Лапы для манипулятора своими руками

Самодельный кран в кузов грузовика: своими руками, на ГАЗель, манипулятор, балка, мини, установка, на трактор

Сейчас вы узнаете как создать руку-манипулятор для робота, изготовленную на базе обычных серво, пары шестеренок и из пластин алюминия. Хотя можно купить готовые комплекты роботов-манипуляторов, они, как правило, дороги и довольно слабы. В общем сейчас выясним, можно ли в домашних условиях сделать качественный манипулятор 6-степеней свободы.

Механическая конструкция рычага основана на 2-х универсальных конструкциях кронштейнов и нескольких меньших блоках. Поворотные части изготовлены из стандартных сервоприводов и небольших фланцевых подшипников, чтобы максимально упростить конструкцию. Все части проекта были разработаны в libreCAD — пакет 2D САПР с открытым исходным кодом. В качестве примера приведено изображение конструкции сервоблока:

Как установить самодельный манипулятор на Газель

Когда появилось множество вариантов КМУ, монтируемых на шасси грузовиков Газель, владельцы данных авто стали думать, как поставить этот мобильный кран на свое транспортное средство. Ведь в итоге можно получить самую популярную спецтехнику. Самодельный гидроманипулятор может иметь грузоподъемность от 1 до 11 тонн.
Основа крепления КМУ к раме авто – это подрамник. Его и надо будет сделать своими руками. Прикреплять манипулятор напрямую к раме запрещено.

В первую очередь вам надо будет сдвинуть кузов машины назад. Так за ее кабиной появится свободное место для установки автокрана. Лучшее решение – вообще снять кузов с шасси, потому как надо будет поменять подрамник. Это нужно сделать по двум причинам:

• заводская конструкция слишком слабая, ибо сделана из тонкого металла, и может треснуть;
• стандартная Газель имеет слишком короткую базу, для установки КМУ ее надо удлинить.

Сборка шилда сервоуправления

На следующем рисунке показана нижняя сторона печатной платы до того, как она была просверлена и заполнена деталями:

Поскольку сервоприводы могут быть очень шумными в плане питания, на силовых шинах стоят конденсаторы 10 мкФ, чтобы помочь справиться с пиковыми нагрузками серво при запуске. Также имеется конденсатор емкостью 100 нФ на разъеме JTAG, для облегчения разъединения силовых шин.

Вот изображение готового блока, подключенного к 7-ми тестовым сервоприводам во время разработки программы:

В итоге проверялась механика руки робота используя стандартную систему радиоуправления RC, чтобы убедиться что все движется правильно и сервоприводы могут справиться с нагрузкой руки. Как показали испытания, полностью работает сервоуправление, и оно достаточное для того, чтобы действительно управлять рукой. Программа сервопривода работает с контролем скорости вращения — увеличение и уменьшение скорости вращения сервопривода, которое необходимо будет для работы манипулятора.

Схема и дизайн печатной платы доступны для скачивания всем пользователям сайта Электрические Схемы.

Монтаж крановой установки

1. Подрамник можно сварить из наружного (18 мм) и внутреннего (16 мм) швеллеров. Перед этим планки согните так, чтобы они повторяли форму рамы. Меньшую рейку вставьте в больший швеллер, они должны образовывать прямоугольник. Затем сварите конструкцию по всей длине. Длина подрамника – 70-980 см под стрелу крана + размер кузова. Отрежьте нужное после фиксации кузова. Так вы сможете регулировать его положение.
2. С помощью стремянок прикрепите к раме подготовленные швеллера. Между ними и базой положите пожарный шланг. Он нужен, чтобы выровнять плоскости планок и рамы. Чтобы подрамник под кран был цельным, сварите швеллера обрезком уголка. Приварите его так над поперечиной базы так, чтобы потом прикрутить к ней болтом швеллер.
3. Установите на подрамник манипулятор. В его комплектации имеются специальные стремянки. С их помощью и закрепите кран. Обязательно вденьте в стремянки особые распорки.
4. Изготовить распорки можно следующим образом. Возьмите отрезок трубы, имеющей диаметр чуть больше сечения стремянки. Длина трубы должна составлять половину высоты рамы. Отрезаем прямоугольный кусок пластины толщиной 7-10 мм. Меньшая сторона отрезка должна иметь размер 7-9 см, большая – плотно заходить по высоте внутрь рамы. Приварите трубу к пластине посередине. Далее сильно затяните стремянки.
5. Чтобы манипулятор не перемещался вдоль базы, перпендикулярно сзади и спереди приварите к ее подрамнику уголки размером 4×4 либо 5×5 см.
6. Теперь можно устанавливать на газель кузов. При этом оставьте зазор в 15-20 сантиметров между кузовов и автокраном. Кузовные поперечины зафиксируйте болтами.
7. Ваш кран установлен. Осталось лишь подсоединить гидравлический насос, при помощи которого будет функционировать манипулятор.

Закончил пасечный манипулятор

С осени не давала мне жизни идея – манипулятор для погрузки ульев. Это все потому, что в хозяйстве появился грузовой УАЗик.

По нашим полям и лесам машина нужная, старая «шестерка» уже не выдерживает таскать прицеп с ульями. Но высота погрузки на УАЗ – метр. Вручную грузить тяжело. Помощников у меня нет. Апилифтом поднимать руты в 2-3 корпуса на такую высоту не то, что тяжело, но и опасно. Подымешь, не удержишь, и вся эта колокольня тебя и накроет сверху…

Тема манипулятора интересовала давно, просмотрел кучу видео об американских моделях, австралийских (Ezyloader), ролики Влада Белозерова, наших украинских умельцев, много чего взял для себя от одного румынского дедули. В общем, заболел манипулятором, во сне он мне даже снился, снились варианты решения волновавших технических нюансов.

Поискал – может, найду, кто в Украине делает для продажи такие штуки. Нашел, делает. И на вид очень приличный погрузчик. Apis-200 называется. Но цена… 37 тысяч гривен. Была. Сейчас не смотрел. Для меня слишком большая цена. И в модели я не увидел механизма регулирования стрелы в горизонте. Может, не доглядел. А механизм нужен, иначе, стрела под силой тяжести примет самое нижнее положение по местности, и толкать ее обратно вверх с грузом будет нелегко. Все равно, что толкать шар вверх на гору.

В начале декабря созрел я для самостоятельного изготовления пасечного манипулятора. Стал собирать запчасти, рыться на металлоломе, закупать профильные трубы. Чертежей не рисовал, просто представлял, что и как я хочу сделать. От складывающейся в кузов модели отказался. Думал и так, и эдак, но отказался. Это дополнительное время для приведения в рабочее положение, возможная потеря полезной площади кузова, увеличение веса, технические трудности.

Для меня решающими параметрами были: изменяемая по высоте стойка от 1,5 метра.

Чтобы заезжать в гараж и не сбивать в лесу все ветки, к тому же, при такой минимальной высоте уже возможна погрузка двухкорпусных рутов. Максимальная высота стойки – два метра. Можно грузить руты в 3 корпуса, и просто ставить под стрелу еще больше.

Вылет стрелы – 4 метра. Для максимального охвата площади вокруг автомобиля на одну его остановку. Плюс погрузка манипулятором прицепа позади тягача. С этой же целью установка манипулятора планировалась сзади грузовой платформы.

И началась работа. Ступицу для поворота стрелы на стойке подарил друг с СТО.

Второй блок из двух уже посаженных в цилиндре подшипников нашел на металлоломе. У токаря заказывал ось для этого блока.

Карданный вал для механизма регулировки стрелы в горизонте тоже нашел на металлоломе.

Регулирующие тяги заказывал в интернет-магазине. Это центральные тяги задней навески трактора Т-25.

Готовых вариантов профильных труб для стойки, чтобы одна входила в другую плотно на прокате не нашел. Все трубы большого сечения входят друг в друга с большими зазорами. Пришлось выкручиваться.

Внутреннюю половину стойки сделал из трубы 100х100 мм, потом распустил на уголки трубу 80х80 мм и обварил ими сотую трубу. Толщина металла на углах получилась 6 мм. Внешнюю половину стойки сварил из четырех уголков 60х60 мм.

Первую половину стрелы изначально сделал из двух труб – прямоугольного сечения 40х60 мм, толщиной 3 мм и круглой, диаметром 27 мм.

При испытаниях эта часть стрелы подозрительно сильно скручивалась под большой нагрузкой, хотя деформация была упругой. Я стрелу усилил, приварив трубу 21 мм в виде треугольной фермы на раскосах. Все стало намного жестче, и надежней. Вторая половина стрелы – из труб 32 мм и 20х30 мм.

В качестве подъемного механизма купил электрическую лебедку. Есть мнение, что она сильно нагревается при длительной работе – проверим. Еще один минус – разряд АКБ. У меня стоит сотка, проверим, насколько будет хватать. В крайнем случае, буду грузить с работающим двигателем. Покупать тельфер на 220 вольт, и таскать к нему генератор пока не хочу. Генератор нужно куда-то грузить. Заправлять тоже. УАЗ у меня на пропане.

Раму для захвата ульев сварил из квадратного профиля 25х25 и 30х30 мм.

Рама раздвижная, на размер четырех корпусов рута. Есть положения для захвата ульев под днище, и для захвата корпусов с фрезеровкой под руки.

Также у румынского пчеловода скопировал самозажимной механизм, исключающий случайное выпадение улья из рамы.

На все расходы у меня пошло примерно 6,5 тысяч гривен. При этом, часть металла уже была в наличии, около 30% от необходимого. По времени делал полтора месяца, с перерывами. Грузоподъемность конструкции не знаю. Меня в зимней одежде поднимает без проблем.

Осталось для полного комплекта сделать под каждый улей подставки для подвода «рогов» при погрузке. И вдоль боковых бортов машины крепеж для зацепов стяжных ремней. Прикинул, станет в один ярус 16 рутов на кузов. И пока что, 8 в прицеп. Весна не за горами, буду уже испытывать на точках, и, возможно, что-то доделывать.

Чтобы получать новые статьи блога на свой e-mail, оформите подписку.

Буду благодарен, если поделитесь статьей в социальных сетях:

Похожие сообщения

• Пасечный манипулятор, первый выезд.07.03.2020
• Как я перевожу пчел15.05.2016
• Неприятность эту мы переживем…21.06.2015

Популярные сообщения

• Ну, начнем, что ли…18.12.2012
• Рогатые ульи. Корпуса.28.02.2015
• Арендовал торговое место05.10.2014

Популярные модели

Краны-манипуляторы производятся в:

Выбрать модель силовой установки можно из таких торговых марок ведущих мировых производителей:

Установки Foton имеют показатель грузоподъемности 6 т, а их длина — больше 6 м. Foton Олли перевозит грузы и полезен в строительных работах.

Крановая установка Isuzu QL 1100 TMA является одной из новинок японской компании. Грузоподъемность — 5,5 т, длина около 6 м.

Кран-манипулятор Hiab 600EP5HiPro поднимает грузы до 16 т. Его можно использовать для перемещения крупно- и негабаритных грузов. Оснащен пультом для дистанционного управления. Данное устройство способно поднимать грузы, которые расположены возле его колес.

Мини-кран перемещает груз весом до 3 т. Популярные модели :

• СОРОКИН 8.10.
• АЕ&Т 1т Т62201.
• АЕ&Т 1т Т62101.
• СОРОКИН 8.6.
• СОРОКИН8.2.
• СОРОКИН 8.22.
• СОРОКИН 8.3.

Подходящая крановая установка на Газель должна поднимать вес 800 кг. Это такие модели:

• РМ 3622 СЕ, производитель — Италия, монтируется за кабиной;
• Unik URA — 100, производитель — Япония, монтируется внутри бортовой платформы.

Инструкция по монтажу крана манипулятора

Прежде, чем выполнить монтаж крана манипулятора, необходимо удостовериться:

— в отсутствии повреждений и дефектов крановой установки (несущие конструкции – станина, колонна, стрела, аутригеры, крюковая подвеска);

— в отсутствии повреждений и дефектов транспортного средства (двигатель, рама, ходовая часть, воздухопровод/маслопровод и т. д.);

В процессе монтажа крановой установки, необходимо уделить особое внимание правилам безопасности, указанных в ПБ 10-257-98.

Ниже приводится описание типовых работ, которые необходимо провести при внесении изменений в конструкцию транспортного средства — установке крана манипулятора гидравлического на автомобиль.

Монтаж крана манипулятора.

Установка манипулятора на автомобиль выполняется в следующей последовательности:

1. Демонтаж грузовой платформы транспортного средства.

2. Демонтаж ресиверов (воздушных баллонов).

3. Демонтаж аккумуляторной батареи.

4. Демонтаж инструментального ящика.

5. Демонтаж топливного бака.

6. Демонтаж защитного покрытия с расположенного ниже двигателя.

7. Демонтаж глушителя.

8. Усиление рамы автомобиля (установка надрамника или гнутого уголка и пластины, в зависимости от автомобиля).

9. Определение места установки КМУ и крепления шпильками или стремянками.

10. Подготовка механизма коробки отбора мощности (зависит от типа транспортного средства). Установка КОМ на КПП (или раздаточную коробку). Установка механизма включения (выключения КОМ).

11. Установка гидравлического насоса (непосредственно на КОМ или через кардан).

12. Установка задних аутригеров (если необходимо).

13. Установка и крепление крана манипулятора (колонна и станина).

14. Установка шлангов РВД (в том числе и с трубопроводами для задних опор). Заливка масла в гидросистему КМУ.

15. Резка кузова (грузовой бортовой платформы).

16. Монтаж глушителя, защиты двигателя, топливного бака, инструментального ящика, аккумуляторной батареи, ресиверов.

17. Монтаж и крепление кузова (бортовой платформы). Установка защитных устройств (заднего и боковых).

18. Установка и крепление стрелы крана манипулятора.

19. Установка вспомогательной стрелы (гуська) (при необходимости).

20. Установка крюковой подвески.

21. Запуск механизма коробки отбора мощности (пробный).

22. Проведение испытания крановой установки (в том числе и под грузом) на предмет выявления утечки на гидравлических линиях или других неполадок.

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:

1. 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.
2. 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.

Построение руки робота

Сборка кронштейна сервопривода

Кронштейн для сервопривода изготовлен из листа алюминия 2 мм. Поскольку понадобится 5 этих скоб, хорошей идеей будет создать шаблон или программу под ЧПУ, чтобы сделать сверление проще и согласованнее.

Теперь нужно разрезать кусок алюминия толщиной 2 мм по размеру (для этого использовал комбинацию торцовочной пилы, лобзика и пилы). Поместите алюминий в тиски с шаблоном сверху и начните с точечной штамповки маркеров и линий сгиба, показанных на шаблоне. После этого делайте сверление направляющих отверстий для остальной части кронштейна.

Выньте алюминий из тисков и просверлите направляющие отверстия до нужного размера, как показано на чертеже CAD. Чтобы упростить складывание, использовал квадратную линейку для разметки линий сгиба в соответствии с пунктирными линиями: Перед тем, как согнуть алюминий, сначала нужно будет увидеть две линии в верхней части кронштейна. Чтобы согнуть кронштейн, поместите его в тиски:

Выровняйте линию сгиба и затем поместите кусок дерева по скобе. Сложите его назад, нажав на дерево. Это помогает поддерживать давление даже на кронштейне и сгибать его, не искажая форму. Вы можете использовать края дерева, чтобы согнуть меньшие части аналогичным образом. Закончив сгибание кронштейна используйте шаблон и линейку, чтобы отметить линию разреза на передней части кронштейна, а затем отпилите ненужный материал: Когда скоба полностью обрезана и готова, рекомендуется напильником сгладить все острые или неровные края. Скобка должна выглядеть примерно так:

Сборка С-кронштейна

С-образная скоба выполнена практически идентично кронштейну для сервопривода. Здесь использовались алюминиевые полоски 25 мм x 1000 мм x 2 мм как для шаблона, так и для самих кронштейнов. Так же, как кронштейн для сервопривода, сначала режете алюминий по размеру, а затем склеиваете CAD-шаблон поверху. Готовый шаблон и шаблон должны выглядеть примерно так:

После того как кронштейн просверлен, выньте деталь и заново просверлите отверстия до правильных размеров, как показано на чертежах CAD. При сгибании кронштейна соблюдайте осторожность — надо убедиться, что сгибаете всё одинаково. Нужно будет сделать как минимум три из этих скоб для руки робота:

Сборка L-кронштейнов

Рука робота имеет 3 разных L-образных кронштейна для средней части руки, запястья и концевого крепления. Поскольку все эти скобки имеют разные размеры, нет необходимости создавать шаблон. Просто нарежьте алюминий по размеру (полоски 25 мм х 1000 мм х 2 мм) и наклейте чертежи САПР на полосы разреза. Сделайте точный удар по шаблону, а затем просверлите детали.

Сборка манипулятора

Так как манипулятор робота относительно тяжелый, нижний сервопривод нуждается в достаточной поддержке для плавного вращения. Для этого рычаг монтируется на поворотном столе, который поддерживается четырьмя роликами, которые снимают сервопривод с веса, размещенного в поперечном направлении через сервопривод (он без поддержки может легко скрутить сервопривод и повредить его).

Основание поворотного стола выполнено аналогично кронштейнам. Напечатанный шаблон САПР помещается поверх листа алюминия и удерживается на месте с помощью скотча. Образец резания и сверления затем точечно накернивается в материале. После удаления бумаги используйте стальную линейку, чтобы выделить линии разреза:

Полученную форму затем вырезаем из алюминия, а затем собираем в форму. Обратите внимание на прямоугольный рисунок в центре детали — это схема сверления для вырезания алюминия, чтобы можно было установить сервопривод. Эту часть просверливают, а затем вырезают с помощью Дремеля, прежде чем подать в форму, чтобы сервопривод легко помещался в посадочное место.

Для поддержки верхней вращающейся части поворотного стола вокруг внешней части детали расположены четыре небольших колесика для мебели. Это довольно распространенные вещи, которые можно купить в большинстве мебельных магазинов. Ролики крепятся к основанию с помощью винтов M4 и гаек. После установки сервопривода и роликов нижний поворотный стол должен выглядеть следующим образом:

Затем основание поворотного стола прикрепляется к четырем алюминиевым пластинам, вырезанным из прутка 40 мм х 1000 мм х 2,5 мм. Опять же размеры и схема сверления включены в чертежи САПР.

Для прикрепления поворотного стола к ножке робота предусмотрены 4 алюминиевые трубки (8 мм диаметром и толщиной 1 мм), нарезанные по 30 мм. Они удерживаются на месте резьбовым стержнем M3, который обрезается по длине и затем крепится болтами с обоих концов. Обратите внимание, что стопы недостаточно для удержания руки робота, когда она полностью выдвинута в одну сторону (это приведет к перебалансировке). Пластины должны быть закреплены на более тяжелой плоской поверхности, однако хотел иметь возможность поднять руку во время работы над сборкой. Основание и ножка поворотного стола показаны на следующем рисунке:

Верхняя часть манипулятора выполнена аналогично основанию. Перед установкой верхней части поворотного стола на основание один из кронштейнов сервопривода крепится к верхней части. Обратите внимание, что двойной кронштейн с сервоприводом слегка приподнят (на 4-х гайках M3), чтобы обеспечить свободное пространство для руки робота над основанием при вращении плечевого сустава руки. Нужно будет высверлить основание крепления сервопривода, чтобы винт с сервоприводной головкой хорошо прилегал (чтоб могли удерживать верхнюю часть поворотного стола на месте). Необходимо убедиться, что высота поворотного стола соответствует используемому сервоприводу. При необходимости можете поднять ролики, просто подкладывая шайбы под них.

На следующем рисунке показана конструкция кронштейна с двумя сервоприводами и крепления. Кронштейн состоит из элемента с двумя сервоприводами, на котором в свою очередь закреплены 2 других кронштейна с серво. Обратите внимание, что передний кронштейн имеет заднюю часть, которая позволяет установить кронштейн C на задний сервопривод перед установкой переднего сервопривода:

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.

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.

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.

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.

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.

Источник