МАНИПУЛЯТОР Российский патент 1994 года по МПК B66C23/48 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при механизации процессов перемещения различных грузов.

Известно устройство для ручного перемещения грузов, содержащее поворотную вокруг вертикальной оси стрелу с двумя руками, внешняя рука которой имеет на свободном конце грузозахватное приспособление. Для исключения самопроизвольного движения стрелы вокруг вертикальной оси стреловая система снабжена тормозом.

Недостатком известной конструкции является то, что оператору при работе с манипулятором необходимо управлять тормозами, что ухудшает удобство его работы. Кроме того, при отключении тормозов внешняя рука будет стремиться занять устойчивое положение (перпендикулярно другой руке), что увеличивает усилия манипулирования.

Известен манипулятор, содержащий параллелограммную стрелу, установленную одним концом на колонне с возможностью поворота, а другим концом связанную с наклонным рычагом посредством поворотного устройства. Ось поворотного устройства установлена с отклонением от вертикали. Кроме того, поворотное устройство снабжено муфтой предельного момента поворотного устройства, элементом ограничения угла поворота рычага в пределах 180^о и грузозахватным элементом.

Недостатком известной конструкции является то, что самопроизвольное вращение наклоненного рычага исключается регулировкой угла наклона поворотного устройства и регулировкой муфты предельного момента, увеличивая сопротивление в поворотном устройстве, что приводит к увеличению усилий манипулирования грузом в горизонтальной плоскости.

Цель изобретения - снижение усилий манипулирования.

Указанная цель достигается тем, что манипулятор, содержащий стрелу, выполненную в виде шарнирного параллелограмма и закрепленную шарнирно одним концом на колонне, а другим концом посредством поворотного устройства связанную с наклонным к вертикали рычагом, на нижнем конце которого смонтирован грузозахватный элемент, ось поворота указанного рычага расположена с отклонением от вертикали в плоскости, перпендикулярной стреле, причем поворотное устройство снабжено элементом для ограничения угла поворота указанного рычага в пределах 180^о по одну сторону стрелы и муфтой предельного момента, согласно изобретению снабжен дополнительным рычагом, шарнирно установленным на наклонном к вертикали рычаге с помощью шарнира, причем горизонтальная проекция дополнительного рычага совпадает или увеличивает горизонтальную проекцию наклонного к вертикали рычага.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый манипулятор имеет дополнительный рычаг, установленный на наклонном к вертикали рычаге с помощью шарнира, причем горизонтальная проекция дополнительного рычага совпадает или увеличивает горизонтальную проекцию наклонного к вертикали рычага.

Таким образом, заявляемый манипулятор соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан общий вид манипулятора; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1.

Манипулятор содержит стрелу 1, выполненную в виде шарнирного параллелограмма, шарнирно закрепленную одним концом на колонне 2, а другим посредством поворотного устройства 3 соединенную с рычагом 4. Поворотное устройство 3 содержит муфту предельного момента с регулировочным винтом 5. Упоры 6 крепятся на корпусе поворотного устройства 3 с возможностью взаимодействия с ограничителем 7, обеспечивая при этом угол β (фиг. 2) поворота рычага 4. Причем угол β равен 180^о. Поворотное устройство 3 установлено на стреле 1 с отклонением от вертикали на угол α (фиг. 3), который выбран таким образом, что под действием максимального нагружения рычага 4 за счет кручения стрелы 1 ось поворотного устройства 3 займет вертикальное положение (α = 0). На рычаге 4 посредством шарнира 8 установлен дополнительный рычаг 9.

На нижнем конце наклонного рычага 4 смонтирован грузозахватный элемент 10.

Манипулятор работает следующим образом.

Перед началом работы манипулятора устанавливают упоры 6 на корпусе поворотного устройства 3, которые при повороте рычага 4, упираясь в ограничитель 7, ограничивают угол β поворота рычага 4 сектором менее 180^оС. Поворотное устройство 3 конструктивно установлено на стреле 1 с отклонением от вертикальной плоскости на угол α в сторону, противоположную расположению угла β порота рычага 4. Причем угол α выбирается таким, чтобы под действием максимального нагружения грузозахватного элемента 10 за счет кручения стрелы 1 ось поворотного устройства 3 заняла вертикальное положение. Регулировочным винтом 5 настраивают муфту предельного момента поворотного устройства таким образом, чтобы она обеспечила минимально необходимый момент, удерживающий рычаг от поворота, возникающий за счет скатывающей силы от массы минимального нагружения грузозахватного элемента 10 и угла α отклонения от вертикали поворотного устройства 3.

В исходном положении горизонтальная проекция дополнительного рычага 9 совпадает с горизонтальной проекцией наклонного рычага 4.

После нагружения грузозахватного элемента 10 дополнительный рычаг 9 посредством шарнира 8 переводится из исходного положения в рабочее, при котором горизонтальная проекции дополнительного рычага 9 увеличивает горизонтальную проекцию рычага 4. Оператор, прилагая усилие к дополнительному рычагу 9, перемещает рычаг 4 с грузом в горизонтальной плоскости. После завершения работ оператор устанавливает дополнительный рычаг 9 в исходное положение.

Использование дополнительного рычага 9 позволяет увеличить удобство работы оператора, так как ему не нужно будет выполнять регулировку винтом 5 муфты предельного момента при работе с грузами различной массы, а также позволит снизить усилие манипулирования на величину n=L₂/L₁, где L₁ - плечо приложения усилия оператором при перемещении рычага 4 в горизонтальной плоскости без дополнительного рычага 9; L₂ - плечо приложения усилия оператором при перемещении рычага 4 в горизонтальной плоскости за дополнительный рычаг 9.

Усилие манипулирования в горизонтальной плоскости для манипуляторов грузоподъемностью 160-320 кг уменьшается на 20-40%.

Использование: грузоподъемные машины и механизмы. Сущность изобретения: на стреле манипулятора закреплен наклонный рычаг посредством муфты предельного момента. На наклонном рычаге закреплен поворотный дополнительный рычаг, увеличивающий горизонтальную проекцию наклонного рычага и снижающий усилие, необходимое для его поворота. 3 ил.

МАНИПУЛЯТОР, содержащий стрелу в виде шарнирного параллелограмма, закрепленную шарнирно одним концом на колонне, наклонный к вертикали рычаг с грузозахватным элементом на его свободном конце, закрепленный на другом конце стрелы посредством поворотного устройства, ось поворота которого расположена с отклонением от вертикали в плоскости, перпендикулярной к стреле, элемент для ограничения поворота наклонного рычага в пределах 180^o, смонтированный на поворотном устройстве, и муфта предельного момента, установленная на поворотном устройстве, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным рычагом, шарнирно установленным на наклонном рычаге с возможностью размещения в его нерабочем положении его горизонтальной проекции в горизонтальной проекции наклонного рычага и увеличения его горизонтальной проекцией горизонтальной проекции наклонного рычага при повороте дополнительного рычага в рабочее положение.