устройство для перемещения объектов

Формула изобретения

Устройство для перемещения объектов, содержащее двухступенчатый шкив, смонтированный с возможностью вращения, грузонесущий элемент, две гибкие связи, намотанные каждая одним концом на шкив и другим концом выведенные наружу для приложения к одной из них управляющей силы, отличающееся тем, что двухступенчатый шкив размещен в подвижном с крышкой корпусе, снабженном стопором шкива и упомянутым грузонесущим элементом, выполненным в виде контейнера с ручкой и запирающим механизмом, а гибкие связи выведены через щели между крышкой и корпусом и расположены противоположно друг другу, при этом у гибкой связи, одним концом взаимодействующей с меньшей ступенью шкива, второй конец снабжен трехзубым крюком-кошкой, а у гибкой связи, одним концом взаимодействующей с большей ступенью шкива, второй конец предназначен для приложения к нему управляющей силы, обеспечивающей возможность перемещения объекта в наклонном, вертикальном или горизонтальном направлениях, а также состояние покоя в начальном, конечном или любом промежуточном положениях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для перемещения объектов из нижнего пункта в верхний или обратно и предназначено для перемещения этих объектов в контейнере по двум расположенным наклонно, вертикально или горизонтально гибким связям (например, по нитям, веревкам, канатам, тросам) как в обыденных условиях, так и в чрезвычайных ситуациях.

Известно судовое спуско-подъемное устройство [1], принятое в качестве прототипа, содержащее двухступенчатый шкив, смонтированный с возможностью вращения на крыше грузонесущего элемента, выполненного в виде грузовой плавучей кабины, две тяги, к одной из которых приложена управляющая сила натяжения, причем эта тяга переброшена через вспомогательный блок на выносной стреле и намотана на одну из ступеней этого шкива, вторая ступень которого предназначена для соединения со второй гибкой связью, имеющей на конце крепежный элемент, соединенный тоже с выносной стрелой.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может быть использовано для перемещения объектов по наклонным и горизонтальным гибким связям и не может быть использовано для перемещения объектов в контейнерах по вертикальным связям, направленным в противоположные стороны. (В прототипе обеспечивается перемещение грузов по двум вертикальным гибким связям, исходящим от грузонесущего элемента, выполненного в форме грузовой плавучей кабины, именно в одну сторону - обе вверх к выносной стреле).

Технический результат - обеспечение перемещения объектов в контейнере по направленным в противоположные стороны (от грузонесущего элемента) наклонным, а также вертикальным или горизонтальным гибким связям, обеспечение покоя в начальном, любом промежуточном или конечном положениях, обеспечение удобства при разгрузочно-погрузочных работах.

Технический результат достигается следующим. Двухступенчатый шкив помещен в подвижный корпус, при этом корпус снабжен щелями 9 и 10 между крышкой и корпусом на противоположных стенках корпуса. Грузонесущий элемент, выполненный в прототипе в форме грузовой плавучей кабины, заменяется грузонесущим элементом в форме контейнера, располагаемого на направляющих кронштейнах, закрепленных на внешней поверхности подвижного корпуса, при этом двухступенчатый шкив смонтирован не непосредственно "на крыше контейнера" (не на крыше грузонесущей кабины, как это было сделано в прототипе, см. формулу изобретения прототипа), а помещен в корпус, к внешней поверхности которого прикреплены кронштейны, причем допускается крепление контейнера (с помощью направляющих) как снизу, так и сверху корпуса (на фиг.1 показано положение контейнера снизу корпуса, как положение в пространстве наиболее часто занимаемое устройством). Выносная стрела с крепежным элементом для одной гибкой связи и промежуточным блоком для второй связи, обеспечивающие в прототипе вертикальное положение гибких связей (обе вверх от грузовой плавучей кабины), ликвидируются ввиду ненадобности. Верхний (правый на фиг.1 настоящего описания) конец гибкой связи, намотанной на меньшую ступень шкива, снабжается трезубцем-кошкой (небольшим якорем - трехзубым крюком), причем этот элемент крепления гибкой связи располагают в верхнем пункте доставки груза (а не на выносной стреле, как это было в прототипе). Нижний (левый на фиг.1 настоящего описания) конец гибкой связи, намотанной на большую ступень шкива, с приложенной, как и в прототипе управляющей силой, в отличие от прототипа разворачивается в пространстве, выводится наружу через противоположную щель и располагается (в отличие от прототипа) противоположно верхнему концу другой гибкой связи, и при этом он располагается в нижнем пункте отправки (или доставки) груза (при этом связь не перебрасывается через вспомогательный блок на выносной стреле как в прототипе). Расположение противоположных гибких связей допускается не только на одной вертикали, то есть перемещение объекта обеспечивается не только в вертикальном, но и в наклонном или горизонтальном направлениях. А для создания более удобных условий при разгрузке-погрузке в конце этого перемещения подвижный корпус выполнен со стопором двухступенчатого шкива. То есть добавленные или замененные элементы устройства образуют новую совокупность, имеют отличное от прототипа попарное взаиморасположение и отличное от прототипа общее расположение, новую ориентацию в пространстве, отличную от расположения элементов в прототипе, и обеспечивают новое качество, новый технический результат, а круг задач, решаемых устройством, расширен.

Указанные отличительные признаки относятся к существенным, так как они влияют на возможность получения технического результата, то есть находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - корпус без крышки со ступенчатым шкивом, вид сверху (перпендикулярно плоскости шкива со стороны крышки); на фиг.3 изображено устройство, вид спереди. При этом на фиг.1 и на фиг.3 показаны частичные разрезы контейнера и частичные разрезы направляющих кронштейнов.

Стопор показан в положении “Выключено”, то есть когда выступы на шкиве не входят в зацепление со стопором и шкив может вращаться.

Заявляемое устройство состоит из подвижного корпуса 1 с крышкой 2, вмонтированного в него ступенчатого шкива 3, имеющего ось 4 вращения, установленного в корпусе стопора 5 шкива, контейнера 6, размещенного на направляющих кронштейнах, прикрепленных к внешней поверхности подвижного корпуса, и имеющего ручку 13 и запирающий механизм, позволяющие вставлять, вынимать и фиксировать контейнер (см. фиг.3). При этом на ступени шкива намотаны гибкие связи 7 и 8, выходящие через щели 9 и 10 между крышкой и корпусом. Верхняя гибкая связь 8, намотанная одним концом на малую ступень шкива, имеет верхний конец, снабженный крюком-кошкой 11, а нижняя гибкая связь 7, намотанная одним концом на большую ступень шкива, имеет свободный нижний конец, к которому прилагается управляющая сила натяжения (фиг.1, фиг.2 и фиг.3).

Устройство применяют следующим образом.

Первоначально устройство находится в нижнем пункте, из которого в верхний пункт требуется доставить какой-либо объект. Для решения этой задачи предварительно доставляют, например забрасывают, в верхний пункт трезубец-кошку, который зацепляется в верхнем пункте при натяжении верхней гибкой связи. При этом выбирается излишняя длина верхней гибкой связи (путем наматывания на малую ступень шкива). Затем в контейнер помещается перемещаемый объект и к нижнему концу гибкой связи 7 (у которой верхний конец намотан на большую ступень шкива) прикладывают силу натяжения Т₇. Меняя величину силы Т₇, можно управлять устройством, поэтому силу Т₇ назовем “управляющей силой”. При этом возможны три случая.

Если сила натяжения Т₇ такова, что на шкив действуют равные моменты неравных сил натяжения гибких тяг, то шкив, а вместе с ним и устройство остаются в покое. Это имеет место при Т₇· R=T₈ · r, где Т₇ - натяжение нижней гибкой связи, T₈ - натяжение верхней гибкой связи, R и г - соответственно большой и меньший радиусы ступеней шкива. Величину управляющей силы, соответствующей этому случаю, назовем “силой нулевого движения”. Следует отметить, что указанное состояние покоя может быть обеспечено как в пункте отправки, как в пункте доставки, так и в промежуточном положении между этими пунктами за счет приложения соответствующей “силы нулевого движения”.

При величине управляющей силы больше, чем “сила нулевого движения”, момент силы натяжения Т₇, приложенной к большей ступени шкива, становится больше, чем момент силы натяжения, приложенной к меньшей ступени шкива, поэтому шкив начинает вращаться так, что нижняя гибкая связь, разматываясь, сходит с большой ступени, а верхняя гибкая связь наматывается на меньшую ступень, при этом расстояние от устройства до верхнего пункта уменьшается, то есть подвижный корпус, а вместе с ним и контейнер с помещенным в него объектом поднимаются вверх по гибкой связи.

При величине управляющей силы меньше чем “сила нулевого движения” момент силы натяжения, приложенной к большей ступени шкива, становится меньше, чем момент силы натяжения, приложенной к меньшей ступени, поэтому шкив начинает вращаться так, что нижняя гибкая связь наматывается на большую ступень шкива, а верхняя гибкая связь, оставаясь натянутой, разматывается с малой ступени. При этом расстояние от устройства до верхнего пункта увеличивается и устройство опускается.

Таким образом, изменяя величину управляющей силы, человек, находясь в нижнем пункте, получает возможность управлять движением подвижного корпуса вверх, вниз или обеспечивать его покой вместе с перемещаемым объектом.

Кроме того, если в верхнем пункте находится второй человек, то он имеет возможность включить стопор, разгрузить контейнер, при необходимости поместить в него другой объект и выключить стопор, что создаст более удобные условия в конце перемещения (или в начале перемещения) при разгрузке-погрузке. Эти операции могут выполняться по усмотрению человека как путем невынимания (неотсоединения) контейнера по направляющим кронштейнам (путем лишь выдвижения), так и путем вынимания (отсоединения) контейнера по направляющим и отнесением в сторону от подвижного корпуса (см. фиг.1 и фиг.3). При этом может быть и случай использования одного контейнера (выключили запорное устройство, вынули полностью-неполностью, разгрузили, погрузили, вставили обратно на место и включили запирающий механизм), и случай использования двух контейнеров (пока один перемещают, другой разгружают-загружают, и по прибытии подвижного корпуса с контейнером один вынимают контейнер, а второй такой же вставляется взамен первого), и другие технологические случаи, но все они имеют общую черту, а именно в перемещении с помощью заявленного устройства участвует только один контейнер. поэтому конструктивным элементом заявленного устройства указан именно один контейнер и именно на период использования его в заявленном устройстве. Следует также отметить, что заявленное устройство само может являться звеном в цепи перевозок (перемещений) различными видами транспорта (различными видами устройств) без промежуточной перегрузки при смене транспортного средства (транспортирующего устройства).

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом [I], но и с другими техническими решениями в данной области техники позволили установить следующее.

Из уровня техники известны технические решения [2, 3], имеющие признаки, совпадающие с отдельными признаками, отличающими заявленное устройство от прототипа, и касающиеся

- размещения двухступенчатого шкива устройства для перемещения по гибким связям в корпусе, имеющем крышку, причем тяга для приложения управляющей силы натяжения намотана на ступень шкива с большим радиусом и пропущена в щель между корпусом и крышкой (журнал “Наука и жизнь” №8 за 1973 г., с.117), что, как и в заявленном устройстве, обеспечивает защиту шкива от внешних воздействий и снижение усилия, необходимого для перемещения подвижной части устройства;

- выполнения корпуса со стопором двухступенчатого шкива (а.с. СССР 1640734, G 09 В 23/06, 1991), что, как и в заявленном устройстве позволяет при включенном стопоре предотвращать вращение двухступенчатого шкива вокруг своей оси (см. оригинал описания этого учебного прибора, колонка 4 подпункт 5, в отличие от 2 абзаца снизу стр.2 Уведомления);

- выполнения элемента крепления гибкой связи именно в виде трехзубого крюка-кошки, (см. книгу Скрягина Л.Н. “Якоря”, М.: Транспорт, 1979, с.72, 172, рис. 103), что широко известно и обеспечивает известную возможность закрепления гибкой связи забрасыванием крюка-кошки.

Указанные технические решения по своему назначению можно коротко назвать: игрушка, учебный прибор по механике и крюк-кошка соответственно.

Недостатком этих устройств является то, что они, будучи применяемыми отдельно друг от друга или применяемыми вместе одновременно без изменения их конструкции, не могут быть использованы для перемещения объектов по наклонным и горизонтальным гибким связям и, кроме того, не обеспечивают удобства при разгрузке-погрузке в конце такого перемещения, то есть не обеспечивают технического результата указанного заявителем (уточненного).

Это объясняется, в частности, следующим.

Игрушка (журнал “Наука и жизнь”. №8 за 1973 г., с.117) представляет собой устройство инерционного типа, которое периодично то увеличивает, то уменьшает скорость своего вращения, а в "крайних положениях" (верхнем и нижнем) эта игрушка (катушка) лишь на мгновение останавливается и начинает вращаться в обратном направлении, причем промежуточные положения могут заниматься только в движении, то есть не в покое. В заявленном же устройстве промежуточные положения могут заниматься и в движении и в покое, причем как при включенном, так и при выключенном стопоре.

Выполнение корпуса со стопором двухступенчатого шкива в учебном приборе по механике (а.с. СССР 1640734, G 09 В 23/06, 1991) само по себе не является новым, и позволяет, при включенном стопоре, предотвращать вращение двухступенчатого шкива вокруг своей оси (см. оригинал описания указанного изобретения, колонка 4, строки 5-8), но применяемый отдельно от других элементов устройства тоже не обеспечивает перемещения по наклонным связям, и лишь в заявленном устройстве его применение совместно с другими элементами с новым расположением элементов устройства позволяет достичь технического результата указанного заявителем. Кроме того, стопор имеет новое назначение, в указанном учебном приборе он служит для превращения механической системы с двумя степенями свободы в систему с одной степенью свободы, а заявленное устройство уже является системой с одной степенью свободы (в учебном приборе перемещение подвижного корпуса допускается и при выключенном, и при включенном стопоре, а в заявленном устройстве, в рабочем состоянии, когда натянуты обе гибкие связи, без поворота шкива движение подвижного корпуса невозможно).

Выполнение элемента крепления гибкой связи именно в виде трехзубого крюка-кошки само по себе не является новым и обеспечивает закрепление гибкой связи забрасыванием крюка-кошки, но применяемый отдельно от других элементов устройства крюк-кошка тоже не обеспечивает перемещения по наклонным связям, и лишь в заявленном устройстве его применение совместно с другими элементами с новым расположением позволяет достичь технического результата указанного заявителем. Кроме того, крюк-кошка не просто обеспечивает возможность закрепления конца гибкой связи, но имеет, в отличие от прототипа, новое расположение - в верхнем пункте разгрузки (погрузки), и при этом он расположен на конце одной из двух гибких связей, направленных именно в противоположные стороны от подвижного корпуса.

Следует отметить, что из простого набора (из дополнения, замены, исключения) этих устройств, как известных частей, присоединяемых к известному устройству по известным правилам, достижение технического результата, указанного заявителем для специалиста, явным образом из уровня техники еще не следует именно в заявленном устройстве, так как добавленные или замененные элементы заявленного устройства образуют не только новую совокупность, но имеют новое расположение, они имеют ориентацию друг относительно друга и ориентацию в пространстве, отличную от расположения и ориентации элементов в прототипе, и обеспечивают новое качество, новый технический результат, а круг задач, решаемых устройством, расширен по отношению к прототипу (обеспечено движение не только по вертикальным, но и по наклонным и горизонтальным гибким связям). Это объясняется тем, что расположение верхнего пункта доставки (пункта назначения или отправки перемещаемого объекта) и нижнего пункта отправки (или доставки) объекта в заявленном устройстве допускается не только на одной вертикали, то есть перемещение объекта обеспечивается не только в вертикальном, но и в наклонном или горизонтальном направлениях.

Так как, согласно пункту 3.2.4.2 Правил, в качестве аналога изобретения указывается средство того же назначения, известное из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения, то игрушка, учебный прибор и крюк как аналоги не рассматриваются.

Так как, согласно пункту 3.2.4.2 Правил, при описании аналогов в качестве наиболее близкого к изобретению указывается тот, которому присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, то в качестве прототипа принято судовое спуско-подъемное устройство [1], являющееся средством того же назначения.

При этом из уровня техники не установлена известность решения, содержащего в себе полный набор отличительных признаков заявленного изобретения.

Из уровня техники не установлена известность влияния полного набора отличительных признаков на указанный заявителем технический результат.

Следует также отметить, что заявленное устройство может быть использовано как в обычных, так и в чрезвычайных условиях, при пожарах.

Например, в условиях отсутствия возможности самостоятельного спасения человека и отсутствия пожарной машины с лестницей можно уберечь выглядывающего из окна человека от отравления дымом путем доставки к нему соответствующего противогаза и тем самым спасти ем жизнь.

Источники информации

1. Авторское св-во СССР №604742, кл. В 63 В 27/16, 1978 (прототип).

2. Журнал “Наука и жизнь” №8 за 1973 г., с.117.

3. Авторское св-во СССР №1640734 А1, кл. G 09 В 23/06, 21.12.1988.