Весы для манипулятора

Полезная модель относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения веса рабочего органа грузоподъемной техники, и может быть использована для управления и защиты от перегрузок манипуляторов.
Из уровня техники известен ограничитель нагрузки грузоподъемного крана, содержащий датчик нагрузки, установленный на крюковой подвеске, и управляющее устройство, соединенное с датчиком нагрузки с помощью беспроводного или комбинированного канала передачи данных, и выполненное на основе микроконтроллера с возможностью формирования предупреждающих сигналов для машиниста и сигналов управления приводом подъема крюка, направленных на предотвращение превышения измеренной нагрузки крана ее предельно допустимой величины, отличающийся тем, что по меньшей мере один силовоспринимающий и/или чувствительный элемент датчика нагрузки размещен на траверсе крюковой подвески под упорным подшипником крюка, или на поверхности траверсы, или на внутренней или внешней поверхности щеки в зоне действия нагрузок от траверсы, или под опорой траверсы (патент на изобретение №2483016, опубликовано 27.02.2013).
Из уровня техники известны электронные крановые весы, которые содержат корпус, при этом верхнее основание корпуса снабжено подъемным рычагом 2, а нижний конец снабжен крюком 3, верхний конец подъемного рычага 2 закреплен болтами. Внутренняя полость корпуса 1 весов снабжена упругим элементом 5, упругий элемент 5 снабжен тензодатчиком сопротивления 6, а тензодатчик сопротивления 6 соединен с аналого-цифровым преобразователем 7 через кабель. Аналого-цифровой преобразователь 7 подключен к микропроцессору 17 с помощью кабеля, а источник 8 питания, дисплей 9 и клавиатура 10 подключены к микропроцессору 17 соответственно. Датчик 11 установлен в упругом элементе 5, выполнен из материала из легированной стали, а медная сетка 12 проложена во внутренней полости упругого элемента 5. Дверь 13 корпуса весов установлена на боковой стенке корпуса 1 весов и снабжена ручным переключателем 14, и уплотнительное кольцо 15 предусмотрено на стыке двери 13 корпуса весов и корпуса 1 весов. Ниже корпуса 1 весов предусмотрен теплоизолирующий диск 16 для предотвращения подачи излучающего тепла к датчику (патент на полезную модель № CN 107131933, опубликовано 05.09.2017).
Основным недостатком известных устройств является узкая область просмотра дисплея, что с учетом правил безопасности, ограниченного пространства, а также размеры и форма снижают безопасность использования манипулятора в целом.
В качестве ближайшего аналога к предлагаемой полезной модели выбрано средство того же назначения, раскрытое в патенте RU 2057306 «Водоизмерительное устройство», предназначенное для взвешивания грузов, находящихся на крюке, в том числе на крюке манипуляторов. Итак, весы для манипулятора включают тензометрический датчик, аккумулятор (блок электропитания 12), средства обработки и представления информации (электронный блок 11 с выводом на табло индикации), при этом весы снабжены средством крепления к стреле манипулятора, выполненным в виде грузовой скобы с рым-болтом, соединенным со средством крепления к ротатору и с корпусом тензометрического датчика. В известном средстве датчик установлен неподвижно на скобе, установленной внутри корпуса (выполнен в виде нагрузочного элемента) и связанной посредством двух штанг с траверсой. Элементом, установленным в корпусе с возможностью поворота, является резьбовая пробка, предназначенная для фиксации в положении, предусматривающем отрегулированный зазор для ограничения нагрузки.
Использование известного средства характеризуется невозможностью визуализировать табло индикации с некоторых ракурсов для фиксирования показаний веса груза вследствие жестких связей корпуса и находящихся внутри корпуса элементов.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая модель, заключается обеспечении безопасной эксплуатации манипулятора за счет возможности визуализации информации о весовой нагрузке.
Технический результат заключается в преодолении ограниченного доступа к дисплею, на котором отражена информация о состоянии допустимой нагрузки манипулятора.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем.
Весы для манипулятора содержат корпус, в котором расположены тензометрический датчик, аккумулятор, средства обработки и представления информации, при этом весы снабжены средством крепления к стреле манипулятора, выполненным в виде грузовой скобы с рым-болтом, соединенным с те изометрическим датчиком, и средством крепления к ротатору. В отличие от ближайшего аналога датчик соединен с рым-болтом через корпус, выполненный с отверстием, через которое проходит датчик, причем соединение датчика с рым-болтом выполнено разъемным, а корпус выполнен съемным с возможностью переустановки с поворотом в горизонтальной плоскости относительно датчика.
Причем корпус может быть выполнен из двух блоков, соединенных горизонтальной стенкой, в которой выполнено отверстие, через которое проходит датчик, при этом в одном блоке размещены средства обработки и представления информации, а во втором блоке размещен аккумулятор, причем средство представления информации выполнено в виде дисплея.
Для решения технической проблемы по обеспечению улучшения обзора установленного в корпусе дисплея, отражающего информацию о состоянии нагрузки манипулятора, данный корпус выполнен съемным с возможностью переустановки путем поворота в горизонтальной плоскости относительно датчика. Так, при переустановке корпуса в необходимое положение, при котором обеспечивается обзор дисплея с любого возможного ракурса, достигается безопасное использование манипулятора, исключающее превышение допустимой нагрузки.
Выполнение корпуса, состоящим из двух блоков, соединенных горизонтальной стенкой, в которой имеется отверстие, приводит к возможности установить в этом отверстии датчик, соединенный с рым-болтом, без необходимости выполнять отверстие, например, в двух стенках корпуса.
В качестве средства обработки информации может быть использовано любое электронно-вычислительное средство, обеспечивающее преобразование и передачу данных тензометрического датчика на средство представления информации. Дополнительно весы могут быть снабжены модулем беспроводной передачи данных.
В качестве средства представления информации может быть использовано любое известное из уровня техники, обеспечивающее визуальное отображение буквенно-цифровой информации, например, жидкокристаллический дисплей или светодиодная матрица.
В качестве тензометрического датчика могут быть использованы весоизмерительные тензометрические датчики S-образного типа с вертикальными резьбовыми отверстиями и/или горизонтальными втулками для соединения с ротатором и стрелой манипулятора. Для целей взвешивания груза предпочтительно использование тензометрических датчиков с пределом измерения от 5 тонн.
Средство крепления к ротатору может быть выполнено в виде рым-болта для соединения с корпусом тензометрического датчика через вертикальное резьбовое отверстие или в виде грузовой скобы с горизонтальным сквозным отверстием в корпусе для соединения с корпусом тензометрического датчика через горизонтальную втулку.
Дополнительно весы могут быть снабжены масленками в местах повышенного трения, в частности, например, в месте соединения рым-болта и тензодатчика, грузовой скобы и тензодатчика. При отсутствии масленок смазка деталей осуществляется вручную.
Соединение корпуса весов с тензометрическим датчиком может быть выполнено любым известным из уровня техники способом, например, в виде пластины с отверстием в форме поперечного сечения корпуса тензометрического датчика, закрепленной с внутренней стороны корпуса весов, и пластины с отверстием с шайбой для размещения рым-болта, расположенной в соответствующем отверстии стенки корпуса. Пластины обеспечивают соединения деталей с разным поперечным сечением с корпусом весов. Таким образом, поворот корпуса весов относительно положения тензометрического датчика путем переустановки данного корпуса осуществляется в месте соединения пластины с рым-болтом. В пластинах и корпусе весов могут быть выполнены дополнительные отверстия для фиксации необходимого положения, при этом пластины могут быть дополнительно прикреплены к корпусу рым-болта посредством болтов с целью фиксации необходимого положения.
Вышеописанные отличительные существенные признаки обеспечивают решение технической проблемы ограниченного доступа к информации на дисплее о состоянии нагрузки манипулятора.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется с помощью чертежей:
Фиг. 1 - вид весов для манипулятора спереди.
Фиг. 2 вид весов для манипулятора сбоку.
Фиг. 3 сборочный чертеж весов для манипулятора.
Фиг. 4 - вид весов для манипулятора во фронтальном разрезе.
Фиг. 5 - вид весов для манипулятора в профильном разрезе.
Весы для манипулятора содержат корпус 1, в котором расположены тензометрический датчик 2, аккумулятор 3, средство обработки информации (не показано на чертежах) и дисплей 4, и снабжены средством крепления к стреле манипулятора. Тензометрический датчик 2 выполнен S-образного типа с вертикальным резьбовым отверстием 5 для крепления к стреле манипулятора и горизонтальной втулкой для крепления к ротатору.
Средство крепления к стреле манипулятора выполнено в виде грузовой скобы 6 с рым-болтом 7, соединенным с корпусом тензометрического датчика 2. Средство крепления к ротатору выполнено в виде грузовой скобы 8 с горизонтальным сквозным отверстием 9 для соединения с корпусом тензометрического датчика 2. Корпус 1 снабжен сквозным вертикальным отверстием для размещения тензометрического датчика 2 и выполнен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси тензометрического датчика 2. Соединение корпуса 1 весов с тензометрическим датчиком 2 выполнено в виде пластины 10 с отверстием в форме поперечного сечения корпуса тензометрического датчика 2 и пластины 11 с отверстием с шайбой 12 для размещения рым-болта 7, закрепленных с внутренней стороны и в соответствующем отверстии стенки корпуса 1 соответственно. Пластины 10 и 11 прикреплены к корпусу рым-болта посредством болтов 13.
Принцип действия заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Электронные весы устанавливаются путем крепления к стреле манипулятора посредством пальцевого соединения рым-болта 7 и грузовой скобы 6 и соединяются с ротатором посредством пальцевого соединения грузовой скобы 8 с ротатором. В ходе осуществления работ манипулятором болты 13, соединяющие пластины 10 и 11 и рым-болт 7 выкручиваются и корпус 1 весов поворачивается вокруг оси тензометрического датчика 2, обеспечивая доступ к дисплею 4 с необходимого ракурса, после чего болты 13 устанавливаются в отверстия для фиксации положения весов.