Сбалансированный манипулятор Советский патент 1993 года по МПК B66C13/20 

Изобретение относится к грузоподьем- ным устройствам, а конкретно к сбалансированнымманипуляторамспневматическим приводом.

Целью изобретения является дальнейшее улучшение эксплуатационных характеристик, прежде всего путем повышения чувствительности системы управления, а также повышение ее безопасности.

На фиг.1 изображена функциональная схема манипулятора; на фиг.2 - соединение штока мембранного привода с кронштейном поворотной колонны.

Сбалансированный манипулятор содержит поворотную относительно основания 1 колонну 2 снабженную кронштейном 3; смонтированную на ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости стрелу 4 и систему управления стрелой, включающую в себя закрепленный на ее конце датчик веса 5 с грузовой подвеской 6, пневмоцилиндр 7, мембранный привод 8 и

сл

с

источник сжатого воздуха. Пневмоцилиндр 7 и мембранный привод 8 скреплены между собой корпусами, а их штоки 9 и 10 шарнир- но соединены со стрелой 4 и кронштейном 3. Рабочая камера 11 пневмоцилиндра 7 расположена под поршнем 12, а рабочая камера 13 мембранного привода 8 расположена над мембраной 14, противоположные камеры соединены с атмосферой. На корпусе мембранного привода 8 установлен пнев- мопереключатель 15 с впускным 16 и дренажным 17 клапанами, управляемыми через толкатели двуплечим рычагом 18, взаимодействующим со штоком 10 мембранного привода. Источник сжатого воздуха 19 соединен через датчик веса 5 с рабочей камерой 13 мембранного привода и через его впускной клапан 16 с рабочей камерой 11 пневмоцилиндра, которая через дренажный клапан 17 сообщена с атмосферой. При этом выхлоп воздуха производится через нерабочую полость 20 мембранного привода 8 и

00

к о о

01

о

СА)

дросселирующее устройство 21. В отверстии кронштейна 3 установлен стакан 22 с фторопластовым коническим вкладышем 23, с которым контактирует сферическая поверхность 24 окончания штока 10 мембранного привода 8. Аналогично соединен шток 9 пневмоцилиндра 7.

Манипулятор работает следующим образом.

Пневматический сигнал от источника сжатого воздуха 19 через датчик веса 5 поступает в рабочую камеру 13 мембранного привода 8, который уравновешивает стрелу А с грузом на грузовой подвеске 6. При воздействии оператора на уравновешивающую стрелу 4 вверх - корпус мембранного привода 8 соответственно смещается относительно мембраны 14 со штоком 10, в результате чего рычаг 18 воздействует на клапан 16 пневмопереключателя 15 и сжатый воздух от источника 19 поступает в рабочую камеру 11 пневмоцилиндра 7, осуществляюа его подъем груза.

При отсутствии воздействий оператора рычаг 18 находится в среднем положении, при котором оба клапана 16 и 17- закрыты.

При воздействии оператора на стрелу 4 вниз корпус мембранного привода 8 также смещается вниз, а рычаг 18 воздействует на клапан 17, соединяющий рабочую камеру 11 пневмоцилиндрэ 7 с атмосферой. Причем стравливание воздуха осуществляется через нерабочую камеру мембранного привода 8 и дросселирующее устройство 21, в результате чего, за счет некоторого повышения давления воздуха в указанной полости уменьшается усилие оператора при опускании груза и одновременно ограничивается скорость опускания.

Конструкция шарниров с наличием фторопластовых вкладышей 23, на которые опираются сферические концы штоков 9 и 10, обеспечивает их легкую подвижность, независимо от перекосов, не требует смазки и обладает технологичостью изготовления, т.к. не требует обработки обратной сферы. Коническая поверхность фторопластовых вкладышей 23 под нагрузкой частично преобразуется в сферическую и образует минимально необходимую зону контакта. От разрушения фторопластовые вкладыши 23 предохраняют стенки стакана 22.

Жесткое соединение корпуса пневмоцилиндра 7 с корпусом мембранного привода 8 и расположенным на нем пневмопереключателем 15 позволяет кроме того обойтись без гибкого шланга питания

камеры 11, что повышает безопасность эксплуатации. В случае же аварийного прорыва мембраны 14 (при нарушении правил эксплуатации манипулятора) за счет наличия дросселя 21 опускание груза производится с ограниченной скоростью.

Формула изобретения

1.Сбалансированный манипулятор, со- держащий поворотную колонну, выполненную с кронштейном, смонтированную на ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости стрелу и систему управления стрелой, включающую в себя закрепленный

на ее конце датчик веса груза, связанный с грузовой подвеской, пневмоцилиндр, мембранный привод, включающий установленную в корпусе мембрану со штоком, кинематически соединенную с подпружиненными клапанами, и источник сжатого воздуха, соединенный через датчик веса с рабочей камерой мембранного привода и через его впускной клапан - с рабочей камерой пневмоцилиндра, которая через дренажный клапан сообщена с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем повышения чувствительности системы управления, пневмоцилиндр и мембранный

привод жестко соединены своими корпусами друг с другом, их штоки шарнирно соеди- нены соответственно со стрелой и кронштейном поворотной колонны, а кинематическая связь мембраны с подпружиненными клапанами включает в себя двуплечий рычаг, установленный с возможностью взаимодействия со штоком мембраны, и толкатели для воздействия на упомянутые клапаны, расположенные у концов плеч рычага с возможностью взаимодействия с ними.

2.Сбалансированный манипулятор по п. 1,отличающийся тем, что нерабочая камера мембранного привода сообщена с

выходным отверстием дренажного клапана и через дросселирующее устройство - с атмосферой.

3.Сбалансированный манипулятор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что

шарнирные соединения штоков пневмоцилиндра и мембранного привода со стрелой и кронштейнами выполнены в виде закрепленных на штоках сферических наконечников и контактирующих с ними конических

вкладышей из фторопласта , установленных в выполненных на стреле и кронштейне отверстиях.

-Фиг /.

У////Л7Л

ю

Использование: устройство позволяет повысить чувствительность системы манипулятора при работе в режиме следящего привода. Сущность изобретения: пневматический сигнал от источника сжатого воздуха через датчик веса поступает в рабочую полость мембранного привода, который уравновешивает грузовую стрелу с грузом. При воздействии оператора на верх корпуса мембранного привода смещается относительно мембраны, в результате чего открывается клапан пневмолереключателя и сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр. При воздействии оператора вниз открывается клапан, соединяющий пневмоцилиндр с атмосферой. При отсутствии воздействия оператора оба клапана и пневмопереключа- теля закрыты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг. 1