ITTO20070568A1

ITTO20070568A1 - PNEUMATIC MANIPULATOR

Info

Publication number: ITTO20070568A1
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Zanoni
Original assignee: Famatec S P A
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-01

Description

D E S C R I Z IO N E DESCRIPTION

La presente invenzione è relativa ad un manipolatore pneumatico. The present invention relates to a pneumatic manipulator.

Come è noto, in numerosi contesti produttivi la manipolazione di manufatti particolarmente pesanti ed ingombranti deve esser effettuata manualmente con l'ausilio di appositi manipolatori pneumatici in grado, in sequenza, di agganciare il manufatto da manipolare, sollevarlo ad una altezza prestabilita e poi compensare il peso proprio del manufatto in modo tale che i successivi spostamenti possano essere effettuati manualmente dall'operatore con uno sforzo minimo. As is known, in numerous production contexts the handling of particularly heavy and bulky products must be carried out manually with the aid of special pneumatic manipulators capable, in sequence, of hooking the product to be handled, lifting it to a predetermined height and then compensating for the own weight of the product so that subsequent movements can be carried out manually by the operator with minimal effort.

La maggior parte dei manipolatori pneumatici attualmente in commercio comprende essenzialmente una colonna verticale di supporto opportunamente ancorata al suolo; una torretta mobile superiore fissata in modo liberamente girevole sulla sommità della colonna verticale di supporto, in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto alla colonna sottostante attorno ad un asse verticale normalmente coincidente con l'asse principale della colonna verticale di supporto; ed una struttura portante mobile con geometria a parallelogramma articolato che si estende a sbalzo dalla torretta mobile in una direzione sostanzialmente orizzontale, ed è strutturata in modo tale da poter supportare, in corrispondenza della propria estremità distale, un organo di presa il quale è in grado, a comando, di afferrare e trattenere il manufatto da manipolare. Most pneumatic manipulators currently on the market essentially comprise a vertical support column suitably anchored to the ground; an upper mobile turret fixed in a freely rotatable way on the top of the vertical support column, in such a way as to be able to rotate freely with respect to the underlying column around a vertical axis normally coinciding with the main axis of the vertical support column; and a mobile bearing structure with articulated parallelogram geometry which extends cantilevered from the mobile turret in a substantially horizontal direction, and is structured in such a way as to be able to support, at its distal end, a gripping member which is able , on command, to grasp and hold the product to be manipulated.

I manipolatori pneumatici sopra descritti sono inoltre provvisto di almeno un cilindro pneumatico di bilanciamento del peso a singolo effetto che è atto a regolare l'inclinazione della struttura portante mobile con geometria a parallelogramma articolato rispetto alla verticale, in modo tale da poter alzare ed abbassare l'organo di presa secondo le necessità; e di una apparecchiatura elettropneumatica di controllo che è atta a regolare l'afflusso di aria in pressione al cilindro pneumatico di bilanciamento del peso in modo tale da poter, in sequenza, abbassare la struttura portante mobile per afferrare il manufatto, sollevare la struttura portante mobile in modo tale da portare il manufatto ad una altezza prestabilita dal suolo, e poi compensare il peso proprio del manufatto in modo tale che i successivi spostamenti nello spazio possano essere effettuati manualmente dall'operatore, agendo direttamente sul manufatto con uno sforzo minimo. The pneumatic manipulators described above are also provided with at least one single-effect weight balancing pneumatic cylinder which is adapted to adjust the inclination of the mobile supporting structure with articulated parallelogram geometry with respect to the vertical, in such a way as to be able to raise and lower the gripping organ as needed; and of an electro-pneumatic control device which is adapted to regulate the flow of pressurized air to the pneumatic weight balancing cylinder in such a way as to be able, in sequence, to lower the mobile supporting structure to grasp the product, raise the mobile supporting structure in such a way as to bring the product to a predetermined height from the ground, and then compensate for the weight of the product in such a way that the subsequent movements in space can be carried out manually by the operator, acting directly on the product with a minimum effort.

Più in dettaglio, nei manipolatori pneumatici per la movimentazione di carichi pesanti attualmente conosciuti, il cilindro pneumatico di bilanciamento del peso ha il fondello della carcassa tubolare incernierato direttamente sulla torretta mobile superiore, e l'estremità distale dello stelo mobile incernierata direttamente sul corpo del braccio superiore della struttura portante mobile con geometria a parallelogramma articolato. More in detail, in currently known pneumatic manipulators for handling heavy loads, the weight balancing pneumatic cylinder has the bottom of the tubular carcass hinged directly on the upper mobile turret, and the distal end of the mobile stem hinged directly on the body of the arm. upper part of the mobile bearing structure with articulated parallelogram geometry.

In altre parole, l'angolo di inclinazione tra l'asse longitudinale del cilindro pneumatico, e l'asse longitudinale del braccio superiore della struttura portante mobile, varia istante per istante in funzione dell'inclinazione dalla struttura portante mobile rispetto alla verticale. In other words, the angle of inclination between the longitudinal axis of the pneumatic cylinder and the longitudinal axis of the upper arm of the mobile supporting structure varies instant by instant as a function of the inclination of the mobile supporting structure with respect to the vertical.

Pur funzionando egregiamente con qualsiasi tipo di carico, anche molto pesante, i manipolatori pneumatici con la geometria costruttiva sopra descritta sono intrinsecamente instabili, e tendono a fare uso di una notevole quantità di aria in pressione per mantenere il manufatto immobile nello spazio, con tutti gli inconvenienti che questo comporta in termini di consumi di energia elettrica ed usura dei componenti. Although they work very well with any type of load, even very heavy, the pneumatic manipulators with the construction geometry described above are intrinsically unstable, and tend to make use of a considerable amount of pressurized air to keep the product immobile in space, with all the drawbacks this entails in terms of electricity consumption and component wear.

Prove sperimentali hanno infatti evidenziato che, per mantenere il manufatto immobile nello spazio, l'apparecchiatura elettropneumatica di controllo è costretta ad aprire e chiudere continuativamente le valvole che regolano l'afflusso ed il deflusso dell'aria in pressione dalla camera del cilindro pneumatico, anche quando il manufatto agganciato al manipolatore è soggetto alla sola forza di gravità. La frequenza con cui le valvole vengono aperte e chiuse varia sensibilmente in funzione del peso proprio del manufatto agganciato alla struttura portante mobile, e dall'inclinazione momentanea della struttura portante mobile. In fact, experimental tests have shown that, in order to keep the product immobile in space, the electro-pneumatic control equipment is forced to continuously open and close the valves that regulate the inflow and outflow of pressurized air from the chamber of the pneumatic cylinder, even when the product attached to the manipulator is subject to the force of gravity alone. The frequency with which the valves are opened and closed varies considerably according to the weight of the article hooked to the mobile bearing structure, and to the momentary inclination of the mobile bearing structure.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un manipolatore pneumatico che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti. The object of the present invention is therefore to provide a pneumatic manipulator which is free from the drawbacks described above.

In accordo con questi obiettivi, secondo la presente invenzione viene realizzato un manipolatore pneumatico come esplicitato nella rivendicazione 1 e preferibilmente, ma non necessariamente, in una qualsiasi delle rivendicazioni da essa dipendenti. In accordance with these objectives, according to the present invention a pneumatic manipulator is provided as explained in claim 1 and preferably, but not necessarily, in any one of the claims dependent on it.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

la figura 1 è una vista laterale di un manipolatore pneumatico realizzato secondo i dettami della presente invenzione, con parti asportate per chiarezza; Figure 1 is a side view of a pneumatic manipulator made according to the dictates of the present invention, with parts removed for clarity;

la figura 2 illustra in scala ingrandita un dettaglio del manipolatore pneumatico illustrato in figura 1; mentre Figure 2 illustrates on an enlarged scale a detail of the pneumatic manipulator illustrated in Figure 1; while

la figura 3 raffigura il modello cinematico semplificato del manipolatore pneumatico illustrato in figura 1. Figure 3 shows the simplified kinematic model of the pneumatic manipulator illustrated in Figure 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un manipolatore pneumatico atto a permettere il sollevamento e lo spostamento nello spazio di un generico manufatto, previa compensazione del peso proprio di tale manufatto in modo tale che i successivi spostamenti nelle tre direzioni possano essere effettuati manualmente dall'operatore, agendo direttamente sul manufatto con uno sforzo minimo. With reference to Figures 1 and 2, the number 1 indicates as a whole a pneumatic manipulator suitable for allowing the lifting and movement in space of a generic product, after compensation of the weight of this product so that the subsequent displacements in the three directions can be carried out manually by the operator, acting directly on the product with minimal effort.

Il manipolatore pneumatico 1 e formato essenzialmente da una struttura di appoggio al suolo 2, e da una torretta mobile 3 superiore che è fissata in modo liberamente girevole sulla struttura di appoggio al suolo 2, ad un'altezza prestabilita dal suolo, in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un asse V di rotazione preferibilmente, ma non necessariamente, verticale. The pneumatic manipulator 1 essentially consists of a ground support structure 2, and an upper mobile turret 3 which is fixed in a freely rotatable way on the ground support structure 2, at a predetermined height from the ground, so as to being able to rotate freely with respect to the latter around a rotation axis V preferably, but not necessarily, vertical.

Nell'esempio illustrato, in particolare, la struttura di appoggio al suolo 2 è costituita da una colonna 2 in metallo di altezza prestabilita, che è ancorata al suolo in corrispondenza dell'estremità inferiore (non illustrata), e la torretta mobile 3 è fissata in modo liberamente girevole sulla sommità della colonna 2 in modo tale che l'asse principale di quest'ultima coincida con l'asse V di rotazione della torretta mobile 3. In the example illustrated, in particular, the ground support structure 2 consists of a metal column 2 of a predetermined height, which is anchored to the ground at the lower end (not shown), and the mobile tower 3 is fixed freely rotatable on the top of the column 2 so that the main axis of the latter coincides with the rotation axis V of the mobile turret 3.

Ovviamente, in una diversa forma di realizzazione la struttura di appoggio al suolo 2 potrebbe essere costituita da un carrello montato scorrevole su di una guida o rotaia orizzontale sospesa ad un'altezza prestabilita dal suolo. Obviously, in a different embodiment the ground support structure 2 could be constituted by a carriage mounted slidingly on a horizontal guide or rail suspended at a predetermined height from the ground.

Con riferimento alle figure 1, il manipolatore pneumatico 1 comprende inoltre una struttura portante mobile 4 con geometria a parallelogramma articolato che si estende a sbalzo dalla torretta mobile 3 in una direzione sostanzialmente orizzontale; è in grado di muoversi su di un piano di riferimento sostanzialmente verticale; ed è infine strutturata in modo tale da poter supportare, in corrispondenza della sua estremità distale (non illustrata), un organo di presa che, a comando, è in grado di afferrare e trattenere il manufatto da manipolare. With reference to Figures 1, the pneumatic manipulator 1 further comprises a mobile bearing structure 4 with an articulated parallelogram geometry which extends cantilevered from the mobile turret 3 in a substantially horizontal direction; it is able to move on a substantially vertical reference plane; and is finally structured in such a way as to be able to support, at its distal end (not shown), a gripping member which, on command, is able to grasp and hold the product to be manipulated.

Il manipolatore pneumatico 1 è inoltre provvisto di un dispositivo di movimentazione e bilanciamento della struttura portante, che è atto a regolare l'inclinazione della struttura portante mobile 4 rispetto alla verticale, in modo tale da poter alzare ed abbassare l'organo di presa dei manufatti (non illustrato) secondo necessità, e poi a compensare continuativamente il peso della struttura portante mobile 4 e del manufatto da essa supportato, in modo tale che i successivi spostamenti del manufatto possano essere effettuati manualmente dall'operatore con uno sforzo minimo. The pneumatic manipulator 1 is also provided with a device for moving and balancing the supporting structure, which is adapted to adjust the inclination of the mobile supporting structure 4 with respect to the vertical, in such a way as to be able to raise and lower the device for gripping the articles. (not shown) according to need, and then to continuously compensate the weight of the mobile supporting structure 4 and of the product supported by it, so that the subsequent movements of the product can be carried out manually by the operator with a minimum effort.

Più in dettaglio, nell'esempio illustrato il manipolatore pneumatico 1 è provvisto di almeno un cilindro pneumatico 5 a singolo o doppio effetto, interposto tra la torretta mobile 3 e la struttura portante mobile 4; e di una apparecchiatura elettropneumatica 6 di controllo che è atta a regolare l'afflusso di aria in pressione al cilindro pneumatico 5 in modo tale da poter, in sequenza, abbassare la struttura portante mobile 4 per afferrare il manufatto, sollevare la struttura portante mobile 4 in modo tale da portare il manufatto ad una altezza prestabilita dal suolo, e poi compensare il peso proprio del manufatto in modo tale che i successivi spostamenti del manufatto nello spazio possano essere effettuati manualmente dall'operatore, agendo direttamente sul manufatto con uno sforzo minimo. More in detail, in the example illustrated the pneumatic manipulator 1 is provided with at least one pneumatic cylinder 5 with single or double effect, interposed between the mobile turret 3 and the mobile bearing structure 4; and of an electro-pneumatic control device 6 which is adapted to regulate the flow of pressurized air to the pneumatic cylinder 5 in such a way as to be able, in sequence, to lower the mobile supporting structure 4 to grasp the product, raise the mobile supporting structure 4 in such a way as to bring the product to a predetermined height from the ground, and then compensate for the weight of the product in such a way that the subsequent movements of the product in space can be carried out manually by the operator, acting directly on the product with a minimum effort.

Il cilindro pneumatico 5 e l'apparecchiatura elettropneumatica 6 sono dispositivi già ampiamente conosciuto nel settore, e non verranno ulteriormente descritto se non per precisare che il cilindro pneumatico 5 è composto essenzialmente da una carcassa tubolare 7 cilindrica all'interno della quale vengono alimentati in modo noto aria o altri gas in pressione, e da uno stelo mobile 8 che è inserito in modo telescopico all'interno della carcassa tubolare 7 in modo tale da potersi spostare assialmente rispetto a quest'ultima in funzione della pressione dell'aria o altro gas alimentato nella o nelle camere all'interno della carcassa. The pneumatic cylinder 5 and the electro-pneumatic apparatus 6 are devices already widely known in the sector, and will not be further described except to specify that the pneumatic cylinder 5 is essentially composed of a cylindrical tubular casing 7 inside which they are fed in a manner air or other gases under pressure are known, and by a movable stem 8 which is telescopically inserted inside the tubular casing 7 in such a way as to be able to move axially with respect to the latter according to the pressure of the air or other gas supplied in the chamber (s) within the carcass.

Con riferimento alle figure 1 e 3, la struttura portante mobile 4 è formata essenzialmente da una testa mobile 9, dalla quale nell'esempio illustrato si estende a sbalzo, e con possibilità di brandeggio attorno ad un asse W verticale, un traliccio o longherone 10 sul quale è atto ad essere fissato l'organo di presa dei manufatti (non illustrato), e da due bracci oscillanti 11 e 12 di eguale lunghezza che sono atti a collegare la testa mobile 9 alla torretta mobile 3 realizzando una configurazione a parallelogramma articolato. With reference to figures 1 and 3, the mobile supporting structure 4 is essentially formed by a mobile head 9, from which in the illustrated example a cantilever extends, and with the possibility of pivoting around a vertical axis W, a trellis or side member 10 on which the component for gripping the articles (not shown) is fixed, and by two oscillating arms 11 and 12 of equal length which are adapted to connect the movable head 9 to the movable turret 3, realizing an articulated parallelogram configuration.

Più in dettaglio, la struttura portante mobile 4 è provvista di due bracci oscillanti 11 e 12 paralleli e verticalmente sfalsati tra loro, che giacciono e sono mobili su di uno stesso piano verticale di riferimento (parallelo al piano del foglio in figura 1), preferibilmente, ma non necessariamente, condiviso anche con l'asse V di rotazione della torretta mobile 3. More in detail, the mobile supporting structure 4 is provided with two oscillating arms 11 and 12 parallel and vertically offset from each other, which lie and are mobile on the same vertical reference plane (parallel to the plane of the sheet in figure 1), preferably , but not necessarily, shared also with the V axis of rotation of the mobile turret 3.

In altre parole, la testa mobile 9 è collegata alla torretta mobile 3 tramite un braccio oscillante superiore 11 ed un braccio oscillante inferiore 12, che giacciono e sono mobili sullo stesso piano verticale di riferimento su cui giace anche l'asse V di rotazione della torretta mobile 3. Il braccio oscillante superiore 11 ha una prima estremità incernierata al corpo della torretta mobile 3 in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un primo asse A di rotazione localmente perpendicolare al citato piano verticale di riferimento, ed una seconda estremità incernierata al corpo della testa mobile 9 in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un secondo asse B di rotazione parallelo all'asse A, e quindi localmente perpendicolare al citato piano verticale di riferimento. Analoqamente, il braccio oscillante inferiore 12 ha una prima estremità incernierata al corpo della torretta mobile 3 in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un primo asse C di rotazione localmente perpendicolare al citato piano verticale di riferimento, ed una seconda estremità incernierata al corpo della testa mobile 9 in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un secondo asse D di rotazione parallelo all'asse C, e quindi localmente perpendicolare al medesimo piano verticale di riferimento. In other words, the movable head 9 is connected to the movable turret 3 by means of an upper oscillating arm 11 and a lower oscillating arm 12, which lie and are movable on the same vertical reference plane on which the rotation axis V of the turret also lies. mobile 3. The upper oscillating arm 11 has a first end hinged to the body of the mobile turret 3 in such a way as to be able to rotate freely with respect to the latter around a first rotation axis A locally perpendicular to the aforementioned vertical reference plane, and a second end hinged to the body of the movable head 9 in such a way as to be able to rotate freely with respect to the latter around a second rotation axis B parallel to the axis A, and therefore locally perpendicular to the vertical reference plane. Similarly, the lower oscillating arm 12 has a first end hinged to the body of the mobile turret 3 in such a way as to be able to rotate freely with respect to the latter about a first rotation axis C locally perpendicular to the aforementioned vertical reference plane, and a second end hinged to the body of the mobile head 9 in such a way as to be able to rotate freely with respect to the latter around a second rotation axis D parallel to the axis C, and therefore locally perpendicular to the same vertical reference plane.

Ovviamente la distanza tra qli assi A e B è uquale alla distanza tra qli assi C e D. Preferibilmente, ma non necessariamente, il braccio oscillante superiore 11 ed il braccio oscillante inferiore 12 sono inoltre infulcrati sulla torretta mobile 3 in modo tale che gli assi A e C intersechino l'asse V di rotazione della torretta mobile 3. Obviously the distance between the A and B axes is equal to the distance between the C and D axes. Preferably, but not necessarily, the upper oscillating arm 11 and the lower oscillating arm 12 are also pivoted on the mobile turret 3 in such a way that the axes A and C intersect the V axis of rotation of the mobile turret 3.

Con riferimento alle figure 1 e 3, diversamente dai manipolatori pneumatici attualmente conosciuti, il braccio oscillante superiore 11 del manipolatore pneumatico 1 è provvisto di un'appendice sporgente 13 che si estende a sbalzo dal segmento centrale del braccio, verso il suolo sottostante, rimanendo complanare, o comunque parallela, al piano verticale di riferimento su cui giacciono e sono mobili i due bracci oscillanti 11 e 12. With reference to Figures 1 and 3, unlike the currently known pneumatic manipulators, the upper oscillating arm 11 of the pneumatic manipulator 1 is provided with a protruding appendage 13 which extends overhanging from the central segment of the arm, towards the underlying ground, remaining coplanar , or in any case parallel to the vertical reference plane on which the two oscillating arms 11 and 12 lie and are mobile.

L'appendice sporgente 13 è inoltre sagomata in modo tale da costituire una guida rettilinea 13 che si sviluppa in una direzione localmente ortogonale all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11 e complanare, o comunque parallela, al piano verticale su cui giacciono e sono mobili i due bracci oscillanti 11 e 12, ed il cilindro pneumatico 5 presenta una prima estremità incernierata alla torretta mobile 3, ed una seconda estremità in appoggio sull'appendice sporgente 13 del braccio oscillante superiore 11 in modo tale da poter scorrere liberamente sulla guida rettilinea 13 ricavata sulla detta appendice. The protruding appendage 13 is also shaped in such a way as to constitute a rectilinear guide 13 which extends in a direction locally orthogonal to the longitudinal axis L of the upper oscillating arm 11 and coplanar, or in any case parallel, to the vertical plane on which they lie and are the two oscillating arms 11 and 12 are movable, and the pneumatic cylinder 5 has a first end hinged to the mobile turret 3, and a second end resting on the protruding appendage 13 of the upper oscillating arm 11 so as to be able to slide freely on the rectilinear guide 13 obtained on said appendix.

Nell'esempio illustrato, in particolare, il braccio oscillante superiore 11 è provvisto di un perno cilindrico 13 che si estende a sbalzo dal tronco centrale del braccio oscillante verso il suolo sottostante, coassiale ad un asse 13a localmente ortogonale all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11, rimanendo contemporaneamente complanare al piano verticale di riferimento su cui giace ed è mobile lo stesso braccio oscillante; mentre il cilindro pneumatico 5 ha il fondello della carcassa tubolare 7 incernierato direttamente sulla torretta mobile 3, in modo tale da poter ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno ad un asse E di rotazione parallelo e complanare agli assi A e C, e l'estremità distale dello stelo mobile 8 fissata in modo assialmente scorrevole sul perno cilindrico 13. In the example illustrated, in particular, the upper oscillating arm 11 is provided with a cylindrical pin 13 which extends overhanging from the central trunk of the oscillating arm towards the underlying ground, coaxial to an axis 13a locally orthogonal to the longitudinal axis L of the arm upper oscillating arm 11, remaining at the same time coplanar with the vertical reference plane on which the oscillating arm itself lies and is mobile; while the pneumatic cylinder 5 has the bottom of the tubular carcass 7 hinged directly on the mobile turret 3, in such a way as to be able to rotate freely with respect to the latter around a parallel rotation axis E and coplanar to the axes A and C, and the distal end of the movable stem 8 fixed in an axially sliding way on the cylindrical pin 13.

Più in dettaglio, con riferimento alle figure 1 e 2, il manipolatore pneumatico 1 è provvisto di un pattino 14, nella fattispecie un manicotto tubolare cilindrico 14, calzato in modo assialmente scorrevole sul perno cilindrico 13 parallelamente all'asse 13a, e l'estremità distale dello stelo mobile 8 del cilindro pneumatico 5 è dotata di una forcella 15 che è incernierata in modo liberamente girevole sul corpo del pattino 14, in modo tale che lo stelo mobile 8 possa ruotare liberamente rispetto al pattino 14 ed al perno cilindrico 13 attorno ad un asse F di rotazione parallelo all'asse E. More in detail, with reference to Figures 1 and 2, the pneumatic manipulator 1 is provided with a shoe 14, in this case a cylindrical tubular sleeve 14, fitted in an axially sliding manner on the cylindrical pin 13 parallel to the axis 13a, and the end distal of the movable stem 8 of the pneumatic cylinder 5 is equipped with a fork 15 which is hinged in a freely rotatable way on the body of the shoe 14, so that the movable rod 8 can rotate freely with respect to the shoe 14 and the cylindrical pin 13 around an F axis of rotation parallel to the E axis

Con riferimento alle figure 1 e 3, il manipolatore pneumatico 1 è infine provvisto anche di una biella 16 di collegamento che ha le due estremità incernierate, rispettivamente, sulla carcassa tubolare 7 del cilindro pneumatico 5 e sul corpo del braccio oscillante inferiore 12, ed è dimensionata in modo tale da mantenere l'asse longitudinale G del cilindro pneumatico 5, ossia l'asse di movimentazione dello stelo mobile 8, sempre parallelo e sostanzialmente complanare all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11. With reference to Figures 1 and 3, the pneumatic manipulator 1 is finally also provided with a connecting rod 16 which has the two ends hinged, respectively, on the tubular casing 7 of the pneumatic cylinder 5 and on the body of the lower oscillating arm 12, and is dimensioned in such a way as to maintain the longitudinal axis G of the pneumatic cylinder 5, that is the axis of movement of the mobile rod 8, always parallel and substantially coplanar to the longitudinal axis L of the upper oscillating arm 11.

In altre parole, la biella 16 è incernierata alla carcassa tubolare 7 del cilindro pneumatico 5 in modo tale da poter ruotare rispetto a quest'ultima attorno ad un asse E' parallelo all'asse E; è incernierata al corpo del braccio oscillante inferiore 12 in modo tale da poter ruotare rispetto a quest'ultimo attorno ad un asse C' parallelo all'asse C; ed è disposta in posizione verticale in modo tale da formare con la carcassa tubolare 7 del cilindro pneumatico 5 e con il braccio oscillante inferiore 12, un secondo parallelogramma articolato che è in grado di mantenere l'asse longitudinale G del cilindro pneumatico 5 sempre parallelo all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11. In other words, the connecting rod 16 is hinged to the tubular casing 7 of the pneumatic cylinder 5 in such a way as to be able to rotate with respect to the latter about an axis E 'parallel to the axis E; it is hinged to the body of the lower oscillating arm 12 in such a way as to be able to rotate with respect to the latter about an axis C 'parallel to the axis C; and is arranged in a vertical position in such a way as to form with the tubular casing 7 of the pneumatic cylinder 5 and with the lower oscillating arm 12, a second articulated parallelogram which is able to keep the longitudinal axis G of the pneumatic cylinder 5 always parallel to the longitudinal axis L of the upper swinging arm 11.

Anche in questo caso, ovviamente, la distanza tra gli assi E ed E' è uguale alla distanza tra gli assi C e C'. Also in this case, obviously, the distance between the E and E 'axes is equal to the distance between the C and C' axes.

Il funzionamento del manipolatore pneumatico 1 sopra descritto è facilmente desumibile da quanto sopra descritto, e non necessita quindi di ulteriori spiegazioni . The operation of the pneumatic manipulator 1 described above can be easily deduced from what has been described above, and therefore does not require further explanations.

I vantaggi derivanti dalla particolare struttura del manipolatore pneumatico 1 sono notevoli: la particolare disposizione del cilindro pneumatico 5, unita al collegamento in appoggio scorrevole tra l'estremità dello stelo mobile 8 e l'appendice sporgente 13 del braccio oscillante superiore 11, permette di mantenere l'orientamento della spinta fo del cilindro pneumatico 5 sempre parallelo agli assi longitudinali dei due bracci oscillanti 11 e 12. The advantages deriving from the particular structure of the pneumatic manipulator 1 are considerable: the particular arrangement of the pneumatic cylinder 5, combined with the connection in sliding support between the end of the movable rod 8 and the protruding appendage 13 of the upper oscillating arm 11, allows to maintain the orientation of the thrust fo of the pneumatic cylinder 5 always parallel to the longitudinal axes of the two oscillating arms 11 and 12.

Grazie a questo particolare accorgimento costruttivo, il braccio della forza di spinta fo del cilindro pneumatico 5 varia proporzionalmente al variare del braccio della forza peso gravante sulla struttura portante mobile 4, permettendo di avere un bilanciamento "perfetto" dei momenti creati dalle due forze per qualsiasi inclinazione assunta dalla struttura portante mobile 4. Nei manipolatori pneumatici attuali tale condizione non si verifica perché l'angolo di rotazione del cilindro pneumatico è sempre diverso dall'angolo di rotazione dei due bracci oscillanti della struttura portante con geometria a parallelogramma articolato. Thanks to this particular constructive expedient, the arm of the thrust force fo of the pneumatic cylinder 5 varies proportionally to the variation of the arm of the weight force weighing on the mobile bearing structure 4, allowing to have a "perfect" balance of the moments created by the two forces for any inclination assumed by the mobile supporting structure 4. In current pneumatic manipulators this condition does not occur because the angle of rotation of the pneumatic cylinder is always different from the angle of rotation of the two oscillating arms of the supporting structure with articulated parallelogram geometry.

In altre parole, la particolare disposizione del cilindro pneumatico 5 facilita enormemente il compito dell'apparecchiatura elettropneumatica 6 di controllo, eliminando innanzitutto la necessità di aprire e chiuse ciclicamente le valvole di immissione e scarico dell'aria in pressione quando il manipolatore deve mantenere il manufatto immobile nello spazio, ad un'altezza prestabilita dal suolo. In other words, the particular arrangement of the pneumatic cylinder 5 greatly facilitates the task of the electro-pneumatic control apparatus 6, first of all eliminating the need to cyclically open and close the inlet and discharge valves of the pressurized air when the manipulator has to maintain the product. immobile in space, at a predetermined height from the ground.

Questo particolare accorgimento costruttivo è in grado, inoltre, di aumentare le prestazioni dinamiche del manipolatore pneumatico 1, con tutti i vantaggi che questo comporta. This particular constructive expedient is also capable of increasing the dynamic performance of the pneumatic manipulator 1, with all the advantages that this entails.

Risulta infine chiaro che al manipolatore pneumatico 1 qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to the pneumatic manipulator 1 described and illustrated here without thereby departing from the scope of the present invention.

Per esempio, il cilindro pneumatico 5 può essere collegato al braccio oscillante inferiore 12, anziché al braccio oscillante superiore 11. In questo caso sarà il braccio oscillante inferiore 12 ad essere provvisto dell'appendice sporgente 13 su cui si pone in appoggio scorrevole l'estremità dello stelo mobile 8 del cilindro pneumatico 5. For example, the pneumatic cylinder 5 can be connected to the lower oscillating arm 12, instead of to the upper oscillating arm 11. In this case it will be the lower oscillating arm 12 to be provided with the protruding appendage 13 on which the end rests slidingly. of the mobile rod 8 of the pneumatic cylinder 5.

Ed ancora, in una diversa forma di realizzazione il cilindro pneumatico 6 e l'apparecchiatura elettropneumatica 6 di controllo che formano il dispositivo di movimentazione e bilanciamento della struttura portante mobile 4, potrebbero essere sostituiti, rispettivamente, da un cilindro idraulico e da una apparecchiatura elettroidraulica di controllo di tipo noto. Anche in questo caso, ovviamente, il cilindro idraulico sarebbe provvisto di una carcassa tubolare 7 cilindrica all'interno della quale viene alimentato in modo noto olio in pressione, e da uno stelo mobile 8 che è inserito in modo telescopico all'interno della carcassa tubolare 7 in modo tale da potersi spostare assialmente rispetto a quest'ultima, lungo l'asse longitudinale G del cilindro, in funzione della pressione dell'olio alimentato nella o nelle camere all'interno della carcassa. And again, in a different embodiment, the pneumatic cylinder 6 and the electro-pneumatic control apparatus 6 which form the movement and balancing device of the mobile supporting structure 4, could be replaced, respectively, by a hydraulic cylinder and by an electro-hydraulic apparatus. of known type of control. Also in this case, obviously, the hydraulic cylinder would be provided with a cylindrical tubular casing 7 inside which oil under pressure is fed in a known way, and by a movable rod 8 which is inserted telescopically inside the tubular casing. 7 in such a way as to be able to move axially with respect to the latter, along the longitudinal axis G of the cylinder, as a function of the pressure of the oil fed into the chamber (s) inside the casing.

Per quanto riguarda invece l'apparecchiatura elettropneumatica (o elettroidraulica) 6 di controllo, essa può essere eventualmente sostituita da una serie di elettrovalvole ad apertura e chiusura comandata, che sono in grado di regolare l'ingresso e l'uscita dell'aria od olio in pressione dalla o dalle camere del cilindro pneumatico (o idraulico) 5; e da una centralina elettronica di controllo atta a pilotare tali elettrovalvole in modo di per sé noto, in funzione dei segnali provenienti da alcuni sensori di tipo noto e dei comandi imparti dall'operatore attraverso un apposito pannello di comando. On the other hand, as regards the electro-pneumatic (or electro-hydraulic) control device 6, it can possibly be replaced by a series of solenoid valves with controlled opening and closing, which are able to regulate the inlet and outlet of air or oil. under pressure from the chambers or chambers of the pneumatic (or hydraulic) cylinder 5; and by an electronic control unit adapted to drive said solenoid valves in a per se known manner, as a function of the signals coming from some known sensors and of the commands imparted by the operator through a suitable control panel.

In una diversa forma di realizzazione, infine, il fondello della carcassa tubolare 7 del cilindro pneumatico (o idraulico) 5 potrebbe essere disposto in semplice battuta sulla torretta mobile 3, in modo tale da poter comunque ruotare liberamente rispetto a quest'ultima attorno all'asse E, ed il manipolatore pneumatico 1 potrebbe essere dotato di due bielle di collegamento gemelle, disposte in corrispondenza delle due estremità della carcassa tubolare 7 del cilindro pneumatico 5, in modo tale da mantenere comunque l'asse longitudinale G del cilindro pneumatico (o idraulico) 5, ossia l'asse di movimentazione dello stelo mobile 8, sempre parallelo e sostanzialmente complanare all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11. Finally, in a different embodiment, the bottom of the tubular casing 7 of the pneumatic (or hydraulic) cylinder 5 could be arranged in a simple abutment on the mobile turret 3, so as to be able to rotate freely with respect to the latter around the axis E, and the pneumatic manipulator 1 could be equipped with two twin connecting rods, arranged at the two ends of the tubular carcass 7 of the pneumatic cylinder 5, in such a way as to maintain the longitudinal axis G of the pneumatic (or hydraulic cylinder) ) 5, i.e. the axis of movement of the mobile rod 8, always parallel and substantially coplanar to the longitudinal axis L of the upper oscillating arm 11.

In altre parole, le due bielle di collegamento hanno entrambe una prima estremità incernierata sulla carcassa tubolare 7, in corrispondenza od in prossimità della calotta o fondello della medesima, ed una seconda estremità incernierata sul corpo del braccio oscillante inferiore 12, e sono disposte parallele ed affacciate tra loro in modo tale da formare, con la carcassa tubolare 7 ed il braccio oscillante inferiore 12, una struttura mobile a parallelogramma articolato che è in grado di mantenere l'asse longitudinale G del cilindro pneumatico (o idraulico) 5 sempre parallelo all'asse longitudinale L del braccio oscillante superiore 11. In other words, the two connecting rods both have a first end hinged on the tubular casing 7, at or near the cap or bottom thereof, and a second end hinged on the body of the lower oscillating arm 12, and are arranged parallel and facing each other in such a way as to form, with the tubular casing 7 and the lower oscillating arm 12, a mobile structure with an articulated parallelogram which is able to keep the longitudinal axis G of the pneumatic (or hydraulic) cylinder 5 always parallel to the longitudinal axis L of the upper swinging arm 11.

Ovviamente l'estremità distale dello stelo mobile 8 rimane sempre fissata in modo assialmente scorrevole sul perno cilindrico 13. Obviously, the distal end of the movable stem 8 always remains fixed in an axially sliding manner on the cylindrical pin 13.

Claims

R IV E N D ICA C IO N I 1. Pneumatic manipulator (1) comprising a ground support structure (2), a turret (3) fixed on the ground support structure (2) at a predetermined height from the ground, a mobile bearing structure (4) with geometry with articulated parallelogram which extends cantilevered from said turret (3) and is movable on a substantially vertical reference plane, and means for moving the bearing structure (5, 6) adapted to adjust the inclination of the movable bearing structure (4 ) with respect to the vertical; the mobile bearing structure (4) with articulated parallelogram geometry being provided with two oscillating arms (11, 12) parallel and vertically offset from each other, which lie on said reference plane, and are hinged on the turret (3) in such a way as to form part of the articulated parallelogram; the pneumatic manipulator (1) being characterized by the fact that at least one (11) of said oscillating arms (11, 12) is provided with a protruding appendage (13) which extends cantilevered from the body of the arm remaining substantially coplanar to said plane of reference; said protruding appendix (13) defining a rectilinear guide (13) which extends in a direction locally orthogonal to the longitudinal axis (L) of said oscillating arm (11); the said means for moving the supporting structure (5, 6) instead comprising at least one pneumatic or hydraulic cylinder (5) arranged with its own longitudinal axis (G) substantially parallel to the longitudinal axis (L) of the said oscillating arms (11, 12 ); said pneumatic or hydraulic cylinder (5) having a first end (7) in stable support on said turret (3), and a second end (8) resting on said protruding appendix (13) so as to be able to slide freely on the rectilinear guide (13) obtained on said protruding appendix (13).

2. Pneumatic manipulator according to claim 1, characterized in that said pneumatic or hydraulic cylinder (5) comprises a tubular casing (7) hinged to said turret (3), and a movable rod (8) inserted in a telescopic and axially sliding manner inside said tubular carcass (7); the tubular carcass (7) and the mobile stem (8) being aligned along the longitudinal axis of the cylinder (G), and the pneumatic manipulator (1) being provided with connection means (16) suitable for mechanically binding the pneumatic cylinder or hydraulic (5) to any one (12) of the said oscillating arms (11, 12) in such a way as to maintain the longitudinal axis of the cylinder (G) parallel to the longitudinal axis (L) of the said oscillating arms (11, 12) .

3. Pneumatic manipulator according to claim 2, characterized in that said connection means (16) comprise a connecting rod (16) which has the two ends hinged, respectively, to the tubular casing (7) of the pneumatic or hydraulic cylinder (5) and to the body of one (12) of the two oscillating arms (11, 12), in such a way as to form with the tubular casing (7) and the oscillating arm (12) an articulated parallelogram which is able to maintain the pneumatic or hydraulic cylinder (5) parallel to the same swing arm (12).

4. Pneumatic manipulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the second end (8) of said pneumatic or hydraulic cylinder (5) is arranged to rest on a shoe (14) mounted freely sliding on the rectilinear guide (13) obtained on said protruding appendix (13).

5. Pneumatic manipulator according to claim 4, characterized in that the distal end (15) of the movable stem (8) of said pneumatic or hydraulic cylinder (5) is hinged in a freely rotatable way on the body of said shoe (14).

6. Pneumatic manipulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the said protruding appendage (13) projects from the body of the corresponding oscillating arm (11, 12) towards the underlying ground.

7. Pneumatic manipulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the turret (3) is rotatably mounted on said ground support structure (2) around a substantially vertical axis of rotation (V).

8. Pneumatic manipulator according to any one of the preceding claims, characterized in that said means for moving the supporting structure (5, 6) also comprise an electropneumatic control unit (6) which is adapted to regulate the flow of fluid under pressure to said pneumatic or hydraulic cylinder (5) in such a way as to be able, in sequence, to lower the mobile supporting structure (4) to grasp the product, to raise the mobile supporting structure (4) in such a way as to bring the product to a predetermined height from the ground, and then compensate for the product's own weight in such a way that the subsequent movements of the product in space can be carried out manually by the operator, acting directly on the product.