CS212704B2 - Combined manipulation apparatus - Google Patents

Description

Vynález se týká kombinovaného manipulačního zařízení.

Běžné manipulační zařízení pro přemisťování těžkých břemen jako jsou výrobky, nástroje nebo náklady, na požadované místo je znázorněno^ na obr. 1. Toto manipulační zařízení sestává z výkyvné poháněného hnacího ústro-jí 3 upevněného na horní části základny 2 postavené na podvozku 1. К hnacímu ústrojí 3 jsou připojena spojovací ramena 4, tvořící kloubo-vý paralelogram, opatřený vyvažovači pružinou 5. Z jednoho konce spojovacích ramen 4 vychází směrem dolů zvedací rameno 6, které je na svém spodním konci opatřeno závěsným ústrojím 8 pro zavěšení břemene 7. Břemeno 7 může být zavěšeno sevřením nosného členu 9 umístěného na spodku závěsného ústrojí 8. Otočný pohyb manipulačního zařízení, svislý, vodorovný a kruhový pohyb závěsného ústrojí 8 a otevírání a uzavírání -nosného členu 9 jsou řízeny řídicím panelem 10. Prostřednictvím, tohoto řídicího panelu 10 je závěsné ústrojí 8 přemisťováno ve svislém a vodorovném směru a přemisťuje břemeno 7 do určité polohy určené polohovými údaji z nastaveného programu nebo z počítače. Váha břemene 7 však není vždy konstantní, takže se ramena 4, 6 mohou v důsledku změn hmotnosti a rychlosti pohybu poněkud ohýbat. I když je tedy závěsné ústrojí 8 přemisťováno v souladu s danými polohovými daty, je skutečná poloha břemene 7 neseného závěsným ústrojím 8 odlišná od požadované polohy.

Jedním z činitelů snižující polohovou přesnost manipulačního zařízení je kruhový pohyb hnacího ústrojí 3, neboť mezi tímto hnacím ústrojím 3 a závěsným ústrojím 8 je určitá vzdálenost. Jinými slovy, při dopravě břemene 7 zavěšeného na zvedacím ramenu 6 běžného manipulačního zařízení je poloha spojovacího ramena 4 nastavována hnací silou působící na základnu tohoto spojovacího ramena 4. V důsledku ohýbání, setrvačnosti a kruhového pohybu spojovacího ramena 4 je přemístění břemene 7 přesně do požadované polohy obtížné.

V případě běžného manipulačního· zařízení, kde je mezi závěsnými ústrojími a hnacím ústrojím umístěným při základně ramena určitá vzdálenost, je nutné zvýšit konstrukční tuhost ramena a také příkon pohonu, což vede ke zvýšení setrvačnosti a rozměrů manipulačního zařízení a představuje další nevýhodu běžného manipulačního zařízení.

V případě, kdy se požaduje zvednutí a přemístění břemene do určité dané polohy s vysokou přesností a používá se pouze jednoho manipulačního zařízení, je třeba polohové instrukce přiváděné do manipulačních zařízení získávat složitým výpočtem korekcí v počítači nebo podobně. Řídicí soustava manipulačního zařízení je v důsledku toho složitá a drahá.

Mimoto je v závislosti na poloze břemene 7 třeba řídit směr zavěšení závěsného ústrojí 8, které je rukou manipulačního zařízení. Jestliže je třeba udržet závěsný směr závěsného ústrojí 8 neměnný, musí se řízení směru provádět složitým výpočtem, což je další nevýhodou běžného manipulačního zařízení.

Uvedené nedostatky odstraňuje kombinované zařízení pro přesun břemene do požadované polohy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z hlavního manipulačního zařízení opatřeného závěsným ústrojím, které je uspořádáno na zvedacím ramenu a je uloženo pohyblivě ve vodorovné rovině pomocného manipulačního zařízení, které sestává z vodícího ústrojí opatřeného vodorovnými vodícími kolejnicemi, na kterých je pomocí pojezdových vozíků uloženo závěsné ústrojí hlavního manipulačního zařízení.

Hlavní manipulační zařízení sestává ze základny, na které je volně otočně uloženo hnací ústrojí, ze kterého radiálně vystupuje nejméně jedno spojovací rameno, na jehož volném konci je připevněno závěsné ústrojí·

Vodicí kolejnice pomocného manipulačního zařízení jsou navzájem rovnoběžné a je na nich prostřednictvím prvních pojezdových vozíků pojízdně uložena příčná vodicí kolejnice, na které je uložen druhý pojezdový vozík spojený se závěsným ústrojím.

Zvedací rameno je se závěsným ústrojím spojeno teleskopickým ústrojím a na volném konci zvedacího ramena je zavěšen svislý nosník, který prochází mezi příčnými vodícími kolejnicemi.

Pomocné manipulační zařízení sestává z pojezdové dráhy, na které je uložen pojezdový vozík spojený se závěsným ústrojím.

Teleskopické ústrojí je svým horním koncem připojeno ke spodní straně druhého pojezdového vozíku a svým spodním koncem к horní straně závěsného ústrojí a svislý nosník tímto druhým pojezdovým vozíkem prochází.

Na základně hlavního manipulačního zařízení je uspořádána vodorovná pojezdová dráha, na které je uložen druhý pojezdový vozík, který je otočně zavěšen na prvním pojezdovém vozíku, který je uložen na vodicí kolejnici vystupující radiálně ze základny, na které je tato vodicí kolejnice uložena otočně.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá v tom, že kombinované manipulační zařízení podle vynálezu umožňuje přesné přemístění břemene do požadované polohy a bez složitých přepočtů. Další výhoda spočívá v tom, že konstrukce kombinačního manipulačního zařízení je lehká a přitom tuhá.

Vynález je dále objasněn na příkladech jeho provedení, které jsou popsány pomocí výkresů, které znázorňují:

obr. 1 perspektivní pohled na principiální

provedení běžného manipulačního zařízení, které bylo popsáno v úvodu, obr. 2 perspektivní pohled na první provedení kombinovaného manipulačního zařízení podle vynálezu s vodícími kolejnicemi na čtyřech sloupcích, , obr. 3 perspektivní pohled na drahé provedení kombinovaného manipulačního zařízení ' s pojezdovou dráhou na dvou pevných ramenech, obr. 4 perspektivní pohled na třetí provedení -kombinovaného manipulačního zařízení s vodícími kolejnicemi uspořádanými do obdélníka a upevněnými na -dvou ramenech, a obr.- - 5 . perspektivní pohled na čtvrté provedení kombinovaného manipulačního zařízení s pojezdovými dráhami vystupujícími radiálně ze základny, > obr. 6 (perspektivní pohled na páté provedení · kombinovaného manipulačního zařízení,. -které je vhodné pro upevnění na strop místnosti a , .. .-obr. 7 perspektivní pohled na jedno· použití kombinovaného -manipulačního zařízení podle vynálezu.

V kombinovaném manipulačním zařízení podle vynálezu je více manipulačních zařízení s · rozdílnými schopnostmi a funkcemi, které samostatně nejsou schopna provádět požadovanou práci, systémově kombinováno navzájem tak, že jejich -schopnosti se navzájem · doplňují, . takže mohou plynule provádět požadovanou práci. Systémová kombinace jednotlivých manipulačních zařízení je provedena tak, že aktivní a pasivní stupně volnosti -manipulačních zařízení jsou doplňkově skloubeny.

Na obr. 2 je znázorněno první provedení kombinovaného· -manipulačního zařízení podle vynálezu. Hlavní manipulační zařízení A je opatřeno závěsným ústrojím 8, jehož vodorovný pohyb je veden vodicím ústrojím 20 a pohonným řídicím ústrojím- 49, která tvoří - pomocné manipulační zařízení B. Pohonné řídicí ústrojí 43 přesouvá -závěsné ústrojí 8 ve vodorovném směru. Ve svislém * směru pohybuje závěsným ústrojím- 8 hlavní manipulační zařízení A a ve vodorovném směru pohybuje závěsným ústrojím 8 pomocné -manipulační zařízení B spojené - s * hlavním manipulačním zařízením A, takže závěsné ústrojí 8 může být jednoduchým způsobem snadno· přemístěno -do požadované polohy.

Vodicí ústrojí 20 pomocného manipulačního zařízení B sestává ze čtyř sloupků 21, 22,

23, 24 vztyčených na čtyřech rozích -obdélníku - a ze -čtyř vodicích kolejnic 25, 26, 27, 28 uložených na těchto sloupcích 21, 22, 23,

24. Na vodicích kolejnicích 28 a 28 je posuvně uložena příčná voďcí kolejnice- 29 přesouvající se podél rovnoběžných vodicích kolejnic 26 a 28. Příčná vodicí kolejnice 29 je -na - - koncích uložena na pojezdových vozících -30, 31, takže může v přímém směru X pojíždět po vodicích kolejnicích 26, 28. Po- honné řídicí ústrojí 40 pomocného -manipulačního zařízení В je tvořeno druhým· pojezdovým vozíkem 41 pojíždějícím přímo- ve směru ¥ po příčné vodicí kolejnici 29. Ke spodku druhého pojezdového vozíku 41 je připevněno teleskopické ústrojí 42, které nese závěsné ústrojí 8 hlavního- manipulačního zařízení A a -spojuje -obě manipulační zařízení A, B. Druhý pojezdový -vozík 41 je opatřen pohonem -pro přesun po příčné vodicí kolejnici 29. Pojezdové vozíky 30, 31 jsou opatřeny pohonem pro přesouvání příčné vodicí kolejnice 29 po vodicích -kolejnicích 28 a 28. Vodicí ústrojí 23 pomocného' manipulačního· zařízení B navrženo a konstruováno tak, - že břemeno může být přemisťováno v předem stanoveném rozsahu - nebo oblastí, - které jsou pracovním prostorem manipulačního zařízení. V tomto příkladu provedení je břemeno- dopravováno pod vodicím ústrojím 20.

Pohyb - závěsného ústrojí 8 ve svislém- -směru - je prováděn hnacím ústrojím 3 -hlavního manipulačního zařízení A, řízeného instrukcemi ze řídicího panelu. Při této činnosti se teleskopické ústrojí 42 prodlužuje a zkracuje závislosti na aktivním svislém pohybu závěsného ústrojí 8, který je vyvolán hlavním manipulačním zařízením A. Ve vodorovném směru je závěsné ústrojí 8 přesouváno - pohybem - - pojezdových vozíků 30, 31 po vodicích kolejnicích 26, 28 a posuvem druhého pojezdového vozíku 41 po příčné vodicí kolejnici 29. Přesuny závěsného ústrojí 8 ve vodorovném směru se provádějí polohovými a rychlostními - daty - ze řídicího panelu, která se přivádějí do pohonného řídicího- ústrojí - 40 pomocného manipulačního zařízení B. Jestliže je tedy druhý pojezdový vozík 41 přímočaře přesouván ve směrech X, Y, je závěsné ústrojí 8 v těchto směrech pasivně přesouváno prostřednictvím teleskopického ústrojí 42, které - s druhým pojezdovým vozíkem 41 tvoří jeden celek. Pohyb závěsného ústrojí 8 ve vodorovné rovině se tedy provádí bez otáčení hlavního -manipulačního zařízení A. Hlavní manipulační zařízení B provádí přesuny břemene.

Z výše uvedeného- popisu je patrné, že funkce jsou v kombinovaném manipulačním zařízení rozděleny ve- dvě skupiny. Hlavní manipulační zařízení A provádí zvedání břemene a -nese váhu břemene, zatímco pomocné manipulační zařízení B provádí přesuny břemene ve vodorovné rovině. Protože jsou manipulační zařízení A a B popsaným způsobem navzájem -sdružena, může -být břemeno do požadované -polohy uvedeno -s vysokou přesností. Konec ramene urúený pro zavěšení břemene, se přemisťuje přímočaře a je- veden vodicím ústrojím 29 pomocného manipulačního· zařízení B. Protože se neužívá otočného pohybu, může být břemeno do požadované polohy uvedeno přesněji. Mimoto jsou eliminovány vlivy ohýbání a setrvačnosti hlavního mampulačrnho· zařízení A a může být snížen příkon pohonu.

Vodicí ústrojí 20A pomocného manipulačního zařízení B, které je znázorněno na obr. 3, může být upevněné přímo na základně 2. Z horní části základny 2 vystupují dvě pevná ramena 35, 36, tvořící trojúhelník nacházející se ve vodorovné rovině. Konce pevných ramen 35, 36 jsou navzájem spojeny přímou pojezdovou drahou 37. Na pojezdové dráze 37 je uloženo pohonné řídicí ústrojí 40A tak, že se může posouvat v přímém směru podél této pojezdové dráhy 37. Ke spodku pojezdového vozíku 45 je připevněno teleskopické ústrojí 46 s otočně nastavitelnou částí. К teleskopickému ústrojí 46 je připevněno závěsné ústrojí 8 hlavního manipulačního zařízení А. V tomto případě jsou přesuny břemene ve svislém směru aktivně prováděny hlavním manipulačním zařízením A prostřednictvím teleskopického ústrojí 46, zatímco vedení břemene ve směru X—X‘ se provádí přímočarým posuvem pojezdového vozíku 45 pomocného manipulačního zařízení B. Také v tomto případě může být břemeno uvedeno do požadované polohy s vysokou přesností.

Jestliže jsou v tomto případě pevná ramena 35, 36 upevněna na základě 2 jako celek otočně nebo základna 2 je sama otočná, může se břemeno přemisťovat v kruzích kolem hlavního manipulačního zařízení A.

Stejného účinku může být dosaženo připevněním vodícího zařízení 20B pomocného manipulačního zařízení B, které je znázorněno na obr. 2, к základně 2 pomocí ramen 50, 51 — obr. 4. Přesuny břemene ve svislém směru se pak podle obr. 4 provádějí hlavním manipulačním zařízením A nad pomocným manipulačními zařízením В. V tomto příkladu probíhají příčné vodicí kolejnice 29A, 29B rovnoběžně ve směru Y a závěsné ústrojí 8 hlavního manipulačního zařízení A je ve svislém směru přemisťováno mezerou mezi těmito příčnými vodicím! kolejnicemi 29A, 29B.

Další provedení kombinovaného manipulačního zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 5, ve kterém se vodorovný přesun provádí podél dvou rovnoběžných pojezdových drah 60 a 61 pomocného manipulačního zařízení B, které vystupují radiálně z horní části základny 2. Pohyb závěsného ústrojí 8 hlavního manipulačního zařízení A ve svislém směru se provádí mezerou mezi pojezdovými drahami 60, 81.

Na obr. 6 je znázorněn jiný příklad provedení kombinovaného manipulačního zařízení podle vynálezu, ve kterém jsou hlavní manipulační zařízení A a pomocné manipulační zařízení В znázorněné na obr. 2 konstruovány tak, aby mohly být upevněny na strop pracovního prostoru nebo podobně. Hlavní manipulační zařízení A je uspořádána nad vodicím ústrojím 2DC pomocného manipulačního zařízení B, které zajišťuje vedení břemene. Kombinované manipulační zařízení může být přitom provedeno tak, že hlavní manipulační zařízení A a pomocné manipulační zařízení В jsou přesouvány po kolejnicích umístěných na stropě nebo podobně.

V dosud popsaných příkladech je svislý pohyb závěsného ústrojí 8 hlavního manipulačního zařízení A prováděn prostřednictvím teleskopického ústrojí 42, 42A, 48. Jestliže je však závěsné ústrojí 8 spojeno s druhým pojezdovým vozíkem 41 nebo pojezdovým vozíkem 45 pomocného manipulačního zařízení B, může být nosný člen 9 přemisťován ve svislém směru pomocí lana nebo řetězu. V dosud popsaných příkladech provedení se mimoto používá pouze jedno pomocné manipulační zařízení B. Vynález však tím není omezen, neboť mohou být navzájem sdružena tři manipulační zařízení nebo více. Je samozřejmé, že kterýmkoliv z popsaných příkladů provedení může být dosaženo obdobných účinků. <

Na obr. 7 je znázorněn další příklad provedení kombinovaného manipulačního zařízení podle vynálezu, které je opatřeno ústrojím pro transformací souřadnic. Na hor- « ní části základny 101 je umístěno první otočné ústrojí 102, z něhož radiálně vystupuje přímá vodicí dráha 103. Na vodicí dráze 103 je prostřednictvím pojezdových kol 104 zavěšen pojezdový vozík 30 přesouvající se radiálně vůči základně 1B1. Ke spodku pojezdového vozíku 30 je otočně připevněno druhé otočné ústrojí 106. К horní části základny 101 je mimoto prostřednictvím ramen 107 a 108 připevněna pojezdová dráha 37. Druhý pojezdový vozík 41 je spojen se spodní částí druhého otočného ústrojí 108 tak, že může běhat podél pojezdové dráhy 37. Závěsné ústrojí 112 je ke spodní části druhého pojezdového vozíku 41 připojeno prostřednictvím křížového zvedacího ústrojí 111.

Při Činnosti manipulačního zařízení je břemeno zavěšeno na závěsném ústrojí 112 přesouváno ve svislém směru Z—-Z* pomocí křížového zvedacího ústrojí 111 a v důsledku přesunu druhého pojezdového vozíku 41 po pojezdové dráze 37 je také .přesouváno ve ₄ vodorovném směru Y—Y‘. Při přesuvu druhého pojezdového vozíku 41 podél pojezdové dráhy 37 je vodicí dráha 103 v prvním otočném ústrojí 102 natáčena v úhlu Qi—Qi¹ otočným pohybem druhého otočného ústrojí 106 v úhlu Qz—Qž*, zatímco pojezdový vozík 30 se poněkud posouvá ve směru X—X*. Protože se pojezdový vozík 30 přesouvá po vodicí dráze 103, je břemeno zavěšené závěsným ústrojím 112 prostřednictvím křížového zvedacího ústrojí 111 na druhém pojezdovém vozíku 41 přesouváno rovněž ve směru X—X*. Při všech uvedených přesuvech břemene je závěsné ústrojí 112 udržováno ve stejném směru vůči základně 101, přesněji ve směru kolmém na pojezdovou dráhu 37. Manipulační zařízení v tomto provedení je proto vhodné použít například v případech, kdy mají být břemena na sebe stohována v zákrytu.

Claims (9)

1. Kombinované manipulační zařízení pro přesun břemene do požadované polohy, vyznačující se tím, že sestává z hlavního manipulačního zařízení (A) opatřeného závěsným ústrojím (8), které je uspořádáno na zvedacím ramenu (·6) a je uloženo pohyblivě . ve vodorovné rovině pomocného manipulačního zařízení (B), které sestává z vodícího ústrojí (20) opatřeného vodorovnými vodícími kolejnicemi (26, 28), na kterých je pomocí pojezdových vozíků (30, 31, 41) ulo ženo závěsné ústrojí (8) hlavního manipulačního zařízení (A).

2. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že hlavní manipulační zařízení (A) sestává ze základny (2), na· které je volně otočně uloženo hnací · ústrojí (3), ze· kterého radiálně vystupuje nejméně jedno spojovací rameno (4), na jehož volném konci je připevněno závěsné ústrojí (8).

3. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že vodicí kolejnice (26, 28) pomocného manipulačního zařízení (B) jsou navzájem rovnoběžné a je na nich prostřednictvím prvních pojezdových vozíků (30, 31) pojízdně uložena příčná vodicí kolejnice (29), na které je uložen druhý pojezdový vozík (41) spojený se závěsným ústrojím (8).

4. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že zvedací rameno (6) · je se závěsným ústrojím (8) spojeno teleskopickým ústrojím · (42).

vynalezu

5. Kombinované •manipulační zařízení podle bodu 1 a 4, vyznačující se tím, že na volném konci zvedacího ramena · (6) je zavěšen svislý nosník (53), který prochází mezi příčnými vodícími kolejnicemi · (29A, 29B).

6. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že pomocné manipulační zařízení (B) sestává z pojezdové dráhy (37), na které je uložen pojezdový vozík (45) spojený se závěsným ústrojím (8).

7. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že teleskopické ústrojí (42) je svým horním koncem připojeno ke spodní straně druhého pojezdového vozíku (41) a- svým spodním koncem k horní straně závěsného ústrojí (8).

8. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 5, vyznačující se· tím, že svislý nosník (53) prochází druhým pojezdovým vozíkem · (41)..

9. Kombinované manipulační zařízení podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že na základně (2) hlavního manipulačního zařízení (A) je uspořádána, vodorovná pojezdová dráha (37), na které je uložen pojezdový druhý vozík (41), který je otočně zavěšen na prvním pojezdovém vozíku (41), který je uložen na vodicí kolejnici (26) vystupující radiálně ze základny (2), na které je tato vodicí kolejnice (26) uložena otočně.