СКЛАДНАЯ ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ МАЧТА Российский патент 2021 года по МПК F21V21/14 F21V21/26 E04H12/34 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на выдачу патента США № 62/586,941, поданной 16 ноября 2017, которая включена в настоящий документ посредством ссылки во всей своей полноте.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящий примерный вариант осуществления относится к вертикально раздвижным (распрямляемым) механизмам. Он находит конкретное применение в связи с портативными или стационарными складными мачтами для различных типов источников света и будет описан с конкретной ссылкой на них. Однако следует понимать, что настоящий примерный вариант осуществления также подходит для других подобных применений, таких как антенны, оборудование наблюдения и другие полезные нагрузки.

[0003] Осветительные мачты обеспечивают решения освещения сцены при различных обстоятельствах, таких как поисковые и спасательные операции при чрезвычайных ситуациях, наблюдение или места проведения мероприятий и стройплощадки, для улучшения производительности операций в ночное время и обеспечения безопасности. Осветительные мачты имеют множество опций для монтажа, включая стационарно монтируемые на земле мачты или транспортабельные мачты, монтируемые сбоку или на крыше транспортных средств. Осветительные мачты могут также включать в себя ряд различных устройств или датчиков, которые могут потребоваться для различных применений, таких как камеры безопасности, акустические системы, инфракрасные детекторы и т.д. и тому подобное.

[0004] Однако известно, что существующие раздвижные механизмы для складных осветительных мачт являются сложными и дорогостоящими, требуют использования по меньшей мере двух приводов для реализации полностью распрямленных вертикальных конфигураций. Таким образом, желательно обеспечить складную осветительную мачту, которая характеризуется меньшей сложностью, простотой изготовления и меньшей стоимостью.

Краткое описание

[0005] В соответствии с одним аспектом изобретения, складная осветительная мачта использует 4-стержневой соединительный механизм, чтобы обеспечивать возможность полного вертикального распрямления осветительной мачты с использованием одного привода (исполнительного механизма). Пружинные элементы используются, чтобы предварительно нагружать шарниры (петли) или сочленения мачты и способствовать исключению люфта и движения, когда мачта не сложена/во время процесса вертикального распрямления. Складная мачта имеет вложенную или убранную конфигурацию, которая рационально охватывает существующую площадь опоры типового раздвижного механизма, и имеет полностью распрямленную вертикальную конфигурацию, которая развертывается быстрее, чем типовые раздвижные механизмы.

[0006] В соответствии с другим аспектом изобретения, раскрыта складная мачтовая система для использования при поднятии источника света. Складная мачтовая система включает в себя стационарное основание, имеющее первый конец и второй конец, нижний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец нижнего подъемного рычага соединен с основанием, привод, прикрепленный к основанию и нижнему подъемному рычагу, верхний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью монтажа на нем источника света, и 4-стержневой соединительный механизм, соединяющий второй конец нижнего подъемного рычага со вторым концом верхнего подъемного рычага во вращательном отношении друг к другу. В некоторых вариантах осуществления, штифтовой узел шарнирно соединяет стационарное основание и нижний подъемный рычаг, а другой конец привода может быть шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом. Может быть включен механизм регулировки, который выполнен с возможностью регулировки угла привода относительно основания и нижнего подъемного рычага. Стационарное основание и нижний и верхний подъемные рычаги могут быть расположены горизонтально параллельно друг другу в убранной конфигурации. Нижний и верхний подъемные рычаги могут быть расположены по вертикали перпендикулярно основанию в вертикальной распрямленной конфигурации. К тому же, могут быть включены один или несколько опорных раскосов, которые вращательно соединены с основанием и верхним подъемным рычагом. Один или более опорных раскосов могут содержать первый опорный раскос и второй опорный раскос, расположенные на противоположных сторонах складной мачтовой системы. Первый опорный раскос может иметь первый шаровое сочленение, вращательно соединенное с одной стороной основания, и второе шаровое сочленение, вращательно соединенное с одной стороной верхнего подъемного рычага на 4-стержневом соединительном механизме. Второй опорный раскос может иметь первое шаровое сочленение, вращательно соединенное с противоположной стороной основания, и второе шаровое сочленение, вращательно соединенное с противоположной стороной верхнего подъемного рычага на 4-стержневом соединительном механизме. 4-стержневой соединительный механизм может также содержать по меньшей мере одно подъемное звено и поворотный кулак, вращательно соединенный с нижним и верхним подъемными рычагами. Поворотный кулак дополнительно может включать в себя первую боковую стенку и вторую боковую стенку, соединенные стенкой верхней перемычки и стенкой нижней перемычки. Стенки верхней и нижней перемычки выполнены с возможностью предотвращения перекручивания складной мачтовой системы. Могут также быть включены один или несколько пружинных элементов, прикрепленных к основанию, которые обеспечивают предварительно нагруженное сочленение между основанием и нижним подъемным рычагом. К тому же, могут быть включены один или несколько пружинных элементов, прикрепленных к верхнему подъемному рычагу, которые обеспечивают предварительно нагруженное сочленение между верхним подъемным рычагом и 4-стержневым соединительным механизмом. Дополнительно, световой короб (лайтбокс) может быть смонтирован на верхнем подъемном рычаге. В некоторых вариантах осуществления, первый опорный раскос вращательно соединен с одной стороной основания и верхним подъемным рычагом, а второй опорный раскос вращательно соединен с противоположной стороной основания и верхним подъемным рычагом. В некоторых вариантах осуществления, складная осветительная мачтовая система включает в себя механический кабель, причем один конец механического кабеля прикреплен через шкивы ко второй квадратной трубе, телескопически вдвигаемой внутрь верхнего подъемного рычага, а другой конец механического кабеля прикреплен к стационарному основанию, и причем вторая квадратная труба сконфигурирована, чтобы выдвигаться по мере того, как 4-стержневой соединительный механизм отходит от основания.

[0007] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, раскрыта складная мачтовая система для поднятия источника света. Складная осветительная мачтовая система включает в себя стационарное основание, имеющее первый конец и второй конец, и нижний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, первый конец нижнего подъемного рычага соединен с основанием. Привод прикреплен к основанию и нижнему подъемному рычагу, причем один конец привода прикреплен к основанию, а другой конец привода шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом. Складная осветительная мачтовая система дополнительно включает в себя верхний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью монтажа на нем источника света, и 4-стержневой соединительный механизм, соединяющий второй конец нижнего подъемного рычага со вторым концом верхнего подъемного рычага во вращательном отношении друг к другу. Механизм регулировки выполнен с возможностью регулировки угла привода относительно основания и нижнего подъемного рычага. По меньшей мере два опорных раскоса вращательно соединены с основанием и верхним подъемным рычагом, причем по меньшей мере два опорных раскоса содержат первый опорный раскос и второй опорный раскос, расположенные на противоположных сторонах складной мачтовой системы. Один или более пружинных элементов прикреплены к верхнему подъемному рычагу для обеспечения предварительно нагруженного сочленения между верхним подъемным рычагом и 4-стержневым соединительным механизмом.

[0008] В соответствии с еще одним другим аспектом настоящего изобретения, раскрыт способ поднятия источника света, который включает в себя обеспечение складной мачтовой системы, которая имеет стационарное основание, нижний подъемный рычаг, привод, верхний подъемный рычаг, световой короб, смонтированный на верхнем подъемном рычаге, и 4-стержневой соединительный механизм, вращательно соединяющий нижний подъемный рычаг и верхний подъемный рычаг. Сила прикладывается к нижнему рычагу посредством привода. Нижний рычаг поворачивается в вертикальную распрямленную конфигурацию относительно основания. Верхний подъемный рычаг поворачивается в вертикальную распрямленную конфигурацию посредством 4-стержневого соединительного механизма. В некоторых вариантах осуществления, привод прикладывает линейное усилие к нижнему подъемному рычагу, и поворот верхнего подъемного рычага дополнительно включает в себя преобразование линейного усилия в угловое перемещение. Нижний и верхний подъемные рычаги могут подниматься из убранной конфигурации в вертикальную распрямленную конфигурацию, причем основание и нижний и верхний подъемные рычаги расположены горизонтально параллельно друг другу в убранной конфигурации, и причем нижний и верхний подъемные рычаги расположены перпендикулярно основанию в вертикальной распрямленной конфигурации.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг. 1A представляет собой вертикальный вид сбоку примерного узла складной осветительной мачты в сложенной или убранной конфигурации и в соответствии с настоящим изобретением;

[0010] Фиг. 1B представляет собой вертикальный вид сзади примерного узла складной осветительной мачты согласно фиг. 1A;

[0011] Фиг. 1C представляет собой вид в перспективе примерного узла складной осветительной мачты согласно фиг. 1A;

[0012] Фиг. 2A представляет собой вид в перспективе основания в соответствии с настоящим изобретением;

[0013] Фиг. 2B представляет собой вид в перспективе одного конца основания, проиллюстрированного на фиг. 2A, показывающий дополнительные подробности связанного поворотного блока и механизма регулировки;

[0014] Фиг. 3A представляет собой первый покомпонентный вид в перспективе основания, проиллюстрированного на фиг. 2A, и нижнего подъемного рычага в соответствии с настоящим изобретением;

[0015] Фиг. 3B представляет собой второй покомпонентный вид в перспективе основания и нижнего подъемного рычага;

[0016] Фиг. 3C представляет собой вид в перспективе одного конца основания и нижнего подъемного рычага, показывающий дополнительные подробности компоновки соединения между приводом и поворотным блоком, проиллюстрированными на фиг. 2B;

[0017] Фиг. 4 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий основание и нижний подъемный рычаг на фиг. 3A в собранной конфигурации вместе с 4-стержневым соединительным механизмом и верхним подъемным рычагом в соответствии с настоящим изобретением;

[0018] Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе примерного узла складной осветительной мачты и 4-стержневого соединительного механизма в убранной конфигурации и в соответствии с настоящим изобретением;

[0019] Фиг. 6A представляет собой вид в перспективе примерного узла складной осветительной мачты в полностью распрямленной вертикальной конфигурации в соответствии с настоящим изобретением;

[0020] Фиг. 6B представляет собой вертикальный вид сбоку примерного узла складной осветительной мачты в полностью распрямленной вертикальной конфигурации;

[0021] Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе альтернативного варианта осуществления 4-стержневого соединительного механизма в соответствии с настоящим изобретением;

[0022] Фиг. 8A представляет собой вид в перспективе альтернативного варианта осуществления узла складной осветительной мачты в полностью распрямленной вертикальной конфигурации в соответствии с настоящим изобретением; и

[0023] Фиг. 8B представляет собой вертикальный вид сбоку узла складной осветительной мачты согласно фиг. 8A.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

[0024] Типовые подъемные системы для складных осветительных мачт основываются на использовании двух приводов для достижения полного вертикального распрямления осветительной мачты. В частности, первый привод используется для поднятия подъемного рычага, на котором закреплено световое дерево. Второй привод затем используется для поднятия светового дерева.

[0025] В отличие от этого, примерный узел складной осветительной мачты в соответствии с настоящим изобретением использует 4-стержневой соединительный механизм, который обеспечивает полное вертикальное распрямление осветительной мачты с использованием одного привода. Примерная мачта обычно включает в себя основание, нижний подъемный рычаг и верхний подъемный рычаг. Пружинные элементы используются вблизи вращающихся сочленений нижнего подъемного рычага и верхнего подъемного рычага мачты. Пружинные элементы действуют, чтобы предварительно нагружать сочленения и способствовать исключению люфта и движения, когда мачта не сложена/во время процесса вертикального распрямления. Верхний и нижний подъемные рычаги могут представлять собой полые трубы, обеспечивающие внутренние проходы для упрощенной внутренней проводки для светильников осветительной мачты. Дополнительная конструктивная поддержка для мачты обеспечивается двумя параллельными расходящимися упорами или раскосами. Вследствие неортогональной геометрии расходящихся раскосов, концы каждого раскоса снабжены шаровыми сочленениями для обеспечения движения мачты во время вертикального распрямления.

[0026] Как упомянуто ранее, предпочтительно использовать 4-стержневой соединительный механизм для обеспечения полного вертикального распрямления осветительной мачты. В настоящем изобретении, 4-стержневой соединительный механизм обычно расположен между одним концом каждого из нижнего и верхнего подъемных рычагов. В сложенной или убранной конфигурации, основание и нижний и верхний подъемные рычаги мачты расположены горизонтально параллельно друг другу. Единственный приводной механизм прикладывает линейное усилие к нижнему рычагу мачты, и посредством использования штифтового узла, относительно которого нижний подъемный рычаг может поворачиваться относительно основания, прямолинейное перемещение привода преобразуется в угловое вращательное движение нижнего подъемного рычага. 4-стержневой соединительный механизм обеспечивает преобразование прямолинейного перемещения поршня привода в угловой поворот верхнего подъемного рычага относительно 4-стержневого соединительного механизма. Обычно, нижний и верхний подъемные рычаги поворачиваются от их горизонтального положения в сложенной конфигурации в полностью распрямленную вертикальную конфигурацию. Этот процесс реверсируется, чтобы возвратить нижний и верхний подъемные рычаги в их горизонтальное положение в сложенной конфигурации.

[0027] На фиг. 1A-1C, примерная складная осветительная мачта 100 проиллюстрирована в сложенной или убранной конфигурации. Фиг. 5 также показывает примерную складную осветительную мачту в убранной конфигурации. Главные компоненты складной осветительной мачты 100 обычно включают в себя основание 110, нижний подъемный рычаг 140, линейный привод 170, 4-стержневой соединительный механизм 190, верхний подъемный рычаг 200, световой короб 216, включающий в себя один или несколько светильников, и первый и второй параллельные опорные раскосы 218a и 218b соответственно. Основание 110 обычно является стационарным относительно поверхности установки, на которой закреплено или расположено основание, которая может представлять собой землю или подвижное устройство, такое как транспортное средство или трейлер. Основание 110 и нижний подъемный рычаг 140 обычно шарнирно соединены друг с другом посредством штифтового узла 160 раскосов. Один конец линейного привода 170 прикреплен к основанию 110, а другой конец привода шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом 140. В частности, привод 170 шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом 140 через штифтовый узел 156 привода на одном конце фланцевой части 152. Фланцевая часть 152 обычно продолжается вверх от нижнего подъемного рычага 140, чтобы принимать и позиционировать привод 170 диагонально между нижним подъемным рычагом и основанием 110. Кроме того, на другом конце фланцевой части 152 и смежно ее опорной части (ножке) 166, нижний подъемный рычаг 140 шарнирно соединен с основанием 110 через штифтовой узел 160 раскосов. Нижний подъемный рычаг 140 и верхний подъемный рычаг 200 вращательно соединены друг с другом посредством 4-стержневого соединительного механизма 190.

[0028] В убранной конфигурации, основание 110 и нижний и верхний подъемные рычаги 140, 200 расположены горизонтально параллельно друг другу. Нижний подъемный рычаг 140 также обычно расположен в канальной части (122 на фиг. 2A) основания 110. Привод 170 также обычно расположен в открытой средней секции (150 на фиг. 3) нижнего подъемного рычага 140. В вертикальной распрямленной конфигурации, как показано на фиг. 6A и 6B, нижний и верхний подъемные рычаги 140, 200 расположены вертикально перпендикулярно основанию 110.

[0029] 4-стержневой соединительный механизм в общем обозначен ссылочной позицией 190 и выполнен с возможностью соединения нижнего и верхнего подъемных рычагов 140, 200 во вращательном отношении друг с другом. Как упомянуто выше, привод 170 прикладывает линейное усилие к нижнему подъемному рычагу 140, и 4-стержневой соединительный механизм 190 обеспечивает возможность углового поворота верхнего подъемного рычага 200 из горизонтальной сложенной конфигурации в вертикальную распрямленную конфигурацию. Кроме того, в сжатой конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 1A-1C и показанной на фиг. 5, 4-стержневой соединительный механизм 190 определяет высоту H сложенной мачты. 4-стержневой соединительный механизм 190 содержит четыре главные сочленения A, B, C и D, определяемые нижним штифтовым узлом 164 раскосов, верхним штифтовым узлом 204 раскосов, верхним штифтовым узлом 198 звена и нижним штифтовым узлом 192 звена соответственно. Штифтовые узлы 164, 204, 198 и 192 могут дополнительно включать в себя различные другие компоненты, известные специалистам в данной области техники, пригодные для создания поворотных сочленений или петель (шарниров), такие как втулки, вкладыши, прокладки, стопорные кольца и т.д. Нижний и верхний штифтовые узлы 164, 204 раскосов связаны через компонент 188 поворотного кулака, также показанный как звено AB. Компонент 188 поворотного кулака включает в себя две боковые стенки (189 и 191 на фиг. 4), которые позволяют поворотному кулаку прилегать как к левой, так и правой стороне нижнего и верхнего подъемных рычагов 140, 200, так что звено AB обеспечивается на обеих сторонах мачты. Нижний и верхний штифтовые узлы 192, 198 звена связаны через подъемные звенья 194a, 194b левой и правой сторон, так что звено DC обеспечивается на обеих сторонах мачты.

[0030] Примерная складная осветительная мачта дополнительно включает в себя первый и второй параллельные опорные раскосы 218a и 218b, каждый расположен на одной стороне мачты. В сложенной конфигурации, опорные раскосы 218a и 218b продолжаются диагонально между основанием 110 и верхним подъемным рычагом 200 и вращательно соединены с ними. Диагональная ориентация опорных раскосов 218a и 218b обычно противоположна диагональной ориентации привода 170. К тому же, каждый опорный раскос 218a, 218b скошен наружу от своей соответственной точки соединения на верхнем подъемном рычаге 200 к соответственным анкерам 118, 120, расположенным на основании 110. В частности, первый параллельный раскос 218a имеет первый конец 220a и второй конец 222a, каждый конец включает в себя соответственное шаровое сочленение 224a и 226a. Шаровое сочленение 224a вращательно прикрепляется ко второму боковому анкеру 120, а шаровое сочленение 226a вращательно прикрепляет смежное сочленение B к боковой стенке 191 (фиг. 4) поворотного кулака 188. Второй параллельный раскос 218b имеет первый конец 220b и второй конец 222b, каждый конец включает в себя соответственное шаровое сочленение 224b и 226b. Шаровое сочленение 224b вращательно прикрепляется к первому боковому анкеру 118, а шаровое сочленение 226b вращательно прикрепляет смежное сочленение B к боковой стенке 193 (фиг. 4) поворотного кулака 188. Опорные раскосы 218a, 218b добавляют дополнительную конструктивную поддержку складной мачте в вертикальной распрямленной конфигурации, как показано на фиг. 6A и 6B, в дополнение к обеспечению вращательного движения, несмотря на неортогональную ориентацию опорных раскосов.

[0031] Со ссылкой теперь на фиг. 2A-2B и 3A-3C проиллюстрированы дополнительные признаки основания 110 и нижнего подъемного рычага 140 примерной складной осветительной мачты. Основание 110 показано как имеющее T-образную форму, причем верх 112 T-образной формы имеет первую сторону 114 и вторую сторону 116. Первая сторона 114 включает в себя анкер 118, который выполнен с возможностью приема шарового сочленения 224b второго опорного раскоса 218b. Вторая сторона 116 включает в себя анкер 120, который выполнен с возможностью приема шарового сочленения 224a первого опорного раскоса 218a.

[0032] При необходимости, первый и второй параллельные опорные раскосы являются регулируемыми по длине путем вращения раскоса. Фиг. 1A показывает сочленения 228a и 228b резьбовой регулировки параллельных раскосов посредством контргайки, присоединенной на конце каждого раскоса. Более конкретно, сочленения 228a и 228b регулировки имеют правую и левую резьбы (не показано) соответственно, чтобы обеспечивать возможность вращения, чтобы увеличивать или уменьшать длину раскоса. Регулировка длины раскоса позволяет осуществлять регулировку угла верхнего подъемного рычага 200 в распрямленном положении для достижения перпендикулярности с основанием 110.

[0033] Основание 110 также включает в себя центрально расположенную канальную часть 122, которая продолжается между первым концом 124 и вторым концом 126. Канал 122 расположен между первой боковой стенкой 128 и второй боковой стенкой 130 и обычно имеет размеры, чтобы принимать нижний подъемный рычаг 140 между первой и второй боковой стенкой, когда мачта находится в убранной конфигурации. Приемные отверстия 132a и 132b расположены в первой и второй боковой стенках 128, 130 соответственно, вблизи второго конца 126 основания 110 и выполнены с возможностью приема хвостового штифта 182 привода. Хвостовой конец 174 привода 170 включает в себя приемное отверстие 184, которое принимает хвостовой штифт 182, чтобы шарнирно соединять хвостовой конец привода с поворотным блоком 136. Поворотный блок 136 закреплен на втором конце 126 основания 110 и включен в качестве части механизма 138 регулировки, также прикрепленного на втором конце основания. Механизм 138 регулировки выполнен с возможностью регулирования желательного угла привода 170 относительно основания 110 и нижнего подъемного рычага 140. Регулировка угла привода могла бы альтернативно быть осуществлена посредством регулируемой скобы с болтовым замком или подобного устройства, прикрепленного к концу 176 привода 170. Приемные отверстия 132c и 132d также расположены в первой и второй боковых стенках 128, 130 соответственно и расположены вблизи первого конца 124 основания 110. Приемные отверстия 132c и 132d выполнены с возможностью приема штифтового узла 160 раскосов, который шарнирно соединяет нижний подъемный рычаг 140 с основанием 110.

[0034] Основание 110 дополнительно включает в себя один или несколько пружинных элементов 134, центрально расположенных в канале 122 между первой и второй боковыми стенками 128, 130. Пружинный элемент 134 прикреплен к каналу 122 в местоположении, которое находится обычно между первым концом 124 и приемными отверстиями 132c и 132d, так что когда мачта находится в полностью распрямленной вертикальной конфигурации, показанной на фиг. 6A и 6B, опорная часть 166 фланца 152 на нижнем подъемном рычаге 140, упираясь, входит в контакт с одним или более пружинных элементов. В этом отношении, сочленение или шарнир, созданный штифтовым узлом 160 раскосов, который шарнирно соединяет нижний подъемный рычаг 140 с основанием 110, рассматривается как предварительно нагруженное сочленение или шарнир в отношении сжатия пружинного элемента 134 опорой 166. Использование одного или более пружинных элементов 134, чтобы обеспечивать предварительно нагруженное сочленение, исключает люфт и движение нижнего подъемного рычага 140, когда привод перемещает нижний подъемный рычаг из его убранной конфигурации в его разложенную конфигурацию, тем самым повышая стабильность мачты по сравнению с существующими складными мачтами.

[0035] Дополнительные признаки нижнего подъемного рычага 140, как показано на фиг. 3A-3C, включают в себя первый конец 142, второй конец 144, первый боковой рычаг 146 и второй боковой рычаг 148. Первый и второй боковые рычаги 146, 148 прикреплены к внешним сторонам поворотного блока 149 второго конца и фланцевой части 152, чтобы определять открытую среднюю секцию 150. Привод 170 обычно расположен в открытой средней секции 150. Как конкретно показано на фиг. 3B, боковые рычаги 146, 148 являются полыми трубами или каналами, которые обеспечивают внутренние проходы для простой внутренней проводки связанного светового короба или другого устройства. Фланцевая часть 152, опора 166 и приемное отверстие 158 для нижнего штифтового узла 160 раскосов обычно расположены вблизи первого конца 142 нижнего подъемного рычага 140. Фланцевая часть 152 включает в себя приемное отверстие 154 для приема штифтового узла 156 привода. Приемное отверстие 158 для штифта откоса расположено ниже и позади (т.е., в направлении первого конца 142) приемного отверстия 154 для штифта привода и проходит через первый и второй боковые рычаги 146, 148 и опору 166. Приемное отверстие 154 для штифта привода расположено выше и впереди (т.е., в направлении второго конца 144) приемного отверстия 158 для штифта раскоса и проходит через стороны поднятой части фланца 152. Передний конец 172 привода обычно включает в себя цилиндр или поршень 176, который включает в себя отверстие 178, чтобы принимать штифтовой узел 156 привода и тем самым шарнирно соединять передний конец привода с фланцем 152 нижнего подъемного рычага 140.

[0036] Второй конец 144 нижнего подъемного рычага 140 обычно включает в себя поворотный блок 149, который имеет приемное отверстие 162, чтобы принимать штифтовой узел раскосов (164 на фиг. 4) для шарнирного соединения нижнего подъемного рычага с нижними приемными отверстиями 193 на поворотном кулаке 188. Это шарнирное соединение также показано как сочленение А в 4-стежневом соединительном механизме 190. Поворотный блок 149 на втором конце 144 также включает в себя штифтовой блок 168, чтобы принимать штифтовой узел звена (192 на фиг. 4) для шарнирного соединения подъемных звеньев 194a, 194b с нижним подъемным рычагом. Это шарнирное соединение также показано как сочленение D в 4-стежневом соединительном механизме 190. Штифтовой блок 168 расположен выше и позади (т.е., в направлении первого конца 142) приемного отверстия 162 и размещен на верхней поверхности поворотного блока 149. Приемное отверстие 162 расположено ниже и впереди (т.е., в направлении второго конца 144) штифтового блока 168 и проходит через сторону поворотного блока 149.

[0037] Со ссылкой на фиг. 4 проиллюстрированы дополнительные детали 4-стежневого соединительного механизма 190 и верхнего подъемного рычага 200. Верхний подъемный рычаг 200 представляет собой элемент в форме прямоугольной трубы или канала, имеющий первый конец 206 и второй конец 208. Полая внутренняя часть верхнего подъемного рычага 200 обеспечивает внутренний проход для внутренней проводки, который может продолжаться от полых рычажных элементов 146 и 148 нижнего подъемного рычага 140 и соединяться со световым коробом (216 на фиг. 1A). Первый конец 206 верхнего подъемного рычага 200 выполнен с возможностью монтажа на нем светового короба 216.

[0038] На втором конце 208 верхнего подъемного рычага 200, отверстие 202 приспособлено, чтобы принимать штифтовой узел раскосов 204 и тем самым шарнирно соединять верхний подъемный рычаг с верхними приемными отверстиями 195 на поворотном кулаке 188. Это шарнирное соединение также показано как сочленение B в 4-стежневом соединительном механизме 190. Второй конец 208 также включает в себя штифтовой блок 196, чтобы принимать штифтовой узел 198 звена для шарнирного соединения подъемных звеньев 194a, 194b с верхним подъемным рычагом 200. Это шарнирное соединение также показано как сочленение C в 4-стежневом соединительном механизме 190. Штифтовой блок 196 позиционирован выше и впереди (т.е., в направлении второго конца 208) приемного отверстия 202 и размещен на верхней поверхности верхнего подъемного рычага 200. Приемное отверстие 202 позиционировано ниже и позади (т.е., в направлении первого конца 206) штифтового блока 168 и проходит через сторону верхнего подъемного рычага 200.

[0039] Верхний подъемный рычаг 200 дополнительно включает в себя один или более пружинных элементов 210 на втором конце 208, которые прикреплены к нижней поверхности верхнего подъемного рычага, которая в основном противоположна верхней поверхности, на которой расположен штифтовой блок 196. Когда мачта находится в полностью распрямленной вертикальной конфигурации, показанной на фиг. 6A и 6B, один или более пружинных элементов 210, упираясь, входят в контакт со стенкой 199 верхней перемычки на поворотном кулаке 188. В этом отношении, сочленения или шарниры, созданные штифтом 204 верхнего раскоса и штифтом 198 верхнего звена, которые шарнирно соединяют верхний подъемный рычаг 200 с нижним подъемным рычагом 140 и поворотным кулаком 188 соответственно, рассматриваются как предварительно нагруженное сочленение или шарнир в отношении сжатия одного или более пружинных элементов 210 стенкой 199 верхней перемычки. Использование одного или более пружинных элементов 210, чтобы обеспечивать предварительно нагруженные сочленения, предпочтительно исключает люфт и движение верхнего подъемного рычага 200, когда 4-стежневой соединительный механизм 190 перемещает верхний подъемный рычаг из его убранной конфигурации в его распрямленную конфигурацию, тем самым повышая стабильность мачты по сравнению с существующими складными мачтами. Торцевая крышка 212 предусмотрена на втором конце 208 и приспособлена, чтобы подгоняться к внутреннему проходу полой трубчатой части верхнего подъемного рычага 200. В этом отношении, торцевая крышка 212 действует как уплотнение, чтобы защищать внутреннюю проводку, которая может быть расположена во внутреннем проходе верхнего подъемного рычага 200.

[0040] Поворотный кулак 188 также включает в себя стенку нижней перемычки 197, которая, вместе со стенкой верхней перемычки 199, соединяет вместе обе боковые стенки 189 и 191 поворотного кулака. Стенки 197, 199 нижней и верхней перемычек размещены в основном в параллельных плоскостях, но позиционированы в различных местоположениях на поворотном кулаке 188. В частности, стенка 197 нижней перемычки позиционирована вблизи нижних приемных отверстий 193, а стенка 199 верхней перемычки позиционирована вблизи верхних приемных отверстий 195. В дополнение к соединению боковых стенок 189, 191, стенки 197, 199 нижней и верхней перемычек также выполнены с возможностью препятствовать перекручиванию мачты. Перекручивание может возникнуть, например, когда мачта перемещается из ее убранной конфигурации в ее распрямленную вертикальную конфигурацию или под действием внешних сил во время использования мачты, например, под действием ветра.

[0041] Поворотный кулак 188 4-стежневого соединительного механизма обычно перемещается от стационарного основания 110 при развертывании. Поэтому, при необходимости, один конец механического кабеля 302 прикреплен, через шкивы 304, ко второй (или нескольким) квадратной трубе 306, выдвигаемой внутри трубы 200 верхнего элемента. См. фиг. 7, 8A, 8B. Другой конец механического кабеля 302 прикреплен к основанию 110. Кабель 302 проходит позади фирменной таблички 308. Кабель 302 направляется через поворотный кулак 188 к точке 310 закрепления в основании. Кабель 302 проходит между трубами 306 к дополнительному шкиву (не показан) наверху внешней трубы 200. Кабель 302 затем проходит обратно вниз между трубами к фиксированной точке в основании внутренней трубы 306. Это вынуждает внутреннюю трубу 306 выдвигаться, когда поворотный кулак 188 отходит от основания 110. Относительное перемещение между 4-стержневым соединительным механизмом и основанием вынуждает новую внутреннюю трубу(ы) 306 выдвигаться вверх от верхней трубы 200 во время развертывания. Новая труба(ы) 306 тогда убиралась бы, например, посредством механической пружины (не показана), прикрепляющей новую трубу(ы) к существующей трубе 200. Преимущество этого способа заключается в достижении увеличенной высоты поднятия для полезной нагрузки 312 при той же самой механической площади опоры, что и в существующих механизмах. Полезная нагрузка 312 прикреплена к новой трубе(-ам) 306. В противном случае, площадь опоры потребовалось бы увеличивать, чтобы достичь увеличенных высот поднятия. Дополнительно, базовая площадь опоры не изменяется для того, чтобы реализовать признак телескопически выдвигаемой трубы. Например, этот подход позволяет мачту высотой 2 метра раздвинуть до 2,65 метров при той же самой площади опоры. Хотя этот вариант осуществления описан с одной телескопически выдвигаемой трубой, можно было бы телескопически выдвигать несколько труб и выводить кабель для достижения увеличенных высот.

[0042] Обращаясь вновь к фиг. 1C, верхний подъемный рычаг 200 имеет общую длину L_u, измеренную между его первым и вторым концами 206, 208, и ширину W_u. Сочленение B 4-стежневого соединительного механизма 190 отстоит на расстояние D_B от первого конца 206 верхнего подъемного рычага, которое меньше, чем общая длина L_u. В убранной конфигурации, привод 170 занимает длину L_a, которая меньше, чем длины L_u и D_B. В некоторых конкретных вариантах осуществления, общая длина L_u равна примерно 40 дюймов, расстояние D_B до сочленения B равно примерно 34 дюйма, и длина L_a привода равна примерно 25 дюймов. Кроме того, в свернутой конфигурации, как проиллюстрировано на фиг. 1A, 4-стежневой соединительный механизм 190 определяет высоту H. В конкретных вариантах осуществления, высота H равна примерно 12 дюймов. Однако следует понимать, что вышеупомянутые компоненты примерной складной мачты могут иметь любые желательные размеры без отклонения от объема настоящего изобретения.

[0043] Компоненты примерной складной осветительной мачты, описанной в настоящем документе, включая, но без ограничения, такие главные компоненты, как основание 110, нижний подъемный рычаг 140, линейный привод 170, 4-стежневой соединительный механизм 190, верхний подъемный рычаг 200, световой короб 216, включающий в себя один или несколько осветительных элементов, и первый и второй параллельные опорные раскосы 218a и 218b, могут быть выполнены из любого подходящего материала, известного специалистам в данной области техники. Например, различные компоненты примерной складной осветительной мачты могут быть выполнены из любого материала, обеспечивающего адекватную конструктивную прочность, долговечность, надежность и т.д., которые могут быть желательными. Такие материалы могут включать в себя, но без ограничения, металлы, сплавы, пластики и другие полимеры, древесину и т.д.

[0044] Примерная складная осветительная мачта, описанная в настоящем документе, использует 4-стержневой соединительный механизм, чтобы осуществить полностью распрямленную вертикальную конфигурацию нижнего и верхнего подъемных рычагов, в противоположность использованию двух приводов, как обычно практиковалось в существующих системах. 4-стержневой соединительный механизм сравнительно проще и экономичнее в изготовлении, чем такой привод, приводя к результате к тому, что применение в целом является более экономичным, чем существующие осветительные мачтовые системы. Более того, 4-стержневой соединительный механизм обеспечивает более короткое время развертывания по сравнению с известными конструкциями, которые основывались на использовании двух приводов, что обеспечивает выгоду для применений, которые являются чувствительными к времени. Дополнительно, 4-стежневой соединительный механизм является чисто механическим, что исключает риск утечек из дополнительных приводов.

[0045] Кроме того, использование предварительно нагруженных пружинных сочленений обеспечивает более высокую стабильность по сравнению с известными осветительными мачтами, что обеспечивает выгоды для определенных применений, таких как наблюдение. К тому же, все из стержней или сочленений в примерной складной мачте являются поворотными, в отличие от скользящих, позволяя осуществлять упрощенную операцию включения и выключения питания, которая более устойчива к сложностям, связанным с обледенением или другими загрязнениями.

[0046] Дополнительно, должно быть понятно, что настоящий примерный вариант осуществления также пригоден для других подобных применений, таких как поднятие антенн, наблюдательного оборудования и других полезных нагрузок.

[0047] Примерной вариант осуществления описан со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления. Очевидно, модификации и изменения могут быть созданы другими специалистами, основываясь на прочтении и понимании вышеизложенного детального описания. Предполагается, что примерный вариант осуществления должен интерпретироваться как включающий в себя все такие модификации и изменения, если они находятся в пределах объема приложенных пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.

Изобретение относится к вертикально раздвижным (распрямляемым) механизмам, а именно к портативным или стационарным складным мачтам для различных типов источников света. Складная мачтовая система для поднятия источника света, содержащая стационарное основание, имеющее первый конец и второй конец, нижний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец нижнего подъемного рычага соединен с основанием, привод, прикрепленный к основанию и нижнему подъемному рычагу, верхний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью монтажа на нем источника света, и 4-стержневой соединительный механизм, соединяющий второй конец нижнего подъемного рычага со вторым концом верхнего подъемного рычага во вращательном отношении друг с другом. Техническим результатом является создание складной осветительной мачты, которая характеризуется меньшей сложностью, простотой изготовления при одновременном обеспечении возможности полного вертикального распрямления осветительной мачты с использованием одного привода (исполнительного механизма). 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Складная мачтовая система для поднятия источника света, содержащая:

стационарное основание, имеющее первый конец и второй конец;

нижний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец нижнего подъемного рычага соединен с основанием;

привод, прикрепленный к основанию и нижнему подъемному рычагу;

верхний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью монтажа на нем источника света; и

4-стержневой соединительный механизм, соединяющий второй конец нижнего подъемного рычага со вторым концом верхнего подъемного рычага во вращательном отношении друг с другом.

2. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая штифтовой узел, шарнирно соединенный со стационарным основанием и нижним подъемным рычагом.

3. Складная мачтовая система по п. 1, в которой один конец привода прикреплен к основанию, а другой конец привода шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом.

4. Складная мачтовая система по п. 3, дополнительно содержащая механизм регулировки, выполненный с возможностью регулировки угла привода относительно основания и нижнего подъемного рычага.

5. Складная мачтовая система по п. 1, в которой стационарное основание и нижний и верхний подъемные рычаги расположены горизонтально параллельно друг другу в убранной конфигурации.

6. Складная мачтовая система по п. 1, в которой нижний и верхний подъемные рычаги расположены вертикально перпендикулярно основанию в вертикально распрямленной конфигурации.

7. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая один или более опорных раскосов, вращательно соединенных с основанием и верхним подъемным рычагом.

8. Складная мачтовая система по п. 7, в которой один или более опорных раскосов содержат первый опорный раскос и второй опорный раскос, расположенные на противоположных сторонах складной мачтовой системы.

9. Складная мачтовая система по п. 8, в которой первый опорный раскос имеет первый шаровой шарнир, вращательно соединенный с одной стороной основания, и второй шаровой шарнир, вращательно соединенный с одной стороной верхнего подъемного рычага на 4-стержневом соединительном механизме, а второй опорный раскос имеет первый шаровой шарнир, вращательно соединенный с противоположной стороной основания, и второй шаровой шарнир, вращательно соединенный с противоположной стороной верхнего подъемного рычага на 4-стержневом соединительном механизме.

10. Складная мачтовая система по п. 1, в которой 4-стержневой соединительный механизм содержит по меньшей мере одно подъемное звено и поворотный кулак, вращательно соединенный с нижним и верхним подъемными рычагами.

11. Складная мачтовая система по п. 10, в которой поворотный кулак дополнительно содержит первую боковую стенку и вторую боковую стенку.

12. Складная мачтовая система по п. 11, причем первая и вторая боковая стенка соединены стенкой верхней перемычки и стенкой нижней перемычки, стенки верхней и нижней перемычек выполнены с возможностью предотвращения перекручивания складной мачтовой системы.

13. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая один или несколько пружинных элементов, прикрепленных к основанию для обеспечения предварительно нагруженного сочленения между основанием и нижним подъемным рычагом.

14. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая один или более пружинных элементов, прикрепленных к верхнему подъемному рычагу для обеспечения предварительно нагруженного сочленения между верхним подъемным рычагом и 4-стержневым соединительным механизмом.

15. Складная мачтовая система по п.1, дополнительно содержащая световой короб, смонтированный на верхнем подъемном рычаге.

16. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая первый опорный раскос, вращательно соединенный с одной стороной основания и верхним подъемным рычагом, и второй опорный раскос, вращательно соединенный с противоположной стороной основания и верхним подъемным рычагом.

17. Складная мачтовая система по п. 1, дополнительно содержащая механический кабель, причем один конец механического кабеля прикреплен через шкивы ко второй квадратной трубе, телескопически вдвигаемой внутрь верхнего подъемного рычага, а другой конец механического кабеля прикреплен к стационарному основанию, и причем вторая квадратная труба выполнена с возможностью выдвигания по мере того, как 4-стержневой соединительный механизм отходит от основания.

18. Складная мачтовая система для поднятия источника света, содержащая:

стационарное основание, имеющее первый конец и второй конец;

нижний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец нижнего подъемного рычага соединен с основанием;

привод, прикрепленный к основанию и нижнему подъемному рычагу, причем один конец привода прикреплен к основанию, а другой конец привода шарнирно соединен с нижним подъемным рычагом;

верхний подъемный рычаг, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец выполнен с возможностью монтажа на нем источника света;

4-стержневой соединительный механизм, соединяющий второй конец нижнего подъемного рычага со вторым концом верхнего подъемного рычага во вращательном отношении друг с другом;

механизм регулировки, выполненный с возможностью регулировки угла привода относительно основания и нижнего подъемного рычага;

по меньшей мере два опорных раскоса, вращательно соединенных с основанием и верхним подъемным рычагом, причем по меньшей мере два опорных раскоса содержат первый опорный раскос и второй опорный раскос, расположенные на противоположных сторонах складной мачтовой системы;

один или более пружинных элементов, прикрепленных к верхнему подъемному рычагу для обеспечения предварительно нагруженного сочленения между верхним подъемным рычагом и 4-стержневым соединительным механизмом.

19. Способ поднятия источника света, содержащий:

обеспечение складной мачтовой системы, которая включает в себя стационарное основание, нижний подъемный рычаг, привод, верхний подъемный рычаг, световой короб, смонтированный на верхнем подъемном рычаге, и 4-стержневой соединительный механизм, вращательно соединяющий нижний подъемный рычаг и верхний подъемный рычаг;

приложение усилия к нижнему рычагу посредством привода и поворот нижнего рычага в вертикально распрямленную конфигурацию относительно основания; и

поворот верхнего подъемного рычага в вертикально распрямленную конфигурацию посредством 4-стержневого соединительного механизма.

20. Способ по п. 17, дополнительно содержащий поднятие нижнего и верхнего подъемных рычагов из убранной конфигурации в вертикальную распрямленную конфигурацию, причем основание и нижний и верхний подъемные рычаги расположены горизонтально параллельно друг другу в убранной конфигурации, и причем нижний и верхний подъемные рычаги расположены перпендикулярно основанию в вертикально распрямленной конфигурации, и причем привод прикладывает линейное усилие к нижнему подъемному рычагу, и поворот верхнего подъемного рычага дополнительно содержит преобразование линейного усилия в угловое перемещение.