ES2924051T3 - Grúa - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una grúa (1), en particular una grúa torre giratoria, que comprende un medio de carga (208) unido a un cable de elevación, que comprende dispositivos de accionamiento para mover una pluralidad de elementos de grúa y para mover los medios de carga, y que comprende un sistema de control (3) para controlar los dispositivos de accionamiento de tal manera que los medios de soporte de carga se desplazan a lo largo de una trayectoria de movimiento entre al menos dos puntos objetivo, donde el dispositivo de control tiene un módulo de determinación de trayectoria de movimiento (300) para determinar un trayectoria de movimiento deseada entre al menos dos puntos objetivo, y un módulo de control de movimiento automático (310) para mover automáticamente los medios de soporte de carga a lo largo de la trayectoria de movimiento especificada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Grúa

La presente invención se refiere a un sistema, que comprende una grúa, en particular una grúa giratoria de torre, y un ordenador maestro externo, estando equipada la grúa con un medio de recepción de carga colocado en un cable de elevación, unidades de accionamiento para mover varios elementos de grúa y desplazar el medio de recepción de carga, así como un dispositivo de control para controlar las unidades de accionamiento de tal manera que el medio de recepción de carga se desplace a lo largo de una trayectoria de desplazamiento entre al menos dos puntos objetivo.

El documento DE 10064 182 A1 muestra un sistema según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que los puntos de matriz teóricos almacenados en el ordenador en un movimiento anterior de la grúa se usan por un módulo de planificación de trayectoria para planificar una trayectoria de desplazamiento teórica teniendo en cuenta las aceleraciones y velocidades máximas de los accionamientos de desplazamiento. Una unidad de amortiguación de oscilación interviene entonces de nuevo dado el caso en el accionamiento de los accionamientos de desplazamiento para evitar una oscilación de la carga.

Además, el documento DE 10 2005 002 192 A1 muestra una grúa de contenedores, en la que un planificador de trayectoria de movimiento establece una trayectoria de desplazamiento en un plano horizontal alrededor de los contenedores depositados y a este respecto redondea las dos ramas de la trayectoria de desplazamiento en la región de transición, para poder desplazarse más rápidamente.

Grúas adicionales con controles de trayectoria de desplazamiento se conocen por los documentos US 2012/234781 A1, US 2013/345857 A1 y DE 102004045749 A1.

Para poder desplazar el gancho de carga de una grúa entre dos puntos objetivo, generalmente tienen que accionarse y controlarse diversas unidades de accionamiento. Por ejemplo, en el caso de una grúa giratoria de torre, en la que el cable de elevación discurre desde un carro corredizo, que puede desplazarse en la pluma de la grúa, tiene que accionarse y controlarse habitualmente en cada caso el mecanismo de giro, por medio del cual puede hacerse girar la torre con la pluma prevista sobre la misma o la pluma en relación con la torre alrededor de un eje de giro vertical, así como el accionamiento de carro, por medio del cual puede desplazarse el carro corredizo a lo largo de la pluma, y el mecanismo de elevación, por medio del cual puede ajustarse el cable de elevación y con ello puede hacerse subir y bajar el gancho de carga. A este respecto, dichas unidades de accionamiento se accionan y se controlan habitualmente por el operador de la grúa a través de elementos de manejo correspondientes como, por ejemplo, en forma de palancas de mando, interruptores basculantes o botones giratorios y similares, lo que la experiencia ha demostrado que requiere mucho tacto y experiencia para acercarse a los puntos objetivo rápidamente y aun así de manera suave sin grandes movimientos de oscilación para acercarse. A este respecto, entre los puntos objetivo debe moverse lo más rápido posible, mientras que debe pararse de manera suave en el respectivo punto objetivo.

Un control de este tipo de las unidades de accionamiento de una grúa es agotador para el operador de la grúa en vista de la concentración requerida, especialmente porque a menudo tienen que completarse trayectorias de desplazamiento recurrentes y tareas monótonas, por ejemplo, cuando durante el hormigonado una cubeta de hormigón recibida en el gancho de grúa tiene que desplazarse en vaivén muchas veces entre una hormigonera, en la que se llena la cubeta de hormigón, y una región de hormigonado, en la que se vacía la cubeta de hormigón. Por otro lado, en el caso de una concentración decreciente o si no se tiene suficiente experiencia con el respectivo tipo de grúa, se producen mayores movimientos de oscilación de la carga recibida y con ello un potencial de peligro correspondiente.

Partiendo de esto, la presente invención se basa en el objetivo de crear una grúa mejorada del tipo mencionado al principio, que evite las desventajas de la técnica anterior y perfeccione esta última de manera ventajosa. En particular, debe conseguirse un funcionamiento de grúa más libre de fatiga con un riesgo reducido de movimientos de oscilación de carga no deseados.

Según la invención, dicho objetivo se soluciona mediante un sistema según la reivindicación 1. Configuraciones preferidas de la invención son el objeto de las reivindicaciones dependientes.

Por lo tanto, se propone configurar el dispositivo de control en el sentido de un piloto automático, que pueda desplazar automáticamente el medio de recepción de carga de la grúa entre al menos dos puntos objetivo. En el dispositivo de control está implementado un modo automático, en el que el dispositivo de control, sin accionamiento manual de los elementos de manejo de la estación de control por parte del operador de la máquina, desplaza el gancho de carga o el medio de recepción de carga entre los puntos objetivo. Según la invención, el dispositivo de control presenta un módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento para determinar una trayectoria de desplazamiento deseada entre los al menos dos puntos objetivo, y un módulo de control de desplazamiento automático para el desplazamiento automático del medio de recepción de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento determinada. Con dicho módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento puede interpolarse entre dos puntos objetivo o llevarse a cabo un cálculo de posiciones intermedias, que determinen más detalladamente la trayectoria de desplazamiento entre dos puntos objetivo. El módulo de control de desplazamiento controla entonces mediante las posiciones intermedias interpoladas o calculadas los reguladores de accionamiento o las unidades de accionamiento, para acercarse con el medio de recepción de carga a dichas posiciones intermedias y puntos objetivo o recorrer automáticamente la trayectoria de desplazamiento determinada.

Dicho modo automático del dispositivo de control evita una fatiga prematura del operador de la grúa y facilita en particular los trabajos monótonos, tal como un movimiento en vaivén continuo entre dos puntos objetivo fijos. Por otro lado, debido a la determinación automática de la trayectoria de desplazamiento entre los puntos objetivo y el control de las unidades de accionamiento en función de la trayectoria de desplazamiento establecida de esta manera, pueden evitarse movimientos de oscilación no deseados de la carga recibida debido a un accionamiento desacertado de los elementos de manejo manual o trayectorias de desplazamiento mal seleccionadas.

A este respecto, la determinación de la trayectoria de desplazamiento entre los puntos objetivo puede tener lugar básicamente de diferente manera. Por ejemplo, dicho módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento puede presentar un módulo de control PTP o de punto a punto, que está configurado para acercarse exactamente a dos puntos objetivo, no estando definido sin embargo de manera fija el curso del trayecto entre los puntos.

A este respecto, un módulo de control PTP de este tipo puede incluir una función de rectificado, por medio de la cual se determina la trayectoria de desplazamiento de tal manera que, para el desplazamiento optimizado con respecto al tiempo, no se acerca exactamente a un punto objetivo definido, sino que al alcanzar su región de rectificado se desvía al siguiente punto.

A este respecto, en un perfeccionamiento de la invención, dicha función de rectificado del módulo de control PTP puede estar configurada de manera que trabaje de forma asíncrona, de modo que se empiece con el rectificado cuando el último eje de accionamiento o unidad de accionamiento que debe accionarse alcanza la esfera espacial alrededor de dicho punto. Alternativamente, la función de rectificado también puede estar configurada o controlada de forma síncrona, de modo que se empiece con el rectificado tan pronto como el eje de movimiento o de accionamiento principal penetra en la esfera espacial alrededor del punto programado.

Sin embargo, como alternativa o además de dicho módulo de control PTP, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento también puede presentar un módulo de control de múltiples puntos, que determina una pluralidad de puntos intermedios entre dos puntos objetivo a los que se debe acercarse, preferiblemente de tal manera que dichos puntos intermedios formen una sucesión estrecha de puntos equidistantes en el tiempo. El acercamiento a tales puntos intermedios equidistantes en el tiempo, que están dispuestos en una sucesión estrecha, requiere aproximadamente el mismo periodo de tiempo, de modo que puede conseguirse un accionamiento en general armónico de las unidades de accionamiento y con ello un desplazamiento armónico de los elementos de la grúa.

Como alternativa o además de un módulo de control de múltiples puntos de este tipo, la determinación de la trayectoria de desplazamiento también puede tener lugar mediante un módulo de control de trayecto, que calcula un trayecto de movimiento continuo, definido matemáticamente, entre los puntos objetivo. A este respecto, un módulo de control de trayecto de este tipo puede comprender un interpolador, que correspondientemente a una función o una función parcial de trayecto predeterminada, por ejemplo, en forma de una recta, de un círculo o de un polinomio, determina valores intermedios en la curva espacial calculada y los entrega a las unidades de accionamiento o su regulador de accionamiento. Un interpolador de este tipo puede realizar una interpolación lineal y/o una interpolación circular y/o una interpolación spline y/o interpolaciones especiales, por ejemplo, interpolaciones de Bézier o en espiral, pudiendo realizarse esto con o sin rectificación.

La programación o determinación del guiado de trayecto o de la trayectoria de desplazamiento puede tener lugar en línea o fuera de línea.

En el caso de una programación en línea, la determinación de la trayectoria de desplazamiento deseada puede llevarse a cabo en particular mediante una unidad de aprendizaje, por medio del cual puede acercarse a puntos objetivo e intermedios deseados de la trayectoria de desplazamiento deseada mediante el accionamiento manual de los elementos de manejo del dispositivo de control o también mediante el accionamiento de un aparato portátil de programación, almacenando la unidad de aprendizaje dichos puntos objetivo e intermedios. Ventajosamente, un operador de grúa experimentado puede desplazar con la consola de control la grúa o su gancho de carga a lo largo de una trayectoria de desplazamiento deseada entre los puntos finales. Todas las coordenadas o puntos intermedios así alcanzados pueden almacenarse en el control. En el funcionamiento automático, el dispositivo de control de la grúa puede acercarse de manera autónoma a todos los puntos objetivo e intermedios almacenados.

Según la invención, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento presenta una unidad de reproducción para determinar la trayectoria de desplazamiento deseada mediante el desplazamiento manual del gancho de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento deseada. Durante el guiado manual del gancho de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento deseada se registran las coordenadas o los puntos intermedios, de modo que el dispositivo de control de la grúa pueda repetir exactamente los movimientos correspondientes.

Adicionalmente, para la programación en línea de la trayectoria de desplazamiento deseada pueden tomarse también otras medidas, por ejemplo una programación en línea de bloques de programas predeterminados o una programación basada en sensores.

Una determinación fuera de línea de la trayectoria de desplazamiento tiene lugar según la invención mediante la conexión del módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento a un ordenador maestro externo, que tiene acceso a un modelo de datos de construcción y basándose en los datos digitales del modelo de datos de construcción proporciona puntos objetivo y/o intermedios para la determinación de la trayectoria de desplazamiento. Mediante los puntos objetivo y/o intermedios proporcionados por el modelo de datos de construcción, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento puede determinar la trayectoria de desplazamiento de la manera explicada anteriormente, por ejemplo mediante control PTP, control de múltiples puntos o control de trayecto.

En un modelo de datos de construcción de este tipo, que también se denomina modelo BIM, está contenida la información digital sobre la construcción que debe erigirse o que debe realizarse, tratándose a este respecto en particular de un modelo general, que por regla general contiene los planes tridimensionales de todas las operaciones, el calendario y también el plan de costes. Tales modelos de datos de construcción o BIM son por regla general archivos legibles por ordenador o conglomerados de archivos y dado el caso componentes de programa informático que deben procesarse para el procesamiento de tales datos, en los que están contenidas información y características, que describen la construcción que debe erigirse o que debe realizarse y sus propiedades relevantes en forma de datos digitales. Mediante los datos de construcción ventajosamente tridimensionales, que pueden encontrarse como datos CAD, pueden determinarse los puntos objetivo para elevaciones de grúa que deben realizarse, pudiendo haber para ello ventajosamente un módulo de determinación de elevación de grúa que, por un lado, identifica los puntos objetivo para una elevación de grúa de este tipo y sus coordenadas, por ejemplo, la estación de entrega de una hormigonera y la región de vaciado de la cubeta de hormigón para una tarea de hormigonado. Además, para la determinación de la trayectoria de desplazamiento, se tienen en cuenta entonces datos de construcción, que reproducen la geometría de la construcción en la respectiva fase de construcción para evitar colisiones con los contornos ya existentes de la construcción.

Si se han identificado de esta manera los puntos objetivo y los puntos intermedios que evitan colisiones para la trayectoria de desplazamiento, estos pueden ponerse a disposición del módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento, que entonces determina la trayectoria de desplazamiento mediante estos puntos objetivo e intermedios de la manera ya descrita.

Para la determinación de la trayectoria de desplazamiento pueden fijarse también puntos intermedios, que tengan en cuenta las limitaciones del área de trabajo de la grúa, por ejemplo para evitar colisiones con otras grúas. Tales limitaciones del área de trabajo o los datos que definen tales limitaciones del área de trabajo pueden igualmente obtenerse o proporcionarse desde dicho modelo de datos de construcción. Alternativa o adicionalmente, también es posible introducir manualmente tales limitaciones del área de trabajo directamente en la grúa, que entonces pueden igualmente tenerse en cuenta cuando se determina la trayectoria de desplazamiento deseada para una elevación automatizada y se fijan puntos intermedios para ello. Ventajosamente, tales limitaciones del área de trabajo también pueden tenerse en cuenta también dinámicamente, en particular cuando se proporcionan datos digitales correspondientes para las limitaciones del área de trabajo desde el modelo de datos de construcción o modelo BIM, que tiene en cuenta los avances de la construcción y los cambios resultantes en las diferentes fases de construcción.

El módulo de control de desplazamiento automático del dispositivo de control de la grúa puede trabajar básicamente de diferentes maneras, pudiendo estar configurado el módulo de control de desplazamiento en particular de forma que trabaje de manera autárquica, en el sentido de que las velocidades de desplazamiento y/o aceleraciones y las señales de control correspondientes para las unidades de accionamiento no tengan que corresponder a las velocidades de desplazamiento o aceleraciones, que se predeterminaron por ejemplo en el proceso de aprendizaje o en la programación de reproducción. El módulo de control de desplazamiento puede determinar las velocidades de desplazamiento y/o aceleraciones de los accionamientos de manera autárquica, en particular en el sentido de que, por un lado, se alcancen altas velocidades de desplazamiento y se aproveche la potencia de las unidades de accionamiento pero, por otro lado, se alcance un acercamiento suave y sin oscilación a los puntos objetivo.

En particular, dicho módulo de control de desplazamiento puede estar conectado a una unidad de amortiguación de oscilación y/o tener en cuenta especificaciones de una unidad de amortiguación de oscilación. Tales unidades de amortiguación de oscilación para grúas se conocen básicamente en diversas realizaciones, por ejemplo mediante el control de los accionamientos de mecanismo de giro, de balanceo y de carro corredizo en función de determinadas señales de sensor, por ejemplo señales de inclinación y/o giroscópicas. Por ejemplo, los documentos DE 202008018 260 U1 o DE 102009032270 A1 muestran amortiguadores de oscilación de carga conocidos en grúas, a cuyo objeto se hace referencia expresamente en este sentido, es decir en cuanto a la configuración de la unidad de amortiguación de oscilación.

En un perfeccionamiento de la invención, el módulo de control de desplazamiento para la amortiguación de la oscilación puede tener en cuenta en particular el ángulo de desviación o la tracción oblicua del gancho de carga de la grúa con respecto a una vertical, que puede moverse mediante el carro corredizo o el punto de suspensión del cable de elevación. Una unidad de detección correspondiente para detectar la desviación del medio de recepción de carga con respecto a la vertical puede, por ejemplo, estar configurada de manera que trabaje ópticamente y presentar un sistema de sensores de imágenes, por ejemplo una cámara, que desde el punto de suspensión del cable de elevación, por ejemplo el carro corredizo, mira sustancialmente en perpendicular hacia abajo. Una unidad de evaluación de imágenes puede identificar el gancho de la grúa en la imagen proporcionada por el sistema de sensores de imágenes y su excentricidad o su desfase con respecto al centro de la imagen, que es una medida de la desviación del gancho de la grúa con respecto a la vertical y con ello caracteriza la oscilación de la carga.

Dicho módulo de control de desplazamiento puede tener en cuenta la desviación del gancho de carga determinada de esta manera y controlar las unidades de accionamiento y/o determinar sus aceleraciones y velocidades de tal manera que se minimicen las desviaciones del gancho de carga con respecto a la vertical o no superen una determinada medida.

Ventajosamente, el sistema de sensores de posición puede estar configurado para detectar la carga en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo y/o la unidad de control de desplazamiento puede estar configurada para posicionar la carga en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo.

Ventajosamente puede preverse una unidad de control, que posiciona la carga en relación con el sistema de coordenadas mundial fijo o con la base de la grúa y por consiguiente no depende directamente de la vibración de la estructura de la grúa y de la posición de la grúa. Mediante una unidad de control de este tipo, la posición de carga se desacopla de la vibración de la grúa, guiándose la carga no directamente en relación con la grúa, sino en relación con el sistema de coordenadas mundial fijo o la base de la grúa.

En particular pueden tenerse en cuenta también las vibraciones estructurales de la grúa o sus partes estructurales en la unidad de control y se amortiguan mediante el comportamiento de movimiento. Esto tiene a su vez un efecto protector sobre la construcción de acero, que de ese modo está sujeta a menos solicitación.

A este respecto, mediante la detección de la posición de la carga puede implementarse también una regulación de la tracción oblicua, que elimina o al menos reduce una deformación estática debida a la carga suspendida. Para reducir una dinámica de vibración o ni siquiera permitir que se genere, la unidad de amortiguación de oscilación puede estar configurada para corregir el mecanismo de giro y el chasis del carro de tal manera que el cable esté en la medida de lo posible siempre en perpendicular a la carga, incluso si la grúa se inclina cada vez más hacia adelante debido al momento de carga creciente. Por ejemplo, al levantar una carga del suelo puede tenerse en cuenta el movimiento de cabeceo de la grúa como consecuencia de su deformación bajo la carga y desplazarse posteriormente el chasis del carro teniendo en cuenta la posición de carga detectada o posicionarse con una estimación predictiva de la deformación por cabeceo, de modo que el cable de elevación esté en perpendicular por encima de la carga durante la deformación resultante de la grúa. A este respecto, la mayor deformación estática se produce en el punto en el que la carga abandona el suelo. Entonces ya no es necesaria una regulación de tracción oblicua. De manera correspondiente, alternativa o adicionalmente, el mecanismo de giro también puede desplazarse posteriormente teniendo en cuenta la posición de carga detectada y/o posicionarse con una estimación predictiva de una deformación transversal de modo que el cable de elevación permanezca en perpendicular por encima de la carga durante la deformación resultante de la grúa.

Una regulación de tracción oblicua de este tipo puede activarse de nuevo en un momento posterior por el operador, que de ese modo puede usar la grúa como manipulador. De este modo, este solo puede reposicionar la carga empujando y/o tirando. A este respecto, la regulación de tracción oblicua intenta seguir la desviación provocada por el operador. De ese modo puede implementarse un control de manipulador.

En particular, el módulo de control de desplazamiento puede tener en cuenta en las medidas de amortiguación de oscilación no solo el verdadero movimiento de oscilación del cable, sino también la dinámica de la estructura de acero de la grúa y sus trenes de accionamiento. La grúa ya no se considera un cuerpo rígido inmóvil, que convierte movimientos de accionamiento de las unidades de accionamiento de manera directa e idéntica, es decir 1 :1, en movimientos del punto de suspensión del cable de elevación. En lugar de esto, la unidad de amortiguación de oscilación considera la grúa como una estructura blanda, que muestra elasticidades y flexibilidades en sus componentes de acero, como por ejemplo la rejilla de la torre, y en trenes de accionamiento durante la aceleración, y tiene en cuenta esta dinámica de las partes estructurales de la grúa al influir amortiguando la oscilación en el control de las unidades de accionamiento.

Ventajosamente, la unidad de amortiguación de oscilación puede comprender medios de determinación para determinar las deformaciones dinámicas y los movimientos de los componentes estructurales bajo cargas dinámicas, estando configurado el componente de control de la unidad de amortiguación de oscilación, que influye en el control de la unidad de accionamiento amortiguando la oscilación, para tener en cuenta las deformaciones dinámicas determinadas de los componentes estructurales de la grúa al influir en el control de las unidades de accionamiento.

Es decir, la unidad de amortiguación de oscilación considera ventajosamente la estructura de la grúa o de la máquina no como una estructura rígida, por así decirlo infinitamente rígida, sino que parte de una estructura elásticamente deformable y/o flexible y/o relativamente blanda, que, además de los ejes de movimiento de ajuste de la máquina como, por ejemplo, el eje de basculación de la pluma o el eje de giro de la torre, permite movimientos y/o cambios de posición debido a deformaciones de los componentes estructurales.

Tener en cuenta la movilidad de la estructura de la máquina como consecuencia de deformaciones estructurales bajo carga o cargas dinámicas es importante precisamente en el caso de estructuras alargadas, delgadas y forzadas de manera conocida por las condiciones límite estáticas y dinámicas, teniendo en cuenta los factores de seguridad necesarios, como en las grúas giratorias de torre, dado que las partes de movimiento perceptibles en este caso, por ejemplo para la pluma y con ello la posición del gancho de carga, se añaden debido a las deformaciones de los componentes estructurales. Para poder combatir mejor las causas de la oscilación, la amortiguación de la oscilación tiene en cuenta tales deformaciones y movimientos de la estructura de la máquina bajo cargas dinámicas.

De este modo pueden conseguirse ventajas significativas: En primer lugar se reduce la dinámica de vibración de los componentes estructurales mediante el comportamiento de regulación de la unidad de control. A este respecto, debido al comportamiento de movimiento se amortigua activamente la vibración o ni siquiera se provoca debido al comportamiento de regulación.

Igual se protege y se solicita menos la construcción de acero. En particular se reducen las cargas de choque mediante el comportamiento de regulación.

Además, mediante este procedimiento puede definirse la influencia del comportamiento de movimiento.

Mediante los conocimientos de la dinámica estructural y del procedimiento de regulación puede en particular reducirse y amortiguarse la vibración de cabeceo. De ese modo, la carga se comporta de manera más calmada y ya no fluctúa hacia arriba y hacia abajo más adelante en la posición de reposo.

Las deformaciones elásticas y los movimientos mencionados anteriormente de los componentes estructurales y de los trenes de accionamiento y los movimientos inherentes que resultan de este modo pueden determinarse básicamente de diferentes maneras. En un perfeccionamiento de la invención, dichos medios de determinación pueden comprender una unidad de estimación, que estima las deformaciones y los movimientos de la estructura de la máquina bajo cargas dinámicas, que se producen en función de los comandos de control introducidos en la estación de control y/o en función de determinadas acciones de control de las unidades de accionamiento y/o en función de determinados perfiles de velocidad y/o de aceleración de las unidades de accionamiento, teniendo en cuenta las condiciones que caracterizan la estructura de la grúa.

Una unidad de estimación de este tipo puede, por ejemplo, acceder a un modelo de datos, en el que están depositadas y/o asociadas entre sí magnitudes estructurales de la grúa, tales como la altura de la torre, la longitud de la pluma, las rigideces, los momentos de inercia superficial y similares, para poder estimar entonces mediante una situación de carga concreta, es decir el peso de la carga recibida en el gancho de carga y el alcance momentáneo, qué efectos dinámicos, es decir deformaciones en la construcción de acero y en los trenes de accionamiento, se obtienen para un determinado accionamiento de una unidad de accionamiento. En función de un efecto dinámico estimado de esta manera, la unidad de amortiguación de oscilación puede intervenir entonces en el control de las unidades de accionamiento e influir en las variables de ajuste de los reguladores de accionamiento de las unidades de accionamiento, para evitar o reducir los movimientos de oscilación del gancho de carga y del cable de elevación.

En particular, la unidad de determinación para determinar tales deformaciones estructurales puede presentar una unidad de cálculo, que calcula estas deformaciones estructurales y los movimientos de partes estructurales resultantes de las mismas mediante un modelo de cálculo almacenado en función de los comandos de control introducidos en la estación de control. Un modelo de este tipo puede construirse de manera similar a un modelo de elementos finitos o puede ser un modelo de elementos finitos, usándose sin embargo ventajosamente un modelo claramente simplificado en comparación con un modelo de elementos finitos, que, por ejemplo, puede determinarse empíricamente detectando deformaciones estructurales bajo determinados comandos de control y/o estados de carga en la grúa real o bien la máquina real. Un modelo de cálculo de este tipo puede, por ejemplo, trabajar con tablas, en las que deformaciones específicas están asociadas a determinados comandos de control, pudiendo convertirse valores intermedios de los comandos de control por medio de un dispositivo de interpolación en deformaciones correspondientes.

Alternativa o adicionalmente a una estimación o un cálculo de las deformaciones elásticas y los movimientos dinámicos de los componentes estructurales, la unidad de amortiguación de oscilación también puede comprender un sistema de sensores adecuado, por medio del cual se detectan tales deformaciones elásticas y movimientos de los componentes estructurales bajo cargas dinámicas. Un sistema de sensores de este tipo puede comprender, por ejemplo, sensores de deformación tales como galgas extensométricas en la estructura de acero de la grúa, por ejemplo los entramados de rejilla de la torre y/o de la pluma. Alternativa o adicionalmente pueden estar previstos sensores de aceleración y/o de velocidad, para detectar determinados movimientos de componentes estructurales, tales como, por ejemplo, movimientos de cabeceo de la punta de la pluma y/o efectos dinámicos de rotación en la pluma.

Alternativa o adicionalmente también pueden estar previstos sensores de inclinación o giroscopios, por ejemplo en la torre, en particular en su sección superior, en la que está montada la pluma, para detectar la dinámica de la torre. Por ejemplo, los movimientos de elevación bruscos conducen a movimientos de cabeceo de la pluma, que están asociados con movimientos de flexión de la torre, conduciendo una vibración posterior de la torre a su vez a vibraciones de cabeceo de la pluma, lo que está asociado con movimientos del gancho de carga correspondientes. Alternativa o adicionalmente, a los trenes de accionamiento también pueden estar asociados sensores de movimiento y/o de aceleración, para poder detectar la dinámica de los trenes de accionamiento. Por ejemplo, a las poleas de desviación del carro corredizo para el cable de elevación y/o a las poleas de desviación para un cable de sujeción de una pluma basculante pueden estar asociados codificadores giratorios, para poder detectar la verdadera velocidad del cable en el punto relevante.

Ventajosamente, a las propias unidades de accionamiento también están asociados sensores de movimiento y/o de velocidad y/o de aceleración adecuados, para detectar correspondientemente los movimientos de accionamiento de las unidades de accionamiento y poder relacionarlos con las deformaciones estimadas y/o detectadas de los componentes estructurales, como de la construcción de acero, y en los trenes de accionamiento.

Como alternativa o además de tal consideración de las especificaciones de una unidad de amortiguación de oscilación por parte del módulo de control de desplazamiento, también pueden tenerse en cuenta medidas de amortiguación de la oscilación ya durante la planificación o determinación de la trayectoria de desplazamiento deseada. Por ejemplo, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento puede redondear recodos de la trayectoria de desplazamiento o dimensionar generosamente radios de curva y/o evitar líneas sinuosas.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización preferidos y dibujos correspondientes. En los dibujos muestran:

Figura 1: una representación esquemática de una grúa giratoria de torre, cuyo gancho de carga debe desplazarse en vaivén entre dos puntos objetivo en forma de una estación de suministro de hormigón y un campo de hormigonado.

Figura 2: un diagrama esquemático para ilustrar el modo de trabajo de un módulo de control PTP, que determina la trayectoria de desplazamiento en el sentido de un control punto a punto.

Figura 3: un diagrama esquemático para ilustrar el modo de trabajo de un módulo de control de múltiples puntos, que determina la trayectoria de desplazamiento en el sentido de un control de múltiples puntos.

Figura 4: el trayecto de desplazamiento generado por un control de múltiples puntos, que se define mediante una sucesión estrecha de puntos equidistantes en el tiempo, y

Figura 5: dos diagramas esquemáticos para ilustrar el modo de trabajo de un módulo de control de trayecto, que determina la trayectoria de desplazamiento como trayecto de movimiento continuo, calculado matemáticamente, mostrando el diagrama parcial (a) un control de trayecto sin rectificación y el diagrama parcial (b) un control de trayecto con rectificación,

Figura 6: una representación esquemática de un módulo de control, que puede acoplarse al gancho de carga o a un componente sujetado al mismo, para poder ajustar de manera fina el gancho de carga en un punto objetivo o para poder desplazarlo manualmente a lo largo de un trayecto deseado para una reproducción o programación de aprendizaje, y

Figura 7: una representación esquemática de deformaciones y formas de vibración de una grúa giratoria de torre bajo carga y su amortiguación o evitación mediante una regulación de tracción oblicua, mostrando la vista parcial a.) una deformación por cabeceo de la grúa giratoria de torre bajo carga y una tracción oblicua asociada a la misma del cable de elevación, mostrando las vistas parciales b.) y c.) una deformación transversal de la grúa giratoria de torre en una representación en perspectiva así como en una vista en planta desde arriba, y las vistas parciales d.) y e.) una tracción oblicua del cable de elevación asociada a tales deformaciones transversales.

Como muestra la figura 1, la grúa puede estar configurada como grúa giratoria de torre. La grúa giratoria de torre mostrada en la figura 1 puede presentar de manera en sí conocida, por ejemplo, una torre 201, que porta una pluma 202, que está equilibrada por una contrapluma 203, en la que está previsto un contrapeso 204. Dicha pluma 202 puede hacerse girar junto con la contrapluma 203 alrededor de un eje de giro vertical 205, que puede ser coaxial con respecto al eje de la torre, mediante un mecanismo de giro. En la pluma 202 puede desplazarse un carro corredizo 206 mediante un accionamiento de carro, discurriendo desde el carro corredizo 206 un cable de elevación 207, al que está sujetado un gancho de carga 208.

A este respecto, como muestra igualmente la figura 1, la grúa 2 puede tener un dispositivo de control electrónico 3, que puede comprender, por ejemplo, un ordenador de control dispuesto en la propia grúa. A este respecto, dicho dispositivo de control 3 puede controlar diferentes actuadores, circuitos hidráulicos, motores eléctricos, dispositivos de accionamiento y otros conjuntos de trabajo en la respectiva máquina de construcción. Estos puede ser, por ejemplo, en el caso de la grúa mostrada su mecanismo de elevación, su mecanismo de giro, su accionamiento de carro, su accionamiento basculante de pluma (dado el caso presente) o similares.

A este respecto, dicho dispositivo de control electrónico 3 puede comunicarse con un terminal 4, que puede estar dispuesto en la estación de control o en la cabina del operador y puede, por ejemplo, presentar la forma de una tableta con una pantalla táctil y/o una palanca de mando, de modo que, por un lado, se pueda mostrar información diversa del ordenador de control 3 en el terminal 4 y, a la inversa, puedan introducirse comandos de control en el dispositivo de control 3 a través del terminal 4.

Dicho dispositivo de control 3 de la grúa 1 puede estar configurado en particular para controlar dichos dispositivos de accionamiento del mecanismo de elevación, del carro corredizo y del mecanismo de giro incluso cuando el gancho de carga 208 y/o un componente recibido en el mismo, tal como, por ejemplo, una cubeta de hormigón se manipule manualmente por un operario de la máquina por medio de un módulo de control manual 65 con un mango 66, como se muestra en la figura 6, es decir se empuje, se tire de la misma y/o se haga girar en una dirección o se intente esto para posibilitar un direccionamiento fino manual de la posición del gancho de carga y con ello de la posición de la cubeta de hormigón, por ejemplo, durante el hormigonado.

Para este propósito, la grúa 1 puede presentar una unidad de detección 60, que detecta una tracción oblicua del cable de elevación 207 y/o desviaciones del gancho de carga 208 con respecto a una vertical 61, que parte del punto de suspensión del gancho de carga 208, es decir el carro corredizo 206.

Los medios de determinación 62 de la unidad de detección 60 previstos para este fin pueden trabajar por ejemplo ópticamente, para determinar dicha desviación. En particular, en el carro corredizo 206 puede estar colocada una cámara 63 u otro sistema de sensores de imágenes, que mira desde el carro corredizo 206 en perpendicular hacia abajo, de modo que en el caso de un gancho de carga 208 no desviado, su reproducción de imagen se encuentra en el centro de la imagen proporcionada por la cámara 63. Sin embargo, si el gancho de carga 208 se desvía con respecto a la vertical 61, por ejemplo, presionando o tirando manualmente del gancho de carga 208 o de la cubeta de hormigón 50 mostrada en la figura 9, la reproducción de imagen del gancho de carga 208 se mueve fuera del centro de la imagen de la cámara, lo que puede determinarse mediante una unidad de evaluación de imágenes 64.

En función de la desviación detectada con respecto a la vertical 61, en particular teniendo en cuenta la dirección y la magnitud de la desviación, el dispositivo de control 3 puede controlar el accionamiento del mecanismo de giro y el accionamiento del carro corredizo, para llevar el carro corredizo 206 de nuevo más o menos exactamente sobre el gancho de carga 208, es decir el dispositivo de control 3 controla los dispositivos de accionamiento de la grúa 1 de tal manera que la tracción oblicua o la desviación detectada se compense en la medida de lo posible. De este modo puede conseguirse un direccionamiento intuitivo, sencillo, y un ajuste fino de la posición del gancho de carga y de una carga recibida en el mismo.

Alternativa o adicionalmente, dicha unidad de detección 60 puede también comprender dicho módulo de control 65, que puede estar configurado de manera móvil y puede estar configurado de manera que pueda acoplarse al gancho de carga 208 y/o a una carga fijada al mismo. Como muestra la figura 6, un módulo de control manual 65 de este tipo puede comprender, por ejemplo, un asa de retención 66, que puede sujetarse por medio de medios de retención 67 adecuados, preferiblemente de forma que pueda soltarse, al medio de recepción de carga 208 y/o a un componente articulado al mismo, tal como, por ejemplo, la cubeta de hormigón. Dichos medios de retención 67 pueden comprender, por ejemplo, soportes magnéticos, ventosas, elemento de retención por enclavamiento, elemento de retención de cierre de bayoneta o similares.

A dicha asa de retención 66 pueden estar asociados sensores de fuerza y/o de momento 68 y dado el caso en el caso de un posible montaje o configuración móvil del asa de retención 66 también sensores de movimiento, por medio de los cuales pueden detectarse fuerzas y/o momentos y/o movimientos ejercidos sobre el asa de retención 66. A este respecto, el sistema de sensores asociado al asa de retención 66 está configurado ventajosamente de tal manera que las fuerzas y/o los momentos y/o los movimientos puedan detectarse en cuanto a su dirección de acción y/o magnitud en términos de cantidad, véase la figura 6.

Mediante las fuerzas y/o momentos y/o movimientos de manipulación ejercidos sobre el asa de retención 66, que se detectan por la unidad de detección 60, el dispositivo de control 3 puede controlar las unidades de accionamiento de la grúa 1 de tal manera que las manipulaciones manuales detectadas se conviertan en movimientos de ajuste de la grúa motorizados.

El direccionamiento manual posibilitado de esta manera de la cubeta de hormigón o del medio de recepción de carga 208 posibilita, por un lado, reajustar de manera fina una vez más las posiciones objetivo a las que se ha acercado de manera automatizada. Por otro lado, también posibilita una determinación de la trayectoria de desplazamiento deseada entre dos puntos objetivo en el sentido de un control de reproducción.

Para poder realizar elevaciones de grúa automatizados, por ejemplo, para poder moverse en vaivén automáticamente entre la estación de entrega de hormigón y la superficie de hormigonado, el dispositivo de control 3 comprende un módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento 300 para determinar una trayectoria de desplazamiento deseada entre al menos dos puntos objetivo, así como un módulo de control de desplazamiento automático 310 para desplazar automáticamente el dispositivo de recepción de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento determinada mediante el control correspondiente de la unidad de accionamiento de la grúa 200.

Para posibilitar diferentes modos de funcionamiento, dicho módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento 300 puede tener diferentes modos de trabajo y presentar módulos correspondientes, en particular un módulo de control PTP o de punto a punto 301, un módulo de control de múltiples puntos 302 y un módulo de control de trayecto 303, véase la figura 1.

A este respecto, un módulo de control PTP 301 de este tipo puede incluir una función de rectificado, por medio de la cual se determina la trayectoria de desplazamiento de modo que, para el desplazamiento óptimo en el tiempo, no se acerque exactamente a un punto objetivo definido, sino que al alcanzar su zona de rectificado se desvía al siguiente punto, véase la figura 2.

A este respecto, en un perfeccionamiento de la invención, dicha función de rectificado del módulo de control PTP 301 puede estar configurada de manera que trabaja de forma asíncrona, de modo que se empiece con el rectificado cuando el último eje de accionamiento o unidad de accionamiento que debe accionarse alcance la esfera espacial alrededor de dicho punto. Alternativamente, la función de rectificado también puede estar configurada o controlada de forma síncrona, de modo que se empiece con el rectificado tan pronto como el eje de movimiento o de accionamiento principal penetra en la esfera espacial alrededor del punto programado.

Sin embargo, alternativa o adicionalmente a dicho módulo de control PTP 301, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento 300 puede presentar también un módulo de control de múltiples puntos 302, véase la figura 3, que determina una pluralidad de puntos intermedios 501, 502, 503, 504... n entre dos puntos objetivo 500, 510 a los que hay que acercarse, preferiblemente de tal manera que dichos puntos intermedios 501, 502, 503, 504... n formen una sucesión estrecha de puntos equidistantes en el tiempo, véase la figura 4. El acercamiento a tales puntos intermedios equidistantes en el tiempo 501, 502, 503, 504... n, que están dispuestos en una sucesión estrecha, requiere aproximadamente el mismo periodo de tiempo, de modo que puede conseguirse un accionamiento en general armónico de las unidades de accionamiento y con ello un desplazamiento armónico de los elementos de la grúa.

Alternativa o adicionalmente a un módulo de control de múltiples puntos 302 de este tipo, la determinación de la trayectoria de desplazamiento también puede tener lugar mediante un módulo de control de trayecto 303, que calcula un trayecto de movimiento continuo, definido matemáticamente, entre los puntos objetivo, véase la figura 5. A este respecto, un módulo de control de trayecto de este tipo puede comprender un interpolador, que correspondientemente a una función o una función parcial de trayecto predeterminada, por ejemplo, en forma de una recta, de un círculo o de un polinomio, determina valores intermedios en la curva espacial calculada y los entrega a las unidades de accionamiento o su regulador de accionamiento. Un interpolador de este tipo puede realizar una interpolación lineal y/o una interpolación circular y/o una interpolación spline y/o interpolaciones especiales, por ejemplo, interpolaciones de Bézier o en espiral, pudiendo realizarse esto con o sin rectificación. La figura 5a muestra un trayecto sin rectificación, la figura 5b un trayecto con rectificación.

La programación o determinación del guiado de trayecto o de la trayectoria de desplazamiento puede tener lugar en línea o fuera de línea.

En el caso de la programación en línea, la determinación de la trayectoria de desplazamiento deseada puede llevarse a cabo en particular mediante una unidad de aprendizaje 320, por medio de la cual se acerca a puntos objetivo e intermedios deseados de la trayectoria de desplazamiento deseada mediante el accionamiento manual de los elementos de manejo del dispositivo de control o también mediante el accionamiento de un aparato portátil de programación, almacenando la unidad de aprendizaje 320 dichos puntos objetivo e intermedios. Ventajosamente, un operario de grúa experimentado puede desplazar con la consola de control la grúa 2 o su gancho de carga 208 a lo largo de una trayectoria de desplazamiento deseada entre los puntos finales. Todas las coordenadas o puntos intermedios así alcanzados pueden almacenarse en el controlador 3. En el funcionamiento automático, el dispositivo de control 3 de la grúa 2 puede acercarse entonces de forma autónoma a todos los puntos objetivo e intermedios almacenados.

Según la invención, el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento 300 presenta también una unidad de reproducción 330 para determinar la trayectoria de desplazamiento deseada mediante el desplazamiento manual del gancho de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento deseada.

Durante el guiado manual del gancho de carga 208 a lo largo de la trayectoria de desplazamiento deseada, lo que puede tener lugar, por ejemplo, por medio del módulo de control manual 65, véase la figura 6, se registran las coordenadas o los puntos intermedios, de modo que el dispositivo de control 3 de la grúa 2 pueda repetir exactamente los movimientos correspondientes.

El módulo de control de desplazamiento automático 310 puede tener en cuenta ventajosamente las especificaciones de una unidad de amortiguación de oscilación 340, pudiendo aprovechar dicha unidad de amortiguación de oscilación 340 ventajosamente las señales de la unidad de detección 60 mencionada anteriormente, que detecta la desviación del gancho de carga 208 con respecto a la vertical 61.

Como muestra además la figura 1, el dispositivo de control 3 puede estar conectado a un ordenador maestro externo, independiente 400, que puede tener acceso a un modelo de datos de construcción en el sentido de un modelo BIM y puede proporcionar datos digitales desde este modelo de datos de construcción al dispositivo de control 3. De la manera explicada al principio, estos datos digitales del modelo de datos de construcción pueden aprovecharse en particular para proporcionar puntos objetivo e intermedios para la determinación de la trayectoria de desplazamiento deseada, que pueden tener en cuenta dinámicamente los datos de la construcción en diferentes fases y limitaciones del área de trabajo.

Dicho dispositivo de control 3 de la grúa 1 puede estar configurado en particular para controlar dichos dispositivos de accionamiento del mecanismo de elevación, del carro corredizo y del mecanismo de giro incluso cuando dicha unidad de amortiguación de oscilación 340 detecta parámetros de movimiento relevantes para la oscilación.

Para este propósito, la grúa 1 puede aprovechar dicha unidad de detección 60, que detecta una tracción oblicua del cable de elevación 207 y/o desviaciones del gancho de carga 208 con respecto a la vertical 61, que pasa por el punto de suspensión del gancho de carga 208, es decir el carro corredizo 206. En particular puede detectarse el ángulo de tracción del cable con respecto a la línea de acción de la gravedad, es decir la vertical 61, véase la figura 1.

En función de la desviación detectada con respecto a la vertical 61, en particular teniendo en cuenta la dirección y magnitud de la desviación, el dispositivo de control 3 puede controlar el accionamiento del mecanismo de giro y el accionamiento del carro corredizo con la ayuda de la unidad de amortiguación de oscilación 340, para llevar el carro corredizo 206 de nuevo de manera más o menos exacta sobre el gancho de carga 208 y compensar o reducir los movimientos de oscilación o incluso no permitir que se produzcan.

Para este propósito, la unidad de amortiguación de oscilación 340 también puede presentar medios de determinación 342 para determinar las deformaciones dinámicas de componentes estructurales, estando configurado el componente de control 341 de la unidad de amortiguación de oscilación 340, que influye en el control de la unidad de accionamiento amortiguando la oscilación, para tener en cuenta las deformaciones dinámicas determinadas de los componentes estructurales de la grúa al influir en el control de las unidades de accionamiento.

A este respecto, los medios de determinación 342 pueden comprender una unidad de estimación 343, que estima las deformaciones y los movimientos de la estructura de la máquina bajo cargas dinámicas, que se producen en función de los comandos de control introducidos en la estación de control y/o en función de determinadas acciones de control de las unidades de accionamiento y/ o en función de determinados perfiles de velocidad y/o de aceleración de las unidades de accionamiento, teniendo en cuenta las condiciones que caracterizan la estructura de la grúa. En particular, una unidad de cálculo 348 puede calcular las deformaciones estructurales y los movimientos de las partes estructurales resultantes de las mismas mediante un modelo de cálculo almacenado en función de los comandos de control introducidos en la estación de control.

Alternativa o adicionalmente, la unidad de amortiguación de oscilación 340 también puede comprender un sistema de sensores 344 adecuado, por medio del cual se detectan tales deformaciones elásticas y movimientos de los componentes estructurales bajo cargas dinámicas. Un sistema de sensores 344 de este tipo puede comprender, por ejemplo, sensores de deformación tales como galgas extensométricas en la estructura de acero de la grúa, por ejemplo, los entramados de rejilla de la torre 201 o de la pluma 202. Alternativa o adicionalmente pueden estar previstos sensores de aceleración y/o de velocidad, para detectar determinados movimientos de los componentes estructurales, tales como, por ejemplo, movimientos de cabeceo de la punta de la pluma o efectos dinámicos de rotación en la pluma 202. Alternativa o adicionalmente, también pueden estar previstos sensores de inclinación o giroscopios, por ejemplo, en la torre 201, en particular en su sección superior, en la que está montada la pluma, para detectar la dinámica de la torre 201. Alternativa o adicionalmente, a los trenes de accionamiento también pueden estar asociados sensores de movimiento y/o de aceleración, para poder detectar la dinámica de los trenes de accionamiento. Por ejemplo, a las poleas de desviación del carro corredizo 206 para el cable de elevación y/o a las poleas de desviación para una cuerda de sujeción de una pluma basculante pueden estar asociados codificadores giratorios, para poder detectar la verdadera velocidad del cable en el punto relevante.

En particular, la unidad de amortiguación de oscilación 340 puede comprender una unidad de filtro o un observador 345, que observa las reacciones de la grúa que se producen en el caso de determinadas variables de ajuste de los reguladores de accionamiento 347 y que, teniendo en cuenta las circunstancias predeterminadas de un modelo dinámico de la grúa, que puede ser de naturaleza básicamente diferente y puede obtenerse mediante el análisis y la simulación de la estructura de acero, influye en las variables de ajuste del regulador mediante las reacciones observadas de la grúa.

Una unidad de filtro o de observador 345 de este tipo puede estar configurada en particular en forma de un denominado filtro de Kalman 346, al que como variable de entrada se le suministran las variables de ajuste de los reguladores de accionamiento 347 de la grúa y los movimientos de la grúa, en particular el ángulo de tracción del cable 9 con respecto a la vertical 62 y/o su variación temporal o la velocidad angular de dicha tracción oblicua, y que, a partir de estas variables de entrada mediante ecuaciones de Kalman, que modelan el sistema dinámico de la estructura de la grúa, en particular sus componentes de acero y trenes de accionamiento, influye correspondientemente en las variables de ajuste de los reguladores de accionamiento 347, para conseguir la acción de amortiguación de la oscilación deseada.

Con la ayuda de una regulación de tracción oblicua de este tipo pueden amortiguarse las deformaciones y formas de vibración de la grúa giratoria de torre o evitarlas desde el principio, como se muestra a modo de ejemplo en la figura 7, mostrando allí la vista parcial a.) en primer lugar esquemáticamente una deformación por cabeceo de la grúa giratoria de torre bajo carga como consecuencia de una flexión de la torre 201 con el descenso asociado a ello de la pluma 202 y una tracción oblicua asociada a la misma del cable de elevación.

Además, las vistas parciales b.) y c.) de la figura 7 muestran esquemáticamente, a modo de ejemplo, una deformación transversal de la grúa giratoria de torre en una representación en perspectiva así como en una vista en planta desde arriba con las deformaciones resultantes a este respecto de la torre 201 y de la pluma 202.

Finalmente, la figura 7 muestra en sus vistas parciales d.) y e.) una tracción oblicua del cable de elevación asociada con tales deformaciones transversales.

Para contrarrestar la dinámica vibracional correspondiente, la unidad de amortiguación de oscilación 340 puede comprender una regulación de tracción oblicua. En particular, por medio de los medios de determinación 62 se detecta la posición del gancho de carga 208, en particular también su tracción oblicua con respecto a la vertical, es decir la desviación del cable de elevación 207 con respecto a la vertical, y se suministra a dicho filtro de Kalman 346.

Ventajosamente, el sistema de sensores de posición puede estar configurado para detectar la carga o el gancho de carga 208 en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo y/o la unidad de amortiguación de oscilación 340 puede estar configurada para posicionar la carga en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo.

A este respecto, mediante la detección de la posición de carga puede implementarse una regulación de tracción oblicua, que elimina o al menos reduce una deformación estática por la carga suspendida. Para reducir una dinámica de vibración o ni siquiera permitir que se produzca, la unidad de amortiguación de oscilación 340 puede estar configurada para corregir el mecanismo de giro y el chasis del carro de modo que el cable esté siempre en perpendicular a la carga en la medida de lo posible, incluso si la grúa se inclina cada vez más hacia adelante debido al momento de carga creciente.

Por ejemplo, al levantar una carga del suelo puede tenerse en cuenta el movimiento de cabeceo de la grúa como consecuencia de su deformación bajo la carga y desplazarse posteriormente el chasis del carro teniendo en cuenta la posición de carga detectada o posicionarse con una estimación predictiva de la deformación por cabeceo, de modo que el cable de elevación esté en perpendicular por encima de la carga durante la deformación resultante de la grúa. A este respecto, la mayor deformación estática se produce en el punto en el que la carga abandona el suelo. Entonces ya no es necesaria una regulación de tracción oblicua. De manera correspondiente, alternativa o adicionalmente, el mecanismo de giro también puede desplazarse posteriormente teniendo en cuenta la posición de carga detectada y/o posicionarse con una estimación predictiva de una deformación transversal de modo que el cable de elevación permanezca en perpendicular por encima de la carga durante la deformación resultante de la grúa.

Una regulación de tracción oblicua de este tipo puede activarse de nuevo en un momento posterior por el operador, que de ese modo puede usar la grúa como manipulador. De este modo, este solo puede reposicionar la carga empujando y/o tirando. A este respecto, la regulación de tracción oblicua intenta seguir la desviación provocada por el operador. De ese modo puede implementarse un control de manipulador.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema, que comprende una grúa, en particular una grúa giratoria de torre, y un ordenador maestro externo, estando equipada la grúa con un medio de recepción de carga (208) colocado en un cable de elevación (207), unidades de accionamiento para mover varios elementos de la grúa y desplazar el medio de recepción de carga (208), así como un dispositivo de control (3) para controlar las unidades de accionamiento de tal manera que el medio de recepción de carga (208) se desplace a lo largo de una trayectoria de desplazamiento entre al menos dos puntos objetivo (500, 510), presentando el dispositivo de control (3)

- un módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) para determinar una trayectoria de desplazamiento deseada entre los al menos dos puntos objetivo (500, 510), que está conectado con una unidad de reproducción (330) para determinar la trayectoria de desplazamiento deseada y/o puntos objetivo e intermedios deseados (500... 510) de la trayectoria de desplazamiento mediante el desplazamiento manual del medio de recepción de carga a lo largo de la trayectoria de desplazamiento deseada, y

- un módulo de control de desplazamiento automático (310) para el desplazamiento automático del medio de recepción de carga (208) a lo largo de la trayectoria de desplazamiento determinada, caracterizado porque el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) está conectado al ordenador maestro externo (400), que tiene acceso a un modelo de datos de construcción (BIM) y proporciona puntos objetivo e intermedios (500... 510) para la determinación de la trayectoria de desplazamiento, proporcionándose por el ordenador maestro (400) datos actualizados de manera cíclica o continua relativos a los contornos de la construcción de diferentes fases de la construcción y estando configurado el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento para tener en cuenta los datos actualizados relativos a los contornos de la construcción en la determinación de la trayectoria de desplazamiento.

2. Sistema según la reivindicación anterior, presentando el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) un módulo de control punto a punto (301) para determinar la trayectoria de desplazamiento entre los puntos objetivo (500, 510), presentando el módulo de control punto a punto (301) una función de rectificado y estando configurado de manera que trabaja de forma asíncrona de tal manera que, al alcanzar una región de rectificado de un punto objetivo, se desvía sin un acercamiento exacto a este punto objetivo al siguiente punto objetivo, empezándose con el rectificado cuando el último eje de movimiento alcanza una esfera espacial alrededor del punto objetivo, o estando configurado de manera que trabaja de forma síncrona de tal manera que, al alcanzar una región de rectificación de un punto objetivo, se desvía sin acercarse exacto a este punto objetivo al siguiente punto objetivo, empezándose con el rectificado cuando el eje de movimiento principal alcanza una esfera espacial alrededor del punto objetivo.

3. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, presentando el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) un módulo de control de múltiples puntos (302) para determinar una pluralidad de puntos intermedios (501, 502, 503...) entre dos puntos objetivo (500, 510), estando configurado el módulo de control de múltiples puntos (302) para establecer la pluralidad de puntos intermedios de manera equidistante entre sí.

4. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, presentando el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) un módulo de control de trayecto (303) para determinar un trayecto continuo, definido matemáticamente, entre dos puntos objetivo (500, 510).

5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, estando conectado el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) con una unidad de aprendizaje (320) para determinar la trayectoria de desplazamiento deseada mediante el acercamiento manual a los puntos objetivo e intermedios (500... 510) deseados.

6. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, estando configurado el módulo de determinación de la trayectoria de desplazamiento (300) para tener en cuenta limitaciones del área de trabajo y para determinar la trayectoria de desplazamiento alrededor de las limitaciones del área de trabajo.

7. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, estando prevista una unidad de amortiguación de oscilación (340), teniendo en cuenta el módulo de control de desplazamiento automático (310) especificaciones y/o una señal de la unidad de amortiguación de oscilación (340) en el control de las unidades de accionamiento y la determinación de las velocidades y/o aceleraciones de desplazamiento de las unidades de accionamiento.

8. Sistema según la reivindicación anterior, presentando la unidad de amortiguación de oscilación (340) una unidad de detección (60) para detectar la desviación del cable de elevación (207) y/o del medio de recepción de carga (208) con respecto a una vertical (61) a través de un punto de suspensión del cable de elevación (207), controlando el módulo de control de desplazamiento automático (310) las unidades de accionamiento en función de una señal de desviación y/o de tracción oblicua de dicha unidad de detección (61).

9. Sistema según una de las dos reivindicaciones anteriores, presentando la unidad de amortiguación de oscilación (340) medios de determinación (342) para determinar las deformaciones y/o los movimientos de los componentes estructurales de la grúa como consecuencia de cargas dinámicas, estando configurado el componente de control (341) de la unidad de amortiguación de oscilación (340) para tener en cuenta las deformaciones y/o los movimientos determinados de los componentes estructurales como consecuencia de las cargas dinámicas al influir en el control de las unidades de accionamiento.

10. Sistema según la reivindicación anterior, comprendiendo los componentes estructurales una torre (201) y/o una pluma (202) y estando configurados los medios de determinación (342) para determinar las deformaciones y/o cargas de la torre (201) y/o de la pluma (202) como consecuencia de cargas dinámicas.

11. Sistema según una de las dos reivindicaciones anteriores, comprendiendo los componentes estructurales partes del tren de accionamiento tales como partes de mecanismo de giro, partes de accionamiento del carro y similares, y estando configurados los medios de determinación (342) para determinar las deformaciones y/o los movimientos de las partes del tren de accionamiento como consecuencia de cargas dinámicas.

12. Sistema según una de las reivindicaciones 9 a 11, presentando los medios de determinación (342) una unidad de estimación (343) para estimar las deformaciones y/o los movimientos de los componentes estructurales como consecuencia de cargas dinámicas basándose en datos digitales de un modelo de datos que describe la estructura de la grúa, y/o una unidad de cálculo (348), que calcula deformaciones estructurales y los movimientos de las partes estructurales resultantes de las mismas mediante un modelo de cálculo almacenado en función de comandos de control introducidos en la estación de control, y/o presentando un sistema de sensores (344) para detectar las deformaciones y/o los parámetros dinámicos de los componentes estructurales.

13. Sistema según la reivindicación anterior, presentando el sistema de sensores (344) un sensor de inclinación y/o de aceleración para detectar inclinaciones y/o velocidades de la torre, un sensor de velocidad y/o aceleración de giro para detectar la velocidad y/o aceleración de giro de una pluma y/o un sensor de movimiento de cabeceo para detectar movimientos y/o aceleraciones de cabeceo de la pluma, y/o un sensor de velocidad y/o aceleración de cable para detectar velocidades y/o aceleraciones de cable del cable de elevación (207).

14. Sistema según una de las reivindicaciones 9 a 13, presentando la unidad de amortiguación de oscilación (340) una unidad de filtro y/o de observador (345) para influir en las variables de ajuste de reguladores de accionamiento (347) para controlar las unidades de accionamiento, estando configurada dicha unidad de filtro y/o de observador (345) para obtener como variables de entrada las variables de ajuste de los reguladores de accionamiento (347) y los movimientos detectados y/o estimados de los elementos de la grúa y/o las deformaciones y/o los movimientos de componentes estructurales, que se producen como consecuencia de cargas dinámicas, y, en función de los movimientos inducidos dinámicamente obtenidos para determinadas variables de ajuste de los reguladores de elementos de grúa y/o deformaciones de componentes estructurales, influir en las variables de ajuste de los reguladores, estando configurado el dispositivo de filtro y/o de observador (345) como filtro de Kalman (346), estando implementadas las funciones detectadas y/o estimadas y/o calculadas y/o simuladas en el filtro de Kalman (346), que caracterizan la dinámica de los componentes estructurales de la grúa.

15. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el dispositivo de control (3) un sistema de sensores de posición, que está configurado para detectar el medio de recepción de carga (208) en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo, y/o está configurado para posicionar el medio de recepción de carga (208) en relación con un sistema de coordenadas mundial fijo.