Поворотный механизм для манипулятора своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 05.10.2024

Система блоков или полиспаст известна человечеству с древнейших времён. Классическая конструкция системы состоит из шкивов и троса. Один шкив называют блоком. В зависимости от способа крепления шкив может быть подвижным и неподвижным:

Неподвижный блок. Крепится к опоре и играет роль изменения направления движения каната. Не даёт никакого выигрыша в силе.
Подвижный блок. Располагается на стороне груза и даёт выигрыш в силе.

Принцип работы полиспаста схож с принципом работы рычага в физике простых механизмов. Роль рычага в этом случае играет сам трос. В случае простого блока из двух шкивов, подвижный шкив делит верёвку на 2 части и для того, чтобы поднять груз на то же расстояние, потребуется канат в 2 раза длиннее. Работа по поднятию груза выполняется в том же объёме. А усилие, из-за того, что длина верёвки стала в два раза больше, становится в два раза меньше.

В случае если в системе более 2-х шкивов, выигрыш в силе примерно равен количеству блоков. В случае 3-х блоков, усилие будет в 3 раза меньше, а 4 блока потребуют лишь четверть от первоначального усилия.

Механика

Для сборки необходимо вырезать детали из оргстекла толщиной 5мм: С меня за резку всех этих деталей взяли около $10.

Основание монтируется на большом подшипнике:

Особенно трудно было продумать основание с точки зрения процесса сборки, но я подглядывал за инженерами из uArm. Качалки сидят на штифте диаметром 6мм. Надо отметить, что тяга локтя у меня держится на П-образном держателе, а у uFactory на Г-образном. Трудно объяснить в чем разница, но я считаю у меня получилось лучше.

Захват собирается отдельно. Он может поворачиваться вокруг своей оси. Сама клешня сидит прямо на валу двигателя:

В конце статьи я дам ссылку на суперподробную инструкцию по сборке в фотографиях. За пару часов можно уверенно все это скрутить, если все необходимое есть под рукой. Также я подготовил 3D-модель в бесплатной программе SketchUp. Её можно скачать, покрутить и посмотреть что и как собрано.

Видео

Список деталей к Шагу

Номер позиции	Количество	Название
1	2	М3 гайка
2	1	Крепление
3	1	Сервопривод
4	2	М3х8 винт
5	1	Параллельное крепление
6	1	М3х6мм винт
7	1	Серво рычаг
8	2	М3×6мм винт
9	1	Рычаг правой руки
10	1	Основание правой руки
11	1	Осевой серверный винт
12	1	Фиксирующий серверный винт

Мини-кран из металлолома

Думаю, мой кран может и больше поднять, но перегружать его я не стал. Кран разбирается на части весом 30-60 кг и спокойно перевозится в прицепе легкового автомобиля. На багажнике вожу стрелу. В статике испытал конструкцию весом в 400 кг. Обычно поднимаю груз весом до 150 кг. Мне для моих строительных нужд этого вполне достаточно.

выносные опоры и основание- прямоугольная труба сечением 8х5 и 8.5х5.5 см;

червячные редукторы для стреловой и грузовой лебёдки.

трёхфазный электродвигатель с реверсом, мощностью 0.9 кВт, переделанный на питание от сети 220 В;

Кран получился мобильным, и его, опустив стрелу, можно переместить с места на место, перекатывая на колёсиках по утрамбованному грунту. Регулировка по уровню осуществляется при помощи винтовых опор.

Металл, редукторы и ролики куплены на вторчермете. Новые только трос и подшипники.

Вес крана без противовеса – около 250 кг. Себестоимость конструкции, с учётом покупки расходников — отрезных дисков для УШМ, электродов для сварочного инвертора и краски, – 4 тыс. руб.

Кран, + время на токарные работы, + подбора комплектующих и примерка узлов, я сделал за 3 рабочих дня. В дальнейшем, по окончании работ, полностью разберу его.

Как сделать и установить самому

Осуществить монтаж автокрана можно самостоятельно. Он устанавливается на транспортное средство. Для этого нужно снять кузов с шасси, чтобы поменять подрамник, т.к. заводская конструкция слаба и может треснуть. Подрамник надо сделать своими руками потому, что прикреплять крановую установку напрямую к раме запрещено.

Его можно сварить из наружного (18 мм) и внутреннего швеллеров. Планки сгибаются так, чтобы они повторяли форму рамы. Меньшая рейка вставляется в больший швеллер, чтобы образовался прямоугольник. К сваренной раме крепятся готовые швеллера. Между ними и базой ложится пожарный шланг для выравнивания плоскости планок и рамы.

Устанавливается на подрамник кран, в состав которого входят:

балка;
стрела;
опорные стойки;
специальные стремянки.

С помощью специальных стремянок закрепляется установка. Необходимо в стремянки вдеть распорки, изготовить которые можно так:

Отрезок трубы диаметром немного больше сечения стремянки и длиной в половину высоты рамы приваривается к пластине, толщина которой 7-10 мм. Меньшая сторона прямоугольной пластины — 7-9 см, большая должна плотно заходить внутрь рамы.
Потом стремянки сильно затянуть.

Чтобы силовая установка не перемещалась, необходимо приварить к подрамнику базы уголки.

После установки кузова нужно оставить зазор 15-20 см между кузовом и автокраном. Еще надо подсоединить гидравлический насос для функционирования манипулятора.

Возможна установка крана также и на трактор. Например, на Беларус 80.1 можно установить ИНМАН ИМ-16.

Как сделать самодельный кран в кузов грузовика своими руками

Кран-манипулятор — это силовая установка, монтируемая на подвижные платформы. Она поднимает и переносит тяжелые грузы за короткий промежуток времени. Такое оборудование можно сделать самостоятельно и установить самодельный кран в кузов грузовика.

Программирование

Самое интересное, это управление манипулятором с компьютера. У uArm есть удобное приложение для управления манипулятором и протокол для работы с ним. Компьютер отправляет в COM-порт 11 байт. Первый из них всегда 0xFF, второй 0xAA и некоторые из оставшихся — сигналы для сервоприводов. Далее эти данные нормализуются и отдаются на отработку двигателям. У меня сервоприводы подключены к цифровым входам/выходам 9-12, но это легко можно поменять.

Терминальная программа от uArm позволяет изменять пять параметров при управлении мышью. При движении мыши по поверхности изменяется положение манипулятора в плоскости XY. Вращение колесика — изменение высоты. ЛКМ/ПКМ — сжать/разжать клешню. ПКМ + колесико — поворот захвата. На самом деле очень удобно. При желании можно написать любой терминальный софт, который будет общаться с манипулятором по такому же протоколу.

Я не буду здесь приводить скетчи — скачать их можно будет в конце статьи.

Какие меры безопасности должны соблюдаться при выполнении работ по установке КМУ?

Чтобы кран не перемещался по отношению к плоскости рамы, к подрамнику сзади и спереди должны быть приварены уголки размером 40 либо 50 мм, обеспечивающие прочную фиксацию установки. В момент крепления кузова к подрамнику между кузовом и КМУ следует оставить зазор около 200 мм. С помощью болтов к подрамнику производится крепление поперечин кузова. После этого для работы манипулятора должен быть подключён гидравлический насос.

Установка крана на грузовой автомобиль достаточно сложная работа, требующая большой ответственности. Поэтому при невозможности выполнения её самостоятельно лучше воспользоваться готовыми услугами крана-манипулятора , предлагаемыми нашей фирмой. В таком случае будет гарантировано профессиональное выполнение работ, что позволит избежать таких проблем, как ремонт рамы в результате образования в ней трещины.

Ссылки

На видео — демка с моим роботом.

Резка оргстекла

Мы заказываем резку оргстекла в компании, находящейся недалеко от Екатеринбурга. Они делают быстро, качественно и не отказываются от небольших заказов. Стоить резка таких деталей будет около 800 рублей. В результате вы получите вырезанные детали с обоих сторон которых находится полиэтиленовая пленка. Эта пленка нужна для защиты материала от образования окалины.

Деталь из оргстекла с пленкой

Эту пленку необходимо удалить с обоих сторон.

Деталь без пленки

Еще мы заказали гравировку на поверхности некоторых деталей. Для гравировки достаточно просто нарисовать изображение на отдельном слое и указать это при заказе. Места гравировки необходимо зачистить зубной щеткой и затереть пылью. Получилось очень неплохо:

Гравировка на оргстекле

В итоге после удаления пленки и затирки у нас получилось вот это:

Манипулятор своими руками из фанеры

Когда и кому может пригодиться

Прежде чем рассказать о том, как делается и устанавливается самодельный кран-манипулятор на прицеп легковой машины, стоит затронуть тему необходимости такой конструкции. Соглашусь, что далеко не всем и не всегда он может пригодиться.

Наличие крана-манипулятора на легковом прицепе расширяет его функциональные возможности, увеличивает эксплуатационные характеристики. Если вам приходится регулярно перевозить какие-то тяжелые предметы, при этом отсутствует самосвальный механизм на прицепе, можно воспользоваться подъемным краном. Обладая определенными параметрами грузоподъемности, он даст возможность поднимать на борт и спускать с него грузы разного типа. Актуально для строителей, ремонтников, дачников и просто хозяйственников.

Фактически это альтернатива для ручной лебедки на прицепе. Но только кран обладает более широкой сферой применения. Этот вопрос стоит рассмотреть на конкретных примерах.

Читать еще: Какой самый большой белаз

Возможности прицепа с краном во многом зависят от того, какая грузоподъемность самого автоприцепа и непосредственно созданного своими руками крана. Некоторые модели способны поднять две тонны, но если платформа прицепа на такой груз не рассчитана, могут возникнуть проблемы при эксплуатации и перевозках.

Что же касается непосредственной сферы применения, то тут можно выделить несколько примеров.

Если вы установите на свой автоприцеп кран-манипулятор, то сможете использовать его:

для леса;
для поднятия бочек;
погрузки стройматериалов;
работы с крупногабаритными предметами;
переноса груза с места на место в небольшом радиусе;
поднятия грузов на высоту;
транспортировки досок и бревен;
загрузки лодки;
перевозки мототехники;
сельскохозяйственных работ;
в строительных целях и пр.

Вариантов на самом деле много. Они лишь ограничены задачами, которые стоят перед вами, и эксплуатационными характеристиками созданного прицепа с краном-манипулятором.

Манипулятор своими руками на прицеп: как сделать и установить

Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня мы поговорим про достаточно необычное, но для многих полезное и необходимое решение. Это манипулятор своими руками, который можно установить на обычный прицеп.

Кто-то подобные конструкции устанавливает на ГАЗ 53 непосредственно на кузов, либо же на ЗИЛ и на Газель. Другие же используют простые легковые прицепы , совершенствуя их конструкции и расширяя эксплуатационные возможности.

Каким именно будет манипулятор, решать вам. Это может быть гидравлический или ручной с механическим приводом, фактически зависящем от ваших усилий. Это вопрос к тому, какую конкретно лебедку вы купите для реализации поставленной цели.

Сборка конструкции своими руками

Чтобы после первого же применения стрела не деформировалась и не потребовалось разобрать всю конструкцию, к вопросу самостоятельного изготовления нужно подойти максимально ответственно.

Когда и кому может пригодиться

Что же касается непосредственной сферы применения, то тут можно выделить несколько примеров.

Если вы установите на свой автоприцеп кран-манипулятор, то сможете использовать его:

для леса;
для поднятия бочек;
погрузки стройматериалов;
работы с крупногабаритными предметами;
переноса груза с места на место в небольшом радиусе;
поднятия грузов на высоту;
транспортировки досок и бревен;
загрузки лодки;
перевозки мототехники;
сельскохозяйственных работ;
в строительных целях и пр.

Сборка конструкции своими руками

Фактически работа подразумевает выполнение 2 этапов.

Подготовка прицепа. Для начала придется подготовить сам прицеп. Ведь установить кран непосредственно на платформу, особенно когда пол выполнен из фанеры, не получится. Кран займет полезное пространство и не обеспечит нужную эффективность. Потому лучше делать узел за пределами бортов или грузовой платформы. Подготовив площадку для крана, далее наступит следующий этап;
Изготовление крана и его установка. Собрать кран можно из подручных материалов, но лучше использовать качественные компоненты с нужными параметрами прочности и устойчивости к износу в ходе эксплуатации. Об этом расскажу чуть позже.

Теперь по каждому этапу пройдемся отдельно.

Скажу сразу, что это лишь пример, который вы можете использовать в качестве основы или повторять его с абсолютной точностью. У всех разные прицепы и различные возможности, как и задачи, стоящие перед подобной конструкцией.

Подготовка прицепа

Никто не запрещает вам использовать готовые чертежи из сети. Только предварительно убедитесь, что они правильные, выполнены грамотно и соответствуют реальным характеристикам получаемого крана. Плюс не забывайте, что в некоторых случаях правильнее и проще установить лебедку для прицепа , а не монтировать самодельный манипулятор.

Возможно, кому-то потребуется дополнительно люлька, либо стрела увеличенного размера. Все индивидуально, но в качестве примера одну конструкцию описать стоит. Подкрепить полученные знания всегда можно с помощью фото и видео инструкций, представленных в сети.

Перед тем как сделать сам кран, займемся подготовкой автоприцепа. Суть подготовительных мероприятий заключается в следующем:

Рамка номера с камерой заднего вида: какие бывают, какую купить

подготовить материалы для изготовления конструкции;
сделать выдвижные подставки из профильной трубы и металлических пластин;
тем самым автоприцеп будет более устойчивым;
на основе профильной трубы выполнить прямоугольную раму для монтажа самого крана;
прикрепить ее к перекладине подрамника;
внутри одной из труб подставки зафиксировать выдвижную ножку;
с помощью листового металла вырезать площадку требуемого размера;
приварить к листу металла отрезок трубы;
ребрами жесткости дополнительно соединить трубу с площадкой под кран.

Что касается материалов, то профильную трубу лучше брать с сечением около 50×50 мм. Листовой металл не должен быть по толщине менее 5 мм. Отрезок трубы для основания под кран берется в районе 90 мм в диаметре. Длина произвольная, но не менее 300 мм.

Подъемное устройство

Теперь у вас в распоряжении есть прицеп, на котором присутствует специальная подставка и основание для будущего крана-манипулятора. Где именно и с какой стороны делать площадку, решайте сами. Тут есть разные варианты.

Что же касается подъемного устройства, то здесь работа предусматривает выполнение следующих операций:

Рамка номера с камерой заднего вида: какие бывают, какую купить

из трубы диаметров около 80 мм делается стойка;
с одного конца стойки параллельно фиксируются две металлические пластины;
ко второму концу приваривается основание, подготовленное на прицепе;
внутри основания можно засыпать шарики от подшипников, смазав их маслом;
тем самым стойка будет свободно вращаться во время работы;
между пластиками стойки монтируется стрела с помощью болтового соединения;
стрелу можно сделать из труб с сечением 60×60 и 50×50 мм;
чтобы стрела регулировалась по наклону и вылету, в трубах и пластинах необходимо высверлить отверстия;
в них вставляются стороны;
к стреле далее вваривается ручная лебедка.

Подобный кран теперь осталось только болтами закрепить на прицепе. Сварным методом соединять манипулятор с прицепом не стоит, поскольку вряд ли сотрудники ГИБДД похвалят вас за выезд на дорогу общего пользования с подобным самодельным творением.

Это лишь пример того, как можно собственными силами превратить обычный прицеп в более функциональное прицепное транспортное средство. Далее выбор за вами.

Делитесь своими мыслями и идеями на этот счет. Если знаете, как усовершенствовать конструкцию, жду ваших комментариев.

Подписывайтесь, оставляйте отзывы, задавайте актуальные вопросы и рассказывайте о нас своим друзьям!

Читайте также: