軸40。如圖4中標(biāo)號E所示，將樞軸中心線39保持在離頂部12最小的高度上就形成了一種矮型安裝裝置。
一根樞軸連桿50借助花鍵連接裝置裝在樞軸40的花鍵端部46上。樞軸連桿50鄰近于第一軸承座45的側(cè)面48延伸，側(cè)面48相反于第一軸支承板32的側(cè)面49，側(cè)面49面對最低桿段20A。樞軸連桿50最好呈U形，具有一對橫向間隔開來的腿部52,53，這對腿部以橫向延伸的彎曲部分54相連，該彎曲部分具有用于接納樞軸40的花鍵端部46的花鍵的槽孔55。推薦這種U形布置是由于U形的彎曲部分54的長度消散了樞軸連桿50側(cè)部安裝引起的力矩臂作用，花鍵裝置使樞軸連桿50可以相對于伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)10的位置可變化安裝，因而其弓形路徑可基本保持水平。
一個致動器58用于通過樞軸連桿50轉(zhuǎn)動樞軸40。如圖7所示，作為傳統(tǒng)裝置的致動器58包括一個電機(jī)59，該電機(jī)通過傘齒輪裝置60、通過連接于用作絲杠的致動桿64的轉(zhuǎn)矩軸承(lorque bearing)63轉(zhuǎn)動一根軸62。雖然這種驅(qū)動裝置是傳統(tǒng)的(可從Linak美國公司買到)，并且其它驅(qū)動裝置如滾珠絲杠或液壓驅(qū)動絲杠或氣動致動器也可以用作提升致動器，但是最好選擇這種特別的致動器，這是由于電動齒輪裝置可提供高轉(zhuǎn)矩輸出，同時絲杠裝置可使致動桿64精確定位。
如圖3至5所示，致動桿64通過銷66連接而致動器殼體67通過銷68連接于托架69，該托架69固定在底板30上。一接觸臂從致動桿64延伸，在推薦實(shí)施例中，該接觸臂呈現(xiàn)一根接觸桿70的形狀，接觸桿70隨致動桿運(yùn)動，以便驅(qū)動一對可調(diào)微動限位開關(guān)72,73,這兩個限位開關(guān)可調(diào)節(jié)地安裝在一條平行于接觸桿70的定向行程的導(dǎo)軌(未畫出)上。如圖4和5所示定位的限位開關(guān)72,73確定致動桿64的伸展和縮回位置，這又確定了桅桿結(jié)構(gòu)10的水平和豎直位置。迄今以來，限位開關(guān)是以樞軸或提升托架的角位為基礎(chǔ)調(diào)整和觸發(fā)的，雖然這些限位開關(guān)適當(dāng)?shù)匕l(fā)揮了其功能，但是，桅桿結(jié)構(gòu)10的角位卻不能調(diào)整得到象本發(fā)明中利用致動桿64的更長的線性行程所能得到的精度。另外，本發(fā)明的限位開關(guān)裝置的調(diào)節(jié)可對于桅桿的任何需要的垂向傾斜角度而容易地實(shí)現(xiàn)。
另外，如圖4和5所示，致動器58在2個點(diǎn)位上銷接，但仍舊在桅桿結(jié)構(gòu)10從其水平至其豎直位置的整個90°的轉(zhuǎn)動中保持基本水平，這是由于樞軸連桿50長度短且樞軸連桿50相對于靜止的軸支承件32,33的定位所致。如圖4和5所示，樞軸連桿50當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)10為水平時最好相對于豎直方向成45°角，并且當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)10豎直時在豎直軸線的另一側(cè)成45°角。這種定位是在如上所述面對面組裝花鍵連接裝置的過程中實(shí)現(xiàn)的。短的樞軸連桿裝置可增加對致動器58所需的力，這就是選擇帶有精確的絲杠位置的齒輪驅(qū)動的致動器的原因，類似地選擇了使樞軸連桿50可精確定位的花鍵連接裝置，從而在非約束連桿裝置中可以有效地利用致動器的力。可以注意到，致動器58的側(cè)部安裝裝置產(chǎn)生了圍繞樞軸40的彎矩。該彎矩傾向于在樞軸點(diǎn)66,68上引起約束，當(dāng)升、降桅桿結(jié)構(gòu)10時，如果致動器58顯著圍繞其軸線擺轉(zhuǎn)時這種約束變得過大。在樞軸連桿50的整個轉(zhuǎn)動中保持致動器58的縱向軸線基本水平，從而使致動器的力導(dǎo)向提升桅桿結(jié)構(gòu)10，而并不指向克服否則會在樞軸點(diǎn)66,68出現(xiàn)的約束力。
一中空管狀懸臂梁80在與桅桿結(jié)構(gòu)10的縱向軸線14垂直的方向上縱向延伸。管狀懸臂梁80可滑動地穿過分別在第一和第二軸支承板32,33和第一和第二軸承座45,43中形成的懸臂梁孔82,83。如圖6所示，在管狀懸臂梁80的每個端部設(shè)有一個角度安裝托架85。安裝托架85的水平腿部86適于直接(或間接)緊固在車輛頂部12上。安裝托架85的直立腿部87具有一個孔88，最好是槽孔，其用于接納一個螺紋緊固件89。直徑小于管狀懸臂梁80的內(nèi)徑的第一和第二凸輪構(gòu)件90,91為管狀懸臂梁80的每個端部設(shè)置。每個凸輪構(gòu)件90,91具有角位凸輪表面92,93，在圖6所示的組裝位置上，這些凸輪表面彼此面對并彼此相對滑動。第二凸輪構(gòu)件91具有一個從其凸輪表面93縱向延伸的中心螺孔。圓筒形的第一凸輪構(gòu)件90具有一個縱向貫通的中心孔98。中心孔98的直徑大于螺紋緊固件89的直徑，或者也可以在一槽中形成。當(dāng)?shù)谝缓偷诙馆啒?gòu)件90,91裝入管狀懸臂梁80的開口端部中至少至一個每個凸輪構(gòu)件的凸輪表面92,93處于管內(nèi)的距離時，螺紋緊固件89擰入第二凸輪構(gòu)件的螺孔95中，將使一個凸輪構(gòu)件(或兩個)沿凸輪表面92,93滑動，直至接觸管狀懸臂梁80的內(nèi)徑為止。繼續(xù)擰緊螺紋緊固件將使凸輪構(gòu)件90,91楔緊在管狀懸臂梁80的內(nèi)表面上，因而將管狀懸臂梁80鎖定在安裝托架85和車輛頂部12上。這種安裝裝置并非不同于用于將自行車的手把桿安裝在自行車前輪叉子上的安裝裝置。迄今為止，桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置都是簡單地用螺栓將底板30固定在車輛頂部上。
本發(fā)明的管狀懸臂梁提供了幾個優(yōu)點(diǎn)。如前所述，側(cè)部的致動/樞軸位置可實(shí)現(xiàn)矮型，從而使裝有桅桿結(jié)構(gòu)10的車輛可以儲存或停放在普通的車庫或類似場所，或穿過橋梁或立交橋而無須特別擔(dān)心車輛的豎向凈空。管狀懸臂梁80提供了一種穩(wěn)定的梁，這不僅可使整個安裝裝置更牢固，而且也可消除致動器58側(cè)部座架引起的力矩臂作用造成的扭曲或彎曲傾向。因此，這種安裝裝置如圖10所示可以安裝在車輛頂部12的彎曲的部分上。在這種應(yīng)用場合中，底板30將不是在其區(qū)域中均勻一致地接觸頂面。另外，由于在管狀懸臂梁80端部的安裝托架85的位置，安裝點(diǎn)位將更朝向車輛頂部的橫向邊緣，而那里是比安裝在彎曲頂部的中心更為牢固的車頂部位。最后，雖然照明燈16如上所述可以擺動和轉(zhuǎn)動，但是，使用情形也可以是桅桿結(jié)構(gòu)10相對于車輛側(cè)部的橫向位置必須移動。管狀懸臂梁80可允許這種移動，如圖9中的位置所示。在這方面應(yīng)注意的是，在管狀桅桿結(jié)構(gòu)10在車輛頂部12的典型安裝中，底板30及其有關(guān)部件而不是管狀桅桿結(jié)構(gòu)10放置在車輛頂部上，且安裝托架被固定，然后，緊固件99可將底板30直接固定在頂部12上。作為緊固件99的替代或補(bǔ)充，在軸支承板32,33處的調(diào)整螺釘100可以將管狀懸臂梁80鎖定在軸支承板32,33上，因此，鎖定在底板30上。松開調(diào)整螺釘100可以選擇地移動至圖9所示實(shí)施例中的位置。當(dāng)?shù)装?0和管狀懸臂梁80固定在車輛頂部上后，帶有套環(huán)36的管狀桅桿結(jié)構(gòu)10被插入圖4所示的水平位置，公用照明燈16可以設(shè)置在燈具支承托架102上。然后將樞軸40插入套環(huán)36的樞軸孔38，樞軸連桿50如上所述可調(diào)節(jié)地設(shè)置在其推薦的位置上并銷接在致動桿64上。限位開關(guān)72,73調(diào)至需要的位置，并進(jìn)行與管狀桅桿結(jié)構(gòu)10的氣、電連接。為了保護(hù)和屏蔽桅桿操作構(gòu)件，使其免受天氣影響，設(shè)置了全天候矮型罩103。
已經(jīng)結(jié)合推薦實(shí)施例及其變型對本發(fā)明作了描述。顯然，本專業(yè)技術(shù)人員在閱讀和理解了本發(fā)明的詳細(xì)描述后可以作出進(jìn)一步的修改和變化，這些修改和變化也不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)，其適于安裝在車輛頂部上，其一個端部承載著電氣裝置組件，所述桅桿結(jié)構(gòu)包括多個相鄰的伸縮式桿段，它們在一個縮回位置和一個伸展位置之間可彼此相對滑動，例如當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)的縱向軸線水平時處在所述縮回位置，而當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)的縱向軸線豎直時處于所述伸展位置，所述桅桿結(jié)構(gòu)借助桿段從最低桿段的伸展而抬起，改進(jìn)之處在于a)一對縱向延伸的、橫向間隔開來的軸支承件從一底板垂直延伸，所述底板適于設(shè)置在車輛頂部上，所述最低桿段設(shè)置在所述軸支承件之間；b)一個環(huán)座固定在最低桿段的底部上；c)一根樞軸在一根從桅桿結(jié)構(gòu)的縱向軸線橫向偏置的軸線上固定在所述環(huán)座上，并且當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)水平時鄰近于環(huán)座的最上表面，所述樞軸裝在所述軸支承件中；d)一根樞軸連桿可轉(zhuǎn)動地裝在所述樞軸的一個軸向端部上，鄰近于樞軸支承件的一個側(cè)面向下延伸，所述側(cè)面相對于樞軸支承件的鄰近于最低桿段的那個側(cè)面；以及e)一個線性致動器具有一個致動桿，該致動桿可移入及移出致動器殼體；所述致動桿可擺動地裝在所述樞軸連桿上，所述致動器外殼可擺動地裝在所述底板上，因而所述樞軸連桿相對于樞軸位置的長度提供一種矮形桅桿安裝裝置，當(dāng)桅桿結(jié)構(gòu)的縱軸線處于儲存的水平位置上時，其延伸得不高于所述樞軸。
2．如權(quán)利要求1所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括第一和第二縱向可調(diào)且間隔開來的致動器限位開關(guān)，其控制致動器進(jìn)、出致動器殼體的運(yùn)動；以及一個接觸構(gòu)件，其隨致動桿運(yùn)動以便在致動桿的伸展和縮回位置上接觸限位開關(guān)，從而使所述樞軸連桿的轉(zhuǎn)動受到限位開關(guān)的縱向位置的精確控制。
3．如權(quán)利要求2所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于一個花鍵連接裝置將所述樞軸連接于所述環(huán)座，一個花鍵連接裝置將樞軸連桿連接于樞軸，因而所述樞軸連桿相對于致動桿的位置在將桅桿結(jié)構(gòu)安裝在車輛上的過程中可以變動調(diào)節(jié)，以便保證致動桿的縱向運(yùn)動基本在一個水平面中，從而使桅桿結(jié)構(gòu)可以在豎直和水平位置上有效地定位。
4．如權(quán)利要求3所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于所述樞軸連桿是U形結(jié)構(gòu)的。
5．如權(quán)利要求1所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一橫向延伸的管狀懸臂梁，它穿過所述樞軸支承件上的孔并與軸的旋轉(zhuǎn)節(jié)縱向間隔開來；所述懸臂梁的每端的端部托架適于固定在車輛頂部上；第一和第二管狀凸輪構(gòu)件，其適于裝在所述管狀懸臂梁的每端中，具有面對的凸輪表面，第一凸輪構(gòu)件具有穿過它的一個孔，第二凸輪構(gòu)件具有一個鄰近于其凸輪表面的一個螺孔；以及一個螺紋緊固件，其適于從所述托架穿過第一凸輪構(gòu)件的中心孔，與第二凸輪構(gòu)件的螺孔相嚙合，從而擰緊螺紋緊固件會迫使一個凸輪構(gòu)件沿其凸輪表面滑入與所述管狀懸臂梁的內(nèi)部相接合，從而將懸臂梁鎖定在所述端部托架和車輛上，因而使桅桿可以可靠地安裝在具有彎曲頂部的車輛上。
6．如權(quán)利要求5所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一凸輪構(gòu)件上的螺孔直徑大于螺紋緊固件的柄部，每個端部托架具有一個槽孔，當(dāng)螺紋緊固件旋入第二凸輪構(gòu)件的螺孔時使螺紋緊固件可以移動。
7．如權(quán)利要求6所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于所述樞軸上的管狀懸臂梁穿過的孔的直徑大于管狀懸臂梁，使帶有樞軸的底板可以在管狀懸臂梁的端部之間的任意位置設(shè)置，因而所述底板可以相鄰于車輛頂部的一個剛性結(jié)構(gòu)部分有利地設(shè)置。
8．如權(quán)利要求7所述的桅桿結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一個將所述底板固定在所述頂部和/或?qū)⒐軤顟冶哿汗潭ㄔ谒鰳休S上的鎖定緊固件，因而桅桿結(jié)構(gòu)的安裝裝置在車輛頂部上定位后被固定在車輛上。
9．一種伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的車載提升安裝裝置，所述桅桿結(jié)構(gòu)具有多個相鄰的伸縮式桿段，它們可在一個縮回位置和一個伸展位置之間從最低桿段彼此相對滑動，所述安裝裝置包括a)一個底板，它相鄰于車輛頂部的一部分并與其接觸地設(shè)置，b)第一和第二橫向間隔開來的支承板，它們從所述底板向上垂直延伸，所述最低桿段設(shè)置在其間；c)一個固定在所述最低桿段底部的套環(huán)，所述套環(huán)具有一個沿樞軸線的樞軸孔，所述樞軸軸線垂直于最低桿段的縱向軸線，當(dāng)所述最低桿段平行于車輛頂部時從最低桿段縱向軸線垂直向上設(shè)置；d)在所述樞軸孔中的一根樞軸，所述樞軸可轉(zhuǎn)動地裝在套環(huán)上，并裝在所述軸支承板上，具有一個連桿端部，從最低桿段延伸得超過第一支承板；e)一根樞軸連桿，它可轉(zhuǎn)動地裝在所述連桿端部上，從連桿端部向下延伸；f)一個致動器，它具有一根可擺動裝在所述樞軸連桿上的致動桿和一個可擺動地裝在所述底板上的致動器殼體；g)一根管狀懸臂梁，它垂直于最低桿段的縱向軸線延伸，可穿過第一和第二支承板上的孔滑動，縱向與最低桿段的底端間隔開來，以及h)在管狀懸臂梁的每端上的托架，其用于將懸臂梁固定在車輛頂部上。
10．如權(quán)利要求9所述的安裝裝置，其特征在于還包括第一和第二縱向可調(diào)且間隔開來的控制致動器進(jìn)、出致動器殼體的運(yùn)動的致動器限位開關(guān)，以及一個可隨致動桿運(yùn)動的接觸構(gòu)件，其用于在致動桿的伸展和縮回位置上接觸限位開關(guān)，因而使樞軸連桿的轉(zhuǎn)動精確地受到所述限位開關(guān)的縱向位置的控制。
11．如權(quán)利要求10所述的安裝裝置，其特征在于一個花鍵連接裝置將樞軸連接于所述環(huán)座，一個花鍵連接裝置將樞軸連桿連接于樞軸，因而在將桅桿結(jié)構(gòu)安裝在車輛上的過程中，所述樞軸連桿相對于所述致動桿的位置可以變化調(diào)節(jié)，以便保證致動桿的縱向運(yùn)動基本在水平面內(nèi)，從而使桅桿結(jié)構(gòu)可以有效地設(shè)置在豎直和水平位置上。
12．如權(quán)利要求11所述的安裝裝置，其特征在于所述樞軸連桿為U形結(jié)構(gòu)。
13．如權(quán)利要求9所述的安裝裝置，其特征在于還包括第一和第二基本呈圓筒形的凸輪構(gòu)件，它們適于裝配在管狀懸臂梁的每端內(nèi)，具有面對的凸輪表面，第一凸輪構(gòu)件具有一個貫穿的孔，第二凸輪構(gòu)件具有一個相鄰于其凸輪表面的螺孔；一個螺紋緊固件從所述托架穿過第一凸輪構(gòu)件的中心孔，與第二凸輪構(gòu)件的螺孔嚙合，從而所述螺紋緊固件的擰緊迫使一個凸輪構(gòu)件沿其凸輪表面滑至與所述管狀懸臂梁的內(nèi)部接合，將所述懸臂梁鎖定在所述端部托架和車輛上。
14．如權(quán)利要求13所述的安裝裝置，其特征在于所述第一凸輪構(gòu)件上的螺孔直徑大于所述螺紋緊固件的柄部，每個端部托架具有一槽孔，當(dāng)螺紋緊固件擰入第二凸輪構(gòu)件的螺孔中時，使螺紋緊固件可以移動。
15．如權(quán)利要求14所述的安裝裝置，其特征在于所述管狀懸臂梁穿過的樞軸上的孔具有大于管狀懸臂梁的直徑，從而使帶有樞軸的底板可在管狀懸臂梁端部之間的任意位置上設(shè)置，從而使底板可以有利地鄰近車輛頂部的剛性結(jié)構(gòu)部分定位。
16．如權(quán)利要求15所述的安裝裝置，其特征在于還包括一個將底板固定在車輛頂部和/或?qū)⒐軤顟冶哿汗潭ㄔ跇休S上的鎖定緊固件，因而當(dāng)在車輛頂部上定位之后桅桿結(jié)構(gòu)的安裝被固定在車輛上。
17．如權(quán)利要求16所述的安裝裝置，其特征在于還包括第一和第二縱向可調(diào)且間隔開來的、控制致動器進(jìn)、出致動器殼體的運(yùn)動的致動器限位開關(guān)，以及一個可隨致動器移動的接觸構(gòu)件，其用在在致動桿的伸展和縮回位置上接觸限位開關(guān)，從而使樞軸連桿的轉(zhuǎn)動受到限位開關(guān)的縱向位置的精確控制。
18．如權(quán)利要求17所述的安裝裝置，其特征在于一個花鍵連接裝置將樞軸裝在所述環(huán)座上，一個花鍵連接裝置將樞軸連桿裝在樞軸上，因而樞軸連桿相對于致動桿的位置在將桅桿結(jié)構(gòu)安裝在車輛上的過程中可以變化調(diào)整，以便保證致動桿的縱向運(yùn)動基本在水平面中，從而使桅桿結(jié)構(gòu)可以有效地設(shè)置在豎直和水平的位置上。
全文摘要
本發(fā)明涉及裝在車頂?shù)纳炜s管結(jié)構(gòu)的矮型安裝裝置。最低桿段裝在兩豎直支承板之間,支承板支承固定在一環(huán)座上的樞軸,環(huán)座裝在最低桿段底部上,因而樞軸的轉(zhuǎn)動使伸縮式桅桿從水平轉(zhuǎn)至豎直位置。裝在樞軸端的樞軸連桿鄰近支承板與面對伸縮式桅桿的側(cè)面相反的側(cè)面向下延伸,因而固定于樞軸連桿的致動器裝在伸縮式桅桿結(jié)構(gòu)的側(cè)部,實(shí)現(xiàn)豎直高度最小的矮型安裝?？苫瑒拥匮b在支承板孔中的管狀懸臂梁使安裝裝置穩(wěn)定,提供了將伸縮軸裝在各種車頂形狀上的機(jī)構(gòu)。
文檔編號E04H12/18GK1306922SQ0012407
公開日2001年8月8日 申請日期2000年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月26日
發(fā)明者約翰·A·赫爾斯 申請人:威伯公司