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上海精晟知识产权代理有限公司 (CN)
| 权 利 要 求 书 1、 一种无动力吊臂起重弹簧组结构， 包括弹簧组固定结构、 吊 臂固定结构、 滚轮装置、 吊臂、 余角弹簧组， 其特征在于所述余角弹 簧组由两 >弹簧组成，分别通过所述滚轮装置一端连接弹簧组固定结 构， 另一端连接吊臂； 所述吊臂一端连接吊臂固定结构， 另一端承受 重物； 所述吊臂固定结构是与地面平行的水平面或者地面中的一种。 2、 如权利要求 1所述的无动力吊臂起重弹簧组结构， 其特征在 于所述余角弹簧组的两根弹簧的强度与他们的作用臂长度的平方成 反比； 其中一 >弹簧与其作用臂的夹角始终等于吊臂与水平面的夹 角， 并且同另一根弹簧与其作用臂的夹角始终互为余角。 3、 如权利要求 1所述的无动力吊臂起重弹簧组结构， 其特征在 于所述吊臂还可以是平行连杆所组成的平行双吊臂或平行多吊臂。 4、 如权利要求 3所述的无动力吊臂起重弹簧组结构， 其特征在 于所述余角弹簧组的两个弹簧还可以分别连接于两个不同吊臂上。 5、 如权利要求 1和 3所述的无动力吊臂起重弹簧组结构， 其特 征在于所述吊臂上可以安装配重块， 当吊臂处于水平位置时， 配重块 的位置可以调整。 6、 一种起重及双层存放结构， 包括滑轨固定结构、 滑轨移动结 构、 吊臂固定结构、 弹簧组固定结构、 平行连杆吊臂、 余角弹簧组、 配重块和滚轮装置。 所述余角弹簧组由两根弹簧组成， 所述平行连杆 吊臂的顶端连接滑轨固定结构， 底端连接吊臂固定结构， 所述余角弹 簧组的两个弹簧一端通过滚轮装置连接弹簧组固定结构，另一端连接 在一根吊臂上， 所述配重块安装在另一根吊臂上。 7、 如权利要求 6所述的双层起重及存放结构， 其特征在于所述 余角弹簧组的两根弹簧的强度与他们的作用臂长度的平方成反比；其 中一 ^弹簧与其作用臂的夹角始终等于吊臂与水平面的夹角，并且同 另一^ f艮弹簧与其作用臂的夹角始终互为余角。 |
无动力吊臂起重弹簧组结构 技术领域
本发明涉及一种无需动力的起重结构，特别涉 及一种无动力吊臂 起重弹簧组结构。
背景技术
在零散、狭小的场地， 自带动力或电力的大型起重设备无法施展 时， 仅依靠人力进行的起重是非常有限的。 以立体车库为例， 现有的 大型立体车库均离不开电源以及电气控制元件 ， 所需投资较大， 安装 维护复杂， 并且需要专人集中管理， 不便拆移。 总结上述起重及存放 装置的缺点为： （1 )均由动力源以及电气控制元件组成， 工作时离不 开动力或电源； （2 )安装维护复杂， 操作需要专人集中管理。 （3 )投 资较大， 不方便拆移。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种无动力 吊臂起重弹簧组结 构， 通过对弹簧强度、 位置及安装方式的要求， 来完成起重而无需电 源、 动力和电气控制元件， 还可以通过配重来扩大起重的范围， 方便 拆卸， 无需专人管理。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种无动力吊臂起重弹簧组结构， 包括弹簧组固定结构、 吊臂固 定结构、 滚轮装置、 吊臂、 余角弹簧组， 所述余角弹簧组由两 弹簧 砩认 组成， 分别通过所述滚轮装置一端连接弹簧组固定结 构， 另一端连接 吊臂； 所述吊臂一端连接吊臂固定结构， 另一端承受重物。 所述吊臂 固定结构通常是与地面平行的水平面或者地面 。通过上述结构进行起 重，操作人员只需克服支点及滚轮处较小的滚 动摩擦阻力便可上下移 动重物。
所述余角弹簧组的两根弹簧的强度与他们的作 用臂长度的平方 成反比；其中一根弹簧与其作用臂的夹角始终 等于吊臂与水平面的夹 角， 并且同另一根弹簧与其作用臂的夹角始终互为 余角。通过对上述 弹簧强度、位置及安装方式的要求， 无需提供任何外加动力就可以满 足起重某一固定重量， 并在吊臂与水平面任意角度下平衡。
所述吊臂还可以是等长的、互相平行的两个或 多个吊臂组成的平 行连杆吊臂。 当采用平行连杆吊臂起重时， 所述余角弹簧组的两个弹 簧可以连接同一个吊臂或不同的吊臂； 所述吊臂上可以安装配重块， 增加起重范围， ？文善起重的局限性。
一种起重及双层存放结构， 包括滑轨固定结构、 滑轨移动结构、 吊臂固定结构、 弹簧组固定结构、 平行连杆吊臂、 余角、弹簧组、 配重 块和滚轮装置， 所述余角弹簧组由两才艮弹簧组成， 所述平行连杆吊臂 的顶端连接滑轨固定结构， 底端连接吊臂固定结构， 所述余角弹簧组 的两个弹簧一端通过滚轮装置连接弹簧组固定 结构，另一端连接在平 行连杆的一个吊臂上， 所述配重块安装在平行连杆的另一个吊臂上。
所述余角弹簧组的两根弹簧的强度与他们的作 用臂长度的平方 成反比；其中一根弹簧与其作用臂的夹角始终 等于吊臂与水平面的夹 角， 并且同另一 弹簧与其作用臂的夹角始终互为余角。
本发明的有益效果为：
( 1 )无需电源， 只利用余角弹簧组结构完全承受重物压力， 并 且始终保持平衡状态， 与本结构从水平地面起重到任何角度无关；
( 2 )对于不同重量的重物， 采用水平滑动配重来调整重量范围， 改善了起重的局限性；
( 3 )装置结构简单， 便于拆移， 无需专人操作管理。
附图说明
图 1是单臂起重余角弹簧组装置的一般结构
图 2是平行连杆吊臂起重余角弹簧组装置的一般 构
图 3是平行连杆汉吊臂起重余角弹簧组装置及双 存放结构 具体实施方式
以下结合附图和实施例， 对本发明做进一步说明。
实施例 1
如图 1 , 是单臂起重余角弹簧组装置的一般结构， 余角弹簧组 κ> 和 Κ 2 的一端分别通过滚轮装置 ,和 Α 2 连接在余角弹簧组固定装置 和 B 2 上并可以滑动， 另一端连接吊臂 吊臂 L顶端承受重物 G, 底 端连接吊臂固定结构 C。 余角弹簧组 ^和1[ 2 的作用臂分别为！^和^。
其中 1^与 的夹角 Θ始终等于吊臂 L与水平面之间的夹角， 并 且 K 2 与 L 2 之间的夹角始终是 90°- Θ ; 两个余角弹簧 1^和1( 2 的强度与 其作用臂的关系满足 K K 2 = (L 2 / 2 。 本结构在安装时， 只要满足上 述奈件， 便可以实现某一固定重量 G 在任意起重角度达到平衡。 如： G=500公斤， L=2米。 若1^=1米， 则 K!-GL/L^I OOO公斤 /米; 若 L 2 =0. 5米， 则 K 2 =GL/L 2 2 =4000公斤 /米 实施例 2
如图 2 , 是平行连杆吊臂起重余角弹簧组装置的一般结 构， 余角 弹簧组 1^和 K 2 的一端分别通过滚轮装置 和 Α 2 连接余角弹簧组固定 装置 Β 2 并可以滑动， 另一端分别连接吊臂 Dm和 Dn， 平行连杆吊 臂长度均为 L， 顶端的重物承受层 E上可以承受重物 G， 如汽车或体 积较大的大型货物，使本发明应用范围更加广 泛， 平行连杆吊臂的底 端连接吊臂固定装置 C， 余角弹簧组 Κ 2 的作用臂分别为 1^和1 2 。
其中 与 L的夹角 Θ始终等于吊臂与水平面之间的夹角， 并且 K 2 与 L 2 之间的夹角始终是 90°- Θ ; 两个余角弹簧 1^和 K 2 的强度与其 作用臂的关系满足 Κ,/Κ 2 = 2 / Lj 2 。 本结构在安装时， 只要满足上述 条件， 便可以实现某一固定重量 G在任意起重角度达到平衡。 实施例 3
如图 3，是平行连杆双吊臂起重余角弹簧组装置及 层存放结构， 余角弹簧组 1^和 1( 2 均水平， 分别通过滚轮装置 A 2 连接余角弹簧 组的竖直固定装置 C 2 上， 1^和1( 2 的另一端连接同一个吊臂 D l 平行连 杆吊臂 和 D 2 的底端分别连接吊臂固定结构 和 C 2 , 和 D 2 的长度 均为 L， 顶端直接连接重物承受层 E, 在 D 2 上安装配重块 G'。 当 及 D 2 处于水平位置时， 配重块 G'可以在 上滑动， 余角弹簧组 ^和 K 2 的作用臂分别为！^和^， 配重块 G'的作用臂为 1 。
其中 1^与 L,的夹角 Θ始终等于吊臂 与水平面之间的夹角， 并 且 Κ 2 与 L 2 之间的夹角始终是 90°- Θ , D 2 与水平面之间的夹角也始终 是 Θ ; 两个余角弹簧 和 K 2 的强度满足与其作用臂的关系为 ,/ 2 = (U ) 本结构在安装时， 只要满足上述条件， 便可以实现 某一固定重量 G+G'在任意起重角度达到平衡。
由于重物承受层 E可以设计为滑轨移动结构，则重物承受层 E可 以水平移动一定的位置，并且通过平行连杆摇 臂的摇动升降在地面和 二层之间， 即组成了一个起重及汉层存放结构， 应用范围广泛， 如进 行二层停车， 在二层时重物承受层 E的位置为 E A E B ， 且可以平移到位 置 E EW, 利用本发明降至（^时， 重物承受层 E的原位置为 E A E B ， 平 移后的位置为 EwEb- 利用上述结构进行二层存放， 节省空间， 应用 范围广。 以下通过力学原理， 证明本发明可以达到平衡。
对于实施例 1和 2 , 设重物重量为 G， 余角弹簧组 1^和1( 2 的作用 臂分别为 1^和 L 2 。 其中！^与 的夹角 Θ始终等于吊臂与水平面之间 的夹角， 并且 K 2 与 L 2 之间的夹角始终是 90。- Θ， 弹簧拉力分别为 和 F 2 ， 强度为 ^和1 2 , 吊臂长度为 L。
该机构平衡需满足： 重力距 = 弹力距之和，
即 GLcos θ = L, Fjs in θ + L 2 F 2 cos θ ,
对于线性弹簧， 且预应力为零时， 贝' J F^K^! cos Θ， F 2 =K 2 L 2 (1— sin Θ )，
故 GLcos Θ = KiLj 2 cos Θ s in Θ + K 2 L 2 2 (1— s in Θ ) cos Θ，
当两个弹簧强度与其作用臂的关系满足 (L 2 / )
即 ldL^K^ 2 时，
则 GLcos Θ ^!L^cos Θ =K 2 L 2 2 cos Θ
也即
该等式说明机构可实现平衡， 且与角度 Θ无关。
反之，对于余角弹簧组的两个弹簧满足强度与 其作用臂的关系为 KyK 2 = (L 2 / ) 2 , 即 . ^ 2 ; 而且！^与 1^的夹角始终等于吊臂与 水平面的夹角 Θ , 并且同 K 2 与 L 2 的夹角始终互为余角， 可以满足： 重力距 = 弹力距之和， 即 GLcos θ= F 1 sin0+ L 2 F 2 cos θ , 只利 用两个弹簧的拉力全部承受重物重量 G。
对于实施例 3, 设重物重量为 G, 配重块重量为 G ， 其作用臂为 , 余角弹簧组的拉力为 和 F 2 ， 强度为！^和 K 2 ， 吊臂 和 D 2 与水 平面的夹角为 θ， 由于配重块 G'安装在吊臂 D 2 上， 则其作用臂 1/与 水平面的夹角也等于 θ。
该机构平衡需满足： 重力距之和 = 弹力距之和，
即 GLcos Θ+ G'L' cos d= ίηθ+ L 2 F 2 cos Θ，
对于线性弹簧， 设预应力为零，
则 F KJ^ cos Θ， F 2 =K 2 L 2 (l-sin0) ,
故 GLcos θ + G' L, cos Θ =
KiLi 2 cos Θ sin Θ + K 2 L 2 2 (1— s in Θ ) cos Θ， 由于本发明要求余角弹簧组的两个弹簧满足强 度与其作用臂的 关系为 (L 2 / L:) 即〖山 2
则 GLcos Θ+ G cos θ
也即 GL+ G' V
该等式说明机构可实现平衡， 且与角度 Θ无关。
反之，对于余角弹簧组的两个弹簧满足强度与 其作用臂的关系为 K,/K 2 = (L 2 / ) 即 2 2 ； 而且！^与 1^的夹角始终等于吊臂与 水平面的夹角 Θ , 并且同 K 2 与 L 2 的夹角始终互为余角， 可以满足： 重力 ϋ巨之和 =弹力] E巨之和， 即 GLcos Θ+ G' cos θ = L : F!sin Θ + L 2 F 2 cos Θ， 只利用两个弹簧的拉力全部承受重物重量 G+G'。