CZ2019387A3 - Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce - Google Patents
Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2019387A3 CZ2019387A3 CZ2019-387A CZ2019387A CZ2019387A3 CZ 2019387 A3 CZ2019387 A3 CZ 2019387A3 CZ 2019387 A CZ2019387 A CZ 2019387A CZ 2019387 A3 CZ2019387 A3 CZ 2019387A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- portal
- ropes
- gantry
- frame
- damping
- Prior art date
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- -1 carbon fiber carbon composites Chemical class 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/023—Cartesian coordinate type
- B25J9/026—Gantry-type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16S—CONSTRUCTIONAL ELEMENTS IN GENERAL; STRUCTURES BUILT-UP FROM SUCH ELEMENTS, IN GENERAL
- F16S3/00—Elongated members, e.g. profiled members; Assemblies thereof; Gratings or grilles
- F16S3/04—Elongated members, e.g. profiled members; Assemblies thereof; Gratings or grilles designed for being joined to similar members in various relative positions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table
- G01M7/022—Vibration control arrangements, e.g. for generating random vibrations
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B6/00—Internal feedback arrangements for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral or differential
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G3/00—Controlled members; Assemblies or arrangements thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
- F16F2228/06—Stiffness
- F16F2228/066—Variable stiffness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Robotics (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce s portálem (1) nebo stojanem (5) suvně vedeným na rámu (8), přičemž portál (1) nebo stojan (5) je pohyblivě spojen s alespoň jedním dalším pohyblivým prvkem. Mezi rámem (8) a portálem (1) nebo stojanem (5) nebo mezi dvěma pohyblivými částmi konstrukce jsou uspořádána lana (10) připojená alespoň jedním koncem pevně k první části a alespoň jedním druhým koncem ke druhé části portálové nebo letmo uložené konstrukce. Lana (10) tvoří alespoň jednu dvojici, přičemž jedno lano (10) je vedeno v opačném směru než druhé lano (10).
Description
Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce s portálem nebo stojanem suvně vedeným na rámu, přičemž portál nebo stojan je pohyblivě spojen s alespoň jedním dalším pohyblivým prvkem.
Dosavadní stav techniky
Tuhost spolu s tlumením vibrací je jeden z nej důležitějších požadavků na konstrukce. Zvláště důležitá je vysoká dynamická tuhost spojená s vysokým tlumením vibrací konstrukce. Tuhost spolu s tlumením vibrací je základ snižování kmitání konstrukcí a zvyšování přesnosti polohování a pohybu strojů. Rozlišuje se (statická) tuhost určená z poměru statického zatížení a vzniklé deformace konstrukce a dynamická tuhost určená z poměru dynamického zatížení a vzniklé časově proměnné deformace (kmitání) konstrukce. Dynamická tuhost se skládá ze statické tuhosti a tlumení vibrací konstrukce.
Tuhost se pasivně zvyšuje zvětšováním profilů nosných prvků konstrukce, užitím různých materiálů a různými strukturními modifikacemi pomocí rozsáhlých optimalizací. Zvláště výhodná je kombinace materiálů s vysokou tuhostí a s malou hustotou, vedoucí k malé hmotnosti výsledné konstrukce a vhodné strukturní modifikace.
Ve strojírenství jsou tak hledány stále další a další prostředky k dosažení co největší tuhosti a co největšího mechanického tlumení kmitů konstrukcí a dílů vykonávajících pohyby s velkým zrychlením. Jedná se zejména o konstrukce, jako jsou nosníky výrobních strojů, manipulátorů a robotů, kde existují nej naléhavější požadavky na co největší statickou i dynamickou tuhost, na co nejmenší teplotní deformace i na dlouhodobou stabilitu tuhosti při co nejmenší vlastní hmotnosti. Požadavky vycházejí z ekonomické nutnosti ještě dále zvyšovat produktivitu strojírenské výroby, přesnost výrobků a jejich reprodukovatelnost.
Je celá řada používaných řešení. Z pasivních řešení to jsou příhradové konstrukce, tenkostěnné konstrukce, lanové konstrukce aj. užívající titanové, hliníkové nebo kompozitní materiály. Příkladem je nosník ve tvaru trubky s použitím uhlíkových kompozita z vysokomodulových uhlíkových vláken a polymemího pojivá, přičemž jejich maximálního materiálového tlumení lze dosáhnout integrováním tlumicích vrstev z materiálu s velmi vysokým tlumením do vnitřní struktury kompozitu. Aktivním mechatronickým řešením se většinou ovlivňuje přímo jen tlumení vibrací nebo deformace, tuhost se tak ovlivňuje jen nepřímo. Do struktury konstrukce se umísťují aktivní prvky, většinou piezoelektrické aktuátory, ale také elektrodynamické, magnetostrikční, hydraulické nebo magnetorheologické, případně iontové polymery. Aktivní prvky jsou umístěny do prvků konstrukce, prutů příhradové konstrukce, na povrchu nosníků nebo skořepin jako piezoelektrické aktuátorové záplaty nebo celé aktivní vrstvy, do aktuátorů lan spojujících části konstrukce nebo jako připevňovací prvky přídavných hmot.
Mechanismy řízeného tlumení vibrací jsou založeny na přídavném tlumení, vibroizolaci, vibrokompenzaci nebo vibroabsorbci. Dále rozlišujeme aktivní (s možným přívodem energie) a poloaktivní (jen s odvodem energie disipací) řízení tlumení vibrací. Aplikace sahají od křídel letadel, konstrukcí antén, radarů a teleskopů, vyvrtávacích tyčí po konstrukce lanových mostů.
Struktury mají obecně nekonečně mnoho stupňů volnosti, a tak struktury s aktivním řízením tlumení vibrací jsou v nebezpečí vzniku jevu destabilizace přeléváním energie, tzv. spilloever. Bylo ukázáno, že toto nebezpečí nehrozí při kolokovaném řízení tlumení vibrací. Většinou dynamickou tuhost potřebujeme v místě konstrukce, které nelze přímo a nejkratší cestou připojit
- 1 CZ 2019 - 387 A3 na rám, podepřít z rámu, a tak zvýšit její tuhost. Dalším problémem je, že aktivní prvky umístěné do konstrukce (například na stěně nosníku ve tvaru trubky) mají malý převod silového působení ve směru deformace konstrukce vlivem vnější zátěžné síly, a tak aktivní prvky musejí působit velkou silou pro kompenzaci nepoměrně menší zátěžné síly. Pro to je obtížné nalézt dostatečně silné pohony.
Dosavadní mechanismy řízení tlumení vibrací působí většinou na relativních souřadnicích konstrukce, případně například aktivním lanem z rámu. Otevřeným problémem je, zda lze analogický účinek od rámu přivést i do nepřístupných míst konstrukce a přímo ovlivnit zpětnovazebním řízením dynamickou tuhost konstrukcí.
Dále mezi aktivní řešení patří koncept mechatronické tuhosti (PV 2006-123, CZ 304667), který zvyšuje (případně i upravuje a snižuje) dynamickou tuhost konstrukcí, a tak i zvyšuje poměr tuhosti a hmotnosti konstrukce vedoucí ke zvýšení jejích vlastních frekvencí. Tento koncept s aktuátorem řízeného zdroje síly odstraňuje shora uvedené problémy ve velkém rozsahu. Pro jeho praktickou realizaci se hledá kompaktní řešení, které nezvětšuje a nezvyšuje hmotnost dosavadních řešení. Výhodné je řešení trubka v trubce. Bylo vytvořeno i kompaktní řešení, kde pohon je umístěn mimo trubku pomocí táhel.
Popisovaná řešení se však většinou týkají nepohyblivých konstrukcí. I když rameno robota se pohybuje, tak vlastní rameno má konstantní rozměry. Otevřeným problémem je změna tuhosti a tlumení vibrací u konstrukcí s časově proměnnými rozměry při jejich pohybu. Takové konstrukce jsou často letmo uložené.
Cílem tohoto vynálezu je vytvořit řešení takového zařízení, kterým lze změnit dynamickou tuhost (tuhost a tlumení vibrací) konstrukce s proměnnými rozměry při jejich pohybu, zvláště pohyblivých portálových a letmo uložených konstrukcí.
Podstata vynálezu
Podstata zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce s portálem nebo stojanem suvně vedeným na rámu, přičemž portál nebo stojan je pohyblivě spojen s alespoň jedním dalším pohyblivým prvkem, spočívá podle tohoto vynálezu v tom, že mezi rámem a portálem nebo stojanem nebo mezi dvěma pohyblivými částmi konstrukce jsou uspořádána lana alespoň jedním koncem připojená pevně k první části a alespoň jedním druhým koncem připevněná ke druhé části portálové nebo letmo uložené konstrukce. Alespoň jedno lano je vedeno od portálu ve směru jeho pohybu a alespoň jedno lano je vedeno od portálu proti směru jeho pohybu. Lana jsou jedním koncem pevně uchycena k portálu nebo stojanu a druhým koncem připojena ke kladce s pohonem nebo lana jsou jedním koncem pevně uchycena k portálu nebo stojanu a jsou vedena přes alespoň dvě kladky bez pohonu k některému pohyblivému prvku konstrukce, přičemž alespoň dvě kladky bez pohonu jsou uspořádány na opačné straně pohyblivého prvku konstrukce. Lana jsou případně uspořádána mezi plošinou suvně uloženou na stojanu zakladače a vozíkem suvně uloženým na rámu. Lana mohou být mezi jejich konci propojena s přídavným pohonem. Konstrukce je opatřena čidlem polohy nebo zrychlení jejích pohyblivých prvků.
Objasnění výkresů
Na přiložených obrázcích 1 až 14 je schematicky znázorněno možné provedení zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení vibrací pohybující se portálové nebo letmo uložené konstrukce.
-2CZ 2019 - 387 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení pohybující se konstrukce portálového typu. Jde o obráběcí stroj s portálem 1 pojíždějícím po rámu 8. Po portále 1 pojíždějí saně 3 a z nich se vysouvá vřeteník 2 opatřený dole naklápěcí hlavou s obráběcím nástrojem. Portál 1 je veden v rámu 8, který zde představuje podpůrný prvek pro portál 1, a portál 1 je spojen šrámem 8 pomocí lan 10. Lana 10 umožňují respektovat změnu polohy portálu 1 na rámu 8 způsobené jeho pohybem po rámu 8. Lana 10 mohou přenést jen tahové síly, atak je s výhodou užito dvojice lan 10. přičemž jedno lano 10 je vedeno v opačném směru než druhé lano 10. Uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku (zde rámu 8) a případně jejich pohonů je podrobněji popsáno na dalších obrázcích 8 až 14.
Na obr. 2 je schematicky znázorněno zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení pohybující se konstrukce portálového typu v alternativním uspořádání. Jde o obráběcí stroj s portálem J_ tvořeným jen příčníkem pojíždějícím po rámu 8. Po portále 1 pojíždějí saně 3 a z nich se vysouvá vřeteník 2 opatřený dole naklápěcí hlavou s obráběcím nástrojem. Portál 1 je veden po rámu 8, který zde představuje podpůrný prvek rámové konstrukce pro portál 1, a portál 1 je spojen s rámem 8 pomocí lan 10. Lana 10 jsou vedena přes kladky 11 upevněné na rámu 8 ke kladkám 12 s pohonem upevněným na rámu 8. Lana 10 umožňují respektovat změnu polohy portálu 1 na rámu 8 způsobené jeho pohybem po rámu 8. Také zde je užito dvou dvojic lan 10. Uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku (zde rámu 8 a případně jejich pohonů je podrobněji popsáno na dalších obrázcích 8 až 14.
Na obr. 3 je schematicky znázorněno zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení pohybující se konstrukce letmo uloženého vřeteníku 2 (stejné jako na obr. 1 a 2). Jde o obráběcí stroj s portálem 1 pojíždějícím po rámu 8. Po portále 1 pojíždějí saně 3 a z nich se vysouvá letmo uložený vřeteník 2 opatřený dole naklápěcí hlavou s obráběcím nástrojem. Vřeteník 2 je připojen k portálu J_, který zde představuje podpůrný prvek pro vřeteník 2, pomocí lan 10. Lana 10 umožňují respektovat změnu polohy vrcholu vřeteníku 2 způsobené pohybem vřeteníku 2 a saněmi 3 po portálu L Lana 10 jsou uspořádána ve dvojici. Uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku (zde portálu 1) a případně jejich pohonů je podrobněji popsáno na dalších obrázcích 8 až 14.
Na obr. 4 je schematicky znázorněno zařízení z obr. 3 v přímém průmětu.
Na obr. 5 je schematicky znázorněno zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení pohybující se konstrukce letmo uloženého vřeteníku 2. Jde o obráběcí stroj s portálem 1 pojíždějícím po rámu 8. Po portále 1 pojíždějí saně 3 a z nich se vysouvá letmo uložený vřeteník 2 opatřený dole naklápěcí hlavou s obráběcím nástrojem. Vřeteník 2 je připojen k saním 3, které zde představují podpůrný prvek pro vřeteník 2, pomocí lan 10. Lana 10 umožňují respektovat změnu polohy vřeteníku 2 vůči saním 3 způsobené pohybem vřeteníku 2. Lana 10 jsou uspořádána ve dvojici. Uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku (zde saně 3) a případně jejich pohonů je podrobněji popsáno na dalších obrázcích 8 až 14.
Na obr. 6 je schematicky znázorněno zařízení z obr. 5 v přímém průmětu.
Na obr. 7 je schematicky znázorněno zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení pohybující se konstrukce letmo uloženého stojanu 5 zakladače, po kterém se pohybuje plošina 6. Jde o skladový (regálový) zakladač na pojezdovém vozíku 4 se stojanem 5 zakladače pojíždějícím po rámu 8. Po stojanu 5 zakladače dále pojíždí plošina 6 nesoucí paletu nebo jiný předmět do požadované polohy dané pojezdem vozíku 4 a plošiny 6. Stojan 5 zakladače je letmo uchycen k vozíku 4 a plošina 6 je letmo uchycena ke stojanu 5 zakladače. Plošina 6 je připojena přes stojan 5 zakladače k vozíku 4, který zde představuje podpůrný prvek pro stojan 5 zakladače a plošinu 6, pomocí lan 10. Lana 10 umožňují respektovat proměnnou polohu plošiny 6 vzhledem
-3 CZ 2019 - 387 A3 k patě stojanu 5 zakladače způsobené pohybem plošiny 6 po stojanu 5 zakladače. Lana 10 jsou uspořádána ve dvojici. Uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku (zde vozík 4) a případně jejich pohonů je podrobněji popsáno na dalších obrázcích 8 až 14.
Na obr. 8 je schematicky znázorněno vedení lan 10 z portálu 1 na podpůrný prvek, zde tvořený rámem 8, a uspořádání jejich pohonů. Lana 10 jsou vedena na kladky 12 opatřené pohony Ml a M2. Kladky 12 s pohony Ml a M2 jsou upevněny na rámu 8. Portál 1 je opatřen čidlem 9 polohy portálu 1 rámu 8 nebo zrychlení pohybu portálu 1. Signál z čidla 9 je užit pro zpětnovazební řízení pohonů Ml a M2 a v důsledku toho sil v lánech 10, jednak pro řízení dynamické tuhosti a/nebo tlumení vibrací portálové konstrukce a/nebo polohy konce portálu L Toto uspořádání zvláště odpovídá zařízení na obr. 1. Toto uspořádání také odpovídá zařízení na obr. 3 a 4, pokud na obr. 8 portál 1 zaměníme vřeteníkem 2 a rám 8 portálem 1. Toto uspořádání dále odpovídá zařízení na obr. 5 a 6, pokud na obr. 8 portál 1 zaměníme vřeteníkem 2 a rám 8 saněmi 3. Toto uspořádání konečně odpovídá zařízení na obr. 7, pokud na obr. 8 portál 1 zaměníme plošinou 6 a rám 8 pojezdovým vozíkem 4.
Na obr. 9 je schematicky znázorněno vedení lan 10 z portálu 1 na podpůrný prvek, zde tvořený rámem 8, a uspořádání jejich pohonů pro zařízení na obr. 2. Lana 10 jsou vedena přes kladky 11 upevněné na rámu 8 na kladky 12 opatřené pohony Ml a M2. Kladky 12 s pohony Ml a M2 jsou upevněny na rámu 8. Portál 1 je opatřen čidlem 9 polohy portálu 1 rámu 8 nebo zrychlení pohybu portálu 1. Signál z čidla 9 je užit pro zpětnovazební řízení pohonů Ml a M2 a v důsledku toho sil v lánech 10, jednak pro řízení dynamické tuhosti a/nebo tlumení vibrací portálové konstrukce a/nebo polohy konce portálu 1.
Vedle aktivního zpětnovazební řízení síly v lánech 10 je možné užít jen síly v lánech 10 pro jejich pasivní předepnutí podle polohy. U schematicky znázorněného uspořádání lan 10 na obr. 10 nedochází při změně polohy portálu 1 k navíjení nebo odvíjení lan 10 na kladky 11 bez pohonů, nebo z nich, lana 10 jsou těmito kladkami 11 pouze vedena. Uspořádání kladek 11 bez pohonů na obr. 10 je možné v provedení znázorněné vlevo a vpravo, obě provedení je možno použít u jedné portálové konstrukce. Výhoda je, že délka lan 10 i při pohybu portálu 1 je neproměnná. Takto toto uspořádání lan 10 lze s výhodou užít pro zařízení na obr. 2.
Konstrukce pro upevnění levé a pravé horní kladky 11 bez pohonů je však nevýhodná, pokud zařízení neobsahuje přímo rámovou konstrukci jako na obr. 2, neboť kladky 11 lze obtížně upevnit v prostoru.
Praktické řešení obdobného uspořádání lan 10 na obr. 10 je znázorněno na obr. 11. Délka lan 10 v částech od jejich konců k první kladce 11 bez pohonu je při pohybu portálu 1 po rámu 8 sice proměnná, ale nepříznivý vliv této proměnnosti je možné kompenzovat předpětím lan 10, nebo uspořádáním kladek 11 bez pohonů spojením uspořádání vlevo a vpravo do jednoho zařízení, jak je schematicky znázorněno na obr. 12.
Je-li pojezd portálu 1 po rámu 8 delší, pak pro kompenzaci proměnné délky lan 10 je vhodné užít přídavné pohony 13 schematicky znázorněné na obr. 13. Zde přídavné pohony 13 zkracují nebo prodlužují lana 10 tak, aby jejich předpětí bylo konstantní bez ohledu na polohu portálu 1 na rámu 8 právě podle této polohy. Přídavné pohony 13 lze však užít i pro aktivní zpětnovazební řízení jako na obr. 8, ale oproti obr. 8 není nutné na kladky navíjet lana 10. Uspořádání přídavných pohonů 13 toto řeší při spojení uspořádání vlevo a vpravo do jednoho zařízení. Takto spojené zařízení je schematicky znázorněno na obr. 14. Toto zařízení může užít přídavné pohony 13 jen pro udržování konstantního předpětí lan 10 nebo i pro aktivní zpětnovazební řízení, kde je však nutné umístit i čidlo 9 jako na obr. 8, na tomto obrázku není čidlo 9 znázorněno.
Na obr. 8 až 14 je znázorněno jen řešení uspořádání upevnění lan 10 na podpůrném prvku a případně jejich pohonů pro portálové konstrukce 1. Tato řešení je možné obdobně užít i pro letmé výsuvné konstrukce zobrazené na obr. 3 až 6, nebo pro letmo uloženou plošinu 6 zakladače
-4CZ 2019 - 387 A3 zobrazenou na obr. 7. Protože lana 10 přenášejí jen tahové síly, jsou lana 10 uspořádána ve dvojicích, aby působily v obou směrech, neboť tah pro jedno lano ve dvojici je tlak pro druhé lano ve dvojici.
Výhodou vynálezu je možnost docílení díky lánům proměnné dynamické tuhosti konstrukce, tedy přídavnou statickou tuhost a/nebo přídavné tlumení vibrací v závislosti na poloze pohyblivé konstrukce.
Všechny popsané varianty uspořádání lan se mohou vzájemně kombinovat. Počty lan mohou být v různých počtech. Jednotlivé ovládací prvky zařízení jsou s výhodou řízeny počítačem.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce s portálem (1) nebo stojanem (5) suvně vedeným na rámu (8), přičemž portál (1) nebo stojan (5) je pohyblivě spojen s alespoň jedním dalším pohyblivým prvkem, vyznačené tím, že mezi rámem (8) a portálem (1) nebo stojanem (5) nebo mezi dvěma pohyblivými částmi konstrukce jsou uspořádána lana (10) alespoň jedním koncem připojená pevně k první části a alespoň jedním druhým koncem připevněná ke druhé části portálové nebo letmo uložené konstrukce.
- 2. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle nároku 1, vyznačené tím, že alespoň jedno lano (10) je vedeno od portálu (1) ve směru jeho pohybu a alespoň jedno lano je vedeno od portálu (1) proti směru jeho pohybu.
- 3. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že lana (10) jsou jedním koncem pevně uchycena k portálu (1) nebo stojanu (5) a druhým koncem připojena ke kladce (12) s pohonem.
- 4. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že lana (10) jsou jedním koncem pevně uchycena k portálu (1) nebo stojanu (5) a jsou vedena přes alespoň dvě kladky (11) bez pohonu k některému pohyblivému prvku konstrukce, přičemž alespoň dvě kladky (11) bez pohonu jsou uspořádány na opačné straně pohyblivého prvku konstrukce.
- 5. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že lana (10) jsou uspořádána mezi plošinou (6) suvně uloženou na stojanu (5) zakladače a vozíkem (4) suvně uloženým na rámu (8).
- 6. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle některého z předešlých nároků 1 až 5, vyznačené tím, že lana (10) jsou mezi jejich konci propojena s přídavným pohonem (13).
- 7. Zařízení pro změnu dynamické tuhosti a/nebo tlumení portálové nebo letmo uložené konstrukce podle některého z předešlých nároků 1 až 5, vyznačené tím, že konstrukce je opatřena čidlem (9) polohy nebo zrychlení jejích pohyblivých prvků.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-387A CZ2019387A3 (cs) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce |
| EP20756746.2A EP3986674A1 (en) | 2019-06-19 | 2020-06-02 | A device for changing the dynamic stiffness of a gantry or overhung structure |
| PCT/CZ2020/000022 WO2020253892A1 (en) | 2019-06-19 | 2020-06-02 | A device for changing the dynamic stiffness of a gantry or overhung structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019-387A CZ2019387A3 (cs) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ308208B6 CZ308208B6 (cs) | 2020-02-26 |
| CZ2019387A3 true CZ2019387A3 (cs) | 2020-02-26 |
Family
ID=69583152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019-387A CZ2019387A3 (cs) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3986674A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ2019387A3 (cs) |
| WO (1) | WO2020253892A1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111993464B (zh) * | 2020-08-14 | 2024-01-23 | 华南理工大学 | 一种弹簧耦合旋转多体机械臂系统振动测试装置及方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003245879A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Takeshi Yanagisawa | 天井空間移動装置 |
| US8029710B2 (en) * | 2006-11-03 | 2011-10-04 | University Of Southern California | Gantry robotics system and related material transport for contour crafting |
| JP4552129B2 (ja) * | 2005-02-01 | 2010-09-29 | 清水建設株式会社 | テンセグリッド構造 |
| CZ304667B6 (cs) * | 2006-02-27 | 2014-08-27 | ÄŚVUT v Praze - Fakulta strojnĂ | Způsob a zařízení pro změnu tuhosti mechanických konstrukcí |
| EP3145670A4 (en) * | 2014-05-30 | 2018-04-25 | Penn, James Douglass | Positioning system |
| CN205133064U (zh) * | 2015-11-24 | 2016-04-06 | 林德（中国）叉车有限公司 | 一种用于竖直升降叉车的门架减振装置 |
| JP2017122372A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社Ihi | ロープ連結制振構造 |
| CN106270592B (zh) * | 2016-09-21 | 2018-05-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种智能减振镗杆及其减振控制方法 |
| CN107859709B (zh) * | 2017-11-06 | 2019-05-07 | 清华大学 | 一种基于索并联构型的超长尺度柔性结构主动抑振装置 |
| CN108502724B (zh) * | 2018-03-30 | 2019-08-16 | 山东建筑大学 | 自适应调节起重臂回转动刚度以消除摆动的方法和系统 |
| CN109211502B (zh) * | 2018-08-06 | 2021-08-06 | 上海大学 | 一种变负载柔性悬臂梁振动主动控制实验系统及实验方法 |
-
2019
- 2019-06-19 CZ CZ2019-387A patent/CZ2019387A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2020
- 2020-06-02 WO PCT/CZ2020/000022 patent/WO2020253892A1/en unknown
- 2020-06-02 EP EP20756746.2A patent/EP3986674A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308208B6 (cs) | 2020-02-26 |
| EP3986674A1 (en) | 2022-04-27 |
| WO2020253892A1 (en) | 2020-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2368832B1 (en) | Damping or prevention of vibrations in industrial trucks | |
| US10626963B2 (en) | Articulated mechanism for linear compliance | |
| EP2705934A2 (en) | A method and a device for change of rigidity of a serial or parallel basic movable mechanism, especially of industrial robots and machining machines | |
| Kim et al. | Boundary control of container cranes from the perspective of controlling an axially moving string system | |
| CZ2019387A3 (cs) | Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce | |
| Qian et al. | Kinematics and error analysis of cooperative cable parallel manipulators for multiple mobile cranes | |
| CN103846649A (zh) | 一种用于精密装配的两级并联机器人装置 | |
| IT201900000271A1 (it) | Dispositivo di movimentazione di elementi lastriformi e metodo di movimentazione mediante un tale dispositivo | |
| Ast et al. | Adaptronic vibration damping for machine tools | |
| WO2020198862A1 (en) | Cable-driven robotic platform for large workspace operations | |
| Luo et al. | Structure of the ball tensegrity robot | |
| CZ33442U1 (cs) | Zařízení pro změnu dynamické tuhosti portálové nebo letmo uložené konstrukce | |
| US20230026998A1 (en) | A crane comprising a movable boom and a movable counterweight | |
| JP2018172193A (ja) | 荷重補償装置及び補償荷重調整方法 | |
| US11667043B2 (en) | Counterbalance mechanism for robotic assist device | |
| CN212080022U (zh) | 具有主动控制的三维隔振台 | |
| CZ25691U1 (cs) | Zařízení pro změnu tuhosti sériového nebo paralelního základního pohyblivého mechanismu, zvláště průmyslových robotů a obráběcích strojů | |
| CN113697135A (zh) | 微重力展开装置 | |
| CZ304667B6 (cs) | Způsob a zařízení pro změnu tuhosti mechanických konstrukcí | |
| CZ28845U1 (cs) | Zařízení pro změnu tuhosti mechanických konstrukcí | |
| RU201218U1 (ru) | Виброизолирующий механизм | |
| CN115013471B (zh) | 面向大型精密产品安全承载与转运的主动隔振装置 | |
| Ye et al. | An Approach of Vibration Control Based on the Design of Three DOFs Active Vibration Damping Platform | |
| RU2753061C2 (ru) | Способ виброизоляции и виброизолирующий механизм для реализации способа | |
| CN114434423B (zh) | 平行索驱动的平面两自由度并联机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220619 |