專利名稱：改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿的制作方法
本申請是1998年4月1日提出的申請系列No.09/053471的部分的續(xù)篇，后者本身又是1996年1月16日提出的申請系列No.08/585944(現(xiàn)在是美國專利No.5743635)的續(xù)篇。
本發(fā)明涉及氣動伸縮式桅桿的改進(jìn)，其利用一單獨(dú)的直流電源與桅桿的其它電源要求相配合，以用于光源。
作為參考，此處結(jié)合了Featherstone的5572837，以便在下文中不必詳細(xì)描述現(xiàn)有技術(shù)中已知的氣動伸縮式桅桿。
氣動伸縮式桅桿在現(xiàn)有技術(shù)中是廣為人知的，并且通常有這樣的特征，即，可以很容易地將它安裝在像應(yīng)急車輛或通用車輛這樣的機(jī)動車輛的頂蓬上。在這種配置中，桅桿通常用于設(shè)置電氣裝置，特別是用于設(shè)置車輛上方的某個高架位置處的照明器材。其作用為直接照明車輛上方的較大區(qū)域。它使應(yīng)急作業(yè)能在燈光下進(jìn)行，例如在事故地點或諸如在風(fēng)暴之后在公用事業(yè)工作組附近。在這種情況下，氣動伸縮式桅桿特別有益，這是因為，它們的重量輕，在縮回位置時結(jié)構(gòu)緊湊，并且能夠裝在包括汽車在內(nèi)的多數(shù)應(yīng)急車輛的頂篷上。
現(xiàn)有技術(shù)的氣動伸縮式桅桿是利用有壓力的空氣伸出的，并且在全部伸出的位置其通常是垂直的。氣動伸縮式桅桿通常包括一壓縮機(jī)或使伸縮式桅桿段在縮回位置與伸出位置之間移動的其它氣動控制裝置。此外，氣動伸縮式桅桿也可以包括用于使桅桿在水平位置與垂直位置之間轉(zhuǎn)動的機(jī)構(gòu)。這種裝置已在授予本發(fā)明的代理人的美國專利No.5572837中公開。
在很多應(yīng)用中，氣動控制機(jī)構(gòu)用與直流電源相連的空氣壓縮機(jī)作動力，而用于旋轉(zhuǎn)桅桿的機(jī)構(gòu)則由位于桅桿從其上升的平臺底部附近的直流電動機(jī)控制。另一種方案為，用于使桅桿伸長的空氣壓縮機(jī)可以備有來自交流電源的動力。不過，在伸縮式桅桿在其端部設(shè)有光源的情況下，照明總是必須由交流電源供給動力。由于伸縮式桅桿上所用的光強(qiáng)度的要求，總是需要交流電。曾經(jīng)需要110V或220V的電源，以便提供一足夠的、應(yīng)急人員可以在其中有效地工作的照明強(qiáng)度。
這種交流電源通常是用一個裝在交流發(fā)電機(jī)上的汽油發(fā)動機(jī)來控制的，該交流發(fā)電機(jī)以后就通過電線連至光源上。一般地說，交流電源由機(jī)動車輛本身提供，雖然也可能有一個獨(dú)立的發(fā)動機(jī)。交流電源通常需要車輛或發(fā)動機(jī)始終連續(xù)運(yùn)行，以使光源工作。在需要用照明用于救援或其它目的的應(yīng)急情況下，重要的是，發(fā)動機(jī)或車輛不能把汽油用完。如果汽油的供應(yīng)枯竭，則發(fā)動機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn)，燈自動熄滅。
通常有兩種不同類型的交流電源用于氣動伸縮式桅桿。最典型的是具有從應(yīng)急車輛交流發(fā)電機(jī)直接通至光源的電力線。因此，應(yīng)急車輛通過交流發(fā)電機(jī)向燈提供電源，而氣動桅桿功能的其余部分則用直流電流運(yùn)作。另一種交流電源方案則包括提供一單獨(dú)的自備的汽油發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。不過，這種組合通常是看不到的，這是因為，自備的發(fā)動機(jī)和交流電動機(jī)不僅對車輛的交流發(fā)電機(jī)來說是多余的，而且也太重以致不能裝在多數(shù)應(yīng)急車輛的頂蓬上。如同已經(jīng)熟知并可在現(xiàn)有技術(shù)中看到的那樣，交流電源需要耐受力強(qiáng)的線路絕緣，以防止起火或電擊。這導(dǎo)致桅桿的尺寸更大和更重，這是因為，在桅桿伸出和縮回時，必須將線路往上拉和往下壓，由此，伸出和縮回機(jī)構(gòu)必須有較大的功率，而且必須工作得比其它所要求的更困難一些。這在溫度變化時是特別實際的。例如，低溫導(dǎo)致普通的線路絕緣變得不易彎曲且彈性小，從而在桅桿伸出時要求伸出和縮回機(jī)構(gòu)工作得甚至更困難，以便將桅桿上部的線往上拉。
現(xiàn)有技術(shù)的伸縮式桅桿的某些系統(tǒng)已經(jīng)用12V的直流電源作為優(yōu)選的電源。這些系統(tǒng)包括氣動控制機(jī)構(gòu)。這些系統(tǒng)通?？芍苯佑脤?dǎo)線連接到車輛蓄電池上。不過，在某些情況下，這些同樣的桅桿系統(tǒng)可以用完全不與車輛連接的獨(dú)立的直流電源作動力。這樣，氣動控制機(jī)構(gòu)或壓縮機(jī)和用于轉(zhuǎn)動桅桿的機(jī)構(gòu)通常以小于燈(與110V或220V交流相對的12V或24V直流)的動力運(yùn)行，而且實際上可以用自備的直流電源運(yùn)行。不過，由于燈必須用交流電源運(yùn)行，故，燈必須始終與應(yīng)急車輛的發(fā)電系統(tǒng)連接。這樣，不容易將氣動伸縮式桅桿轉(zhuǎn)移至其它應(yīng)急車輛上，這是因為，它們必須與主車輛的交流電源一體地連接。交流系統(tǒng)的內(nèi)部零件是沿整個氣動桅桿分布的。這樣，就提高了制造成本，增加了初始裝配所需要的時間。因此，用交流電源作動力的伸縮式桅桿端部上的照明器材也不容易與可以放在天線上的其它類型的裝置互換。例如，這種裝置可以包括發(fā)射天線或接收天線、定位裝置或信號裝置。不同的電氣器材的安裝通常需要全部重新配置器材的線路，這不可避免地要復(fù)雜化。即使更換燈也是錯綜復(fù)雜的。這種設(shè)計不能滿足當(dāng)前的多功能性與互換性的要求。
因此，本發(fā)明的一個特征為提供一種氣動伸縮式桅桿，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的氣動伸縮式桅桿的缺點之處在于，通過將電氣元件聯(lián)結(jié)成只依靠一個直流電源系統(tǒng)而能經(jīng)濟(jì)地制造伸縮式桅桿，并使裝配簡化。本發(fā)明使伸縮式桅桿及其上的通用燈能用與氣動控制系統(tǒng)或桅桿旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)相同的電源來進(jìn)行操作，從而簡化了總體設(shè)計并提高了使用的靈活性。
此特征連同本發(fā)明的其它特征可在一種氣動伸縮式桅桿中達(dá)到，將該桅桿支承成能繞一水平桅桿軸線沿相對的方向旋轉(zhuǎn)，該桅桿包括多個相鄰的能彼此相對地在縮回位置與伸出位置之間滑動的伸縮段。設(shè)置一氣動控制機(jī)構(gòu)，以用于使桅桿段在縮回位置與伸出位置之間移動。還設(shè)置一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它使桅桿繞一在水平位置與垂直位置之間的軸線旋轉(zhuǎn)，并對其加以控制。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括一驅(qū)動輪和一個用于使驅(qū)動輪沿相反方向轉(zhuǎn)動的電動機(jī)。一連桿使驅(qū)動輪和桅桿相互連接，以用于沿兩個相反的方向之一轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪而使桅桿朝垂直位置旋轉(zhuǎn)，并用于沿另一相反方向轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪而使桅桿朝水平位置旋轉(zhuǎn)。桅桿包括一裝在伸縮段之一上的光源和一直流電源，該直流電源向光源提供電力，同時向伸縮式桅桿的其它動力部分提供動力。
按照本發(fā)明的更專有的特征，直流電源還向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和氣動控制機(jī)構(gòu)或壓縮機(jī)提供動力。在光源附近設(shè)置一電子換流器，以直接在燈架上將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源。在一優(yōu)選的實施例中，光源與電子換流器設(shè)置在一單獨(dú)的封閉模塊內(nèi)。模塊包括一與電子換流器相鄰的散熱器。散熱器也可作為一個單元與電子換流器一起取下。
直流電源可以是任何一種標(biāo)準(zhǔn)的直流電源，包括12V的蓄電池或24V的電源。在一個實施例中，直流電源可以由車輛蓄電池提供，該蓄電池由車輛的發(fā)動機(jī)和交流發(fā)電機(jī)保持充電和重新充電。
按照本發(fā)明的另一方面，伸縮式桅桿備有直流電動機(jī)機(jī)構(gòu)，后者包括一用于水平地移動光源的第一電動機(jī)和一用于相對于桅桿的靜止位置垂直地移動光源的第二電動機(jī)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，光源是金屬的鹵化物光源，按流明為單位進(jìn)行測量，該光源能為所需要的直流電源大小提供最大量的照明強(qiáng)度。
這樣，本發(fā)明的主要目的為提供一種在其端部具有改進(jìn)的光源的氣動伸縮式桅桿，該光源從直流電源獲得動力。
本發(fā)明的另一目的為提供一種氣動伸縮式桅桿，桅桿的通用燈和桅桿所需要的其它動力全部由一直流電源作動力。
本發(fā)明的又一目的為提供一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿，它利用了比其它伸縮式桅桿更可靠的電源，并且不需要交流電源。
本發(fā)明還有一個目的為提供一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿，它不會在車輛發(fā)動機(jī)電源關(guān)掉時突然停止工作；本發(fā)明的另一目的為提供一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿，其中，聯(lián)接到光源的線路聯(lián)接可以用比較輕且比較便宜的線路完成，從而降低伸出和縮回桅桿所需要的空氣壓力，減少沿桅桿長度的重量，并減少旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的電動機(jī)載荷和電動機(jī)停燒。
此外，本發(fā)明的另一目的為提供一種伸縮式桅桿通用燈作為一單獨(dú)的封閉模塊。
本發(fā)明的又一目的為提供一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿，它能在大體為水平的位置和大體為垂直的位置之間旋轉(zhuǎn)，其中，所述旋轉(zhuǎn)在操作上不依靠并獨(dú)立于用于伸出桅桿的氣動控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一目的為提供一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它占據(jù)較少的空間，易于維護(hù)，并且比其它氣動伸縮式桅桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)所需要的動力小。
對熟悉本領(lǐng)域的人來說，本發(fā)明的這些和其它目的將在閱讀和理解對優(yōu)選實施例的下列詳細(xì)描述時變得更清楚。
對某些部分和各部件的布局，本發(fā)明可以采取實際的形式，下面將詳細(xì)描述其優(yōu)選的實施例，并將在形成其一部分的附圖中詳細(xì)地示出，在附圖中

圖1是一示圖，它示出了本發(fā)明的氣動伸縮式桅桿；圖2是本發(fā)明的伸縮式桅桿的平面圖，它沿圖1的2-2線局部剖視；圖3是本發(fā)明的伸縮式桅桿局部剖視的正視圖；圖3A是本發(fā)明的伸縮式桅桿的另一實施例的局部剖視正視圖；圖4是本發(fā)明的一個部件沿圖3的4-4線的剖視圖；圖5是一流程圖，說明了本發(fā)明的總體控制系統(tǒng)；圖6是一正視圖，它示出本發(fā)明的圖3和圖3A的另一可選的實施例；圖7是本發(fā)明的圖3、3A和6所示視圖的另一可選的視圖。
現(xiàn)在參看附圖，其中的視圖的目的只是為了說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，而不是對其予以限制，圖1示出了裝在機(jī)動車輛12的頂蓬11上的伸縮式桅桿10。所示的桅桿10處于停止位置或處于用箭頭A標(biāo)記的平行于頂蓬11的行駛位置。用雙點劃線示出桅桿10處于伸出的垂直位置，該位置用箭頭B標(biāo)出并垂直于頂蓬11。按照本發(fā)明，可以以0°與90°之間的傾斜角放置桅桿，對于本說明，規(guī)定0°為平行于車輛頂蓬11，而且在處于位置A時大體是水平的，而90°則為垂直于車輛頂蓬11，并且位于如位置B的大體垂直的位置。
如同在位置B所示，伸縮式桅桿10包括相鄰的伸縮段14a至14d。在優(yōu)選的實施例中，伸縮段14a在桅桿10的桅桿下端15處，并且可旋轉(zhuǎn)地裝在基座16上，基座16又裝在車輛頂蓬11上。伸縮段14a～14d的每一個都是比較硬的管形段，以便于伸縮式桅桿10的氣動伸出和縮回。在伸縮段14d上，安裝在桅桿上端17上的是一個接線盒組件21，以便于將通用燈22放在桅桿上端17上。
如同在圖2中最清楚地示出的那樣，基座16包括兩個矩形的在其間形成通道26的箱子24和25，在通道中放置伸縮式桅桿10。每個矩形箱子24、25都分別包括周邊的壁31和32。裝在箱子24中的是一用于升高伸縮式桅桿10的空氣壓縮機(jī)33。此壓縮機(jī)最好能達(dá)到35磅每平方英寸的壓力并且用12V的直流電源運(yùn)行。壓縮機(jī)33通過支架34裝在基座16上。來自壓縮機(jī)33的空氣通過聚乙烯空氣供應(yīng)管36供至升降電磁閥35，并用止回閥37和減壓閥38對其進(jìn)行控制。電磁閥35通過聚氨酯供應(yīng)管42控制桅桿10的伸出與縮回，而空氣壓力則由電磁閥35上的計量閥43控制。
裝在矩形箱25中的是一齒條齒輪系統(tǒng)581。一齒條582包括在齒條齒輪系統(tǒng)581中，齒條582在其上表面584上具有用于與齒輪585嚙合的齒輪齒583，由電動機(jī)586通過齒輪箱586a驅(qū)動該齒輪。當(dāng)通過齒輪箱軸587使齒輪585轉(zhuǎn)動時，齒條582沿用箭頭X表示的方向往復(fù)滑動。齒條582在由焊在桅桿10的基座16上的板592、593形成的軌道591中滑動。這樣，齒條582的齒輪齒583與齒輪585的齒588嚙合，而齒條582的下表面595則與基座16接觸并沿其滑動。
一扇形齒輪1101與齒條582嚙合。扇形齒輪1101用鍵或其它方式裝在樞軸565的軸頸部分564上。這樣，扇形齒輪1101的旋轉(zhuǎn)就使軸頸部分564旋轉(zhuǎn)，從而使桅桿10繞y軸線旋轉(zhuǎn)。扇形齒輪1101有一略大于90°的角度范圍，并有一與軸線y共軸線的外弧形表面1103。表面1103包括與齒條582的齒輪齒583嚙合的齒輪齒1105。扇形齒輪1101還包括徑向表面1106和1107，其分別具有相應(yīng)的沿徑向的外端和內(nèi)端1109和1110。齒1105最好包含一大于90°的角，并且最好包含一大致為130°的角。不過，徑向表面1106和1107之間最好有一個90°的夾角，由此，表面1106、1107彼此垂直。扇形齒輪1101的形狀允許轉(zhuǎn)過90°，從而允許桅桿10轉(zhuǎn)過90°，同時又使扇形齒輪1101保持在矩形箱25內(nèi)。
齒條齒輪系統(tǒng)581按下列方式操作。啟動電動機(jī)586，并且電動機(jī)586最好從應(yīng)急車輛12的蓄電池取得動力，以使桅桿10從其停止的、如圖1所示的大體水平的位置旋轉(zhuǎn)。齒輪箱軸587沿圖3中的順時針方向的旋轉(zhuǎn)使裝在其上的齒輪585將齒條582驅(qū)至圖3的左側(cè)。齒輪齒583與扇形齒輪1101上的齒輪齒1105嚙合，使扇形齒輪1101并從而使軸頸部分564沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。軸頸部分564的這種旋轉(zhuǎn)使桅桿10順時針繞y軸線朝垂直位置旋轉(zhuǎn)。通過使電動機(jī)586斷電，桅桿10的旋轉(zhuǎn)可在0°與90°之間的任何傾角位置停止。齒輪585的齒輪齒588與齒條582的齒輪齒583之間的嚙合，連同齒輪齒583與扇形齒輪1101的齒輪齒1105的嚙合，使桅桿10固定在0°至90°之間的任何所要求的傾角上?；ハ鄧Ш系凝X輪齒提供了保持桅桿10處于傾角位置所需要的機(jī)械力。為了將桅桿10下降至大體水平的位置，可將上述過程倒過來進(jìn)行。
如同在圖3A中最清楚地示出的那樣，在另一個實施例中，圖3的齒條齒輪系統(tǒng)581和它的每一個零件都示作齒條齒輪系統(tǒng)581’。齒條齒輪系統(tǒng)581’幾乎與齒條齒輪系統(tǒng)581相同，它具有下列改動。齒條582’由像塑料這樣的彈性材料制造，以便使它能彎曲并形成一個弧。軌道591’有一弧形，該弧形由一半徑確定，該半徑的中心在y軸線上。齒條582’沿其上表面584’包括齒輪齒583’。一橫向側(cè)壁546’也是弧形的，并且形成軌道591’的外弧形表面。齒條齒輪系統(tǒng)581’的操作與齒條齒輪系統(tǒng)581類似，不同之處在于，齒條582’上的齒輪齒583’與扇形齒輪1101’的齒輪齒1105’沿其90°的角度范圍嚙合。通過增加扇形齒輪1101’與齒條582’之間的嚙合表面積，可以更確定地在其大體水平的0°位置與其大體垂直的90°位置之間驅(qū)動伸縮式桅桿10。此外，桅桿10還更可靠地保持在0°與90°之間的任何一個所選定的角度上。這樣，就有可能提供一個較長的伸縮式桅桿10或一個在桅桿10的桅桿上端17上的較重的通用燈22，這是因為，齒條齒輪系統(tǒng)581’能夠承受較大的由伸出的傾斜的桅桿10作用在其上的力。此外，如同從圖3A可以知道的那樣，齒條齒輪系統(tǒng)581’是完全封閉在矩形箱25’中的。
圖6示出了另一種方案的齒條齒輪系統(tǒng)1120。如圖所示，系統(tǒng)1120包括齒條1121，齒條1121在其上表面上具有用于與齒輪1124的齒輪齒1129嚙合的齒輪齒1122。在其上裝有齒輪1124的驅(qū)動軸1126由一電動機(jī)1125驅(qū)動。齒條1121在一個與圖2和圖3所示的軌道591相似的軌道1131中滑動。在齒條齒輪系統(tǒng)1120中還包括一個具有桅桿端部1133和齒條端部1134的杠桿臂1132。桅桿端部1133鉸接在桅桿10的段14a上。齒條1121有一第一端1127和一相對的第二端1128。第一端1127在桅桿10處于大體水平的位置時與樞軸565相鄰近，杠桿臂1132的齒條端部1134鉸接在齒條1121上并靠近第二端1128。
如同從圖6中可知道的那樣，通過使電動機(jī)1125沿如箭頭D所示的逆時針方向驅(qū)動軸1126及其上的齒輪1124，而使齒條齒輪系統(tǒng)1120動作，從而使桅桿10從其水平位置上升。齒輪1124的齒輪齒1129與齒條1121的齒1122嚙合，使齒條1121沿箭頭E的方向在軌道1131中滑動。由于桅桿10適于以如圖2和3所示的方式繞y軸線旋轉(zhuǎn)，故在齒條端部1134接近齒輪1124時，齒條1121的這種滑動使杠桿臂1132相對于齒條逆時針旋轉(zhuǎn)。杠桿臂1132的升舉運(yùn)動使桅桿10繞y軸線順時針旋轉(zhuǎn)，并從大體水平的位置或0°位置經(jīng)過多個角度移至用雙點劃線示出的大體垂直的位置或90°位置。在此位置，杠桿臂1132也用雙點劃線示出。齒輪1124與齒條1121之間的嚙合使桅桿10能夠可靠地保持在大體水平位置與用雙點劃線示出的大體垂直位置之間的多個角度中的任何一個角度上。為了下降桅桿10，可將上升過程倒過來進(jìn)行。
圖7示出了用于使桅桿10在一大體水平的位置和大體垂直的位置之間旋轉(zhuǎn)的另一種機(jī)械結(jié)構(gòu)。圖7的鏈輪鏈條系統(tǒng)1141用于機(jī)械地使伸縮式桅桿10繞y軸線旋轉(zhuǎn)。鏈輪鏈條系統(tǒng)1141包括鏈輪1142、1143，它們有用于與鏈條1145嚙合的鏈輪齒1144，鏈條1145由單個的鏈節(jié)1146做成。還包括一適于驅(qū)動鏈輪1142的電動機(jī)1147，在鏈輪1142上拖有鏈條1145。鏈輪鏈條系統(tǒng)1141還包括一個具有一桅桿端部1153和一鏈條端部1154的杠桿臂1152。滑塊1155固定在鏈條1145上。杠桿臂1152在桅桿端部1153處鉸接在與樞軸軸線y相鄰的伸縮式桅桿段14a上，而鏈條端部1154則固定在滑塊1155上?；瑝K1155可滑動地支承在一大體光滑的表面1156上。如圖所示，鏈輪1142、1143分別可旋轉(zhuǎn)地由軸1157、1158支承，而鏈條1145則按常用的方式與鏈輪1142、1143的鏈輪齒1144嚙合。
如同圖7的實施例所示，桅桿10按下列方式從其水平位置旋轉(zhuǎn)至其垂直位置。電動機(jī)1147在啟動時使軸1157轉(zhuǎn)動，從而沿順時針方向轉(zhuǎn)動鏈輪1142，由此，使鏈條1145沿順時針方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)鏈條1145沿順時針方向移動時，滑塊1155沿表面1156移動，使杠桿臂1152處于圖7中用雙點劃線所示的位置。當(dāng)杠桿臂1152將桅桿10從大體水平的位置升舉至大體垂直的位置時，桅桿10繞y軸線旋轉(zhuǎn)。通過將電動機(jī)1147斷電，滑塊1155就可沿表面1156在任一位置停住，由此，就可將桅桿10可靠地保持在0°與90°之間任何所要求的位置上?；瑝K1155與表面1156相適應(yīng)，從而，當(dāng)滑塊沿板式表面1156移動時，幾乎沒有摩擦。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，電動機(jī)的方向可以反過來，使鏈輪1142沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，以使桅桿10從其垂直位置或有傾角的位置移至大體水平的位置或移至其閱的某個角度處。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，齒條齒輪系統(tǒng)1120和鏈輪鏈條系統(tǒng)1140最好都封閉在相當(dāng)于矩形箱25或25’的矩形箱內(nèi)。
通過安裝支桿62，將控制線路板61裝在箱24內(nèi)的壁31上?？刂瓢?1與電源例如車輛12中的12V直流蓄電池連接。來自控制板61的信號操縱齒條齒輪系統(tǒng)581，以便旋轉(zhuǎn)桅桿10，并操縱空氣壓縮機(jī)33，以便伸出和縮回桅桿10，這將在以后詳細(xì)描述。與控制板61連接的還有空心螺旋導(dǎo)管(nycoil conduit)63。如同從現(xiàn)有技術(shù)中知道的那樣，空心螺旋導(dǎo)管基本為螺旋形的具有中空內(nèi)部的電纜管道，接至光源22所需要的線路可從其中空內(nèi)部穿入?？招穆菪龑?dǎo)管63中的線路向在桅桿上端部17處的光源22提供直流電源。空心螺旋導(dǎo)管63繞桅桿10的外周成螺旋形，并能隨桅桿10伸縮。在桅桿上端部17，空心螺旋導(dǎo)管63在接線盒組件21處終止。在接線盒中，線路以后就繼續(xù)遙控定位器箱64。
桅桿10、特別是光源22的操作可在圖4和圖5中最清楚地看出。通過導(dǎo)線72給控制板61設(shè)置直流電源71，最好是12或24V的直流電源。用于所有的桅桿操作的信號都由控制板61處理?？刂瓢?1通過導(dǎo)線73與空氣壓縮機(jī)33連接，并通過導(dǎo)線74與升降電磁閥35連接。當(dāng)有來自控制板61的信號時，電磁閥35就利用來自空氣壓縮機(jī)33的由供應(yīng)管線75供應(yīng)的空氣，通過空氣供應(yīng)管線76使桅桿10升高?？刂瓢?1還通過導(dǎo)線77向桅桿驅(qū)動電動機(jī)586提供信號，該電動機(jī)又驅(qū)動齒條齒輪系統(tǒng)581，以將桅桿10從一水平位置移至垂直位置，或者反過來也是一樣。操作人員可用控制面板82上的升降開關(guān)81來控制這些功能中的每一種，該控制面板82通過導(dǎo)線83向控制板61提供信號。通過導(dǎo)線79與控制板61相連的遠(yuǎn)距離桅桿工作警示燈78放置在車輛中，以在光源22工作時警告操作人員。
直流電源71通過控制板61利用空心螺旋導(dǎo)管63中的線路63a向遙控定位器印刷電路板84供應(yīng)動力，同時分別通過接線導(dǎo)線87和接線導(dǎo)線88向左燈85和右燈86供應(yīng)動力。印刷電路板84，連同分別通過導(dǎo)線93和94連接至印刷電路板84的搖頭驅(qū)動電動機(jī)(pan drive motor)91和傾斜驅(qū)動電動機(jī)92，都位于遙控定位器箱64中?？刂泼姘?2使操作人員能通過搖頭/傾斜開關(guān)95來控制電動機(jī)91和92中的每一個。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，搖頭驅(qū)動電動機(jī)91使光源22繞接線盒組件21與定位器箱64之間的旋轉(zhuǎn)點96按大體為360°的方位轉(zhuǎn)動。傾斜驅(qū)動電動機(jī)92使燈85、86中的每一個都繞軸線89在水平位置與垂直位置之間旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到光源22的較好的方向瞄準(zhǔn)。繞旋轉(zhuǎn)點96的轉(zhuǎn)動范圍由搖頭限位開關(guān)97限制，而繞軸線89的傾斜范圍則由傾斜限位開關(guān)98控制。
下面詳細(xì)描述左燈85。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，右燈86與左燈85是相同的，因而對右燈86就不再重復(fù)這種描述。如圖所示，一外殼組件102包圍著燈85，在其一側(cè)有一玻璃蓋103。一個反射器104對著玻璃蓋103，而燈泡105則放置在反射器104附近。在優(yōu)選的實施例中，燈泡為一金屬的鹵化物燈泡。燈泡105夾在位于反射器連接板107上的燈連接器106中，反射器104從該連接板107延伸。反射器連接板107通過間隔物112與平衡器連接板111連接，以使左燈85繞軸線89適當(dāng)?shù)仄胶?。通常是有己知重量的實心金屬板的平衡?14固定在平衡器連接板111上。平衡器連接板111通過支承件116連至印刷電路燈板(PC light board)連接板115上。印刷電路燈板連接板115裝在散熱器117上，并用間距螺釘122支承著印刷電路燈板組件121。印刷電路燈板組件121包括一電子換流器123，在其中，來自導(dǎo)線87的直流信號在被送至燈泡105之前被轉(zhuǎn)換成交流信號。這一設(shè)置消除了現(xiàn)有技術(shù)中對用于燈的交流電源的需要。燈85還備有裝配螺釘124。在取下裝配螺釘124時，可以從蓋組件102中取出燈85的內(nèi)部零件，以便修理該燈或更換包括燈泡105在內(nèi)的零部件。在現(xiàn)有技術(shù)的伸縮式桅桿燈箱中不設(shè)置這種類型的模塊箱。現(xiàn)有技術(shù)的交流照明系統(tǒng)不能提供這種通用性。這樣，內(nèi)部零件的整件式模塊安裝成為本發(fā)明的另一優(yōu)點。
本發(fā)明的設(shè)計的優(yōu)點之一為消除了對交流照明要求原先所需要的重負(fù)載線路和絕緣。這種較重的標(biāo)準(zhǔn)材料更難于隨著桅桿10的伸縮而伸縮。這就要求空氣壓縮機(jī)33提供更大的空氣壓力，從而不僅使桅桿段14a～14d升高，而且還使空心螺旋導(dǎo)管63伸展。用于燈的直流電源還允許齒條齒輪系統(tǒng)581不需要是重載型的，因為它不需要沿桅桿和在桅桿的端部伸展并保持過分的重量。通過簡單地將線路連至車輛蓄電池上而可以容易地將直流電源連至車輛上以及從車輛上脫開。本發(fā)明還消除了在現(xiàn)有技術(shù)中見到的對多個電源的需要。本發(fā)明使原先需要交流電源的光源22現(xiàn)在只需要直流電源。直流電源的要求還意味著，車輛或發(fā)動機(jī)不需要為了操作燈22而始終運(yùn)行。
本發(fā)明是參考優(yōu)選的實施例而進(jìn)行描述的。顯然，對于其它人，在閱讀并理解了本說明時，將出現(xiàn)各種改進(jìn)與變化。例如，控制面板82可放在車輛內(nèi)，或者可將其任意地做成遠(yuǎn)距離手持型的一部分，從而允許從車輛12的外面使燈22定位。警示燈78也可以放在控制面板82上，或在控制面板82采用了手持遠(yuǎn)距離方案時同時放在兩個地方。本發(fā)明包括所有這種改進(jìn)和改變在內(nèi)，只要它們進(jìn)入所附權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1．一種氣動伸縮式桅桿，將其支承成能繞一水平桅桿軸線沿相反的方向作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所述桅桿包括多個相鄰的能彼此相對地在縮回位置與伸出位置之間滑動的伸縮段、包括用于使所述桅桿段在所述縮回位置與伸出位置之間移動的氣動控制裝置的裝置、以及用于使所述桅桿在水平位置與垂直位置之間繞所述樞軸軸線沿相反方向轉(zhuǎn)動的裝置，其改進(jìn)包括上述用于使所述桅桿在水平位置與垂直位置之間旋轉(zhuǎn)的裝置和用于照明的照明裝置以及直流電源裝置，該旋轉(zhuǎn)桅桿的裝置包括驅(qū)動輪裝置、用于使所述驅(qū)動輪裝置沿相反方向轉(zhuǎn)動的裝置以及包括連桿裝置的裝置，連桿裝置將所述驅(qū)動輪裝置和所述桅桿相互連接，以用于使所述驅(qū)動輪裝置沿上述兩個相反的方向之一轉(zhuǎn)動，從而使所述桅桿朝所述垂直位置旋轉(zhuǎn)，并且用于使所述驅(qū)動輪裝置沿上述兩個相反的方向中的另一個轉(zhuǎn)動，從而使所述桅桿朝所述水平位置旋轉(zhuǎn)，用于照明的照明裝置裝在所述相鄰的伸縮段之一上，直流電源裝置用于向所述桅桿系統(tǒng)提供電源，包括向所述照明裝置和所述用于旋轉(zhuǎn)的裝置提供動力。
2．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述驅(qū)動輪裝置包括一齒輪，所述連桿裝置包括通過所述齒輪而沿相反的方向往復(fù)移動的齒條裝置和齒輪裝置，齒輪裝置固定在所述桅桿上，并與所述樞軸軸線共軸線，并與所述齒條裝置嚙合，以用于隨著所述齒條裝置的往復(fù)運(yùn)動而沿相反的方向繞所述軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
3．如權(quán)利要求2所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述齒條可相對于所述樞軸軸線而線性地滑動。
4．如權(quán)利要求2所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述齒條是彈性的，并將其支承成能與所述齒輪裝置一起繞所述樞軸軸線運(yùn)動。
5．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述直流電源裝置向所述氣動控制裝置提供動力。
6．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，它包括與所述照明裝置相鄰近的用于將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置。
7．如權(quán)利要求6所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述的用于轉(zhuǎn)換的裝置包括一與所述燈座相鄰近的電子換流器。
8．如權(quán)利要求6所述的伸縮式桅桿，其特征為，將所述照明裝置與所述用于轉(zhuǎn)換的裝置設(shè)置在一單獨(dú)的封閉的模塊內(nèi)。
9．如權(quán)利要求8所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述模塊包括一與所述用于轉(zhuǎn)換的裝置相鄰近的散熱器。
10．如權(quán)利要求9所述的伸縮式桅桿，其特征為，它包括用于將所述用于轉(zhuǎn)換的裝置和所述散熱器可拆卸地安裝在所述模塊內(nèi)的裝置，從而可使所述用于轉(zhuǎn)換的裝置和所述散熱器可作為一個單元而從所述單獨(dú)的封閉模塊中取出。
11．如權(quán)利要求8所述的伸縮式桅桿，其特征為，它包括用于將所述用于轉(zhuǎn)換的裝置可拆卸地安裝在所述單獨(dú)封閉模塊內(nèi)的裝置。
12．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述照明裝置包括一金屬的鹵化物燈。
13．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述直流電源裝置包括蓄電池電源裝置。
14．如權(quán)利要求13所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述蓄電池電源裝置是一個12V的電源。
15．如權(quán)利要求13所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述蓄電池電源裝置是一個24V的電源。
16．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述驅(qū)動輪裝置包括一齒輪，所述連桿裝置包括齒條裝置和一杠桿臂，所述齒條裝置可通過所述齒輪而沿相反的方向往復(fù)移動，所述杠桿臂有兩個相對的端部，其中一個鉸接在所述桅桿上，另一個鉸接在所述齒條裝置上。
17．如權(quán)利要求16所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述杠桿臂的所述一端在一與所述樞軸軸線隔開一段距離的杠桿臂軸線處固定在所述桅桿上。
18．如權(quán)利要求17所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述桅桿包括一上端部分和一下端部分，所述下端部分與所述樞軸軸線相鄰近，所述齒條裝置包括一第一端和一第二端，所述第一端在所述桅桿處于所述水平位置時與所述樞軸軸線相鄰近，所述杠桿臂的所述一端在所述下端部分處與所述桅桿相連，所述杠桿臂的所述另一端則與所述齒條裝置相連并靠近所述第二端。
19．如權(quán)利要求16所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述驅(qū)動輪裝置包括用于使所述齒輪轉(zhuǎn)動的電動機(jī)裝置。
20．如權(quán)利要求1所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述驅(qū)動輪裝置包括鏈輪鏈條裝置，而所述連桿裝置則包括一杠桿臂，它具有兩個相對的端部，其中一個鉸接在所述桅桿上，而另一個則鉸接在所述鏈輪鏈條裝置上。
21．如權(quán)利要求20所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述鏈輪鏈條裝置包括鏈輪裝置和由所述鏈輪裝置驅(qū)動的鏈條裝置，所述杠桿臂的所述另一端則固定在所述鏈條裝置上。
22．如權(quán)利要求21所述的伸縮式桅桿，其特征為，所述鏈條裝置包括一鏈條和一固定在所述鏈條上的滑塊，所述杠桿臂的所述另一端則固定在所述滑塊上。
23．如權(quán)利要求22所述的伸縮式桅桿，其特征為，它進(jìn)一步包括用于可滑動地支承所述滑塊的裝置，而所述滑塊則在所述鏈輪裝置之間固定在所述鏈條上。
24．一種氣動伸縮式桅桿，它用于裝在機(jī)動車輛頂蓬上，并適于支承電氣器材，所述桅桿裝在底板裝置上，以便可取下地固定在所述車輛的所述頂蓬上，它包括提供一軸線的裝置，所述桅桿適于繞該軸線旋轉(zhuǎn)，所述桅桿包括多個相鄰的能彼此相對地在縮回位置與伸出位置之間滑動的伸縮段、包括用于氣動地使所述桅桿從所述縮回位置伸展至所述伸出位置的氣動控制裝置的裝置、以及用于使所述桅桿在大體水平的位置與大體垂直的位置之間旋轉(zhuǎn)的裝置，所述的用于使所述桅桿旋轉(zhuǎn)的裝置包括用電動機(jī)驅(qū)動的可相對于所述氣動控制裝置獨(dú)立地操作的驅(qū)動裝置和包含連桿裝置在內(nèi)的裝置，所述驅(qū)動裝置可沿相反的方向移動，連桿裝置使所述驅(qū)動裝置和所述桅桿相互連接，以用于使所述驅(qū)動裝置沿兩個相反的方向之一移動，從而使所述桅桿朝所述垂直位置旋轉(zhuǎn)，并用于使所述驅(qū)動裝置沿所述兩個相反方向中的另一個移動，從而使所述桅桿朝所述水平位置旋轉(zhuǎn)，所述用于旋轉(zhuǎn)的裝置裝在所述底板裝置上的第一箱體中，所述氣動控制裝置裝在所述底板裝置上的第二箱體中，用于照明的照明裝置裝在所述相鄰的伸縮段之一上，直流電源裝置用于向所述照明裝置和所述用于旋轉(zhuǎn)的裝置提供動力。
全文摘要
一種改進(jìn)的氣動伸縮式桅桿,將它支承成能沿相反方向轉(zhuǎn)動。桅桿包括相鄰的能彼此相對地在縮回與伸出位置之間滑動的伸縮段。還提供也使桅桿段在縮回與伸出位置之間移動的氣動控制系統(tǒng),它是使桅桿在大體水平和垂直位置之間旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備。該機(jī)械設(shè)備包括可獨(dú)立于氣動控制裝置而操作的驅(qū)動機(jī)構(gòu),能可靠地將桅桿保持在水平與垂直位置之間任一所需角度上。桅桿包括一裝在其上端的光源,它能用與氣動控制系統(tǒng)和用于旋轉(zhuǎn)桅桿的設(shè)備相同的直流電源來運(yùn)行。
文檔編號B60R11/00GK1286183SQ0012407
公開日2001年3月7日 申請日期2000年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者約翰·A·赫爾斯 申請人:威伯公司