專利名稱：桅桿升降機(jī)和桅桿升降系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人員升降機(jī)，更具體地，涉及一種包括通過升降系 統(tǒng)在桅桿上上升和下降的工作平臺(tái)的可移動(dòng)升降機(jī)。該升降機(jī)可以是自 立的(free-standing)或非自立的，并可以通過單個(gè)使用者運(yùn)輸和操作。
背景技術(shù)：
梯子的概念已經(jīng)存在幾千年了。但是，現(xiàn)有的梯子是笨重的并且難 于操作。此外，傳統(tǒng)的梯子可能是不穩(wěn)定的，尤其是在不平坦的地面上 更是如此，并且工作區(qū)域限制為使用者能夠達(dá)到的范圍。
生產(chǎn)梯子的公司不愿意開發(fā)動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)品。但是，需要開發(fā)一種可 以實(shí)現(xiàn)梯子的許多優(yōu)點(diǎn)(例如可以由單個(gè)操作者架起并使用、質(zhì)量較輕 等)，并同時(shí)在可移動(dòng)動(dòng)力機(jī)器中提供很好穩(wěn)定性和較大工作區(qū)域的人員 升降機(jī)。
桅桿爬升平臺(tái)是已知的，并通常包括可以自立或由墻壁或其他支撐 結(jié)構(gòu)支撐的桅桿。但是，現(xiàn)有的桅桿爬升機(jī)具有1000 lbs的最小SWL載 荷，并且由于它們的尺寸而不能由單個(gè)使用者移動(dòng)或操作。立式桅桿產(chǎn) 品和高空工作平臺(tái)包括移動(dòng)平臺(tái)并通常僅僅是自立組件。這些機(jī)器也通 常太大而不便于移動(dòng)，并且無法在便攜性、低成本和易于使用等方面實(shí) 現(xiàn)由梯子提供的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)便攜性、輕質(zhì)量，需要可靠的升降系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，以提供對(duì)升 降人員的裝置所期望的功能性。

發(fā)明內(nèi)容
一種桅桿升降機(jī)，包括基部或桅桿框架；桅桿，支撐工作平臺(tái)的 滑架可以在所述桅桿上移動(dòng)；以及動(dòng)力源，該動(dòng)力源可以是自帶動(dòng)力單 元或使用者供應(yīng)的源如動(dòng)力鉆(power drill)。各種部件可以用作模塊化 系統(tǒng)的一部分，在該模塊化系統(tǒng)中可以以各種模式使用模塊化部件。
滑架和升降系統(tǒng)的示例性特征包括過載離合器與超越制動(dòng)器結(jié)合使
用，以防止升降機(jī)構(gòu)例如索等在達(dá)到行程底部或如果遇到障礙物時(shí)從巻 揚(yáng)筒退繞。緊急制動(dòng)器在索失效的情況下固定工作平臺(tái)，該緊急制動(dòng)器 在行程底部的運(yùn)動(dòng)既用于停止退繞筒的解繞，也用于提供在運(yùn)輸期間把 滑架保持在下位置的掣子(latch)等等。
可以在平臺(tái)和滑架之間設(shè)置能量吸收部件，所述能量吸收部件減小 施加在結(jié)構(gòu)上的峰值載荷。這個(gè)部件在不太可能發(fā)生的整個(gè)提升系統(tǒng)和 制動(dòng)失效的情況下提供一種潰縮區(qū)域。
另一個(gè)示例性部件是用于伸縮式桅桿的彈簧安裝的階梯狀輥。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，桅桿升降機(jī)包括支撐在桅桿 基部上的桅桿；可移動(dòng)地固定到桅桿的工作平臺(tái)；和聯(lián)接在工作平臺(tái)和 桅桿之間的升降系統(tǒng)。升降系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作平臺(tái)在桅桿上的提升和降下。 升降系統(tǒng)包括過載離合器、超越制動(dòng)器和緊急制動(dòng)器，該過載離合器在 升降系統(tǒng)上出現(xiàn)過載時(shí)或達(dá)到行程終點(diǎn)時(shí)的至少一個(gè)情況下滑動(dòng)，該超 越制動(dòng)器防止升降系統(tǒng)運(yùn)行到完全降下位置之外。如果平臺(tái)被掛住，超 越制動(dòng)器也可以防止升降系統(tǒng)運(yùn)行。
優(yōu)選地，升降系統(tǒng)還包括可操作地連接到巻揚(yáng)筒的蝸桿驅(qū)動(dòng)齒輪箱， 其中該齒輪箱通過可與動(dòng)力源聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。至少一根升降索(優(yōu) 選為兩根)從一端纏繞在巻揚(yáng)筒上，并在另一端固定到桅桿。第二制動(dòng) 器或慣性裝置可以與蝸桿驅(qū)動(dòng)器串連。
在一個(gè)實(shí)施方式中，緊急制動(dòng)器被朝向接合位置偏壓，其中升降索 可以與緊急制動(dòng)器協(xié)作，使得升降索上的張力把緊急制動(dòng)器保持在脫開 位置?？梢栽诠ぷ髌脚_(tái)和桅桿基部之間安裝能量吸收構(gòu)件。驅(qū)動(dòng)源可以是動(dòng)力單元或手持動(dòng)力鉆中的一個(gè)。驅(qū)動(dòng)軸優(yōu)選地被朝 向脫開位置偏壓，使得啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸可能需要抵抗偏壓的相反力。
超越制動(dòng)器優(yōu)選包括與爪式離合器(dog clutch)協(xié)作的制動(dòng)桿，其
中在升降索失去張力后，制動(dòng)桿把爪式離合器移動(dòng)到與蝸桿傳動(dòng)器相接 合，從而使蝸桿傳動(dòng)齒輪箱停轉(zhuǎn)。這里，爪式離合器可以是允許平臺(tái)提 升并防止平臺(tái)放下的單向爪式離合器。
優(yōu)選地，升降系統(tǒng)的重量約為301bs。
在一個(gè)實(shí)施方式中，桅桿基部構(gòu)造成使得桅桿升降機(jī)是自立的。


以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的這些和其他方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖1是根據(jù)示例性構(gòu)造的桅桿升降機(jī)的立體圖； 圖2是用于桅桿升降機(jī)的升降系統(tǒng)的前視立體圖； 圖3是升降系統(tǒng)的后視立體圖；以及 圖4示出了能量吸收構(gòu)件。
具體實(shí)施例方式
參考圖l，這里描述的桅桿升降機(jī)大體上包括支撐桅桿14的基部或 桅桿框架12，工作平臺(tái)13可以在桅桿14上通過滑架組件或升降系統(tǒng)15 在放下位置(如圖1所示)和升高位置之間移動(dòng)。優(yōu)選地，部件是模塊 化的，從而使得機(jī)器可以被快速可靠地裝配和拆卸，以便于由一個(gè)人加 以運(yùn)送。 一般而言，部件的組裝花費(fèi)普通技術(shù)工人不到30秒的時(shí)間。模 塊化系統(tǒng)也允許在不同類型的桅桿和基部設(shè)計(jì)上使用各種部件，從而提 高了產(chǎn)品的靈活性。在可選實(shí)施方式中，桅桿14包括伸縮部分，以提供 可以收縮成更緊湊以便于運(yùn)輸?shù)母叨雀蟮奈U。圖1中所示的桅桿升 降機(jī)是自立桅桿升降機(jī)，即，機(jī)器能夠自進(jìn)支撐和定位。下面描述的升 降結(jié)構(gòu)的部件同樣可應(yīng)用于非自立的機(jī)器，并且并不意味著本發(fā)明局限 于所示的示例性自立升降機(jī)實(shí)施方式。
基部或桅桿框架12設(shè)置有單向收縮的腳輪(castor)系統(tǒng)。這保證在使用者位于平臺(tái)上時(shí)沒有腳輪彈簧效應(yīng)。當(dāng)空載時(shí)，簡(jiǎn)單的觸發(fā)使腳 輪啟動(dòng)，以便于把升降機(jī)移動(dòng)到工作位置。
工作平臺(tái)13通過安裝銷、鉤和閉鎖(所有這些僅需要不到10秒的
簡(jiǎn)單裝配操作即可安全地完成接合，并且難于以不安全方式的進(jìn)行錯(cuò)誤
的組裝)固定到滑架或升降系統(tǒng)15。參考圖2和圖3， 一個(gè)或優(yōu)選兩個(gè) 升降索1、 2通過張力平衡環(huán)(未示出)連接在桅桿14的頂部，該張力 平衡環(huán)保證每根索上的張力相等，同時(shí)在桅桿14的頂部保持獨(dú)立的索終 端。索l、 2沿桅桿14的前部延伸，并進(jìn)入滑架15。輥18把滑架15安 裝到桅桿14上，并還確保平臺(tái)13不繞桅桿14旋轉(zhuǎn)。輥18優(yōu)選地為階 梯狀且由彈簧加載，以作用于伸縮變化。
索l、 2在纏繞到主巻揚(yáng)筒4上之前通過緊急制動(dòng)器釋放惰輥3。通 過蝸桿傳動(dòng)齒輪箱8轉(zhuǎn)動(dòng)巻揚(yáng)筒4以纏繞兩個(gè)升降索1、 2從而實(shí)現(xiàn)平臺(tái) 升降。在優(yōu)選實(shí)施方式中，巻揚(yáng)筒4被開槽，以幫助保證索l、 2以恒定 的直徑纏繞到筒4上，直到達(dá)到筒的中部，在這之后，索l、 2巻回到它 們自身上。
蝸桿傳動(dòng)齒輪箱8通過驅(qū)動(dòng)軸10驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)軸10可以通過模塊 化動(dòng)力單元或可選地通過手持動(dòng)力鉆等啟動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸IO設(shè)置有兩動(dòng)作操 作，需要軸被壓下以接合蝸桿傳動(dòng)齒輪箱8并旋轉(zhuǎn)。利用手持動(dòng)力鉆， 兩動(dòng)作啟動(dòng)需要操作者推下到軸上，并拉動(dòng)鉆上的觸發(fā)器，以移動(dòng)平臺(tái) 13。如果操作者無法通過過載離合器啟動(dòng)第二動(dòng)作，會(huì)保護(hù)操作者不受 過大的反沖，該過載離合器在沒有適當(dāng)?shù)赝瓿傻诙?dòng)作時(shí)會(huì)滑動(dòng)。利用 動(dòng)力單元，把動(dòng)力單元固定到驅(qū)動(dòng)軸IO可以把驅(qū)動(dòng)軸固定在用于啟動(dòng)的 推下位置上。齒輪箱8優(yōu)選地在底側(cè)上也具有輸出端，以允許在不勝任
操作者的情況下從下面手動(dòng)下降。
升降索l、 2上的張力通過惰輥3向鐘形曲柄17施加力，該鐘形曲 柄17與緊急制動(dòng)器框架5和它的安裝連桿11相配合地操作，以使閘皮6 從桅桿14松開，并在升降索l、 2上保有張力的同時(shí)保持為從桅桿14松 開。這樣，這個(gè)構(gòu)造允許滑架15在正常使用時(shí)自由地移動(dòng)。
在索1、 2上失去張力的情況下，通過連桿11附接在頂部前輥18軸和制動(dòng)器框架5之間的彈簧致使閘皮6與桅桿14接觸，并且由于閘皮6 和桅桿14之間的較大摩擦，圍繞桅桿14會(huì)發(fā)生前后閘皮的交叉連接 (cross-binding),并且緊急制動(dòng)器框架5接合在桅桿14上。平臺(tái)13上 的載荷不再由索l、 2中的張力支撐，而是通過安裝連桿ll、緊急制動(dòng)器 框架5和閘皮6支撐。
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成使得緊急制動(dòng)器在升降索1、 2失去張力后下降一非常 小的量，這有助于最小化啟動(dòng)緊急制動(dòng)器所產(chǎn)生的沖擊力?？紤]到在制 動(dòng)器的緊急接合中所施加的較大的峰值力，通過自加強(qiáng)(self-energizing) 緊急制動(dòng)器的接合產(chǎn)生的快速減速產(chǎn)生的能量會(huì)對(duì)機(jī)器具有破壞性。這 里描述的構(gòu)造通過如圖4所示的安裝在滑架15和平臺(tái)13之間的結(jié)合能 量吸收構(gòu)件20 (例如能量吸收橡膠彈簧)來使峰值加載的程度最小。當(dāng) 與設(shè)計(jì)中的其他特征結(jié)合時(shí)，能量吸收橡膠彈簧20的額外益處是在災(zāi)難 性故障的情況下抑制作用于使用者的最大G力的塌縮區(qū)效應(yīng)(類似于現(xiàn) 代汽車中的塌縮區(qū))。
繼續(xù)參考圖2和圖3，過載離合器9在驅(qū)動(dòng)軸10上操作，以保證可 以通過巻揚(yáng)筒4升降不超過最大安全工作載荷加一小裕量的載荷。在概 念的優(yōu)選實(shí)施方式中，過載離合器9作用于通過驅(qū)動(dòng)軸IO輸入到齒輪箱 8的轉(zhuǎn)矩，但也可以結(jié)合到驅(qū)動(dòng)鏈的另一部分，以實(shí)現(xiàn)相同的結(jié)果。任何 適合的裝置可以用作過載離合器9，本發(fā)明不局限于特定設(shè)計(jì)。在一個(gè)構(gòu) 造中，油槽中的一組墊圈用作過載離合器，其中在施加預(yù)定載荷(轉(zhuǎn)矩) 后，墊圈相對(duì)于彼此滑動(dòng)。
在傳動(dòng)鏈中也結(jié)合有超越制動(dòng)器7。當(dāng)機(jī)器完全下降到行程底部時(shí) 以及在平臺(tái)13在向下的行程中被掛在障礙物上這一不太可能的事件中， 超越制動(dòng)器7起阻止升降索1、 2巻離筒4的作用。超越制動(dòng)器7通過作 用在杠桿臂7a上的銷19來檢測(cè)緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)中的張力喪失，杠桿臂7a 被彈簧加載以與緊急制動(dòng)框架5接合。當(dāng)索l、 2中失去張力時(shí)(通常僅 由于達(dá)到了行程底部)，緊急制動(dòng)框架5移動(dòng)，這致使超越制動(dòng)杠桿7a 把爪式離合器7b降低到驅(qū)動(dòng)軸10上，使得驅(qū)動(dòng)軸10停轉(zhuǎn)。然后，來自 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的動(dòng)力被吸收到過載離合器9，這產(chǎn)生會(huì)使操作者停止操作馬達(dá)的噪音。
爪式離合器7b優(yōu)選地為單向爪式離合器裝置，其在被致動(dòng)時(shí)允許進(jìn) 行沿上升方向的行程，并且在其被致動(dòng)時(shí)防止沿下降方向的行程，因此 防止索l、 2從筒4跑出或巻繞到筒4的端部上。這個(gè)設(shè)計(jì)意味著操作者 可以從超越制動(dòng)器7被接合的位置提升，因?yàn)檫@又在索1、2上產(chǎn)生張力， 從而松開緊急制動(dòng)器并松開超越制動(dòng)器7。
惰輥3的運(yùn)動(dòng)與緊急制動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。在行程的底部，惰輥安裝 件用于把滑架15鎖在桅桿14上的放下位置上。這提供了額外的優(yōu)點(diǎn)， 即保證滑架在桅桿被從保持滑架的基部提升時(shí)不會(huì)移動(dòng)。這也使滑架在 運(yùn)送期間不沿桅桿移動(dòng)。
這個(gè)設(shè)計(jì)的整體結(jié)果是，可通過兩個(gè)升降索和緊急制動(dòng)器攀升桅桿 的滑架，并有過載控制、行程終點(diǎn)控制、超越控制和行程底部的自動(dòng)打 開/關(guān)閉鎖止掣子(lock down latch)。這個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)包括所有這些特性， 而重量?jī)H為約301bs。
如上所述，所述構(gòu)造不需要使用任何電或電子裝置就可以實(shí)現(xiàn)這些 重要的安全和操作功能，從而使設(shè)計(jì)在成本、重量和維護(hù)方面簡(jiǎn)化。但 是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，顯而易見的是也可以使用電或電子設(shè)備來實(shí) 現(xiàn)這些功能，并且本發(fā)明沒有必要限制為所說明的結(jié)構(gòu)。
雖然結(jié)合目前認(rèn)為是最可行和優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說 明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于所公開的實(shí)施方式，恰恰相反，本 發(fā)明意在于覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效 結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1、一種桅桿升降機(jī)，包括支撐在桅桿基部上的桅桿；可移動(dòng)地固定在所述桅桿上的工作平臺(tái)；以及升降系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)聯(lián)接在所述工作平臺(tái)和所述桅桿之間，所述升降系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所述工作平臺(tái)在所述桅桿上的提升和降下，并包括過載離合器，所述過載離合器在所述升降系統(tǒng)上出現(xiàn)過載或在行程終點(diǎn)處的至少一種情況下滑動(dòng)，超越制動(dòng)器，所述超越制動(dòng)器防止所述升降系統(tǒng)運(yùn)行到完全降下位置之外；以及緊急制動(dòng)器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述升降系統(tǒng)包括 可操作地連接到巻揚(yáng)筒的蝸桿傳動(dòng)齒輪箱，所述齒輪箱通過可與驅(qū)動(dòng)源聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)；以及至少一根升降索，所述至少一根升降索可以從一端纏繞在巻揚(yáng)筒上， 并在相反端處固定到桅桿。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述升降系統(tǒng)包括兩根升降索。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述緊急制動(dòng)器被朝 向接合位置偏壓，并且其中所述升降索與緊急制動(dòng)器協(xié)作，使得升降索 上的張力把所述緊急制動(dòng)器保持在脫離的位置上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的桅桿升降機(jī)，還包括安裝在所述工作平臺(tái) 和所述桅桿基部之間的能量吸收構(gòu)件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述驅(qū)動(dòng)源是動(dòng)力單元或手持動(dòng)力鉆中的一個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸被朝向脫 離位置偏壓，使得對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的啟動(dòng)需要抵抗偏壓的相反力。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述超越制動(dòng)器包括可與爪式離合器協(xié)作的制動(dòng)桿，并且其中在升降索中失去張力后，制動(dòng) 桿把爪式離合器移動(dòng)成與所述蝸桿傳動(dòng)齒輪箱接合，從而使蝸桿傳動(dòng)齒 輪箱停轉(zhuǎn)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述爪式離合器包括 允許平臺(tái)提升并防止平臺(tái)降下的單向爪式離合器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述升降系統(tǒng)的重 量約為301bs。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述桅桿基部構(gòu)造 成使得所述桅桿升降機(jī)是自立的。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的桅桿升降機(jī)，其中，所述超越制動(dòng)器構(gòu) 造成在所述平臺(tái)被掛住的情況下防止所述升降系統(tǒng)運(yùn)行。
13、 一種聯(lián)接在工作平臺(tái)和桅桿之間的升降系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)工作平臺(tái)在桅桿上的提升和降下，其中所述升降系統(tǒng)包括過載離合器，所述過載離合器在升降系統(tǒng)上出現(xiàn)過載或達(dá)到行程終點(diǎn)的至少一個(gè)情況下時(shí)滑動(dòng)；超越制動(dòng)器，所述超越制動(dòng)器防止所述升降系統(tǒng)運(yùn)行到完全降下位 置之外；以及緊急制動(dòng)器。
全文摘要
一種聯(lián)接在桅桿升降機(jī)上的工作平臺(tái)和桅桿之間的升降系統(tǒng)。所述升降系統(tǒng)包括過載離合器、超越制動(dòng)器和緊急制動(dòng)器，該過載離合器在升降系統(tǒng)中出現(xiàn)過載時(shí)滑動(dòng)，該超越制動(dòng)器防止升降系統(tǒng)運(yùn)行到完全降下位置之外，并防止升降系統(tǒng)在平臺(tái)被掛住時(shí)運(yùn)行。升降系統(tǒng)是安全并輕質(zhì)的，并對(duì)控制工作平臺(tái)在桅桿上的位置是有效的。
文檔編號(hào)E04G1/20GK101432494SQ200780015261
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者亞歷山大·麥基恩·哈迪·邁克尼爾, 休·利思戈·斯塔克, 弗蘭克·福爾納薩里, 杰弗里·喬治·坎貝爾 申請(qǐng)人:Jlg工業(yè)有限公司