在一个实施例中, 柱包括第三柱部, 第三柱部的形状是细长的, 且与所述第一柱部 基本上同轴地定向并相对于所述第一部是可移动的。 第三部还可以相对于第二部是可线性 移动的。柱可以是可伸缩的。 因此, 根据本发明的柱可以是在闲置 (at rest) 状态和使用状态之间或另外地在 不同的操作高度之间被延伸和收缩。这可能是具有显著优点, 这是因为它允许柱在需要的 时间段被延伸到使用状态, 而不会在不使用时提供碍眼的东西。
本发明还可能具有的尤其有利的优点在于, 柱可通过相对于支撑表面 ( 例如地 面 ) 固定基底部而被永久性安装。因此, 柱的结构完整性不必被柱的上升和下降影响。
这与根据现有技术的可上升或可下降的柱系统相比, 其通常需要固定长度的柱围 绕基底枢转, 用于竖立柱。 这样的配置需要电机 / 绞盘驱动机构来将柱枢转到直立位置。 已 经发现这样的绞盘 / 电机配置的最大能力显著地限制了根据这一方法可以被竖立的柱的 尺寸。
还可能从本发明获得另外的预料不到的优点。常规柱的尺寸可能激励 (push) 常 规的起重机提升能力的界限。然而, 根据本发明的收缩柱的减少的长度可能显著地简化了 柱在现场的安装。
此外, 根据本发明的延伸 / 收缩柱的设置, 可以允许单个的柱设计被安装在许多 变化的场所。所述柱在使用期间可简单地被延伸至更长或更小的范围, 以负责满足不同安 装场所的改变的需求。另外, 如果需要, 在使用中同一场所的不同柱可能被升到不同的高 度。因此, 本发明可允许在单个场所以迄今不可行的方式定制照明。
第一部可包括柱的基底或底座部。 可替换地, 可设置可替代的基底或底座部, 使得 第一和 / 或第二部的任意组合可能相对于基底是可移动的。基底或底座部可能是中空的, 且可以容纳驱动机构。
驱动机构可包括液压驱动机构。在一个实施例中, 驱动机构包括可线性移动的驱 动构件, 并且可包括活塞和汽缸配置。柱塞的移动可以是第二或另外的柱部所需要的移动 的一部分。
传动机构可包括滑轮系统。滑轮系统可包括具有多个链结的一条或更多条的链, 所述链可以是金属的。 一条或更多条的链可被连接在驱动机构和一个或更多的可移动柱部 之间的力路径上。在一个实施例中, 滑轮系统可被连接在柱的每一可移动部之间的力路径 上。柱塞可驱动最下面的可移动柱部, 其可通过滑轮系统与相邻的可移动柱部连接。
链可被连接在一个柱部的一端和另一柱部的相对端之间。 链可以在一端被连接至 一个柱部, 而在相对的端被连接至另一柱部。所述链可围绕滑轮的轮子穿过。链可以在一 端被连接至第一柱部, 且可以越过安装在第二柱部上的滑轮, 以及可以在其第二端被连接 至第三柱部。第二柱部可以是位于第一和第三柱部之间。
每一柱部可以是成大体管状或套筒状的形式, 使得每一柱部可以在其中容纳另外 的柱部。所述柱部或每一柱部的横截面轮廓可具有一条或更多条的直边。每一柱部可具有 一个或更多个面, 该面可以是平坦的。 已经发现这样的配置, 在与横截面是大体圆形的柱部 相比时, 有利于防止柱部围绕柱轴线的旋转。任意柱部或每一柱部可以是例如矩形、 五边 形、 六边形或八边形。
一个或更多的柱部可具有用于链从中穿过的开口。 滑轮可被安装在与所述开口相
邻的柱部上。一个或更多的柱部可在其外壁上具有连接构成, 用于将链连接至其上。
一个或更多的对准构件可被设置在相邻的柱部之间。 所述对准构件可包括位于一 个或更多的相邻柱部的壁之间的摩擦或缓冲构件。所述构件可以被偏置, 以将柱部推进到 围绕它们的共同的轴线的正确的相对或旋转的对准中。 这可能帮助确保柱部不会由于未对 准而被塞住。
一个柱部的自由端可以设置有用于将电力设备连接至柱的连接机构。
通常本发明可应用于支撑电力设备的柱。本发明是与直观感觉相反的 (counter intuitive), 这是因为这样的电力设备通常要求通过电缆实现永久性的电力连接。所述柱 的延伸和收缩阻碍了永久电力连接的使用。然而, 申请人已经设计出一种适合于允许在延 伸和收缩的柱状态之间维持永久电力连接的电缆管理系统。
在一个实施例中, 一条或更多条的电缆延伸穿过第一和第二柱部的中空内部。电 缆或每一电缆可以被保持在电缆管理结构中。 电缆管理结构可包括一系列的电缆穿过的构 件, 每一构件可以铰链状的配置连接至相邻的构件, 以便限制相邻构件的枢转是仅围绕单 个轴线。 附图说明
将参考附图在下文更详细地描述本发明的可执行的实施例, 其中 : 图 1 显示根据本发明的一个实施例的柱的后视图 ; 图 2A 显示根据本发明的位于收缩状态的柱的纵向剖面图 ; 图 2B 显示图 2A 所示的柱部的三维视图 ; 图 3A 显示图 2 所示的柱位于延伸状态的纵向剖面图 ; 图 3B 显示图 3A 所示的柱部的三维视图 ; 图 4 显示根据本发明的一个实施例的柱的额外细节的剖面图 ; 以及 图 5 显示用于与本发明的一个实施例一起使用的电缆管理设备的例子。具体实施方式
图 1 至 3 显示处于直立状态且从大体水平的支撑表面 38 悬垂的柱 12。所有用于 描述柱的行进的位置和 / 或方向的术语是相对于支撑表面, 不能诠释为限制成仅与水平的 支撑表面一起使用。
首先参考图 1, 其显示了整体上包括支撑照明框架 14 的柱 12 的照明设备 10。照 明框架连接至柱 12 的上端或头端, 并包括脊状支撑构件 16 和多个从其向外延伸的臂 18。
照明设备 ( 未示出 ) 通常安装在臂 18 上, 用于使用。在这个实施例中, 其设置了 连接器 20, 照明设备可通过连接器 20 与电源连接或断开连接。如在下文更详细地描述的, 在柱 12 内设置了电力电缆。在传统的照明柱配置中, 在制造时顶框架被永久地连接至柱, 电缆被永久地连接至相关的照明设备。
然而, 本发明允许头框架 14 的连接, 以在现场被连接至柱 12。 因此, 在照明框架自 身上的插头 / 插座配置 20 允许, 根据要求简单地电连接和断开照明设备。通过插头 / 插座 配置 20, 将电力供给至安装在臂 18 上的照明设备。
柱 12 包括基底部 22 和从其悬垂的多个细长的柱部 24。多个柱部 24 包括第一柱部 26、 第二柱部 28、 第三柱部 30 和第四柱部 32。每一柱部采用大体中空的管状构成的形 式, 第一部具有最大的侧向或宽度尺寸, 使得在其中容纳第二、 第三和第四柱部。第四柱部 32 被安装在第三柱部中, 第三柱部被安装在第二柱部中, 第二柱部又被安装在第一柱部中, 成同心配置。
第一、 第二和第三柱部中的每一个具有对准构成, 该对准构成包括被安装在其中 的摩擦构件 31。摩擦构件 31 被设置用于在安装了衬垫的柱部和相邻的柱部之间提供摩擦 接触。在这一实施例中, 衬垫接触径向的内部相邻的柱部。可以在柱部的上部、 中间或下部 区域中的一个或任意组合中设置这样的对准构成。
第一柱部 26 在其下端具有圆周安装凸缘 33, 其面向基底部 22 上的类似形状的安 装凸缘 34。当它们邻接时, 螺栓穿过相对的安装凸缘, 从而保证以首尾相连方式接合基底 22 和第一柱部。
基底 22 可具有开口 36, 用于提供进入其中空的内部的进口。 基底部被沿着直立方 向固定至支撑表面 38。 本领域技术人员应当理解, 用于柱的额外的支撑结构或底座, 可以被 设置成低于支撑表面 38 的高度水平, 且可以被下沉到低于地面高度水平。
当所述柱被如图 1 所示地定向时, 为最上端的柱部的第四柱部 32, 在其自由端处 具有用于连接头框架 14 至其上的凸缘构成。头框架的脊状部 16 在其下端可具有相应的相 对凸缘部。 现在参考图 2, 其显示通过其中心线 40 所截取的柱 12 的纵向剖面视图。柱的基 底部 22 被移除。柱 12 处于缩进状态, 使得柱部 28、 30 和 32 中的每一个延伸到柱部 26 的 内部中。在这一状态中, 柱部 28、 30 和 32 中的每一个的一小部分从所述部 26 的上端突出。 这些部中的每一个的长度的大部分, 被包封在部 26 内。
当柱被转换到其延伸或使用中的状态时, 部 28、 30 和 32 中的每一个被布置成相对 于部 26 是可移动的, 如在下文所描述的。部 28、 30 和 32 在下文可以被称作为可移动的或 移动的柱部。
最上端或第四柱部 32 的安装凸缘构成 42 被在图 2 中示出且包括直径比柱部 32 的管状部的直径更大的端板。凸缘 42 在其中具有用于将头框架 14 栓接至其上的开口。
其它的柱部 ( 即第一部 26、 第二部 28 和第三部 30), 每一个在其上端具有轴环构 成 44。轴环构成 44 从相应部的壁向外突出, 并提供一支座, 倚靠该支座相邻柱部的轴环 44 能够保持在收缩状态中。 因此, 每一轴环部用作停止件, 以确保可移动的柱部不完全收缩到 相邻柱部内。
在这一实施例中, 每一轴环构成包括一对间隔的圆周唇或边缘构成, 其从每一柱 部的管体向外悬垂。
由图 2 可见, 柱部的横截面不是圆形。每一柱部具有多个大体平坦的侧壁, 在这一 实施例中柱部的横截面是八边形。 该侧壁的非圆形性质有助于提供柱关于其中心线的扭转 稳定性, 并抵抗例如由风荷载所引起的扭转。 设想为此目的, 其它的多边形横截面轮廓或另 外地椭圆截面可以提供适合的替代。
成液压柱塞 (ram)46 形式的驱动机构设置在柱 12 内。在这一实施例中, 柱塞 46 被安装在第一柱部 26 的内部空间中。第一柱部刚性连接至基底部, 并在柱的延伸或收缩过 程中不被移动。
柱塞 46 包括活塞 48 和汽缸 50 的配置。汽缸包括内部腔 52, 活塞 48 位于内部腔 中。在压力作用下将流体施加至内部腔 52, 用于导致活塞和汽缸之间的相对移动。柱塞 46 被支撑杆构成 54 锚接固定, 该支撑杆构成穿入到基底部 22 中。在这一实施例中, 活塞 48 的头部连接至基底, 在使用中汽缸 50 相对于活塞 48 是可移动的。因此, 活塞的顶端连接至 杆构成 54。
汽缸 50 具有相对的销或凸出部 56 的形式的连接构成, 其在汽缸体的最下端从汽 缸体向外突出。凸出部 58 容纳在对应形状的开口 58 中, 且位于第二柱部 28 的内部支撑构 件 60 内。凸出部 58 和内部支撑构件 60 是荷载承受件, 在于它们允许将来自柱塞 46 的力 传动至第二汽缸。
内部支撑构件 60 包括向内延伸的横向构件, 其从第二柱部的壁悬垂。支撑构件可 以在第二柱部的相对的侧壁之间横越。支撑构件可包括相对的板构成, 所述柱塞被安装它 们之间。
另外, 还提供滑轮系统, 用于在使用期间将力传动至第三和第四柱部。 在操作过程 中, 滑轮系统允许柱塞间接驱动第三和第四柱部, 如将在下文更详细地描述的。
滑轮系统包括在一端连接至第一柱部 26 的上端的第一链接的金属链 62。第一链 62 通过螺栓紧固件连接到第一柱部的轴环 44 上。第一链从第一柱部越过安装在第二柱部 的上端的滑轮 64, 并终止于第三柱部 30 的壁上的紧固件 66。紧固件 66 被沿着第三柱部的 长度部分地 (part way) 设置, 且典型地朝向其下端设置 ( 即与相邻柱部的上端间隔开 )。 链 62 通过螺栓 ( 未示出 ) 连接至紧固件 66。 第一链 62 在第一和第三柱部之间提供力路径, 其可由第二柱部的移动驱动。
第二链 68 在一端连接至第二柱部的上端。第二链 68 通过螺栓紧固件连接到第二 柱部的轴环 44 上。第二链从第二柱部越过安装在第三柱部 30 上端的滑轮 70, 并终止于第 四柱部 32 的壁上的紧固件 72。紧固件 72 沿着第四柱部的长度部分地设置, 且典型地朝向 其下端设置 ( 即与相邻柱部的上端间隔开 )。链 68 通过螺栓 ( 未示出 ) 连接至紧固件 72。
第二链 68 在第二和第四柱部之间提供力路径, 其可由第三柱部的移动驱动。
虽然为了简明的目的仅描述了第一链 62 和第二链 68, 但是应当理解, 额外的链和 滑轮系统可与第一和第二链并行使用, 用于提供额外的强度。在图 2 和 3 中显示这样的配 置, 其中额外的第一链 74 被设置在柱的相对侧上且与第一链 62 平行, 额外的第一链 74 越 过安装至第二柱部上的额外的滑轮, 且具有至上述的柱部的连接结构。额外的第二链 76 和 滑轮系统也被设置成与第二链 68 平行, 并被安装在柱的相对侧上。
电力电缆 78 从第一柱部 26 的壁悬垂。电缆 78 在可移动的柱部的最下端的下面 穿过, 并被连接至最上端或第四柱部。电缆可穿过第四柱部的端板 42 中的开口 80, 用于经 由图 1 中显示的插孔和插座配置 20 连接至头框架 14。因此, 电缆 78 在每一端被固定地连 接至第一和第四柱部, 但是自由地悬挂在其的中间部中。所述中间部可以设置有电缆管理 结构以控制电缆在柱内的移动的自由度。
电缆 78 可连接至柱基底中的一条或更多条电力线, 或另外地可通过其壁中的开 口穿过到柱的外部, 用于连接至柱的外部的电力线。
现在参考图 3, 柱被显示处于其延伸状态, 其中, 柱的长度基本上大于图 2 中所示 柱的长度。然而, 可以理解, 所述柱不在最大的延伸状态。
为了在其收缩和延伸状态之间驱动柱 12, 压力被施加至柱塞 46 的汽缸腔 52。汽 缸被迫使远离活塞 48, 由腔 52 中的被加压的流体所施加的力通过凸出部 56 和横向构件 60 被传动至第二柱部 28。 因此, 第二柱部 26 由柱塞 46 驱动并与其一起相对于第一柱部移动。
第一柱部提供刚性套筒, 通过该套筒来自驱动机构的力, 可以经由滑轮系统被传 动至其它的可移动的柱部。随着第二柱部相对于第一柱部移动时, 张力通过滑轮 64 被施加 至第一链 62, 滑轮 64 与第二柱部 28 一起移动。第一链 62 的第一端被连接至在适当位置固 定的第一柱部, 而第一链的第二端被连接至可移动的第三柱部。滑轮 64 和第二柱部 28 的 移动, 使得第一链 62 在滑轮 64 上向上行进 (ride upward), 从而导致第三柱部 30 的相应的 移动。
类似地, 第三柱部 30 和安装在其上的滑轮 70 的移动, 施加张力到在滑轮 70 上向 上行进的第二链 68 上。这导致第四柱部 32 与第三柱部 30 和第二柱部 28 一起移动。
因此, 柱 12 可能的延伸远超过柱塞 46 的最大延伸。在这一例子中, 柱可基于设置 的可移动的柱部的数量, 被延伸柱塞的移动的几倍。 例如, 具有三个可移动部的柱可被延伸 柱塞的延伸 ( 量 ) 的三倍。
为了清楚地显示本发明的重要技术特征, 图 1 至 4 所示的柱的相对宽度和长度尺 寸不是成比例的。
仅通过举例的方式, 根据本发明的工作柱可具有在 20 至 50 米范围内的最大长度, 并可具有在 0.6 至 2 米范围内的最大直径, 不包括头框架。通过举例的方式, 由用于满载的 头框架的柱所支撑的荷载可以是大约 3 吨。活塞 / 汽缸配置的行进长度可以是在 5-8 米的 范围内, 依赖于柱塞的规格、 使用的柱部和滑轮的数量, 柱的总延伸 ( 量 ) 可以是在 15 至 24 米的范围内或更大。
图 4 中显示了柱 12 下端的进一步的细节。可以看出, 第一柱部设置有沿着第一柱 部的壁的外边缘延伸的增强键 (spline) 构成 82。可沿着其它柱部设置类似的构成。
柱塞 46 的下端嵌入到基底部 22 的内部中, 且包括用于向其施加压力的端口。
另外, 进一步详细地示出对准构成。一个或更多的对准构成可设置在柱部的侧壁 中。 在所示的实施例中, 对准构成设置在每一柱部的相对的壁中, 典型地在每一个可移动的 柱部中。更具体地, 对准构件设置在每一可移动柱部的八个面中的四个面中。
柱部的相关面设置有孔, 该孔具有围绕其的周壁 84。 孔和壁 84 限定了末端开口的 凹陷, 其中容纳了摩擦构件 86。摩擦构件 86 由弹性材料体 ( 如橡胶等 ) 形成, 其被压靠在 相邻柱部的相应壁上。保持构件 88 用于保持摩擦构件位于其凹陷中, 且可以采用成一对保 持构成的形式, 所述保持构成横跨凹陷开口, 且成十字架 (cross) 形式。可以调整摩擦构件 从凹陷突出的程度, 以确保在相邻柱部之间的紧密配合。
安装在每一柱部的中部或下部区域的摩擦构件可被定向成, 压靠径向外部的相邻 柱部的内表面 ; 而安装在每一柱部上端的摩擦构件可被定向成, 压靠径向内部的相邻柱部 的外表面。任意或每个柱部可具有多个朝向其每一端和 / 或沿其长度安装的摩擦构件。
在一个实施例中, 柱在重力作用下可从其延伸状态收缩。当以受控制的方式从汽 缸腔 52 释放压力时, 柱和在其头端连接的结构的重量可以用于使柱收缩。
虽然这示出了本发明的一个可操作的实施例, 但是, 应当理解, 由于柱和头结构的 重量, 对柱收缩的任何中断 ( 例如由于链的阻塞或阻碍、 或另外地由于柱部的未对准 ) 可能造成非常大的问题。 因此, 提出提供一种主动式的收缩系统, 其在延伸和收缩状态之间驱动 系统。
在这样的主动式的收缩系统中, 可以采用另外的滑轮系统, 其与图 2 和 3 所示的滑 轮系统相对。类似于图 2 和 3 所示的滑轮系统, 收缩滑轮系统可以采用一对位于每一部的 相对侧上的链。这样的收缩链可以被插入到图 2 和 3 所示的一对链之间。将克服施加至汽 缸腔 52 的压力, 驱动收缩滑轮系统。可能需要成活塞 / 汽缸形式的或另外地成绞盘 / 电机 配置的形式的另外的驱动机构, 来驱动收缩机构。 当操作收缩机构时, 将通常在控制下释放 汽缸 52 中的压力, 以便保持链 62、 68、 74 和 76 上的张力。
图 5 显示可与本发明一起应用的电缆管理结构的细节。在柱的延伸期间, 电缆 78 的上端与与其连接的第四柱部一起行进。这导致电缆松弛, 以被收紧。可以理解, 电缆松弛 的长度等于或大于柱 12 的延伸的最大长度。
图 5 所示的电缆管理结构 89 包括多个末端开口的外壳构件 90, 每个开口具有相对 的侧壁构成 92。侧壁 92 被在侧壁之间延伸的顶部和底部构件 94 间隔开, 以便限定用于电 缆的至少部分的围绕物 (enclosure)。
外壳构件的侧壁设置有成凸出部和对应形状的孔形式的连接构成, 使得一个外壳 构件的凸出部能够被插入到相邻外壳构件的孔中。以这种方式, 多个外壳构件能够被连接 成首尾相连的配置, 以便产生成一维阵列形式的一定长度的外壳构件。阵列中的每一构件 被相对于阵列中的相邻的构件进行铰接, 使得电缆管理结构是围绕横切于电缆长度的旋转 轴线是可以以多种方式枢转的。 电缆管理结构的构成提供侧向的稳定性, 并阻止电缆围绕除被外壳构件的突出部 和孔配置所允许的旋转轴线之外的任意轴线变形。因此, 当伸缩柱被收缩时保持松弛的一 定长度的电缆, 以预定方式下落且不会形成可能阻碍和抵制柱延伸的圈或随意定向的环。
虽然上述描述涉及具有固定的第一部和三个可移动的部的柱, 但是可以理解, 可 以使用任意数量的可移动部, 用于满足所需要的柱延伸特性。最小的要求是一个固定的基 底部和一个单个的可移动部。 对于这样的配置, 柱塞可不被直接地连接至可移动的柱部, 而 是可替代地经由滑轮系统连接至可移动的柱部, 用于使可移动的柱部相对于柱塞移动的行 进程度翻倍 / 加倍。
对于具有多个可移动的柱部的柱来说, 第一柱部优选地与柱塞共有一比一的移动 比, 其的移动被用于通过滑轮系统驱动另外的柱部。
上述伸缩柱系统不限于与照明设备一起使用, 且可以应用于例如风轮机等, 其中 柱的最上面部分可以设置有适合的连接构成, 用于将风轮机固定到其上。 类似地, 这种类型 的收缩柱可用于远程通信应用, 例如用于远程通信基站, 其可以支撑用于传送和 / 或接收 信号的远程通信设备。