Как сделать самодельный кран в кузов грузовика своими руками

Содержание:

Шаг 10. Схема подключения
Сборка в общих чертах
Как работает простая конструкция блоков
2 мини-крана, чтобы поднять блоки на второй этаж
Отделка и сборка
Монтаж крановой установки
Когда и кому может пригодиться
Особенности манипулятора
Какие меры безопасности должны соблюдаться при выполнении работ по установке КМУ?
Популярные модели
Аутригеры
Рабочие характеристики

Шаг 10. Схема подключения

Как только Вы соберёте манипулятор, и подготовите разъем Nunchuk, Вы будете готовы что бы собрать электросхему. Мы использовали щит платы управления, который был в комплекте вместе с комплектом манипулятора. Это упрощает подключение компонентов, поскольку в нем уже имеются специальные разъемы для сервомоторов, источника питания и т. д.

Подключите компоненты следующим образом:

Контроллер:

Контроллер контакт 6 (SCL) => Arduino Mega Контакт 21 (SCL) (на плате)
Контроллер контакт 1 (SDA) => Arduino Mega Контакт 20 (SDA) (на плате)
Контроллер контакт 3 (Vcc) => Ardino Mega Контакт 3V3 (на плате)
Контроллер контакт 4 (Gnd) => Arduino Mega Контакт Gnd (на плате)

Если вы используете Arduino Uno, контакты Nunchuk SCL и SDA должны быть подключены к контактам Arduino следующим образом:

Контроллер контакт 6 (SCL) => Arduino Uno контакт A5
Контроллер контакт 1 (SDA) => Arduino Uno контакт A4
Контроллер контакт 3 (Vcc) => Ardino Uno контакт 3V3
Контроллер контакт 4 (Gnd) => Arduino Uno контакт Gnd

Сервопривод:

Контакт Платы управления 11 => Сервопривод № 1
Контакт Платы управления 12 => Сервопривод №2
Контакт Платы управления 13 => Сервопривод № 3
Контакт Платы управления 8 => Сервопривод № 4
Контакт Платы управления 9 => Сервопривод №5
Контакт Платы управления 10 => Сервопривод №6

Если вы не используете плату управления, Вы должны использовать следующую конфигурацию контактов:

Arduino Контакт 11 => Серво #1 (Sgn)
Arduino Контакт 12 => Серво #2 (Sgn)
Arduino Контакт 13 => Серво #3 (Sgn)
Arduino Контакт 8 => Серво #4 (Sgn)
Arduino Контакт 9 => Серво #5 (Sgn)
Arduino Контакт 10 => Серво #6 (Sgn)
Arduino Контакт Gnd => Серво Gnd
6В Контакт питания => Серво Vcc

Вам также необходимо подключить внешний источник питания 12 В. Мы предлогаем использовать один блок с выходом более 2A. Сервоприводы потребляют много энергии, и если блок питания недостаточно мощный, сервоприводы будут вибрировать и перегреваться. Они также потеряют свою мощность.

Не подключайте источник питания до тех пор, пока Вы не загрузите код Arduino (см. Дальнейшие шаги). На плате есть кнопка питания. Держите её в выключенном положении.

Подключите USB-кабель к Arduino и перейдите к следующему шагу.

Сборка в общих чертах

Как сделать 3d-принтер своими руками: инструкция и советы

Теперь приступаем непосредственно к созданию руки-манипулятора. Начинаем с основания. Необходимо обеспечить возможность поворота устройства во все стороны. Хорошим решением будет его размещение на дисковой платформе, которая приводится во вращение с помощью одного мотора. Чтобы она могла вращаться в обе стороны, существует два варианта:

Установка двух двигателей. Каждый из них будет отвечать за поворот в конкретную сторону. Когда один работает, второй пребывает в состоянии покоя.
Установка одного двигателя со схемой, которая сможет заставить его крутится в обе стороны.

Какой из предложенных вариантов выбрать, зависит исключительно от вас. Далее делается основная конструкция. Для комфорта работы необходимо два «сустава». Прикреплённый к платформе должен уметь наклоняться в разные стороны, что решается с помощью двигателей, размещённых в его основании. Ещё один или пару следует разместить в месте локтевого изгиба, чтобы часть захвата можно было перемещать по горизонтальной и вертикальной линии системы координат. Далее, при желании получить максимальные возможности, можно установить ещё двигатель в месте запястья. Далее наиболее необходимое, без чего не представляется рука-манипулятор. Своими руками предстоит сделать само устройство захвата. Тут существует множество вариантов реализации. Можно дать наводку по двум самым популярным:

Используется только два пальца, которые одновременно сжимают и разжимают объект захвата. Является самой простой реализацией, которая, правда, обычно не может похвастаться значительной грузоподъёмностью.
Создаётся прототип человеческой руки. Тут для всех пальцев может использоваться один двигатель, с помощью которого будет осуществляться сгиб/разгиб. Но можно сделать и конструкцию сложней. Так, можно к каждому пальцу подсоединить по двигателю и управлять ими отдельно.

Далее остаётся сделать пульт, с помощью которого будет оказываться влияние на отдельные двигатели и темпы их работы. И можно приступать к экспериментам, используя робот-манипулятор, своими руками сделанный.

Как работает простая конструкция блоков

Как сделать вулкан? модель вулкана своими руками

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.

2 мини-крана, чтобы поднять блоки на второй этаж

Как сделать нож своими руками

И, в завершении статьи, два самодельных подъёмника, которые упростят вам строительство каменного дома.

pavel_khudoleevУчастник FORUMHOUSE

Я возвожу дом из газосиликатных блок. Когда дошли до второго этажа, блоки стало тяжело поднимать. Подумал и сделал вот такой кран из профильных труб и электрического тельфера.

Узлы крана крупным планом.

Грузоподъёмность крана для подъёма блоков 150 кг.

Высота мини-крана с поворотной стрелой наращивается. При необходимости, конструкция легко разбирается и перевозится в багажнике легкового автомобиля.

Опорная площадка крана.

Фото со строительства.

Второй разборный мини-кран от rugeto. В видео подробно показаны узлы подъёмника, который пользователь сделал за два дня из подручных материалов на основе электрического тельфера. По словам rugeto, кран упростил все работы по строительству каменного дома и обошелся дешевле, чем заводские модели.

Отделка и сборка

1. Снимите поворотную опору, мачту В/С и боковины I с платформы лебедки J. Осмотрите все детали и, если требуется, дополнительно их отшлифуйте. Наденьте колеса и бадью на 6-миллиметровый стержень и подложите под его концы толстые обрезки. Чтобы нанести отделочное покрытие на деревянные оси, не затрагивая их концы, которые будут вклеиваться в отверстия, возьмите обрезок толстого бруска и, просверлив в нем восемь 10-миллиметровых отверстий, вставьте в них оси. Затем сделайте шесть 6-миллиметровых отверстий с интервалом не менее 50 мм в другом обрезке. Вставьте в четыре из них короткие шканты и насадите на их концы ручки-кнопки. Оберните малярным скотчем один конец каждого стержня с катушкой, а вторые концы вставьте в оставшиеся отверстия обрезка. Нанесите бесцветное покрытие на все детали игрушки. (Мы использовали полуматовый лак в аэрозольном баллоне, который наносили четыре раза с промежуточной шлифовкой наждачной бумагой № 320. Колеса после просушки каждого слоя обрабатывали мягкой щеткой из латунной проволоки.)

2. Наденьте на каждую ось колесо и шайбу. Вклейте оси в отверстия шассиА, вставляя между колесом и шайбой тонкую пластиковую прокладку, чтобы колеса могли свободно вращаться. 3. Шурупами прикрепите к платформе лебедки J одну из боковин I (рис.5). Наденьте на каждый стержень с катушкой шайбу, пружину и еще одну шайбу, вставьте их в отверстия боковины лебедки. Добавьте еще две шайбы с пружиной на каждый стержень и установите вторую боковину лебедки, чтобы стержни с катушками оказались между двумя боковинами. Наденьте еще по одной шайбе на выступающие снаружи концы стержней и насадите ручки-кнопки, смазав их отверстия клеем.

4. Прикрепите к платформе лебедки мачту В/С. Подготовьте два отрезка резьбовой шпильки М6 длиной 92 мм (на 10 мм больше ширины основания) и проденьте их сквозь отверстия боковин I и мачты (рис. 5). Нанесите на концы шпилек немного специальной пасты-фиксатора и наверните колпачковые гайки. Прикрепите поворотную опору шурупами к платформе J лебедки, а затем к шасси А.

5. Теперь возьмите еще два отрезка резьбовой шпильки длиной 67 и 29 мм. Вставьте стрелу D/E/F/H между боковыми деталями мачты В. Проденьте длинный отрезок шпильки в осевые отверстия (рис. 1). Нанесите пасту-фиксатор и наверните колпачковые гайки. Короткий отрезок вставьте в отверстия на переднем конце стрелы и также закрепите его с помощью колпачковых гаек, нанеся пасту-фиксатор.

6. Отрежьте шнур длиной 61 см и завяжите на одном его конце узел. Проденьте его сверху через отверстие в задней проставке стрелы Е, затем через отверстие в задней катушке и завяжите второй узел. Лишнюю часть шнура намотайте на катушку, вращая ручки-кнопки.

7. Отрежьте шнур длиной 183 см, проденьте его в отверстие передней катушки и завяжите узел. Затем проведите шнур в просвет между передней и задней проставками стрелы D, Е, через верхнюю проставку мачты С и между передней проставкой и передней резьбовой шпилькой. Привяжите к концу шнура грузовой крюк и намотайте свободный излишек шнура на катушку. Наконец, повесьте на крюк небольшую бадью. Не забудьте надеть рукавицы и защитную каску, перед тем как включить двигатель и дать волю воображению!

Игрушка «Подъемный кран», 3.9 out of 5 based on 7 ratings

Монтаж крановой установки

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.
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.
. В его комплектации имеются специальные стремянки.
С их помощью и закрепите кран. Обязательно вденьте в стремянки особые распорки.
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.
Чтобы манипулятор не перемещался вдоль базы, перпендикулярно сзади и спереди приварите к ее подрамнику уголки размером 4×4 либо 5×5 см.
Теперь можно устанавливать на газель кузов. При этом оставьте зазор в 15-20 сантиметров между кузовов и автокраном. Кузовные поперечины зафиксируйте болтами.
Ваш кран установлен. Осталось лишь подсоединить гидравлический насос, при помощи которого будет функционировать манипулятор.

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.

Особенности манипулятора

До появления uArm, настольные манипуляторы подобного класса выглядели достаточно уныло. У них либо не было электроники вообще, либо было какое-нибудь управление с резисторами, либо было свое проприетарное ПО. Во-вторых, они как правило не имели системы параллельных шарниров и сам захват менял свое положение в процессе работы. Если собрать все достоинства моего манипулятора, то получается достаточно длинный список:

Система тяг, позволяющих разместить мощные я тяжелые двигатели в основании манипулятора, а также удерживающие захват параллельно или перпендикулярно основанию
Простой набор комплектующих, которые легко купить или вырезать из оргстекла
Подшипники почти во всех узлах манипулятора
Простота сборки. Это оказалось действительно сложной задачей. Особенно трудно было продумать процесс сборки основания
Положение захвата можно менять на 90 градусов
Открытые исходники и документация. Все подготовлено в доступных форматах. Я дам ссылки для скачивания на 3D-модели, файлы для резки, список материалов, электронику и софт
Arduino-совместимость. Есть много противников Arduino, но я считаю, что это возможность расширения аудитории. Профессионалы вполне могут написать свой софт на C — это же обычный контроллер от Atmel!

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.

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.

Аутригеры

Аутригеры – важная часть крановой установки, от них напрямую зависят грузоподъемность и безопасность манипуляторов. Обычно аутригеры идут в комплекте с манипулятором.

По способу складывания в транспортном положении аутригеры бывают фиксированные (направлены вниз в транспортном положении) и поворотные (закидываемые вверх). Направленные вниз аутригеры при движении грузовика могут задеть за неровности грунта и повредиться, поэтому для России рекомендуются поворотные аутригеры, особенно если высота шасси небольшая. Почти все опоры, применяемые у нас, поворачиваются вручную. Но у тяжелых кранов закинуть опору достаточно трудно (масса около 100 кг), поэтому для тяжелых кранов применяют аутригеры, которые поворачиваются на 50° снизу, вдоль машины. Существуют «самоповорачивающиеся» опоры: при выдвижении-втягивании балки аутригера шестеренка прокручивается, и опора поворачивается на 180°. Переворачиваемые аутригеры с гидроприводом предлагают все производители, но эта опция непопулярна у российских покупателей из-за высокой цены (+2,5 тыс. евро).

Опоры могут быть короткими, средними и длинными. Выбор зависит от высоты шасси. Если высоты опоры не хватает, иногда наваривают на пятаки дополнительные пластины. Обычно в России заказывают средние или длинные опоры. Желательно иметь опоры такой длины, чтобы можно было вывесить подвеску, колеса шасси.

Аутригеры позволяют изменять угол наклона грузовика. При подъеме тяжелого груза сторону шасси, обращенную к грузу, несколько приподнимают с помощью аутригеров, это позволяет избежать опрокидывания. Если требуется завести стрелу в низкое окно, то соответствующую сторону шасси опускают, опуская аутригеры данной стороны и приподнимая аутригерами противоположную сторону. Благодаря этому стрела занимает наклонное положение.

Длину выдвижения балки можно выбрать из двух или трех вариантов. Выдвижение балок может быть ручным (с фиксацией в определенных положениях или произвольно), гидравлическим (с фиксацией в произвольном положении). Балки могут состоять из нескольких секций.

Опоры аутригеров бывают круглыми и квадратными в сечении. Квадратные обычно более массивные и мощные (южнокорейского производства). Однако стойки круглого сечения (обычно европейского производства), если они идут в комплекте к данной КМУ, гарантированно выдерживают все рабочие нагрузки. По массе стойки круглого сечения легче, чем квадратные, поэтому, если есть выбор, можно рекомендовать стойки именно круглого сечения.

Обязательно используйте подкладки под опоры. К КМУ иностранного производства можно заказать штатные опоры, однако из-за их дороговизны все используют отечественные или самодельные подкладки. Известно много случаев опрокидывания автомобилей с КМУ из-за проседания опор на мягком грунте.

Рабочие характеристики

Универсальным параметром манипулятора является грузовой момент, т. е. произведение массы груза на вылет стрелы. Грузовой момент традиционно измеряется в тоннах на метр (в системе СИ – в кН.м). Например, если вам надо поднимать груз 2 т на расстоянии 4 м от места установки КМУ, понадобится кран с грузовым моментом не менее 2.4 = 8 т.м.

Однако при подборе манипулятора нельзя ориентироваться только на грузовой момент. Придется проанализировать характер работы вашего манипулятора, какие грузы (по массе и размерам) и на каком вылете надо поднимать. Не следует думать, что, выбрав КМУ с грузовым моментом 16 т.м, вы обязательно сможете поднять 16 т при вылете стрелы 1 м: вряд ли найдется такой компактный 16-тонный груз, который расположился бы на расстоянии 1 м от КМУ.

Необходимо также учитывать возможности стрелы манипулятора: ее максимальный и минимальный вылет, грузоподъемность максимальную и минимальную (при максимальном вылете стрелы). Большое значение имеет высота подъема, которую может обеспечить манипулятор, а в некоторых случаях и глубина опускания ниже опорной поверхности, если груз надо будет опускать, например, в котлован. Иногда преимуществом L-образной КМУ называют способность опускать груз ниже уровня опорной поверхности. Следует заметить, что Z-образная КМУ также способна на такие операции, особенно если груз подвешен на стропах. Обычно приходится опускать груз не глубже 3…5 м. С такой обычной работой Z-образная КМУ справится не хуже L-образной. Чем длиннее стрела Z-образной КМУ, тем ниже она может опустить груз.

Иногда покупателю предоставляют схему стрелы манипулятора, на которой указываются только вылеты и грузоподъемность. Такой спецификацией может воспользоваться тот, кто хорошо разбирается в манипуляторах и примерно знает, что ему надо. Рекомендуем всегда пользоваться грузовысотной диаграммой, на которой можно точно увидеть возможности манипулятора, в том числе «амплитуду» (диапазон высот подъема крюка). У некоторых западных компаний существует электронная программа, позволяющая моделировать работу манипулятора с грузами. Это очень удобно: закладываются параметры груза и манипулятора и проверяются его возможности.

Вот некоторые общие правила.

• Выбирайте КМУ по характеристикам с некоторым запасом! Если КМУ будет работать не на пределе возможностей, она будет надежнее и прослужит дольше. Кроме того, возможны критические нештатные ситуации или ошибки в расчетах по массе и габаритам груза, при которых поможет запас по характеристикам. (Например, большинство манипуляторов, проданных компанией Palfinger за все время работы на рынке РФ, это мод. PK 15500 с максимальным грузовым моментом 14,6 т.м, в народе именуемые «6-тонники».)

• Обычно рекомендуют выбирать вылет стрелы таким, чтобы он превышал длину кузова хотя бы на 1…2 м. Но в каждом конкретном случае это должно решаться индивидуально, в зависимости от конкретных потребностей. Например, если у автомобиля удлиненный кузов, около 12 м, а грузить надо длинные швеллеры или трубы, достаточно будет вылета 6…7 м, чтобы стрела доставала до середины длины кузова. В России наиболее популярны (до 80…90% от общего числа) манипуляторы с вылетом 8…10 м, на седельные тягачи – 12 м.

• Обратите внимание на возможный угол поворота манипулятора, который обусловлен конструкцией поворотного устройства. Это либо рейка с гидроцилиндром, либо ОПУ – шестерня с гидромотором

Он может составлять 360° и более. Однако на практике угол поворота всегда ограничивают, потому что над кабиной обычно располагается зона неустойчивости (по диаграмме), и если манипулятор занесет туда тяжелый груз, машина может опрокинуться. Практически все производители поставляют манипуляторы без ограничения угла поворота. Лишь в инструкции по эксплуатации указывается сектор, где работа запрещена или ограничена. Поэтому при ручном управлении угол поворота манипулятора рекомендуется ограничивать либо механическим способом – вварить в механизм поворота металлические болванки, либо электрическим – установить концевые выключатели. Механические ограничители не позволяют изменить угол поворота, электрические обычно позволяют немного его менять. То же делают и при электронном управлении, чтобы застраховаться на случай, если программное обеспечение даст сбой (к сожалению в России электронное ограничение практически не применяется из-за дороговизны). Обычно оставляют угол поворота 220°, такого угла хватает для безопасной работы. Если же зона устойчивости распространяется на всю окружность, то вращение КМУ не ограничивают. Иногда угол поворота в 360° нужен, когда кран установлен на заднем свесе шасси.