ES2891737T3 - Método y sistema para un sistema de control de dispositivo de elevación - Google Patents
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Abstract
Un sistema de control (200) para un vehículo de elevador de tijera (100), comprendiendo el vehículo de elevador de tijera (100) una pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104), comprendiendo el sistema de control: un ordenador principal (202) que comprende uno o más procesadores (204) y uno o más dispositivos de memoria (206) acoplados comunicativamente con dichos uno o más procesadores (204); un controlador de dirección (230) configurado para recibir órdenes de dicho ordenador principal (202) con el fin de controlar cada uno de la pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104), comprendiendo cada uno de la pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104) un sensor de ángulo de dirección (208); un controlador de elevador de tijera configurado para controlar un conjunto de pistón hidráulico que comprende un depósito de fluido hidráulico interno en un conjunto de vástago de pistón; caracterizado por que el sistema de control (200) comprende además: un sensor de inclinación (210) configurado para determinar un ángulo de inclinación del vehículo de elevador de tijera (100); una pluralidad de motores de dirección de velocidad variable (232), estando cada motor de dirección de velocidad variable (232) acoplado con un conjunto de ruedas respectivo (104) para hacer girar el conjunto de ruedas respectivo (104) alrededor de un eje de rotación de dirección a una velocidad seleccionable, por lo que cada conjunto de ruedas (104) está configurado para ser girado independientemente por un respectivo motor de dirección de velocidad variable (232); y una pluralidad de motores de accionamiento de velocidad variable (246) cada uno de ellos configurado para hacer girar una rueda asociada (105) incluida en un conjunto de ruedas respectivo (104) alrededor de un eje de rotación de accionamiento respectivo a una velocidad seleccionable de modo que se accione al menos una sola rueda (105) por cada lado del vehículo de elevador de tijera (100).
Description
DESCRIPCIÓN
Método y sistema para un sistema de control de dispositivo de elevación
ANTECEDENTES
Esta descripción se refiere a dispositivos de elevación y, más particularmente, a sistemas y métodos de plataformas de trabajo elevadoras móviles para controlar el funcionamiento de plataformas de trabajo elevadoras móviles.
Diversos tipos de plataformas de trabajo elevadoras móviles tienen un mecanismo de elevación que se puede mover en una dirección vertical para acercar al trabajador a lugares que de otro modo serían inaccesibles. El mecanismo de elevación se monta a menudo en un carro o chasis autopropulsado que tiene ruedas para mover la plataforma entre las áreas de trabajo. En un tipo de plataformas de trabajo elevadoras móviles, el mecanismo de elevación para lograr la elevación vertical se denomina a menudo "elevador de tijera", en el que una pluralidad de soportes plegables enlazados orientados según un patrón entrecruzado o en "X" en forma de una "pila de tijera." El movimiento ascendente se logra mediante la aplicación de una fuerza a un conjunto de articulaciones paralelas, alargando el patrón de cruce e impulsando verticalmente la plataforma de trabajo. Con la pila de tijera montada en el carro por encima de las ruedas, las ruedas, la configuración de dirección y la configuración de propulsión son típicamente una disposición estándar de ejes, ruedas, brazos de articulación y motores o transmisiones. Esta dirección convencional limita el movimiento de la plataforma de trabajo móvil. Por ejemplo, el radio de giro es limitado y la capacidad de colocar la plataforma en una dirección sin girarla es prácticamente inexistente.
Los dispositivos elevadores de tijera son más útiles si son autopropulsados. Los diseños actuales de elevadores de tijera tienen muchas de las características de propulsión montadas debajo del conjunto de elevador de tijera. Un sistema hidráulico, un sistema eléctrico que incluye baterías y un sistema de control también se montan típicamente en el carro debajo del conjunto de elevador de tijera. Además, los ejes, la dirección y los componentes de la transmisión también están montados en el carro debajo del conjunto de elevación de tijera. Muchos sistemas del dispositivo de elevación de tijera se controlan manualmente o mediante enclavamientos que impiden el funcionamiento de una característica cuando se cumple una condición.
El documento WO 99/54190 A1 describe un vehículo que tiene un chasis que soporta una superestructura y unas ruedas que se extienden desde la parte inferior del chasis. Las ruedas están dispuestas en pares diametralmente opuestos de un juego de ruedas giratorias convencionales y un juego de ruedas de diseño especial que se accionan y se pueden girar (pivotar) para la función de accionamiento y control (dirección) del vehículo.
BREVE DESCRIPCIÓN
La invención se define por el objeto de la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas se definen mediante las reivindicaciones dependientes.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las figuras 1 a 6 muestran ejemplos de realizaciones del método y aparato descritos en la presente memoria. La figura 1 es una vista en alzado lateral de un vehículo de elevador de tijera de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama de flujo de datos de un sistema de control que puede usarse con el vehículo de elevador de tijera mostrado en la figura 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal recortada de un conjunto de cilindro de fluido de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un diagrama esquemático de un circuito de flujo de fluido dentro del conjunto de cilindro de fluido mostrado en la figura 3.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un método para controlar el vehículo de elevador de tijera mostrado en la figura 1 que incluye una pluralidad de conjuntos de ruedas.
Las figuras 6A y 6B son un diagrama de cableado de un sistema de control de elevador de tijera de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente divulgación.
Aunque pueden mostrarse características específicas de diversas realizaciones en algunos dibujos y no en otros, esto es solo por motivos de conveniencia. Puede hacerse referencia a cualquier característica de cualquier dibujo en combinación con cualquier característica de cualquier otro dibujo.
A menos que se indique lo contrario, los dibujos proporcionados en la presente memoria pretenden ilustrar características de realizaciones de la divulgación. Se cree que estas características son aplicables en una amplia variedad de sistemas que comprenden una o más realizaciones de la divulgación. Como tales, los dibujos no pretenden incluir todas las características convencionales conocidas por los expertos en la técnica que sean necesarias para la práctica de las realizaciones descritas en la presente memoria.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La siguiente descripción detallada ilustra realizaciones de la divulgación a modo de ejemplo y no a modo de limitación. Se contempla que la divulgación tenga una aplicación general a las realizaciones de un vehículo de elevador de tijera y a un método para operar un vehículo de elevador de tijera.
En el ejemplo de realización, el vehículo de elevador de tijera incluye un carro que comprende una pluralidad de ruedas dirigibles independientemente configuradas para acoplarse con una superficie de desplazamiento. La superficie de desplazamiento podría ser cualquier superficie suficientemente lisa, que permita al vehículo de elevador de tijera operar sobre ella, por ejemplo, pero sin limitarse a una superficie de asfalto. La superficie de desplazamiento puede ser, por ejemplo, hormigón, madera, moqueta, baldosas u otra superficie en una aplicación interior del vehículo de elevador de tijera. Las ruedas están configuradas para girar alrededor de un eje que tiene un eje de accionamiento de rotación, la rueda accionada por una unidad de accionamiento respectiva, tal como, pero sin limitarse a, un motor de accionamiento eléctrico acoplado directamente con la rueda o a la rueda mediante un conjunto de engranaje o transmisión. Normalmente, una rueda se coloca en, o cerca de, cada esquina del carro de forma rectangular. Las ruedas están espaciadas lo más posible para mejorar la estabilidad del vehículo de elevador de tijera, especialmente cuando está extendido el conjunto de pila de tijera. En varias realizaciones, se pueden usar más de cuatro ruedas, una en cada esquina. Además, es posible que el carro no tenga una forma regular, pero puede tener otras formas, en las cuales se podrían usar ruedas adicionales. Las ruedas pueden estar separadas en una dirección de proa/popa y en una dirección de derecha/izquierda o transversal. Al menos algunos de los conjuntos de ruedas están configurados para dirigir una rueda respectiva de manera independiente con respecto a las ruedas asociadas con el resto de la pluralidad de conjuntos de ruedas. Algunas ruedas pueden ser dirigibles mediante sus respectivos conjuntos de ruedas, algunas ruedas pueden estar fijas con respecto al carro y algunas ruedas pueden simplemente seguir al carro.
En diversas realizaciones, el conjunto de ruedas incluye un conjunto de guía de dirección lineal. El conjunto de guía lineal incluye un dispositivo de accionamiento lineal configurado para trasladar un seguidor a lo largo de una trayectoria lineal. El dispositivo de accionamiento lineal se puede realizar, por ejemplo, como un conjunto de tornillo de bolas o conjunto de tornillo de guía acoplado con un motor de dirección, un conjunto de pistón hidráulico o neumático u otro conductor lineal. El conjunto de guía lineal también incluye un soporte de dirección acoplado con un soporte de rueda. El soporte de rueda está configurado para soportar la rueda asociada con el respectivo conjunto de ruedas. El soporte de dirección incluye una lengüeta y está configurado para girar alrededor de un eje de rotación de dirección. El conjunto de guía lineal también incluye una articulación de dirección acoplada entre el seguidor y la lengüeta, la articulación de dirección está configurado para hacer girar el soporte de dirección mediante la lengüeta usando el movimiento lineal del seguidor. Un sensor de posición angular de dirección asociado con cada rueda dirigible está configurado para detectar una posición angular relativa de la rueda y generar una señal de posición angular de dirección. Un dispositivo de entrada de usuario está configurado para recibir una entrada manual de, por ejemplo, un operador, y para generar una señal de orden de dirección. El dispositivo de entrada del usuario se materializa en un dispositivo de entrada de un solo eje, uno de dos ejes, un teclado, interruptores, joystick, trackball, mouse, otro dispositivo de entrada o combinaciones de los mismos. En diversas realizaciones, la señal de orden de dirección y la señal de posición angular de dirección se utilizan para generar una señal de orden de posición de la rueda.
En el ejemplo de realización, el conjunto de pila de tijera incluye una pluralidad de articulaciones de tijera que se pueden extender desde una posición retraída, donde las articulaciones de tijera están configuradas aproximadamente de manera horizontal hasta una posición extendida, donde las articulaciones de tijera están configuradas aproximadamente de manera ortogonal entre ellas. El conjunto de pila de tijera está acoplado de forma pivotante con la base mediante un primer par de articulaciones de tijera y está acoplado de forma deslizante con la base mediante un segundo par de articulaciones de tijera. La base incluye una ranura configurada para recibir un pasador. La base y el primer par de articulaciones de tijera están acopladas en una articulación pivotante. La base y el segundo par de articulaciones de tijera se acoplan en una junta deslizante usando la ranura y el pasador. La articulación pivotante y la articulación deslizante están ubicadas entre las ruedas espaciadas en la dirección derecha/izquierda y dentro de un perfil de las ruedas.
El vehículo de elevador de tijera también puede incluir un compartimiento de batería acoplado con, o formado en, el carro y que se extiende entre las ruedas espaciadas hacia adelante y hacia atrás y está colocado fuera del conjunto de pila de tijera. El compartimiento de la batería incluye una fuente de alimentación configurada para suministrar un requerimiento eléctrico total del vehículo de elevador de tijera. El vehículo de elevador de tijera puede incluir una pluralidad de compartimentos para baterías. Cada compartimento de la batería está ubicado entre las ruedas delanteras y traseras a cada lado del vehículo de elevador de tijera. Normalmente, la fuente de alimentación es una batería. En algunas realizaciones, la fuente de alimentación puede estar incorporada en un motor.
Debido a que algunas de las aplicaciones para el vehículo de elevador de tijera incluyen la elevación de trabajadores y su equipo en el interior de edificios, el tamaño del vehículo de elevador de tijera está limitado en una dirección transversal a una distancia menor que las aberturas de puertas típicas. El ancho de las aberturas de puertas típicas puede variar según la ubicación geográfica, lo que tenderá a dictar el ancho deseable del vehículo de elevador de tijera.
La siguiente descripción se refiere a los dibujos adjuntos, en los que, en ausencia de una representación contraria, los mismos números en dibujos diferentes representan elementos similares.
La figura 1 es una vista en alzado lateral de un vehículo de elevador de tijera 100 de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente descripción. En el ejemplo de realización, el vehículo de elevador de tijera 100 incluye un carro 102 que incluye una pluralidad de conjuntos 104 de ruedas dirigibles de forma independiente, cada conjunto de ruedas 104 incluye una rueda respectiva 105 configurada para acoplarse con una superficie 106 de desplazamiento durante el funcionamiento del vehículo de elevador de tijera 100. La superficie de desplazamiento 106 podría ser una superficie de asfalto en una aplicación exterior del vehículo de elevador de tijera 100, o puede ser hormigón, madera, moqueta, baldosas u otra superficie en una aplicación interior del vehículo de elevador de tijera 100. Las ruedas 105 están configuradas para girar alrededor de un eje de transmisión de rotación 108 y pueden ser accionadas por un motor dedicado (no mostrado) acoplado directamente con cada rueda 105. Las ruedas incluyen un perfil circular que tiene un radio R y están espaciadas entre ellas a lo largo de la parte inferior del carro 102. Normalmente, un conjunto de ruedas 104 se coloca en, o cerca de, cada esquina 110 del carro 102 de forma rectangular. En diversas realizaciones, los conjuntos de ruedas 104 están espaciados lo más lejos posible para mejorar la estabilidad del vehículo de elevador de tijera 100, especialmente cuando un conjunto de pila de tijera 112 se extiende para elevar una plataforma 113 a una altura de trabajo. En diversas realizaciones, se utilizan más de cuatro ruedas 105. Además, el carro 102 no tiene necesariamente una forma rectangular, sino que puede tener otras formas, en las que se podrían usar ruedas adicionales 105. Las ruedas 105 están espaciadas en una dirección de proa/popa 114 y en una dirección de derecha/izquierda o transversal (es decir, dentro o fuera de la página). Las ruedas 105 pueden estar separadas entre ellas a distancias desiguales, por ejemplo, una pista de las ruedas delanteras puede ser más ancha o más estrecha que la pista de las ruedas traseras.
Una base 116 está acoplada o formada con el carro 102 entre ruedas 105 espaciadas en la dirección derecha/izquierda y está colocada verticalmente de manera que la base 116 se encuentra dentro de un perfil de ruedas 105.
En el ejemplo de realización, el conjunto de pila de tijera 112 incluye una pluralidad de articulaciones de tijera 118 acopladas de forma pivotante entre ellas y extensibles desde una posición retraída (mostrada en la figura 1), hasta una posición extendida (no mostrada en la figura 1).
La figura 2 es un diagrama de flujo de datos de un sistema de control 200 que puede usarse con el vehículo de elevador de tijera 100 (mostrado en la figura 1). En el ejemplo de realización, el sistema de control 200 incluye un ordenador de control principal 202 que incluye uno o más procesadores 204 y uno o más dispositivos de memoria 206. El uno o más procesadores ejecutan uno o más programas almacenados en el uno o más dispositivos de memoria 206 para realizar las funciones de control descritas en la presente memoria. El vehículo de elevador de tijera 100 también incluye una pluralidad de sensores usados para determinar un estado del vehículo de elevador de tijera 100 o un estado de los componentes incluidos dentro del vehículo de elevador de tijera 100. Los sensores incluyen un sensor giratorio 208 configurado para determinar un ángulo de dirección de uno o más conjuntos de ruedas 104. Un sensor de inclinación 210 está configurado para determinar un ángulo de inclinación del vehículo de elevador de tijera 100. La inclinación puede ser alrededor de un eje orientado hacia adelante/atrás a través del vehículo de elevador de tijera 100, que puede denominarse ángulo de balanceo. La inclinación puede ser alrededor de un eje orientado de lado a lado a través del vehículo de elevador de tijera 100, que puede denominarse ángulo de compensación. El sensor de inclinación 210 está configurado para determinar cualquier ángulo de balanceo, ángulo de compensación o combinaciones de los mismos. En diversas realizaciones, el sensor de inclinación 210 se usa como enclavamiento. Dependiendo de la altura de la pila, la salida del sensor de inclinación 210 puede usarse para detener el vehículo de elevador de tijera 100 o reducir la velocidad de desplazamiento del vehículo de elevador de tijera 100. Si, por ejemplo, el vehículo de elevador de tijera 100 está en una pendiente mayor de tres grados y la plataforma está completamente bajada, entonces se permite el desplazamiento, sin embargo, se reduce la velocidad máxima. En el caso de que el vehículo de elevador de tijera 100 esté en una pendiente igual o superior a tres grados y la plataforma 113 esté elevada (independientemente de la representación del bache), la única operación permitida es bajar el conjunto de pila de tijera 112.
El vehículo de elevador de tijera 100 también incluye un interruptor de proximidad de baches de mano derecha 212 y un interruptor de proximidad de baches de mano izquierda 214. El interruptor de proximidad de baches 212 y el interruptor de proximidad de baches 214 también se utilizan como enclavamiento. Dependiendo de la altura del conjunto de pila de tijera 112, es necesaria la confirmación de que el dispositivo de baches (no mostrado) está completamente desplegado y bloqueado según lo detectado por el interruptor de proximidad de baches 212 y el interruptor de proximidad de baches 214 bien para elevar la plataforma 113 por encima de una altura especificada o para accionar el vehículo elevador de tijera 100. En el caso de que el despliegue del dispositivo de baches sea necesario y no se confirme que esté bloqueado, el vehículo de elevador de tijera 100 no permitirá que se eleve la plataforma 113, pero permitirá que se baje. La función de accionamiento siempre está bloqueada hasta que se despliega y bloquea el dispositivo anti-baches, según confirma el interruptor de proximidad de baches 212 y el interruptor de proximidad de baches 214.
Se usa un sensor de proximidad de pila 216 para determinar si el conjunto de pila de tijera 112 se ha elevado por encima de una altura predeterminada.
Se usa una bocina de alarma de descenso 218 para señalizar cualquiera de los siguientes:
1) La plataforma 113 se está bajando.
2) Hay una avería en el ordenador principal u otro controlador.
3) Existe una situación que requiere la intervención del usuario, por ejemplo:
a. La unidad está en una pendiente mayor que la permitida para elevar la plataforma 113 y el usuario está intentando elevar la plataforma 113, o la plataforma 113 ya está a una altura mayor que la permitida. b. El dispositivo de proximidad de baches debería desplegarse y no lo está (lo que significa que el dispositivo de proximidad de pila 216 determinó que el conjunto de pila de tijera 112 tiene suficiente altura como para que se requiera que se despliegue y bloquee el dispositivo de bache).
El sistema de control 200 pulgadas incluye un pulsador de parada de emergencia 220 en un panel de control inferior colocado cerca del carro 102 y un pulsador de parada de emergencia 222 en un panel de control superior ubicado cerca de la plataforma 113. Los botones de parada de emergencia 220 y 222 permiten al usuario desactivar el vehículo de elevador de tijera 100 de tal manera que el ordenador principal 202 no se utilice para realizar la tarea. Si se presiona el pulsador de parada de emergencia inferior 220 o el pulsador de parada de emergencia superior 222 en la plataforma 113, se corta la alimentación al vehículo de elevador de tijera 100. Los controles inferiores son redundantes de la lógica de control superior (joystick) para subir y bajar la plataforma y también se requieren para el funcionamiento de la plataforma 113 (por ejemplo, para elevar y bajar la plataforma 113). Además, los controles inferiores anulan los controles superiores y pueden bloquear los controles superiores.
El sistema de control 200 incluye una pluralidad de relés eléctricos para controlar circuitos de alta corriente con un control de baja corriente (por ejemplo, un pequeño interruptor de palanca o salida de bajo amperaje del ordenador). Los relés no se utilizan para controlar la lógica.
Un controlador de dirección 230 está asociado con un respectivo motor de dirección 232, una caja de engranajes 234 y un actuador de dirección lineal 235. En el ejemplo de realización, un dispositivo de entrada de usuario 236 incluye una entrada de control de velocidad de joystick 238, un pulsador de giro a la derecha 240, y un pulsador de giro a la izquierda 242. Un controlador de accionamiento 244 está eléctricamente acoplado con un motor de accionamiento 246 asociado con una rueda respectiva 105. Aunque se ilustran como dispositivos separados, el dispositivo principal de ordenador 202, los controladores de dirección 230 y los controladores de accionamiento 244 pueden incorporarse en un solo dispositivo.
Los controladores de accionamiento 244 están acoplados eléctricamente con un motor de accionamiento 246 asociado con una rueda respectiva 105. Cada controlador de dirección 230 está asociado con un motor de dirección 232 y una caja de cambios 234 respectivos. En el ejemplo de realización, el dispositivo de entrada del usuario 236 incluye una entrada de control velocidad de joystick 238, un pulsador de giro a la derecha 240 y un pulsador de giro a la izquierda 242. Aunque se ilustran como dispositivos separados, el dispositivo de ordenador principal 202, los controladores de dirección 230 y los controladores de accionamiento 244 pueden incorporarse en un solo dispositivo.
Durante el funcionamiento, la velocidad en una dirección de avance o retroceso se controla mediante la entrada de control de velocidad de joystick 238. Mover el joystick 238 hacia adelante una cantidad seleccionable genera una orden de velocidad que es proporcional a la cantidad de recorrido del joystick 238. En algunos casos, la orden de velocidad puede verse limitado por otras condiciones del vehículo de elevador de tijera 100, por ejemplo, mediante un enclavamiento o un algoritmo para evitar el funcionamiento inseguro del vehículo de elevador de tijera 100.
Al presionar el pulsador de giro a la derecha 240 se inicia una operación de giro a la derecha. Se designa una rueda 105 de todas las ruedas como rueda maestra y las ruedas restantes se designan como ruedas esclavas de la rueda maestra. El ordenador principal 202 genera una orden de dirección única para cada rueda por separado. El ordenador principal 202 genera una orden de dirección para la rueda maestra que está completamente encendido o completamente apagado en una dirección que hace girar la rueda maestra hacia una posición de giro a la derecha. La rueda maestra se controla usando un esquema de control de bucle abierto en el que cuando se presiona el pulsador 240 de giro a la derecha, la rueda maestra comienza a girar a máxima velocidad hacia una dirección de giro a la derecha (es decir, se ordena que el motor de dirección 232 opere las RPM máximas). Cuando se libera el pulsador de giro a la derecha 240, la rueda maestra deja de girar alrededor del eje de dirección y mantiene su ángulo de dirección actual (es decir, se ordena que el motor de dirección 232 opera a cero RPM). Cada una de las direcciones de las ruedas esclavas está controlada por un esquema de control de bucle cerrado. Cuando la rueda maestra está girando, el ordenador principal 202 genera entonces los respectivos órdenes de dirección para que cada una de las ruedas esclavas mantenga el sincronismo con la rueda maestra. Cada rueda esclava está sincronizada con la rueda maestra asegurándose que cada rueda esclava gire alrededor del mismo punto en la superficie de desplazamiento 106 que la rueda maestra.
Debido a que cada rueda puede estar iniciando la operación de giro a la derecha desde un ángulo de dirección diferente, el ordenador principal 202 determina una diferencia entre el ángulo de dirección inicial de cada rueda esclava
y un ángulo de giro objetivo. El ángulo de giro objetivo de la rueda esclava se determina en función del ángulo de dirección actual de la rueda maestra. La orden de ángulo de giro objetivo de la rueda esclava puede cambiar mientras cambia el ángulo de dirección actual de la rueda maestra durante la operación de giro a la derecha. Durante la operación de giro, el ordenador principal 202 genera continuamente órdenes de ángulo de dirección para cada una de las ruedas esclavas basándose en un ángulo de dirección actual y el ángulo de dirección objetivo para esa rueda esclava. El ordenador principal 202 también intenta lograr el giro lo más rápidamente posible determinando qué rueda esclava tiene la mayor diferencia entre el ángulo de dirección actual y el ángulo de dirección objetivo para esa rueda esclava. A la rueda esclava que tiene la mayor diferencia entre su ángulo de dirección actual y su ángulo de dirección objetivo se le ordena que gire a la mayor velocidad ordenando al respectivo motor de dirección 232 que opere a su velocidad máxima. Se ordena a los motores de dirección 232 de las ruedas esclavas restantes que operen a una velocidad proporcional a la diferencia entre el ángulo de dirección actual de esa rueda y su ángulo objetivo. Cuando se libera el pulsador de giro a la derecha 240, la orden de dirección de la rueda principal detiene la rueda principal en el ángulo de dirección actual. Una operación de giro a la izquierda se realiza de manera similar.
Si la entrada de control de velocidad de joystick 238 se manipula para generar una señal de orden de velocidad durante una operación de giro, la velocidad máxima de accionamiento se determina mediante varios factores y se reduce en función de cualquier combinación de un ángulo del chasis actual con respecto al nivel, una altura de la plataforma actual y un ángulo de dirección máximo actual de cualquiera de las ruedas dirigibles. La velocidad de accionamiento es totalmente proporcional a la entrada del usuario con la entrada máxima del usuario correspondiente a la velocidad de accionamiento máxima determinada.
El arañado de las ruedas motrices, cuando las ruedas se dirigen desde el centro, se elimina reduciendo la velocidad de accionamiento de la rueda de accionamiento correspondiente a la rueda interior proporcionalmente a la relación entre el radio de giro de la rueda de accionamiento exterior y el radio de giro de la rueda de accionamiento interior.
En funcionamiento, se selecciona un modo de funcionamiento de dirección usando el interruptor de modo de dirección 250 y se ingresan una dirección de desplazamiento y velocidad usando el dispositivo de entrada de usuario 236 incorporado, en este caso, en un joystick para control de velocidad y un pulsador de giro a la derecha 240 y un pulsador de giro a la izquierda 242. Al empujar el mango del joystick 238 directamente hacia adelante se ordena al vehículo de elevador de tijera 100 que se mueva directamente hacia adelante a una velocidad proporcional a la cantidad de movimiento del dispositivo de entrada del usuario 238.
Además, cualquiera de las ruedas puede incluir un freno (no mostrado) que se usa para facilitar el frenado del vehículo de elevador de tijera 100. El freno puede materializarse como un freno de fricción, un frenado dinámico, un freno regenerativo o combinaciones de los mismos. En diversas realizaciones, el motor de accionamiento 246 se usa para el frenado dinámico usando resistencias para disipar el calor y/o el frenado regenerativo usando el impulso del vehículo de elevador de tijera 100 en movimiento para generar alimentación eléctrica con el fin de cargar dispositivos de almacenamiento de energía (no mostrados), tales como, pero no limitado a, baterías y/o supercondensadores.
La figura 3 es una vista en sección transversal recortada de un conjunto de cilindro de fluido 300 de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente divulgación. En el ejemplo de realización, el conjunto de cilindro de fluido 300 incluye un pistón 301 que tiene una cara de pistón 302, un vástago de pistón hueco 303 y un depósito de fluido interno 304. El conjunto de cilindro de fluido 300 también incluye un cuerpo de cilindro 306 coaxial a lo largo del eje 307 con, y que al menos rodea parcialmente, el vástago de pistón hueco 303. Una bomba de fluido 308 accionada por un motor de velocidad variable 310 está en comunicación de flujo con el depósito 304 a través un tubo de transferencia 312 que se extiende desde el depósito de fluido interno 304 hasta un orificio de succión (no mostrado en la figura 3) de bomba de fluido 308. Un orificio de descarga (no mostrado en la figura 3) de la bomba de fluido 308 está en comunicación de flujo con una cámara de presión de extensión 314 definida radialmente entre el tubo de transferencia 312 y el cuerpo de cilindro 306. Un bloque de válvulas 316 está acoplado con un primer extremo 318 del cuerpo de cilindro 306 e incluye uno o más canales de fluido 320 formados en el mismo. Al menos uno de los canales 320 es un canal de succión de bomba 322 que se extiende entre el tubo de transferencia 312 y el orificio de succión de la bomba de fluido 308. Al menos otro de los canales 320 es un canal de descarga de bomba 324 que se extiende entre el orificio de descarga de la bomba de fluido 308 y la cámara de presión de extensión 314. El canal de descarga de la bomba 324 incluye además una válvula de retención (no mostrada en la figura 1). El canal de descarga de bomba 324 también incluye un camino de retorno que incluye una válvula de alivio de presión (no mostrada en la figura 1). En el ejemplo de realización, la válvula de retención y la válvula de alivio de presión están formadas juntas en un solo conjunto de alivio de presión 326. En diversas realizaciones, el depósito de fluido 304 incluye un espacio 328 entre una superficie exterior 330 de una varilla 303 y una superficie interior 332 del cuerpo de cilindro 306.
Durante el funcionamiento, para extender el conjunto de cilindro de fluido 300, se bombea fluido desde el depósito de fluido interno 304 mediante el tubo de transferencia 312, el canal de succión de bomba 322 y el orificio de succión de la bomba de fluido 308. La bomba de fluido 308 descarga el fluido a través del canal de descarga de bomba 324 y la válvula de retención en la cámara de presión de extensión 314. La presión diferencial relativamente alta entre la cámara de presión de extensión 314 y el depósito de fluido interno 304 aplica una fuerza de accionamiento a la cara de pistón 302 haciendo que el pistón 301 se mueva en una dirección de extensión 334. Una velocidad de extensión
del conjunto de cilindro de fluido 300 es relativa a una velocidad de bomba de fluido 308, que es variable en un intervalo de funcionamiento predeterminado.
La retracción del conjunto de cilindro de fluido 300 es por gravedad cuando se abre una válvula de descenso para canalizar fluido a través de una válvula dosificadora con orificios y la válvula de descenso y de regreso al depósito de fluido interno 304.
La figura 4 es un diagrama esquemático de un circuito de flujo de fluido 400 dentro del conjunto de cilindro de fluido 300 (mostrado en la figura 3). En el ejemplo de realización, cuando se ordena elevar la plataforma de trabajo 113, se suministra fluido a una tasa variable desde el depósito 304 a través de la bomba 308, la válvula de retención 402 y el orificio 404 a la cámara de presión de extensión 314. Debido a que el motor 310 es de velocidad variable y está acoplado directamente con la bomba 308, la tasa de bombeo de fluido a través de la bomba 308 es controlada por la velocidad del motor 310. El exceso de presión por encima de un límite predeterminado se deriva de nuevo al depósito 304 mediante una válvula de alivio de presión 406, que puede ser operada cuando la presión de la bomba 308 hace que una válvula de retención de bola supere una solicitación de resorte para elevar la bola y abrir la válvula de alivio de presión 406.
Cuando se ordena bajar la plataforma de trabajo 113, se abre una válvula de descenso 408 normalmente cerrada usando un solenoide para purgar el fluido de la cámara de presión de extensión 314 a través del orificio 404 y la válvula de descenso 408 hacia el depósito 304. El orificio 404 puede ser fijo o puede ser variable para permitir el ajuste de una velocidad de descenso de la plataforma de trabajo 113. Si es variable, orificio 404 se ajusta para controlar una velocidad a la que la plataforma de trabajo 113 es capaz de descender controlando una tasa a la que se permite purgar el fluido para que vuelva al depósito 304.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un método 500 para controlar el vehículo de elevador de tijera (mostrado en la figura 1) que incluye una pluralidad de conjuntos de ruedas. En el ejemplo de realización, el método 500 incluye recibir 502 una orden de dirección de un dispositivo de entrada del usuario, determinar 504 un primer orden de velocidad de dirección para un primer conjunto de ruedas basado en la orden de dirección, el primer conjunto de ruedas es independiente de todos los demás conjuntos de rueda, y determinar 506 un ángulo de dirección objetivo para un segundo conjunto de ruedas, el ángulo de dirección objetivo está basado en un ángulo de dirección actual del primer conjunto de ruedas. El método 500 también incluye determinar 508 una segunda orden de velocidad de dirección para el segundo conjunto de ruedas basado en una diferencia entre un ángulo de dirección actual del segundo conjunto de ruedas y el ángulo de dirección objetivo determinado y alterar 510 un curso de recorrido del vehículo de elevador de tijera usando los órdenes primero y segundo de velocidad de dirección.
Opcionalmente, cuando el vehículo de elevador de tijera incluye un conjunto de pila de tijera y un sensor de altura de pila de tijera, el método 500 incluye determinar la orden de velocidad basándose en la velocidad actual del vehículo de elevador de tijera y la altura de la pila de tijera. El método 500 también incluye opcionalmente determinar un punto alrededor del cual girará el vehículo de elevador de tijera en base a la orden de dirección recibida. El método 500 incluye además opcionalmente la determinación de una orden de ángulo de dirección para un conjunto de ruedas que alinea un eje de rotación del conjunto de ruedas con el punto determinado. El método 500 incluye además opcionalmente modificar al menos una velocidad del vehículo de elevador de tijera y una dirección de desplazamiento del vehículo de elevador de tijera comprende frenar dinámicamente o frenar regenerativamente al menos algunos de la pluralidad de conjuntos de ruedas. El método 500 incluye además opcionalmente modificar al menos una de entre una velocidad del vehículo de elevador de tijera y una dirección de desplazamiento del vehículo de elevador de tijera que comprende el frenado por fricción de al menos algunos de la pluralidad de conjuntos de ruedas. El método 500 incluye además opcionalmente modificar al menos una de la velocidad del vehículo de elevador de tijera y una dirección de desplazamiento del vehículo de elevador de tijera comprende aplicar frenado por fricción a al menos algunos de la pluralidad de conjuntos de ruedas usando un miembro de solicitación.
Las figuras 6A y 6B son un diagrama de cableado de un sistema de control de elevador de tijera 600 de acuerdo con un ejemplo de realización de la presente divulgación. En el ejemplo de realización, el sistema de control 600 incluye un ordenador principal basado en microprocesador 602 configurado para recibir entradas de diversos sensores colocados en un elevador de tijera (no mostrado en las figuras 6A y 6B), determinar entradas virtuales basadas en las entradas recibidas y generar salidas basadas en las entradas recibidas y las entradas virtuales determinadas. Un ejemplo de una entrada virtual puede incluir una determinada distancia de desplazamiento o cambio de posición basado en un cálculo a estima de la rotación de la rueda, el ángulo de la rueda con respecto a un eje del elevador de tijera y el período de tiempo de interés.
Se configura una pluralidad de sensores giratorios 604 para determinar un ángulo de una rueda asociada con respecto a un eje del elevador de tijera. Una entrada de ángulo de dirección respectiva 606 se transmite al ordenador principal 602 desde cada sensor giratorio 604. Un sensor de inclinación 608 está configurado para generar al menos una primera señal de inclinación asociada con una rotación de elevación de tijera alrededor de un primer eje y una segunda señal de inclinación asociada con una rotación del elevador de tijera alrededor de un segundo eje. Las entradas de inclinación primera y segunda 610 se transmiten al ordenador principal 602. Un panel de control inferior 612 incluye un interruptor de habilitación 614 configurado para recibir una entrada de selección manual 616 del panel de control
inferior 612 que es el puesto desde el que se pueden recibir los órdenes. El panel de control inferior 612 incluye un interruptor 618 de elevación y descenso del elevador de tijera configurado para recibir una entrada manual de una orden de elevación y una orden de descenso para controlar la altura de elevación de la pila de tijera. El panel de control inferior 612 incluye además un control de carga de batería 620 y un contador de horas 622 configurado para aumentar en unidades de tiempo durante los períodos en los que el elevador de tijera está activo. El panel de control inferior 612 también incluye un interruptor de parada de emergencia (detención de emergencia) 624 configurado para evitar el funcionamiento del elevador de tijera y un interruptor de anulación de liberación de freno 626.
Un primer relé de freno 628 está configurado para recibir una orden de freno 630 del ordenador principal 602 y transmitir una señal de control 630 a cada uno de una pluralidad de actuadores de freno de rueda, por ejemplo, un actuador de freno de rueda trasera derecha 634 y un actuador de freno de rueda trasera izquierda 636. Se pueden utilizar actuadores de freno de rueda adicionales para otras ruedas en diversas realizaciones y el primer relé de freno 628 está configurado para proporcionar señales de control adicionales (no mostradas) a los actuadores de freno de rueda adicionales.
Los interruptores de proximidad 638 están configurados para determinar una situación de bache en la que el elevador de tijera puede estar atravesando un saliente que excede una dimensión predeterminada. Por ejemplo, un bache o un bordillo. Los interruptores de proximidad 638 generan cada uno una entrada 640 al ordenador principal 602 para la acción de control. Un interruptor de proximidad adicional 642 está configurado para determinar si la pila elevadora de tijera no está en una posición completamente retraída y para transmitir una entrada de proximidad de pila 644 al ordenador principal 602.
Un panel de control superior 646, que normalmente se encuentra en una plataforma de trabajo en la parte superior de la pila elevadora de tijera, incluye un segundo relé de freno 648 y un segundo interruptor de parada de emergencia 650. El panel de control superior 646 incluye además un interruptor de modo de dirección 652 configurado para recibir una selección de un modo de dirección de 2 ruedas, un modo de dirección de 4 ruedas y modo de dirección de cangrejo. El panel de control superior 646 también incluye un interruptor selector de accionamiento/elevación 654 configurado para recibir una selección de un modo de accionamiento para el elevador de tijera o un modo de elevación para el elevador de tijera. La selección de un solo un modo a la vez evita intentar conducir el elevador de tijera mientras se eleva el elevador de tijera, o intentar elevar el elevador de tijera mientras se mueve el elevador de tijera. El panel de control superior 646 incluye además un joystick 656 configurado para recibir una entrada manual que indica un sentido de dirección para mover el elevador de tijera a una ubicación deseada. En el ejemplo de realización, el joystick 656 es un joystick de un solo eje que incluye un interruptor de giro a la derecha 658 y un interruptor de giro a la izquierda 660. El interruptor de giro a la derecha 658 y el interruptor de giro a la izquierda 660 generan señales respectivas que son recibidas por un control de actuador de dirección asociado 662, 664, 666 y 668. Debido a que la dirección del elevador de tijera es una dirección independiente para las cuatro ruedas, el tiempo que el joystick se mantiene en una posición de giro a la derecha con el interruptor de giro a la derecha 658, o en una posición de giro a la izquierda con el interruptor de giro a la izquierda 660 cerrado, determina el ángulo de un giro. Además, un modo seleccionado por el conmutador de modo de dirección 652 también se usa para generar las señales recibidas por los controles del actuador de dirección 662, 664, 666 y 668.
Los controladores de accionamiento a derecha e izquierda 670 y 672 están configurados para controlar una velocidad y una dirección de los respectivos motores de accionamiento 674 y 676 acoplados con ruedas asociadas (no mostradas). En una realización, cada rueda del elevador de tijera incluye un motor de accionamiento respectivo y en otras diversas realizaciones, solo se acciona una única rueda por lado del elevador de tijera.
Un panel de distribución de alimentación 678 contiene una batería 680, un cargador de batería 682, que normalmente se suministra mediante un suministro de 120 voltios (no mostrado) mediante un enchufe de pared 684. Un contactor de elevador 684 es controlado por el ordenador principal 602 para suministrar alimentación a una unidad de potencia hidráulica (HPU) 686. Una válvula de descenso purga aceite pasando un pistón de HPU para bajar la pila de tijera. Un contactor de accionamiento 688 es controlado por el ordenador principal 602 para suministrar alimentación a los controladores de accionamiento 670 y 672 y los controles de actuador de dirección 662, 664, 666 y 668 mediante los respectivos disyuntores 690.
Los flujos de proceso representados en las figuras no requieren la orden particular mostrada, o la orden secuencial, para lograr los resultados deseables. Además, pueden proporcionarse otros pasos, o pueden eliminarse pasos, de los flujos descritos, y pueden añadirse o eliminarse otros componentes de los sistemas descritos. Por consiguiente, otras realizaciones están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.
El lenguaje aproximado, como se usa aquí en toda la memoria y las reivindicaciones, se puede aplicar para modificar cualquier representación cuantitativa que podría variar de manera permisible sin dar como resultado un cambio en la función básica con la que está relacionada. Por consiguiente, un valor modificado por un término o términos, tales como "aproximadamente" y "sustancialmente", no debe limitarse al valor preciso especificado. En al menos algunos casos, el lenguaje aproximado puede corresponder a la precisión de un instrumento para medir el valor. Aquí y a lo largo de la memoria y las reivindicaciones, las limitaciones de intervalo pueden combinarse y/o intercambiarse, tales
intervalos se identifican e incluyen todos los subintervalos contenidos en ellos a menos que el contexto o el lenguaje indique lo contrario.
Las realizaciones descritas anteriormente de un método y sistema de un vehículo de elevador de tijera proporcionan un medio rentable y fiable para elevar trabajadores a un lugar de trabajo elevado. Más específicamente, los métodos y sistemas descritos en la presente memoria facilitan la entrada y salida de un trabajador a una plataforma de trabajo acoplada con una parte del conjunto de elevador de tijera del vehículo de elevador de tijera. Además, los métodos y sistemas descritos anteriormente facilitan el acceso a portales estrechos y a las áreas de trabajo. Como resultado, los métodos y sistemas descritos en la presente memoria facilitan la seguridad de los trabajadores y el acceso al lugar de trabajo de una manera rentable y fiable.
Esta descripción escrita utiliza ejemplos para describir la divulgación, incluido el mejor modo, y también para permitir que cualquier persona experta en la técnica practique la divulgación, incluida la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier método incorporado. El alcance patentable de la divulgación está definido por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica.
Claims (10)
1. Un sistema de control (200) para un vehículo de elevador de tijera (100), comprendiendo el vehículo de elevador de tijera (100) una pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104), comprendiendo el sistema de control:
un ordenador principal (202) que comprende uno o más procesadores (204) y uno o más dispositivos de memoria (206) acoplados comunicativamente con dichos uno o más procesadores (204);
un controlador de dirección (230) configurado para recibir órdenes de dicho ordenador principal (202) con el fin de controlar cada uno de la pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104), comprendiendo cada uno de la pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104) un sensor de ángulo de dirección (208);
un controlador de elevador de tijera configurado para controlar un conjunto de pistón hidráulico que comprende un depósito de fluido hidráulico interno en un conjunto de vástago de pistón;
caracterizado por que el sistema de control (200) comprende además:
un sensor de inclinación (210) configurado para determinar un ángulo de inclinación del vehículo de elevador de tijera (100);
una pluralidad de motores de dirección de velocidad variable (232), estando cada motor de dirección de velocidad variable (232) acoplado con un conjunto de ruedas respectivo (104) para hacer girar el conjunto de ruedas respectivo (104) alrededor de un eje de rotación de dirección a una velocidad seleccionable, por lo que cada conjunto de ruedas (104) está configurado para ser girado independientemente por un respectivo motor de dirección de velocidad variable (232); y una pluralidad de motores de accionamiento de velocidad variable (246) cada uno de ellos configurado para hacer girar una rueda asociada (105) incluida en un conjunto de ruedas respectivo (104) alrededor de un eje de rotación de accionamiento respectivo a una velocidad seleccionable de modo que se accione al menos una sola rueda (105) por cada lado del vehículo de elevador de tijera (100).
2. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera de la reivindicación 1, en el que dichos uno o más procesadores (204) están configurados para:
recibir una entrada de dirección desde un dispositivo de entrada de usuario (236);
generar una señal de orden de velocidad del actuador de dirección basada en la entrada de dirección; y transmitir la señal de orden de velocidad al motor de dirección de velocidad variable (232) de un conjunto de ruedas dirigibles independientemente (104) de la pluralidad de conjuntos de rueda dirigibles independientemente designados como conjunto de ruedas maestro.
3. El sistema de control (200) para un elevador de tijera (100) según la reivindicación 1, en el que dichos uno o más procesadores (204) están configurados para recibir una selección de modo de dirección que incluye un modo de dirección de dos ruedas, un modo de dirección de cuatro ruedas y un modo de dirección de cangrejo.
4. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, configurado para evitar el funcionamiento concurrente de dicho controlador de elevador de tijera y dichos motores de accionamiento de velocidad variable (246).
5. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, en el que dichos uno o más procesadores (204) están configurados además para evitar elevar un conjunto de pila de tijera (112) cuando un ángulo de inclinación detectado por dicho sensor de inclinación (210) excede una cantidad predeterminada.
6. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, que comprende además un control de joystick de un solo eje configurado para generar señales de dirección basadas en una entrada manual de un usuario.
7. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, que comprende además un control de joystick de doble eje configurado para generar señales de dirección izquierda y derecha, y señales de accionamiento de avance y retroceso basadas en una entrada manual de un usuario.
8. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, en el que dichos uno o más procesadores están configurados para recibir una señal de entrada de ángulo de dirección representativa de un ángulo determinado por un sensor giratorio acoplado con cada uno de la pluralidad de conjuntos de ruedas dirigibles independientemente (104).
9. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 1, en el que dichos uno o más procesadores (204) están configurados para:
recibir una orden de dirección desde un dispositivo de entrada de usuario (236);
determinar un primer orden de velocidad de dirección para un primer conjunto de ruedas maestro (104) de la pluralidad de conjuntos de rueda dirigibles independientemente (104) basándose en la orden de dirección, el primer conjunto de ruedas maestro (104) dirigible independientemente de todos los demás conjuntos de ruedas (104), la primera orden de velocidad de dirección para el primer conjunto de ruedas maestro (104) es una de: i) completamente encendido o ii) completamente apagado; y
determinar un ángulo de dirección objetivo para cada otro conjunto de ruedas (104), el ángulo de dirección objetivo determinado para cada otro conjunto de ruedas (104) está basado en un ángulo de dirección actual del primer conjunto de ruedas maestro (104).
10. El sistema de control (200) para un sistema de vehículo de elevador de tijera (100) de la reivindicación 9, en el que dichos uno o más procesadores (204) están configurados además para:
determinar una diferencia entre un ángulo de dirección actual de cada otro conjunto de ruedas (104) y el ángulo de dirección objetivo determinado;
determinar una segunda orden de velocidad de dirección para cada otro conjunto de ruedas basándose en la diferencia entre el ángulo de dirección actual de cada otro conjunto de ruedas (104) y el ángulo de dirección objetivo determinado; y
controlar individualmente el primer conjunto de ruedas maestro (104) y cada otro conjunto de ruedas (104) en respuesta a la determinación de la primera orden de velocidad de dirección y cada segunda orden de velocidad de dirección para cada otro conjunto de ruedas (104) con el fin de alterar un curso de desplazamiento del vehículo de elevador de tijera (100).
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