IT201900005800A1 - INDUSTRIAL VEHICLE EQUIPPED WITH A FRONT EQUIPMENT - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “VEICOLO INDUSTRIALE PROVVISTO DI UN ATTREZZO FRONTALE” of the patent for industrial invention entitled: "INDUSTRIAL VEHICLE EQUIPPED WITH A FRONT EQUIPMENT"
CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD
La presente invenzione è relativa a un veicolo industriale provvisto di un attrezzo frontale. The present invention relates to an industrial vehicle equipped with a front tool.
BACKGROUND DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION
Veicoli industriali provvisti di un attrezzo frontale per afferrare, trattenere e spostare qualsiasi tipo di materiale sono noti nella tecnica. Industrial vehicles provided with a front tool for grasping, holding and moving any type of material are known in the art.
Un esempio di un tale veicolo è un caricatore frontale che è una macchina per trattenere e spostare materiale (ad esempio terra, sabbia, pietre, pallet, legno, tronchi, ecc.) per mezzo di un attrezzo frontale (cucchiaio o benna, dispositivo di presa per pallet, dispositivo di presa per tronchi, ecc.) su furgoni che trasportano il materiale alla loro destinazione finale. An example of such a vehicle is a front loader which is a machine for holding and moving material (e.g. earth, sand, stones, pallets, wood, logs, etc.) by means of a front attachment (bucket or bucket, pallet gripper, log gripper, etc.) on vans transporting the material to their final destination.
Un altro esempio di un tale veicolo è un escavatore. L’attrezzo è generalmente mobile intorno a una traiettoria semicircolare sotto la spinta di attuatori (ad esempio cilindri idraulici) tra una posizione inferiore e una posizione superiore. Another example of such a vehicle is an excavator. The tool is generally mobile around a semicircular trajectory under the thrust of actuators (for example hydraulic cylinders) between a lower position and an upper position.
A causa della traiettoria di cui sopra, il carico sull’assale anteriore aumenta durante il processo di sollevamento poiché la distanza tra l’assale anteriore e il carico aumenta durante il sollevamento. A causa di questo effetto, le macchine sono dotate di un assale anteriore di dimensioni maggiori. In aggiunta, il caricatore frontale necessita di un contrappeso più pesante nella parte posteriore (B) per alzare il carico a causa del cambiamento di inerzia dinamica. Due to the aforementioned trajectory, the load on the front axle increases during the lifting process as the distance between the front axle and the load increases during lifting. Due to this effect, the machines are equipped with a larger front axle. In addition, the front loader needs a heavier counterweight in the rear (B) to raise the load due to the change in dynamic inertia.
Ad esempio, la domanda di brevetto WO2018070922(A1) descrive un dispositivo agricolo per il movimento semiautomatico di un attrezzo di trattenimento, per trattenere un oggetto, tra due posizioni ad altezze diverse. Il dispositivo comprende un attrezzo di trattenimento per trattenere l’oggetto, mezzi sensori di carico per determinare se l’attrezzo di trattenimento trattiene un oggetto, un dispositivo di azionamento per spostare l’attrezzo di trattenimento verso l’alto e verso il basso, un’unità di controllo per controllare il dispositivo di azionamento e un’interfaccia utente per ricevere l’immissione dell’utente per l’unità di controllo. Il dispositivo può essere usato in due modalità di funzionamento, in cui in una prima modalità di funzionamento l’attrezzo di trattenimento è mobile liberamente, e in una seconda modalità di funzionamento è mobile in modo semiautomatico tra molteplici posizioni determinate (URP, UPP, LRP, LPP) a seconda che l’attrezzo di trattenimento stia trattenendo un oggetto o meno, e a seconda del comando dato all’interfaccia utente. For example, patent application WO2018070922 (A1) describes an agricultural device for the semi-automatic movement of a holding tool, to hold an object, between two positions at different heights. The device comprises a holding tool for holding the object, load sensing means for determining whether the holding tool is holding an object, an actuation device for moving the holding tool up and down, a control unit for controlling the drive device and a user interface for receiving user input for the control unit. The device can be used in two operating modes, in which in a first operating mode the holding tool is freely movable, and in a second operating mode it is movable semi-automatically between multiple determined positions (URP, UPP, LRP , LPP) depending on whether the holding tool is holding an object or not, and depending on the command given to the user interface.
L’obiettivo della presente invenzione è fornire un caricatore frontale con cinematica di parallelismo opzionale in cui l’utente può scegliere una o più strategie di movimento, diverse da semicircolare, dell’attrezzo frontale per afferrare una benna. The objective of the present invention is to provide a front loader with optional parallelism kinematics in which the user can choose one or more movement strategies, other than semicircular, of the front tool to grab a bucket.
RIEPILOGO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION
L’obiettivo di cui sopra è raggiunto mediante la presente invenzione che è relativa a un veicolo industriale provvisto di un attrezzo frontale come descritto nella rivendicazione 1. The above objective is achieved by means of the present invention which relates to an industrial vehicle equipped with a front tool as described in claim 1.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Per una migliore comprensione della presente invenzione, una forma di realizzazione preferita è descritta nel seguito, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui: For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment is described below, by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
la figura 1 mostra schematicamente un veicolo industriale provvisto di un attrezzo frontale e avente una cinematica di parallelismo opzionale secondo la presente invenzione; Figure 1 schematically shows an industrial vehicle provided with a front tool and having an optional parallelism kinematics according to the present invention;
le figure da 2 a 4 mostrano un esempio di funzionamento del veicolo industriale. Figures 2 to 4 show an example of operation of the industrial vehicle.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Nella figura 1, il numero 1 indica un veicolo industriale provvisto di un attrezzo frontale e avente una cinematica di parallelismo opzionale. In Figure 1, the number 1 indicates an industrial vehicle equipped with a front attachment and having an optional parallelism kinematics.
È mostrato un caricatore frontale come esempio non limitativo. A front loader is shown as a non-limiting example.
Il veicolo industriale 1 ha un corpo di veicolo 2 provvisto di ruote 3 o cingoli con un dispositivo di caricamento frontale 4 comprendente: The industrial vehicle 1 has a vehicle body 2 provided with wheels 3 or tracks with a front loading device 4 comprising:
un braccio posteriore 5 avente una prima estremità 5-a collegata in modo girevole a un telaio di collegamento di caricatore 6, portato dal corpo di veicolo 2 e mobile angolarmente (α) intorno a un primo asse A1 sotto la spinta di un primo attuatore 7; a rear arm 5 having a first end 5-a rotatably connected to a loader connection frame 6, carried by the vehicle body 2 and angularly movable (α) around a first axis A1 under the thrust of a first actuator 7 ;
un braccio frontale 8 avente una prima estremità 8-a collegata in modo girevole a una seconda estremità 5-b del braccio posteriore 5 e mobile angolarmente (β) intorno a un secondo asse A2 sotto la spinta di un secondo attuatore 10; a front arm 8 having a first end 8-a rotatably connected to a second end 5-b of the rear arm 5 and angularly movable (β) around a second axis A2 under the thrust of a second actuator 10;
un attrezzo 11 (nell’esempio un cucchiaio o benna anche se diversi attrezzi possono essere usati come ad esempio un dispositivo di presa per pallet, un dispositivo di presa per tronchi, eccetera) portato da una seconda estremità 8-b del braccio frontale 8 e collegato in modo girevole rispetto alla seconda estremità 8-b e mobile angolarmente (ω) intorno a un terzo asse A3 sotto la spinta di un terzo attuatore 12. a tool 11 (in the example a spoon or bucket although different tools can be used such as for example a gripping device for pallets, a gripping device for logs, etc.) carried by a second end 8-b of the front arm 8 and rotatably connected with respect to the second end 8-b and angularly movable (ω) around a third axis A3 under the thrust of a third actuator 12.
Più nello specifico, secondo un esempio, il primo attuatore 7 (ad esempio un cilindro idraulico) ha un'estremità collegata in modo girevole al telaio di collegamento di caricatore frontale 6 e un’altra estremità collegata in modo girevole alla seconda estremità 5-b del braccio posteriore 5; il secondo attuatore 10 (ad esempio un secondo cilindro idraulico) ha un'estremità collegata in modo girevole alla seconda estremità 5-b del braccio posteriore e un’altra estremità collegata in modo girevole alla seconda estremità 8-b del braccio frontale 8; il terzo attuatore 12 (ad esempio un terzo cilindro idraulico) ha un'estremità collegata in modo girevole a una porzione superiore di un elemento di giunzione 9 e un’altra estremità collegata in modo girevole all’attrezzo 11 (nell’esempio il cucchiaio o la benna). L’elemento di giunzione 9 sporge con detta porzione superiore dall’area di collegamento del braccio posteriore 5 con il braccio frontale 8. Il braccio posteriore 5 e il primo attuatore 7 sono entrambi collegati al telaio di collegamento di caricatore frontale 6 in corrispondenza di diverse posizioni. È tuttavia chiaro che gli attuatori 7, 10 e 12 possono essere un qualsiasi tipo di attuatore, ovvero meccanico, idraulico, elettroidraulico, ecc. More specifically, according to an example, the first actuator 7 (for example a hydraulic cylinder) has one end rotatably connected to the front loader connecting frame 6 and another end rotatably connected to the second end 5-b of the rear arm 5; the second actuator 10 (for example a second hydraulic cylinder) has one end rotatably connected to the second end 5-b of the rear arm and another end rotatably connected to the second end 8-b of the front arm 8; the third actuator 12 (for example a third hydraulic cylinder) has one end rotatably connected to an upper portion of a joining element 9 and another end rotatably connected to the tool 11 (in the example the spoon or the bucket). The joint element 9 protrudes with said upper portion from the connection area of the rear arm 5 with the front arm 8. The rear arm 5 and the first actuator 7 are both connected to the front loader connection frame 6 at different locations. However, it is clear that the actuators 7, 10 and 12 can be any type of actuator, i.e. mechanical, hydraulic, electro-hydraulic, etc.
Secondo la presente invenzione una unità di controllo 13 è fornita per controllare il movimento del primo attuatore 7, il movimento del secondo attuatore 10 e il movimento del terzo attuatore 12 in modo tale che il movimento angolare del braccio posteriore 5 rispetto al telaio di collegamento 6 intorno al primo asse (A1), il movimento angolare del braccio frontale 8 rispetto al braccio posteriore 5 intorno al secondo asse (A2) e il movimento angolare dell’attrezzo 11 rispetto al braccio frontale 8 intorno al terzo asse (A3) producano un profilo di traiettoria selezionabile predeterminato Ti dell’attrezzo 11. According to the present invention a control unit 13 is provided to control the movement of the first actuator 7, the movement of the second actuator 10 and the movement of the third actuator 12 such that the angular movement of the rear arm 5 with respect to the connecting frame 6 around the first axis (A1), the angular movement of the front arm 8 with respect to the rear arm 5 around the second axis (A2) and the angular movement of the tool 11 with respect to the front arm 8 around the third axis (A3) produce a profile of predetermined selectable trajectory Ti of the tool 11.
Più nello specifico, l'unità di controllo 13 è progettata in modo tale da stabilire un profilo di traiettoria verticale diritta Ti-v dell’attrezzo 11 tra una posizione inferiore (figura 2) e una posizione superiore (figura 4) e viceversa. More specifically, the control unit 13 is designed in such a way as to establish a straight vertical trajectory profile Ti-v of the tool 11 between a lower position (figure 2) and an upper position (figure 4) and vice versa.
L’uso di un profilo di traiettoria verticale diritta Ti-v ha molti vantaggi: The use of a Ti-v straight vertical trajectory profile has many advantages:
• il carico può essere mantenuto più vicino all’assale anteriore del veicolo industriale; • the load can be kept closer to the front axle of the industrial vehicle;
• minore/nessuna necessità di zavorra di contrappeso B nella parte posteriore del veicolo industriale; e • less / no need for counterweight ballast B at the rear of the industrial vehicle; And
• l’assale anteriore può essere più piccolo mantenendo la medesima capacità di caricatore. • the front axle can be smaller while maintaining the same loader capacity.
Parlando in generale, più di un profilo di traiettoria Ti è disponibile all’utente del veicolo industriale 1 che può scegliere tra differenti profili come: Generally speaking, more than one trajectory profile Ti is available to the user of the industrial vehicle 1 who can choose between different profiles such as:
• profilo standard, l’attrezzo 11 si sposta lungo un percorso semicircolare; • standard profile, the tool 11 moves along a semicircular path;
• sollevamento verticale, l’attrezzo 11 si sposta lungo il profilo di traiettoria verticale diritta Ti-v di cui sopra; • vertical lifting, the tool 11 moves along the straight vertical trajectory Ti-v above;
• profilo speciale, l’attrezzo 11 si sposta lungo un percorso non rettilineo o non circolare, ad esempio un percorso verticale a forma di S. • special profile, the tool 11 moves along a non-straight or non-circular path, for example an S-shaped vertical path.
• Profilo con altezza di sollevamento aumentata. L’unità di controllo 13 è un’unità elettronica ed è progettata per stabilire posizioni angolari preimpostate successive del braccio frontale 8 rispetto al telaio di collegamento 6 intorno al primo asse (A1), del braccio frontale 8 rispetto al braccio posteriore 5 intorno al secondo asse (A2) e dell’attrezzo 11 rispetto al braccio frontale 8 intorno al terzo asse (A3) al fine di stabilire la traiettoria selezionata Ti. • Profile with increased lifting height. The control unit 13 is an electronic unit and is designed to establish successive preset angular positions of the front arm 8 with respect to the connecting frame 6 around the first axis (A1), of the front arm 8 with respect to the rear arm 5 around the second axis (A2) and of the tool 11 with respect to the front arm 8 around the third axis (A3) in order to establish the selected trajectory Ti.
Ti αi Bi ωi Ti αi Bi ωi
Tn αn Bn ωn Tn αn Bn ωn
Gli angoli possono essere misurati mediante tecniche note (per esempio usando codificatori) e possono essere confrontati con valori obiettivo preimpostati impostati in una tabella memorizzata utilizzando un sistema di controllo a ciclo chiuso di un tipo noto. The angles can be measured by known techniques (for example using encoders) and can be compared with preset target values set in a stored table using a closed loop control system of a known type.
Tuttavia, il controllo del caricatore frontale non deve essere necessariamente elettronico. However, the front loader control does not necessarily have to be electronic.
La strategia di controllo può essere meccanica (ad esempio mediante valvola idraulica controllata meccanicamente) o elettroidraulica (come descritto). The control strategy can be mechanical (e.g. by mechanically controlled hydraulic valve) or electrohydraulic (as described).
Strategia di controllo meccanica (ad es. sollevamento verticale): Mechanical control strategy (e.g. vertical lift):
A seconda della posizione del braccio posteriore, una valvola controllata meccanicamente (che è collegata al braccio posteriore) controlla la posizione del braccio frontale. Depending on the position of the rear arm, a mechanically controlled valve (which is connected to the rear arm) controls the position of the front arm.
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