манипулятор

Формула изобретения

Манипулятор, содержащий основание с кронштейнами навески и выдвижными опорами, закрепленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси опорно-поворотную колонку со смонтированной на ней шарнирно стрелой, рукоять с шарнирно установленным грузозахватным крюком и гидроприводы управления стрелой, рукоятью и опорно-поворотной колонкой, отличающийся тем, что основание выполнено в виде вертикально установленного полого цилиндра с наклонной в радиальной плоскости верхней балкой и нижними Х-образно ориентированными в горизонтальной плоскости балками, на последних из которых установлены выдвижные опоры, а опорно-поворотная колонка в виде полой штанги размещена соосно в полости основания и с ним дополнительно соединена механизмом поворота, выполненным в виде кинематически и гидравлически связанных гидроприводов управления и ярусно установленных одно- и двуплечего рычагов, смонтированных с возможностью свободного вращения на опорно-поворотной колонке, и дополнительного рычага, установленного жестко на опорно-поворотной колонке, удаленные от оси вращения концы двуплечего рычага шарнирно соединены с основаниями гидроприводов, шток одного из которых связан шарниром с верхним концом верхней балки, шток другого - с удаленным концом свободно вращающегося одноплечего рычага, соединенного посредством третьего гидропривода с дополнительным рычагом опорно-поворотной колонки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к грузоподъемной технике.

Известно устройство для поворота и изменения вылета стрелы крана, содержащее основание, раму, шарнирно установленные на ней под углом друг к другу гидроцилиндры, штоки которых шарнирно соединены между собой и со стрелой, установленной на раме поворотной в горизонтальной плоскости оси с возможностью поворота в вертикальной плоскости, в котором, с целью расширения зоны действия и снижения динамических нагрузок, рама выполнена в виде Т-образной фермы, на концах горизонтальной перекладины которой закреплены корпуса гидроцилиндров, а вертикальная стойка фермы выполнена пустотелой для закрепления внутри нее поворотной оси, при этом ферма установлена на основании с возможностью поворота в горизонтальной плоскости посредством дополнительного привода, взаимодействующего с наружной поверхностью вертикальной стойки; дополнительный привод выполнен в виде гидровинтового механизма, включающего закрепленную на наружной поверхности вертикальной стойки Т-образной фермы обойму и размещенный внутри нее поршень с центральным отверстием, охватывающим вертикальную стойку, установленный с возможностью перемещения вдоль оси последней, зафиксированный от поворота вокруг нее и взаимодействующий с ней посредством винтовой нарезки, выполненной на сопрягаемых поверхностях поршня и стойки (SU, авторское свидетельство N 1813697. МПК⁵ B 66 C 23/82. Устройство для поворота и изменения вылета стрелы крана. //Герасун В. М. , Карсаков А. А. , Пындак В. И. , Рогачев А.Ф., Строков В.Л. Заявлено 11.03.1991, опубликовано 07.05.1993).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относятся ограниченная зона обслуживания в горизонтальной плоскости и сложность конструкции дополнительного привода.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является манипулятор, содержащий плоское основание с кронштейнами навески и выдвижными опорами, закрепленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси основания опорно-поворотную колонку со смонтированной шарнирно на ней стрелой, рукоять с грузозахватным крюком, попарно установленные силовые гидроцилиндры управления стрелой, рукоятью и дополнительные гидроцилиндры механизма поворота опорно-поворотной колонки (см. Навесной манипулятор "Волгоградский". //Инф. листок Волгоградского ЦНТИ N 230-97. Составители: В.М. Герасун, В.И. Пындак, А.Ф. Рогачев. - Волгоград, 1997. - 4 с.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за ближайший аналог, относятся ограниченная зона обслуживания в горизонтальной плоскости шарнирно сочлененной стрелы и рукояти и неудовлетворительные динамические и кинематические характеристики механизма поворота.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение зоны обслуживания.

Технический результат - повышение диапазона углов поворота стрелы и вылета рукояти, упрощение конструкции и снижение динамических нагрузок на крайних участках поворота колонки.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в манипуляторе, содержащем основание с кронштейнами навески и выдвижными опорами, закрепленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси опорно-поворотную колонку со смонтированной шарнирно на ней стрелой, рукоять с шарнирно установленным грузозахватным крюком и гидроприводы управления стрелой, рукоятью и опорно-поворотной колонкой, согласно изобретению, основание выполнено в виде вертикально установленного полого цилиндра с наклонной в радиальной плоскости верхней балкой и нижними X-образно ориентированными в горизонтальной плоскости балками, на последних из которых установлены выдвижные опоры, а опорно-поворотная колонка в виде полой штанги размещена соосно в полости основания и с ним дополнительно соединена механизмом поворота, выполненным в виде кинематически и гидравлически связанных гидроприводов управления и ярусно установленных одно- и двуплечего рычагов, смонтированных с возможностью свободного вращения на опорно-поворотной колонке, и дополнительного рычага, установленного жестко на опорно-поворотной колонке, удаленные концы от оси вращения двуплечего рычага шарнирно соединены с основаниями гидроприводов, шток одного из которых связан шарниром с верхним концом наклонной балки, шток другого - с удаленным концом свободно вращающегося одноплечего рычага, соединенного посредством третьего гидропривода с дополнительным рычагом опорно-поворотной колонки.

За счет того, что ось вращения колонки совмещена с вертикальной осью основания (колонка размещена в полости основания), а основание размещено на четырех выдвижных опорах, ориентированных X-образно к продольной оси погрузочного агрегата, при этом опорно-поворотная колонка снабжена механизмом, обеспечивающим поворот стрелы и рукояти в горизонтальной плоскости на угол 450^o, достигается указанный выше результат.

Проведенный заявителями анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителями не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявители провели дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителями, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично в аксонометрическом изображении представлен полноповоротный навесной манипулятор (последний приведен в рабочее положение без агрегатируемого трактора).

На фиг. 2 - то же, вид в плане (манипулятор в агрегате с гусеничным трактором класса 3).

На фиг. 3 - то же, вид слева (одно из рабочих положений рукояти и стрелы).

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Манипулятор содержит основание 1 с кронштейнами навески 2, 3, 4 и выдвижными опорами 5, 6, 7 и 8, закрепленную с возможностью поворота вокруг вертикальной оси основания 1 опорно-поворотную колонку 9 со вмонтированной шарнирно на ней стрелой 10, рукоять 11 с шарнирно установленным грузозахватным крюком 12, гидроприводы 13, 14, 15, 16, и 17 управления стрелой 10, рукоятью 11 и опорно-поворотной колонкой 9.

Основание 1 выполнено в виде вертикально установленного полого цилиндра с наклонной в радиальной плоскости верхней балкой 18 и нижними X-образно ориентированными в горизонтальной плоскости балками 19, 20, 21 и 22.

В полостях X-образно ориентированных балок 19, 20, 21 и 22 размещены выдвижные опоры 5, 6, 7 и 8. Последние могут быть переведены в рабочее и транспортное положения. Опорно-поворотная колонка 9 в виде полой штанги размещена соосно в полости основания 1 и с ним дополнительно соединена механизмом поворота. Упомянутый механизм выполнен в виде кинематически и гидравлически связанных гидроприводов 15, 16 и 17 управления и ярусно установленных одноплечего рычага 23 и двуплечего рычага 24 и дополнительного рычага 25. Рычаги 23 и 24 смонтированы на поворотной колонке 9 с возможностью свободного вращения вокруг вертикальной оси. Дополнительный рычаг 25 установлен жестко на опорно-поворотной колонке 9. Удаленные концы от оси вращения двуплечего рычага 24 шарнирно соединены с основаниями гидроприводов 15 и 16. Шток гидропривода 15 шарнирно связан с верхним концом наклонной балки 18. Шток гидропривода 16 смонтирован на удаленном конце свободно вращающегося одноплечего рычага 23. Одноплечий рычаг 23 соединен посредством третьего гидропривода 17 с дополнительным рычагом 25 опорно-поворотной колонки 9.

Манипулятор работает следующим образом.

Посредством кронштейнов навески 2-4 основание 1 навешивают на тяги 26, 27 и 28 гидронавесной системы трактора 29 (см. фиг. 2 и 3). Опоры 5-7 переводят в рабочее положение. Раздельно-агрегатную гидравлическую систему трактора 29 через трехзолотниковый гидрораспределитель соединяют тремя парами рукавов высокого давления надлежащим образом с гидроприводами 13-17 манипулятора. Средней ручкой гидрораспределителя управляют гидроприводами 15-17, левой ручкой - гидроприводом 13 стрелы 10, правой ручкой гидрозолотника - гидроприводом 14 рукояти 11. Управление положением грузозахватного крюка 12 относительно оси колонки 9 и по высоте относительно опорной поверхности очевидно из фиг. 1-3.

Поворот стрелы 10 с рукоятью 11 и, как следствие, грузозахватного крюка 12 проводят следующим образом.

При поступлении под давлением рабочей жидкости в бесштоковую полость гидропривода 15 его основание двуплечий рычаг 24 поворачивает вокруг вертикальной оси опорно-поворотной колонки 9. Вместе с этим удаленный конец второго плеча рычага 24 смещает основание гидропривода 16. Шток гидропривода 16 в свою очередь выдвигается из полости гидропривода 16 и поворачивает удаленный конец одноплечего рычага 23, поворачиваясь вокруг вертикальной оси колонки 9. Гидропривод 17 размещен на концах рычагов 23 и 25 и по этой причине гидропривод 17 увлекает за собой жестко закрепленный рычаг 25 опорно-поворотной колонки 9. Этому способствует также и то, что с одновременным перемещением гидропривода 17 его шток втягивается в полость гидропривода 17, увеличивая тем самым угол поворота в горизонтальной плоскости колонки 9, а вместе с ней - стрелы 10 и рукояти 11.

Смещение штока гидропривода 15 приводит к повороту двуплечего рычага на угол 150^o, а смещение штока гидропривода 16 - к повороту одноплечего рычага 23 на угол 300^o от исходного положения. При втягивании штока гидропривода 17 дополнительный рычаг 25 вокруг вертикальной оси колонки 9 от исходного положения поворачивается на угол 450^o.

Ярусное размещение рычагов 23, 24 и 25 и гидроприводов 15-17 обеспечивает выполнение поставленной задачи. Таким образом обеспечивается поворот стрелы 10 и рукояти 11 вокруг вертикальной оси основания 1 на угол 450^o от исходного положения. Размещение выдвижных опор 5-8 в X-образно ориентированных балках 19-22 обеспечивает устойчивое положение манипулятора при перемещении грузов заданной массы, оговоренных паспортом манипулятора во всем диапазоне угловых перемещений.

Зона обслуживания манипулятора существенно увеличивается тем, что рукоять 11 снабжена выдвигаемыми балками 30 и 31.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;

для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеприведенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителями технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.