Опора, изменяющая свойства Российский патент 2024 года по МПК A45B1/04 E06C1/38 

Опора, изменяющая свойства (далее ОИС), предназначена в основном для опор, и для иных стержневых в своей основе передатчиков нагрузки, для случаев, когда требуется менять такое свойство как гибкость или когда нужен перевод из цельно жесткого состояния в рассыпное жесткое и обратно в цельное жесткое. Изобретение не имеет аналога. Даже к прототипам лишь довольно условно можно отнести некоторые устройства в некоторых областях техники. Например: Упругая опора с регулируемой жесткостью SU 221356, что, хотя и имеет похожее с новым изобретением название, но там регулируется жесткость лишь по вектору рабочей нагрузки, без изменения жесткости для поперечных нагрузок, хотя для своего назначения там этого и не требуется. Новое же изобретение использует иные подходы, и назначения у него также иные.

Одно из его назначений ближе к назначению надувных тростей и зонтиков, но относится вообще к изделиям, имеющим модифицируемые части к: черенкам, рукояткам инструментов, лестницам, оградам. Так, например, RU2134336C1 Складная переносная штурмовая лестница из композиционного материала, которая имеет секции, и за счёт их может разбираться, то есть для проходимости меняет линейные размеры, но свойств жесткости не меняет, а новое изобретение меняет, и будучи применённым для рабочих и штурмовых лестниц, позволяет повысить их пассивные проходимость и мобильность не только за счёт уменьшения линейных размеров, а и за счёт временно включаемой гибкости. То же самое сравнение получается и с Регулируемой выдвижной стремянкой - US5590739A. Новое изобретение расширяет возможности для некоторых случаев применения подобных устройств.

В устройствах, в которых так регулируется их жесткость или гибкость, что переходом этих свойств из одного в другое можно пользоваться в процессе эксплуатации, нуждаются многие поставленные перед изобретателями задачи, в свою очередь выдвинутые общественной потребностью.

Технический эффект достигается за счёт фиксаторов, работающих изнутри трубчатых несущих нагрузку конструкций. В некоторых случаях помогает и то, что патрубки образуют их своей общности плотную гирлянду, что уже сама по себе оказывает сопротивление усилию на её сжатие, или в некоторых случаях эффект создают прижимы фиксаторов работающих в распор друг другу.

Опора, изменяющая свойства (ОИС), характеризуется содержанием в её конструкции стержня, в который включены, плотно собранные в гирлянду патрубки и их связь между собой, с помощью фиксаторов частично входящих в них по направлению из нутра гирлянды наружу. Патрубки могут изготавливаться из прочного полимера, металла, композита. ОИС представляет из себя устройство в нескольких вариантах исполнения и во многих вариантах применения. Вариант исполнения для посохов и ем подобных опор, Фиг 1, в своей основе представляет из себя гирлянду плотно друг к другу собранных 1 - патрубков, с соединёнными впритык к ним - к внутренним сторонам их стенок 2 - прижимами. В каждом из такой пары -патрубок-прижимы, каждый прижим наделён возможностью, за счёт своей гибкости или за счёт шарнира двигаться своим свободным концом в сторону внешней стороны патрубка и в сторону его средины. На другом конце такого патрубка имеются покатые сферический канавки, а на конце каждого прижима имеются выпуклости такой же сферической покатой формы. Приводом же для прижима может быть или 3 -распорка, в форме полого шара из упругого материала, или 4 - распорного пальца, с шарнирами на своих концах. Если это распорные пальцы, то расположены радиально по кругу, над каждым прижимом, будучи шарнирно и с ними соединёнными и в центре, будучи шарнирно соединёнными с 5 - гибким валом, чья возможность растяжения, и, тем более, сжатия затруднена его жесткостью, такой гибкий вал получается из плотно свитой спиральной пружины (типа "бугден"). Распорки, то такой же вал или отрезки такого вала соединены в линию. Дополнительно, на ручке и на нижнем конце посоха могут иметься, взаимно подходящие, крепления, например, петля и крючок. Один конец гибкого вала соединён с пружиной, соединённой с патрубком, на котором имеется подушечка, а другой оборудован покатым зацепом в форме треугольника, и пропущен в ручку, в которой для зацепа имеется замок, например, в виде коромысла с пружинкой над каналом вала.. Рядом с коромыслом расположен электромагнит, в комплексе с аккумулятором и выключателем, а к выключателю проходят тонкие кабеля, по внутренней стороне гирлянды пропущенные к патрубкам, и через отверстия в них соединённые с датчиками давления, чей кольцевой формой покрыта внешняя сторона каждого патрубка. Коромысло замка отчасти выведено наружу ручки, от чего выведенная наружу её часть Фиг 2, является 6 - кнопкой ручного выключателя. За зацепом, гибкий вал продолжен тросиком, что пропущен, через узкое отверстие в ручке, наружу, где он соединён с 7 - бобышкой или кольцом-напальчником. Вместо датчиков устройство может оборудовано видеокамерой, направленной вдоль стержня посоха, с аналитическим вычислителем, то есть в качестве управления может быть приспособлен мобильный телефон. Прижимы - 2 распорками или распорными пальцами связаны распирающей их связью.

Осуществляется пользование этим устройством так: с преодолением ожидаемых мест, со стеснёнными пространственными условиями, - пока идёт пользователь, то он манипулирует посохом как обычно, а если задумал пройти через стеснённое пространство, то нажимает кнопку, от чего пружина продвигает гибкий вал в сторону нижнего патрубка с бобышкой, от чего каждая распорка своей средней -самой широкой частью выходит из места над концами своих прижимов, которые продолжают прижиматься к соседним патрубкам только силой их упругости, что легко преодолевается силой рук сгибающих посох, что и делает пользователь. Согнув посох он может пройти тесное место, или продолжая его сжимать руками, или обогнув его вокруг себя и зацепив в кольцо, - сделав его своим поясом. Если же вместо распорок в устройстве применены распорные пальцы , то, после нажатия на кнопку при передвижении гибкого вала вдоль посоха. пальцы из перпендикулярного положения над прижимами переходят в наклонное положение, от чего притягиваю прижимы в сторону осевой линии посоха, но в этом случае сцепление с прижимами пропадает сразу. В этом случае механизм срабатывает и при большой нагрузке направленной на создание перекосов. А это важно при частичном опаздывании с реакцией пользователя на возникновение препятствий то есть если он нажмёт кнопку тогда, когда его посох уже прогнулся дугой под падающим на него прохожим, устройство все равно сработает. А для исключения человеческого фактора ОИС и снабжена электромагнитом, и датчиками давления, когда тот прохожий, чья сила нацелена чтобы согнуть посох пользователя в дугу, наступив на него, только начинает эту свою неловкость, первый же датчик к которому прохожий лишь коснётся чуть - чуть сильнее, чем бывает при обычном проскальзывании обычных не опасных прохожих, подаст сигнал на выключатель, и устройство сработает так же как и при ручном отключении но только быстрее. В результате посох не станет помехой ни пользователю, ни другим пешеходам. А после прохождения где жесткость посоха отключалась, линейную форму своего стержня, если она была нарушена, посох восстанавливает сам, за счёт действия пружины на нижнем патрубке, а пользователь восстанавливает жесткость посоха потянув за бобышку, до срабатывания замка. Вариант посоха наиболее показателен для демонстрации названия изобретения, так как изменяя свои свойства посох меняет и свойства его пользователя.

В варианте для лестниц, для лестничных стоек применяется Фиг 3, гирлянда из 1 - патрубков, с пазами под 8 - фиксаторы - скобы, внутри которой на всю её длину пропущен, и соединён с крайними патрубками, - с одним жестко, а с другим через спиральную пружину, 8 - трубчатый гибкий барабан с отверстиями, через которые пропущены 9 -фиксаторы -скобы, шарнирами соединённые 4 - распорными пальцами, шарнирно соединёнными с 10 - упругой трубкой, пропущенной по осевой линии гирлянды. Фиксаторы - скобы, своими поперечными концами, через отверстия в гибком барабане пропущены к пазам двух соседних патрубков. На крайних патрубках, с обеих концов, и под ними в барабане Фиг 4, имеются 11 - прорези с пазами, для зацепления, пропущенных через прорези 12 - пружинных стерженьков, жестко соединённые с упругой трубкой. Пружинные стерженьки любого конца лестницы могут быть соединены с общей проволочной перемычкой, или снабжены бобышками. Каждый стык патрубка может быть закрыт чуть расширенным в своей средине матерчатым кольцом с упругими элементами. Ступеньки же могут состоять из телескопически соединённых трубок. Дополнительно, лестница может быть снабжена элементами её устойчивости или подвеса. Материалом лестниц может быть композит или прочный металлический сплав.

Пользуясь такой лестницей, пользователь, если надо придать стойкам жесткость, снимает пружинные стерженьки с их зацепления за прорезь и по прорези же продвигает так, чтобы распорные пальцы встали перпендикулярно осевой линии стоек, в этом случае, они вжимают фиксаторы-скобы в пазы патрубков, от чего все соседние патрубки связываются межу собой, и, кроме жесткости на сжатие, у гирлянд стоек появляется жесткость на растяжение. Если такая лестница где-то приставлена под углом к вертикали, по ней можно подниматься вверх или опускаться вниз, а если положена в качестве мостка, то можно перейти по ней, как по мостку. Пока она жесткая, она не превосходит подобные лестницы, но когда её жесткость отключена, её, гораздо удобнее прочих лестниц, протаскивать в сложных пространственных условиях, и можно это делать очень быстро, что весьма пригодится спасателям и военным, то есть ОИС делает лестницу и рабочей, и пожарной, и штурмовой. При отключенной жесткости, ею можно пользоваться и как верёвочной лестницей, как верёвочную же, спуская вниз, или перед этим, подавая вверх как жесткую лестницу. Для придания ей гибкости, следует пружинными стерженьками проделать движения противоположные по направлению которому следовали для создания жесткости. Назвать это устройство можно "Улучшенная штурмовая лестница регулирующая азы", то есть, регулирующая начальные свои свойства (УШЛЯРА).

Гирлянда подобная описанному для посоха или для стойки лестницы может применяться как черенки, рукоятки для инструментов или как их удлинители. Если как черенки или рукоятки, то черенки или рукояти состоят из двух половинок соединённых последовательно. А если как удлинители, то первая половина, обычного типа, соединена с навершием инструмента, например, с лезвием лопаты или с головой кувалды, а вторая - управляемая, то есть ОИС

Пользоваться же таким инструментом в основном, и в случае лопаты и в случае кувалды, надо чередуя использование частей черенков и рукояток, при том что первая половинка черенка или рукояти жесткая, а у второй половинки жесткость периодически переключается. Если же первая или и первая половина ОИС , кувалдой пользуются как разновидностью кистеня. Так на лопату со дна окопа легко можно набрать грунт пока черенок короткий , а выкидывать грунт на верх удобнее на длинном черенке, такие свойства могут дать и телескопические конструкции черенков и ОИС, при своевременном им управлении, но с ОИС, и на завершающих этапах бросков грунтом, можно отключать жесткость черенка, от чего будут экономиться силы, так как, резко тормозить лопату не потребуется. В случае кувалды вовремя отключенная жесткость первой или второй половины рукояти способствует снижению ударной отдачи на пользователя, что способствует удобству, безопасности и экономии сил.

.Для зонтов ОИС применима и как основной стержень не складных зонтов, и как дополнительный стержень складных и не складных, но раскрывающихся, зонтов. Конструкция стержня не складного зонта подобна лестничной стойке или стержню посоха, особенностью применения является сгибание зонта, когда сложен его купол, для прохождения тесных мест и для более компактной укладки. Дополнительный стержень ОИС оборудован крючками, и ими крепится за эластичные кольца установленные на бегунке зонта и на его ручке. Разложенный или только раскрытый зонт с дополнительным стержнем ОИС упрочняется приданием жесткости ОИС, а перед тем как сложить зонт, ОИС переключают на гибкость или рассыпчатость, а затем один его конец снимается с ручки или с бегунка.

В случае ограды ОИС применяется для сдерживания толпы и отключения этого сдерживания, или для управлениями потоками людей, когда этого требует ситуация. Ограда состоит из вверху или внизу перемычкой соединяемых столбиков ОИС устроенных подобно посохам, такого же или большего размера. Перемычка частью столбиков или непосредственно соединена с элементами устойчивости. В перемычке проходят тяги от узлов дистанционного управления к каждому столбику. Регулировщик, наблюдая за толпой, и видя начало заторов, рядом с их возникновением, дистанционным сигналом отключает жесткость столбиков, и толпа их наклоняет и проходит за них в страховочные карманы или в иные ходы. Таким же образом регулировщик сможет пропускать куда нужно спасателей, полицию и медиков. Ограда может иметь и поперечные ОИС одной своей стороной размыкающиеся на вертикальных опорах. Мебель, на случай пожаров , и для транспортировки в сложные места, также может быть устроена с использованием ОИС. Возможный вариант типа стеллажа, чьи трубы изготовлены по идее ОИС, а на них натянуто полотно. Способ пользования очевиден.

С использованием ОИС можно изготавливать: гимнастические круги рамы диски, обода и спицы колёс и рамы и каркасы лёгких транспортных средств. кабины и кузова автомобилей. В лёгком транспорте ОИС выключая жесткость предотвращает кувырки и снижает жесткость ударов, а в автотранспорте можно использовать как запасные гибкие люки, и для отключения жесткости смятых в аварии конструкций. Также для создания запасных проходов ОИС (в том числе с патрубками из стекла) может применяться и для элементов архитектурных сооружений. Если люк круглый, стержень ОИС, вместе с эластичной прокладкой, закручен в плоскую спираль, а по всему его периметру, или кроме сгибаемой стороны, оснащён запорами. Пользуясь им, при необходимости, открывая запоры, выключают и жесткость спирали, так как жесткость люка в аварийной ситуации может стать помехой для спасания. Если люк прямоугольный с одного края или с двух сторон патрубков ОИС является и замками , пропускаемыми в стенки, а с остальных сторон у люка могут быть отдельные запоры.

К военному применению ОИС могут относиться штурмовые шесты и копья, багры как ударные так и с взрывными зарядами. Особенность их использования заключается в отключении жесткости на части древка, для создания сгиба его передней части, при резком торможении маха, для захода навершия древка за угол.

Возможны и варианты ОИС с неньютоновской жидкостью и с гидроприводом, пневматическим или электрическим приводом для управления прижимами. Для отвода фиксаторов можно применить камеры с пороховыми зарядами. Подвижные места устройств заполняемые неньтоновской жидкостью могут помещаются и в эластичные камеры с обыкновенной жидкостью.

Цифровое обозначение изображений:

Фиг 1: 1 - патрубок, 2 - прижим, 3 -распорка , 4 - распорный палец, 5 - гибкий вал (букден);

Фиг2: 1 - патрубок, 6 - кнопка, 7 - бобышка;

Фиг 3: 1 - патрубок, 4 - распорный палец, - фиксатор - скоба, 8 - трубчатый гибкий барабан, 9 -фиксатор -скоба, 10 - упругая трубка;

Фиг 4: 1- патрубки, 11 - прорези с пазами, 12 -пружинные стерженьки.

Изобретение относится к области строительства и предназначена в основном для опор и для иных стержневых в своей основе передатчиков нагрузки для случаев, когда требуется менять такое свойство, как гибкость, или когда нужен перевод из цельного жесткого состояния в рассыпное жесткое и обратно в цельное жесткое. Техническим результатом является возможность изменения такого свойства, как гибкость, или когда нужен перевод из цельного жесткого состояния в рассыпное жесткое и обратно в цельное жесткое. Технический результат достигается тем, что опора, изменяющая свойства, характеризуется тем, что выполнена в виде стержня, образованного из плотно собранных в гирлянду патрубков, соединённых между собой посредством распорных элементов, расположенных внутри патрубков, при этом опора содержит гибкий упругий элемент непосредственно или шарнирно связанный с распорными элементами и пропущенный внутри стержня из патрубков. 4 ил.

Опора, изменяющая свойства, характеризующаяся тем, что содержит стержень, образованный из плотно собранных в гирлянду патрубков, соединённых между собой посредством распорных элементов, расположенных внутри патрубков, при этом опора содержит гибкий упругий элемент непосредственно или шарнирно связанный с распорными элементами и пропущенный внутри стержня из патрубков.