IT202100016472A1 - Braccio meccanico articolato - Google Patents

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Claudio Gallerani
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Gl 1 S R L
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Description

BRACCIO MECCANICO ARTICOLATO
La presente invenzione concerne un braccio meccanico articolato.
L?invenzione si inserisce nel campo tecnico delle macchine e attrezzature per la manutenzione del verde e per attivit? di agricoltura e silvicoltura in genere.
I bracci articolati del tipo noto comprendono solitamente almeno due aste rigide, in cui la prima asta ? incernierata, in una sua prima estremit?, ad un punto fisso di ancoraggio (il telaio di una macchina motrice o una piattaforma), e in una sua seconda estremit? alla seconda asta.
L?estremit? terminale della seconda asta ? generalmente predisposta per essere collegata, in maniera fissa o amovibile, a utensili o accessori differenti a seconda dell?operazione da svolgere (ad esempio decespugliatori, benne, frese, pinze, martelli idraulici, ecc?).
Le aste sono messe in movimento da opportuni attuatori collegati alle aste stesse mediante cerniere.
Esempi di attuatori utilizzati sono i pistoni del tipo idraulico a doppio effetto, pneumatico, elettrico, per esempio alimentati dalla pompa del fluido motore della macchina motrice oppure elettricamente.
I bracci articolati noti e commercializzati presentano alcuni inconvenienti relativi all?ingombro, in quanto sono strutture piuttosto rigide e massicce, che possono arrivare ad occupare volumi anche considerevoli.
Tali inconvenienti si verificano in particolare durante l?esecuzione di operazioni agricole o silvicole in cui ? necessario prolungare l?estensione del braccio o di una delle sue sezioni.
In tali casi, le sezioni del braccio comprendono dei segmenti telescopici, collegati ad opportuni attuatori che consentono alle sezioni stesse di estendersi o ritrarsi in senso longitudinale, lungo il proprio asse.
Tali sezioni possiedono una lunghezza variabile tra un valore massimo e un valore minimo, fisso, dipendenti strutturalmente dalle corse massime e minime degli attuatori stessi.
Questo problema ? maggiormente evidente quando si devono manovrare dei bracci articolati nei quali solo l?asta terminale ? telescopica, quella sulla quale ? montato l?utensile; tale soluzione ? particolarmente adoperata nel settore, perch? consente di aumentare la versatilit? dell?attrezzo, contenendo allo stesso tempo i costi.
In particolare, nella situazione in cui l?asta terminale, orientata verso l?alto o verso il basso ed estesa oltre la sua lunghezza minima, si deve muovere in avvicinamento (flessione) all?asta collegata alla macchina motrice, i ridotti spazi disponibili impediscono di completare il movimento.
La lunghezza minore della prima asta, fissata alla macchina, non consente di accomodare l?ingombro della seconda asta, estesa, in presenza di un ostacolo invalicabile nell?area di lavoro dell?utensile.
? possibile completare la manovra solo distanziando la macchina motrice dall?area di lavoro, al fine di creare tra la l?ostacolo e la macchina stessa lo spazio sufficiente ad accomodare gli ingombri delle due aste ripiegate, in particolare per muovere l?asta nel piano verticale.
Tale spostamento non ? sempre possibile, ad esempio se le macchine sono fisse sul terreno, oppure non ? agevole, in quanto pu? richiedere un tempo considerevole che va comunque sottratto a quello disponibile per completare la specifica operazione agricola.
La presente invenzione ha come obiettivo quello di fornire un braccio meccanico articolato capace di risolvere gli inconvenienti menzionati.
Uno scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un braccio meccanico articolato dotato di un ingombro ridotto.
Un altro scopo dell?invenzione ? quello di fornire un braccio meccanico articolato che consenta di accomodare gli ingombri di una o pi? sue sezioni telescopicamente estensibili.
Un ulteriore obiettivo dell?invenzione ? quello di creare un braccio meccanico articolato che consenta di svolgere operazioni di agricoltura o silvicoltura senza necessit? di interruzioni per spostamenti che permettano di effettuare manovre non eseguibili a causa dei problemi di ingombro di una o pi? sue sezioni telescopicamente estensibili.
Infine, ? obiettivo dell?invenzione quello di fornire un braccio meccanico articolato che sia semplice ed economico da produrre, in luogo dei vantaggi conseguiti.
Questo e altri scopi sono raggiunti da un braccio meccanico articolato secondo la rivendicazione 1 allegata, e da una macchina comprendente tale braccio meccanico articolato secondo la rivendicazione 8.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche tecniche di dettaglio sono riportate nelle rivendicazioni dipendenti allegate.
La presente invenzione verr? ora descritta, a titolo esemplificativo, ma non limitativo, secondo sue forme di realizzazione preferite, e con l?ausilio delle figure allegate, in cui:
la Figura 1 ? una vista schematica in sezione di una forma di realizzazione preferita del braccio meccanico articolato secondo la presente invenzione in una configurazione completamente estesa;
la Figura 2 ? una vista in sezione di un dettaglio del braccio di Figura 1 in una configurazione parzialmente ritratta;
la Figura 3 ? una vista in sezione di un dettaglio del braccio di Figura 1 in una configurazione completamente ritratta.
In riferimento alle Figure 1-3, ? rappresentato un braccio articolato 100 in una forma di realizzazione comprendente una prima asta 1 e una seconda asta 2.
Ciascuna asta 1, 2 comprende rispettive prime estremit? 11, 21 e seconde estremit? 12, 22.
La prima estremit? 11 della prima asta 1 ? destinata ad essere collegata rotabilmente ad un punto fisso di una macchina motrice (non mostrata) mediante una prima cerniera 910.
La seconda estremit? 12 della prima asta 1 e la prima estremit? 21 della seconda asta 2 sono invece collegate rotabilmente da una seconda cerniera 912.
La seconda asta 2 include un primo membro 3, un secondo membro 4 e un terzo membro 5.
Il primo membro 3 ? cavo e possiede una apertura anteriore 31 e una apertura posteriore 32, ed ? collegato alla prima asta 1 mediante la cerniera 912.
Il primo membro 3 comprende la prima estremit? 21 della seconda asta 2, per il collegamento alla prima asta 1.
Il secondo membro 4, anch?esso cavo, ? inserito scorrevolmente all?interno del primo membro 3.
Il secondo membro 4 comprende una prima estremit? 41, alla quale ? rigidamente fissato il terzo membro 5, e una seconda estremit? 42.
Opzionalmente anche il terzo membro 5 ? cavo.
Il primo, il secondo e il terzo membro 3, 4, 5 possono essere, ad esempio, dei profili tubolari cavi.
Alla seconda estremit? 22 della seconda asta 2, coincidente con l?estremit? terminale del terzo membro 5, ? collegato un utensile 6.
Nel caso in esame qui descritto, l?utensile 6 ? un decespugliatore, ma s?intende che anche altri utensili potranno essere utilizzati.
Come detto, il primo, secondo e terzo membro 3, 4, 5 sono collegati tra loro in modo da formare una struttura telescopica estensibile.
Nel dettaglio, il secondo membro 4 si pu? muovere in ritrazione, ossia scorrendo all?interno del primo membro 3 verso l?apertura posteriore 32, oppure in estensione, ossia scorrendo verso l?apertura anteriore 31.
Un primo attuatore 71 ? collegato alla prima estremit? 41 del secondo membro 4 e al primo membro 3 in corrispondenza dell?apertura posteriore 32.
Tale primo attuatore 71 ha la funzione di controllare lo scorrimento relativo tra il secondo membro 4 e il primo membro 3.
Il primo attuatore 71 ? collegato in prossimit? dell?apertura posteriore 32 del primo membro 3 e alla prima estremit? 41 del secondo membro 4 in modo tale che, quando l?attuatore 71 stesso ? completamente ritratto, l?estremit? 41 del secondo membro 4 sia situata preferibilmente in prossimit? dell?apertura anteriore 31 del primo membro 3.
Un secondo attuatore 72 ? collegato al terzo membro 5 e al secondo membro 4, e ha la funzione di controllare lo scorrimento del terzo membro 5 relativamente al secondo membro 4.
Un terzo attuatore 73 ? collegato al terzo membro 5 e all?utensile 6, e ha la funzione di muovere l?utensile 6 stesso per adattarlo alla zona o oggetto da lavorare.
Nell?esempio di braccio articolato qui mostrato e descritto, l?utensile 6 ? controllato dall?attuatore 73 in modo da farlo ruotare intorno ad una cerniera 960 situata sull?estremit? 22 dell?asta 2, o del terzo membro 5, per poter assumere un?orientazione adeguata rispetto alla zona di lavorazione.
Operativamente, il braccio articolato 100 secondo l?invenzione esplica i suoi vantaggi, mediante la sinergia tra attuatori e membri scorrevoli, quando la seconda asta 2 passa dalla configurazione completamente estesa, rappresentata in Figura 1, alla configurazione parzialmente o totalmente ritratta, rappresentate rispettivamente nelle Figure 2 e 3.
Nella configurazione completamente estesa il primo e il secondo attuatore 71, 72 si trovano anch?essi estesi.
Il secondo membro 4 raggiunge la massima corsa in espansione relativamente al vincolo di scorrimento rappresentato dal primo membro 3.
Il terzo membro 5, inoltre, raggiunge la massima corsa in espansione rispetto al vincolo di scorrimento rappresentato dal secondo membro 4.
In tale configurazione, l?utensile 6 pu? raggiungere pi? facilmente aree particolarmente elevate o ribassate rispetto al piano di appoggio della macchina motrice, alla quale la prima asta 1 ? vincolata.
Se il braccio 100 deve movimentare l?utensile 6 da un?area a quota maggiore verso un?area ad una quota minore, o viceversa, la presenza di un ostacolo fisico (ad esempio una parete o dei detriti nella zona di lavoro), impedisce alla seconda asta 2 di raggiungere la quota desiderata.
Infatti, lo spazio disponibile tra la macchina motrice e l?ostacolo non permette di allineare la seconda asta 2 completamente estesa in un piano sostanzialmente parallelo a quello di appoggio della macchina, in quanto essa si sovrappone almeno parzialmente all?ostacolo.
Pi? in generale, il problema pu? sorgere quando la lunghezza disponibile tra la macchina e l?ostacolo ? inferiore alla differenza delle lunghezze dell?asta 2 quando questa ? completamente estesa e quando ? completamente ritratta.
In altre parole, la seconda asta 2 non pu? ruotare intorno alla cerniera 912 perch? la sua estremit? terminale 22 risulta ostacolata.
Per ovviare all?inconveniente, l?asta 2 viene accorciata azionando per prima cosa il secondo attuatore 72 in contrazione.
Il secondo attuatore 72 si comprime e provoca lo scorrimento del terzo membro 5 all?interno del secondo membro 4, riducendo parzialmente la lunghezza dell?asta 2, come mostrato in Figura 2.
L?estremit? prossimale 52 del terzo membro 5 si allinea sostanzialmente alla seconda estremit? 42 del secondo membro 4.
Ulteriormente, ? possibile ridurre ulteriormente la lunghezza dell?asta 2 azionando il primo attuatore 71 in compressione.
Il secondo membro 4 scorre all?interno del primo membro 3, portando la sua seconda estremit? 42 a fuoriuscire dalla seconda apertura 32 del primo membro 3, come mostrato nella Figura 3.
Lo scorrimento ? possibile fino a quando la prima estremit? 41 ? sostanzialmente allineata alla prima apertura 31 del primo membro 3.
Vantaggiosamente, l?ingombro dell?asta 2 verso la zona rivolta verso l?apertura anteriore 31 del primo membro 3, risulta molto ridotto.
Una porzione del secondo membro 4 viene fatta fuoriuscire dall?apertura posteriore 32 e produce una riduzione dello spazio di manovra necessario nella zona di lavoro.
In tal modo, si riduce al minimo l?ingombro della seconda asta 2, che pu? quindi essere ruotata liberamente intorno alla cerniera 912.
La rotazione della prima asta 1 intorno alla cerniera 910 e della seconda asta 2 intorno alla cerniera 912 avviene grazie ad attuatori, convenzionali e di per s? noti, non mostrati nelle figure per facilitare l?intelligibilit? delle stesse.
In virt? di quanto finora esposto, si comprende come il braccio meccanico articolato secondo l?invenzione consegua gli scopi e realizzi i vantaggi precedentemente menzionati
? chiaro, inoltre, che potranno essere realizzate numerose altre varianti al braccio meccanico articolato in questione, senza per questo uscire dai principi di novit? insiti nell?idea inventiva espressa nelle rivendicazioni allegate.
Infine, ? chiaro che, nella pratica attuazione dell?invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati e il numero degli elementi telescopici, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, e potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Braccio meccanico articolato (100) comprendente almeno una prima asta (1) e almeno una seconda asta (2), in cui
la prima asta (1) ? destinata ad essere collegata ad un telaio fisso di una macchina motrice tramite una prima cerniera (910),
la seconda asta (2) ? collegata alla prima (2), tramite una seconda cerniera (912), ed ? destinata ad essere collegata ad un utensile (6) per operazioni di agricoltura e/o silvicoltura,
caratterizzato dal fatto che
la seconda asta (2) comprende un primo membro (3) cavo, un secondo membro (4) e un terzo membro (5) collegati scorrevolmente tra loro a formare una struttura telescopica, in cui
il primo membro (3) presenta una apertura anteriore (31) ed una apertura posteriore (32) attraverso le quali il secondo membro (4) pu? scorrere relativamente al primo membro (3).
2. Braccio meccanico articolato (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la prima asta (1) comprende una prima estremit? (11), destinata ad essere collegata al telaio fisso della macchina motrice tramite la prima cerniera (910), ed una seconda estremit? (12), e dal fatto che
la seconda asta (2) comprende una prima estremit? (21), collegata alla seconda estremit? (12) della prima asta (1) tramite la seconda cerniera (912), ed una seconda estremit? (22), destinata ad essere collegata all?utensile (6).
3. Braccio meccanico articolato (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il secondo membro (4) comprende una prima estremit? (41), collegata al terzo membro (5), e una seconda estremit? (42), e il terzo membro (5) comprende una estremit? prossimale (52).
4. Braccio meccanico articolato (100) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo attuatore (71) collegato al primo membro (3), in prossimit? dell?apertura posteriore (32), e al secondo membro (4), in prossimit? della sua prima estremit? (41), in modo tale che, quando il primo attuatore (71) ? completamente ritratto, la prima estremit? (41) del secondo membro (4) sia situata in prossimit? dell?apertura anteriore (31) del primo membro (3) e la seconda estremit? (42) fuoriesce dall?apertura posteriore (32).
5. Braccio meccanico articolato (100) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo attuatore (72) collegato al secondo membro (4) e al terzo membro (5).
6. Braccio meccanico articolato (100) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che, quando il primo attuatore (71) e il secondo attuatore (72) sono completamente ritratti, l?estremit? prossimale (52) del terzo membro (5) si trova in prossimit? della seconda estremit? del secondo membro (4).
7. Braccio meccanico articolato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che l?utensile (6) ? un decespugliatore.
8. Macchina comprendente un braccio meccanico articolato (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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