RU195285U1

RU195285U1 - MANIPULATOR FOR MOVING CARGO IN SPECIAL CONDITIONS

Info

Publication number: RU195285U1
Application number: RU2019130723U
Authority: RU
Inventors: Лариса Александровна Рыбак; Елена Владимировна Гапоненко; Виктория Сергеевна Кузьмина; Дмитрий Иванович Малышев; Людмила Романовна Холошевская
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2020-01-22

Abstract

Полезная модель относится к области подъемных механизмов и может быть использована в качестве манипулятора для перемещения грузов различного назначения в любую точку пространства в пределах обслуживаемой им территории в особых условиях.Полезная модель направлена на создание манипулятора для перемещения грузов в особых условиях за счет ее расширения технологических возможностей.Это достигается тем, что манипулятор для перемещения грузов в особых условиях содержит электродвигатели 1, 2, 3, 4 с устройством для укладки тросов и редукторами. Редукторы приводятся во вращение устройством управления 5. Тросы 6, 7, 8, 9, перемещающие груз, соединенные одним концом с редуктором электродвигателей через ролики 10, 11, 12, 13, расположенные на опорных башнях 14, 15, 16, 17, а другим - с захватным устройством. В предложенном решении захватное устройство представляет собой связанную с тросами 6, 7, 8, 9 подвижную платформу 18 с размещенным на ней выходным звеном 19 с возможностью осевого перемещения. Привод 20 осевого перемещения выходного звена представляет собой электродвигатель постоянного тока, кинематически связанный с зубчатой рейкой 21, расположенной на конце выходного звена. На противоположном конце выходного звена жестко закреплен привод 22, оснащенный регулируемым захватом 23. 1 ил.The utility model relates to the field of lifting mechanisms and can be used as a manipulator for moving goods for various purposes anywhere in the space within the territory it serves under special conditions. A useful model is aimed at creating a manipulator for moving goods in special conditions due to its expansion of technological capabilities .This is achieved by the fact that the manipulator for moving goods in special conditions contains electric motors 1, 2, 3, 4 with a device for laying cables and gearboxes and. The gearboxes are driven by the control device 5. Cables 6, 7, 8, 9, moving the load, connected at one end to the gearbox of the electric motors via rollers 10, 11, 12, 13 located on the supporting towers 14, 15, 16, 17, and the other - with a gripper. In the proposed solution, the gripping device is a movable platform 18 connected to the cables 6, 7, 8, 9 with an output link 19 disposed thereon with the possibility of axial movement. The drive 20 of the axial displacement of the output link is a direct current motor kinematically connected to the gear rack 21 located at the end of the output link. At the opposite end of the output link is rigidly fixed drive 22, equipped with an adjustable grip 23. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области подъемных механизмов и может быть использована в качестве манипулятора для перемещения грузов различного назначения в любую точку пространства в пределах обслуживаемой им территории в особых условиях.The utility model relates to the field of lifting mechanisms and can be used as a manipulator for moving goods of various purposes to any point in space within the territory it serves under special conditions.

Известен робот-кран с кабельной подвеской, имеющий преимущества перед обычными кранами [Albus J.S., Bostelman R.V., Dagalakis N. The Nist Robocrane // Journal of Robotics. 1992. V. 10. No. 5. P. 709-724]. Робот-кран нового типа был разработан подразделением Robot Systems Национального института стандартов и технологий. Он состоит из двух структур механизма Стюарта, один внутри другого. Наружный механизм изготовлен из металлических трубок фиксированной длины и служит конструктивной опорой для подвижной платформы крана, поддерживаемой внутренним механизмом. Эта платформа подвешена на шести оплетенных стальных тросах, которые образуют внутренний механизм. Пока кабели натянуты, они образуют кинематически ограниченный механизм, который контролирует положение и ориентацию движущейся платформы. Длина кабелей контролируется шестью лебедками, что позволяет контролировать движение платформы.Known robot crane with cable suspension, which has advantages over conventional cranes [Albus J.S., Bostelman R.V., Dagalakis N. The Nist Robocrane // Journal of Robotics. 1992. V. 10. No. 5. P. 709-724]. A new type of robot crane was developed by the Robot Systems division of the National Institute of Standards and Technology. It consists of two structures of the Stuart mechanism, one inside the other. The external mechanism is made of metal tubes of a fixed length and serves as a structural support for the mobile platform of the crane, supported by an internal mechanism. This platform is suspended on six braided steel cables that form the internal mechanism. While the cables are tensioned, they form a kinematically limited mechanism that controls the position and orientation of the moving platform. The length of the cables is controlled by six winches, which allows you to control the movement of the platform.

Недостатком известного робота является необходимость как минимум трех фиксированных жестких опорных точек для шести воздушных кабельных соединений. Во многих потенциальных приложениях эти жесткие опорные точки просто недоступны, например, для обслуживания всего периметра здания такими роботами необходимо перемещать всю их опорную часть, что значительно усложняет их конструкцию из-за необходимости создания пути для ее перемещения.A disadvantage of the known robot is the need for at least three fixed rigid reference points for six aerial cable connections. In many potential applications, these rigid reference points are simply unavailable, for example, to service the entire perimeter of the building with such robots, it is necessary to move their entire supporting part, which greatly complicates their design due to the need to create a path for its movement.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является управляемый кабельный кран [Патент на изобретение Cable controlled crane, methods for making and using same: пат. 20030168647 US: МПК B66D 1/48 B66C 13/18 B66C 13/46 B66C 21/00 B66F 7/00 B66F 7/02 / Thompson Clark James; заявитель и патентообладатель P.L.L.C. - №10357295; заявл. 03.02.2003; опубл. 11.09.2003], состоящий из четырех электродвигателей с устройством для укладки троса и редуктором, которые приводятся во вращение с помощью устройства управления, четырех тросов, служащих для перемещения груза, соединенных с редуктором электродвигателей через ролики, расположенные на опорных башнях, и захватного устройства.The closest technical solution, selected as a prototype, is a controlled cable crane [Patent for the invention Cable controlled crane, methods for making and using same: US Pat. 20030168647 US: IPC B66D 1/48 B66C 13/18 B66C 13/46 B66C 21/00 B66F 7/00 B66F 7/02 / Thompson Clark James; Applicant and patentee P.L.L.C. - No. 10357295; declared 02/03/2003; publ. 09/11/2003], consisting of four electric motors with a device for laying a cable and a gearbox, which are rotated using a control device, four cables serving to move the load, connected to the gearbox of the electric motors through rollers located on the supporting towers, and a gripping device.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: электродвигатели с устройством для укладки тросов и редукторами, приводимыми во вращение устройством управления, тросы, перемещающие груз, соединенные с редуктором электродвигателей через ролики, расположенные на опорных башнях, и захватное устройство.The following features of the prototype coincide with the essential features of the utility model: electric motors with a device for laying cables and gearboxes driven by a control device, cables moving a load connected to a gearbox of electric motors through rollers located on supporting towers, and a gripping device.

Недостатком прототипа является узкая специализация в применении данного устройства. Это связано с тем, что данный кабельный кран не имеет возможности обслуживать всю складскую зону, на которой расположено множество объектов перемещения различной формы. При попытке сцепления захватного устройства с грузом, расположенным между двумя более крупными объектами, стоящими рядом с нужным грузом, необходимо убеждаться, не происходит ли касание тросов кабельного крана с рядом стоящими объектами, которое может привести к повреждению и тросов крана, и рядом стоящих объектов.The disadvantage of the prototype is the narrow specialization in the use of this device. This is due to the fact that this cable crane does not have the ability to serve the entire warehouse area, on which there are many objects of movement of various shapes. When you try to grip the gripper with a load located between two larger objects standing next to the desired load, you need to make sure that the cable crane cables do not touch adjacent objects, which can lead to damage to the crane cables and adjacent objects.

Полезная модель направлена на создание манипулятора для перемещения грузов в особых условиях за счет ее расширения технологических возможностей.The utility model is aimed at creating a manipulator for moving goods in special conditions due to its expansion of technological capabilities.

Это достигается тем, что манипулятор для перемещения грузов в особых условиях содержит электродвигатели с устройством для укладки тросов и редукторами. Редукторы приводятся во вращение устройством управления. Тросы, перемещающие груз, соединенные, одним концом, с редуктором электродвигателей через ролики, расположенные на опорных башнях, а другим, с захватным устройством. В предложенном решении захватное устройство представляет собой связанную с тросами подвижную платформу с размещенным на ней выходном звеном с возможностью осевого перемещения. Привод осевого перемещения выходного звена представляет собой электродвигатель постоянного тока, кинематически связанный с зубчатой рейкой расположенной на конце выходного звена. На противоположном конце выходного звена жестко закреплен привод, оснащенный регулируемым захватом.This is achieved by the fact that the manipulator for moving goods in special conditions contains electric motors with a device for laying cables and gearboxes. Gearboxes are driven by a control device. Cables moving the load, connected at one end to the gearbox of electric motors through rollers located on the supporting towers, and the other, with a gripper. In the proposed solution, the gripping device is a movable platform connected to cables with an output link located on it with the possibility of axial movement. The drive axial displacement of the output link is a DC motor kinematically connected to the gear rack located at the end of the output link. A drive equipped with an adjustable grip is rigidly fixed at the opposite end of the output link.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.The essence of the utility model is illustrated by graphic material.

На фигуре представлен общий вид заявляемого манипулятора для перемещения грузов в особых условиях.The figure shows a General view of the inventive manipulator for moving goods in special conditions.

Манипулятор для перемещения грузов в особых условиях содержит, например четыре, электродвигателя 1, 2, 3, 4, каждый из которых включает устройство для укладки тросов и редуктор. Электродвигатели приводятся во вращение устройством управления 5. Редукторы электродвигателей 1, 2, 3, 4 соединяются с тросами 6, 7, 8, 9 для перемещения груза в горизонтальной плоскости, соответственно, через ролики 10, 11, 12, 13. Ролики 10, 11, 12, 13 расположены на опорных башнях 14, 15, 16, 17. Захватное устройство, представляет собой связанную с тросами 6, 7, 8, 9 подвижную платформу 18. На подвижной платформе 18 размещено выходное звено 19 с возможностью осевого перемещения, на одном конце которого расположен привод 20. Привод 20 представляет собой электродвигатель постоянного тока, кинематически связанный с зубчатой рейкой 21. Зубчатая рейка 21 выполнена на конце выходного звена. На противоположном конце выходного звена жестко закреплен привод 22, выходной вал которого оснащен регулируемым захватом 23.A manipulator for moving goods under special conditions contains, for example, four electric motors 1, 2, 3, 4, each of which includes a device for laying cables and a gearbox. The electric motors are driven by a control device 5. The electric motor reducers 1, 2, 3, 4 are connected to the cables 6, 7, 8, 9 to move the load in the horizontal plane, respectively, through the rollers 10, 11, 12, 13. Rollers 10, 11 , 12, 13 are located on the supporting towers 14, 15, 16, 17. The gripping device is a movable platform 18 connected to the cables 6, 7, 8, 9. On the movable platform 18 there is an output link 19 with the possibility of axial movement, on one the end of which is the drive 20. The drive 20 is an electric motor direct current kinematically connected to the gear rack 21. The gear rack 21 is made at the end of the output link. At the opposite end of the output link, the drive 22 is rigidly fixed, the output shaft of which is equipped with an adjustable grip 23.

Манипулятор для перемещения грузов в особых условиях работает следующим образом. При вращении электродвигателей 1, 2, 3, 4, с устройствами для укладки тросов и редукторами, угловое положение валов этих электродвигателей задается устройством управления 5, происходит изменение длины тросов 6, 7, 8, 9, поддерживаемых роликами 10, 11, 12, 13, расположенными на опорных башнях 14, 15, 16, 17, в результате чего захватное устройство перемещается в нужную точку пространства. При этом тросы 6, 7, 8, 9 способны перемещать захватное устройство за счет выходного звена 19, с возможностью осевого перемещения при помощи привода 20 осевого перемещения, связанного с зубчатой рейкой 21, установленного на платформе 18, в горизонтальной плоскости. Привод 22 состоящий из электродвигателя и кинематического переходного узла обеспечивает преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное и таким образом регулирует размер захвата 23.The manipulator for moving goods in special conditions works as follows. When rotating the electric motors 1, 2, 3, 4, with devices for laying cables and gearboxes, the angular position of the shafts of these electric motors is set by the control device 5, the length of the cables 6, 7, 8, 9, supported by the rollers 10, 11, 12, 13 located on the supporting towers 14, 15, 16, 17, as a result of which the gripper moves to the desired point in space. In this case, the cables 6, 7, 8, 9 are able to move the gripping device due to the output link 19, with the possibility of axial movement by means of an axial movement drive 20 connected to the gear rack 21 mounted on the platform 18 in a horizontal plane. The drive 22 consisting of an electric motor and a kinematic transitional unit converts the rotational motion into reciprocating and thus controls the size of the grip 23.

В случае выполнения, например, грузоподъемных работ необходимо обеспечить поступательное движение выходного звена и требуемый размер захвата. Такая конструкция устройства может обеспечить одновременно осевое движение выходного звена и регулировать размер захвата.In the case of, for example, lifting operations, it is necessary to ensure the translational movement of the output link and the required grip size. This design of the device can simultaneously provide axial movement of the output link and adjust the size of the grip.

Электродвигатель, установленный на платформе, обеспечивает перемещение дополнительного выходного звена по оси перпендикулярной платформе, с помощью зубчатой рейки, связанной с электродвигателем.An electric motor mounted on the platform allows the additional output link to be moved along the axis perpendicular to the platform using a gear rack connected to the electric motor.

Это дает возможность перемещать объекты в труднодоступных местах с особыми условиями без участия человека, например, работа с радиоактивными элементами, источниками излучений, работа с элементами, которые могут облучать клетки человека, приводить к их мутации, нанося непоправимый вред здоровью. К данной категории можно отнести и работу на атомных, тепловых электростанциях.This makes it possible to move objects in hard-to-reach places with special conditions without human intervention, for example, working with radioactive elements, radiation sources, working with elements that can irradiate human cells, lead to their mutation, causing irreparable harm to health. This category also includes work at nuclear and thermal power plants.

Таким образом, предложенный манипулятор для перемещения грузов в особых условиях имеет возможность обслуживать всю складскую зону, на которой расположено множество объектов перемещения различной формы, также складские зоны с особыми условиями труда, без присутствия человека, за счет обеспечения осевого движения выходного звена и регулируемого захвата как рабочего органа, за счет расширения технологических его возможностей.Thus, the proposed manipulator for moving goods in special conditions has the ability to serve the entire warehouse area, on which there are many objects of movement of various shapes, as well as storage areas with special working conditions, without the presence of a person, due to the axial movement of the output link and adjustable capture as working body, by expanding its technological capabilities.

Claims

Manipulator for moving goods under special conditions, containing electric motors with a device for laying cables and gearboxes, driven by a control device, cables for moving goods connected to a gearbox of electric motors through rollers located on supporting towers, and a gripping device, characterized in that the gripping device the device is a movable platform connected to cables with an output link located on it with the possibility of axial movement, while the drive axial movement of the output The link is a direct current motor kinematically connected to a rack made at the end of the output link, and a drive equipped with an adjustable grip is rigidly fixed at the opposite end of the output link.