Грузоподъемные и транспортные устройства Додонов (1004223), страница 30
Текст из файла (страница 30)
15б гюо иый мвиипулятор; МС-100; 0 — кввамаав. аивоао маи ииувиаора ю1 Рассмотрим систему уравновешнвання манипулятора, содержащего механизм пантографа. Механнзм пантографа (рнс, 125, б) содержит исходное звено В1у, вспомогательные звенья КА н АЕ н замыкающее звено ВС. Исходное звено в точке В шарннрно соедннены а кареткой 8 вертикального перемещения, а вспомогательные звенья КА н АЕ в точке А шарннрно соедннены с кареткой 4 горнзонтального перемещення.
Грузозахватное устройство с блоком 8 н ручкой Н управлення шарнирно закреплены на конце замыкающего звена н имеет возможность вращаться относительно вертикальной осн. Блок 8 сохраняет постоянную орнентацню в пространстве за счет а) ь) з Рис. 126. Положение звеньев пантографа при смещении кареток горизонтального перемеп4е.
иии звеньев 7 и 10, а так- р же двух косынок 11 и Р' "' -" " Р 9. На схеме угол се хаг ~ 'т р' рактеризует угол наклоиа исходного звена пантографа к горизонту. '~ьх При повороте ручки А ь управления объект у. А (груз) начинает подниЬхх - В маться и происходит Р автоматическое определение его веса и уравновешиваиие за счет создания соответствующего ему давления. Момент М, создается механизмом разгрузки на звене ВЭ вЂ” обычно это пружина, закрепленная в точке 1, или противовес, уравновешивающие только собственный момент дисбаланса металлоконструкций пантографа, в то время как для подъема н уравновешйвания груза (объекта манипулирования) служит отдельный механизм, например с пневмо-, гидро- или электроприводом, управляемый упомянутой рукояткой Н на блоке 8.
Благодаря таким механизмам обеспечивается полная уравновешенность груза и пантографа, т. е. как дто имеет место в обычных весах, находящихся в уравновешенном состоянии. Движение объекта вверх и вниз, если использован, например, пневмопривод, производится пиевмоцилиндром, поршень которого перемещается вверх или вниз за счет управления клапанами, срабатывающими от разности давления воздуха. Разность давления появляется в результате приложения усилия руки к перемещаемому объекту, и плавное перемещение происходит в том направлении, в котором приложено это небольшое усилие. При снятии руки объект останавливается и поддерживается в этом положении. Если применен электропривод, то в зависимости от угла и скорости поворота управляющей рукоятки Н на двигатель подается большее или меньшее напряжение.
При отпускании рукоятки напряжение соответствует характеристике уравновешенного состояния, затем автоматически включается тормоз, а двигатель отключается. При отключенном электродвигателе груз остается уравновешенным и его можно поворачивать и перемещать в горизонтальной плоскости. Связь перемещений звеньев манипулятора устанавливают, используя основное свойство пантографа, а именно три его точки А, В и С всегда должны находиться на одной прямой.
При этом горизонтальному хл и вертикальному уи перемещениям кареток 8 и 4 по направляющим соответствуют только горизон- 166 тальные хо„или вертикальные уоз перемещения грузового блока 8. Передаточное отношение пантографа ВС В1) и =— АВ ВЕ На риа. 125, а штриховой линией показано положение звеньев пантографа при смещении каретки 4 (см. 125) горизонтааьного перемещения: Ьхл = АА'. Из подобия треугольников ВАА' н ВС'С отрезки АА' и СС' параллельны и, следовательно, СС'/АА' = Ьхо/Ьхл = и, что доказывает возможность прямолинейного горизонтального пере- мещения блока 8, при движении каретки 4 по горизонтальной направляющей.
При неподвижной точке А (рис. 125, б) и смещении В (ка- ретки 8) вертикального перемещения на величину Ьуа грузовой блок будет перемещаться аналогично по вертикали на вели- чину Ьус. Из подобия треугольников АВ'В и АС'С вЂ” = — = (и — 1); АС = ВС вЂ” ЬВ = АВ (и — 1); ВС = АВи, оу ВС йу АВ а следовательно, и скорость Ьуо — — Ьу„(и — 1) не зависит от координат точки обслуживания. Определим силу г„и, приложенную со стороны привода к ка- ретке 8 (см. Рис. 125), для уравновешивания манипулятора с гру- зом (объектом). Для этого рассмотрим равновесие системы, вклю- чающей объект (груз) массой т, механизм пантографа из звеньев 1, 2, 4 каждый длиной 1ьв 4, массой т...
и координатой центра тяжести Ят.з,„грузовой блок массой т, и каретку вертикаль- ного перемещения массой тз. Если принять а = 90' (угол на- клона исходного звена), тогда момент сил основных деталей панто- графа (не учитывая 7, 9, 1О, 11) относительно точки А М,ь = (тт + т,) йАЕ + теЕАЯ4 — тздКЯз — т,дКС. Пусть правая часть приравнена Мл — — т фдКС, где т,ф— некоторая приведенная к грузовому блоку масса, создающая на плече КС тот же момент: АЕ АЕ4 КЯ т ф = (та + тз) д — + тед — ' — тзу — — твд.
КС КС КС Из подобия треугольников, образуемых звеньями пантографа, АЕ 1 . АЕ4 1 ре КС (и — 1) КС (и — 1) (р = А)те; АЕ = 14)1 КС (й 1)Т, Кйз ирз так как КЯз = р„а РС = 1;, здесь р — координата центра тяжести; 1 — длина звена. 160 Рис.
!27. Схема сбалансированного манипулятора МБР-1 с уравновешиванием противовесом Тогда приведенная к грузовому блоку масса пхпф (глх + гпа) 1 + гле 1 — — пьх — гпа и сила, приложенная к звену 8 в точке В, Ела=(ш+~.ф) 8 А8 йС Для уравновешивания манипулятора без груза служит, как указывалось, пружина (см. рис. 125). Уравновешивание пружинами основано на том, что момент сил является в общем случае нелинейной функцией переменных кинематических пар и эту функцию необходимо обратить в нуль с помощью пружины. Уравновешивание пружиной оказывается тем точнее, чем ближе нижнее крепление пружины к оси шарнира (координата У) и больше расстояние от верхнего крепления. Требуемая жесткость пружины ш пя1 (1 — р)у ' где тн — приведенная масса относительно точки ьг исходного авена, находят аналогично глпфп д = 9,61 и/се; 1 — длина подпружиненного авена; Р— расстояние от верхнего крепления пружины до центра шарнира подпружиненного паитографа; р — первоначальная длина пружины; 1г — расстояние от нижней гочки креплеяия пружины до шарнира.
Для уравновешивания конструкций манипулятора применяют также потивовесы. Сбалансированный манипулятор МБР-1 (атакже КШ) для погрузочно-разгрузочных и других работ (рис. 127) с уравновешиванием противовесом выпускают грузоподъемностью 63, 100, 165 и 280 кг.
Манипулятор имеет пневмопривод. На стойке 1 размещены система 2 управления пневмоприводом, пневмоцилиндр б, каретки продольного 8 и вертикального 4 перемещения, противовес 5 манипулятора, ручка 7 для поворота руки манипулятора, ручка 8 управления и захватное устройство 9 для груза. Максимальное давление воздуха в пневмосистеме 6 10' Па, максимальная и минимальная рабочая высота соответственно 3740 и 470 мм. Максимальный и минимальный рабочие радиусы соответственно 2090 и 300 мм. Масса 370 кг.
Действие противовеса показано на рис. 127, б. Условие уравновешивания МЕ = пг1; здесь массу подвижных частей манипулятора определяют аналогично т, показанному выше, но за точку приведения принимается не грузовой блок, а точка Ь исходного звена пантографа. При выборе точки закрепления противовеса (длиной 1') необходимо принимать во внимание не только размеры манипулятора, но и полный момент сил относительно оси сочленения .г' = пг)а [1+ (1'1'1)], Пневматическая система манипулятора состоит из обратного клапана, повторителя-усилителя, датчика массы, предохранительного клапана, пневмоцилиндра, манометра, рукавов и трубопроводов.
Манипулятор питается сжатым воздухом от пневмосети через систему подготовки воздуха, которая включает в себя фильтрзлагоотделитель и маслораспылитель. Для правильной работы манипулятора необходимо установить его так, чтобы отклонение >си вращения от вертикали было не более 2 мм на длине 1500 мм. По горизонтали манипулятор без груза уравновешивают подбором противовесов. Для уравновешивания по вертикали манипулятора без груза в пневмоцилиндр подают сжатый воздух. Давление воздуха в пневмоцилиндре регулируется винтом на датчике массы. Под действием противовесов и давления воздуха в пневмоцилиндре грузовой блок находится в состоянии безразличного равновесия в любой точке пространства в пределах зоны обслуживания. Вес грузозахватного органа без груза или с грузом уравновешивается усилием пневмоцилиндра, развиваемым за счет давления воздуха. При этом управление давлением воздуха в пневмоцилиндре (рис. 128, а) осуществляется следующим образом: сжатый воздух через обратный клапан поступает в напорную линию и в полость А датчика массы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
