IT201800004717A1 - Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi - Google Patents
Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi Download PDFInfo
- Publication number
- IT201800004717A1 IT201800004717A1 IT102018000004717A IT201800004717A IT201800004717A1 IT 201800004717 A1 IT201800004717 A1 IT 201800004717A1 IT 102018000004717 A IT102018000004717 A IT 102018000004717A IT 201800004717 A IT201800004717 A IT 201800004717A IT 201800004717 A1 IT201800004717 A1 IT 201800004717A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- effector
- arm
- articulated arm
- actuators
- height
- Prior art date
Links
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 59
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
- B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Description
Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
"Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi"
Campo tecnico dell’invenzione
La presente invenzione riguarda un braccio articolato, quale una gru articolata o una piattaforma di lavoro elevabile (PLE), provvisto di un sistema per la compensazione delle deformazioni dovute all’applicazione di carichi. Per “braccio articolato” si intende generalmente un sistema dotato di una pluralità di corpi, tra loro collegati in successione, tali da formare una catena cinematica aperta con una pluralità di gradi di libertà, traslativi e/o rotativi nello spazio.
Tecnica nota
Con riferimento ad esempio alle gru articolate, queste presentano generalmente una colonna girevole verticalmente, un braccio principale girevole rispetto alla colonna, uno o più bracci secondari provvisti di sfili. L’estremità libera dell’ultimo sfilo del braccio secondario viene comunemente indicata come end-effector. All’end-effector può essere associato ad esempio un gancio per il sollevamento di carichi, o, nel caso di PLE, un cestello per il sollevamento di persone.
Per effetto del carico applicato in corrispondenza dell’end-effector, il braccio articolato subisce delle deformazioni elastiche, che vengono recuperate quando il carico viene rilasciato. Pertanto, può capitare che l’end-effector subisca delle variazioni di quota per il solo di fatto che viene applicato o rilasciato un carico.
Nel caso di una gru, questo può comportare dei pericoli. Si pensi ad esempio ad una gru usata in un cantiere di costruzioni per il trasporto di materiale entro ad una cavità. Quando il materiale viene scaricato, la deformazione elastica del braccio viene recuperata, per cui sono possibili urti della gru con la struttura che alloggia la cavità. Se si pensa invece alle PLE, il carico è rappresentato da una o più persone. Può quindi capitare che il cestello che si trova nella giusta posizione per far scendere le persone, si sollevi dopo che le persone sono scese. Pertanto le persone non riusciranno più a risalire sul cestello che si sarà sollevato.
Al fine di ovviare ai sopra citati problemi, è noto misurare deformazioni strutturali dei bracci, ad esempio mediante estensimetri. In questo modo è possibile compensare le variazioni di quota dell’end-effector dovute a tali deformazioni. Tuttavia, tale modalità di compensazione risulta imprecisa poiché non tiene conto di altri fattori, quali ad esempio i giochi di montaggio negli sfili, che non comportano deformazioni sostanziali dei corpi del braccio articolato, ma che alterano comunque la quota effettiva dell’end-effector in presenza di carichi. Né è possibile considerare il contributo di ciascuna coppia di sfili successivi alla variazione di quota dell’end-effector. Ad esempio, nel caso in cui uno sfilo sia completamente fuoriuscito rispetto allo sfilo precedente, i suddetti giochi avranno un’influenza maggiore sulla variazione di quota dell’end-effector rispetto ad una coppia di sfili in cui uno sfilo sia solo parzialmente fuoriuscito rispetto allo sfilo precedente.
Sommario dell’invenzione
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di rendere disponibile un braccio articolato, quale una gru articolata o una PLE, che sia in grado di superare gli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota, in particolare che consenta di gestire le variazioni di quota dell’end-effector dovute a variazioni di carico dell’end-effector in maniera sufficientemente precisa.
Questo ed altri scopi vengono ottenuti da un braccio articolato secondo la rivendicazione 1.
Le rivendicazioni dipendenti definiscono possibili vantaggiose forme di realizzazione dell’invenzione.
Breve descrizione delle figure
Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi, verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:
la figura 1 è una vista laterale di una gru articolata;
la figura 2 è un’illustrazione schematica di un braccio articolato e di possibili modalità di compensazione delle deformazioni dovute alla presenza di carichi.
Descrizione dettagliata dell’invenzione
Nella presente descrizione ci si riferirà a titolo esemplificativo ad una gru articolata. Tuttavia, il braccio articolato può essere di differente natura, ad esempio può essere un braccio robotico o una piattaforma di lavoro elevabile (PLE).
Con riferimento alla annessa figura 1, in essa è riportato un esempio di un possibile braccio articolato, in particolare una gru articolata, ad esempio una gru idraulica caricatrice (comunemente chiamata “loader crane”), indicata nel suo complesso con il riferimento 101.
La gru 101 comprende una colonna 102 girevole rispetto ad un riferimento fisso intorno al proprio asse, ed uno o più bracci 103’, 103’’, eventualmente estensibili. L’estendibilità dei bracci, ove prevista, è ottenuta mediante una pluralità di sfili 104 mobili in traslazione gli uni rispetto agli altri così da poter modificare l’estensione assiale del rispettivo braccio. Nell’esempio di figura 1, solo il secondo braccio 103’’ è estendibile mediante movimentazione degli sfili 104. Nel seguito della descrizione, il primo braccio 103’, privo di sfili, verrà indicato come “braccio principale”, mentre il secondo braccio 103’’, provvisto degli sfili 104, verrà indicato come “braccio secondario”. L’estremità libera 105 dell’ultimo sfilo del braccio secondario 103’’, ossia dell’ultimo corpo della catena cinematica, viene comunemente indicata come end-effector. In corrispondenza dell’endeffector 105 può essere previsto ad esempio un gancio 106 movimentabile ad esempio da un verricello a fune 107. Nel caso in cui il braccio articolato sia una PLE, al posto del gancio può essere previsto un cestello (non mostrato nelle figure), ad esempio per il sollevamento di persone.
La gru 101 secondo l’esempio riportato, a parte il grado di libertà del gancio 106 o del cestello, presenta quindi i seguenti gradi di libertà:
1) rotazione della colonna 102 intorno al proprio asse;
2) rotazione del braccio principale 103’ rispetto alla colonna 102 intorno ad un asse perpendicolare al piano in cui giacciono la colonna 102 ed il braccio principale 103’;
3) rotazione del braccio secondario 103’’ rispetto al braccio principale 103’ intorno ad un asse perpendicolare al piano in cui giacciono il braccio principale 103’ ed il braccio secondario 103’’;
4) traslazioni degli sfilo 104 rispetto al braccio secondario 103’’.
La gru sopra descritta realizza pertanto una catena cinematica aperta, con una pluralità di corpi collegati in sequenza (colonna, braccio principale, braccio secondario, sfili) e un’estremità libera (end-effector 105). In generale l’end-effector 105 è il punto della catena cinematica dove è applicato il carico trasportato dal braccio articolato stesso.
A ciascuno dei gradi di libertà sopra elencati corrisponde il movimento di un elemento del braccio articolato rispetto ad un altro (gradi di libertà 2, 3, 4) o rispetto ad un riferimento (grado di libertà 1). Al fine di effettuare tali movimenti, la gru 101 comprende una pluralità di attuatori, in particolare almeno un attuatore corrispondente ad uno specifico grado di libertà. Con riferimento alla figura 1, sono visibili ad esempio un primo martinetto idraulico 108, che movimenta il braccio principale 103’ rispetto alla colonna 102, un secondo martinetto idraulico 109, che movimenta il braccio secondario 103’’ rispetto al braccio principale 103’, ed un attuatore 110 per la movimentazione della colonna 102 rispetto al riferimento fisso. Saranno poi presenti ulteriori attuatori (non visibili nelle figure), ad esempio idraulici, per la movimentazione degli sfili 104. Naturalmente, sebbene nelle gru gli attuatori siano normalmente di tipo idraulico, in generale nei bracci articolati è possibile prevedere attuatori di differente natura (ad esempio: elettrici o pneumatici).
La gru 101 comprende una pluralità di sensori idonei a misurare un angolo o una estensione lineare di un corpo della catena cinematica, rispetto al corpo precedente della catena o rispetto ad un riferimento fisso. I primi sensori sono preferibilmente scelti e posizionati in modo tale da consentire, a partire dalle loro misurazioni, la determinazione di coordinate assolute teoriche dell’endeffector 105, in particolare le sue coordinate cartesiane rispetto ad un riferimento fisso. Ad esempio, assumendo l’origine di un sistema cartesiano di riferimento coincidente con la base della colonna 102, le coordinate assolute teoriche dell’endeffector 105 saranno esprimibili come una terna di valori x, y, z.
Con riferimento ad esempio alla gru 101, la pluralità di primi sensori può includere:
1) un sensore angolare per la misurazione della rotazione della colonna 102 intorno al proprio asse rispetto ad un riferimento fisso (che può ad esempio essere il terreno);
2) un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio principale 103’, ad esempio per la misurazione dell’angolo assoluto formato dal braccio principale 103’ rispetto all’orizzontale;
3) un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio secondario 103’’, ad esempio per la misurazione dell’angolo assoluto formato dal braccio secondario 103’’ rispetto all’orizzontale;
4) uno o più sensori lineari per la misurazione della fuoriuscita degli sfili 104 rispetto al braccio secondario 103’’.
Ad esempio, in base a dove sono posizionati, i primi sensori possono includere encoder lineari o angolari, sensori magnetostrittivi, piattaforme inerziali o similari. A partire dai segnali provenienti dai primi sensori sopra indicati è possibile, mediante relazioni geometriche, determinare le coordinate assolute teoriche dell’end-effector 105. Come verrà chiarito ulteriormente in seguito, tali coordinate vengono indicate come “teoriche” poiché non considerano le deformazioni dei corpi che formano la catena cinematica, o, in altre parole, considerano tali corpi come se fossero dei corpi perfettamente rigidi.
Si noti inoltre, che, secondo una possibile forma di realizzazione, i primi sensori possono essere scelti e posizionati in modo tale da consentire, a partire dalle loro misurazioni, la determinazione della sola quota teorica dell’end-effector 105, ad esempio della coordinata assoluta y teorica.
Vantaggiosamente, il braccio articolato 101 comprende inoltre almeno un secondo sensore angolare assoluto disposto in prossimità o in corrispondenza dell’end-effector 105. Tale secondo sensore angolare assoluto è in particolare in grado di misurare un angolo di inclinazione assoluto, rispetto ad un riferimento fisso, di un tratto del corpo del braccio articolato in cui giace l’end-effector 105. Ad esempio, l’inclinazione assoluta del corpo su cui giace l’end-effector 105 può essere misurata rispetto all’orizzontale (o alla verticale). Con riferimento all’esempio in figura 1, tale sensore misurerà ad esempio l’angolo assoluto formato tra la retta che congiunge il punto di connessione tra il braccio secondario 103’’ ed il primo sfilo mobile e l’end-effector 105, rispetto ad esempio all’orizzontale. Il secondo sensore angolare assoluto può ad esempio comprendere un sensore inerziale in grado di misurare un angolo di rotazione tra l’accelerazione di gravità, per definizione perfettamente verticale, e una accelerazione che giace su una retta di riferimento che ruota rispetto alla verticale.
Per meglio comprendere quanto sopra detto, si faccia riferimento all’esempio riportato in figura 2, in cui è schematizzato un braccio articolato 101, con una colonna 102 (schematizzata per semplicità nell’esempio come perfettamente verticale, anche se in realtà può avere un certo angolo di inclinazione rispetto alla verticale) di lunghezza a, un braccio principale 103’ di lunghezza b e girevole rispetto alla colonna 104, e un braccio secondario 103’’ girevole rispetto al braccio principale 103’ e di lunghezza c, in cui il braccio principale comprende inoltre uno o più sfili 104 che possono fuoriuscire di una quantità variabile Δd rispetto al braccio secondario 103’’. I sensori del braccio articolato comprendono un sensore per la misura di un angolo assoluto α del braccio principale 103’, un sensore per la misura di un angolo assoluto ȕ del braccio secondario 103’’, un sensore per la misura della fuoriuscita lineare Δd degli sfili 104 rispetto al braccio secondario 103’’, ed il secondo sensore angolare assoluto per misurare l’angolo assoluto y degli sfili 104 alla cui estremità è disposto l’end-effector 105. Per semplicità di comprensione, gli angoli sopra indicati sono riferiti all’orizzontale. In figura 2 è riportata una coppia di assi cartesiani x-y la cui origine coincide convenzionalmente con la base della colonna 102.
Si noti che può altresì essere previsto un sensore di rotazione della colonna 102 rispetto ad un riferimento fisso (asse z della coppia x-y, non mostrato nelle figure), che tuttavia non è rilevante per la determinazione della quota dell’endeffector.
La quota teorica y105 dell’end-effector 105, ossia la quota che l’end-effector 105 raggiungerebbe in assenza di deformazioni dovute ai carichi, è ottenibile dalla seguente relazione, rilevabile dalle misurazioni provenienti dai primi sensori, angolari e lineari, sopra citati:
In assenza di deformazioni, il secondo sensore angolare assoluto in corrispondenza dell’endeffector 105 misurerebbe teoricamente un angolo Ȗ pari a β.
Tuttavia, in presenza di un carico all’endeffector 105, a causa delle deformazioni nonché dei giochi in corrispondenza dei giunti, particolarmente degli sfili, gli sfili 104 si fletteranno (linea tratteggiata), e l’end-effector 105 raggiungerà una quota effettiva y105*, inferiore alla quota teorica y105, per cui il secondo sensore angolare assoluto misurerà un angolo Ȗ inferiore a ȕ.
E’ quindi possibile stimare la variazione di quota Δy dell’end-effector 105, in particolare il suo abbassamento effettivo, a partire dalle misurazioni di β e γ. Ad esempio, una stima approssimata della variazione di quota Δy può essere effettuata con la relazione seguente:
Δy ≈ Δd∙(β – γ)
se gli angoli sono espressi in radianti. Naturalmente, sono altresì possibili stime dell’abbassamento di quota Δy basate su relazioni geometriche differenti dall’approssimazione lineare sopra riportata.
Da quanto sopra descritto, si evince che, ai fini della sola determinazione della variazione di quota Δy dell’end-effector 105 sono sufficienti il sensore assoluto per la misurazione dell’angolo assoluto γ, il sensore per la misurazione dell’angolo β, il sensore per la misurazione della fuoriuscita lineare Δd dello sfilo 104. Il sensore per la misurazione dell’angolo α non è in assoluto indispensabile per la stima della variazione di quota Δy, ma è necessario nel caso in cui si vogliano determinare le coordinate assolute, teoriche ed effettive, dell’end-effector 105.
Si noti che l’esempio riportato in figura 2 presuppone che le deformazioni significative avvengano esclusivamente nel tratto che coinvolge gli sfili 104. In realtà possono naturalmente verificarsi deformazioni ulteriori. Ad esempio, nel caso riportato in figura 2 anche il braccio principale 103’ potrà essere soggetto a deformazioni, che a loro volta influiranno sulla quota effettiva dell’end-effector 105. Se si volesse tenere conto anche di queste deformazioni, si potrebbe prevedere un ulteriore sensore angolare assoluto sull’albero principale 103’, preferibilmente in prossimità del giunto con l’albero secondario 103’’.
In accordo con una possibile forma di realizzazione, il braccio articolato 101 può comprendere quindi uno o più ulteriori secondi sensori angolari assoluti associati ai corpi che compongono la catena cinematica aperta, preferibilmente disposti in corrispondenza o in prossimità dei giunti con il corpo successivo nella catena cinematica. Ad esempio, tali secondi sensori angolari assoluti aggiuntivi possono essere previsti almeno sui corpi che effettuano movimenti relativi lineari dato che questi sono maggiormente soggetti a deformazioni a causa dei giunti. Tornando all’esempio della gru in figura 1, se anche il braccio principale 103’ fosse dotato di sfili, si potrebbe prevedere un ulteriore sensore angolare assoluto in corrispondenza dell’ultimo sfilo in prossimità del giunto girevole per il collegamento con il braccio secondario 103’’.
Il braccio articolato 101 comprende un’unità di controllo funzionalmente collegata agli attuatori, per la loro movimentazione, e ai sensori sopra indicati, primi e secondi, per ricevere i segnali rappresentativi delle grandezze sopra elencate.
L’unità di controllo è configurata in modo tale da:
- determinare una quota teorica dell’endeffector (105) in base ai segnali provenienti dalla pluralità di primi sensori;
- stimare una variazione di quota dell’endeffector (105) tra la quota teorica ed una quota effettiva dovuta a carichi applicati al braccio in base ai segnali provenienti dalla pluralità di primi sensorie dall’almeno un secondo sensore angolare assoluto;
- comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105).
La compensazione della differenza tra la quota teorica e la quota effettiva può avvenire in maniera differente a seconda delle circostanze. Inoltre essa può essere effettuata sia ad end-effector fermo, sia durante la movimentazione dello stesso.
Ad esempio, a gru ferma, si possono verificare i seguenti casi:
1) aumento della quota dell’end-effector a seguito della rimozione di un carico;
2) abbassamento della quota dell’end-effector a seguito della applicazione di un carico.
Nel caso 1) è desiderabile che l’end-effector 105 mantenga la stessa quota anche a seguito della rimozione del carico. Tale condizione si verifica ad esempio quando delle persone scendono a turno dal cestello di una PLE, con la conseguenza che il cestello tende ad alzarsi man mano che le persone vengono scaricate. L’unità di controllo può quindi essere configurata per azionare gli attuatori in maniera tale da mantenere l’end-effector alla quota effettiva stimata in presenza di un carico a seguito della rimozione del carico, quando l’endeffector tende a tornare alla quota teorica.
Nel caso 2) è desiderabile che l’end-effector 105 mantenga la stessa quota che aveva in condizioni scariche anche a seguito della applicazione del carico. Ad esempio, tale situazione si può verificare quando un braccio privo di carico viene fatto passare attraverso una cavità e si vogliono evitare urti con le pareti della cavità stessa a seguito della applicazione di un carico. L’unità di controllo può quindi essere configurata per azionare gli attuatori in maniera tale da mantenere l’endeffector nella posizione corrispondente alle coordinate assolute teoriche a seguito della applicazione del carico, quando l’end-effector tenderebbe ad abbassarsi.
Un’altra possibilità è quella di effettuare la compensazione delle deformazioni quando la gru è in movimento.
Ad esempio, è possibile impartire il movimento fornendo all’unità di controllo una sequenza di coordinate assolute dell’end-effector. Al fine di impartire le istruzioni di movimentazione, può essere previsto un dispositivo di interfaccia utente collegato all’unità di controllo per consentire ad un operatore di movimentare manualmente la gru ed eventualmente di accedere ad altre funzioni. Ad esempio, il dispositivo di interfaccia utente può comprendere un radiocomando e l’unità di controllo può comprendere un modulo di trasmissione per comunicare con quest’ultimo (ad esempio un modulo di trasmissione radio). La sequenza di coordinate assolute può essere impostata direttamente dall’operatore, oppure può essere la riesecuzione di una sequenza di movimenti precedentemente eseguita e memorizzata.
Vantaggiosamente, mediante il dispositivo di interfaccia utente l’operatore può altresì attivare o disattivare la compensazione della deformata.
Vantaggiosamente, l’unità di controllo è configurata per agire sugli attuatori in modo tale che l’end-effector 105 segua una traiettoria passante per i punti impostati come coordinate desiderate. Preferibilmente, in questo caso vengono in generale previste delle logiche di funzionamento predefinite in base alle quali, a fronte di un certo movimento desiderato dell’end-effector, l’unità di controllo sceglie quali attuatori debbano essere azionati per ottenere lo stesso. Ad esempio, una logica di attivazione può essere quella di minimizzare la portata di olio o la potenza idraulica necessaria per azionare gli attuatori. Un’ulteriore logica può essere quella della distanza minima percorsa dall’endeffector per raggiungere la posizione desiderata. Un ulteriore criterio sovente utilizzato, ad esempio in combinazione con uno di quelli sopra elencati, è quello di mantenere gli attuatori lontani dalla posizione di fine corsa. Le logiche di funzionamento predeterminate sono di per sé note e pertanto non si entrerà nel dettaglio della loro descrizione.
Durante la movimentazione della gru mediante preimpostazione della sequenza di movimenti con coordinate cartesiane che devono essere seguite dall’end-effector, se è applicato un carico, l’endeffector tende a seguire una traiettoria ad una quota più bassa rispetto a quella impostata, a causa delle deformazioni indotte dal carico stesso.
L’unità di controllo quindi, vantaggiosamente, è configurata per monitorare, in ciascuna coordinata della sequenza predefinita, la quota effettiva dell’end-effector, stimata secondo le modalità dette, e per agire sugli attuatori in maniera tale da portare l’end effector alla quota teorica, che è quella corrispondente alle coordinate assolute impostate dall’operatore.
Si noti che, nella presente descrizione e nelle annesse rivendicazioni, l’unità di controllo, nonché gli elementi indicati con l’espressione “modulo”, possono essere implementati mediante dispositivi hardware (ad esempio centraline), mediante software o mediante una combinazione di hardware e software.
Da quanto detto sopra, la persona esperta potrà apprezzare come un braccio articolato secondo l’invenzione possa essere movimentato con una logica di coordinate cartesiane e come sia possibile compensare, sia in condizioni statiche, sia in condizioni dinamiche, l’abbassamento di quota dell’end-effector dovuta alla presenza di carichi applicati.
Alle forme di realizzazione descritte la persona esperta, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti specifiche, potrà apportare numerose aggiunte, modifiche, o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall’ambito delle annesse rivendicazioni.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Braccio articolato (101), comprendente: - una pluralità di corpi collegati in successione a formare una catena cinematica aperta con un endeffector (105), avente una pluralità di gradi di libertà traslativi e/o rotativi e una pluralità di attuatori per la movimentazione di detti corpi; - uno o più primi sensori associati a detti corpi, idonei a fornire segnali rappresentativi di posizioni lineari o angolari dei corpi della catena cinematica tali da consentire la determinazione di una quota teorica dell’end-effector (105); - almeno un secondo sensore angolare assoluto idoneo a misurare un angolo assoluto del corpo della catena cinematica in cui è posto l’end-effector (105) e a fornire un segnale rappresentativo dello stesso; - un’unità di controllo operativamente collegata a detti attuatori, a detti uno o più primi sensori e a detto almeno un secondo sensore angolare assoluto, configurata per: - determinare detta quota teorica dell’endeffector (105) in base ai segnali provenienti dagli uno o più primi sensori; - stimare una variazione di quota dell’endeffector (105) tra la quota teorica ed una quota effettiva dovuta a carichi applicati al braccio in base ai segnali provenienti dagli uno o più primi sensori e dall’almeno un secondo sensore angolare assoluto; - comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105).
- 2. Braccio articolato (101) secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità di controllo è configurata in modo tale che detta fase di comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105) comprenda comandare gli attuatori in maniera tale da mantenere l’end-effector (105) alla quota effettiva stimata in presenza di un carico applicato a seguito della rimozione di detto carico.
- 3. Braccio articolato (101) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta unità di controllo è configurata in modo tale che detta fase di comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105) comprenda comandare gli attuatori in maniera tale da mantenere l’end-effector (105) alla quota teorica a seguito della applicazione di un carico.
- 4. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di controllo è configurata in modo tale che detta fase di comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105) sia effettuata in condizioni di braccio articolato fermo.
- 5. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di controllo è configurata in modo tale da movimentare il braccio articolato secondo una sequenza di coordinate assolute predeterminate dell’end effector (105), l’unità di controllo essendo inoltre configurata in modo tale da comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector in ciascuna coordinata assoluta predeterminata della sequenza di coordinate assolute predeterminate.
- 6. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre uno o più ulteriori secondi sensori angolari assoluti associati ai corpi che formano la catena cinematica, in cui detta unità di controllo è operativamente collegata a detti ulteriori secondi sensori angolari assoluti ed è configurata per stimare la variazione di quota dell’end-effector tra la quota teorica e la quota effettiva dovuta a carichi applicati al braccio in base inoltre ai segnali provenienti dagli ulteriori secondi sensori angolari assoluti.
- 7. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un dispositivo di interfaccia utente in comunicazione con l’unità di controllo e configurato per l’attivazione e la disattivazione della fase di comandare gli attuatori per ridurre la variazione di quota stimata dell’end-effector (105).
- 8. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti uno o più primi sensori comprendono un sensore angolare assoluto, idoneo a misurare un angolo assoluto di un corpo della catena cinematica rispetto ad un riferimento, e/o un sensore lineare idoneo a misurare l’estensione lineare di uno di detti corpi rispetto al corpo precedente nella catena cinematica.
- 9. Braccio articolato (101) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto braccio articolato (101) comprende una gru articolata o una piattaforma di lavoro elevabile (PLE).
- 10. Braccio articolato (101) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta gru articolata comprende una colonna (102) girevole intorno al proprio asse, un braccio principale (103’) girevole rispetto alla colonna (102), un braccio secondario (103’’) girevole rispetto al braccio principale (103’) e comprendente almeno uno sfilo estendibile in traslazione rispetto al braccio secondario stesso, e detti uno o più primi sensori comprendono un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio principale (103’), un sensore angolare per la misurazione della rotazione del braccio secondario (103’’), un sensore lineare per la misurazione della traslazione dell’almeno uno sfilo (104) rispetto al braccio secondario (103’’), e detto almeno un secondo sensore angolare assoluto è disposto sull’almeno uno sfilo (104) del braccio secondario (103’’) in prossimità o in corrispondenza dell’end-effector (105).
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000004717A IT201800004717A1 (it) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi |
| DK19153039.3T DK3556710T3 (da) | 2018-04-19 | 2019-01-22 | Kran med leddelt arm |
| EP19153039.3A EP3556710B1 (en) | 2018-04-19 | 2019-01-22 | Crane with articulated arm |
| FIEP19153039.3T FI3556710T3 (fi) | 2018-04-19 | 2019-01-22 | Nivelvarrella varustettu nosturi |
| PL19153039.3T PL3556710T3 (pl) | 2018-04-19 | 2019-01-22 | Żuraw z przegubowym ramieniem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102018000004717A IT201800004717A1 (it) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201800004717A1 true IT201800004717A1 (it) | 2019-10-19 |
Family
ID=62952253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102018000004717A IT201800004717A1 (it) | 2018-04-19 | 2018-04-19 | Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3556710B1 (it) |
| DK (1) | DK3556710T3 (it) |
| FI (1) | FI3556710T3 (it) |
| IT (1) | IT201800004717A1 (it) |
| PL (1) | PL3556710T3 (it) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT17596U1 (de) * | 2021-05-14 | 2022-08-15 | Palfinger Ag | Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines fahrzeuggebundenen Hebezeuges |
| EP4389678A1 (en) * | 2022-12-21 | 2024-06-26 | Hiab AB | Hydraulic cylinder assembly, and a crane comprising such assembly |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571195A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-06 | Komatsu Mfg Co Ltd | Safety device for crane |
| WO2010045602A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Eaton Corporation | Motion control of work vehicle |
| WO2013006625A2 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Trimble Navigation Limited | Crane maneuvering assistance |
| DE202013003782U1 (de) * | 2013-04-22 | 2013-05-07 | Manitowoc Crane Group France Sas | Sensorbasierte Überwachung von Windrichtung und Wärmeeinstrahlung für ein mobiles Arbeitsgerät |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103206090B (zh) * | 2012-12-27 | 2016-08-10 | 徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州工程机械研究院 | 一种混凝土泵车智能臂架控制及其变形补偿的方法 |
| EP3549899A1 (en) * | 2016-04-25 | 2019-10-09 | Cargotec Patenter AB | Hydraulic crane |
-
2018
- 2018-04-19 IT IT102018000004717A patent/IT201800004717A1/it unknown
-
2019
- 2019-01-22 DK DK19153039.3T patent/DK3556710T3/da active
- 2019-01-22 EP EP19153039.3A patent/EP3556710B1/en active Active
- 2019-01-22 PL PL19153039.3T patent/PL3556710T3/pl unknown
- 2019-01-22 FI FIEP19153039.3T patent/FI3556710T3/fi active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571195A (en) * | 1980-06-03 | 1982-01-06 | Komatsu Mfg Co Ltd | Safety device for crane |
| WO2010045602A1 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Eaton Corporation | Motion control of work vehicle |
| WO2013006625A2 (en) * | 2011-07-05 | 2013-01-10 | Trimble Navigation Limited | Crane maneuvering assistance |
| DE202013003782U1 (de) * | 2013-04-22 | 2013-05-07 | Manitowoc Crane Group France Sas | Sensorbasierte Überwachung von Windrichtung und Wärmeeinstrahlung für ein mobiles Arbeitsgerät |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI3556710T3 (fi) | 2023-02-22 |
| EP3556710A1 (en) | 2019-10-23 |
| DK3556710T3 (da) | 2023-01-30 |
| PL3556710T3 (pl) | 2023-03-27 |
| EP3556710B1 (en) | 2023-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7534371B2 (ja) | クレーン上のブームの角度についての光学的な検出及び分析 | |
| KR20080069599A (ko) | 특히 대형 매니플레이터와 이동식 콘크리트 펌프용 작동 붐 | |
| CN109070353B (zh) | 尤其是混凝土泵的大型操纵器的臂架末端的笛卡尔控制 | |
| IT201800004135A1 (it) | Macchina operatrice semovente di tipo articolato. | |
| WO1996027548A1 (en) | Device for indicating movable range of mobile crane vehicle | |
| US7497492B2 (en) | Hydraulic auxiliary hoist and crane control for high precision load positioning | |
| JP2020045247A (ja) | テレハンドラブーム伸長監視システム | |
| US20190233258A1 (en) | Method for determining a load, controller for a hydraulic lifting device for carrying out a method of this type | |
| JP7762227B2 (ja) | 車両接続式の吊り上げ装置を開ループ制御および/または閉ループ制御するための方法 | |
| IT201800004717A1 (it) | Braccio articolato provvisto di un sistema per la compensazione di deformazioni dovute a carichi | |
| CA2990688C (en) | Crane controller | |
| IT201800004677A1 (it) | Sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata, verso una posizione target | |
| IT201800004719A1 (it) | Sistema per la movimentazione automatica di un braccio articolato, in particolare di una gru articolata | |
| CN119038425A (zh) | 汽车起重机的倾覆预警系统与抗倾覆方法 | |
| FI122429B (fi) | Menetelmä henkilönostimen puomin taipuman mittaamiseksi, henkilönostin sekä mittausjärjestelmä | |
| US12259293B2 (en) | Determining the condition of a structural part of a working machine | |
| US20200180917A1 (en) | Method for the compensation of diagonal pull in cranes | |
| CN104565713B (zh) | 折叠升降式3.5d自由度云台 | |
| KR101384512B1 (ko) | 고소작업대의 선속도제어 방법 및 장치 | |
| JP2015124051A (ja) | 作業車 | |
| CA3058302A1 (en) | Crane with anti-tipping control system | |
| IT201800010234A1 (it) | Telehandler con sistema di controllo. | |
| RU2396201C1 (ru) | Способ повышения безопасности (варианты) и система безопасности стрелового грузоподъемного крана (варианты) | |
| IT202100006392A1 (it) | Macchina stabilizzata | |
| CN107253695B (zh) | 高空作业设备及其飞臂系统 |