RU2193518C1

RU2193518C1 - Hydraulic crane-manipulator

Info

Publication number: RU2193518C1
Application number: RU2001116217A
Authority: RU
Inventors: И.И. Воронин; В.Н. Дьячков; Н.Г. Журавлев; Г.М. Муратшин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Старт"
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: logging; mechanization of loading and unloading operations. SUBSTANCE: proposed hydraulic crane-manipulator installed on self-propelled chassis has supporting and slewing column equipped with first hydraulic cylinder on which articulated boom is installed. Said boom has root section and telescopic section with grip. Sections are intercoupled by hinge joint and second hydraulic cylinder. Telescopic section is coupled with rod of first hydraulic cylinder surface. Ratio of radius of cylindrical surface to radius of block is 1:2. At said ratio of radii, grip of crane moves along straight line at any change of boom reach. bending dynamic loads on boom are brought to minimum, acting only at beginning of load movement and at stopping, i.e. at minimum speeds. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, конкретно к механизации погрузочно-разгрузочных работ на лесозаготовках. The invention relates to lifting and handling equipment, specifically to the mechanization of loading and unloading operations in logging.

Известен стреловой подъемный механизм, содержащий самоходное шасси с поворотной колонной, стрелу с захватным устройством и силовой цилиндр (а.с. СССР 1684245, кл. В 66 С 23/68, публ. 1991 г.). Данное устройство предназначено для самопогрузки ящиков с плодоовощной продукцией на буксируемый прицеп. Known boom lifting mechanism containing a self-propelled chassis with a swivel column, an arrow with a gripper and a power cylinder (AS USSR 1684245, class B 66 C 23/68, publ. 1991). This device is intended for self-loading of boxes with fruits and vegetables on a towed trailer.

Известен кран-манипулятор, содержащий колонну, несущую шарнирно-сочлененную стрелу с захватом, гидроцилиндры и блоки с запасованными тросами, концы которых закреплены на штоках гидроцилиндров (а.с. СССР 502832, кл.В 66 С 23/06, публ. 15.02.76). Указанное устройство, предназначенное для обслуживания заводских станков, непригодно для применения на лесозаготовках. A known crane-manipulator containing a column carrying an articulated boom with a gripper, hydraulic cylinders and blocks with stored cables, the ends of which are fixed on the rods of hydraulic cylinders (AS USSR 502832, class B 66 C 23/06, publ. 15.02. 76). The specified device, designed to service factory machines, is unsuitable for use in logging.

Наиболее близким по назначению и технической сути к предлагаемому изобретению является предназначенный для погрузки бревен гидравлический кран-манипулятор, содержащий самоходное шасси с поворотной колонной, на которой установлены шарнирно-сочлененная стрела и привод в виде силовых цилиндров, штоки которых соединены с рычагами, связанными с телескопической секцией на конце стрелы (а. с. СССР 544606, кл. В 66 С 23/04, публ. 30.01.77 - прототип). The closest in purpose and technical essence to the present invention is a hydraulic crane for loading logs containing a self-propelled chassis with a rotary column, on which an articulated boom and a drive are installed in the form of power cylinders, the rods of which are connected to levers connected with a telescopic section at the end of the boom (a. with. the USSR 544606, class B 66 C 23/04, publ. 30.01.77 - prototype).

К недостаткам прототипа следует отнести то, что его конструкция, в которой уменьшение вылета стрелы с грузом происходит за счет втягивания телескопической секции, не обеспечивает прямолинейно-поступательного перемещения груза в процессе погрузки бревен на лесовоз. При движении груза по криволинейной траектории возникают значительные изгибающие нагрузки на стрелу и ее опорную колонну, которые могут привести к аварии и разрушению крана. The disadvantages of the prototype include the fact that its design, in which the reduction of the boom with the load occurs due to the retraction of the telescopic section, does not provide a linearly-translational movement of the load during the loading of logs on a timber truck. When the load moves along a curved path, significant bending loads occur on the boom and its support column, which can lead to an accident and the destruction of the crane.

Технической задачей является повышение безопасности путем обеспечения прямолинейного перемещения груза при изменении вылета стрелы крана. The technical task is to increase safety by ensuring a rectilinear movement of the load when changing the reach of the crane boom.

Технический результат достигается тем, что в смонтированном на самоходном шасси гидравлическом кране-манипуляторе, содержащем оборудованную гидроцилиндром опорно-поворотную колонну, на которой установлена шарнирно-сочлененная стрела, имеющая корневую секцию и снабженную захватным органом телескопическую секцию, связанную со штоком закрепленного на корневой секции второго гидроцилиндра, при этом кран имеет гибкий элемент, запасованный в блок, установленный на оси, соединяющей корневую секцию с опорно-поворотной колонной, связанный с корневой секцией конец телескопической секций имеет наплыв с цилиндрической поверхностью, охватываемой гибким элементом, у которого один конец связан со штоком первого гидроцилиндра, а другой конец закреплен на телескопической секции, причем радиус цилиндрической поверхности относится к радиусу блока как 1/2. The technical result is achieved in that, mounted on a self-propelled chassis, a hydraulic crane-manipulator containing a support-swing column equipped with a hydraulic cylinder, on which an articulated boom is installed, having a root section and equipped with a gripping body, a telescopic section connected to a rod fixed to the root section of the second the hydraulic cylinder, while the crane has a flexible element stored in a block mounted on an axis connecting the root section with a slewing column connected root end section of the telescopic sections influx has a cylindrical surface covered by the flexible member, whose one end is connected to the rod of the first cylinder and the other end fixed to the telescopic section, wherein the radius of the cylindrical surface refers to a unit as a radius 1/2.

Достигаемый технический результат состоит в том, что при отношении радиуса цилиндрической поверхности к радиусу блока как 1/2 захватный орган крана перемещается по прямой линии при любом изменении вылета стрелы. При этом изгибающие динамические нагрузки на стрелу сведены к минимуму (действуют только в начале движения груза и при останове, т.е. при минимальных скоростях). Achievable technical result is that when the ratio of the radius of the cylindrical surface to the radius of the block is 1/2, the gripping member of the crane moves in a straight line for any change in the reach of the boom. At the same time, bending dynamic loads on the boom are minimized (they act only at the beginning of the movement of the load and at a stop, i.e. at minimum speeds).

Конструкция конкретного устройства крана-манипулятора поясняется чертежом, на котором показан общий вид крана. The design of the specific device of the crane-manipulator is illustrated in the drawing, which shows a General view of the crane.

Гидравлический кран-манипулятор содержит опорно-поворотную колонну 1, на которой закреплен гидроцилиндр 2. Грузовая стрела крана состоит из корневой секции 3 и телескопической секции 4, которые связаны между собой шарниром 5 и гидроцилиндром 6. Секция 3 закреплена на колонне 1 при помощи шарнира 7. Секция 4 содержит подвижную часть 8, на конце которой имеется грузозахватное устройство 9. На неподвижной части 4 выполнен наплыв, имеющий цилиндрическую поверхность 10, ось которой совпадает с осью шарнира 5. The hydraulic crane contains a slewing ring 1, on which a hydraulic cylinder 2 is fixed. The crane cargo arm consists of a root section 3 and a telescopic section 4, which are interconnected by a hinge 5 and a hydraulic cylinder 6. Section 3 is fixed to the column 1 with a hinge 7 Section 4 comprises a movable part 8, at the end of which there is a load gripping device 9. On the fixed part 4, an influx is made having a cylindrical surface 10, the axis of which coincides with the axis of the hinge 5.

Блочная система содержит блок 11, установленный соосно с шарниром 7, и гибкий элемент в виде цепи 12. Нижний конец цепи 12 связан со штоком гидроцилиндра 2, верхний конец закреплен на секции 4, причем цепь охватывает цилиндрическую поверхность 10. Радиус цилиндрической поверхности 10 относится к радиусу блока 11 как 1/2. The block system comprises a block 11 mounted coaxially with the hinge 7, and a flexible element in the form of a chain 12. The lower end of the chain 12 is connected to the rod of the hydraulic cylinder 2, the upper end is fixed to section 4, and the chain covers a cylindrical surface 10. The radius of the cylindrical surface 10 refers to block radius 11 as 1/2.

На кране работают в следующем порядке. Манипулятор с колонной 1 поворачивают в сторону груза с помощью поворотного устройства на шасси (условно не показано). Для манипулирования грузозахватным устройством 9 подают рабочую жидкость под давлением в поршневую полость гидроцилиндра 6, при этом шток гидроцилиндра выдвигается и поворачивает телескопическую секцию 4 относительно корневой секции 3, увеличивая вылет грузовой стрелы. Как показывают расчеты, если радиус цилиндрической поверхности 10 относится к радиусу блока 11 как 1/2, а длина секции 3 равна длине секции 4 (например, при полностью втянутой подвижной части 8, как показано на чертеже), то узел подвеса устройства 9 перемешается по прямой линии 13. При другом соотношении длин секций 3 и 4, т. е. при выдвинутой вперед подвижной части 8, грузозахватное устройство 9 перемещается параллельно линии 13 по траектории, близкой к прямой. The crane works in the following order. The manipulator with column 1 is turned in the direction of the load with the help of a rotary device on the chassis (not shown conditionally). To manipulate the load gripping device 9, the working fluid is supplied under pressure into the piston cavity of the hydraulic cylinder 6, while the hydraulic cylinder rod extends and rotates the telescopic section 4 relative to the root section 3, increasing the reach of the cargo boom. As the calculations show, if the radius of the cylindrical surface 10 refers to the radius of the block 11 as 1/2, and the length of the section 3 is equal to the length of the section 4 (for example, when the movable part 8 is fully retracted, as shown in the drawing), then the suspension unit of the device 9 is mixed along straight line 13. With a different ratio of the lengths of sections 3 and 4, that is, with the movable part 8 advanced forward, the load gripping device 9 moves parallel to line 13 along a path close to a straight line.

При достижении нужного вылета стрелы прекращают подачу жидкости в цилиндр 6, и устройство 9 зависает непосредственно над грузом, конкретно над пакетом бревен. Для опускания устройства 9 подают жидкость в поршневую полость цилиндра 2. При этом шток цилиндра 2 выдвигается, а секции 3 и 4, связанные цилиндром 6, поворачиваются вокруг шарнира 7 (против часовой стрелки по чертежу) как одно целое. Устройство 9 опускается и захватывает груз. When the desired reach is reached, the arrows stop the flow of fluid into the cylinder 6, and the device 9 hangs directly above the load, specifically over the packet of logs. To lower the device 9, liquid is supplied into the piston cavity of the cylinder 2. In this case, the rod of the cylinder 2 extends, and the sections 3 and 4 connected by the cylinder 6 rotate around the hinge 7 (counterclockwise in the drawing) as a single unit. The device 9 is lowered and captures the load.

Для подъема груза подают жидкость в штоковую полость цилиндра 2. Шток втягивается, цепь 12 натягивается и через блок 11 поворачивает стрелу (т.е. секции 3, 4) по часовой стрелке, при этом устройство 9 с грузом поднимается вверх. Для укладки груза на транспортную платформу подают жидкость в штоковую полость цилиндра 6. Шток цилиндра 6 втягивается, секция 4 складывается относительно секции 3, вылет стрелы уменьшается, и устройство 9 с грузом перемещается по траектории 13. Таким образом, управляя подачей рабочей жидкости в цилиндры 2, 6 обеспечивают перемещение груза по прямой траектории, совпадающей с линией 13 или параллельной ей. To lift the load, liquid is supplied to the rod cavity of the cylinder 2. The rod is retracted, the chain 12 is pulled and through the block 11 turns the arrow (i.e. sections 3, 4) clockwise, while the device 9 with the load rises. To lay the cargo onto the transport platform, liquid is supplied to the rod cavity of cylinder 6. The cylinder rod 6 is retracted, section 4 is folded relative to section 3, the boom is reduced, and the device 9 moves along the path 13 with the load. Thus, controlling the supply of working fluid to the cylinders 2 , 6 provide for the movement of cargo along a direct path coinciding with line 13 or parallel to it.

Предлагаемая конструкция крана-манипулятора имеет следующие преимущества в сравнении с известными аналогами:
- грузозахватное устройство перемещается по прямой линии во всем диапазоне изменения вылета стрелы;
- в связи со значительным снижением изгибающих нагрузок опорно-поворотная колонна и корневая часть имеет меньший вес;
- манипулятор с данной кинематической схемой значительно проще в управлении при выборе оптимальной траектории перемещения груза.The proposed design of the crane-manipulator has the following advantages in comparison with known analogues:
- the load gripping device moves in a straight line over the entire range of the boom extension;
- due to a significant reduction in bending loads, the slewing column and the root part have less weight;
- the manipulator with this kinematic scheme is much easier to control when choosing the optimal trajectory of the load.

В соответствии с описанной выше схемой на предприятии ОАО НПП "Старт" (г. Екатеринбург) изготовлен опытный образец гидравлического крана-манипулятора, который установлен на автомобиле-лесовозе. Проведены испытания крана, показавшие хороший результат. In accordance with the scheme described above, at the enterprise of OAO NPP "Start" (Yekaterinburg), a prototype of a hydraulic crane, mounted on a timber truck, was made. Tested crane, which showed a good result.

Изложенное выше позволяет сделать вывод, что данное техническое решение отвечает критериям новизны, неочевидности и промышленной применимости, в связи с чем предлагается к правовой защите патентом на изобретение. The above allows us to conclude that this technical solution meets the criteria of novelty, non-obviousness and industrial applicability, in connection with which it is proposed to legal protection by a patent for an invention.

Claims

1. A hydraulic manipulator crane mounted on a self-propelled chassis, comprising a pivoting column equipped with a first hydraulic cylinder, on which an articulated boom is installed, having a root section and equipped with a telescoping section that is connected to the rod of the second hydraulic cylinder mounted on the root section, the crane is equipped with a flexible element stored in a block mounted on an axis connecting the root section and the slewing column, characterized in that it is connected with the root the section end of the telescopic section has an influx with a cylindrical surface, which is covered by a flexible element, one end of which is connected to the rod of the first hydraulic cylinder, and the second end is fixed to the telescopic section, and the radius of the cylindrical surface refers to the radius of the block as 1/2.

2. The hydraulic crane according to claim 1, characterized in that the flexible element is made in the form of a chain.