Каретка канатной дороги - тросоход Российский патент 2021 года по МПК B61B7/06 B61B12/00 

Область техники

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к подвесным канатным установкам.

Уровень техники

Устройства для передачи грузов основанные на принципах применения канатных дорог делятся на одно тросовые и много тросовые (как правило 2-3) каждое разделение имеет свои плюсы и минусы, известны каретки для перемещения которых помимо направляющего или направляющих канатов используются дополнительно тяговые, подобные устройства имеют сравнительно сложную конструкцию.

Для перемещения по тросу используются каретки, содержащие корпус и размещенные в нем набор роликов. Каретки могут быть ведомыми, перемещающиеся под действием внешних сил, например, тягового троса, как на канатных дорогах или силы тяжести груза (зиплайн, троллей) или ведущими, имеющими собственный движитель.

Известна каретка, описанная в Авторском свидетельстве СССР №1090602, содержащая корпус с установленным в нем толкателем, роликом для грузонесущего троса и закрепленным на оси поворотным кронштейном, при этом каретка содержит шатун со звездочкой, шарнирно установленный на двух осях, паз и упор. Недостатками данного устройства является сложность конструкции и ремонтопригодность.

Известны ведомые тандем каретки, состоящие из корпуса с как минимум двух роликов, наиболее известные из подобных устройств, представлены продукцией Zipline https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B8%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%BD. Недостатками данных решений является тот факт, что они используются только для скоростного спуска.

Ведущие каретки используются для протяжки кабелей между зданиями, тросоходы, например Тросоход Т-01 https://vek-telecom.ru/product/trosohod-t-01/ ведущая каретка которого имеет два ролика, расположенных над тросом и приводимых в движение ремневой передачей от электромоторредуктора. Сила трения, необходимая для перемещения каретки по тросу, обеспечивается за счет силы тяжести каретки и груза.

Такая схема имеет ограничение по углу подъема по тросу, и на практике, для грузов более 20 кг, этот предельный угол не более 15 градусов, т к коэффициент трения колеса по тросу не более z=0.25. А сила трения F=z*m*g* cos(a), m-масса каретки и груза, g-9.81 ускорение свободного падения земли, а - угол между горизонтом и продольной осью троса.

Другими словами, можно сказать, что данная каретка может работать только для горизонтальных натянутых тросов с относительно небольшими углами провисания. Данный тросоход служит исключительно для натягивания тросов и не предназначен для перемещения людей.

Раскрытие изобретения Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является простое в конструкции устройство, позволяющее осуществлять как скоростной спуск человека, так и движение по тросу под углом вверх.

Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности заявляемого устройства перемещаться вдоль несущего троса под большими углами за счет возможности изменения и контроля прижимной силы моторколес и/или колес к тросу.

Для достижения указанного технического результата предлагается каретка канатной дороги - тросоход, характеризующая тем, что состоит из двух жестких рам, соединенных между собой посредством, по меньшей мере двух пар демпфирующих элементов с болтовым соединением и двух пар направляющих валков с одной и другой стороны устройства, при этом рамы расположены над и под тросом, вдоль продольных осей рам закреплены с возможностью вращения колеса так, что верхняя рама содержит, по меньшей мере два колеса, а нижняя, по меньшей мере, одно, проекция оси которого расположена строго по центру расстояния между проекциями осей верхних колес, содержит крепление корзины или платформы установленное снизу нижней рамы посредством гибкой связи к верхней раме.

В предпочтительном варианте:

- включает контейнер, находящийся под нижней рамой, закрепленный посредством жестких тяг к верхней раме;

- крепление корзины или платформы состоит из верхней и нижней планки, соединенных через узел вращения;

- в контейнере под нижней рамой установлены аккумулятор и аппаратура управления;

- направляющие валки, представляют из себя, стальной вал вращения, выполненный из двух частей, с телескопическим соединением, покрытый слоем полиуретана или резины.

- как минимум одно колесо содержит привод и является моторколесом.

Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что:

- данное устройство обладает повышенными силами сцепления с тросом, что позволяет создавать тросоходы для больших масс грузов и углов наклонения троса к горизонту;

- применение валков обеспечивает невозможность схода колес с троса и снимает нагрузку на боковые ограничители шкивообразных протекторов колес, что в свою очередь делает возможным делать протекторы колес из обычной резины, такое решение позволяет бережно относиться к поверхности троса и существенно увеличить срок его эксплуатации.

Таким образом, создано простое, технологичное устройство, позволяющее перевозить человека или различные грузы по несущему тросу.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 и фиг. 2 показан, тросоход, содержащий две рамы, верхнюю 1 и нижнюю 2. С двумя колесами 4 на верхней раме 1 и с одним колесом 6 на нижней раме 2, где цифрами обозначены:

1 - верхняя рама;

2 - нижняя рама;

4 - колеса верхней рамы 1;

5 - крепления для оси колес;

6-колеса нижней рамы 2;

8 - направляющий валок;

9 - Контейнер с аккумулятором и аппаратурой управления;

10 - жесткая соединительная тяга контейнера;

11 - сиденье человека;

12 - верхняя гибкая связь;

13 - верхняя планка;

15 - нижняя планка;

16 - нижняя гибкая связь;

17 - руль управления;

18 - фиксатор

На фиг. 3 показан, тросоход, с тремя колесами 4 на верхней раме 1 и с двумя колесами 6 на нижней раме 2 (контейнер с аккумулятором и сиденье человека не показаны)

1 - верхняя рама;

2 - нижняя рама;

3 - несущий трос;

4 - колеса верхней рамы 1;

6 - колеса нижней рамы 2;

7 - демпфирующие пружины;

8 - направляющий валок.

На фиг. 4 показано сечение узла вращения 14, где цифрами обозначены:

13 - верхняя планка;

15 - нижняя планка.

На фиг. 5 показана схема каретки (тросохода) в аксонометрии.

Осуществление и примеры реализации изобретения

Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого решения, который не ограничивает варианты его исполнения.

Заявляемое устройство - каретка канатной дороги (тросоход) фиг. 1 и фиг. 2 состоит из двух жестких рам 1 и 2, соединенных между собой болтами через демпфирующие элементы (пружины) 7 и расположенных над и под тросом 3 соответственно. На каждой из рам 1 и 2, вдоль их продольной оси, закреплены колеса с возможностью вращения. Верхняя рама 1 оснащена, как минимум двумя колесами 4, расположенными последовательно на расстоянии не менее одного диаметра колеса плюс зазор, для вращения колес. Колеса 4 крепятся на жестко закрепленные к раме 1 крепления 5 для оси, аналогично креплению колес в вилке велосипеда или самоката. Используются стандартные колеса от самоката фирмы Kugoo. Колеса могут быть как ведущие - моторколесо, так и ведомыми. Колеса 6 закреплены аналогично колесам 4, но на нижней раме 2, в процессе хода каретки вращаются в противоположную сторону колесам 4, расположенным на верхней раме 1. Нижняя рама 2 при этом имеет не менее одного колеса 6, проекция оси которого расположена строго по центру расстояния между проекциями осей двух колес 4 верхней рамы 1. При увеличении количества колес верхней рамы 1 до трех и более, соответственно добавляются колеса 4 у нижней рамы 2 до двух и более фиг. 3 но, несомненно, соблюдается правило, каждое колесо 6 нижней рамы 2 расположено по центру между парами колес 4 верхней рамы 1. А именно, первое нижнее колесо между верхними, первым и вторым, а второе нижнее между верхними вторым и третьем, а третье нижнее между третьим и четвертым и т.д. Рамы 1 и 2 закреплены между собой на расстоянии (измеряется относительно уровня центра крепления верхних и нижних колес) не менее одного диаметра колеса с возможностью регулировки данного расстояния через демпфирующий элемент - пружину 7 с помощью болта и гайки (на чертежах не показаны). Демпфирующие пружины 7 установлены по центру оси устройства парами по меньшей мере 1 пара с одного торца устройства и 1 пара с другого, расстояние между пружинами 7 должно быть достаточно, что бы не задевать трос канатной дороги. Регулировка осуществляется закручивания болтов в гайки. Таким образом, благодаря возможности прижатия троса 3 колесом (моторколесом) 6 расположенного снизу, можно создать любое усилие и, соответственно, необходимое трение. Таким образом, обходится предел ограничения трения только за счет силы тяжести каретки и груза - m*g. Важно отметить, что данная система двух рам с демпфирующей связью между ними позволяет обеспечить плавный ход каретки и избежать заклинивания при перекосах. В передней и задней части тросохода расположены, направляющие пары валков 8. установленные на верхнюю и нижнюю рамы. Оси вращения валков, находятся в вертикальной плоскости и перпендикулярны оси троса 3. Пары валков 8 расположены так, что ось симметрии проходит между валками и служат для предотвращения схода колес с троса. Конструктивно валки 8 представляют из себя, стальной вал вращения, выполнен из двух частей, с телескопическим соединением (на чертежах не показан), покрытый слоем более мягкого материала, например, резины или полиуретана. Такое покрытие предотвращает повреждение троса 3. При этом, стальной вал вращения (не показан) валка 8 имеет возможность смещения по вертикали за счет того, что выполнен из двух частей, с телескопическим соединением, при изменении расстояния между рамами 1 и 2.

Контейнер 9 с аккумулятором и аппаратурой управления выполнен в отдельном корпусе фиг. 1 и через жесткие тяги 10 крепится болтовыми соединениями (не показаны на чертежах) к верхней раме 1. Такое расположение контейнера 9 позволяет сделать каретку устойчивой по отношению к тросу 3, т.к. центр тяжести расположен под тросом 3.

Крепление корзины/платформы и пр. или же сиденья для человека 11 по фиг. 1 осуществляется к верхней раме 1 с помощью гибкой связи 12. Узел крепление сидения состоит из двух частей фиг. 1 и 2. Верхней гибкой связи 12 с горизонтальной верхней планкой 13 и, соединенную через узел вращения 14 (фиг. 4), с нижней планкой 16 и нижней гибкой связи 16, на которой размещены, например сидение 11 и руль управления 17.

Узел вращения 14 фиг. 4 выполнен пустотелым с возможностью размещения проводов управления (не показаны). На нижней гибкой связи 16 расположен руль 17 с органами управления (не показаны), ручка газа, тормоза и направления движения (не показаны). Для фиксации кресла 11 используется фиксатор 18.

Примеры реализации

При размещении каретки на тросу, перед ее движением, заранее происходит регулировка прижатия колес к тросу путем прижатия верхней и нижних рам за счет вкручивания болтов в гайки демпфирующих элементов. Благодаря такой возможности, обеспечивается необходимая силу трения для передвижения каретки. Важно, что сила трения обеспечивается не только силой тяжести человека(груза) но, и в большей степени, регулируемой силой прижатия нижней каретки к верхней.

При движении каретки по тросу, основной груз, прикреплен к верхней раме и находится под тросом, это обеспечивает устойчивость каретки относительно оси троса т.к. центр тяжести расположен под тросом.

При изменении направления движения каретки, человек останавливает каретку, оттягивает фиксатор 18 вниз и поворачивается относительно оси крепления гибкой связи назад и фиксирует данное положение с помощью фиксатора фиг. 2.

Как показали эксперименты, проведенные автором, валки предотвращают сход колес с троса и снимает нагрузку на боковые ограничители шкивообразных протекторов колес, что в свою очередь делает возможным делать протекторы колес из обычной резины. Попытки решения этой проблемы без валков приводило к сложной конструкции шкивообразных протекторов колес и, повышения как их стоимости, так и уменьшения сроков эксплуатации троса.

Изобретение относится к области подъемно-транспортного оборудования, а именно к ведущим кареткам канатных дорог. Каретка канатной дороги - тросоход состоит из двух жестких рам, соединенных между собой посредством по меньшей мере двух пар демпфирующих элементов с болтовым соединением и двух пар направляющих валков с одной и другой стороны устройства. Рамы расположены над и под тросом. Вдоль продольных осей рам закреплены с возможностью вращения колеса так, что верхняя рама содержит по меньшей мере два колеса, а нижняя по меньшей мере одно, проекция оси которого расположена строго по центру расстояния между проекциями осей верхних колес. Каретка канатной дороги - тросоход содержит также крепление корзины или платформы, установленное снизу нижней рамы посредством гибкой связи к верхней раме. В результате создано простое в конструкции устройство, позволяющее осуществлять как скоростной спуск человека, так и движение по тросу под углом вверх. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Каретка канатной дороги - тросоход, характеризующаяся тем, что состоит из двух жестких рам, соединенных между собой посредством по меньшей мере двух пар демпфирующих элементов с болтовым соединением и двух пар направляющих валков с одной и другой стороны устройства, при этом рамы расположены над и под тросом, вдоль продольных осей рам закреплены с возможностью вращения колеса так, что верхняя рама содержит по меньшей мере два колеса, а нижняя по меньшей мере одно, проекция оси которого расположена строго по центру расстояния между проекциями осей верхних колес, содержит крепление корзины или платформы, установленное снизу нижней рамы посредством гибкой связи к верхней раме.

2. Каретка канатной дороги - тросоход по п. 1, отличающаяся тем, что включает контейнер, находящийся под нижней рамой, закрепленный посредством жестких тяг к верхней раме.

3. Каретка канатной дороги - тросоход по п. 1, отличающаяся тем, что крепление корзины или платформы состоит из верхней и нижней планки, соединенных через узел вращения.

4. Каретка канатной дороги - тросоход по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в контейнере под нижней рамой установлены аккумулятор и аппаратура управления.

5. Каретка канатной дороги - тросоход по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие валки представляют собой стальной вал вращения, выполненный из двух частей, с телескопическим соединением, покрытый слоем полиуретана или резины.

6. Каретка канатной дороги - тросоход по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум одно колесо содержит привод и является моторколесом.