升降式易折杆的制作方法

本实用新型涉及一种易折杆，尤其涉及一种升降式易折杆。

背景技术：

根据国际民航组织ICAO第9157号文件《机场设计手册第六部分-易折性》规定，机场运行区域内所有障碍物的支撑结构，均应设置为质量最轻且易于破碎、弯曲或屈服的易折杆，保证当航空器出现不规则运行撞击障碍物时，易折杆能迅速破坏，以使对航空器的伤害降至最低。

根据国际民航组织标准要求，易折杆暴露于速度最高至480km/h(260节)的风力或喷气气流中不会破损或变形，但在受到一架重3000kg、以140km/h(75节)速度飞行着地或以50km/h(27节)速度在地面滑行的飞机突然的碰撞力时应立刻破碎、弯曲或屈服。撞击时易折杆施加在飞机上的力不超过45kN，飞机与易折杆碰撞期间传递到飞机的最大能量不超过55kJ，目前国内尚无成熟且可靠的易折杆产品，国外产品采购成本居高不下，且交货期长。

为使安装于易折杆杆顶端的助航设备便于维护，目前对国外易折杆顶部设备维护主要采用两种方法：1，采用人工攀爬或地面升降平台将人员送至设备安装高度进行维护。人工攀爬对人员素质要求非常高，且危险性特别大，而地面升降平台能达到的高度有限；2，利用钢索、铰链等物品将易折杆从中部或底部折倒，使顶部设备降至地面高度进行维护，全部为人工操作，准备物品多、操作时间长，为不影响机场航空器飞行，大都需要在特定时间内进行维护，突发状况时甚至会临时关闭跑道进行维护，影响机场正常起降工作。维护工作对工作人员要求较高，若中途疏忽会致使设备和易折杆损坏。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种易于维护的升降式易折杆。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种升降式易折杆，包括易折杆体部，易折杆体部底部设置动力设备，顶部设置顶滑轮组件，易折杆体部上设置可沿易折杆体部上下滑动的滑轮架，滑轮架上设置助航设备，牵引绳一端与滑轮架连接，另一端绕过顶滑轮组件后接于动力设备，易折杆体部顶部设置用于锁紧到位后滑轮架的锁位机构。

优选地，易折杆体部包括位于上侧的上易折杆与位于下侧的下易折杆，上易折杆由上主杆与上腹杆焊接或者扣接而成，下易折杆由下主杆与下腹杆焊接或者扣接而成，上易折杆的截面小于下易折杆的截面。

优选地，顶滑轮组件包括用于牵引绳转向的牵引绳定滑轮和用于电缆转向的电缆定滑轮。

优选地，滑轮架包括套在上易折杆处的一级滑轮架与套在下易折杆处的二级滑轮架，牵引绳端部接于二级滑轮架，二级滑轮架可套在一级滑轮架外侧以形成一体式滑轮架，一体式滑轮架可沿上易折杆滑动。

优选地，锁位机构包括第一安装座，所述第一安装座上设置公头，所述公头的底部与第一安装座装配以形成球面副，所述公头下部设置用以保持公头呈竖立状态的支撑结构，所述公头上部设置旋转套，所述旋转套与公头通过单向轴承连接，所述旋转套外设置销轴；第二安装座下设置母头，所述母头顶部与第二安装座装配以形成球面副，所述母头内设置导向槽结构，所述导向槽结构处设置锁紧缺口，所述锁紧缺口与销轴配合以锁位。

优选地，易折杆体部主杆上设有若干应力集中点，上、下易折杆连接处设置应力集中点，受到飞机撞击后，所述应力集中点会破断分离，以降低杆体对飞机的冲击。

易折杆可扩展并联或串联使用，以适应重载或超高空使用场合。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：(1)升降式易折杆可应用于机场导航设施、气象设备、灯光系统等支撑。(2)升降式易折杆维护时间短，维护时占地面积小。不用在停飞时间维护或者因为维护需要临时关闭跑道。(3)升降式易折杆整体布置方式可保证其不仅满足《机场设计手册第六部分-易折性》的相关规定，而且在撞击发生时对飞机的作用力更小，对飞机破坏更小。(4)升降式易折杆中滑轮框架及多级运行升降方式，无需人工折倒或攀爬到顶部进行设备维护，能够做到自动化维护，维护前无需进行大量准备工作，减少劳动强度并保护人身安全。(5)升降式易折杆中升降机构重量轻，多级使用运行，可以使用多段以适应超高设备安装，通用性高。(6)升降式易折杆中升降机构安装动滑轮，可调节滚轮压力，运行平稳顺滑。(7)升降式易折杆中升降机构具有顶部自动锁位装置定位，避免顶部设备抖动或坠落。(8)升降式易折杆中牵引钢丝绳和电缆内置布置，方式新颖，且不影响易折性。(9)升降式易折杆可变更结构尺寸和截面形状，或多套并列配合使用以满足重载需求。(10)升降式易折杆中动力设备选择广泛，可选手动和电动等多种方式以满足需求。(11)易折杆中设置大量应力集中点，撞击时易折杆在应力集中点或(和)上下段连接处(熔片螺栓处)解体破坏，视飞机撞击位置不同，该破坏同时发生在一处或多处，对飞机产生的反作用力更小，使飞机损伤降至最低。(12)导航设备工作高度可使用升降设备方便地按需调整。

附图说明

图1为本实用新型中升降式易折杆主视图，此为助航设备升至顶部状态。

图2为本实用新型中升降式易折杆左视图，此为助航设备升至顶部状态。

图3为本实用新型中升降式易折杆主视图，此为助航设备降至底部状态。

图4为本实用新型中升降式易折杆左视图，此为助航设备降至底部状态。

图5为本实用新型中一种锁位机构结构图，该图为分离状态。

图6为本实用新型中一种锁位机构结构图，该图为扣接状态。

图7为母头立体图。

图8为本实用新型中一种锁位机构中导向槽结构一个方向的立体图。

图9为本实用新型中一种锁位机构中导向槽结构另一个方向的立体图。

图10为上部导向结构立体图。

图11为下部导向锁位结构立体图。

图12为升降式易折杆顶部区域一个视角的局部立体图，此为助航设备升至顶部状态。

图13为升降式易折杆顶部区域另一个视角的局部立体图，此为助航设备升至顶部状态。

附图标记说明：101动力设备，102下易折杆，103上易折杆，104锁位机构，105钢丝绳，106一级滑轮架，107二级滑轮架，108顶滑轮组件，109安装板，110熔片螺栓，111电缆，112助航设备，113对接插头；

211第一安装座，212公头，213旋转套，214单向轴承，215平衡块，216弹簧，221第二安装座，222母头，223导向槽结构，224锁紧缺口，223a上部导向结构，223b下部导向锁位结构。

具体实施方式

实施例：参见图1和图4，一种升降式易折杆，包括易折杆体部，易折杆体部底部设置动力设备，顶部设置顶滑轮组件，易折杆体部上设置可沿易折杆体部上下滑动的滑轮架，滑轮架上设置助航设备，牵引绳(实施例中采用钢丝绳)一端与滑轮架连接，另一端绕过顶滑轮组件后接于动力设备，易折杆体部顶部设置用于锁紧到位后滑轮架的锁位机构。

实施例中，由铝合金材料制成的易折杆体部(易折杆体部还可采用其他材料制成，不仅限于铝合金材料)包括位于上侧的上易折杆与位于下侧的下易折杆，上易折杆由上主杆与上腹杆焊接或者扣接而成，下易折杆由下主杆与下腹杆焊接或者扣接而成，上易折杆的截面小于下易折杆的截面。

需要说明的是，易折杆体部除了采用实施例中两段的形式，还可以是单段，或者为了适应超高设备而采用多段连接使用的形式。当采用两段或者多段时，截面可以大小相同，或者截面大小从下往上逐渐减小，以减轻结构重量。

实施例中，顶滑轮组件包括用于牵引绳转向的牵引绳定滑轮和用于电缆转向的电缆定滑轮。顶滑轮组件至少包括牵引绳定滑轮以满足需求，电缆可通过顶部设置的杆状件实现换向。

实施例中，由铝合金材料制成的滑轮架(滑轮架还可采用其他材料制成，不仅限于铝合金材料)包括套在上易折杆处的一级滑轮架与套在下易折杆处的二级滑轮架，牵引绳端部接于二级滑轮架，二级滑轮架可套在一级滑轮架外侧以形成一体式滑轮架，一体式滑轮架可沿上易折杆滑动。

锁位机构实现方式较多，例如传统螺母+螺栓的形式，或者采用大功率电磁铁吸附滑轮架，等等。本实施例中，参见图5到图11，锁位机构包括第一安装座(实施例中其与二级滑轮架连接)，所述第一安装座上设置公头，所述公头的底部与第一安装座装配以形成球面副，所述公头下部设置用以保持公头呈竖立状态的支撑结构，所述公头上部设置旋转套，所述旋转套与公头通过单向轴承连接，所述旋转套外设置销轴；第二安装座(实施例中其设置在易折杆顶部)下设置母头，所述母头顶部与第二安装座装配以形成球面副，所述母头内设置导向槽结构，所述导向槽结构处设置锁紧缺口，所述锁紧缺口与销轴配合以锁位。本实施例中，导向槽结构由上部导向结构与下部导向锁位结构构成，锁紧缺口设置在下部导向锁位结构上。需要说明的是，导向槽结构除了实施例中的方式，可根据需要作其他方式的变换，可参考现有技术。本实施例中，所述公头顶部设置锥形头。本实施例中，所述支撑结构包括设置在公头上的平衡块，所述平衡块与第一安装座间设置弹簧。本实施例中，所述平衡块可滑动地设置在公头上。

公头采用抗冲击耐磨材料制成，第一安装座安装在升降设备运动部件(二级滑轮架)上固定，公头与第一安装座装配形成球面副，公头与第一安装座随升降设备运动；母头采用耐磨金属材料制成，第二安装座安装在升降设备顶部(易折杆顶部)某一位置固定，母头与第二安装座装配形成球面副，母头与第二安装座固定在升降设备某一位置，母头圆柱内腔加工有导向槽结构；旋转套装配在公头上部位置，旋转套内部装有单向轴承，因此旋转套能绕公头轴线旋转；弹簧一端与第一安装座固定连接，另一端与平衡块连接，平衡块能沿公头圆柱外壁滑动，平衡块与弹簧同时作用保持公头在分离状态时保持竖直。

锁位机构工作时分扣接和分离2个状态：扣接状态：公头随升降设备上升，弹簧与平衡块保持公头进入母头内腔前的竖直状态，公头进入母头接触时，公头顶部的锥形头确保能公头能够顺利插入母头内腔中，在插入过程中，旋转套两侧销轴在母头内导向槽结构的引导作用下旋转滑动，减少扣接过程中产生的冲击力，且由于旋转套内单向轴承的存在，此过程不会出现逆向旋转导致扣接失败的情况，旋转套插入并旋转一定角度到达某一确定位置后，控制升降设备下降牵引公头退出一段距离，旋转套销轴进入导向槽结构缺口锁死，从而使公头与母头牢固扣接，升降设备运动机构锁定不能下坠。插入过程中若插入距离过大，弹簧与平衡块能确保过运行不会产生刚性冲击，且对插入距离起到限位作用。分离状态：公头和母头处于扣接状态，控制升降设备将公头上升一段距离，上升过程中，旋转套两侧销轴在母头内导向槽结构的引导作用下旋转滑动一定角度到达某一确定位置，弹簧和平衡块确保上升过程不会产生刚性冲击，再控制升降设备下降，公头上的旋转套在导向槽结构作用下脱离扣接，公头和母头分离，升降机构可以进行下降运动。

实施例中，易折杆体部主杆上设有若干应力集中点，上、下易折杆连接处设置应力集中点，受到飞机撞击后，所述应力集中点会破断分离，以降低杆体对飞机的冲击。

上、下易折杆主杆由铝合金制成，主杆除作为主要支撑受力构建外，兼作滑轮轨道面，腹杆由铝合金棒材折弯而成，主杆和腹杆通过焊接或扣接形成易折杆主体框架结构，下易折杆断面轮廓投影大于上易折杆；上、下易折杆两端用高强度螺栓与安装板连接，两段易折杆通过高强度且延伸率低的熔片螺栓穿过连接板上的开孔连接为一体；在加工过程中，易折杆主杆、腹杆、熔片螺栓上以及与连接板连接位置均设有应力集中点，经计算表明，在正常荷载作用下，应力集中点不会对易折杆的受力或使用性能产生影响；受到撞击时，应力集中点会较结构件提前破坏，从而使整个易折杆结构解体。应力集中点的位置经计算和试验验证后达到最优化，以使易折杆满足《机场设计手册第六部分-易折性》的相关规定。

动力设备为升降滑轮架和灯杆设备的动力源，可为手动设备或电动设备；一级、二级滑轮架均为轻质铝合金框架，一级滑轮架内包覆面尺寸与上易折杆断面尺寸相同，且外包覆面尺寸与下易折杆断面尺寸相同，二级滑轮架内包覆面尺寸与下易折杆断面尺寸相同，滑轮架内均安装有滑轮组，滑轮组可通过调节螺栓调节滑轮对轨道面的挤压力，因下易折杆断面投影大于上易折杆，因此设置两级滑轮架以使滑轮架适应不同断面易折杆，使滑轮紧贴轨道面，防止滑轮架晃动，一级滑轮架能沿上易折杆外侧轨道面上下滑动，二级滑轮架与下易折杆外侧轨道面接触进行上下滑动，二级滑轮架运行到上、下易折杆结合位置时，二级滑轮架套入一级滑轮架并能带动一级滑轮框架沿一级易折杆上下滑动，向上运动时一级、二级滑轮架相互间套紧，向下运动时一级、二级滑轮架脱开(即，上易折杆与下易折杆截面均呈矩形，一级滑轮架大致为矩形框结构，其套在上易折杆，并通过内侧安装的滑轮组在上易折杆处上下滑动，二级滑轮架大致为矩形框结构，其套在下易折杆，并通过内侧安装的滑轮组在下易折杆处上下滑动，二级滑轮架运动到易折杆杆间连接处时，可套在一级滑轮架上，套接实现形式较多，例如一级滑轮架顶部外周设置凸缘，二级滑轮架套在一级滑轮架上后由于凸缘的阻挡，可带动一级滑轮架一起向上运动，当二级滑轮架下降到杆间连接处时，二级滑轮架过渡到下易折杆处并向下继续运动，一级滑轮架由于内侧截面小于下易折杆，故停留在交汇处，助航设备设置在二级滑轮架上，助航设备可根据需要调整)；易折杆顶部安装有顶滑轮组件，顶滑轮组件安装有钢丝绳定滑轮和电缆定滑轮，用于钢丝绳和电缆转向；钢丝绳一端与动力设备连接，另一端与二级滑轮框架连接并牵引其上下运动，设备安装在二级滑轮框架上随二级滑轮框架上下运动。电缆一端与钢丝绳某一位置固连，另一端与灯杆连接，当动力设备牵引钢丝绳运动时，电缆随钢丝绳一起运动。

需要说明的是，滑轮架除了上面列举的形式，还可作其他变换，能在上、下易折杆上上下滑动即可，另外，当上、下易折杆外侧截面相同时，一个矩形框状结构即可作为滑轮架。

升降式易折杆运行是分为两个过程：(1)上升过程：对接插头处于断开状态(设置在电缆背离灯杆端)，操作人员启动动力设备，使钢丝绳牵引二级滑轮架和设备上升，二级滑轮架沿下易折杆竖直上升，滑动到易折杆断面变化位置时，因一级滑轮架外包覆面尺寸与下易折杆断面尺寸相同，二级滑轮架顺利脱离下易折杆套入一级滑轮架，带动一级滑轮架沿上易折杆继续上升，上升到顶部位置时，锁位装置触发固定一级滑轮架、二级滑轮架和设备。锁定后，关闭动力设备，此时一级滑轮架、二级滑轮架和设备完全锁定在易折杆顶部。易折杆底部操作人员插上对接插头，顶部设备通电。(2)下降过程：易折杆底部操作人员拔出对接插头，启动动力设备牵引顶部一级滑轮架、二级滑轮架和设备上升一小段距离，使锁位装置脱开并断开锁定状态，再控制动力设备反转退出钢丝绳，一级滑轮架、二级滑轮架和设备在重力作用下沿上易折杆同时下降，此时二级滑轮架包覆住一级滑轮架，下降至易折杆断面变化位置时，因一级滑轮架外包覆面尺寸与下易折杆断面尺寸相同，二级滑轮架和一级滑轮架顺利脱离滑入下易折杆轨道面，二级滑轮架和设备在重力作用下沿下易折杆继续下降，设备和二级滑轮架到达底部位置后，可开始对设备进行维护或更换，方便快捷，无需繁复的准备工作和人工操作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。