Подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза (его варианты)

 

1. Подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза, содержащий стойку , шарнирно соединенную с ней стрелу , выполненную в виде шарнирного параллелограмма с грузовым рычагом, несущим на конце грузозахватный орган , пневмоцилиндр и систему управления с регулятором давления и датчиком массы, имеющим толкатель, о тличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем автоматического уравновешивания грузов со смещенным центром масс, система управления снабжена двухпозиционным распределителем и датчиком обратной связи, имеющим размещенную в корпусе мембрану и жестко связанный с ней толкатель , установленный в подмембранной камере с возможностью взаимодействия с толкателем датчика массы, при этом надмембранная камера датчика обратной связи сообщена через двухпозиционный распределитель соответственно с поршневой полостью пневмоцилиндра и атмосферой, а подмембранная камера с атмосферой. 2. Подъемник -манипулятор с уравновешивднием груза, содержащий стойку , шарнирно соединенную с ней стрелу , выполненную в виде шарнирного параллелограмма с грузовым рычагом, несущим на конце грузозахватный орган , пневмоцилиндр и систему управ- .ления с регулятором давления и датчиком массы, имеющим толкатель, о тличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем автоматического уравновешивания грузов со смещенным центром масс, датчик массы имеет два подпружиненных клапана, установленные в корпусе с возможностью взаимодействия с толкателем, и жестко связанные с последним две мембраны, смонтированные в корпусе с образованием в нем трех камер, при этом надмембранная и подмембраннай камеры и надклапанная полость датчика массы сообщены между собой, а система управления снабжена двухпозиционным респределителем, через который межмембранная камера датчика массы сообщена соответственно с поршневой полостью пневмоцилиндра и атмосферой. с S (Л ел 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 66 С 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕРЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3740464/29-11 (22) 15.05.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-технологического института химического и нефтяного машиностроения (72) В.Г.Сидоров, В.К.Лашков и В.А.Чечельницкий (53) 621.869(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 655638, кл. В 66 С 13/20, 1977. (54) ПОДЪЕМНИК-МАНИПУЛЯТОР С YPABHOBFIIIHBAHHEM ГРУЗА (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза, содержащий стойку, шарнирно соединенную с ней стрелу, выполненную в виде шарнирного параллелограмма с грузовым рычагом, несущим на конце грузозахватный орган, пневмоцилиндр и систему управления с регулятором давления и датчиком массы, имеющим толкатель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем автоматического уравновешивания грузов со смещенным центром масс, система управления снабжена двухпозиционным распределителем и датчиком обратной связи, имеющим размещенную в корпусе мембрану и жестко связанный с ней толкатель, установленный в подмембранной

„„Я0„„1225805 A камере с возможностью взаимодействия с толкателем датчика массы, при этом надмембранная камера датчика обратной связи сообщена через двухпозиционный распределитель соответственно с поршневой полостью пневмоцилиндра и атмосферой, а подмембранная камера с атмосферой.

2. Подъемник -манипулятор с уравновешиванием груза, содержащий стойку, шарнирно соединенную с ней стрелу, выполненную в виде шарнирного параллелограмма с грузовым рычагом, несущим на конце грузозахватный орган, пневмоцилиндр и систему управ.ления с регулятором давления и датчиком массы, имеющим толкатель, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем автоматического уравновешивания грузов со смещенным центром масс, датчик массы имеет два подпружиненных клапана, установленные в корпусе с возможностью взаимодействия с толкателем, и жестко связанные с последним две мембраны, смонтированные в корпусе с образованием в нем трех камер, при этом надмембранная и подмембраннай камеры и надклапанная полость датчика массы сообщены между собой, а система управления снабжена двухпозиционным респределителем, через который межмембранная камера датчика массы сообщена соответственно с поршневой полостью пневмоцилиндра и атмосферой.

1225805

Изобретение относится к грузоподьемным механизмам и может быть использовано во всех отраслях промышленности как подъемно-транспортное средство.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем автоматического уравновешивания грузов со смещенным центром масс.

На фиг.1 схематически показан подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза; на фиг.2 — система управления подъемником-манипулятором по первому варианту;-на фиг.3 — то же, по второму варианту.

Подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза содержит стойку 1, на которой шарнирно закреплены пневмоцилиндр 2 и грузовая стрела, выполненная в виде шарнирного параллелограмма 3 с грузовым рычагом 4, являющимся продолжением малого звена шарнирного параллелограмма 3, и противодействующим рычагом 5, являющимся продолжением большого звена шарнирного параллелограмма. На конце грузового рычага 4 закреплен грузозахватный орган 6 и шарнирно закреплена рукоятка-рычаг 7 для перемещения стрелы. На продолжении противодействующего рычага 5 размещен противовес 8. Шток пневмоцилиндра 2 соединен с грузовой стрелой шарниром 9, расположенным в вертикальном пазу, выполненном.в стойке 1, а на противодействующем рычаге 5 размещен другой шарнир 10, расположенный в горизонтальном пазу 11. Противоположный конец рукоятки-рычага 7 по мере необходимости в зависимости от направления усилия, приложенного к рукоятке-рычагу, воздействует на двухпозиционный распределитель 12. На стойке размещены датчик 13 массы, регулятор 14 давления, датчик 15 обратной связи„ входящие в систему управления подъемником-манипулятором.

По второму варианту (фиг.3) датчик

16 массы объединяет функции датчика

13 массы и датчика 15 обратной связи (по первому варианту).

На грузозахватном органе подвешен

rpys 17 °

Система управления подъемникомманипулятором с уравновешиванием груза по первому варианту (фиг.2) выполнена следующим образом.

20 фиг. 2) .

5

Пневматическая магистраль трубопроводами 18 и,19 соединена с датчиком 13 массы и регулятором 14 давления. Трубопроводом 20 подмембранная камера 21 (камера сигнального давле- ния) датчика 13 массы соединена с межмембранной камерой 22 (камерой настроечного давления) регулятора 14 давления. Поршневая полость пневмоцилиндра 2 трубопроводом 23 соединена с подмембранной 24 и надмембранной

25 камерами регулятора 14 давления и трубопроводом 26 через двухпозиционный распределитель 12 — с надмембранной камерой 27 датчика 15 обратной связи. Толкатели 28 и 29 -датчиков массы 13 и обратной связи 15 имеют непосредственный контакт в начальном положении (соприкосновение в точке А, Посредством двухпозиционного распределителя 12 можно в процессе перемещения груза перекрывать трубопровод 26. Для первоначального заполнения системы сжатым воздухом установлен вентиль 30. На трубопроводах установлены обратный клапан 31, регулируемый дроссель 32, предохранительный клапан 33 и манометр 34. Подмембранная камера 35 датчика 15 обратной связи соединена с атмосферой. Толкатель 29 датчика 15 обратной связи жестко соединен с мембраной Зб, установленной в корпусе датчика обратной связи.

Датчик массы 16 в подъемнике-манипуляторе по второму варианту (фиг.3) выполнен следующим образом.

В корпусе датчика 16 массы установ.лены два подпружиненных клапана 37 и

38, которые могут взаимодействовать с толкателем 39. В корпусе датчика

16 массы смонтированы две мембраны

40 и 41, жестко связанные с толкателем 39. Мембраны 40 и 41 образуют в корпусе датчика 16 массы три камеры: надмембранную 42, межмембранную 43 и подмембранную 44. По второму варианту (фиг.3) функции датчиков обратной связи и массы совмещены в функции, выполняемые одним устройствомдатчиком 16 массы. Поршневая полость пневмоцилиндра 2 через двухпозиционный распределитель 12 соединена с межмембранной камерой 43 датчика 16 массы. Подмембранная камера 44 (камера сигнального давления) датчика 16 массы соединена.с надмембранной ка1225805 мерой 42 и надклапанной полостью 45 последнего, а также с камерой 22 настроечного давления регулятора 14 давления.

Подъемник-манипулятор с уравновешиванием груза работает следующим образом.

При отсутствии сжатого воздуха масса стрелы с грузозахватным органом уравновешивается противовесом 8.

При наличии груза 17 уравновешивание производится сжатым воздухом под поршнем пневмоцилиндра 2. Перво.начальное заполнение системы сжатым воздухом производится открытием вентиля 30. Избыток воздуха при открытом вентиле 30 сбрасывается в атмосферу через регулятор 14 давления.

Вентиль 30 закрывается до прихода стрелы с грузом в крайнее верхнее положение, а избыток воздуха после закрытия вентиля 30 сбрасывается иэ системы в атмосферу через датчик 13 массы (во втором варианте через датчик 16 массы). В случае прихода стрелы в крайнее верхнее положение (полное заполнение .пневмоцилиндра

2 сжатым воздухом) оператор производит сброс избытка воздуха вручную, подачей стрелы вниз за рукояткурычаг 7.

Устройство по первому варианту (фиг.2) работает следующим образом.

Воздух с давлением Р, созданным усилием на штоке пневмоцилиндра 2 заполняет надмембранную камеру 27 датчика 15 обратной связи (фиг.2).

Толкатель 29 датчика обратной связи воздействует на толкатель 28 датчи- ка 13 массы. Соответственно усилию открывается впускной клапан 46 с датчика 13 массы и из магистрали в подмембранную камеру 21 (сигнального давления) последнего и межмембранную камеру 22 (настроечного давления) регулятора 14 давления поступает воздух. При выравнивании давления в межмембранной камере 22 с давлением в надмембранной 25 и подмембранной 24 камерах регулятор 14 давления приходит в равновесие, поступление и сброс воздуха прекращаются и вся система, т.е. пневмоцилиндр

2, подмембранная камера 27 датчика

15 обратной связи и подмембранная камера 21 датчика 13 массы заполнены воздухом с давлением р . уравновешенный- груз перемещается оператором вручную эа рукоятку-рычаг 7. 3

Рукдятка (фиг. 1) выполнена в виде шарнирно закрепленного и изогнутого

5 под углом 90 рычага, одно плечо которого является ручкой для перемещения стрелы, а второе для одновременного нажима на запорный элемент двухпозиционного распределителя 12.

Последний срабатывает при приложении к рукоятке 7 усилия вверх или вниз и остается в исходном (открытом) положении при прилджеиии усилия к рукоятке-рычагу в любом направлении в горизонтальной плоскусти.

При подъеме груза оператор тянет рукоятку-рычаг вверх, одновременно воздействуя на двухпоэиционный рас20 пределитель 12 и, тем самым, перекрывая трубопровод 26. Прикладывая усилие вверх, оператор уменьшает усилие на штоке пневмоцилиндра 2.

Давление под поршнем пневмоцилиндра

2 уменьшается. Уменьшается давление в надмембранной 25 и подмембранной

24 камерах регулятора 14 давления, а настроечное давление в межмембранной камере 22 остается неизменным

30 (прежним давлением P). 3a счет разницы площадей мембран регулятора 14 давления соединенный с мембранами толкатель 47 перемещается в сторону открытия впускного клапана 48. Впускной клапан открывается и под поршень пневмоцилиндра 2 поступает до.полнительный воздух. Происходит подьем поршня пневмоцилиндра 2, т.е. подъем груза. При снятии усилия с

4п рукоятки-рычага 7 подъем прекращается, так как исчезает внешнее воздействие на замкнутую систему сил. Давление под поршнем пневмоцилиндра 2 прежнее — P, но объем поршневой по45 лости увеличивается.

При опускании стрелы нажатием на рукоятку-рычаг 7 оператор нажимает на двухпозиционный распределитель

12 и перекрывает трубопровод 26, а давление под поршнем пневмоцилиндра

2 и в надмембранной и -подмембранной камерах регулятора 14 давления увеличивается. Давление в межмембранной камере 22 прежнее — P. Толкатель

47 регулятора давления перемещается в сторону открытия выпускного клапана 49. Последний открывается, происходит сброс воздуха в атмосферу. При

1225805

5 прекращении внешнего воздействия (снятие руки оператора с рукояткирычага 7) опускание груза прекращается. Давление под поршнем пневмоцилиндра 2 прежнее — P, но объем поршневой полости уменьшается.

При горизонтальном перемещении стрелы в общем случае давление под поршнем пневмоцилиндра 2 может изменяться эа счет изменения величины 10 грузового момента (центр масс груза

-не совпадает с грузозахватным органом). При горизонтальном ведении стрелы оператор прикладывает усилие к рукоятке-рычагу 7 вправо или вле- 15 во, не воздействуя на двухпоэиционный распределитель 12. Изменение давления под поршнем пневмоцилиндра

2 передается в надмембранную камеру

27 датчика 15 обратной связи (фиг.2) . 20

Толкатель 29 датчика 15 обратной связи воздействует на.толкатель 28 датчика 13 массы. Изменяется в ту или иную сторону величина прогиба мембраны датчика 13 массы. В случае понижения давления в пневмоцилиндре

2 соответственно понижается давление в надмембранной камере 27. Усилие на толкателях 29 и 28 датчика 15 обратной связи и датчика 13 массы 30 уменьшается. Прежнее давление Р в подмембранной камере 21 датчика 13 массы и межмембранной камере 22 регулятора 14 давления прогибает мембра— ну датчика 13 массы в сторону откры- 35 тия спускного отверстия датчика 13 массы(фиг.2, вверх и избыток давления из подмембранной 21 и межмембранной 22 камер сбрасывается в атмосферу. Давление в межмембранной камере 40

22 регулятора 14 давления понижается до уровня давления в пневмоцилиндре

2, т.е. до P (P в соответствии с

1 уменьшением грузового момента. Объем поршневой полости пневмоцилиндра 45 остается прежним.

Для создания необходимого опережения в срабатывании датчика 13 мас— сы относительно регулятора 14 давления (сотые доли секунды) поставлен регулируемый дроссель 32. При соответствующем подборе длин и сечений трубопроводов необходимость в дросселе отпадает.

При увеличении грузового момента соответственно повышается давление в пневмоцилиндре 2 и в надмембранной камере 27 датчика 15 обратной связи.

Увеличивается усилие на толкателях

29 и 28 датчиков обратной связи 15 массы 13. Мембрана датчика массы 13 прогибается в сторону открытия впускного клапана 46 (фиг.2, вниз) и в подмембранную камеру 21 датчика массы и межмембранную камеру 22 регулятора давления поступает дополнительный воздух. Давление в межмембранной камере 22 регулятора 14 давления повышается до уровня давления в пневмоцилиндре, т.е. до P > P в соответствии с увеличением грузового момента.

Объем поршневой полости пневмоцилиндра 2 остается прежним.

Подъемник-манипулятор, выполненный по второму варианту (фиг.3), работает аналогично.

Функцию подмембранной камеры 27 датчика обратной связи (фиг.2) в этом случае, выполняет межмембранная камера 43 датчика 16 массы. При изменении давления в пневмоцилиндре 2 изменяется давление в межмембранной камере 43 датчика 16 массы. Прежнее давление в подмембранной камере

44 и межмембранной камере 22 перемещает толкатель 47 в сторону открытия впускного 48 (при повышении давления под поршнем) или впускного 49 (при понижении давления) клапанов.

1225805

Составитель О.Кузьмина

Редактор M.Áëàíàð Техред И.Попович Корректор A.Îáðó÷àð

Заказ 2025/16 Тираж 799 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4