ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ МАЧТА (ВАРИАНТЫ)
TELESCOPIC MAST (EMBODIMENTS)

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано в телескопических мачтах, крепящихся к шасси или к кузову автомобиля, или устанавливаемых автономно, и предназначенных для подъема полезной нагрузки, например, антенных устройств, средств видеонаблюдения, освещения и т.п., на заданную высоту.
Известна мачта (см. описание к авторскому свидетельству № 930442, опубл. 23.05.1982 г.), содержащая секции с роликами, ручную лебедку с подъемно-опускным тросом, запасованным через ролики. Ручная лебедка установлена в нижней части второй снизу секции, а опускной трос запасован от лебедки через дополнительно введенный ролик, расположенный на основании нижней секции.
В данной мачте лебедка в начальный момент времени расположена на низкой высоте неудобной для обслуживания, схема запасовки троса не обеспечивает повышенной грузоподъемности мачтового устройства, а также не исключает повышенных нагрузок на секцию при перекосе секций.
Известна телескопическая мачта (см. описание к патенту № 2186443, опубл. 27.07.2002 г.), содержащая неподвижное колено с установленной на нем лебедкой и барабаном, и подвижные колена, кинематически связанные системой тросов и роликов с барабаном лебедки и между собой, а также механизм принудительного опускания верхнего подвижного колена.
Недостатком мачты является одновременное выдвижение всех секций, что не обеспечивает возможности безопасного разворачивания и сворачивания мачты при помощи оттяжек, как при поочередном выдвижении секций, а также часть троса между лебедкой и верхом секции располагается снаружи секции, что не обеспечивает защиту троса от возможных повреждений при размещении мачты на кузове автомобиля, а также накладывает ограничение на размещение каких-либо элементов вдоль ее ствола.
В качестве прототипа принята телескопическая мачта (см. описание к авторскому свидетельству № 364053, опубл. 25.12.1972 г.), содержащая секции, вставленные одна в другую, подъемно-опускной трос (далее-трос), проходящий через систему роликов (блоков) и через приводный механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки (далее-лебедка). Выдвигаются секции подъемной ветвью троса, а возвращаются обратно опускной ветвью того же троса. Концы троса закреплены на установленном в верхней части первой секции мачты валике, фиксируемом накладкой, и на основании этой секции. При ослаблении троса в процессе эксплуатации трос подтягивают, наматывая на валик с последующим закреплением валика накладкой.
Недостатком прототипа является то, что при подъеме мачты нагрузка от троса на секцию передается не симметрично относительно оси мачты, в результате чего возникает дополнительно изгибающее усилие, действующее на секцию мачты от воздействия троса. Секция мачты давит нижней стороной удаленной от блоков на внутреннюю сторону неподвижной секции, что повышает трение между подвижными секциями мачты и снижает КПД тросо-блочной системы, а также, вызывает повышенные контактные напряжения в мачте и износ трущихся частей. Также, в прототипе механизм натяжения троса не обеспечивает постоянное натяжение в подъемной и опускной ветвях троса, точка захода троса на валик, при его натягивании, перемещается вдоль оси валика, тем самым отклоняя подъемно-опускной трос от вертикали, что приводит к трению троса о стенки отверстий основании секций, повреждая его, и, вследствие, к снижению КПД тросо-блочной системы.
Техническим результатом изобретения является увеличение грузоподъемности мачты, а также увеличение КПД тросо-блочной системы мачты и повышение устойчивости к перекосам и заклиниваниям в процессе движения секций мачты при ее развертывании и свертывании.
По первому варианту изобретения технический результат достигается тем, что в телескопической мачте, содержащей секции, подъемно-опускной трос, блоки, размещенные в отсеках и расположенные в верхней части каждой секции, через которые проходит трос, приводной механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки, дополнительно размещено натяжное устройство в корпусе верхней секции, в отсеки нижней части каждой секции и натяжного устройства установлены блоки, через которые проходит трос, при этом блоки в верхней и нижней частях каждой секции, размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками натяжного устройства образуют механизм полиспаста.
По второму варианту изобретения технический результат достигается тем, что в телескопической мачте, содержащей секции, подъемно-опускной трос, блоки, размещенные в отсеках и расположенные в верхней части каждой секции, через которые проходит трос, приводной механизм, выполненный в виде перепускающей лебедки, дополнительно размещено натяжное устройство в корпусе верхней секции, в отсеки нижней части каждой секции и натяжного устройства установлены блоки, через которые проходит трос, при этом блоки в верхней и нижней частях каждой секции, размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками натяжного устройства образуют механизм полиспаста, при этом натяжное устройство содержит привод, одним концом закрепленный к кронштейну, другим концом закрепленный к нижней части натяжного устройства, первый упругий элемент, который закреплен к верхней части верхней секции, причем концы подъёмной и опускной ветвей троса связаны между собой вторым упругим элементом.
Дополнительно кронштейн натяжного устройства содержит ролик, через который запасовывается трос, привод включает каретку с системой блоков, через которые проходит трос и резьбовую деталь, кинематически связанную с кареткой с системой блоков.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана телескопическая мачта, её несущие элементы и схема запасовки троса в пределах мачты.
Телескопическая мачта содержит секции, включающие неподвижную секцию 1, подвижные секции 2, 3, 4, 5, а также систему блоков, состоящую из блоков 6 верхней части и блоков 7 нижней части, трос 8, лебедка 9, натяжное устройство 10, содержащее кронштейн 11, с размещенным в нем роликом 12, первый упругий элемент 13, стакан 14, второй упругий элемент 15, привод 16, включающий резьбовою деталь 17 и каретку с системой блоков 18.
Подвижные секции 5, 4, 3, 2 вставлены одна в другую и внутрь неподвижной секции 1. В верхней части неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5, имеются отсеки с установленными в них блоками 6 верхней части, через которые запасовывается трос 8. В нижней части неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5 и натяжного устройства 10 имеются отсеки с установленными в них блоками 7 нижней части, через которые запасовывается трос 8. Блоки 6, 7 верхней и нижней частей неподвижной секции 1 и каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5 размещены напротив друг друга и в совокупности с блоками 7 натяжного устройства 10 образуют механизм полиспаста, который обеспечивает симметричный относительно оси мачты подъем подвижных секций, тем самым, минимизируя изгибающее усилие от воздействия троса на секцию мачты и снижая воздействие посторонних сил на мачту. Натяжное устройство размещено в верхней подвижной секции 5 и содержит привод 16, одним концом закрепленный к кронштейну 11, другим концом закрепленный к нижней части натяжного устройства 10, первый упругий элемент 13, который закреплен к верхней части верхней подвижной секции 5, например, зацентрирован внутри стакана 14. Концы подъёмной и опускной ветвей троса 8 связаны между собой вторым упругим элементом 15 (например, пружиной), который обеспечивает минимально необходимое постоянное натяжение троса 8. Привод 16 включает каретку с системой блоков 18, через которые проходит трос 8, и резьбовую деталь 17 (например, винт), кинематически связанную с кареткой с системой блоков 18. Через ролик 12, размещенный в кронштейне 11, запасовывается трос 8. Блоки 6, 7 верхней и нижней частей неподвижной секции 1, каждой подвижной секции 2, 3, 4, 5, а также блоки 7 нижней части натяжного устройства 10 выполнены в виде роликов, установленных на подшипниках. Фактически количество секций определяется необходимой высотой подъёма установленной на мачте антенны, при этом кинематическая связь секций не меняется.
Телескопическая мачта работает следующим образом.
Трос 8 приводится в движение лебедкой 9. Трос 8 из мачты в лебедку 9 передается через вырез в наружной стенке неподвижной секции 1 посредством блоков, установленных в лебедке 9. При вращении лебедки 9 на подъем трос 8 перематывается лебедкой 9, сокращая длину троса 8 между блоками 6 верхней части неподвижной секции 1 и блоками 7 нижней части подвижных секций 2, 3, 4, 5 и натяжного устройства 10. Перематываемый трос 8 передается через систему блоков 6, 7, переходит в центр натяжного устройства 10 и симметрично относительно оси мачты поднимается вместе с подвижными секциями 2, 3, 4, 5 вверх. Поочередно подвижные секции 2, 3, 4, 5 выдвигаются. Достигнув нужной высоты, каждая подвижная секция 2, 3, 4, 5 стопорится стопорным устройством (на рис. не показано). Натяжное устройство 10 продолжает движение вверх, кронштейн 11 сжимает первый упругий элемент 13. При максимально возможном сжатии первого упругого элемента 15 срабатывает последнее стопорное устройство (на рис. не показано), которое фиксирует положение натяжного устройства 10. Подъём мачты прекращается. При вращении лебедки 9 на опускание трос 8 перематывается лебедкой 9, сокращается длина троса 8 между роликом 12 натяжного устройства 10 и блоками 7 нижней части неподвижной секции 1. Увеличивается петля троса 8 между блоками 6 верхней части неподвижной в данный момент времени секцией 5 или, 4 или 3, или 2, или 1 и блоками 7 нижней части опускающихся натяжного устройства 10, подвижных секций 5 или 4, или 3, или 2. Подвижные секции 5, 4, 3, 2 поочередно начинают опускаться. При ослаблении троса 8 в процессе эксплуатации при помощи съемной рукоятки (на рис. не показано) подкручивают резьбовую деталь 17. Это приводит в движение каретку с системой блоков 18, которая, подтягивая трос 8 до необходимого натяжения для подъёма груза, поднимается вверх по резьбовой детали 17 натяжного устройства 10 вдоль вертикальной оси мачты. Второй упругий элемент 15 обеспечивает постоянное минимальное натяжение в обоих ветвях троса 8, необходимое для работы лебедки 9.
Таким образом, техническое решение позволяет обеспечить симметричный относительно оси мачты подъем подвижных секций, что минимизирует изгибающее усилие от воздействия троса на секцию мачты, тем самым предотвращая её заклинивание и перекос, и снижая воздействие посторонних сил на мачту, которые уменьшают полезную нагрузку, что позволяет увеличить грузоподъемность мачты. Также обеспечивается постоянное натяжение в подъемной и опускной ветвях троса, снижается трение между подвижными секциями мачты, уменьшая контактные напряжения в мачте и износ трущихся частей, тем самым увеличивается КПД тросо-блочной системы.