Регулируемое устройство для работы сидя или стоя ("варианты")

Изобретение относится к устройствам для работы сидя или стоя, может быть применено во всех областях промышленности, во всех учебных заведениях и в быту для работы на компьютере. Изобретение направлено на повышение надежности фиксации уровня столешницы на любой допустимой высоте. Регулируемое устройство для работы сидя или стоя содержит столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты, где столешница жестко связана со штоком вертикально расположенного пневмоцилиндра, крышки которого жестко связаны с переходными элементами, нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальной опоры, ось которой параллельна оси пневмоцилиндра и находится с ним в одной плоскости, где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов, связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями, а пневмоцилиндр соединен гибкой универсальной пневмолинией с переключателем, подключенным через гибкую пневмолинию к источнику давления. Во втором варианте устройства пневмоцилиндр соединен гибкой универсальной пневмолинией с соединителем, связанным с переключателем выхлопа и напорным переключателем, подключенным через напорную пневмолинию к источнику давления. В третьем варианте вход и выход пневмоцилиндра соединены гибкими входной и выходной пневмолиниями с переключателем потока, соединенным с напорным переключателем, подключенным к источнику давления. 3 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное техническое решение относится к мебели, предназначенной для организации рабочего места, и может быть применено во всех областях промышленности и других отраслях. Кроме того, оно может быть использовано во всех учебных заведениях, в быту для работы на компьютере, обучения и т.д.

Уровень техники

Аналогом данного технического решения является «Регулируемый стол для персональных компьютеров» (патент на изобретение RU №1812959 приоритет от 30.04.1993 г.). Наличие двух рабочих поверхностей, регулируемых по высоте, заставляет затрачивать дополнительное время, что увеличивает время выхода на рабочий режим. «Регулирование положения поверхностей по высоте осуществляется вращением маховичка», что отнимает очень много рабочего времени, поскольку при смене положения стола из положения работы, сидя на положение работы, стоя необходимо опять вращать маховичек. Кроме того, вращение маховичка необходимо осуществлять при регулировке под необходимый рост пользователя, что также отнимает много времени. Само соединение «гайка - винт» изначально закладывает малую скорость перемещения столешницы. Отсутствие шкалы увеличивает время настройки на необходимую величину высоты столешницы. Наличие двух рабочих поверхностей на горизонтальной раме, установленной с помощью кронштейна, жесткая связь горизонтальной рамы со шпинделем, который резьбовой частью сопрягается с резьбовой частью маховичка, установленного в гнезде опорной стойки основания, а также конструкция фиксации горизонтальной рамы от проворачивания вокруг оси шпинделя, - все это делает достаточно сложной конструкцию регулируемого стола и большое время регулировки подъема (опускания) столешницы и т.д. Данная сложная конструкция не позволяет один раз быстро и точно произвести регулировку в зависимости от любых антропометрических данных пользователя, а также осуществлять быстрый подъем и опускание столешницы.

Еще одним аналогом предлагаемого технического решения является «Компьютерный стенд» (патент США №5419525 приоритет от 30.05.1995 г.). Недостатком данного стенда является то, что каждый раз, когда необходимо изменить положение столешницы, нужно «вручную» ее сначала расфиксировать, а затем зафиксировать, что увеличивает время настройки (причем это надо делать каждый раз, когда пользователь решил работать стоя или сидя). Расположение отверстий для фиксации с определенным шагом не позволяет на данном компьютерном стенде работать сотрудникам, имеющим рост, не согласующийся с диапазоном отверстий для фиксации. Сам ручной подъем (опускание) столешницы отнимает много времени. Так как чтобы расфиксировать (зафиксировать) столешницу нужно встать, подойти к компьютерному стенду сбоку, либо сзади и одной рукой придерживая столешницу, а второй рукой производить фиксацию (расфиксацию). Эту операцию можно делать одному, только если пользователь работает с ноутбуком. Если на столешнице стоит отдельно монитор или два монитора, то операцию по расфиксации, подъему и фиксации столешницы нужно производить только вдвоем, в противном случае можно повредить мониторы. Поскольку они имеют ограниченную устойчивость, а при подъеме (опускании), фиксации (расфиксации) можно не рассчитать плавность подъема (опускания), особенно когда человек уставший. А если пользователь 8 раз в день меняет положение столешницы, то окажется что время на это будет тратиться очень много. Такая сложная конструкция не позволяет на нем работать пользователям с разными антропометрическими данными вследствие отсутствия устройства для точной регулировки, а значит, не позволяет выполнить требования по эргономике и нормам СанПиНа в части правильной посадке при работе за компьютером, а именно:

- во время работы запястье и рука должны лежать в одной плоскости;

- между крышкой стола и ногами должен быть просвет;

- вех монитора должен быть расположен выше уровня глаз;

- в локтевом суставе должен быть прямой угол;

- во время работы руки и ноги должны быть параллельны полу. Другим аналогом является «Регулируемый стол» (патент на изобретение RU №2090128, С1, приоритет от 05.12.1995 г.). Как свидетельствует п. 1 формулы изобретения, конструкция данного регулируемого стола достаточно сложная и ограничивает область его применения, а именно только для авиации и космонавтики в качестве устройств для обучения и работы диспетчеров. Конструкция стола не позволяет: регулировать высоту столешницы в зависимости от роста пользователя при работе в положении «сидя - стоя» (поскольку это конструктивно не предусмотрено); использовать его на производстве, в быту и т.д.

Следующим аналогом является «Стол регулируемый» патент на полезную модель №61995 приоритет от 04.07.2005 г. Подъем, и опускание стола предполагается делать «вручную» путем вынимания (выкручивания) фиксирующих элементов и поднятия вручную столешницы. Что отнимает много времени. Так как каждый раз, когда надо поднять (или опустить) столешницу необходимо приподнять столешницу, вынуть фиксатор поднять столешницу и зафиксировать ее. Кроме того, конструкция стола не позволяет: регулировать высоту подъема столешницы под любой рост пользователя; производить точную регулировку стола за короткий промежуток времени, производить быстрый подъем и опускание столешницы и выполнять нормы эргономики и СанПиНа и т.д.

Очередным аналогом является «Стол регулируемый» патент на полезную модель №50775 приоритет от 13.07.2005 г. Конструкция стола и регулировка подъема аналогичны предыдущему патенту, также как и недостатки.

Другим аналогом является «Регулируемый стол» патент на изобретение №2321324 приоритет от 17.08.2005 г. Стол, включающий узел направляющих 3 с опорными стойками 4 не простая конструкция, особенно в изготовлении. Потому что чтобы не было заклинивания, и не сгорел электродвигатель нужно чтобы: внутренние поверхности опорных стоек 4 были параллельны с микронной точностью, а для этого нужно добавлять в существующую конструкцию опорно - регулировочные стяжки (которые понадобятся и для опорных стоек 2, поскольку направляющие 3, которые на них установлены должны иметь размер снаружи с непараллельностью, исчисляемую микронами); также нужна будет смазка, как для направляющих, так и для соединения винт - гайка, которую надо будет специальными устройствами закрывать, а это еще дополнительные узлы и детали, которых нет в существующей конструкции. Таким образом, конструкция получается достаточно сложная. Известно, что у столов с электроприводом большая скорость подъема. Кроме того, точно остановить двигатель на высоте стола, соответствующему определенному росту очень сложно и поэтому пользователю придется постоянно включать и выключать электродвигатель (что чревато его не продолжительной работой) и будет отнимать много времени. Отсутствие шкалы увеличивает время настройки на необходимую величину подъема высоты столешницы. Отсутствие в конструкции точной регулировки под любой рост пользователя не позволяет выполнять нормы эргономики и СанПиНа.

Еще одним аналогом является «Регулируемый стол», патент на изобретение RU №2354274, приоритет от 15.03.2007 г., МПК: С 2.. Регулировка высоты подъема стола в зависимости от роста пользователя отнимает много времени за счет: малой скорости перемещения стола по сравнению с пневмоцилиндром (известно, что у столов с электроприводом скорость подъема 30 мм/сек, а у столов с пневмоприводом 50-800 мм/сек, о чем свидетельствует опыт использования регулируемых столов производства США, смотри ИНТЕРНЕТ); проблематичности остановки мотор - редуктора в том положении, когда это необходимо (тоесть реально надо будет то поднимать мотор-редуктор, то опускать его), что будет отнимать много времени; отсутствия шкалы увеличивает время настройки на необходимую величину подъема высоты столешницы; отсутствия устройства точной регулировки под рост пользователя. Кроме того погрешности регулировки будут существенными. Сложная конструкция стола не позволяет производить точную регулировку стола для работы «сидя» или «стоя» за короткий промежуток времени и выполнять нормы эргономики и СанПиНа и т.д.

Последующим аналогом является «Стол с регулируемой столешницей» патент на полезную модель РФ №88919, приоритет от 25.06.2009 г. Данная сложная конструкция имеет те же недостатки, что и описанные ранее конструкции с телескопическими стойками и регулировкой высоты за счет отверстий и фиксаторов.

Очередным аналогом является «Стол регулируемый» (патент на полезную модель РФ №113931, приоритет от 21.11.2011 г.). Данная сложная конструкция предполагает поочередное вращение то одного червячного механизма 9 то второго червячного механизма 9. Кроме больших затрат времени на вращение червячного механизма 9, придется затрачивать время на переход к каждому механизму и проверку уровня высоты подъема или опускания столешницы. Эти операции необходимо будет делать как при подъеме, так и при опускании стола, что будет отнимать очень много времени. Устройство требует большого места для его размещения, поскольку при расхождении ножки будут раздвигаться на достаточную длину. Сами ножки создают при этом не безопасные условия работы, потому как нужно будет периодически перешагивать и постоянно думать о том, чтобы не споткнуться и не упасть, не только самому пользователю, но и другим работникам.

Следующим аналогом является «Стол регулируемый» патент на полезную модель РФ №140418, приоритет от 25.03.2013 г. Сложность конструкции подтверждается ее составом, соединениями и т.д. Регулировка высоты столы осуществляется двумя фиксаторами («каждое телескопическое соединение боковых стоек скреплено, по меньшей мере, двумя фиксаторами»). Столешница, выполненная из ДСП уже сама по себе тяжелая, да еще трубы прямоугольного сечения делают конструкцию такой, что фиксировать (расфиксировать) можно только вдвоем, что отнимает много времени. Расположение отверстий для фиксации с определенным шагом не позволяет работать людям, имеющим рост, не согласующийся с диапазоном отверстий для фиксации либо работать с нарушением эргономических требований (что негативно влияет как на результатах работы, так и на здоровье пользователя). То есть данный регулируемый стол не позволяет производить точную регулировку стола за короткий промежуток времени и выполнять нормы эргономики и СанПиНа, поскольку отсутствует точная регулировка высоты подъема столешницы.

Наиболее близким по технической сущности аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является «Стол с регулируемой высотой» патент на полезную модель №135501, приоритет от 05.06.2013 г., МПК: А47В. Предлагаемое устройство имеет сходные признаки с прототипом, а именно: вертикальную опору и столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты. В соответствии с первым пунктом формулы и разделов описания для «открытия столешницы нужно приложить усилие…». Это влечет за собой: увеличение времени подъема столешницы (чего нет в предлагаемом устройстве, поскольку подъем столешницы осуществляется с помощью пневмоцилиндра, органов управления (пневмораспределителей, кнопок и т.д.), источника давления либо пневмомагистрали. Расположение отверстий для фиксации с определенным шагом прототипа не позволяет работать сотрудникам, имеющим рост, не согласующийся с диапазоном отверстий для фиксации либо работать с нарушением эргономических требований (что негативно влияет как на результатах работы, так и на здоровье пользователя). То есть стол прототипа позволяет сделать регулировку по высоте только для пользователей с определенным ростом и конструкция прототипа не позволяет осуществлять регулировку под любой рост пользователя. Кроме того, чтобы поднять столешницу на необходимую пользователю высоту нужно: сначала открутить стопорный винт, вынуть его, затем поднять столешницу с шестью телескопическими ножками и «газ-патроном» (ми), совместить резьбовое отверстие с отверстием в ножке (что крайне неудобно и долго делать одному пользователю и даже вдвоем), вставить стопорный винт и зафиксировать. Что также занимает много времени. Конструкция «газ-патрона» и конструкция ножек в сборе с телескопическими трубами, имеет погрешности изготовления, которые ничем не компенсируются (в предлагаемом устройстве компенсация погрешностей изготовления осуществляется за счет регулировки высоты подъема столешницы) и влияют на точность высоты подъема стола. Телескопические трубы, чтобы они работали, должны внутри трубы иметь ограничители, расположенные точно перпендикулярно оси трубы. И эти ограничители, имеющие погрешности изготовления вместе с погрешностями изготовления самих труб и зазорами между ними не позволят в итоге ничем их компенсировать. Кроме того, будут возникать дополнительные погрешности из-за двух ножек и не точного сверления резьбовых отверстий. Поэтому конструкция прототипа позволяет сделать лишь грубую регулировку с погрешностями, исчисляемыми миллиметрами, да еще и под ограниченные роста пользователей. В то время как в предлагаемом устройстве точность регулировки достаточно высокая, потому что настраивается по точно изготавливаемой шкале и устройство имеет жесткую конструкцию (столешница и переходные элементы жестко связаны с пневмоцилиндром; сам пневмоцилиндр представляет собой жесткий модуль, который неподвижно закрепляется после регулировки) и имеет точно изготавливаемые детали, входящие в него (например, радиальное биение диаметра поршня 0,03 мм, торцевое 0,05 мм и т.д.). А современные методы изготовления шкал позволяют их изготавливать достаточно точными, например, даже при пониженном уровне точности погрешность линейных размеров шкалы составляет 5-10 мкм (или 0,005-0,01 мм). То есть погрешность регулировки предлагаемого устройства на порядок с лишним меньше чем у прототипа.

Конструкция вертикальной опоры прототипа, да и стола в целом достаточно сложна (шесть телескопических труб, в то время как у предлагаемого устройства только одна простая труба (вертикальная опора); перекладина, вакуумные присоски, рычаг и т.д., чего нет у предлагаемого устройства и не исключает заклинивания при использовании одного газ-патрона. Потому как трубы 2а, 2б, 2в имеют большой разброс по допускам (как снаружи, так и внутри в состоянии поставки) и вследствие этого будут большие зазоры между этими трубами. Кроме того, чтобы скрепить трубы 2в с трубой 2б стопорными винтами 7 необходимо в трубах 2в сделать отверстия с допуском. В итоге на конце ножек 2 (трубы телескопической 2а) будут отклонения исчисляемые миллиметрами (как на одной ножке, так и на другой). Также конструкция не обеспечивает жесткости и точности, и даже если ее будут собирать на специальной плите (имеющую минимальную неплоскостность) при установке на пол, она будет не устойчива. Так как идеальных полов не бывает, то не будут работать вакуумные присоски. Поэтому автор и ввел два газ-патрона пункт 5 формулы, надеясь, что два газ-патрона осилят возникающие перекосы, усложнив при этом и без того сложную конструкцию. Что же касается регулировки высоты подъема стола, то без рычага газ-патрона (указанного в п. 2 формулы вариантом исполнения), конструкция не позволяет регулировать под любой рост пользователя, а только в пределах резьбовых отверстий. Отрегулировать высоту подъема с помощью труб и крепежных элементов можно только вдвоем (когда один поднимает столешницу, а второй человек ловит резьбовое отверстие и закручивает винт 7), что отнимает значительное время. Введение рычага для газ-патрона, указанного во втором пункте формулы прототипа не решают проблему регулировки. Потому как введение рычага предусматривает введение еще одного устройства-устройства управления (на который будет воздействовать рычаг) и еще ряд других деталей, которых нет в конструкции прототипа. Даже если бы у прототипа был бы рычаг с клапаном и другими деталями (модернизированный «газ-патрон»), все равно конструкция не обеспечивает быстрый и точный подъем на необходимую высоту. Потому как точно рычагом остановить газ-патрон в необходимой точке проблематично (да еще не известно, в какой точке надо останавливать, поскольку отсутствует шкала). И нужно будет рычаг поднимать то вверх, то опускать вниз, чтобы добиться нужного положения стола (причем эту операцию надо будет делать всегда, когда надо поднять стол и если пользователь 8 раз делает это в течение рабочего дня, то время набегает приличное). Чего нет в предлагаемом устройстве (поскольку поршень пневмоцилиндра работает постоянно до упора в переднюю крышку, а высота подъема выставлена заранее по шкале в зависимости от роста пользователя и не надо каждый раз с помощью рычага «ловить» необходимую высоту). Конструкция «газ - патрона» по сравнению с пневмоцилиндром более сложная и менее надежная, так как имеет герметичную оболочку и другие конструктивные особенности. В разделе описания прототипа указано, что «…газ-патроны, как правило, выдерживают 100 тыс.циклов…», в то время как пневмоцилиндры, например, типа ПЦ…ISO6431 Московского завода ООО «Пневмоаппарат» имеют рабочий ресурс 4000 км, что на порядок с лишним превышает ресурс устройств типа «газ-патрон». Кроме того, данный регулируемый стол не позволяет производить точную регулировку стола за короткий промежуток времени и выполнять нормы эргономики и СанПиНа, поскольку отсутствует точная регулировка высоты подъема столешницы.

Таким образом, предлагаемые технические решения позволяет получить по сравнению с прототипом и аналогами:

- более простую и надежную конструкцию;

- более точную регулировку высоты подъема столешницы в зависимости от любого роста человека;

- меньшее время регулировки;

- меньшее время подъема столешницы;

- более простой механизм перемещения и фиксации столешницы.

Кроме того, предлагаемые технические решения позволяют выполнять нормы эргономики, СанПиНа и позволят получить дополнительные технические результаты, отсутствующие у прототипа и аналогов.

Раскрытие изобретения

Регулируемое устройство для работы, сидя или стоя (в дальнейшем по тексту устройство), содержит столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты (базовую конструкцию) и другие конструкционные элементы, имеющие существенные отличия в каждом варианте исполнения.

Целью создания предлагаемых технических решений является создание простой конструкции, обеспечивающей точную высоту подъема и опускания столешницы в зависимости от любых антропометрических данных человека и быстрой переналадкой под другие исходные величины.

Кроме того, устройства позволяют: сделать более компактной столешницу, особенно для ноутбука; сделать более компактным устройство в целом; экономить энергоресурсы; снизить вес и габариты; повысить надежность (за счет: очень простой конструкции устройства и деталей, входящих в него; более точного изготовления деталей, например, пневмоцилиндра; за счет стационарно расположенного пневмоцилиндра, а не как, например, устройства с системой «газ - патронов» на проушине); занимать меньшие площади (что особенно актуально для предприятий, арендующих площади, например в технопарках, бизнес - инкубаторах и т.д.); встраиваться в существующие столы (в том числе и компьютерные); быть полностью автономными и не требующими затрат электроэнергии; иметь свободный доступ для ремонта (чего не скажешь об устройствах, использующих систему «газ - патронов», поскольку в случае возникновения разгерметизации или ремонта клапана, придется разбирать все устройство, что тянет за собой большую трудоемкость ремонта); иметь более высокую скорость подъема столешницы по сравнению с электроприводными и аналогичными устройствами; точно подстраиваться под любой рост, не требуя постоянной подстройки; поднимать большой вес; отказаться от использования компьютерных столов; позволяет задействовать дополнительную группу мышц человека (обеспечивая тренинг групп мышц), что позволяет повысить физическую активность человека, что повышает производительность, скорость работы пользователя и соответственно скорость работы всего устройства; компенсировать погрешности изготовления (например, погрешности изготовления пневмоцилиндра (в частности хода) за счет возможности регулировки высоты подъема); более удобное управление за счет расположения органов управления либо на столешнице либо в торце, а не под столешницей (где рукоятку управления надо искать, как это сделано в сегодня выпускаемых столах); повысить ресурс работы; обеспечить выполнение норм СанПиНа и эргономических требований и т.д.

Вышеуказанные технические результаты достигаются за счет того, что столешница, жестко связанная со штоком вертикально расположенного пневмоцилиндра, крышки которого жестко связаны с переходными элементами, нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальной опоры, ось которой параллельна оси пневмоцилиндра и находится с ним в одной плоскости, где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями. Вышеуказанные существенные отличия являются принадлежностью каждого из всех предлагаемых устройств, то есть имеют одинаковую базовую конструкцию и позволяют получить одинаковый для всех устройств технический результат. Получение технического результата неразрывно связано с другими конструктивными элементами находящиеся во взаимосвязях между собой и с базовой конструкцией, которые у каждого варианта исполнения свои, что позволяет получить дополнительные технические результаты.

Отличительные признаки прототипа: вертикальная опора выполнена в виде ножек, соединенных перекладиной; каждая ножка стола выполнена составной из трех полых металлических телескопических труб разного диаметра, входящих одна в другую с возможностью свободного скольжения; нижняя и средняя части ножки обеспечивают регулировку статичной высоты стола под рост пользователя, а средняя и верхние части - переключение между положениями сидя - стоя; механизм изменения высоты выполнен в виде газ-патрона, расположенного между столешницей и перекладиной; на основании ножек стола расположены вакуумные присоски; газ-патрон рычагом; на нижней части средней и нижней части труб ножки выполнены отверстия с резьбой, в которые вкручивается стопорный винт; между нижними частями ножек стола установлены дополнительные перекладины; механизм изменения высоты выполнен в виде двух газ-патронов; газ-патроны закреплены подвижно, с возможностью вращения, причем нижние концы газ-патронов закреплены на перекладине, а верхние - на кронштейнах, установленных, под столешницей; газ-патроны установлены под углом; на столешнице дополнительно размещен поворотный кронштейн для крепления ЖК-монитора; с нижней стороны столешницы дополнительно прикреплен кабель-канал. Анализ отличительных признаков прототипа (аналогов) и заявляемого устройства показывает, что они совершенно разные и прототип не содержит ни одного признака (сходного), имеющегося у заявляемого устройства, и поэтому не позволяет получить технические результаты заявляемого устройства. Следовательно, заявляемое устройство отвечает условию патентоспособности «новизна».

То, что столешница жестко связана со штоком пневмоцилиндра необходимо как для обеспечения точности высоты подъема столешницы, так и для того, чтобы положение ее вместе с находящимся на ней, например, ноутбуком было неизменным (для удобной работы пользователя, а также, чтобы ноутбук не упал со столешницы и для обеспечения выполнения требований эргономики и СанПина). Варианты жесткого соединения могут быть различными, например, в столешнице (сделанной из фанеры) сделано отверстие под резьбовую часть штока пневмоцилиндра. Далее на резьбовую часть штока одевается шайба, затем столешница, шайба и закручивается гайкой с определенным усилием, обеспечивающим надежное соединение. Вертикальное расположение пневмоцилиндра и вертикальной опоры, а также то, что ось вертикальной опоры должна быть параллельна оси пневмоцилиндра, и находиться с ним в одной плоскости, нужно в первую очередь для обеспечения точности высоты подъема и для соблюдения эргономических требований и СанПина. Вертикальная опора выполняет роль остова, на которой крепится пневмоцилиндр со столешницей (с органами управления пневмоцилиндром) и которая может крепиться к какому-то существующему столу компьютерному либо располагаться автономно (обеспечивая вертикальность и устойчивость), также для регулирования высоты подъема столешницы. На вертикальной опоре может размещаться кронштейн под системный блок и другие изделия. В качестве вертикальной опоры может быть использована труба квадратного (20×20 мм, 25×25 мм и т.д), прямоугольного сечения (30×20 и т.д.) как стальная, так и алюминиевая (номенклатура очень большая). Пневмоцилиндр решает задачи по точной высоте подъема столешницы, высокой скорости подъема (опускания), а также по поднимаемому весу, надежности, простоты конструкции и т.д. В процессе реализации предлагаемого устройства могут быть использованы различные пневмоцилиндры, например, Московского завода «ООО «ПНЕВМОАППАРАТ», 125130, г. Москва, ул. Клары Цеткин, дом 33, который изготавливает пневмоцилиндры с диаметром поршня от 32 до 320 мм типа «ПЦ… ИСО6431, - очень большая номенклатура; с ходом поршня до 500 мм при диаметре цилиндра 32,40 мм и с ходом поршня до 1250 мм при диаметре цилиндра 50 мм; с усилиями на штоке толкающее не менее 29 кгс для диаметра поршня 32 мм и 2894 кгс при диаметре поршня 320 мм при давлении 4 кгс/см²». Основные технические характеристики пневмоцилиндра двустороннего действия вышеуказанного предприятия:

Номинальное давление, МПа - 0,9;

Диапазон рабочих температур, град. С - - 5…+70;

Диапазон скоростей, мм/с - 50…800;

Рабочий ресурс, км - 4000;

Масса, кг не более - при нулевом ходе 0,506 + каждые 10 мм хода 0,021, - это для диаметра цилиндра 32 мм. Данное предприятие может изготавливать пневмоцилиндры по специальным требованиям заказчика. Как видно из вышеуказанных технических характеристик пневмоцилиндры самые надежные и высокоскоростные по сравнению с аналогами, прототипом. Пневмоцилиндр имеет крышки, которые жестко (отсутствие жесткой связи ведет к не работоспособности, как пневмоцилиндра, так и устройства в целом) связаны с переходными элементами (которые необходимы для закрепления и регулировки пневмоцилиндра по высоте), нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальнуой опоры. В качестве переходных элементов могут использоваться, например, лапы, которые изготавливает тот же вышеуказанный завод. Эти лапы используются для установки пневмоцилиндра параллельно монтажной поверхности, в нашем случае это вертикальная опора. Лапа представляет собой Г-образную пластину с отверстиями в вертикальной части (для крепления к крышкам пневмоцилиндра) и отверстиями в горизонтальной части для крепления к вертикальной опоре (в нашем случае). Например, можно использовать лапы Л - ПЦ 32 ИСО 6431. В качестве пластин могут быть детали прямоугольной формы толщиной 2 мм с диаметрами отверстий и межцентровым расстоянием между ними такими же, как и отверстия и межцентровые расстояния между ними у части лап, опирающихся на вертикальную опору. В качестве крепежного соединения может быть применено, например, болтовое соединение, включающее, например, «Болт М5 ГОСТ7805-80» и «Гайку М5 ГОСТ 5915-80». Для того, чтобы пластины с лапами смогли собраться с болтовыми соединениями, перемещаться по трубе (вертикальной опоре) вместе с пневмоцилиндром и столешницей и введено «где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями». В противном случае устройство работать не будет. Тоесть когда нам нужно отрегулировать высоту подъема столешницы, то немного ослабляем, например, болтовые соединения (крепежные соединения) путем частичного откручивания гаек так, чтобы пневмоцилиндр держался на квадратной трубе (вертикальной опоре), но его можно было переместить, например, вниз. Допустим столешница (которая лежала на рабочем столе пользователя) поднимается на 300 мм (за счет хода пневмоцилиндра), а нам нужно, чтобы она поднималась только на 236 мм. На трубе (вертикальной опоре) под лапами (переходными элементами) наклеена шкала. И край верхней лапы совмещен с нулевой отметкой. В этом случае мы опускаем пневмоцилиндр так, чтобы верхний край лапы совпал с отметкой 64 мм по шкале и в этот момент закручиваем гайки, обеспечивая надежное крепление пневмоцилиндра на трубе. Если же устройство используется как автономное, то базовой поверхностью (имитирующей стандартную высоту стола) будет торец трубы.

Одинаковая для всех предлагаемых технических решений базовая конструкция позволяет сделать одинаковой технический результат, а именно: более простую и надежную конструкцию, производить более точную регулировку высоты подъема столешницы в зависимости от любых антропометрических данных человека и затрачивать на это не большое время иметь более простой механизм перемещения столешницы.

Каждый из трех вариантов устройств содержит базовую конструкцию и свои конструктивные элементы, находящиеся во взаимосвязи с базовой конструкцией, обеспечивающие работоспособность всей конструкции.

Вариант 1: «…базовая конструкция», а пневмоцилиндр, соединен гибкой универсальной пневмолинией с переключателем, подключенным через гибкую пневмолинию к источнику давления. Вариант 1 позволяет дополнительно иметь простую автономную конструкцию, имеющую не большой вес и высокую скорость подъема столешницы (что отсутствует у прототипа и аналогов) и управлять одним переключателем. В качестве переключателей могут быть использованы пневмораспределители того же завода ООО «Пневмоаппарат» (например, пневмораспределитель ручной типа 3Р-4-263-3УХЛ4 ТУ 2-053-02248442-027-92, номенклатура их очень большая и многие из этой номенклатуры могут быть применены при реализации предлагаемого устройства, краны и т.д. В качестве различных пневмолиний может быть использована, например, трубка ПВХ 6×1 Ту2247-037-00152106-2003 и др. (номенклатура большая). В качестве источника давления может быть использован, например, насос KRAFT КТ810001: Рмах-7бар, вес - 2,5 кг (см. «ИНТЕРНЕТ», номенклатура большая). Также в качестве источника давления могут быть применены другие ножные, ручные насосы, электрокомпрессора, пневмомагистрали и т.д. Вариант может быть применен в цехах промышленных предприятий (во всех службах: ОТК, техбюро и т.д.), инженерных службах, например, для ОГК, ОГТ и других служб предприятия. Также эффективно можно использовать для малых предприятий, ВУЗах и других учебных заведениях. Данный вариант позволяет использовать устройство, как в быту, так и на любых предприятиях, поскольку оно автономно и не требует затрат электроэнергии (экономит энергоресурсы).

Вариант 2: «базовая конструкция», а пневмоцилиндр, соединен гибкой универсальной пневмолинией с соединителем, связанным с переключателем выхлопа и напорным переключателем, подключенным через напорную пневмолинию к источнику давления. Вариант 2 по сравнению с вариантом 1 позволяет уменьшить время опускания столешницы за счет наличия переключателя выхлопа, связанного с соединителем (в качестве которого может быть использован тройник), который через пневмолиний соединен с пневмоцилиндром и напорным переключателем (в качестве которого может быть использован, например, пневмораспределитель, указанный выше).

Переключатель выхлопа (в качестве него может быть использовано, например, модульное устройство пневматическое типа П-МК08, пневмораспределитель, указанный выше и т.д.) позволяет быстро выйти воздуху, находящимся в пневмоцилиндре. Применяемость данного варианта аналогична применяемости предыдущего варианта.

Вариант 3: «базовая конструкция», а вход и выход пневмоцилиндра соединен гибкими входной и выходной пневмолиниями с переключателем потока, соединенного с напорным переключателем, подключенным к источнику давления. По сравнению с вариантами 1, 2 устройство самое быстродействующее, за счет использования одного переключателя потока (в качестве которого может быть использован, например, кран 3-х ходовой шаровый КПР-ТЗ-20GPS-1,6 и т.д. (смотри ИНТЕРНЕТ). Кроме того, данный вариант по сравнению с вариантами 1, 2 позволяет экономить энергоресурсы и уменьшить время подъема опускания столешницы. Достигается это за счет того, что один раз, например, насосом создал необходимое давление, затем перекрыл напорным переключателем (в качестве которого может быть использован обратный клапан, кран шаровый и т.д.) давление и потом только с помощью переключателя потока подавай воздух то на вход, то на выход пневмоцилиндра двустороннего действия. Применяемость аналогична вышеуказанным вариантам.

Дополнительные технические результаты вышеуказанных вариантов получаются за счет разных существенных отличий каждого варианта (варианты отличаются друг от друга составом, органами управления, связями, соединениями, которые неразрывно связаны с базовой конструкцией). Аналоги и прототип не имеют дополнительных технических результатов (какие есть у вышеуказанных вариантах исполнения), поскольку не имеют существенных отличий, присущих вариантам исполнения предлагаемых устройств.

Зная величину подъема столешницы, немного ослабив болтовые соединения, ориентируясь по шкале можно достаточно точно и быстро поднять (опустить) пневмоцилиндр на необходимую величину. Причем это делается один раз для одного пользователя. И больше в предлагаемом устройстве регулировать ничего не нужно. Регулировка потребуется, если на это устройство придет работать другой пользователь, у которого другой рост и т.д. Точность регулировки очень высокая, потому что настраивается по шкале. Остается только подать давление и регулировать подъем (опускание) с помощью органов управления (например, пневмораспределители и т.д.).

Вертикальную опору можно крепить как к самому существующему столу либо автономно (занимая при этом совсем не большое пространство). Если мы убираем из предлагаемого технического решения:

- один из конструктивных элементов (причем любой);

- расположение элементов;

- связи между элементами.

В этом случае мы не только не получим заявляемые технические результаты, заявляемые устройства просто не будет работать.

Предлагаемые технические решения промышленно реализуемы, компактны, разработаны с применением современных материалов, имеют простые конструкции, детали, и узлы которых на протяжении многих лет изготавливаются отечественной промышленностью и позволяют обеспечить точную высоту подъема и опускания столешницы в зависимости от любых антропометрических данных человека, быструю переналадку под другие исходные величины в соответствии с требованиями эргономики и СанПиНа. Сегодня все конструктора, технологи, программисты, экономисты и т.д. работают на компьютерах за компьютерными столами в различных отраслях промышленности. И заявляемые устройства помогут повысить производительность труда и дадут другие положительные эффекты. Поэтому заявляемые устройства соответствуют условию патентоспособности «промышленная применяемость». Существует много других профессий, использующих компьютеры и работающие в других областях.

Конкретное применение, данное техническое решение может найти во всех отраслях промышленности Российской Федерации, ближнего и дальнего Зарубежья и других отраслях. Кроме того, оно может быть использовано во всех учебных заведениях, в быту для работы на компьютере, обучения и т.д.

Использование в конструкциях выше предлагаемых существенных отличий не только позволяет упростить конструкцию, но и обеспечить точную высоту подъема и опускания столешницы в зависимости от любых антропометрических данных человека, быструю переналадку под другие исходные величины и получить много других технических результатов, отсутствующих у прототипа и аналогов.

Совокупность отличительных признаков заявляемого устройства не обнаружена в патентной и научно-технической литературе. Следовательно, предлагаемое устройство обладает существенными отличиями и отвечает условию патентоспособности «новизна».

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - устройство с источником давления и переключателем.

Фиг. 2 - устройство с источником давления и переключателем выхлопа.

Фиг. 3 - устройство с источником давления и переключателем потока.

Фиг. 4 - фрагмент механизма изменения высоты.

Осуществление изобретения

Регулируемое устройство для работы, сидя или стоя Фиг. 1 содержит столешницу 1, механизмом изменения высоты 2 (включающий в себя пневмоцилиндр 16(с крышками 15 и штоком 14), переходные элементы 18, вертикальную опору 17 со шкалой 23, пластины 20, крепежные соединения 19 (с гайкой 21), - Фиг. 4, а также гибкую универсальную пневмолинию 3, переключатель 4, гибкую пневмолинию 5, источник давления 6. При работе устройства Фиг. 1 (вариант 1) в положении «сидя» столешница 1 опирается, например, на компьютерный стол (если это встраиваемое устройство) либо на торец вертикальной опоры 17 (если это автономное устройство). При этом столешница 1, жестко связана со штоком 14 вертикально расположенного пневмоцилиндра 16. Варианты жесткого соединения могут быть различными, например, в столешнице 1 (сделанной из фанеры) сделано отверстие под резьбовую часть штока 14 пневмоцилиндра 16. Затем на резьбовую часть штока 14 пневмоцилиндра 16 одевается шайба, затем столешница 1, шайба и закручивается гайкой с определенным усилием, обеспечивающим надежное соединение. Крышки 15 пневмоцилиндра 16 жестко связаны с переходными элементами 18, нижние плоскости которых опираются на шкалу 23 вертикальной опоры 17 (например, труба стальная 20×20 мм). В качестве переходных элементов 18 могут использоваться, например, лапы Л - ПЦ 32 ИСО 6431. Эти лапы используются для установки пневмоцилиндра 16 параллельно монтажной поверхности, в нашем случае это вертикальная опора 17. Лапа представляет собой Г-образную пластину с отверстиями в вертикальной части (для крепления к крышкам 15 пневмоцилиндра 16) и отверстиями в горизонтальной части для крепления к вертикальной опоре 17. Ось вертикальной опоры 17 параллельна оси пневмоцилиндра 16 и находится с ним в одной плоскости. Отверстия переходных элементов 18, как и отверстия пластин 20, выходят за габариты сечения вертикальной опоры 17, причем пластины 20, опираясь на вертикальную опору 17 с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов 18 связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов 18 крепежными соединениями 19. Пневмоцилиндр 16, соединен гибкой универсальной пневмолинией 3 с переключателем 4, подключенным через гибкую пневмолинию 5 к источнику давления 6. Допустим, что шток 14 пневмоцилиндра 16 опущен вниз, столешница 1 опирается на столешницу компьютерного стола, при этом край переходного элемента 18 (лапы) совмещен с нулем на шкале 23, а пневмоцилиндр 16 жестко закреплен на вертикальной опоре 17, которая жестко прикреплена к компьютерному столу. Допустим, шкала 23 приклеена к вертикальной опоре 17, а пневмоцилиндр имеет ход 300 мм. А нам нужно, чтобы столешница 1 поднималась только на 236 мм. Для этого немного ослабляем, например, болтовые соединения (крепежные соединения 19) путем частичного откручивания гаек 21 (их четыре штуки) так, чтобы пневмоцилиндр 16 держался, например, на квадратной трубе (вертикальной опоре 17), но его можно было переместить, например, вниз. Затем одной рукой придерживаем пневмоцилиндр 16 снизу, а второй рукой надавливаем сверху на пневмоцилиндр 16 так, чтобы он опустился и верхний край лапы (переходной элемент 18) совпал с отметкой 64 мм по шкале 23 и в этот момент закручиваем гайки 21, обеспечивая надежное крепление пневмоцилиндра 16 на трубе (вертикальной опоре 17). Если же устройство используется как автономное, то базовой поверхностью (имитирующей стандартную высоту стола) будет торец трубы (вертикальной опоры 17). Конструкция механизма изменения высоты 2 одинакова для всех вариантов исполнения (Фиг. 1-3), также как и существенные отличия. Считаем, что устройство полностью собрано, то есть пневмоцилиндр 16, например, ПЦ… ИСО6431, соединен, например, трубкой ПВХ 6×1 Ту2247-037-00152106-2003 (гибкой универсальной пневмолинией 3) с, например, пневмораспределителем ручным типа 3Р-4-263-3УХЛ4 ТУ 2-053-02248442-027-92 (переключателем 4), подключенным через, например, трубку ПВХ 246×1 Ту2247-037-00152106-2003 (гибкую пневмолинию 5) к, например, насосу KRAFT КТ810001 (источнику давления 6). И вышеописанное устройство изменения высоты 2 закреплено и настроено. После того как устройство настроено на антропометрические показатели пользователя, пользователь поворачивает рукоятку пневмораспределителя (переключателя 4), чтобы он был открыт для пропуска воздуха в полость пневмоцилиндра 16 и нажимает на педаль, например, насоса KRAFT КТ810001 (источник давления 6). Это может быть 1-3 раза в зависимости от диаметра поршня, например, ПЦ… ИСО6431 (пневмоцилиндра 16) и производительности насоса KRAFT КТ810001 (источника давления 6). Созданное насосом давление заставляет двигаться вверх поршень пневмоцилиндра 16, который связан со штоком 14 пневмоцилиндра 16 и столешницей 1 и поднимает столешницу 1 на выставленную высоту, то есть на 236 мм. Затем поворотом рукоятки пневмораспределителя (переключателя 4) перекрываем доступ воздуха из пневмоцилиндра 16 и работаем стоя. Для работы «сидя» опять поворачиваем рукоятку пневмораспределителя (переключателя 4), соединяя полость пневмоцилиндра 16 с полостью насоса (источника давления 6) и за счет негерметичности обратного клапана насоса (источника давления 6) воздух выходит из пневмоцилиндра 16. В реалиях большинство ножных насосов имеют проблемы с негерметичностью обратных клапанов (из-за того, что посадочное отверстие под шарик сделано « из-под сверла», не обеспечивающего необходимую шероховатость и точность). Если же обратный клапан ножного насоса качественный, то можно собрать пневмораспределитель с ниппелем и трубкой ПВХ без прокладки, эффект будет аналогичный. Работа механизма изменения высоты 2 и его наладки у всех вариантов аналогична, и в дальнейшем повторять не целесообразно. Поэтому в остальных вариантах исполнения устройств рассмотрим механизм изменения высоты 2 во взаимосвязи с различными конструктивными особенностями (существенными отличиями), которые у каждого варианта свои.

Для работы «стоя» устройства Фиг. 2 (вариант 2), включающего в себя устройство изменения высоты 2 со столешницей 1, где пневмоцилиндр 16, соединен гибкой универсальной пневмолинией 3 с соединителем 7 (в качестве которого может быть использован, например, тройник), связанным с переключателем выхлопа 8 и напорным переключателем 9, подключенным через напорную пневмолинию 10 (в качестве которой может быть использована трубка ПВХ 6×1 Ту2247-037-00152106-2003) к источнику давления 6 необходимо сделать следующее. Напорный переключатель 9 (в качестве которого может быть использован, например, пневмораспределитель, указанный выше и т.д.), открывается, а переключатель выхлопа 8 (в качестве него может быть использовано, например, модульное устройство пневматическое типа П-МК08, пневмораспределитель, указанный выше и т.д.) закрывается. Затем нажимаем на педаль, например, насоса KRAFT КТ810001 (источник давления 6), который создает давление, благодаря чему шток 14 с столешницей 1 пневмоцилиндра 16 поднимается на необходимую высоту. Для работы «сидя» устройство П-МК08 (переключатель выхлопа 8) переводится кнопкой в положение, при котором воздух из полости пневмоцилиндра 16 беспрепятственно выходит в атмосферу. И далее цикл повторяется.

Устройство Фиг. 3 (вариант 3), включающего в себя устройство изменения высоты 2 со столешницей 1, а вход и выход пневмоцилиндра 16 соединен гибкими входной 11 и выходной 12 пневмолиниями с переключателем потока 13, соединенного с напорным переключателем 9, подключенным к источнику давления 6 работает следующим образом. Для работы «стоя» поворачиваем рукоятку переключателя потока 13, например, крана 3-х ходового шарового КПР-ТЗ-20GPS-1,6 (смотри ИНТЕРНЕТ) так, чтобы он перекрывал поступление воздуха в гибкую пневмолинию 12 и открывал доступ к пневмолиний 11, а напорный переключатель 9 ставим в положение «открыт». И нажимаем несколько раз на педаль источника давления 6, например, насоса KRAFT КТ810001. И воздух под давлением от, например, насоса (источника давления 6) через напорный переключатель 9, переключатель потока 13, входную гибкую пневмолинию 11 поступает в нижнюю полость пневмоцилиндра 16, заставляя поршень со штоком 14 и столешницей 1 двигаться вверх до упора в переднюю крышку пневмоцилиндра 16 на необходимую высоту. После того как столешница 1 поднялась на необходимую высоту, напорный переключатель 9 ставится в положение «закрыто», чтобы воздух никуда не уходил из пневмосистемы. Для работы «сидя» поворачиваем рукоятку переключателя потока 13, например, крана 3-х ходового шарового КПР-ТЗ-20GPS-1,6 так, чтобы он обеспечивал поступление воздуха из нижней полости пневмоцилиндра 16 через гибкую пневмолинию 11, переключатель потока 13, через пневмолинию 12 в верхнюю полость пневмоцилиндра 16. В результате чего столешница опустится. И далее цикл повторяется.

Таким образом, благодаря конструктивным особенностям простого регулируемого устройства для работы, сидя или стоя, а точнее его существенным отличиям удается не только обеспечить точную высоту подъема и опускания столешницы в зависимости от любых антропометрических данных человека и быструю переналадку под другие исходные величины, но и снизить массу, повысить надежность, быстродействие и производительность труда и т.д.

1. Регулируемое устройство для работы сидя или стоя, содержащее столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты, отличающееся тем, что столешница жестко связана со штоком вертикально расположенного пневмоцилиндра, крышки которого жестко связаны с переходными элементами, нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальной опоры, ось которой параллельна оси пневмоцилиндра и находится с ним в одной плоскости, где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов, связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями, а пневмоцилиндр соединен гибкой универсальной пневмолинией с переключателем, подключенным через гибкую пневмолинию к источнику давления.

2. Регулируемое устройство для работы сидя или стоя, содержащее столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты, отличающееся тем, что столешница жестко связана со штоком вертикально расположенного пневмоцилиндра, крышки которого жестко связаны с переходными элементами, нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальной опоры, ось которой параллельна оси пневмоцилиндра и находится с ним в одной плоскости, где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов, связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями, а пневмоцилиндр соединен гибкой универсальной пневмолинией с соединителем, связанным с переключателем выхлопа и напорным переключателем, подключенным через напорную пневмолинию к источнику давления.

3. Регулируемое устройство для работы сидя или стоя, содержащее столешницу, снабженную механизмом изменения ее высоты, отличающееся тем, что столешница жестко связана со штоком вертикально расположенного пневмоцилиндра, крышки которого жестко связаны с переходными элементами, нижние плоскости которых опираются на шкалу вертикальной опоры, ось которой параллельна оси пневмоцилиндра и находится с ним в одной плоскости, где отверстия переходных элементов, как и отверстия пластин, выходят за габариты сечения вертикальной опоры, причем пластины, опираясь на вертикальную опору с противоположной стороны от контактной поверхности переходных элементов, связаны через свои отверстия и отверстия переходных элементов крепежными соединениями, а вход и выход пневмоцилиндра соединены гибкими входной и выходной пневмолиниями с переключателем потока, соединенным с напорным переключателем, подключенным к источнику давления.