ES2802462T3 - Work platform with protection against sustained involuntary operation - Google Patents
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Abstract
Una plataforma (10) de trabajo combinada y un sistema (20) para detectar obstáculos próximos, la plataforma de trabajo incluye un panel (14) de control con componentes operativos que controlan una posición de la plataforma, la plataforma de trabajo combinada y el sistema que comprende: un sensor (22) montado en una vecindad de la plataforma, el sensor monitoriza un área del operador, la plataforma y un área alrededor de la plataforma; un procesador (24) que recibe una señal del sensor (22), el procesador (24) procesa la señal para determinar al menos una de una posición de un operador en la plataforma (10) y una proximidad de objetos en el área alrededor de la plataforma; y un módulo (26) de control que se comunica con el procesador (24) y los componentes operativos ymodifica las señales de control desde el panel (14) de control con base en la comunicación con el procesador (24); caracterizado porque el sensor (22) está programado para distinguir el área alrededor de la plataforma (10) entre una zona (30) de advertencia y una zona (32) de peligro, estando la zona (23) de peligro más cerca de la plataforma (10) que la zona (30) de advertencia; en donde el procesador (24) determina que un objeto está presente en la zona (30) de advertencia, y el módulo (26) de control está programado para permitir el funcionamiento de la plataforma (10) a velocidad de arrastre con base en la determinación de que el objeto está presente en la zona (30) de advertencia; y en donde el sensor (22) está programado para ajustar una profundidad de al menos una de la zona (30) de advertencia y la zona (32) de peligro con base en las características operativas de la plataforma.A combined work platform (10) and a system (20) for detecting nearby obstacles, the work platform includes a control panel (14) with operating components that control a position of the platform, the combined work platform and the system. comprising: a sensor (22) mounted in a vicinity of the platform, the sensor monitors an area of the operator, the platform, and an area around the platform; a processor (24) that receives a signal from the sensor (22), the processor (24) processes the signal to determine at least one of an operator's position on the platform (10) and a proximity of objects in the area around the platform; and a control module (26) that communicates with the processor (24) and the operating components and modifies the control signals from the control panel (14) based on communication with the processor (24); characterized in that the sensor (22) is programmed to distinguish the area around the platform (10) between a warning zone (30) and a danger zone (32), the danger zone (23) being closer to the platform (10) that the warning zone (30); wherein the processor (24) determines that an object is present in the warning zone (30), and the control module (26) is programmed to allow operation of the platform (10) at crawl speed based on the determining that the object is present in the warning zone (30); and wherein the sensor (22) is programmed to adjust a depth of at least one of the warning zone (30) and the danger zone (32) based on the operational characteristics of the platform.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Plataforma de trabajo con protección contra funcionamiento involuntario sostenidoWork platform with protection against sustained involuntary operation
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
La invención se refiere a plataformas de trabajo y, más particularmente, a una plataforma de trabajo que incluye un sistema de detección de obstrucción para reducir la posibilidad de colisión con una obstrucción o estructura.The invention relates to work platforms, and more particularly to a work platform that includes an obstruction detection system to reduce the possibility of collision with an obstruction or structure.
Ejemplos de la técnica anterior son GB2495158 (Richards Paul), el cual describe un elevador aéreo con sensores de proximidad que tiene una zona de detección frente a un panel de control de la plataforma, y JP2013052948A (West Nippon Expressway Co. Ltd. et al.) Que describe un dispositivo de seguridad para un vehículo de trabajo de gran elevación.Examples of the prior art are GB2495158 (Richards Paul), which describes an aerial lift with proximity sensors that has a detection zone in front of a platform control panel, and JP2013052948A (West Nippon Expressway Co. Ltd. et al. .) Which describes a safety device for a high lift work vehicle.
Los vehículos de elevación que incluyen plataformas de trabajo aéreo, manipuladores telescópicos tales como carretillas de horquilla telescópicas para terrenos abruptos con accesorios de plataforma de trabajo y elevadores aéreos montados en camiones son conocidos y típicamente incluyen un brazo de configuración flexible extensible, que puede colocarse en diferentes ángulos con relación al suelo, y una plataforma de trabajo al extremo del brazo. En la plataforma o adyacente a ella, generalmente se proporciona una consola de control que incluye diversos elementos de control que pueden ser manipulados por el operador para controlar funciones tales como el ángulo del brazo, la extensión del brazo, la rotación del brazo y/o la plataforma en un eje vertical, motor u otro tipo de fuente de potencia, y donde el vehículo de elevación es del tipo autopropulsado, también se proporcionan controles de orientación, velocidad y dirección de accionamiento y frenado.Lifting vehicles including aerial work platforms, telehandlers such as rough terrain telescopic forklift trucks with work platform attachments, and truck mounted aerial lifts are known and typically include an extendable flex configuration arm, which can be placed on different angles in relation to the ground, and a work platform at the end of the arm. On or adjacent to the platform, a control console is generally provided that includes various control elements that can be manipulated by the operator to control functions such as arm angle, arm extension, arm rotation and / or the platform on a vertical axis, motor or other type of power source, and where the lifting vehicle is of the self-propelled type, controls for orientation, speed and direction of actuation and braking are also provided.
Un peligro de seguridad puede ocurrir en un vehículo de elevación que incluye una plataforma de trabajo cuando un operador se coloca entre la plataforma y una estructura que puede estar ubicada por encima o por debajo del operador, entre otros lugares. Evitar colisiones también es deseable con objetos alrededor de la plataforma, por ejemplo, superficies de vidrio, estructuras de aeronaves y otras estructuras más frágiles o delicadas.A safety hazard can occur in a lift vehicle that includes a work platform when an operator stands between the platform and a structure that may be located above or below the operator, among other places. Avoiding collisions is also desirable with objects around the platform, for example glass surfaces, aircraft structures and other more fragile or delicate structures.
Breve resumen de la invenciónBrief summary of the invention
Se puede montar un sensor de cámara o similar en la plataforma de trabajo aérea para observar la plataforma, el área alrededor de la plataforma y el operador. El sistema procesa datos del sensor para determinar si el operador está presente y si el operador está en una posición operativa adecuada y también para determinar la proximidad de los objetos arriba, detrás y a los lados y debajo de la plataforma. Con base en los datos del sensor, un módulo de control permite, modifica o impide el funcionamiento y/o la manipulación de la plataforma.A camera sensor or similar can be mounted on the aerial work platform to observe the platform, the area around the platform, and the operator. The system processes sensor data to determine if the operator is present and if the operator is in a proper operating position and also to determine the proximity of objects above, behind and to the sides and below the platform. Based on the sensor data, a control module allows, modifies or prevents the operation and / or manipulation of the platform.
En un primer aspecto de la presente invención, una plataforma de trabajo se combina con un sistema para detectar obstáculos próximos. La plataforma de trabajo incluye un panel de control con componentes operativos que controlan una posición de la plataforma. La plataforma y el sistema de trabajo combinados incluyen un sensor montado en una vecindad de la plataforma que monitoriza al menos uno del área del operador, la plataforma y un área alrededor de la plataforma, y un procesador que recibe una señal del sensor que procesa la señal para determinar al menos una de una posición de un operador en la plataforma y una proximidad de objetos en el área alrededor de la plataforma. Un módulo de control que se comunica con el procesador y los componentes operativos modifica las señales de control desde el panel de control con base en la comunicación con el procesador. El sensor está programado para distinguir el área alrededor de la plataforma entre una zona de advertencia y una zona de peligro, donde la zona de peligro está más cerca de la plataforma que la zona de advertencia. El procesador determina que un objeto está presente en la zona de advertencia, y el módulo de control está programado para permitir el funcionamiento de la plataforma a velocidad de arrastre con base en la determinación de que el objeto está presente en la zona de advertencia. El sensor está programado para ajustar una profundidad de al menos una de la zona de advertencia y la zona de peligro con base en las características operativas de la plataforma.In a first aspect of the present invention, a work platform is combined with a system to detect nearby obstacles. The work platform includes a control panel with operating components that control a position of the platform. The combined platform and work system include a sensor mounted in a vicinity of the platform that monitors at least one of the operator area, the platform, and an area around the platform, and a processor that receives a signal from the sensor that processes the signal for determining at least one of an operator's position on the platform and a proximity of objects in the area around the platform. A control module that communicates with the processor and operating components modifies the control signals from the control panel based on communication with the processor. The sensor is programmed to distinguish the area around the platform between a warning zone and a danger zone, where the danger zone is closer to the platform than the warning zone. The processor determines that an object is present in the warning zone, and the control module is programmed to allow operation of the platform at crawl speed based on the determination that the object is present in the warning zone. The sensor is programmed to adjust a depth of at least one of the warning zone and the danger zone based on the operational characteristics of the platform.
El procesador puede determinar que el operador no está presente o no está en una posición operativa adecuada, y el módulo de control puede programarse para evitar el funcionamiento de la plataforma que provocaría el movimiento de la plataforma. Se puede conectar un conmutador de anulación con el módulo de control, donde el módulo de control se puede programar para permitir el funcionamiento de la plataforma a una velocidad muy lenta o velocidad de arrastre con base en la activación del conmutador de anulación. El procesador puede determinar que el operador se está inclinando sobre el panel de control, y el módulo de control puede estar programado para detener las funciones activas y evitar un mayor funcionamiento de la plataforma que provocaría el movimiento de la plataforma. El procesador puede determinar que el operador se inclina sobre el panel de control durante un tiempo predeterminado, y el módulo de control puede programarse para invertir una última función operativa de la plataforma. El procesador puede determinar que el operador está presente y en una posición operativa adecuada y que no hay objetos en el área alrededor de la plataforma, y el módulo de control puede programarse para permitir el funcionamiento normal de la plataforma. The processor can determine that the operator is not present or is not in a proper operating position, and the control module can be programmed to prevent platform operation that would cause platform movement. An override switch can be connected to the control module, where the control module can be programmed to allow platform operation at very slow speed or creep speed based on activation of the override switch. The processor can determine that the operator is leaning over the control panel, and the control module can be programmed to stop active functions and prevent further platform operation that would cause platform movement. The processor can determine that the operator leans over the control panel for a predetermined time, and the control module can be programmed to reverse one last operational function of the platform. The processor can determine that the operator is present and in a suitable operating position and that there are no objects in the area around the platform, and the control module can be programmed to allow normal operation of the platform.
El procesador puede determinar que un objeto está presente en la zona de peligro, y el módulo de control puede estar programado para detener las funciones activas y evitar un mayor funcionamiento de la plataforma que provocaría el movimiento de la plataforma con base en la determinación de que el objeto está presente en la zona de peligro. Las características operativas de ejemplo pueden incluir una serie de operadores en la plataforma, una dirección en la que se desplaza la plataforma y una velocidad de la plataforma. El módulo de control puede detectar una velocidad de la plataforma, en donde el procesador está programado para procesar señales del sensor relacionadas con la velocidad de la plataforma hacia uno de los objetos en el área de la plataforma. En este contexto, el módulo de control puede programarse para ralentizar las funciones activas a una tasa relativa a la velocidad a la que la plataforma se acerca a uno de los objetos en el área de la plataforma. El módulo de control puede programarse para reducir una velocidad de funcionamiento ordenada con base en la proximidad a uno de los objetos en el área de la plataforma.The processor can determine that an object is present in the danger zone, and the control module can be programmed to stop active functions and prevent further platform operation that would cause platform movement based on the determination that the object is present in the danger zone. Example operating characteristics may include a number of operators on the platform, one direction in which the platform is shifted and a platform speed. The control module can detect a platform speed, wherein the processor is programmed to process sensor signals related to the platform speed to one of the objects in the platform area. In this context, the control module can be programmed to slow down active functions at a rate relative to the speed at which the platform approaches one of the objects in the area of the platform. The control module can be programmed to reduce an orderly operating speed based on proximity to one of the objects in the platform area.
En otras realizaciones que no forman parte de la presente invención, el sensor puede incluir múltiples elementos de detección asegurados en la vecindad de la plataforma. En una disposición que no forma parte de la presente invención, la plataforma puede incluir una barandilla de la plataforma, donde el sensor está montado en la barandilla de la plataforma. El sensor puede ser uno de un sensor óptico, un sensor de radar y un sensor acústico. El sensor puede estar unido a un dispositivo de manipulación, tal como un mecanismo de giro e inclinación o un espejo que desplaza o rota el campo de visión del sensor.In other embodiments that are not part of the present invention, the sensor may include multiple sensing elements secured in the vicinity of the platform. In an arrangement not part of the present invention, the platform may include a platform railing, where the sensor is mounted to the platform railing. The sensor can be one of an optical sensor, a radar sensor, and an acoustic sensor. The sensor can be attached to a manipulation device, such as a pan and tilt mechanism or a mirror that shifts or rotates the sensor's field of view.
También se describe en el presente documento, una plataforma de trabajo aéreo que incluye un panel de control que incluye controles del operador para manipular la plataforma, un módulo de control que se comunica con los controles del operador y controla la manipulación de la plataforma con base en las señales del panel de control, y un sistema de detección de obstrucción. El sistema de detección de obstrucción incluye un sensor montado en una vecindad de la plataforma que monitoriza un área del operador, la plataforma y un área alrededor de la plataforma, y un procesador que recibe una señal del sensor que procesa la señal para determinar la posición de un operador en la plataforma y una proximidad de objetos en el área alrededor de la plataforma. El módulo de control está en comunicación con el procesador y está programado para modificar las señales de control de los controles del operador con base en la comunicación con el procesador.Also described herein is an aerial work platform that includes a control panel that includes operator controls to manipulate the platform, a control module that communicates with the operator controls and controls the manipulation of the platform with base on the control panel signals, and an obstruction detection system. The obstruction detection system includes a sensor mounted in a vicinity of the platform that monitors an area of the operator, the platform, and an area around the platform, and a processor that receives a signal from the sensor that processes the signal to determine position. of an operator on the platform and a proximity of objects in the area around the platform. The control module is in communication with the processor and is programmed to modify the control signals of the operator controls based on communication with the processor.
En un aspecto adicional de la presente invención, un método para controlar una plataforma de trabajo aéreo incluye los pasos de (a) monitorizar con un sensor montado en la vecindad de la plataforma, un área del operador, la plataforma y un área alrededor de la plataforma; (b) detectar con un procesador que recibe una señal del sensor una posición de un operador en la plataforma y una proximidad de objetos en el área alrededor de la plataforma; y (c) un módulo de control que modifica las señales de control desde un panel de control del operador con base en la comunicación con el procesador y con base en la detección en el paso (b). El paso (c) se puede practicar evitando el funcionamiento de la plataforma cuando un operador no está presente o no está en una posición operativa adecuada. El paso (b) se puede practicar para determinar si el operador se inclina sobre un panel de control durante un período de tiempo predeterminado, y el paso (c) se puede practicar evitando el funcionamiento de la plataforma durante el período de tiempo predeterminado y después del período predeterminado de tiempo, invirtiendo una última función operativa de la plataforma. El paso (c) se puede practicar permitiendo el funcionamiento de la plataforma a velocidad de arrastre cuando se detecta un objeto en la zona de advertencia, y evitando el funcionamiento de la plataforma cuando se detecta un objeto en la zona de peligro.In a further aspect of the present invention, a method of controlling an aerial work platform includes the steps of (a) monitoring with a sensor mounted in the vicinity of the platform, an area of the operator, the platform, and an area around the platform. platform; (b) detecting with a processor that receives a signal from the sensor a position of an operator on the platform and a proximity of objects in the area around the platform; and (c) a control module that modifies control signals from an operator control panel based on communication with the processor and based on the detection in step (b). Step (c) can be practiced by avoiding operation of the platform when an operator is not present or is not in a proper operating position. Step (b) can be practiced to determine if the operator leans over a control panel for a predetermined period of time, and step (c) can be practiced by avoiding operation of the platform for the predetermined period of time and then of the predetermined period of time, reversing a last operational function of the platform. Step (c) can be practiced by allowing the platform to operate at crawl speed when an object is detected in the warning zone, and by preventing the platform from operating when an object is detected in the danger zone.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Estos y otros aspectos y ventajas se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:These and other aspects and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which:
La figura 1 muestra un vehículo de elevación aérea de ejemplo que incluye una plataforma de trabajo;Figure 1 shows an example aerial lift vehicle including a work platform;
La figura 2 es una vista en perspectiva de la plataforma de trabajo y el sistema de detección de obstrucción de acuerdo con realizaciones preferidas de la invención;Figure 2 is a perspective view of the work platform and the obstruction detection system in accordance with preferred embodiments of the invention;
Las figuras 3-16 muestran la plataforma y las áreas adaptativas y no adaptativas monitorizadas por el sensor; y Figures 3-16 show the platform and the adaptive and non-adaptive areas monitored by the sensor; Y
Las figuras 17-21 muestran un mecanismo de giro/inclinación y funcionalidad para la unidad del sensor.Figures 17-21 show a pan / tilt mechanism and functionality for the sensor unit.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La figura 1 ilustra un ejemplo de vehículo de elevación aérea típico que incluye un chasis 2 de vehículo soportado en las ruedas 4 del vehículo. Aunque el vehículo que se muestra incluye un brazo telescópico, la invención es igualmente aplicable a otros vehículos, incluidos, por ejemplo, brazos articulados sin brazos telescópicos o extensibles. Un plato giratorio y un contrapeso 6 están asegurados para la rotación en el chasis 2, y un ensamblaje de brazo extensible (disposición flexible) está unido de manera pivotante en un extremo al plato 6 giratorio. Una plataforma 10 de trabajo aéreo está unida en un extremo opuesto del brazo 8 extensible. El vehículo de elevación ilustrado es del tipo autopropulsado y, por lo tanto, también incluye un sistema de accionamiento/control (ilustrado esquemáticamente en la figura 1 a 12) y una consola 14 de control en la plataforma 10 con diversos elementos de control que pueden ser manipulados por el operador para controlar funciones tales como el ángulo del brazo, la extensión del brazo, la rotación del brazo y/o la plataforma en un eje vertical, y el motor, la orientación, la velocidad y dirección de accionamiento y los controles de frenado, etc.Figure 1 illustrates an example of a typical aerial lift vehicle that includes a vehicle chassis 2 supported on the wheels 4 of the vehicle. Although the vehicle shown includes a telescopic arm, the invention is equally applicable to other vehicles, including, for example, articulated arms without telescopic or extendable arms. A turntable and counterweight 6 are secured for rotation on the chassis 2, and an extendible arm assembly (flex arrangement) is pivotally attached at one end to the turntable 6. An aerial work platform 10 is attached at an opposite end of the extendable arm 8. The illustrated lifting vehicle is of the self-propelled type and therefore also includes a drive / control system (schematically illustrated in Figures 1-12) and a control console 14 on platform 10 with various control elements that can be manipulated by the operator to control functions such as boom angle, boom extension, boom and / or deck rotation on a vertical axis, and motor, drive orientation, speed and direction of actuation and controls braking, etc.
La figura 2 muestra la plataforma 10 de trabajo combinada y el sistema 20 para detectar obstrucciones tales como obstáculos alrededor de la plataforma, incluidos los obstáculos superiores. Un sensor 22 está montado en una vecindad de la plataforma y monitoriza al menos uno del área del operador, la plataforma y un área alrededor de la plataforma. El sensor 22 puede ser un sensor de cámara estéreo que proporciona un flujo de datos que consiste en datos de píxeles (rango y valor RGB) a un ordenador o procesador 24 montado en la plataforma 10. Un sensor de cámara estéreo de ejemplo es MultiSense S21 disponible de Carnegie Robotics. Los expertos en la técnica apreciarán sensores alternativos que pueden ser adecuados, y la invención no pretende limitarse a un tipo de sensor específico. Figure 2 shows the combined work platform 10 and system 20 for detecting obstructions such as obstacles around the platform, including overhead obstacles. A sensor 22 is mounted in a vicinity of the platform and monitors at least one of the operator's area, the platform, and an area around the platform. Sensor 22 may be a stereo camera sensor that provides a data stream consisting of pixel data (RGB value and range) to a computer or processor 24 mounted on deck 10. An example stereo camera sensor is MultiSense S21 available from Carnegie Robotics. Those skilled in the art will appreciate alternative sensors that may be suitable, and the invention is not intended to be limited to a specific type of sensor.
El sistema 20 de detección de obstrucción puede incluir múltiples sensores 22 que son cooperables entre sí y montados en diversas áreas en la vecindad de la plataforma 10. En una construcción de ejemplo, la plataforma 10 incluye una barandilla de plataforma, y el sensor 22 está montado en la barandilla de la plataforma. El montaje en la plataforma proporciona una vista estática de la plataforma a través de todo el rango de articulación del brazo. Los sensores pueden montarse de manera alternativa o adicional en la estructura del brazo para permitir un campo de visión más grande de la plataforma y/o montarse en la estructura de soporte de la plataforma que no sea la barandilla. Por ejemplo, como se muestra, el sensor 22 puede estar montado en una ménsula 23 dedicada asegurada a la plataforma, o el sensor 22 puede estar asegurado adyacente al panel 14 de control.The obstruction detection system 20 may include multiple sensors 22 that are cooperative with each other and mounted in various areas in the vicinity of the platform 10. In an example construction, the platform 10 includes a platform rail, and the sensor 22 is mounted on the platform railing. Mounting to the deck provides a static view of the deck through the full range of arm articulation. The sensors can alternatively or additionally be mounted on the arm structure to allow a larger field of view of the platform and / or mounted on the platform support structure other than the handrail. For example, as shown, sensor 22 may be mounted on a dedicated bracket 23 secured to the platform, or sensor 22 may be secured adjacent to control panel 14.
El ordenador o procesador 24 procesa los datos del rango de píxeles para determinar al menos uno de una posición de un operador en la plataforma 10 y una proximidad de objetos en el área alrededor de la plataforma 10. Un módulo 26 de control en el panel 14 de control forma parte del sistema 12 de accionamiento/control y se comunica con el procesador 24 para controlar el funcionamiento de la plataforma con base en una señal del procesador 24. En algunas disposiciones, el módulo 26 de control se comunica con el sistema 12 de accionamiento/control, que controla el funcionamiento general de la máquina. En esta disposición, el módulo 26 de control puede recopilar información de dispositivos de control tales como palancas de mando, conmutadores, etc. y comunicar los comandos del operador al sistema 12 de accionamiento/control.Computer or processor 24 processes pixel range data to determine at least one of an operator's position on platform 10 and a proximity of objects in the area around platform 10. A control module 26 on panel 14 Control module is part of drive / control system 12 and communicates with processor 24 to control platform operation based on a signal from processor 24. In some arrangements, control module 26 communicates with control system 12 drive / control, which controls the general operation of the machine. In this arrangement, the control module 26 can collect information from control devices such as joysticks, switches, etc. and communicating the operator's commands to the drive / control system 12.
En algunas realizaciones, el procesador 24 determina si el operador no está presente o no está en una posición operativa adecuada, y si es así, el módulo 26 de control está programado para evitar el funcionamiento de la plataforma 10. Es decir, si el operador no se detecta, el ordenador 24 envía un mensaje de datos al módulo 26 de control que evita el movimiento o funcionamiento, o detiene todas las funciones activas de la plataforma 10 de trabajo. El sistema también puede incluir un botón 28 de anulación, donde la plataforma 10 puede ser operada a velocidad de arrastre si el botón 28 de anulación está activado.In some embodiments, the processor 24 determines if the operator is not present or is not in a suitable operating position, and if so, the control module 26 is programmed to prevent operation of the platform 10. That is, if the operator not detected, the computer 24 sends a data message to the control module 26 which prevents movement or operation, or stops all active functions of the work platform 10. The system may also include an override button 28, where the platform 10 can be operated at crawl speed if the override button 28 is activated.
El procesador 24 puede determinar que el operador se inclina sobre el panel 14 de control, en cuyo caso, el módulo 26 de control está programado para evitar el funcionamiento de la plataforma 10. Si el procesador 24 determina que el operador se inclina sobre el panel de control durante un tiempo predeterminado, el módulo 26 de control está programado para invertir una última función operativa de la plataforma. En este caso, el sistema también puede hacer sonar una alarma y encender una baliza de advertencia.Processor 24 can determine that the operator is leaning over the control panel 14, in which case, the control module 26 is programmed to prevent operation of the platform 10. If the processor 24 determines that the operator is leaning over the panel control for a predetermined time, the control module 26 is programmed to reverse a last operational function of the platform. In this case, the system can also sound an alarm and light a warning beacon.
Las lámparas 29 indicadoras se pueden asegurar a la barandilla de la plataforma y alrededor del panel de control para comunicar el estado del sistema al operador. Ubicaciones de ejemplo para las lámparas 29 indicadoras se muestran en la figura 2. El módulo 26 de control puede hacer que las lámparas 29 indicadoras se iluminen cuando el módulo 26 de control está afectando de alguna manera el control de la máquina (por ejemplo, cuando los sensores 22 indican que la máquina se está acercando demasiado a un obstáculo).Indicator lamps 29 can be secured to the platform railing and around the control panel to communicate the status of the system to the operator. Example locations for the indicator lamps 29 are shown in Figure 2. The control module 26 may cause the indicator lamps 29 to illuminate when the control module 26 is in any way affecting the control of the machine (for example, when sensors 22 indicate that the machine is getting too close to an obstacle).
Las figuras 3 a 8 muestran áreas de detección de ejemplo para detectar la proximidad de objetos arriba, detrás, debajo y a los lados de la plataforma 10. El sensor 22 está programado para distinguir el área alrededor de la plataforma entre una zona de advertencia (zona A) 30 y una zona de peligro (zonas B y C) 32, donde la zona 32 de peligro está más cerca de la plataforma 10 que la zona 30 de advertencia como se muestra. Si el procesador 24 determina que hay un objeto presente en la zona de advertencia, el módulo 26 de control está programado para permitir el funcionamiento de la plataforma 10 a velocidad de arrastre. Si el procesador 24 determina que hay un objeto presente en la zona 32 de peligro, el módulo 26 de control está programado para evitar el funcionamiento de la plataforma 10 (es decir, detener todas las funciones activas y/o evitar el inicio o la continuación de cualquier funcionamiento). En cualquier momento cuando el módulo 26 de control impide el funcionamiento de la plataforma 10 que causaría el movimiento de la plataforma 10, la activación del conmutador 28 de anulación permitirá el funcionamiento de la plataforma 10 a velocidad de arrastre. Si el procesador 24 determina que el operador está presente y en una posición operativa adecuada y que no hay objetos en el área alrededor de la plataforma 10 (es decir, en proximidad definida por zonas prohibidas), el módulo 26 de control permite el funcionamiento normal y sin restricciones de la plataforma 10. Si no hay un operador presente, se evita el funcionamiento de la plataforma que causaría el movimiento de la plataforma a menos que se anule con el conmutador 28 de anulación.Figures 3 to 8 show example detection areas for detecting the proximity of objects above, behind, below and to the sides of platform 10. Sensor 22 is programmed to distinguish the area around the platform between a warning zone (zone A) 30 and a danger zone (zones B and C) 32, where danger zone 32 is closer to platform 10 than warning zone 30 as shown. If processor 24 determines that an object is present in the warning zone, control module 26 is programmed to allow platform 10 to operate at crawl speed. If processor 24 determines that an object is present in danger zone 32, control module 26 is programmed to prevent platform 10 from operating (i.e. stop all active functions and / or prevent starting or continuing of any operation). At any time when the control module 26 prevents operation of the platform 10 that would cause the platform 10 to move, activation of the override switch 28 will allow operation of the platform 10 at crawl speed. If processor 24 determines that the operator is present and in a suitable operational position and that there are no objects in the area around platform 10 (i.e., in proximity defined by forbidden zones), control module 26 allows normal operation and unrestricted platform 10. If no operator is present, platform operation that would cause platform movement is prevented unless overridden with override switch 28.
Como el procesador 24 está interpretando la forma y la distancia desde un obstáculo en tiempo real, el procesador 24 puede programarse para estimar la dirección y la velocidad de movimiento de la plataforma en relación con los obstáculos reconocidos. El procesador 24 puede programarse para actuar incluso cuando esos obstáculos están fuera de la zona 30 de advertencia. Por ejemplo, el procesador 24 puede programarse para indicar al sistema 12 de accionamiento/control que desacelere las funciones de la máquina, tal como accionar cuando el procesador 24 reconoce que el operador está accionando la máquina a toda velocidad en dirección a posibles obstáculos. Como otro ejemplo, las funciones del brazo (o función de accionamiento) se pueden ralentizar de manera más agresiva si el procesador determina que la máquina se está moviendo rápidamente hacia un punto de colisión. Since processor 24 is interpreting shape and distance from an obstacle in real time, processor 24 can be programmed to estimate the direction and speed of movement of the platform in relation to recognized obstacles. Processor 24 can be programmed to act even when those obstacles are outside the warning zone 30. For example, processor 24 may be programmed to instruct drive / control system 12 to slow down machine functions, such as actuate when processor 24 recognizes that the operator is operating the machine at full speed in the direction of possible obstacles. As another example, the arm functions (or drive function) can be slowed down more aggressively if the processor determines that the machine is rapidly moving towards a collision point.
Con referencia a las figuras 5-8, la zona 30 de advertencia y la zona 32 de peligro pueden configurarse como zonas adaptativas, donde con base en la imagen del entorno circundante, el módulo 26 de control puede ajustar el tamaño y la forma de las zonas 30, 32 respectivas. Zonas adaptativas son calculadas por el módulo de control con base en la capacidad del sistema sensor/controlador para reconocer, entre otras cosas, el número de personas en la plataforma, o la combinación de personas y materiales (herramientas, equipos) presentes en la plataforma. Las figuras 7 y 8 ilustran los resultados del cálculo del módulo controlador. En las figuras 5 y 6, las zonas 30, 32 están adaptadas de acuerdo con un operador específico. En la figura 7, las zonas 30, 32 están adaptadas de acuerdo con la presencia de dos operadores, y en la figura 8, las zonas se adaptan de acuerdo con un operador y equipo en la plataforma.With reference to Figures 5-8, the warning zone 30 and the danger zone 32 can be configured as adaptive zones, where based on the image of the surrounding environment, the control module 26 can adjust the size and shape of the zones 30, 32 respectively. Adaptive zones are calculated by the control module based on the sensor / controller system's ability to recognize, among other things, the number of people on the platform, or the combination of people and materials (tools, equipment) present on the platform. . Figures 7 and 8 illustrate the calculation results of the controller module. In Figures 5 and 6, the zones 30, 32 are adapted according to a specific operator. In figure 7, the zones 30, 32 are adapted according to the presence of two operators, and in figure 8, the zones are adapted according to an operator and equipment on the platform.
Se pueden usar diversos métodos para reducir la velocidad de la plataforma con base en la distancia del objeto detectado. En un método de "limitación de velocidad", se establece un límite para la velocidad máxima ordenable con base en la distancia al objeto detectado (véase, por ejemplo, las figuras 5-13). En un método de "reducción de velocidad", la entrada del operador se reduce con base en la distancia al obstáculo detectado (véase, por ejemplo, las figuras 14-16). Estos dos métodos pueden dar como resultado un comportamiento diferente de la máquina.Various methods can be used to reduce the platform speed based on the distance from the detected object. In a "speed limiting" method, a limit is set for the maximum commendable speed based on the distance to the detected object (see, for example, Figures 5-13). In a "slow down" method, the operator input is reduced based on the distance to the detected obstacle (see, for example, Figures 14-16). These two methods can result in different machine behavior.
Las zonas pueden adaptarse a la velocidad y dirección del movimiento de la máquina. Las zonas se pueden ajustar para que sean más profundas si se determina que la máquina se mueve más rápido que un umbral de velocidad, o las zonas pueden ser "más profundas" en la dirección principal de desplazamiento cuando se activa la función de oscilación u otra dirección. El módulo de control puede ajustar los sensores para penetrar más profundamente en la dirección del lado de la plataforma. Las figuras 9-13 muestran variaciones en la profundidad de la zona de advertencia y/o la zona de peligro con base en la velocidad y dirección de la plataforma. Más específicamente, la figura 9 muestra la plataforma que se desplaza hacia la derecha con cada una de las zonas de advertencia del lado derecho y la zona de peligro que tiene una profundidad aumentada. La figura 10 muestra la plataforma descendiendo con las zonas de advertencia y/o peligro que tienen una profundidad aumentada en la dirección del movimiento de la plataforma. El sistema puede programarse para ajustar la profundidad de las zonas con base en la velocidad de la plataforma. Las figuras 11-13 muestran una profundidad aumentada proporcionalmente con el aumento de la velocidad de la plataforma.The zones can be adapted to the speed and direction of movement of the machine. Zones can be adjusted to be deeper if the machine is determined to be moving faster than a speed threshold, or zones can be "deeper" in the main direction of travel when the oscillation or other function is activated address. The control module can adjust the sensors to penetrate deeper in the direction of the platform side. Figures 9-13 show variations in the depth of the warning zone and / or danger zone based on the speed and direction of the platform. More specifically, Figure 9 shows the platform moving to the right with each of the right side warning zones and the danger zone having increased depth. Figure 10 shows the platform descending with the warning and / or danger zones having an increased depth in the direction of the platform movement. The system can be programmed to adjust the depth of the zones based on the speed of the platform. Figures 11-13 show an increased depth proportionally with increasing platform speed.
En un contexto relacionado, las zonas adaptativas pueden incorporar zonas de reducción de velocidad proporcional como se muestra en las figuras 14-16. En la figura 14, el porcentaje de velocidad ordenada se reduce de acuerdo con la proximidad del obstáculo potencial a la plataforma. Las zonas de reducción de velocidad se muestran en pasos discretos, pero alternativamente pueden ser continuas. En la figura 15, las zonas de reducción de velocidad proporcional se combinan con las zonas adaptadas para velocidad y dirección. En la figura 15, la plataforma se desplaza hacia la derecha y la profundidad de las zonas se modifica en consecuencia. En la figura 16, se detecta un objeto en la zona del 60% con la plataforma desplazándose hacia la derecha. La velocidad de la función se reduce al 60% de la velocidad ordenada.In a related context, adaptive zones can incorporate proportional speed reduction zones as shown in Figures 14-16. In Figure 14, the percent commanded speed is reduced according to the proximity of the potential obstacle to the platform. Speed reduction zones are displayed in discrete steps, but can alternatively be continuous. In Figure 15, the proportional speed reduction zones are combined with the adapted zones for speed and steering. In Figure 15, the platform is shifted to the right and the depth of the zones is modified accordingly. In Figure 16, an object is detected in the 60% zone with the platform moving to the right. The speed of the function is reduced to 60% of the commanded speed.
La comunicación entre el sensor 22 y el procesador 24 puede ser a través de paquetes digitales (CANbus) o señalización discreta (salida digital o analógica). Se pueden utilizar otras formas de comunicación digital, lo que permite que el sensor proporcione la información necesaria para evaluar la conciencia ambiental. Los ejemplos incluyen, sin limitación, Ethernet, I2C, RS232/485, modulación de ancho de pulso digital (PWM), etc. El módulo 26 de control interpreta los datos para determinar si la máquina debe reaccionar ante los datos del sensor y cómo debe hacerlo. El procesador 24 con base en las señales de los sensores 22 puede determinar si necesitan limpiarse mediante una prueba integrada (BIT). Los elementos 22 de detección pueden basarse en detecciones ópticas, de radar o acústicas (ultrasónicas). Los elementos 22 de detección pueden ser un único dispositivo o múltiples dispositivos con la misma tecnología o tecnologías complementarias. Esto proporciona redundancia y tolerancia a un rango de condiciones ambientales, contaminación en los sensores y objetos a detectar. Los sensores pueden ser pasivos (cámara estéreo, cámara única) o activos (detección y rango de luz (LiDAR), detección y rango de láser (LADAR), sensor de visión 3D), radar o acústico (ultrasónico). Se puede usar cualquier tipo adecuado de sensores, y la invención no pretende limitarse a las realizaciones de ejemplo descritas. También se contemplan disposiciones de sensores alternativas que logran la misma funcionalidad, incluidos, por ejemplo, sensores que reaccionan a un emisor (a través de ondas electromagnéticas u otras señales), cinta reflectante (en la máquina y/o incorporada en el equipo de protección del operador), etc.Communication between sensor 22 and processor 24 can be through digital packets (CANbus) or discrete signaling (digital or analog output). Other forms of digital communication can be used, allowing the sensor to provide the information needed to assess environmental awareness. Examples include, without limitation, Ethernet, I2C, RS232 / 485, digital pulse width modulation (PWM), etc. The control module 26 interprets the data to determine if and how the machine should react to the sensor data. The processor 24 based on the signals from the sensors 22 can determine if they need to be cleaned by an integrated test (BIT). The detection elements 22 may be based on optical, radar, or acoustic (ultrasonic) detections. The sensing elements 22 can be a single device or multiple devices with the same technology or complementary technologies. This provides redundancy and tolerance to a range of environmental conditions, contamination on sensors, and objects to be detected. The sensors can be passive (stereo camera, single camera) or active (light detection and range (LiDAR), laser detection and range (LADAR), 3D vision sensor), radar or acoustic (ultrasonic). Any suitable type of sensors can be used, and the invention is not intended to be limited to the described example embodiments. Alternative sensor arrangements that achieve the same functionality are also contemplated, including, for example, sensors that react to an emitter (via electromagnetic waves or other signals), reflective tape (on the machine and / or incorporated into protective equipment operator), etc.
Con referencia a las figuras 17-21, el sensor 22 (cámara, LiDAR, RADAR, etc.) puede manipularse mediante rotación mecánica (giro/inclinación) de todo el sensor utilizando un mecanismo 34 de giro/inclinación adecuado (un mecanismo de giro/inclinación de ejemplo es el Multisense S21 disponible de Carnegie Robotics), o mediante desplazamiento/rotación mecánica del campo de visión a través de un reflector 36 poligonal, reflector 38 único, par de reflectores 40 (espejos ópticos para cámara y LiDAR, placas de metal para radar y acústico), etc. El dispositivo de manipulación puede ser controlado por el procesador 24, el módulo 26 de control, el sensor 22, o puede ser autónomo en el dispositivo de manipulación. La manipulación de un sensor o campo de visión del sensor permite que cada sensor cubra más del área circundante alrededor de la plataforma y/o la estructura del brazo.With reference to Figures 17-21, the sensor 22 (camera, LiDAR, RADAR, etc.) can be manipulated by mechanical rotation (pan / tilt) of the entire sensor using a suitable pan / tilt mechanism 34 (a pan / tilt mechanism example / tilt is the Multisense S21 available from Carnegie Robotics), or by mechanical shifting / rotation of the field of view through a polygonal reflector 36, single reflector 38, pair of 40 reflectors (optical mirrors for camera and LiDAR, plates of metal for radar and acoustic), etc. The manipulation device can be controlled by the processor 24, the control module 26, the sensor 22, or it can be autonomous in the manipulation device. Manipulation of a sensor or sensor field of view allows each sensor to cover more of the surrounding area around the platform and / or boom frame.
La plataforma y el sistema de detección de obstrucción se esfuerzan por evitar colisiones entre la plataforma móvil y los obstáculos en la vecindad de la plataforma. El sistema proactivo de acuerdo con las realizaciones preferidas es ventajoso en comparación con los sistemas reactivos que hacen ajustes después de que un obstáculo ha hecho contacto con el operador y/o la estructura de la plataforma. The platform and obstruction detection system strive to avoid collisions between the moving platform and obstacles in the vicinity of the platform. The proactive system according to the preferred embodiments is advantageous compared to reactive systems that make adjustments after an obstacle has made contact with the operator and / or the platform structure.
Aunque la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera las realizaciones más prácticas y preferidas, debe entenderse que la invención no se limita a las realizaciones divulgadas, sino que, por el contrario, está destinada para cubrir diversas modificaciones incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Although the invention has been described in connection with what are presently considered the most practical and preferred embodiments, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but rather is intended to cover various modifications included within the scope of the invention. scope of the appended claims.
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