Устройство для перемещения грузов
Полезная модель относится к устройствам для перемещения тяжелых и крупногабаритных грузов и может использоваться во многих отраслях деятельности человека. Была поставлена задача, создать конструкцию устройства для маневренного перемещения грузов до 100 тонн любых габаритов, причем данная конструкция должна быть не сложной в изготовлении и эксплуатации. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для перемещения грузов, состоящем из трех базовых модулей, каждый из которых содержит раму (2) с элементами качения, валы (6), двигатели, выходной вал которых связан с валами (6) роликов (7), используются три базовых модуля, кроме того, базовый модуль дополнительно снабжен основной рамой (1), имеющей форму, изображенную на фиг.2, и дополнительной рамой (2) с элементами качения, причем обе рамы (2) с элементами качения расположены на осях (5) основной рамы (1) с возможностью качания, вместо двигателя используется, как минимум, один сервопривод, состоящий из мотор-редуктора (4) с системой управления, а в качестве элементов качения используются ролики (7), выполненные полиуретановыми со шлицевой втулкой и расположенные на валах (6) рамы (2), выполненных со шлицами и установленных в радиальные и радиально-упорные подшипники, кроме того, базовый модуль дополнительно снабжен поворотной опорой (3), которая может иметь любую геометрическую форму, и расположенной на основной раме (1) с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, торцы валов (6) через шлицевую втулку соединен с выходным валом мотор-редуктора (4), базовые модули в устройстве кинематически не связаны между собой, а система управления базовыми модулями позволяет перемещать груз прямолинейно, криволинейно, а также осуществлять его вращение.
9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Полезная модель относится к устройствам для перемещения крупногабаритных грузов, тяжелого промышленного и иного оборудования и может использоваться во многих отраслях деятельности человека.
Известна транспортная тележка, имеющая раму, качающиеся роликовые узлы, соединенные с каждой опорой для груза, расположенной на вилочных захватах и регулируемые по высоте, гидравлический подъемный цилиндр для перемещения роликов между выдвинутым и задвинутым положением. Роликовые узлы имеют тяги, соединяющие между собой ролики, кроме того, тележка имеет рулежную систему для руления, как передними, так и задними роликовыми узлами. Рулежная система включает: приводную систему, устройство контроля расстояния, инкрементное устройство кодирования по углу поворота и электронную систему управления указанными компонентами рулежной системы (патент Австрии 
AUPS 0458 12.02.2002, МПК B66F 9/12, 2002).
Недостатком данной конструкции является то, что она способна перемещать груз, весящий только около 30 тонн, кроме того, у нее недостаточная опорная поверхность под грузом и недостаточная маневренность из-за наличия вил.
Известна управляемая транспортная тележка, имеющая, по меньшей мере, два соединенных между собой вилочных захвата, входящие в контакт с опорной поверхностью ролики, приводную систему для руления роликами, электронную систему управления, гидравлические рулежные цилиндры, в которой электронная система управления автоматически приводит в действие приводную систему для коррекции направления движения тележки (Евразийский патент ЕА 006000, МПК B66F 9/12, 2005).
Указанная конструкция довольна сложна в изготовлении, требует больших материальных затрат при невысокой грузоподъемности. Кроме этого, существуют трудности в стыковке опорных поверхностей груза и опорных поверхностей тележки.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является транспортная тележка, содержащая платформу, валы со смонтированными на соответствующих валах колесами, установленные на платформе вилки колес, со смонтированными в них с возможностью вращения относительно горизонтальных осей вилок валами колес, причем вилки установлены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на произвольный угол, поворотные электродвигатели, выходные валы которых кинематически связаны с валами колес, датчик скорости вращения, датчики угла поворота, бортовая вычислительная сеть, источник питания (патент РФ на полезную модель RU 97080, МПК (2006.01) B25J 5700, 2010 г.).
Недостатком данной конструкции является ее сложность в изготовлении и эксплуатации, недостаточная маневренность, т.к. для установки груза на тележку необходим подъем груза на достаточную высоту, его зависание, заводка тележки, установка груза на взаимосвязанные опоры тележки. Кроме того, указанные действия являются травмоопасными в связи с недостаточной устойчивостью груза, при этом габариты груза ограничены тележкой.
Была поставлена задача, создать конструкцию устройства для маневренного перемещения грузов до 100 тонн любых габаритов, причем данная конструкция должна быть не сложной в изготовлении и эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что устройство для перемещения грузов, состоящее из базового модуля, содержащего основную раму с элементами качения, валы, двигатели, выходной вал которых связан с валами элементов качения, и систему управления базовым модулем, снабжено дополнительными базовыми модулями, снабженными дополнительными рамами, имеющими элементы качения, и расположенными на осях основной рамы с возможностью качания, в качестве двигателя используется, как минимум, один сервопривод, состоящий из мотор-редуктора с системой управления, а в качестве элементов качения выполнены ролики, расположенные на валах, при этом, базовые модули снабжены поворотной опорой, расположенной на основной раме с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси.
Новыми признаками в полезной модели является то, что устройство снабжено дополнительными базовыми модулями, снабженными дополнительными рамами, имеющими элементы качения, и расположенными на осях основной рамы с возможностью качания, в качестве двигателя используется как минимум, один сервопривод, состоящий из мотор-редуктора с системой управления, а в качестве элементов качения выполнены ролики, расположенные на валах, при этом, базовые модули снабжены поворотной опорой, расположенной на основной раме с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси.
Признаки, характеризующие полезную модель лишь в частных случаях: базовые модули до монтажа в устройстве кинематически не связаны между собой, основная рама может иметь форму, изображенную на фиг.2. В каждой дополнительной раме с элементами качения может быть расположено по два шлицевых вала, установленных в радиальные и радиально-упорные подшипники, торцы валов через шлицевую втулку соединены с выходными валами мотор-редукторов, ролики могут быть выполнены полиуретановыми со шлицевой втулкой, система управления базовыми модулями позволяет перемещать груз прямолинейно, криволинейно, а также осуществлять его вращение.
Использование в конструкции устройства дополнительных базовых модулей, снабженных дополнительными рамами, имеющими элементы качения в виде роликов, расположенными на осях основной рамы с возможностью качания, а также наличие у базовых модулей поворотной опоры, расположенной на основной раме, с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси, повышает устойчивость положения груза, при осуществлении устройством любого криволинейного движения, обеспечивает жесткость конструкции и плавное движение, не зависимое от неровностей пола, позволяет значительно увеличить грузоподъемность устройства, а также обеспечить его маневренность, а в совокупности с управляемыми сервоприводами с системой управления, упрощает способ управления устройством, а значит и эксплуатацию устройства.
Кроме того наличие зависимых признаков, таких как - выполнение базовых модулей до монтажа кинематически не связанными между собой, позволяет располагать модули в зависимости от груза, что значительно упрощает использование устройства, а также дает дополнительный технический результат - повышает безопасность такелажных работ.
Выполнение дополнительных рам с элементами качения со спаренными шлицевыми валами, соединенными через шлицевую втулку с выходными валами мотор-редукторов, установленными в радиальные и радиально-упорные подшипники, выполнение роликов из полиуретана подтверждает простоту изготовления и эксплуатации устройства.
В совокупности существенные признаки позволяют устройству маневренное перемещение грузов до 100 тонн и любых габаритов, сохраняя при этом простоту конструкции и эксплуатации.
Проведенный анализ из уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками тождественными существенным признакам заявляемого технического решения, не обнаружен. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения и выбранного из выявленных аналогов прототипа позволил установить наличие отличительных признаков в заявляемом решении, изложенных в формуле полезной модели, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами:
Фиг.1 - базовый модуль устройства для перемещения грузов;
Фиг.2 - базовый модуль устройства для перемещения грузов в разобранном состоянии.
Устройство для перемещения грузов состоит из трех кинематически независимых друг от друга базовых модулей. Базовый модуль состоит из основной рамы 1, двух дополнительных рам 2 с элементами качения и возможностью качания, поворотной опоры 3, четырех сервоприводов, состоящих из мотор-редукторов 4 с системой управления.
Основная рама 1 изготовлена из металла и в сечении может иметь любой профиль (прямоугольный, двутавр и т.д.). Рама 1 имеет форму, изображенную на фиг.2 и состоит из средней части и четырех попарно расположенных балок. В средней части рамы 1 установлена на радиально-упорном подшипнике большого диаметра ось с поворотной опорой 3. Поворотная опора 3 изготовлена из металла и имеет круглую форму, но может иметь и другую геометрическую форму. Груз, расположенный на опоре 3 вместе с ней не меняет своего положения при осуществлении устройством любого криволинейного движения, т.к. опора 3 может вращаться вокруг своей вертикальной оси.
Балки основной рамы выполнены с отверстиями, в которые вставляются оси 5. На этих осях 5 располагаются рамы 2 с элементами качения. Рамы 2 установлены на четырех осях 5 с возможностью качания.
Рама 2 имеет форму прямоугольника. В боковых стенках рамы 2 расположены радиальные и радиально-упорные подшипники, на которые установлены валы 6. Валы 6 выполнены со шлицами и на них расположены по два ролика 7, выполненных из полиуретана с внутренними шлицевыми втулками. Один из концов валов 6 выступает за пределы рамы 2 и его торец через шлицевую втулку соединяется с мотором-редуктором 4. Фланец мотор-редуктора 4 крепится к раме 2. Используется четыре мотор-редуктора 4, оснащенных системой управления. Мотор-редуктор 4 выполнен планетарным и его диаметр подбирается меньшим по отношению к диаметру роликов 7 в пределах 15-20% для безопасной работы системы в случае локального перегруза ролика 7 (деформация полиуретана) или его попадания в неровности пола.
Мощность и крутящий момент устройства для перемещения грузов с сервоприводами регулируется системой управления от нуля до максимума, и, в конечном итоге определяется мощностью двигателя и передаточным числом планетарного редуктора (от 15000 до 60-3,55 об/мин.).
Прямолинейные, криволинейные передвижения и вращение грузов, установленных на поворотной опоре 3 обеспечиваются системой управления (на чертеже не показана), при помощи или ручного воздействия (тумблеров), или автоматического воздействия (контроллеров), или компьютерных программ.
Прямолинейное движение устройства осуществляется включением четырех мотор-редукторов 4 в одинаковом режиме. Криволинейное движение достигается попарным включением мотор-редукторов 4 в разные по скорости режимы работы. Вращение устройства под грузом осуществляется попарным включение мотор-редукторов в противоположные направления вращения. Вращение груза достигается комбинацией работы трех базовых модулей и может осуществляться как по часовой стрелке, так и против нее. При этом достигается точность позиционирования груза, находящегося на опоре 3 до нескольких миллиметров, что очень важно для последующего монтажа. Команды на мотор-редуктор подаются через инфракрасные каналы, или по проводам, либо другие каналы.
Использование всех вышеперечисленных признаков позволило достичь технического результата, обозначенного поставленной задачей, т.е. создана конструкция устройства для маневренного перемещения грузов до 100 тонн, причем данная конструкция простая в изготовлении и эксплуатации. Базовые модули не связаны кинематически, а их высота незначительны, их удобно заводить не вывешивая груз целиком, а лишь приподнимая одну его сторону, что повышает безопасность такелажных работ. Также модули можно устанавливать под любой габарит груза в наиболее удобные жесткие места станины или упаковок.
Устройство для перемещения грузов может быть изготовлено на стандартном оборудовании с использованием известных технологий и материалов.
1. Устройство для перемещения грузов, состоящее из основного базового модуля, содержащего основную раму с элементами качения, валы, двигатели, выходной вал которых связан с валами элементов качения, и систему управления базовым модулем, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными базовыми модулями, каждый из которых снабжен дополнительной рамой, имеющей элементы качения, и расположенной на осях основной рамы с возможностью качания, в качестве двигателей используется, как минимум, один сервопривод, состоящий из мотор-редуктора с системой управления, а в качестве элементов качения выполнены ролики, расположенные на валах, при этом каждый базовый модуль снабжен поворотной опорой, расположенной с возможностью ее вращения вокруг вертикальной оси.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения безопасности и установки трех поворотных опор под грузом в любое положение базовые модули до монтажа кинематически не связаны между собой.
3. Устройство по п,1, отличающееся тем, что валы выполнены со шлицами.
4. Устройство для перемещения грузов по п.1, отличающееся тем, что основная рама имеет форму, изображенную на фиг.2.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждой раме с элементами качения расположено по два вала.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что валы установлены в радиальные и радиально-упорные подшипники.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что торцы валов через шлицевую втулку соединены с выходными валами мотор-редукторов.
8. Устройство для перемещения грузов по п.1, отличающееся тем, что ролики выполнены полиуретановыми со шлицевой втулкой.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система управления каждого базового модуля позволяет перемещать груз прямолинейно, криволинейно, а также осуществлять его вращение.
