WO2006070043A1 - Sistema de control de un brazo mecanico - Google Patents

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WO2006070043A1
WO2006070043A1 PCT/ES2005/070184 ES2005070184W WO2006070043A1 WO 2006070043 A1 WO2006070043 A1 WO 2006070043A1 ES 2005070184 W ES2005070184 W ES 2005070184W WO 2006070043 A1 WO2006070043 A1 WO 2006070043A1
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arm
accumulator
hydraulic cylinder
energy
mechanical arm
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Enrique Angel Vidal Ramo
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Enrique Angel Vidal Ramo
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    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G1/00—Roundabouts
    • A63G1/44—Roundabouts with turntables moved up and down
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G1/00—Roundabouts
    • A63G1/30—Roundabouts with seats moving up-and-down, e.g. figure-seats
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load

Definitions

  • the object of the present invention patent is to present a new control system of an articulated mechanical arm, of which they are moved by a pneumatic-hydraulic system. Through this control system, considerable energy savings are achieved, as well as keeping the arm within very restrictive safety parameters, by damping the descent.
  • This invention has its main field of application within the control of mechanical arms moved by pneumatic-hydraulic elements such as, for example, the arms of fairground attractions.
  • the control system of a mechanical arm, object of the present invention patent is basically composed of an arm itself, provided with a single degree of freedom.
  • the movement of the arm is facilitated by two cylinders, one pneumatic and the other pressurized hydraulic joined together, in such a way that, in the movement of vertical descent of the arm by gravity, the pneumatic cylinder reaches its maximum point of comfort when close the air exhaust, starting to actuate the hydraulic cylinder, as the oil starts increasing the pressure and sending it to the accumulator pushed by the organic arm in its fall motion.
  • This set provides greater stability and security to the set, in case of a malfunction of any of the components.
  • the pressurized hydraulic cylinder while acting downwardly, provides that excess energy to a hydraulic accumulator located on the mechanical arm. When the arm reaches its minimum position (zero speed point on the arm), the accumulator will return its retained energy by taking advantage of the inertia of the arm itself and deploying the pressurized hydraulic cylinder first, to subsequently deploy the attic tire.
  • the control system of a mechanical arm is composed of an arm (1) articulated with a single degree of freedom, in whose preferred embodiment as a mechanical arm for fairground attractions, has been endowed with a boat (11).
  • the set is completed with two cylinders (2 and 3) jointly joined together, together with a hydraulic accumulator (4) attached to the pressurized hydraulic cylinder (2) so that it can accumulate the energy that the pressurized hydraulic cylinder (2) dissipates .
  • the pneumatic cylinder (3) In the downward movement of the arm (1), the pneumatic cylinder (3) reaches its point of maximum compressibility, the pressurized hydraulic cylinder (2) acting, which passes the energy dissipated to the accumulator (4) that is responsible for its storage until the zero speed point of the arm (1) is reached. At that point, the accumulator (4) returns the accumulated energy to the pressurized hydraulic cylinder (2) thanks to the inertia of the arm itself extending the assembly formed by the cylinders (2 and 3).

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Abstract

Sistema de control de un brazo mecánico compuesto por un brazo (1) articulado con un solo grado de libertad. El conjunto se completa con 5 dos cilindros (2 y 3) solidariamente unidos entre si, junto con un acumulador hidráulico (4) unido al cilindro hidráulico presurizado (2) de tal forma que pueda acumular la energía que el cilindro hidráulico presurizado (2) disipa, al comprimir el aceite y llevarlo al acumulador aumentando la presión y por lo tanto acumulando energía.

Description

Sl STEMA DE CONTROL DE UN BRAZO MECÁNI CO.
OBJETO DE LA I NVENCI ÓN.
La presente patente de invención tiene por objeto presentar un nuevo sistema de control de un brazo mecánico articulado, de los que están movidos por un sistema neumático-hidráulico. Mediante este sistema de control se consigue un considerable ahorro energético, así como mantener al brazo dentro de unos parámetros de seguridad muy restrictivos, al amortiguar el descenso.
Esta invención tiene su principal campo de aplicación dentro del control de brazos mecánicos movidos por elementos neumáticos- hidráulicos como son, por ejemplo, los brazos de las atracciones de feria.
ANTECEDENTES DE LA I NVENCI ÓN.
Hasta el momento el control de los movimientos de los brazos mecánicos, se reducía al control de los elementos neumáticos e hidráulicos del propio brazo, intentando mantener los parámetros de funcionamiento adecuados según normativa legal. No obstante, en ciertos casos se han llegado a producir roturas en los elementos de control del brazo mecánico que han ocasionado graves problemas de funcionamiento, y en el caso de los brazos mecánicos en las atracciones de feria, lesiones a los usuarios de dicha atracción. Por otro lado, estos sistemas de control malgastan una gran cantidad de energía, ya que son incapaces de aprovechar Ia energía disipada en el descenso del brazo, para aprovechar esa energía en el ascenso.
DESCRI PCI ÓN DE LA I NVENCI ÓN.
El sistema de control de un brazo mecánico, objeto de Ia presente patente de invención está compuesto básicamente por un brazo propiamente dicho, dotado de un solo grado de libertad. El m ovim iento del brazo está facilitado por dos cilindros, uno neumático y otro hidráulico presurizado unidos entre si, de tal forma que, en el movim iento de descenso vertical del brazo por gravedad, el cilindro neumático alcanza su punto máximo de com presibilidad al cerrar el escape de aire, em pezando a actuar el cilindro hidráulico, al com prim ir el aceite aumentando Ia presión y enviándola al acum ulador em pujado por el brazo m ecánico en su m ovim iento de caída. Este conj unto aporta una m ayor estabilidad y seguridad al conj unto, en caso de un mal funcionam iento de alguno de los com ponentes. El cilindro hidráulico presurizado, mientras actúa descendentemente aporta esa energía excedente a un acum ulador hidráulico situado sobre el brazo mecánico. Cuando el brazo alcanza su posición m ínima (punto de velocidad cero en el brazo) , el acum ulador devolverá su energía retenida aprovechando Ia inercia del propio brazo y desplegando el cilindro hidráulico presurizado en primer lugar, para posteriormente desplegar el neum ático.
Mediante este sistema conseguimos un ahorro de energía considerable, puesto que aprovechamos el descenso para acum ular una energía que, posteriormente, utilizamos en el ascenso. Asim ismo, Ia estructura formada por los dos cilindros, confiere al sistema una seguridad en caso de roturas o accidentes m uy superior a los sistem as actuales, puesto que el cilindro hidráulico amortiguaría el im pacto descendente. Finalmente, al aprovechar Ia inercia del conj unto, conseguimos una velocidad de respuesta m uy superior a Ia de los sistemas actualmente en servicio.
DESCRI PCI ÓN D E LOS D l BUJOS.
Para com plementar Ia descripción que se está realizando, y con objeto de ayudar a una m ejor com prensión de las características del invento, se acom paña a Ia presente m em oria descriptiva, como parte integrante de Ia m isma, una serie de figuras en las cuales, con carácter ilustrativo y no lim itativo, se ha representado Io siguiente: - Figura 1: Vista cel sistema de control de un brazo mecánico, objeto de Ia presente patente de invención.
REALI ZACI ÓN PREFERENTE DE LA I NVENCI ÓN.
Como es posible observar en Ia figura adjunta, el sistema de control de un brazo mecánico, objeto de Ia presente patente de Invención, está compuesto por un brazo (1) articulado con un solo grado de libertad, en cuya realización preferente como brazo mecánico para atracciones de feria, ha sido dotado de una barquilla (11). El conjunto se completa con dos cilindros (2 y 3) solidariamente unidos entre si, junto con un acumulador hidráulico (4) unido al cilindro hidráulico presurizado (2) de tal forma que pueda acumular Ia energía que el cilindro hidráulico presurizado(2) disipa.
En el movimiento de descenso del brazo (1), el cilindro neumático (3) alcanza su punto de máxima compresibilidad, pasando a actuar el cilindro hidráulico presurizado (2), el cual pasa Ia energía disipada al acumulador (4) que se encarga de su almacenamiento hasta que se alcanza el punto de velocidad cero del brazo (1). En ese punto, el acumulador (4) devuelve Ia energía acumulada al cilindro hidráulico presurizado (2) gracias a Ia inercia del propio brazo extendiéndose el conjunto formado por los cilindros (2 y 3).
Una vez descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia presente invención, así como una forma de llevarla a Ia práctica, solamente queda por añadir que dicha invención puede sufrir ciertas variaciones en forma y materiales, siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las características que se reivindican a continuación.

Claims

REIVI NDICACIONES
1. Sistema de control de un brazo mecánico caracterizado porque está compuesto por un brazo (1) articulado con un solo grado de libertad. El conjunto se completa con dos cilindros (2 y 3) solidariamente unidos entre si, junto con un acumulador hidráulico (4) unido al cilindro hidráulico presurizado (2) de tal forma que pueda acumular Ia energía que el cilindro hidráulico presurizado(2) disipa, empujado por el brazo mecánico en caída gravitatoria, al comprimir el aceite aumentando Ia presión y enviándola al acumulador para Ia posterior utilización de esta energía.
2. Sistema de control de un brazo mecánico, según reivindicación primera, caracterizado porque en el movimiento de descenso del brazo (1), el cilindro neumático (3) alcanza su punto de máxima compresibilidad, pasando a actuar el cilindro hidráulico presurizado (2), el cual pasa Ia energía disipada al acumulador (4) que se encarga de su almacenamiento hasta que se alcanza el punto de velocidad cero del brazo (1). En ese punto, el acumulador (4) devuelve Ia energía acumulada al cilindro hidráulico presurizado (2) gracias a Ia inercia del propio brazo extendiéndose el conjunto formado por los cilindros (2 y 3).
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