EP0715673B2 - Grossmanipulator, insbesondere für autobetonpumpen, sowie verfahren zu dessen handhabung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a large manipulator, in particular for truck-mounted concrete pumps, with one on one Frame, in particular arranged on a chassis, about a substantially vertical axis of rotation rotating head by means of a drive unit, one composed of at least three mast arms, trained as a concrete placing boom Articulated mast, which mast arms around horizontal, mutually parallel articulation axes compared to the neighboring turret or mast arm by means of each of another drive unit can be pivoted to a limited extent and with a tax body Remote control device for controlling the drive units and to adjust the an end hose carrying mast tip along a Adjustment path.
- the invention further relates to a method for handling the large manipulator.
- Truck-mounted concrete pumps of this type are mobile tools, with a full 360 ° swivel range of the rotary head even when the articulated mast is in a horizontal position can be used.
- the operator is for control of the truck-mounted concrete pump and positioning of the concrete end hose on the last arm of the Articulated masts responsible. It has more than three rotary ones Degrees of freedom of the articulated mast over the associated Drive units under the movement of the Articulated masts in the unstructured three-dimensional Work space when observing the site conditions to operate.
- proportional radio remote controls became this operator activity relieved that the operator is not more with one cable spatially with the truck-mounted concrete pump is chained.
- the object of the invention based on the well-known large manipulator of the beginning to improve the specified type, that the operator is able to select any point in the Space within easy reach of the articulated mast Handling directly from the concrete placement point head for.
- the idea of the solution according to the invention lies underlying that the operator comfortable the end hose directs it by hand to the concrete insertion point and him the mast tip automatically follows. This is a suitable signal transmission path required with the mast tip from the operator with computer support via a preferably through the end hose predetermined adjustment path can be moved.
- the remote control device one at the Mast tip or arranged on the end hose, over the control device mechanical, optical, electromagnetic or electrically triggered signal transmitter for control one of the drive units of the articulated and Axes of rotation in accordance with one by means of the control member relative to the current position of the mast tip actuating directly displayed adjustment path, computer-assisted coordinate generator, the mast tip according to the spatial movements of the End hose can be moved and only outside a specified range whose movements can be tracked.
- control organ as mechanical with the signal generator connected, opposite the mast tip in different directions indicating the adjustment path arbitrarily adjustable control lever designed, for example via a sensor ring, a rope or a Rod is actuated and also with the movable End hose can be mechanically connected or grips it with a certain game.
- control device and the signal generator also through a directionally sensitive wireless Sender-receiver route, for example through a light, infrared or radio link connected to each other be, with a tax in hand or transmitter located on the operator's helmet can be used.
- a directionally sensitive wireless Sender-receiver route for example through a light, infrared or radio link connected to each other be, with a tax in hand or transmitter located on the operator's helmet
- a directionally sensitive wireless Sender-receiver route for example through a light, infrared or radio link connected to each other be, with a tax in hand or transmitter located on the operator's helmet
- One from this station after above preferably in the form of a narrow directional cone
- the signal emitted can differ from that in the range of Mast tip arranged direction-sensitive receiver recorded and via suitable evaluation electronics and the coordinate encoder in the desired one Movement of the articulated mast are implemented.
- the transmitter can also use a laser diode for this purpose and the receiver a direction
- a preferred embodiment of the invention provides before that the control member than on the movable end hose preferably detachable and / or adjustable in height arranged direction-sensitive inclinometer is trained.
- the directional sensitivity can for example by using a biaxial Inclination sensor can be realized.
- the tilt sensor expediently has evaluation electronics with integrated or subordinate signal transmitter for Delivery of one of the measured inclination directions dependent adjustment path signal and / or one of the measured speed angle dependent inclination angle for the movement of the mast tip on.
- the inclinator can preferably together with the signal transmitter in one opposite the mast tip Housing secured against rotation on the end hose to be ordered. Because of these measures it is possible to tip the mast when deflecting the End hose in a direction corresponding to the direction of deflection Direction with one of the deflection or Tilt angle dependent speed to move.
- the large manipulator is particularly easy to use, if at the end hose around the hose axis and / or about a transverse to the hose axis
- Axis pivotable handle provided becomes.
- the handle has two-handed operation expediently two diametrically opposite one after the other Protruding sides of the end hose Handle parts on.
- the handle is also suitable for Attachment of switching or control elements, for example for switching the concrete pump on and off and / or for adjusting the delivery rate and / or for lifting and lowering the mast tip. To an unwanted Avoid moving the mast tip additionally one of the switching elements as a dead man's switch be trained.
- the drive units are used for operational safety reasons of the articulated mast and the mast bracket expedient while maintaining the coordinate encoder the height of the mast tip in a given Combined controlled horizontal plane.
- This is supposed to be achieved be that the mast tip in the signal generator the way follows that it is always approximately vertical in certain Height distance above the operator remains at a predetermined minimum deflection of the end hose of, for example, ⁇ 50 cm is tracked.
- a manually operated height control element can be provided for height adjustment of the mast tip.
- the height control element can be, for example to a lifting and lowering force acting on the control element appealing, preferably analog speed-controlled Changeover switch with a defined Have zero position.
- the drive units of the redundant articulated axes of the articulated mast in each case in accordance with one if necessary optionally selectable travel-swivel characteristics are operable.
- the mast arms are dependent from their orientation to the axis of gravity on the one hand and the load acting on them (e.g. Concrete in the delivery pipe) on the other hand more or less exposed to large bending and torsional loads are given the position of the mast tip Falsified swivel positions in the individual joints, according to a preferred embodiment the invention proposed that the swing-away characteristic in the coordinate transmitter according to the load-dependent attacks on the individual mast arms Bending and torsional moments can be modified.
- the truck-mounted concrete pump shown in the drawing has a chassis 10, one near the front axle 12 and the cab 14 of the chassis 10 arranged mast bracket 16, one on the mast bracket 16 a vertical axis of rotation 18 by means of a not shown hydraulic rotating unit rotatable through 360 °, an articulated mast 20 carrying rotary head 17, one can be loaded with concrete via a material feed container 22, hydraulically driven concrete pump 24 and one via a pipe switch 26 to the concrete pump 24 connected delivery line 28.
- the articulated mast 20 has five mast arms 1, 2, 3, 4 and 5, which the articulation A with the turret 17 and to the Articulated joints B, C, D and E around horizontal Articulated axes are pivotally connected.
- a mast control device 20 is provided, the one signal generator 53 and one with the signal generator 53 galvanically or wirelessly communicating, central control 31 fixed to the vehicle.
- control member 52 as mechanical via a plastic rod 60 with that arranged on the mast tip 55
- Signal generator 53 connected to the end hose 50 Game surrounding sensor ring trained.
- the signal generator 52 is useful as analog proportional acting gimbal encoder designed via a control cable 62 to the central control device 31 is connected.
- a vertically displaceable, analog proportional acting push switch 63 arranged, via the a vertical adjustment of the mast tip 55 can be triggered.
- the height adjustment switch 63 can in principle also arranged at the upper end of the plastic rod 60 and actuated by lifting and lowering the plastic rod become. This arrangement is subject to rough Construction site operation with a lower risk of damage.
- a wireless, direction-sensitive signal transmission path for example a laser light or infrared path provided in which the control body 54 than in the hand or on the operator's helmet 51 located transmitter is formed.
- the transmitter 54 gives in the embodiment shown, a narrow, upward pointing cone 55 with varying intensity distribution starting from the receiver 53 and the control device 31 evaluated and for tracking the mast tip 55 can be evaluated.
- the articulated mast 20 with its mast tip 55 a movement of the operator 51st follows parallel to the horizontal plane 40.
- the additional initiation of a vertical movement is for both mechanical and wireless signal transmission from the concrete placement point a manually operated height adjustment element 63 is possible.
- Corresponding can also use the concrete pump from the filling point on and off with a switch provided for this purpose turned off.
- control member 52 is designed as a tilt sensor et. It is located together with the signal generator 53 in a small housing, which is clamped with a 70 can be secured against rotation on the end hose 50.
- the control signals emitted by the tilt sensor 52, 53 are via the control cable 62 of the central control 31 forwarded.
- the biaxial one Inclinometer 52 is direction sensitive. He speaks both on lateral deflections of the end hose corresponding to Fig. 7b as well as perpendicular to deflections 7c and is therefore suitable together with the signal generator to deliver a depend on the measured direction of inclination Adjustment signal. Furthermore, one of the measured Inclination angle dependent speed signal generated for the movement of the mast tip 55.
- a handle 72 releasable by means of a quick-release clamp 74 attached.
- the handle 72 consists of two handle parts 72 ', 72 "which are diametrically opposite one after the other Extend sides over the end hose.
- the Handle is about 340 ° around the end hose axis rotatably arranged so that it is comfortable from all sides can be detected. If necessary, it is also possible the handle 72 around the transverse to the end hose axis to pivot extending axis 76.
- the handle can also be used with some switching and control devices be equipped, for example with a Switch 78 for switching the concrete pump on and off, two sensing elements 80 for adjusting the delivery rate in a positive and negative direction, one as an adjustment lever trained height adjustment 82 for the End hose 50 and a dead man switch 84 as a safety precaution.
- a Switch 78 for switching the concrete pump on and off
- two sensing elements 80 for adjusting the delivery rate in a positive and negative direction
- one as an adjustment lever trained height adjustment 82 for the End hose 50 and a dead man switch 84 as a safety precaution.
- the procedure described is suitable for concrete processing on finely structured construction sites especially when long-range devices be used.
- the invention relates to a large manipulator, in particular for truck-mounted concrete pumps.
- a chassis 10 On a chassis 10 is a on a mast bracket 16 about a vertical axis of rotation 18 rotatable turret 17 and one of at least three Mast arms 1 to 5 composite articulated mast 20 arranged.
- Mast arms 1 to 5 of the articulated mast 20 are about horizontal, mutually parallel articulation axes A to E compared to the adjacent turret 17 or mast arm 1 to 5 by means of one drive unit each 30 limited pivoting.
- the actuation of the Articulated masts 20 take place via a remote control device, the one arranged on the mast tip 55, over a Control device 52 mechanically triggered signal transmitter 53 for controlling the drive units 30 of the Buckling and rotation axes according to a means of the control member 52 relative to the current position the mast tip 55 immediately displayed adjustment actuating, computer-assisted coordinate transmitter having.
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)
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Description
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer Autobetonpumpe mit fünfarmigem Knickmast in zusammengeklapptem Zustand;
- Fig. 2a und b
- eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Autobetonpumpe mit auseinandergeklapptem Knickmast;
- Fig. 3
- einen Ausschnitt des Knickmasts nach Fig. 2a mit an der Mastspitze angeordneter, mechanisch betätigter Fernsteuereinrichtung;
- Fig. 4
- einen Ausschnitt entsprechend Fig. 3 mit drahtlos betätigter Fernsteuereinrichtung;
- Fig. 5
- einen Ausschnitt entsprechend Fig. 3 mit seil-betätigter Fernsteuereinrichtung;
- Fig. 6
- einen Ausschnitt des Knickmasts nach Fig. 2a mit am Endschlauch angeordnetem Neigungsgeber und Handgriff;
- Fig. 7a bis c
- drei Seitenansichten der Mastspitze mit Endschlauchabschnitt ohne Auslenkung, mit Auslenkung links oder rechts und mit Auslenkung vor und zurück;
- Fig. 8a bis c
- das untere Ende des Endschlauchs mit Handgriff in drei Seitenansichten.
Claims (28)
- Großmanipulator, insbesondere für Autobetonpumpen, mit einem auf einem Gestell, insbesondere einem Fahrgestell (10), angeordneten, um eine im wesentlichen vertikale Drehachse (18) mittels eines Antriebsaggregats verdrehbaren Drehkopf (17), einem aus mindestens drei Mastarmen (1 bis 5) zusammengesetzten, als Betonverteilermast ausgebildeten Knickmast (20), welche Mastarme (1 bis 5) um jeweils horizontale, zueinander parallele Knickachsen (A bis E) gegenüber dem jeweils benachbarten Drehkopf (17) oder Mastarm (1 bis 5) mittels je eines weiteren Antriebsaggregats (30) begrenzt verschwenkbar sind, und mit einer ein Steuerorgan (52,54) aufweisenden Fernsteuereinrichtung (53,31) zur Ansteuerung der Antriebsaggregate (30) und zum Verstellen der einen Endschlauch (50) tragenden Mastspitze (55) entlang einem vorgegebenen Verstellweg, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtung einen an der Mastspitze (55) oder am Endschlauch (50) angeordneten, über das Steuerorgan (52;54) mechanisch, optisch, elektromagnetisch oder elektrisch auslösbaren Signalgeber (53) zur Ansteuerung eines die Antriebsaggregate (30) der Knick- und Drehachsen (A bis E, 18) nach Maßgabe eines mittels des Steuerorgans (52,54) relativ zur augenblicklichen Position der Mastspitze (55) unmittelbar angezeigten horizontalen Verstellwegs betätigenden, rechnerunterstützten Koordinatengebers aufweist, wobei die Mastspitze (55) nach Maßgabe der räumlichen Bewegungen des Endschlauchs (50) verfahrbar und nur außerhalb eines vorgegebenen Spielraums dessen Bewegungen nachführbar ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (52) als mechanisch mit dem Signalgeber (53) verbundener, gegenüber der Mastspitze (55) in verschiedene, den Verstellweg anzeigende Richtungen verstellbarer Steuerhebel ausgebildet ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel über einen Sensorring (52), ein Seil oder eine Stange betätigbar ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (52) mit dem beweglichen Endschlauch (50), vorzugsweise mit vorgegebenem räumlichem Spiel mechanisch verbunden ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan und der Signalgeber durch eine richtungsempfindliche drahtlose Sender-Empfänger-Strecke (55) miteinander verbunden sind.
- Großmanipulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die richtungsempfindliche Sender-Empfänger-Strecke eine Licht-, Infrarot- oder Funkstrecke ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (54) eine Laserdiode und der Empfänger (53) einen richtungsempfindlichen Lichtempfänger enthält.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (54) an dem beweglichen Endschlauch (50) oder an einem Körperteil einer Bedienungsperson (51) fixierbar und vorzugsweise von Hand auslösbar ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (52) als an dem beweglichen Endschlauch (50) vorzugsweise lösbar und/oder höhenverstellbar angeordneter, richtungsempfindlicher Neigungsgeber ausgebildet ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (52) als zweiachsiger Neigungsgeber ausgebildet ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsgeber (52) eine Auswerteelektronik mit integriertem oder nachgeordnetem Signalgeber (53) zur Abgabe eines von der gemessenen Neigungsrichtung abhängigen Verstellwegsignals und/oder eines von dem gemessenen Neigungswinkel abhängigen Geschwindigkeitssignals für die Bewegung der Mastspitze (55) aufweist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungsgeber (52) vorzugsweise zusammen mit dem Signalgeber (53) in einem gegenüber der Mastspitze (55) verdrehungssicher am Endschlauch (50) befestigbaren Gehäuse angeordnet ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen am Endschlauch (50) um die Schlauchachse und/oder um eine quer zur Schlauchachse verlaufende Achse (76) schwenkbar angeordneten Handgriff (72).
- Großmanipulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (72) zwei nach einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Endschlauchs (50) überstehende Griffteile (72',72") für die beidhändige Bedienung aufweist.
- Großmanipulator nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch an dem Handgriff (72) angeordnete Schalt- oder Steuerelemente zum Ein- und Ausschalten der Betonpumpe (78) und/oder zur Verstellung der Fördermenge (80) und/oder zum Heben und Senken der Mastspitze (82).
- Großmanipulator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schaltelemente als Totmannschalter (84) ausgebildet ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsaggregate (30) über den Koordinatengeber unter Beibehaltung einer konstanten Höhe (h) der Mastspitze (55) über dem Boden (40) kombiniert ansteuerbar sind.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch ein zweckmäßig handbetätigtes Höhenstellelement (63) zur Höhenverstellung der Mastspitze (55).
- Großmanipulator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhenstellelement ein auf eine am Steuerorgan (52) oder am Handgriff angreifende Hub- und Senkkraft ansprechender Wechselschalter (63) mit definierter Nullstellung ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Mastspitze (55) nach Maßgabe der Auslenkungsweite des Steuerorgans (52,54) in Verstellrichtung relativ zu einer Nullstellung steuerbar ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsaggregate (30) der redundanten Knickachsen (A bis E) des Knickmasts (20) nach Maßgabe einer wahlweise vorgebbaren Weg-Schwenk-Charakteristik betätigbar sind.
- Großmanipulator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg-Schwenk-Charakteristik der Knickachsen (A bis E) im Koordinatengeber nach Maßgabe von an den einzelnen Mastarmen (1 bis 5) angreifenden lastabhängigen Biege- und/ oder Torsionsmomenten modifizierbar ist.
- Großmanipulator nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg-Schwenk-Charakteristik der Knickachsen (A bis E) im Koordinatengeber nach Maßgabe von die Mastarmbewegungen räumlich begrenzten Kollisionszonen, insbesondere durch Vorgabe eines höchsten und/ oder tiefsten Knickpunkts, modifizierbar ist.
- Großmanipulator nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Weg-Schwenk-Charakteristik der Knickachsen (A bis E) im Koordinatengeber nach Maßgabe von durch einen vorzugsweise am letzten Mastarm (5) angeordneten Abstandssensor abgegebenen Meßsignalen modifizierbar ist.
- Verfahren zur Handhabung eines Großmanipulators nach einem der Ansprüche 1 bis 24 mit einem auf einem Gestell, insbesondere einem Fahrgestell angeordneten, vorzugsweise als Knickmast ausgebildeten, an seiner Mastspitze einen Endschlauch tragenden Betonverteilermast, der mit seiner Mastspitze mit Hilfe ferngesteuerter Antriebsaggregate zu einer Einbaustelle verfahren wird und dessen Endschlauch durch einen Bediener von Hand in die Beton-Einbringstelle gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mastspitze nach Maßgabe der räumlichen Bewegungen des Endschlauchs verfahren und nur außerhalb eines vorgegebenen Spielraums den räumlichen Bewegungen des Endschlauchs nachgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Mastspitze in konstantem Höhenabstand über der Beton-Einbringstelle verfahren wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Mastspitze (55) beim Auslenken des Endschlauchs (50) in eine der Auslenkungsrichtung entsprechende Richtung bewegt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Mastspitze (55) beim Auslenken des Endschlauchs (50) mit einer von dem Auslenkungs- oder Neigungswinkel abhängigen Geschwindigkeit bewegt wird.
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