ITUD20090054A1 - Dispositivo di manipolazione e relativo procedimento - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO DI MANIPOLAZIONE E RELATIVO PROCEDIMENTO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo e ad un procedimento di manipolazione utilizzabile per la movimentazione e/o sollevamento e bilanciatura di oggetti in ambiente industriale o altro.

In particolare, il dispositivo di manipolazione secondo il presente trovato è utilizzabile per la movimentazione e/o sollevamento manuale di oggetti o carichi da parte di un operatore, bilanciandone il peso dell'oggetto, cioè annullandolo in modo da consentire all'operatore la sua movimentazione senza sforzi. Il dispositivo di manipolazione secondo il trovato è utilizzabile in una linea di produzione, in un magazzino di stoccaggio merci od altro, e può essere montato su una colonna di supporto, su un carrello di scorrimento, su un carroponte o al soffitto, o in altro modo idoneo ad una struttura di supporto.

STATO DELLA TECNICA

È noto un dispositivo di manipolazione, o bilanciatore, utilizzato in linee di produzione o in magazzini di stoccaggio merci o altro, per il sollevamento e la movimentazione di oggetti, bilanciando il peso degli oggetti stessi in maniera da "annullarlo" e consentirne lo spostamento sostanzialmente senza eccessivi sforzi da parte dell'operatore stesso. Il dispositivo di manipolazione noto comprende un certo numero di organi di supporto, come ad esempio due o più bracci consecutivi e collegati alle loro estremità in maniera snodabile per consentire il sollevamento, la movimentazione ed il collocamento di precisione di uno o più oggetti, o carichi in una posizione desiderata di una predeterminata zona di lavoro. Almeno uno degli organi di supporto, cioè un braccio terminale, è provvisto di un elemento di manipolazione, o presa, normalmente sostituibile, quale una pinza, un gancio o altro, predisposto alla presa dell'oggetto da movimentare durante il suo spostamento in detta zona di lavoro.

Tale dispositivo di manipolazione noto è inoltre provvisto di un gruppo di attuazione idraulico o pneumatico collegato ad uno o più cilindri, per la movimentazione di ciascun organo di supporto e per il bilanciamento di almeno uno degli organi di supporto atto al sollevamento del carico in direzione verticale. Il dispositivo noto è inoltre provvisto di un'interfaccia, o pannello di comando, utilizzabile da un operatore per comandare la movimentazione degli organi di supporto.

Un inconveniente di tale dispositivo noto è che, essendo i segnali di azionamento esclusivamente di tipo idraulico o pneumatico, ad esempio singolarmente comandati mediante valvole idrauliche o pneumatiche, la movimentazione e la bilanciatura dell'oggetto non sono sempre precise, sia in termini temporali che spaziali, in quanto i segnali di comando vengono attuati, dai cilindri o dagli altri elementi idraulici o pneumatici, con ritardi non sempre predeterminabili. Questo determina, nel caso in cui sia richiesta un'elevata precisione, la necessità di effettuare correzioni di posizionamento, il che comporta un aggravio di tempi e costi.

Un ulteriore inconveniente del dispositivo noto è che l'aumento di peso degli oggetti da sollevare, determina un aumento, in maniera sostanzialmente proporzionale, dei fenomeni di attrito nel gruppo di attuazione e nel o nei cilindri di bilanciamento degli organi di supporto stessi, rendendo di fatto il dispositivo difficilmente manovrabile. Inoltre, l'aumento di peso, cioè della corrispondente inerzia, degli oggetti da movimentare determina una riduzione della precisione di posizionamento degli oggetti stessi, a causa dei suddetti ritardi.

Un ulteriore inconveniente del dispositivo noto, è che il gruppo di attuazione idraulico o pneumatico viene comandato in maniera sostanzialmente non costante per la bilanciatura del carico ma varia sensibilmente lungo la corsa in direzione verticale, anche in funzione del rapporto di leva cioè delle varie configurazioni assunte dagli organi di supporto durante la movimentazione del carico.

Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di manipolazione del tipo sopra descritto che consenta la movimentazione e/o il sollevamento e il posizionamento di precisione di oggetti, anche molto pesanti, in ambiente industriale o altro, con elevata affidabilità, evitando correzioni di posizionamento e ritardi temporali nella movimentazione.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.

Le relative rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato, o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con il suddetto scopo, un dispositivo di manipolazione secondo il presente trovato è utilizzabile per la movimentazione manuale di oggetti in ambiente industriale o altro, bilanciando, cioè "annullando" il peso dell'oggetto in maniera da consentirne ad un operatore di effettuare tale movimentazione senza sostanziali sforzi. Il dispositivo di manipolazione può essere montato su una colonna di supporto, su un carrello di scorrimento, su un carroponte o al soffitto, o in altro modo ad una idonea struttura di sostegno. Il dispositivo di manipolazione comprende una pluralità di organi di supporto, come ad esempio due o più bracci consecutivi e collegati alle loro estremità in maniera snodabile, per consentire il sollevamento, la movimentazione ed il posizionamento di precisione di uno o più oggetti in una predeterminata zona di lavoro. Almeno uno degli organi di supporto è provvisto di un elemento di manipolazione, ad esempio una gancio, una pinza o simile, per la presa dell'oggetto stesso durante il suo spostamento.

II dispositivo di manipolazione comprende uno o più attuatori idraulici o elettro-idraulici o pneumatici o elettro-pneumatici, collegati ad un corrispondente circuito idraulico o pneumatico, ed associato ad almeno uno degli organi di supporto. Ciascun attuatore è predisposto a movimentare almeno un corrispondente organo di supporto durante la movimentazione dell'oggetto.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, il dispositivo di manipolazione comprende una pluralità di sensori o rilevatori di grandezze elettriche e/o fisiche, mezzi elettronici di elaborazione e controllo associati a detta pluralità di sensori o rilevatori e una o più elettrovalvole, elettricamente asservite ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo e da essi selettivamente attivate L'attivazione delle elettrovalvole consente la generazione di almeno un comando principale di tipo pneumatico o idraulico attraverso detto circuito idraulico o pneumatico, per la movimentazione di un organo di azionamento principale il quale è collegato ad un organo di supporto di cui determina la bilanciatura. In particolare, la pluralità di sensori o rilevatori è distribuita lungo più punti della catena cinematica e/o di controllo che costituisce il dispositivo di manipolazione nel suo complesso, e serve per rilevare segnali di posizione, di carico, di spostamento, di pressione ecc... dei vari organi che costituiscono il dispositivo di manipolazione, all'avvio e durante la movimentazione dell'oggetto. Secondo una variante del presente trovato il dispositivo di manipolazione comprende almeno un'elettrovalvola principale, idraulica o pneumatica, di tipo proporzionale atta a generare un segnale idraulico o pneumatico pilota per la movimentazione di almeno un organo di supporto, predisposto alla movimentazione dell'oggetto in una direzione verticale, o asse "z".

Secondo un'ulteriore variante, detti sensori o rilevatori comprendono almeno un mezzo di rilevazione di posizione, collegato ai mezzi elettronici, predisposto a rilevare la posizione di almeno un organo di supporto rispetto ad una predeterminata posizione di riferimento.

Secondo una variante detto mezzo di rilevazione posizione comprende almeno un sensore di rilevazione di rotazione atto a rilevare lo spostamento angolare di detto almeno un organo di supporto rispetto ad una predeterminata direzione di riferimento.

È anche variante del presente trovato prevedere che detti sensori o rilevatori comprendano almeno un mezzo di rilevazione pressione, collegato ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo, predisposto a rilevare la pressione in uno o più punti del circuito idraulico o pneumatico.

Secondo un'ulteriore variante, detti sensori o rilevatori comprendono almeno un mezzo per la rilevazione peso, collegato ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo, e predisposti a rilevare il peso movimentato e/o sollevato dagli organi di supporto.

Secondo una variante detto mezzo per la rilevazione peso comprende almeno una cella di carico.

Rientra nello spirito del presente trovato il prevedere che il dispositivo di manipolazione comprenda mezzi di interfaccia utente utilizzabili da un operatore per la movimentazione manuale degli organi di supporto.

Secondo una variante detti mezzi di interfaccia sono associati ad un'impugnatura mediante la quale un operatore è atto ad impartire agli organi di supporto una voluta movimentazione. Tale impugnatura comprende inoltre mezzi sensori di presenza e/o di prossimità e/o di carico atti ad abilitare l'azionamento degli organi di supporto, rendendo tale impugnatura di tipo sensibile, ossia rispondente ai comandi impartiti tramite contatto con la mano od altra parte del corpo dell'utente. È anche variante del presente trovato il prevedere che detti mezzi elettronici di elaborazione e controllo comprendano mezzi di ricetrasmissione dati per il collegamento ad una rete di comunicazione dati. Questo consente la supervisione e/o l'azionamento remoto del dispositivo di manipolazione.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista in prospettiva di un dispositivo di manipolazione secondo il presente trovato;

- la fig. 2 è una vista frontale del dispositivo di manipolazione di fig. 1;

- la fig. 3 è una vista laterale del dispositivo di manipolazione di fig. 1;

- la fig. 4 è una vista dall'alto del dispositivo di manipolazione di fig. 1;

- la fig. 5 è una vista laterale del dispositivo di manipolazione in una prima configurazione operativa;

- la fig. 5A è una vista laterale del dispositivo di manipolazione in una seconda configurazione operativa;

- la fig. 5B è una vista laterale del dispositivo di manipolazione in una terza configurazione operativa;

- la fig. 6 è un primo schema a blocchi del dispositivo di manipolazione di fig.

1;

la fig. 7 è una vista laterale di un particolare del dispositivo di manipolazione di fig. 1;

la fig. 8 è una vista laterale di un secondo particolare del dispositivo di manipolazione di fig. 1; e la fig. 9 è un secondo schema a blocchi del dispositivo di manipolazione di fig.

1.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA PREFERENZIALE DI

REALIZZAZIONE

Con riferimento alle figure allegate, un dispositivo di manipolazione 10 secondo il presente trovato comprende una pluralità di organi di supporto, nella fattispecie un supporto portante 12, e bracci di supporto 13, 14, 15 consecutivi, reciprocamente collegati alle rispettive estremità in modo snodabile come sarà spiegato meglio nel seguito e almeno uno dei quali movimentato da un corrispondente attuatore. Almeno un braccio terminale, o braccio di aggancio 15, è provvisto di un gancio 16 di sollevamento degli oggetti. Il dispositivo 10 comprende inoltre un pistone pneumatico 21, o organo di supporto principale, associato al braccio 13 e collegato ad un circuito pneumatico Cp di azionamento a sua volta collegato ad una centralina pneumatica 24 di attuazione. Il dispositivo 10 comprende una pluralità di sensori o trasduttori 39, 40, 42, 48 di grandezze elettriche e/o fisiche, una centralina elettronica 34 di comando e supervisione associata a detta pluralità di sensori o rilevatori e una o più elettrovalvole 30, 31, elettricamente collegate alla centralina elettronica 34.

I sensori sono distribuiti lungo più punti della catena cinematica e/o di controllo che costituisce il dispositivo di manipolazione 10 nel suo complesso, e servono per rilevare segnali di posizione, di carico, di spostamento, di pressione ecc... dei vari organi all'avvio e durante la movimentazione dell'oggetto.

Il dispositivo di manipolazione 10 può essere montato su una colonna di supporto, su un carrello di scorrimento, su un carroponte o al soffitto, o in altro modo idoneo ad una struttura di supporto. Nella fattispecie, il dispositivo di manipolazione 10 è montato su una colonna 11 di supporto a sua volta fissata verticalmente in maniera stabile ad un piano orizzontale o al pavimento mediante una piastra di appoggio 11a.

Il supporto portante 12 è montato verticalmente sulla colonna 11, e collegato ad essa mediante un primo snodo 18, il quale è predisposto a consentire la rotazione folle del supporto 12 attorno ad un primo asse di rotazione X, sostanzialmente coincidente con un asse di simmetria della colonna 11. Il braccio 12 è rotabile attorno all'asse X in due contrapposti versi di rotazione rispetto ad una posizione di riferimento secondo un angolo compreso tra 0° e circa 360°. Il supporto portante 12 è libero di ruotare mediante azionamento manuale di un operatore che imprime una forza su apposite maniglie posizionate su uno dei bracci 15 di supporto, come spiegato meglio nel seguito. Vantaggiosamente il supporto portante 12 è associato freni pneumatici 43 predisposti a bloccare la sua rotazione in una posizione desiderata.

Un braccio di sollevamento 13 è imperniato al braccio portante 12 in modo da consentire una rotazione fra almeno due posizioni limite, rispettivamente inferiore e superiore. Con riferimento alla fig. 5, nella posizione superiore (fig. 5) il braccio 13 è disposto inclinato rispetto al primo asse di rotazione X di un angolo α1vantaggiosamente in un intorno di circa 60°. Con riferimento alla figura 5A il braccio 13 nella posizione inferiore è disposto inclinato rispetto al primo asse di rotazione X di un angolo α2vantaggiosamente in un intorno di circa 120°. Con riferimento alla figura 5B il braccio 13 è disposto in una posizione intermedia in cui è disposto inclinato rispetto al primo asse di rotazione X di un angolo a3pari a circa 90°.

Nella fattispecie il braccio di sollevamento 13 comprende un braccio primario 13a, disposto superiormente ed un sottostante braccio ausiliario 13b disposto in maniera sostanzialmente parallela al braccio primario 13a. I bracci 13a, 13b sono rispettivamente imperniati ad una loro prima estremità in corrispondenza di due differenti punti del supporto 12 e ad una loro seconda estremità in corrispondenza di due differenti punti di una coppia di piastre 26 di supporto. Le piastre 26 sono mantenute allineate ad una predeterminata posizione di riferimento, durante lo spostamento del braccio 13 fra le suddette posizioni limite.

I bracci 13a, 13b sono, inoltre, reciprocamente collegati in prossimità delle piastre 26, mediante un elemento di supporto, rispettivamente imperniato ad entrambe i bracci 13a, 13b in maniera da consentire la trasmissione di una azione di sollevamento dal braccio ausiliario 13b al braccio primario 13a. I bracci 13a, 13b formano sostanzialmente un parallelogramma che consente di mantenere sostanzialmente orizzontale il consecutivo braccio 14, facendo assumere al braccio 13 differenti inclinazioni fra le suddette posizioni limite come illustrato nelle figure 5-5B.

II braccio 13 è supportato e movimentato dal pistone 21, il quale è imperniato mediante uno stelo 2la di azionamento al braccio 13a. Il pistone 21 è imperniato ad una estremità contrapposta allo stelo 2la al braccio 12, in corrispondenza del quale è anche collegato al circuito pneumatico Cp di azionamento.

Un braccio rotante 14 è collegato in corrispondenza di una sua prima estremità al braccio di sollevamento 13 mediante un secondo snodo 19 fissato alle piastre 26. Il braccio 14, grazie alla suddetta posizione allineata delle piastre 26, ruota orizzontalmente imperniato all'estremità collegata allo snodo 19 stesso attorno ad un secondo asse di rotazione Y verticale e parallelo al primo asse di rotazione X. Anche la rotazione del braccio 14 viene impartita mediante azionamento manuale dell'operatore. La rotazione del braccio 14 attorno all'asse Y rispetto ad una posizione di riferimento, ad esempio rispetto ad una condizione di allineamento rispetto al braccio 13 o alla sua proiezione nel piano di rotazione del braccio 14 stesso, può avvenire in due contrapposti versi di rotazione secondo un angolo compreso fra circa 0° e circa 294°. Vantaggiosamente anche il braccio 14 è associato a freni pneumatici per il bloccaggio della sua rotazione in una posizione desiderata.

Un braccio di aggancio 15 verticale è, infine, collegato ad una sua estremità al braccio 14, mediante un terzo snodo 20. Il braccio 15 è predisposto a ruotare secondo un asse di rotazione Z verticale e coincidente con un asse di simmetria longitudinale del braccio 15. Anche la rotazione del braccio 15 è libera e viene realizzata mediante azionamento manuale dell'operatore.

La rotazione del braccio 15 attorno all'asse Z rispetto ad una posizione di riferimento, ad esempio rispetto ad una posizione in cui il profilo del gancio 16 è parallelo al braccio 14, può avvenire in due contrapposti versi di rotazione secondo un angolo compreso fra circa 0° e circa 550°. Resta inteso che la rotazione del braccio 15 può essere di tipo continuo per consentire ad esempio l'esecuzione di particolari lavorazioni di avvolgimento od altro.

In questo modo, il dispositivo di manipolazione 10 consente la movimentazione e lo spostamento di precisione di oggetti all'interno di una predeterminata zona di lavoro, sostanzialmente circolare avente come centro di rotazione la colonna 11.

La centralina pneumatica 24 (fig. 6) è collegata al circuito pneumatico Cp di attuazione del pistone 21. Nella fattispecie la centralina 24 comprende un erogatore principale di gas collegato in ingresso ad un serbatoio pneumatico 28. L'uscita dell'erogatore principale 29 è collegata a condotti gas 32 ciascuno dei quali è a sua volta collegato al pistone 21 o ai freni 43.

Le elettrovalvole 30 della centralina pneumatica 24 sono predisposte ad aprire o chiudere selettivamente i suddetti condotti gas 32 in modo da intercettare selettivamente una corrispondente energia pneumatica di attivazione. Le elettrovalvole 30 sono elettricamente asservite, o collegate alla centralina elettronica 34, come verrà descritto meglio di seguito. Questo consente di ottenere azionamenti molto rapidi e sensibili, come ad esempio l'azionamento dei freni 43, per arrestare la rotazione dei bracci in una posizione desiderata, ed ottenere un'elevata precisione di movimentazione e di posizionamento dell'oggetto senza sensibili ritardi temporali.

La centralina pneumatica 24 comprende inoltre almeno una elettrovalvola proporzionale 31 predisposta a generare un segnale pneumatico pilota per l'azionamento proporzionale, in maniera diretta o indiretta, del pistone 21 di sollevamento del braccio 13. Ad esempio il segnale pneumatico pilota può comandare un regolatore di precisione pneumatico, cioè una valvola di regolazione pressione, che a sua volta comanda il pistone 21. La centralina elettronica 34 comprende una scheda elettronica 36 avente almeno un'unità di elaborazione e controllo, come un microprocessore provvisto di memoria RAM e/o EEPROM e/o flash. La centralina elettronica 34 comprende inoltre un alimentatore 38 di tipo noto predisposto ad alimentare, mediante una linea elettrica di alimentazione LA sia la scheda elettronica 36 che altri componenti in bassa tensione, tipicamente ad una alimentazione elettrica per componenti digitali.

La scheda elettronica 36 è provvista di uscite digitali, comandate direttamente dall'unità di elaborazione e connesse elettricamente, mediante traslatori di livello elettrico e/o elementi di elettroisolamento, quali fotoaccoppiatori o altro, alle corrispondenti elettrovalvole 30 di attuazione.

La scheda elettronica 36 è inoltre provvista di almeno un'uscita analogica atta a generare un segnale elettrico analogico per il comando della elettrovalvola proporzionale 31. L'uscita analogica può essere realizzata in modo noto mediante una unità di conversione digitale analogica o DAC (Digital Analog Converter), incorporata ad esempio nell'unità di elaborazione.

Il dispositivo 10 è, inoltre, provvisto di uno o più trasduttori elettronici di pressione 39, alimentati elettricamente mediante detta linea di alimentazione LA, collegati mediante relativi condotti di rilevazione 39a al circuito pneumatico Cp o ai condotti gas 32. I trasduttori 39 sono collegati alla scheda elettronica 36, cioè ad ingressi analogici dell'unità di elaborazione, in modo da consentire il controllo e la supervisione della pressione di lavoro durante il normale funzionamento del dispositivo 10. Ciò consente di agevolare la manutenzione e la diagnostica del dispositivo, assicurando il monitoraggio in tempo reale dei suoi principali parametri operativi.

Il dispositivo 10 è inoltre provvisto di almeno un sensore di rotazione 40 (figg. 6, 7 e 9) meccanicamente collegato mediante giunti di tipo noto ad un corrispondente snodo, o ad un albero di rotazione 13c del braccio 13, ed elettricamente connesso alla centralina elettronica 34, cioè ad un suo predeterminato ingresso, mediante una linea elettrica di rilevazione 40a. Resta inteso che il sensore di rotazione 40 potrebbe essere sostituito da un giroscopio o da un altro elemento idoneo.

Il sensore di rotazione 40 consente, pertanto, di rilevare la posizione esatta del braccio 13, in modo che la centralina elettronica 34 regoli l'azionamento proporzionale del pistone 21 e/o controlli la velocità di azionamento del pistone 21 e/o corregga la deriva prodotta dalle variazioni del rapporto di leva determinate dallo spostamento del carico.

Il segnale elettrico generato dal sensore 40 può essere sia di tipo analogico, proporzionale quindi all'angolo di rotazione rispetto ad una predeterminata posizione di riferimento, o di tipo digitale, ad esempio ad impulsi in funzione dello spostamento angolare della rotazione effettuata. Pertanto l'unità di elaborazione e controllo delle scheda elettronica 36 è in grado di ricevere segnali elettrici, utilizzati sostanzialmente come segnali di retroazione dal circuito pneumatico Cp. Questo consente di controllare in maniera precisa l'azionamento delle elettrovalvole 30, 31, e quindi almeno del pistone 21 e dei freni 43, realizzando una movimentazione dell'oggetto precisa.

Secondo una variante illustrata in fig. 8, il braccio di aggancio 15 comprende, inoltre, una cella di carico 42, collegata all'unità di controllo e predisposta a rilevare il peso sollevato, in modo da attivare le elettrovalvole 30, 31 in maniera coerente con il peso trasportato, evitando movimenti troppo veloci nel caso che gli oggetti trasportati siano molto pesanti, o movimento bruschi.

Resta inteso che la cella di carico potrebbe essere associata ad un qualsiasi braccio predisposto a movimentare il carico in una direzione verticale.

Il dispositivo 10 può inoltre comprendere uno o più accelerometri, associati ad un corrispondente braccio per individuare, assieme ai sensori di rotazione 40, l'esatta posizione rispetto ad una posizione di riferimento.

Il braccio 15 comprende, inoltre, una barra di comando 41 provvista di una o più pulsantiere 44 di comando collegate direttamente all'unità di elaborazione e controllo per comandare l'attivazione del pistone 21 o per comandare i freni 43. La barra di comando 41 è inoltre vantaggiosamente provvista di una impugnatura 46 di sostegno e/o spinta per consentire all'operatore di impartire agli organi di supporto una voluta movimentazione.

Vantaggiosamente l'impugnatura 46 è provvista di una cella di carico impugnatura 48 atta a rilevare la spinta esercitata dall'operatore su di essa, ed a trasmettere un coniugato segnale elettrico all'unità di elaborazione e controllo per movimentare il braccio 15 o il braccio 14 coerentemente con la spinta impartita dall'operatore. In questo modo, i segnali pneumatici di azionamento sono modulabili in funzione dell'entità del segnale elettrico trasmesso dalla cella di carico impugnatura 48, consentendo di evitare eventuali prolungamenti di traiettoria dovuti alle forze di inerzia e di evitare azioni correttive consecutive, rendendo efficace e sicuro il posizionamento del carico nella posizione voluta.

Secondo una soluzione realizzativa la centralina elettronica 34 (fig. 9) comprende un'interfaccia di ricetrasmissione dati 50 predisposta al collegamento ad una rete di comunicazione dati 52, quale un bus di campo di tipo noto (CANbus, PROFIBUS, MODbus, o a una rete Ethernet). L'interfaccia di ricetrasmissione dati può anche essere del tipo senza fili o può comprendere una porta di comunicazione di tipo seriale (USB), parallela o di altro tipo. In questo modo è ad esempio possibile monitorare e/o comandare il funzionamento del dispositivo 10 mediante una unità di supervisione remota 60 (fig. 11.

Il funzionamento del dispositivo fin qui descritto è il seguente.

Il sollevamento e la movimentazione di precisione di un oggetto mediante il dispositivo di manipolazione 10, prevede che l'oggetto disposto in una prima posizione, ad esempio appoggiato al pavimento, sia stabilmente afferrato mediante il gancio 16, o altro elemento di presa, del braccio 15

Il posizionamento del gancio 16 prevede la movimentazione coordinata degli organi di supporto, cioè la loro rotazione attorno agli assi di rotazione X, Y, Z fino al posizionamento del gancio 16 a contatto con l'oggetto.

Lo spostamento degli organi di supporto, cioè dei bracci 12, 13, 14, 15 sia per il sollevamento che per la successiva movimentazione dell'oggetto, viene effettuato in modo noto, ad esempio manualmente mediante il controllo e supervisione dell'operatore secondo una sequenza di rotazioni predeterminata o variabile, in base al punto di deposito finale dell'oggetto.

La movimentazione del braccio 13 viene effettuata mediante la corrispondente elettrovalvola 31 che genera il suddetto segnale pneumatico pilota, il quale a sua volta aziona, direttamente o mediante un regolatore di precisione pneumatico il pistone pneumatico 21 per il sollevamento del braccio 13 e quindi dell'oggetto. In particolare la centralina elettronica 34 aziona, secondo una sequenza di attivazione selettiva predeterminata o variabile in base alla sequenza di movimenti desiderati e azionamenti di arresto, le corrispondenti elettrovalvole 30 e l'elettrovalvola proporzionale 31 per la movimentazione del pistone 21.

Inoltre, mediante l'utilizzo di elettrovalvole e sensori collegati alla centralina elettronica 34 è possibile ottenere prestazioni efficienti e migliori rispetto ad un dispositivo di manipolazione di tipo pneumatico o idraulico della tecnica nota, potendo realizzare azionamenti, ad esempio bloccaggi di rotazione del supporto 12, e dei bracci 14, 15, in tempi più rapidi rispetto ai dispositivi di manipolazione totalmente idraulici o pneumatici della tecnica nota.

L'utilizzo di celle di carico, assieme al sensore di rotazione 40, consente inoltre di movimentare carichi di peso diverso o carichi il cui peso può variare durante la movimentazione, mantenendo costante la bilanciatura del carico sia all'atto del suo sollevamento che durante la sua movimentazione. In questo modo è possibile controllare in maniera precisa la velocità di movimentazione del braccio 13, la sua posizione e compensare in funzione della sua posizione, cioè del suo angolo di inclinazione come rilevato dal sensore 40, la deriva di azionamento del pistone 21 durante il sollevamento, e causata sostanzialmente dalla variazione del rapporto di leva durante lo spostamento del carico stesso.

In aggiunta, la centralina elettronica 34 è in grado di effettuare un controllo diagnostico, verificando mediante i sensori, il corretto funzionamento delle parti in movimento del dispositivo 10, di conteggiare il numero di cicli di funzionamento effettuati o di conteggiare il numero di oggetti manipolati. In questo modo è possibile programmare la manutenzione del dispositivo 10 o prevedere eventuali anomalie di funzionamento .

L'operatore comanda la movimentazione del braccio 13 mediante le pulsantiere 44 e l'utilizzo dell'impugnatura 46 della barra di comando 41. La cella impugnatura 48, comprendente ad esempio un accelerometro, rileva la spinta fornita dall'operatore e la comunica alla centralina elettronica 34, la quale aziona selettivamente le corrispondenti elettrovalvole 30 per la movimentazione coordinata del braccio 13 o per determinare l'arresto della rotazione dei braccio 12, 14, 15.

La centralina elettronica 34 è inoltre in grado di rilevare continuamente le pressioni del circuito pneumatico Cp segnalando tempestivamente all'operatore eventuali malfunzionamenti od anomalie, quali una insufficiente alimentazione pneumatica o il superamento del massimo valore di carico ammissibile. In questo modo è possibile aumentare sensibilmente la sicurezza intrinseca del dispositivo 10 rispetto ai dispositivi della tecnica nota, prevedendo il bloccaggio del dispositivo 10 stesso, evitando ad esempio pericolosi ed improvvisi sollevamenti verso l'alto del braccio 13 in caso di perdita o sganciamento accidentale del carico.

È chiaro che al dispositivo di manipolazione 10 fin qui descritto possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Rientra nel presente trovato che il dispositivo di manipolazione abbia una forma differente o abbia un numero di bracci differenti e/o collegati reciprocamente in maniera differente.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo di manipolazione, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di manipolazione per la movimentazione manuale di oggetti comprendente una pluralità di organi di supporto (12, 13, 14, 15) atti al sollevamento, alla movimentazione ed al posizionamento di precisione di uno o più oggetti in una predeterminata zona di lavoro, in cui almeno uno degli organi di supporto (15) è provvisto di un elemento di manipolazione (16) per la presa dell'oggetto, e di uno o più attuatori (21) idraulici o elettroidraulici o pneumatici o elettropneumatici associati ad almeno uno degli organi di supporto (12, 13, 14, 15) e collegati ad un corrispondente circuito (Cp) idraulico o pneumatico, ciascun attuatore (21) essendo atto a movimentare almeno un corrispondente organo di supporto (12, 13, 14, 15), caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di sensori o rilevatori (39, 40, 42, 48) di grandezze elettriche e/o fisiche, mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34) associati a detta pluralità di sensori o rilevatori (39, 40, 42, 48) e una o più elettrovalvole (30, 31), elettricamente asservite ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34) e da essi selettivamente attivate per generare almeno un comando principale di tipo pneumatico o idraulico attraverso detto circuito (Cp) idraulico o pneumatico, per la movimentazione di un attuatore principale (21) al fine di mantenere il carico in condizione di bilanciatura.
2. 2. Dispositivo di manipolazione come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un'elettrovalvola principale (31), idraulica o pneumatica, di tipo proporzionale atta a generare un segnale idraulico o pneumatico pilota per la movimentazione, diretta o mediante un regolatore di precisione, di almeno un organo di supporto (13).
3. 3. Dispositivo di manipolazione come nelle rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti sensori o rilevatori comprendono almeno un mezzo per la rilevazione (42) del peso dell'oggetto, collegato ai mezzi elettronici di elaborazione .
4. 4. Dispositivo di manipolazione come nella rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto mezzo per la rilevazione peso comprende almeno una cella di carico (42).
5. 5. Dispositivo di manipolazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti sensori o rilevatori comprendono almeno un mezzo di rilevazione di posizione (40), collegato ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34), atto a rilevare la posizione di almeno un organo di supporto (13) rispetto ad una predeterminata posizione di riferimento.
6. 6. Dispositivo di manipolazione come nelle rivendicazioni 5, caratterizzato dal fatto che detto mezzo di rilevazione posizione comprende almeno un sensore di rilevazione di rotazione (40) atto a rilevare lo spostamento angolare di almeno uno di detti organi di supporto (13) rispetto ad una predeterminata direzione di riferimento.
7. 7. Dispositivo di manipolazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti sensori o rilevatori comprendono almeno un mezzo di rilevazione pressione (39), collegato ai mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34), per la rilevazione della pressione in uno o più punti del circuito idraulico o pneumatico (Cp).
8. 8. Dispositivo di manipolazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di interfaccia utente (41) utilizzabili da un operatore per la movimentazione manuale degli organi di supporto (12, 13, 14, 15).
9. 9. Dispositivo di manipolazione come nella rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di interfaccia utente (41) sono associati ad un'impugnatura (46) mediante la quale un operatore è atto ad impartire agli organi di supporto (12, 13, 14, 15) una voluta movimentazione e che detta impugnatura (46) comprende mezzi sensori di presenza e/o di prossimità e/o di carico, atti ad abilitare l'azionamento degli organi di supporto (12, 13, 14, 15) per rendere l'impugnatura (46) sensibile ai comandi impartiti tramite contatto con la mano od altra parte del corpo dell'utente.
10. 10. Dispositivo di manipolazione come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34) comprendono mezzi di ricetrasmissione dati (50) per il collegamento ad una rete di comunicazione dati (52) e/o ad una unità di supervisione (60) remota.
11. 11. Procedimento di manipolazione per la movimentazione manuale di oggetti mediante un dispositivo di manipolazione (10), avente una pluralità di organi di supporto (12, 13, 14, 15) atti al sollevamento, alla movimentazione ed al posizionamento di precisione di uno o più oggetti in una predeterminata zona di lavoro, e uno o più attuatori (21) idraulici o elettroidraulici o pneumatici o elettropneumatici associati ad almeno uno degli organi di supporto (12, 13, 14, 15) e collegati ad un corrispondente circuito (Cp) idraulico o pneumatico, ciascun attuatore (21) essendo atto a movimentare almeno un corrispondente organo di supporto (12, 13, 14, 15), caratterizzato dal fatto che mediante una pluralità di sensori o rilevatori (39, 40, 42, 48) di grandezze elettriche e/o fisiche collegati a mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34), una o più elettrovalvole (30, 31), vengono selettivamente attivate mediante detti mezzi elettronici di elaborazione e controllo (34) per generare almeno un comando principale di tipo pneumatico o idraulico attraverso detto circuito (Cp) idraulico o pneumatico, per la movimentazione di un attuatore principale (21) al fine di mantenere il carico in condizione di bilanciatura.
12. 12. Procedimento come nella rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che mediante almeno un'elettrovalvola principale (31), idraulica o pneumatica, di tipo proporzionale viene generato un segnale idraulico o pneumatico pilota per la movimentazione, diretta o mediante un regolatore di precisione, di almeno un organo di supporto (13).