Результат интеллектуальной деятельности: МАЧТОВОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к грузоподъемным устройствам, в частности к антенным устройствам, и касается телескопической мачты, используемой для мобильной радиорелейной связи.

Известно антенно-мачтовое устройство [патент РФ №94063, H01Q 1/12, опубл. 10.05.2010], состоящее из шасси, на котором установлена рама, в основании рамы закреплена мачта, выполненная по «ножничному» типу. На верхней площадке мачты установлен антенный пост. Приводы растяжек закреплены на боковой поверхности поворотных опор, шарнирно соединенных с рамой, по углам которой установлены опоры вывешивания и горизонтирования. Система подъема и опускания мачты включает лебедки, закрепленные на раме, канаты от которых закреплены на верхних звеньях мачты и проходят через систему блоков и канатных полиспастов. Растяжки от привода растяжек проходят через датчик натяжения и обводной блок и соединены с верхней площадкой мачты. На внешних вертикальных балках поворотных опор закреплены лебедки с ручным приводом и штыри. Внутри вертикальных балок поворотных опор расположены выдвижные стойки с отверстиями, расположенными с определенным шагом, в нижней части выдвижных стоек установлены винтовые домкраты с элементами крепления опорных башмаков.

Основным недостатком известного технического решения является то, что конструкция мачты на базе секций пантографов (ножничная конструкция) не обладает достаточной устойчивостью к ветровому воздействию, что снижает ее жесткость, небольшая высота подъема мачты с невысокой скоростью развертывания, сложность конструкции, и соответственно, снижение ее надежности.

Подобные мобильные антенные установки, как правило, предполагают подъемно-мачтовые устройства, базированные на транспортном средстве и использованные для подъема антенн. Так, близким из класса подъемников является пневматический телескопический передвижной подъемник Михеенко [заявка РФ №2009107645/11, B66F 3/24, B66F 3/28, опубл. 27.04.2011], содержащий вертикальный пневматический телескопический цилиндр с грузовой площадкой, установленный на раме с винтовыми опорами и поворотными колесами, источник повышенного воздушного давления - центробежный вентилятор среднего или высокого давления, канатный ограничитель высоты подъема.

К недостаткам передвижного подъемника относятся: отсутствие растяжек, что снижает возможность его использования на открытом воздухе и, как следствие, уменьшение надежности конструкции при ветровой нагрузке, ограниченная грузоподъемность подъемника.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является мобильная антенная установка [патент РФ №2200359, H01Q 1/10, опубл. 10.03.2003], содержащая основание, имеющее возможность установки на транспортное средство, передние и задние опорные домкраты, раму, установленную на основании, на которой в горизонтальном положении размещена телескопическая мачта, на верхней секции которой с возможностью поворота смонтирована дополнительная рама, на дополнительной раме с возможностью поворота относительно последней смонтирован фланец, на котором с возможностью поворота установлено кольцо, предназначенное для крепления антенны, привод положения мачты в рабочее или транспортное положение, а также механизмы фиксации мачты в вертикальном положении и поворота антенны.

В результате анализа данной установки (далее мачтовое устройство) необходимо отметить, что надежность ее конструкции снижается за счет достаточно сложного привода поворота мачты из транспортного горизонтального положения в рабочее вертикальное и трособлочного привода выдвижения телескопической мачты, достаточно сложных приводов установки антенны в заданное положение, что увеличивает время развертывания системы при подготовке к работе.

Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении надежности и грузоподъемности конструкции, уменьшении времени развертывания системы.

Указанный технический результат достигается тем, что в мачтовом устройстве, содержащем основание, имеющее возможность установки на транспортное средство, опорные домкраты, телескопическую мачту с механизмами фиксации, новым является то, что имеются центробежные вентиляторы высокого давления, соединенные последовательно, мачта с пневматическим подъемом, раскрепленная в плане через 120 градусов по высоте на трех уровнях и механизмы фиксации секций, выполненные в виде захватов соседних секций относительно друг друга, представляющих из себя упоры с наклонной поверхностью, расположенные в нижней части верхней секции, и подпружиненные упорные пластины, расположенные в верхней части нижней секции.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показано мачтовое устройство в рабочем положении с подъемом мачты на уровне 20 метров; на фиг.2 - мачтовое устройство, вид по А фиг.1; фиг.3 - соседние секции мачты с механизмом их фиксации; фиг.4 - вид по Б фиг.3 и разрез Б-Б фиг.3.

Мачтовое устройство установлено на транспортном средстве 1 (фиг.1, 2), которое включает выносные телескопические балки 2 гидроопор 3, в основании 4 с рабочей площадкой смонтирован телескопический пневмоподъемник-мачта с неподвижной базовой секцией 5 и подвижными внутренними 6, на последней секции расположен антенный пост 7, опорно-поворотные устройства 8 антенн 9, на основании установлены центробежные вентиляторы 10 высокого давления, соединенные последовательно, канатные растяжки пневмоподьемника на уровне 20 метров 11, 40 метров 12 и 60 метров 13, 3-х барабанные лебедки 14, соседние секции пневмоподъемника 15 и 16 (фиг.3), каждая из которых содержит захваты 17, канат 18, пружину 19, упорный ограничитель 20, шкив 21, упорный бурт-поршень с уплотнителем 22 (фиг.4), резиновую прокладку 23, упорный элемент 24, закрепленный болтами 25, упор 26, упорные пластины 27, которые сверху прикрыты угловым элементом 28, втулки 29, в основании 4 на рабочей площадке расположена лебедка 30 (фиг.1, 2) с фиксирующими секционными барабанами (не показаны), электрогенератор 31.

Мачтовое устройство работает следующим образом.

К месту развертывания радиорелейной связи устройство передвигается благодаря транспортному средству 1 (фиг.1, 2) повышенной проходимости, например, автомобиль «Урал» со сдвоенной кабиной, в задней части которой расположен аппаратный модуль (не показан) с системой управления мобильным комплексом связи и всей радиоаппаратурой. Первоначально выдвигают телескопические балки 2, затем транспортное средство 1 приподнимается на гидроопорах 3 с обеспечением горизонтирования основания 4 с рабочей площадкой по «круговому уровню».

Подъем телескопического пневмоподъемника-мачты, выдвижение его подвижных внутренних секций 6 (при этом базовая 5 закреплена на основании) с антенным постом 7, опорно-поворотными устройствами 8 антенн 9, производится за счет давления воздуха, создаваемого центробежными вентиляторами высокого давления 10, соединенными последовательно, подаваемого через воздуховод внутрь мачты снизу (не показан).

Поскольку с увеличением высоты подъема мачты возрастает и ветровое воздействие на нее, то для обеспечения стабильности положения антенного поста 7 с антеннами 9 на верхней секции мачты, она раскреплена канатными растяжками 11, 12, 13 в плане через 120 градусов с закреплением трех канатных растяжек 11 на последней секции 20-метровой высоты, трех канатных растяжек 12 на последней секции 40 метровой высоты и трех канатных растяжек 13 на последней грузовой секции, подача и стопорение которых производится тремя 3-х барабанными лебедками 14, две из которых смонтированы на двух выносных телескопических балках 2 и третья в передней части транспортного средства 1. Конструкция позволяет поднимать антенный пост 7 с антеннами 9 (вместо антенн может быть установлен и другой груз) на высоту, кратную длине одной секции пневмоподъемника за счет натяжения канатных растяжек 11, 12, 13. Так, например, при высоте мачты 20 метров натянуты на полную длину 3 канатные растяжки 11 уровня 20 метров, остальные 6 канатных растяжек не задействованы, при высоте 40 метров натянуты 3 канатные рас тяжки 11 уровня 20 метров и 3 канатные растяжки 12 уровня 40 метров, и при развертывании мачты на максимальную высоту 60 метров (или на промежуточную высоту, кратную одной секции) - натянуты все 9 канатные растяжки.

Таким образом, канатные растяжки несут двойную функцию, и как ограничители высоты подъема мачты, и как растяжки, обеспечивающие стабильное положение мачты при ветровой нагрузке. При этом мачта снабжена механизмами фиксации взаимного положения соседних секций, находящихся одна 15 в другой 16 (фиг.3) при их максимальном выдвижении относительно друг друга в рабочем положении. Для этого на всех секциях установлены захваты 17, через которые протянут канат 18, один конец которого закреплен пружиной 19, а другой проходит через упорный ограничитель 20 и шкив 21.

Механизм фиксации соседних секций работает следующим образом (фиг.4): секция 15 скользит вверх по внутренней поверхности секции 16 до упора бурта 22 через резиновую прокладку 23 в упорный элемент 24, закрепленный болтами 25 в рабочей зоне секции с вырезом для прохода упора 26, который своей наклонной поверхностью сдвигает влево упорную пластину 27, прикрытую угловым элементом 28, положение которой фиксируется на канате 18 упорными втулками 29, далее упор 26 проходит в вырезе упорного элемента 24 на расстояние толщины пластины 27, которая затем защелкивает это пространство до упора в наружную поверхность секции 15 за счет радиального усилия, создаваемого канатом 18, проходящего через шкив 21 вниз на фиксирующие секционные барабаны (не показаны) лебедки 30 (фиг.1, 2), с установленным упорным ограничителем 20 (фиг.3) под действием пружины 19. Так последовательно срабатывают все захваты соседних секций, после чего мачта работает в режиме «жесткой трубы» и обеспечивает стабильное положение антенного поста 7 с антеннами 9 в их азимутальном направлении в пределах 180° и по месту их стояния в пределах 30°, обеспечивая устойчивую радиосвязь. При расфиксации соседних секций мачты канат 18, на котором фиксированы упорными втулками 29 упорные пластины 27 (на фиг.3 не показаны), натягивается вниз через шкив 21 на соответствующий барабан (не показан) секционной лебедки 30 (фиг.1), при этом упорные пластины 27 все сдвигаются и освобождают выход вниз упорам 26, канатные растяжки 11, 12, 13 наматываются на 3-х барабанные лебедки 14. Телескопическая мачта складывается.

Антенные фидеры - кабели связи, электрокабели и кабели управления (не показаны) размещены внизу пневмоподъемника на барабане (не показан). Они сматываются и разматываются автоматически в соответствии с высотой подъема мачты.

Все потребители энергии пневмоподъемника приводятся от электрогенератора 31, приводимого от двигателя транспортного средства 1 через двухпоточную коробку отбора мощности. Один поток - вал коробки отбора мощности приводит электрогенератор 31 (фиг.1). Второй поток - вал приводит штатный гидронасос, питающий штатные телескопические балки 2 и гидроопоры 3 транспортного средства 1. Электрогенератор питает: электромоторы привода вентиляторов 10, потребителей радиопоста и аппаратуры, электродвигателей 3-х барабанных лебедок 14 и секционные лебедки 30.

Конструкция обеспечивает развертывание устройства в рабочее положение в течение 8-ми минут. Минимизация этого времени необходима для обеспечения тактических целей оперативной связи сил быстрого реагирования.

Грузоподъемность мачты (от 5 до 10 тонн) определяется давлением, развиваемым одним или одновременно двумя вентиляторами высокого давления, соединенными последовательно, и большими площадями торцев секций мачты в среднем диаметром 2 метра, выполняющими функцию поршней.

Три ведущих моста, большой угол въезда и съезда транспортного средства 1 обеспечивает возможность его передвижения по пересеченной местности. Ширина и высота устройства в транспортном положении вписывается в дорожные габариты.

Особый интерес представляет применение предложенного технического решения в лесистой, пересеченной и холмистой местности, поскольку достигается подъем антенн для прямой радиовидимости на высоте до 60-ти метров. Все эти факторы расширяют возможность радиорелейной связи.

Мачтовое устройство так же можно использовать при построении подвижной ведомственной транспортной сети связи (полевой опорной сети связи), при организации сети широкополосного беспроводного доступа с подвижными объектами, передачи данных и мониторинга объектов службами быстрого реагирования в труднодоступной местности и в районах стихийных бедствий, техногенных катастроф и происшествий, а также для резервирования кабельных магистральных и волоконно-оптических линий связи на случаи аварии и чрезвычайных ситуаций.

В результате использования заявляемого технического решения повышается надежность и грузоподъемность конструкции, уменьшается время развертывания системы.