Комбинированный лебёдочный рычаг "Архимед"
COMBINED WINCH LEVER "ARCHIMEDES"

Область техники
Изобретение: лебедочный вытаскиватель «Архимед», относится к области транспорта.
Уровень техники
Известен: Рычаг.
- простейший механизм, представляющий собой балку, вращающуюся вокруг точки опоры.
Рычаг относится к простейшим механизмам. Представляет собой жесткую балку, имеющую возможность вращаться вокруг точки опоры (подвеса). Части балки от точки опоры до точки приложения сил, называют плечами рычага. Относительно точки опоры, места приложения сил могут быть по разные стороны (рычаг I рода) или с одной стороны (рычаг II рода).
Рычаг используется для создания большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие.
Частными случаями рычага являются также два других простейших механизма: Дифференциальный ворот и Блок.
Человек стал использовать рычаг еще в доисторические времена, интуитивно понимая его принцип. Такие инструменты, как мотыга или весло, применялись, чтобы уменьшить силу, которую необходимо было прикладывать человеку. В пятом тысячелетии до нашей эры в Месопотамии применялись весы, использовавшие принцип рычага для достижения равновесия. Позже, в Греции, был изобретен безмен, позволивший изменять плечо приложения силы, что сделало использование весов более удобным. Около 1500 года до н.э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлем»), прародитель современных кранов, устройство для поднимания сосудов с водой.
Неизвестно, пытались ли мыслители тех времен объяснить принцип работы рычага. Первое письменное объяснение дал в III веке до н.э. Архимед, связав понятия силы, груза и плеча. Закон равновесия, сформулированный им, используется до сих пор и звучит как: «Усилие, умноженное на плечо приложения силы, равно нагрузке, умноженной на плечо приложения нагрузки, где плечо приложения силы - это расстояние от точки приложения силы до опоры, а плечо приложения нагрузки - это расстояние от точки приложения нагрузки до опоры». По легенде, осознав значение своего открытия, Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!».
В современном мире принцип действия рычага используется повсеместно. Практически любой механизм, преобразующий механическое движение, в том или ином виде использует рычаги. Подъемные краны, двигатели, плоскогубцы, ножницы, а также тысячи других механизмов и инструментов используют рычаги в своей конструкции.
Различают рычаги 1 рода, в которых точка опоры располагается между точками приложения сил, и рычаги 2 рода, в которых точки приложения сил располагаются по одну сторону от опоры. Среди рычагов 2 рода выделяют рычаги 3 рода, с точкой приложения «входящей» силы ближе к точке опоры, чем нагрузки, что дает выигрыш в скорости и пути.
Примеры: рычаги первого рода - детские качели (перекладина), ножницы; рычаги второго рода - тачка (точка опоры - колесо), приподнимание предмета ломом движением вверх; рычаги третьего рода - задняя дверь багажника или капот легковых автомобилей на гидравлических телескопических упорах, подъем кузова самосвала (с гидроцилиндром в центре), движение мышцами рук и ног человека и животных. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Рычаг
Известна: Лебедка.
Лебедка - механизм, тяговое усилие которого передается посредством каната, цепи, троса или иного гибкого элемента от приводного барабана. Авторское свидетельство на лебедку создано 6 марта 1989 Родионовым Владимиром Викторовичем.
Привод лебедки может быть ручным (ручная лебедка, кабестан), электрическим (электрическая лебедка), от двигателя внутреннего сгорания, паровой машины. Лебедка предназначается, в основном, для подъема груза по вертикали, но иногда используется и для перемещения груза по горизонтали (турачка, шпиль, брашпиль). Обычная лебедка с электроприводом состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, рамы, тормозной системы. В случае необходимости, некоторые лебедки сочетают с полиспастом. В зависимости от исполнения лебедки можно подразделить: по типу тягового органа - на канатные и цепные; по типу установки - на неподвижные (закрепленные на полу, стене, потолке) и передвижные (на тележках, передвигающихся по полу или по подвесным путям); по числу барабанов - на одно-, двух- и многобарабанные лебедки; по типу барабана - на нарезные, гладкие и фрикционные. Грузовые лебедки используются в подъемных кранах и канатных экскаваторах.
Автоматическая буксирная лебедка используется на морских буксирных судах и ледоколах для травления, выбирания, удержания и хранения буксирного троса.
Автоматическая швартовная лебедка - элемент швартовного устройства. При отклонении нагрузки от установленной такая лебедка подбирает или протравливает трос. При вытравливании всего троса лебедка подает сигнал.
Автомобильная лебедка- механизм, закрепленный на автомобиле и предназначенный для его перемещения путем наматывания троса, свободный конец которого зацеплен за неподвижный предмет - хорошо закрепленный или значительно большей массы.
Автомобильные лебедки бывают трех типов:
1. Электрические, с питанием от автомобильного аккумулятора.
Механические лебедки - это лебедки, приводимые в действие двигателем автомобиля. К раздаточной коробке подключается специальная коробка отбора мощности, от которой лебедка и получает крутящий момент. Эти лебедки отличают высокая мощность, неприхотливость и надежность, возможность изменять скорость наматывания троса путем изменения оборотов двигателя. Основным недостатком механических лебедок является их возможность установки только на внедорожники, раздаточная коробка которых допускает подключение коробки отбора мощности.
1) Гидравлические лебедки - лебедки, работающие от гидромотора, который обычно приводится в действие насосом гидроусилителя руля. Гидравлические автомобильные лебедки имеют ряд существенных преимуществ - высокая надежность гидромотора, устойчивость к перегрузкам (при перегрузке гидромотор не ломается, а просто останавливается), возможность работать под водой (гидромотор - герметичен). К недостаткам данной лебедки можно отнести невысокую скорость сматывания троса (данный параметр может быть критичным для спортсменов), невозможность работы при выключенном моторе, часто одного насоса гидроусилителя руля не хватает для одновременной работы лебедки и гидроусилителя руля.
2) Грузовая лебедка - машина для подъема или перемещения грузов с помощью тягового каната или цепи.
3) Гидравлическая натяжная машина (кабельная гидравлическая лебедка) предназначена для протягивания силового кабеля в траншеях или через трубы. Представляет собой машину, оснащенную дизельным двигателем, гидравлической системой и рабочими колесами (кабестанами), через которые пропускается лидер-трос.
Двигатель приводит в движение кабестаны с заведенным на них лидер-тросом, который, в свою очередь, соединен с прокладываемым кабелем при помощи специальных приспособлений (вертлюг, чулок кабельный). Кабестаны, вращаясь, подтягивают трос, а за ним и кабель с одного конца траншеи, на котором расположен барабан с кабелем, к другому (где располагается лебедка). Диапазон мощностей таких лебедок довольно широк: от небольших с силой тяги от 0,5 тонн до сверхмощных с силой тяги до 400 тонн.
2. Сценическая лебедка - механизм, служащий:
1) Для натяжки тросов
2) Для горизонтального и вертикального перемещения элементов декораций
3) Для приведения в действие различных механизмов сцены
3. Топенантная лебедка предназначена для подъема и опускания грузовых стрел. Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Лебедка
Сущность
Технический результат, решаемый изобретением, обеспечивается не освоенным способом преодоления труднопроходимой местности.
Для решения этой технической задачи предлагается лебедочный вытаскиватель «Архимед».
Лебедочный вытаскиватель «Архимед», включающий две флейты грузоупора работающих на упор с проушинами для крепления крюка троса лебедки, флейту грузоупора работающую на тягу с проушиной для крепления за крюк бампера автомобиля, пальцевой фиксатор, рукояти для переноса, комбинированный рычажный шарнир, опорные лопатки, жестко закрепленные на каждой флейте грузоупора работающей на упор.
Данный механизм радикальным образом призван сместить застрявший автомобиль с «мертвой» точки, обеспечивает возможность разместить под застрявшим колесом подручные упоры, такие как бревно, камень, кирпич и т.д.
Удобство транспортировки данного механизма обусловлено технической особенностью разбора флейт, то есть посредством изъятия/установления пальцевого фиксатора. Что так же удобно для человека, и тем более группы людей, при очевидной необходимости приложения физической силы при переносе и монтаже механизма.
Основные технические особенности и преимущества предлагаемого технического решения описаны в представленном предпочтительном варианте осуществления.
Применение такого механизма, по инженерному замыслу автора, очевидно непосредственно в условиях труднопроходимой местности.
Предлагаемый механизм увеличивает КПД автомобиля в условиях бездорожья. Предполагается экономия топлива, сохранения амортизационного ресурса узлов и агрегатов автомобиля, а следовательно, увеличивается время прибытия в пункт назначения, что актуально при проведении поисково-спасательных работ по обнаружению приземлившихся космонавтов, иных людей, терпящих бедствие, нуждающихся в срочной помощи. Увеличивается потенциал автономности автомобиля в условиях труднопроходимой местности, от зависимости в других автомобилях, которые способны вытягивать застрявший автомобиль.
Объем защиты изобретения не ограничивается описанным примером, а включает различные варианты исполнения в соответствии с общей концепцией. В частности, использование комбинированного рычажного шарнира, функционального расположения опорных лопаток, флейт, предполагающих разборку/сборку механизма и регулировки длинны рычажного плеча.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами. На Фиг. 1-7 показаны общий вид и устройство лебедочного вытаскивателя «Архимед».
На фигуре 1 обозначено: автомобиль с видом спереди с изображением смонтированного к нему лебедочного вытаскивателя «Архимед». Бампер автомобиля 8. Автомобиль умышленно изображен с креном на левый бок, как если бы он утоп этим боком в воображаемой, чтецом чертежа, колее, а лебедочный вытаскиватель «Архимед» установлен горизонтально по отношению к воображаемой опоре и готов к осуществлению. На данном изображении автор не предлагает чтецу чертежа иные обозначения элементов фигуры, а также отношение к опоре автомобиля и поперечный вид сечения колеи в частности, так как это предположит неудобство при считывании. На фигуре не обозначен так же крюк троса лебедки, по этой же причине. Фигура 1, по причине изображения автомобиля, непосредственно причастна к фигурам 2 и 3, и предложена в дополнение к ним, для простоты понимания механизма в общем виде.
На фигуре 2 обозначено: автомобиль, с видом сбоку, с изображением смонтированного к нему лебедочного вытаскивателя «Архимед» в стадии начала работы. При этом автор проводит условную линию опоры автомобиля, в виде продольного сечения колеи, которую ни как не обозначает, а предлагает ее как узнаваемую форму, имитирующую технический уровень глубины погружения автомобиля при застревании в условиях бездорожья. На фигуре не обозначен крюк троса лебедки, его наличие представляется достаточно известным и предлагается к воображению.
Флейты грузоупора, работающих на упор 1, проушины 3, трос 11, лебедка 10, флейта грузоупора, работающая на тягу 2, комбинированный рычажный шарнир 6.
На фигуре 3 обозначено: автомобиль, с видом с боку, с изображением смонтированного к нему лебедочного вытаскивателя «Архимед» в стадии окончания работы. При этом автор проводит условную линию опоры автомобиля, в виде продольного сечения колеи, которую ни как не обозначает, а предлагает ее как узнаваемую форму, имитирующую технический уровень глубины погружения автомобиля при застревании в условиях бездорожья. На фигуре не обозначен крюк троса лебедки, его наличие представляется достаточно известным и предлагается к воображению.
Рукоять для переноса 5, крюк бампера автомобиля 9, опорные лопатки 7.
На фигуре 4 обозначено: флейта грузоупора, работающая на упор 1, рукоять для переноса 5, пальцевой фиксатор 4.
На фигуре 5 обозначено: флейты грузоупора, работающие на упор 1, флейта грузоупора, работающая на тягу 2, с имитационным чертежным разрезом, пальцевой фиксатор 4, комбинированный рычажный шарнир 6.
На фигуре 6 обозначено: место соединения флейты грузоупора, работающей на упор 1, с опорными лопатками 7.
На фигуре 7 обозначено: флейта грузоупора, работающая на упор 1, проушина 3, опорные лопатки 7.
При застревании автомобиля монтируется лебедочный вытаскиватель «Архимед», следующим способом: флейта грузоупора работающая на тягу 2, посредством проушины 3, крепиться за крюк бампера автомобиля 9, а две флейты грузоупора работающих на упор 1 раздвигаются, в плоскости по отношению друг к другу, то есть в стороны, и на расчетном удалении устанавливаются в землю. Комбинированный рычажный шарнир 6 выступает промежуточной точкой опоры, соединяет флейты грузоупора работающих на упор 1 с флейтой грузоупора работающей на тягу 2 и должен быть выше точки опоры проушины 3 флейты грузоупора, работающей на тягу 2, при осуществлении работы. Лебедочный крюк закрепляется за проушину 3 одной из флейт грузоупора, работающей на упор 1, а вторая флейта грузоупора, работающая на упор 1, выступает как опора для поперечной фиксации, то есть предупреждает падение конструкции влево/право, в зависимости от того, какая флейта будет монтироваться крюком троса 11 лебедки 10. Во фронтальном исполнении, флейты грузоупоров, работающие на упор 1, при их установки для осуществления работы, изображают символ . В зависимости, от того какая сторона борта автомобиля завязла в колее, и угла установки механизма, с учетом наличия представления о механическом усилии, человек выбирает, использовать левую или правую флейту грузоупора работающую на упор 1 для фиксации ее крюком троса 11 лебедки 10. С помощью пальцевого фиксатора 4 можно регулировать длину флейт, выступающих в механизме рычажными плечами. Опорные лопатки 7 закреплены на флейтах грузоупоров, работающих на упор 1, и призваны осуществить опору от горизонтального, продольного и поперечного смещения указанных флейт. При работе лебедки 10 происходит контролируемое смещение автомобиля вперед-вверх. Рукояти для переноса 5 предназначены для удобства монтажа механизма, а так же текущего перемещения флейт 1 на последующее/очередное удаление, с целью дальнейшего осуществления работы механизма в таких повторяющихся циклах, и так в прогрессии до достижения необходимого результата.
В описанном варианте осуществления работы механизма, рассмотрено применения предлагаемого изобретения с передней части автомобиля. Осуществление такой же работы механизма с задней части автомобиля аналогично.
Осуществление изобретения
Лебедочный вытаскиватель «Архимед» работает в одном режиме.
При застревании автомобиля монтируется лебедочный вытаскиватель «Архимед», следующим способом: флейта грузоупора работающая на тягу 2, посредством проушины 3, крепиться за крюк бампера автомобиля 9, а две флейты грузоупора, работающие на упор 1, раздвигаются, в плоскости по отношению друг к другу, то есть в стороны, и на расчетном удалении устанавливаются в землю. Комбинированный рычажный шарнир 6 выступает промежуточной точкой опоры, соединяет флейты грузоупора, работающие на упор 1, с флейтой грузоупора, работающей на тягу 2, и должен быть выше точки опоры проушины 3 флейты грузоупора, работающей на тягу 2, при осуществлении работы. Лебедочный крюк закрепляется за проушину 3 одной из флейт грузоупора, работающей на упор 1, а вторая флейта грузоупора, работающая на упор 1, выступает как опора для поперечной фиксации, то есть предупреждает падение конструкции влево/право, в зависимости от того какая флейта будет монтироваться крюком троса 11 лебедки 10. Во фронтальном исполнении, флейты грузоупоров, работающие на упор 1, при их установке для осуществления работы, изображают символ  В зависимости, от того какая сторона борта автомобиля завязла в колее, и угла установки механизма, с учетом наличия представления о механическом усилии, человек выбирает, использовать левую или правую флейту грузоупора работающую на упор 1 для фиксации ее крюком троса 11 лебедки 10. С помощью пальцевого фиксатора 4 можно регулировать длину флейт, выступающих в механизме рычажными плечами. Опорные лопатки 7 закреплены на флейтах грузоупоров работающих на упор 1 и призваны осуществить опору от горизонтального, продольного и поперечного смещения указанных флейт. При работе лебедки 10 происходит контролируемое смещение автомобиля вперед-вверх. Рукояти для переноса 5 предназначены для удобства монтажа механизма, а так же текущего перемещения флейт 1 на последующее/очередное удаление, с целью дальнейшего осуществления работы механизма в таких повторяющихся циклах, и так в прогрессии до достижения необходимого результата.
В описанном варианте осуществления работы механизма, рассмотрено применения предлагаемого изобретения с передней части автомобиля. Осуществление такой же работы механизма с задней части автомобиля аналогично.