RU2616493C1 - Tripod arm of parallel-serial structure - Google Patents
Tripod arm of parallel-serial structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616493C1 RU2616493C1 RU2016110927A RU2016110927A RU2616493C1 RU 2616493 C1 RU2616493 C1 RU 2616493C1 RU 2016110927 A RU2016110927 A RU 2016110927A RU 2016110927 A RU2016110927 A RU 2016110927A RU 2616493 C1 RU2616493 C1 RU 2616493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- vehicle
- mechanisms
- fixed
- parallel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
- B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
- B66C23/44—Jib-cranes adapted for attachment to standard vehicles, e.g. agricultural tractors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к подъемно-транспортным средствам, используемым для проведения погрузочно-разгрузочных и прочих работ, выполняемых мобильными подъемно-транспортными агрегатами ограниченной грузоподъемности.The invention relates to lifting vehicles used for loading and unloading and other work performed by mobile lifting and handling units of limited carrying capacity.
Известен также кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрено два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания (RU 2053191 С1, МПК6 В66С 23/44, 1996). В этом манипуляторе исключается, по крайней мере, один недостаток - достигается более равномерная загрузка всех гидроцилиндров, поскольку закрепленные на основании цилиндры перекомпонованы, и растягивающие усилия воспринимают два цилиндра, а для поворота основания предусмотрено два цилиндра.A crane is also known, which contains a vehicle mounted in a vertical plane, a base in the form of a flat triangular truss and three hydraulic cylinders, the hulls of which are pivotally mounted on the tops of the base, and the rods of all three hydraulic cylinders are connected to each other and to the load-gripping organ, for rotation the base provides two hydraulic cylinders, the rods of which are fixed on the upward side of the base (RU 2053191 C1, MPK6 V66C 23/44, 1996). This manipulator eliminates at least one drawback - a more uniform loading of all hydraulic cylinders is achieved, since the cylinders fixed on the base are rearranged, and two cylinders take tensile forces, and two cylinders are provided for turning the base.
Технический недостаток данного крана-манипулятора: наличие зоны неустойчивой работы, которая наступает, когда вертикальная ось шарнира основания и центр шарнира крепления цилиндров поворота на основании располагаются примерно на одной вертикальной геометрической оси; недостаточные эксплуатационно-технологические показатели из-за ограниченной погрузочной высоты и вынужденного демонтажа (и неиспользования) собственного кузова транспортного средства; усложнен алгоритм управления пятью цилиндрами. Эти недостатки сводят на нет достоинство манипулятора - расширение зоны действия в горизонтальной плоскости.The technical drawback of this crane is the presence of an unstable zone, which occurs when the vertical axis of the hinge of the base and the center of the hinge of the attachment of the rotation cylinders on the base are located on approximately one vertical geometric axis; insufficient operational and technological indicators due to the limited loading height and the forced dismantling (and non-use) of the vehicle’s own body; The five-cylinder control algorithm is complicated. These shortcomings negate the dignity of the manipulator - the expansion of the coverage in the horizontal plane.
Известен кран-манипулятор, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы и три гидроцилиндра, корпуса которых шарнирно закреплены на вершинах основания, а штоки всех трех гидроцилиндров соединены между собой и с грузозахватным органом, при этом для поворота основания предусмотрено два гидроцилиндра, штоки которых закреплены на обращенной вверх стороне основания, при этом вершина основания, противолежащая упомянутой стороне основания, снабжена горизонтальной балкой, параллельной этой стороне основания, гидроцилиндры поворота основания расположены параллельно друг другу, их штоки закреплены на вершинах основания, соединенных между собой верхней его стороной, при этом между горизонтальной балкой и наклонными сторонами основания расположены укосины, при этом упомянутая горизонтальная балка соединена с фермой, установленной на вертикальных стойках, охватывающих кабину и закрепленных на раме транспортного средства (Патент РФ №2207317, В66С 23/44, опубл. 27.06.2003).A known crane-manipulator comprising a vehicle mounted on a vehicle rotatable in a vertical plane base in the form of a flat triangular truss and three hydraulic cylinders, the hulls of which are pivotally mounted on the tops of the base, and the rods of all three hydraulic cylinders are connected to each other and to the load-gripping organ, for rotation of the base there are two hydraulic cylinders, the rods of which are fixed on the upstream side of the base, while the top of the base, opposite the mentioned side of the base, is provided with ntal beam parallel to this side of the base, the rotation cylinders of the base are parallel to each other, their rods are fixed on the tops of the base, interconnected by its upper side, while there are jibs between the horizontal beam and the inclined sides of the base, while the said horizontal beam is connected to the truss mounted on vertical racks covering the cab and mounted on the vehicle frame (RF Patent No. 2207317, B66C 23/44, publ. 06/27/2003).
Технический недостаток данного крана-манипулятора: недостаточные функциональные возможности грузозахватного органа из-за ограниченной степени подвижности с одной вращательной кинематической парой 5-го класса, отсутствие возможности управления грузозахватным органом.The technical drawback of this crane is the lack of functionality of the load-gripping organ due to the limited degree of mobility with one rotational kinematic pair of the 5th class, the inability to control the load-gripping organ.
Известен грузоподъемный кран, содержащий смонтированное на транспортном средстве поворотное в вертикальной плоскости основание в виде плоской треугольной фермы, на котором с помощью шарниров закреплены три гидроцилиндра, штоки которых соединены между собой и с грузозахватным органом, для поворота основания предусмотрен дополнительный гидроцилиндр (SU 594021, МПК2 В66С 23/44, 1978).Known crane containing mounted on a vehicle rotatable in a vertical plane base in the form of a flat triangular truss, on which three hydraulic cylinders are mounted using hinges, the rods of which are connected to each other and to the load gripping body, an additional hydraulic cylinder is provided for turning the base (SU 594021, MPK2 B66C 23/44, 1978).
Технический недостаток известного грузоподъемного крана: недостаточные функциональные возможности из-за ограниченной погрузочной высоты и необходимости демонтажа (и неиспользования) собственного кузова транспортного средства; нерациональная загрузка гидроцилиндров - верхний цилиндр, закрепленный на основании, и цилиндр поворота основания, воспринимающие неблагоприятные растягивающие усилия, являются наиболее нагруженными.The technical disadvantage of the known crane: insufficient functionality due to the limited loading height and the need to dismantle (and not use) the vehicle’s own body; irrational loading of hydraulic cylinders - the upper cylinder, mounted on the base, and the base rotation cylinder, perceiving adverse tensile forces, are the most loaded.
Данное изобретение принято нами в качестве прототипа.This invention is accepted by us as a prototype.
Технический результат: повышение маневренности, увеличение функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительными степенями подвижности в конструкции грузозахватного устройства, а также для его управления с помощью шаговых двигателей.EFFECT: increased maneuverability, increased functional capabilities due to providing additional degrees of mobility in the design of the load gripping device, as well as for its control using stepper motors.
Указанный технический результат достигается тем, что манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры, содержащий основание, на котором с помощью шарниров смонтированы три гидроцилиндра, штоки которых соединены между собой и с грузозахватным органом, с целью расширения зоны действия крана и повышения жесткости конструкции, он снабжен дополнительным цилиндром, размещенным на основании, выполненном в виде плоской треугольной фермы, одна сторона которой закреплена на транспортном средстве с возможностью поворота в вертикальной плоскости, согласно изобретению, в точке соединения трех цилиндров с помощью пятиподвижного шарнира закреплен трехстепенной управляемый захват, представляющий собой три последовательно соединенных между собой механизма, конструкции которых соединены с помощью вращательных цилиндрических шарниров с кинематической парой пятого класса, и для их поворота предусмотрены шаговые двигатели, закрепленные на конструкции механизмов.The specified technical result is achieved in that the tripod manipulator is of a parallel-serial structure, containing a base on which three hydraulic cylinders are mounted using hinges, the rods of which are connected to each other and to the load-gripping organ, in order to expand the crane operating range and increase the rigidity of the structure, it is equipped an additional cylinder placed on the base, made in the form of a flat triangular truss, one side of which is mounted on the vehicle with the possibility of rotation in vertical of the first plane, according to the invention, at the junction of three cylinders with a five-movable hinge, a three-stage controlled grip is fixed, which is three sequentially interconnected mechanisms, the structures of which are connected using rotary cylindrical hinges with a fifth-class kinematic pair, and step motors are provided for their rotation fixed to the construction of mechanisms.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем на обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Новизна» по существующему законодательству.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant has found an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "Novelty" under existing law.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен общий вид манипулятора-трипода параллельно-последовательной структуры.In FIG. 1 shows a General view of the manipulator-tripod parallel-serial structure.
На фиг. 2 - кинематическая схема трехстепенного управляемого захвата.In FIG. 2 is a kinematic diagram of a three-degree controlled capture.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed invention are as follows.
Предлагаемый манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры состоит из пространственного приводного трехстержневого механизма в виде треугольной пирамиды со звеньями переменной длины. Механизм содержит три звена 1, 2, 3 (фиг. 1), концы которых закреплены в вершинах на поворотном основании 4 в виде треугольной фермы с помощью двухстепенных шарниров 5. Противоположные концы трех звеньев 1-3 соединены между собой и с трехстепенным управляемым захватом 6 посредством особого сферического шарнирного устройства 7 с пятью степенями свободы. Основание 4 крепится к транспортному средству двумя нижними вершинами треугольной фермы с помощью цилиндрических шарниров вращения с кинематической парой пятого класса. Для поворота основания 4 предусмотрен дополнительный подвижный стержневой привод 8, который одним концом соединяется с верхней третьей вершиной треугольной фермы, а другим концом к транспортному средству с помощью цилиндрических шарниров вращения с кинематической парой пятого класса.The proposed manipulator-tripod parallel-serial structure consists of a spatial drive three-rod mechanism in the form of a triangular pyramid with links of variable length. The mechanism contains three
Трехстепенной управляемый захват 6 (фиг. 2) содержит три механизма 9, 10, 11 и схват 12, расположенных последовательно друг за другом, конструкции которых соединяются между собой цилиндрическими шарнирами вращения. При этом ось симметрии Z2 механизма 9 трехстепенного управляемого захвата 6 совпадает с осью симметрии Z1 пятиподвижного сферического шарнира 7, а ось Z3 механизма 10 располагается под угол 90° к оси симметрии Z2 механизма 9. Схват 12, шарнирно соединенный цилиндрическим шарниром с механизмом 11, может выполнять поворот на 360° вокруг оси симметрии Z4 механизма 11. Для вращения всех трех механизмов 9-11 предусмотрены шаговые двигатели, которые крепятся корпусами или выходными валами к конструкциям механизмов 9-11 (на фиг. 1 и фиг. 2 не указаны).The three-stage controlled gripper 6 (Fig. 2) contains three
Работа манипулятора-трипода параллельно-последовательной структуры осуществляется следующим образом.The operation of the manipulator-tripod parallel-serial structure is as follows.
Перемещение схвата 12 по траектории в заданную точку позиционирования, находящуюся в зоне обслуживания манипулятора-трипода, можно осуществить в несколько этапов. На первом (основном) этапе перемещение обеспечивается работой пространственного четырехстержневого механизма, который располагает трехстепенной управляемый захват 6 непосредственно над указанным объектом. Дальнейшие манипуляции проделываются работой трехстепенным управляемым захватом 6, который ориентирует (разворачивает) схват 12 посредством трех последовательно расположенных механизмов 9-11.Moving the
Увеличение или уменьшение длины штока хотя бы одного звена 1, 2 или 3 пространственного приводного стержневого механизма, способствует изменению геометрии пространственной структуры, представленной в виде пирамиды, образованной основанием 4 и звеньями переменной длины механизмов 1-3. Вследствие этого сферический пятиподвижный шарнир 7, соединяющий противоположные концы звеньев 1-3 в одной точке, находящейся в вершине пирамиды, увлекает за собой трехстепенной управляемый захват 6 и схват 12. Для увеличения зоны обслуживания манипулятора-трипода необходимо включить дополнительный подвижный стержневой привод 8, который поворачивает в вертикальной плоскости основание 4, закрепленное нижними вершинами треугольной фермы с транспортным средством посредством цилиндрических шарниров вращения с кинематическими парами пятого класса. Шарниры 5 соединяют одни концы звеньев 1-3 стержневого механизма с вершинами треугольной фермы основания 4 и обеспечивают необходимую двухстепенную подвижность этих звеньев относительно основания 4. Таким образом, максимальное перемещение схвата 12 выполняет параллельно-пространственная структура манипулятора-трипода. Дальнейшее регулирование оптимального положения схвата 12 в пространстве осуществляется под управлением механизмов 9-11 трехстепенного подвижного управляемого захвата 6. На каждом из механизмов 9, 10 или 11 установлено по одному шаговому двигателю, которые крепятся к конструкциям механизмов 9-11 корпусами или выходными валами двигателя. При включении какого-либо шагового двигателя, конструкция любого из механизмов 9-11 управляемого захвата 6 начинает поворачиваться на определенный угол относительно своей оси симметрии. При этом конструкция механизма 9 поворачивается на угол α вокруг оси Z2, соответственно конструкция механизма 10 на угол β вокруг оси Z3, а конструкция механизма 11 на угол γ вокруг оси Z4. Полный поворот на 360° углов α и β не возможен из-за размеров конструкции самих механизмов, только конструкция механизма 11 позволяет вращать схват 12 на угол γ>360° вокруг оси Z4. После того как схват 12 полностью сориентируется в нужное положение, происходит заключительный этап - захват и перенос указанного объекта в другое место.An increase or decrease in the length of the rod of at least one
Таким образом, манипулятор-трипод параллельно-последовательной структуры, обладая дополнительными степенями подвижности в конструкции грузозахватного устройства, повышает маневренность и увеличивает свои функциональные возможности.Thus, the tripod manipulator of a parallel-serial structure, possessing additional degrees of mobility in the design of the load gripping device, increases maneuverability and increases its functionality.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110927A RU2616493C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Tripod arm of parallel-serial structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110927A RU2616493C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Tripod arm of parallel-serial structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2616493C1 true RU2616493C1 (en) | 2017-04-17 |
Family
ID=58642707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110927A RU2616493C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Tripod arm of parallel-serial structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616493C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU177909U1 (en) * | 2017-10-16 | 2018-03-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR |
RU2651781C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Industrial purpose tripod manipulator |
RU218887U1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Tripod manipulator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5211526A (en) * | 1992-02-28 | 1993-05-18 | Larry Robinette | Mobile crane |
RU2053191C1 (en) * | 1992-12-16 | 1996-01-27 | Виктор Иванович Пындак | Crane-manipulator |
RU2167804C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-27 | Волгоградский энергетический колледж | Crane-manipulator |
RU2207317C1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-06-27 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Crane-manipulator |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016110927A patent/RU2616493C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5211526A (en) * | 1992-02-28 | 1993-05-18 | Larry Robinette | Mobile crane |
RU2053191C1 (en) * | 1992-12-16 | 1996-01-27 | Виктор Иванович Пындак | Crane-manipulator |
RU2167804C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-27 | Волгоградский энергетический колледж | Crane-manipulator |
RU2207317C1 (en) * | 2001-10-24 | 2003-06-27 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Crane-manipulator |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651781C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-04-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Industrial purpose tripod manipulator |
RU177909U1 (en) * | 2017-10-16 | 2018-03-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | SPATIAL MECHANISM OF MANIPULATOR |
RU218887U1 (en) * | 2022-12-23 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Tripod manipulator |
RU218886U1 (en) * | 2023-04-06 | 2023-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Tripod manipulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH07508488A (en) | Lifting device for loads | |
CN103318770B (en) | Movement device configured for moving payload | |
CN102729257B (en) | Method and handling system for automated movement of a gravity-compensated load | |
US20160195175A1 (en) | Apparatus for Converting Motion | |
RU2616493C1 (en) | Tripod arm of parallel-serial structure | |
JPS63150178A (en) | Manipulator | |
US20100140016A1 (en) | Vehicle and a lifting arm assembly | |
CA2616594A1 (en) | Collapsible boom | |
RU183544U1 (en) | MANIPULATOR-TRIPOD OF INDUSTRIAL PURPOSE | |
US20220017337A1 (en) | Lifting apparatus | |
RU2722747C1 (en) | Robot-loader of grids with vegetables | |
JP7376570B2 (en) | Bracing devices for vehicle cranes, especially vehicle crane systems with attached parts transport units for lateral superlifts | |
RU183553U1 (en) | CRANE ARM | |
RU2651781C1 (en) | Industrial purpose tripod manipulator | |
CN106241630B (en) | Upper vehicle part of template grabbing and lifting alignment machine | |
RU2722762C1 (en) | Manipulator crane | |
RU2725367C1 (en) | Loader crane | |
JPH06226658A (en) | Multipurpose mobile robot | |
RU2207317C1 (en) | Crane-manipulator | |
ES2274599T3 (en) | ELEVATION PROCEDURE AND APPLIANCE WITH FLOATING ELEVATION CYLINDER DEVICE. | |
RU218886U1 (en) | Tripod manipulator | |
RU218887U1 (en) | Tripod manipulator | |
RU2053191C1 (en) | Crane-manipulator | |
RU142452U1 (en) | LIFT ARROWS | |
RU195303U1 (en) | LIFT ARROWS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180325 |