BR102019023804B1

BR102019023804B1 - TELESCOPIC MANIPULATOR WITH CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: BR102019023804B1
Application number: BR102019023804-6A
Authority: BR
Inventors: Marco Iotti
Original assignee: Manitou Italia S.R.L
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2023-06-13

Abstract

MANIPULADOR TELESCÓPICO COM SISTEMA DE CONTROLE. A máquina operacional de autopropulsão (1) é equipada com elementos móveis (10, 11, 13) que incluem um braço de elevação (10) que tem um aparelho (13) e equipado com uma pluralidade de atuadores (20, 21, 22, 23) projetados para acionar movimentos dos elementos móveis (10, 11, 13). A máquina compreende um sistema de controle que inclui uma unidade de processamento (3) que compreende um módulo de controle (31) configurado para produzir sinais de controle projetados para ajustar a operação dos atuadores (20, 21, 22, 23) com base em um ou mais parâmetros de limitação espacial. Um ou mais dos parâmetros limitantes é uma função de restrições espaciais para os movimentos dos elementos mencionados acima.TELESCOPIC MANIPULATOR WITH CONTROL SYSTEM. The self-propelled operating machine (1) is equipped with movable elements (10, 11, 13) including a lifting arm (10) having an apparatus (13) and equipped with a plurality of actuators (20, 21, 22, 23) designed to trigger movements of the moving elements (10, 11, 13). The machine comprises a control system including a processing unit (3) comprising a control module (31) configured to produce control signals designed to adjust the operation of the actuators (20, 21, 22, 23) based on one or more space limiting parameters. One or more of the limiting parameters is a function of spatial constraints for the motions of the elements mentioned above.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um manipulador telescópico, ou “telehandler”, equipado com um sistema de controle de movimento.[001] The present invention relates to a telescopic handler, or "telehandler", equipped with a movement control system.

[002] Mais detalhadamente, a invenção se destina especialmente ao uso com manipuladores telescópicos giratórios, embora o conceito inventivo também seja aplicável a outros tipos de máquinas de autopropulsão.[002] In more detail, the invention is intended especially for use with rotary telescopic handlers, although the inventive concept is also applicable to other types of self-propelled machines.

[003] Os manipuladores telescópicos da técnica anterior são conhecidos, consistindo em um veículo equipado com uma “estrutura” ou carro móvel sobre rodas, que compreende uma plataforma giratória que, por sua vez, monta a cabine do motorista e um braço de movimento que pode ser estendido telescopicamente.[003] Prior art telehandlers are known, consisting of a vehicle equipped with a "frame" or mobile carriage on wheels, comprising a turntable that, in turn, mounts the driver's cabin and a movement arm that can be extended telescopically.

[004] Na extremidade distal do braço existe um aparelho para elevação ou movimentação de cargas, como, por exemplo, um garfo, uma gaiola, uma unidade de transferência lateral, um guincho etc.[004] At the distal end of the arm there is an apparatus for lifting or moving loads, such as, for example, a fork, a cage, a lateral transfer unit, a winch, etc.

[005] Em uso, em canteiros de obras ou contextos agrícolas, muitas vezes é necessário que os operadores executem operações repetitivas ou movam a carga dentro de limites espaciais precisos para evitar interferência em elementos do ambiente circundante.[005] In use, on construction sites or agricultural contexts, it is often necessary for operators to perform repetitive operations or move the load within precise spatial limits to avoid interference with elements of the surrounding environment.

[006] Por exemplo, se as operações às quais o manipulador telescópico é dedicado consistem em mover, um por um, uma pluralidade de paletes de uma zona na qual os mesmos são acumulados para um ponto de destino em uma altura diferente, o operador deve agir ciclicamente sobre o atuadores do braço do aparelho e da plataforma para que ele mova o garfo do mesmo ponto inicial, no qual está em posição de inserir um novo palete a ser movido, até um ponto de chegada onde o palete possa ser liberado, por exemplo, para permitir que os operadores executem o carregamento manual.[006] For example, if the operations to which the telescopic handler is dedicated consist of moving, one by one, a plurality of pallets from an area in which they are accumulated to a destination point at a different height, the operator must act cyclically on the actuators of the device arm and the platform so that it moves the fork from the same initial point, in which it is in position to insert a new pallet to be moved, to an arrival point where the pallet can be released, for for example, to allow operators to perform manual loading.

[007] Nesse caso, embora as operações sejam muito repetitivas e não particularmente complexas, o operador deve agir de maneira muito escrupulosa e com grande concentração para evitar circunstâncias perigosas, como queda de carga ou impacto com o braço ou aparelho de outros veículos ou produtos presentes na área circundante e também para evitar movimentos desnecessários ou muito amplos que resultam em uma desaceleração e, portanto, em um desempenho ruim.[007] In this case, although the operations are very repetitive and not particularly complex, the operator must act very scrupulous and with great concentration to avoid dangerous circumstances, such as a load falling or impact with the arm or device of other vehicles or products present in the surrounding area and also to avoid unnecessary or too wide movements that result in a slowdown and therefore poor performance.

[008] Em outro exemplo, por outro lado, pode acontecer que as cargas tenham que ser movidas em posições variáveis, mas seguindo uma direção ou trajetória predeterminada ou trajetórias variáveis, mas apenas dentro de limites precisos do espaço ao redor do manipulador telescópico; por exemplo, isso pode ser solicitado para evitar o risco de o aparelho chocar-se com as paredes dos edifícios, outros meios de trabalho, como guindastes ou outros manipuladores telescópicos ou devido ao fato de que existem zonas de trânsito de pedestres ou carros.[008] In another example, on the other hand, it may happen that the loads have to be moved in variable positions, but following a predetermined direction or trajectory or variable trajectories, but only within precise limits of the space around the telescopic handler; for example, this can be requested to avoid the risk of the device colliding with the walls of buildings, other means of work such as cranes or other telescopic handlers or due to the fact that there are pedestrian or car transit zones.

[009] O fato de os limites ou trajetórias que restringem os movimentos do braço e do aparelho serem definidos de maneira clara e constante não permite ao operador simplificar seu trabalho ou evitar sempre a máxima atenção e confiabilidade, pois, mais uma vez , a segurança física das pessoas presentes no local de trabalho, a integridade dos meios e estruturas circundantes e a eficiência das próprias operações dependem dos movimentos que o operador transmite aos atuadores por meio dos comandos na cabine, por exemplo usando um joystick.[009] The fact that the limits or trajectories that restrict the movements of the arm and the device are clearly and constantly defined does not allow the operator to simplify his work or always avoid maximum attention and reliability, since, once again, safety physical presence of the people present in the workplace, the integrity of the surrounding means and structures and the efficiency of the operations themselves depend on the movements that the operator transmits to the actuators through the controls in the cabin, for example using a joystick.

[0010] Portanto, é uma necessidade de longo prazo e muito sentida no mercado para melhorar a eficiência e facilitar ao operador de um manipulador telescópico a realização de atividades repetitivas ou sujeitas a limitações devido ao contexto em que são realizadas.[0010] Therefore, it is a long-term need that is strongly felt in the market to improve efficiency and facilitate the operator of a telescopic handler to carry out repetitive activities or activities subject to limitations due to the context in which they are performed.

[0011] O objetivo técnico que forma a base da presente invenção é fornecer um manipulador telescópico equipado com um sistema de controle dos movimentos que satisfaça a necessidade descrita acima.[0011] The technical objective that forms the basis of the present invention is to provide a telescopic handler equipped with a movement control system that satisfies the need described above.

[0012] O objetivo especificado é atingido pela invenção realizada de acordo com a reivindicação 1.[0012] The specified objective is achieved by the invention made according to claim 1.

[0013] Outras características e vantagens da presente invenção se tornarão mais aparentes na descrição não limitativa de uma modalidade preferida, mas não exclusiva, do manipulador telescópico proposto, conforme ilustrado nos desenhos anexos, nos quais:[0013] Other features and advantages of the present invention will become more apparent in the non-limiting description of a preferred, but not exclusive, embodiment of the proposed telescopic handler, as illustrated in the attached drawings, in which:

[0014] - a Figura 1 é uma vista superior de um manipulador telescópico da invenção, em uma possível configuração operacional gerenciada pelo sistema de controle proposto;[0014] - Figure 1 is a top view of a telescopic handler of the invention, in a possible operational configuration managed by the proposed control system;

[0015] - a Figura 2 é uma vista superior do manipulador telescópico da Figura 1, que mostra os possíveis movimentos gerenciados pelo sistema de controle;[0015] - Figure 2 is a top view of the telescopic handler in Figure 1, which shows the possible movements managed by the control system;

[0016] - as Figuras 3 a 5 são vistas de topo da máquina das Figuras anteriores, as quais representam possíveis movimentos controlados pela invenção; e[0016] - Figures 3 to 5 are top views of the machine of the previous Figures, which represent possible movements controlled by the invention; It is

[0017] A Figura 6 é um diagrama que representa a unidade de processamento da invenção.[0017] Figure 6 is a diagram representing the processing unit of the invention.

[0018] Com referência às Figuras anexas dos desenhos, o número de referência 1 indica na íntegra uma máquina de operação autopropulsada que é equipada com o sistema de controle da invenção.[0018] With reference to the attached figures of the drawings, the reference number 1 fully indicates a self-propelled operation machine that is equipped with the control system of the invention.

[0019] A máquina mostrada nas Figuras é um manipulador telescópico giratório 1, equipado com um braço telescópico de elevação 10 montado na plataforma giratória 11, que também abriga a cabine do motorista 12; em que o braço 10 é equipado, na sua extremidade distal, com um aparelho de carregamento 13.[0019] The machine shown in the Figures is a rotary telescopic handler 1, equipped with a telescopic lifting arm 10 mounted on the turntable 11, which also houses the driver's cabin 12; wherein the arm 10 is equipped, at its distal end, with a loading apparatus 13.

[0020] No entanto, é possível que a invenção seja usada com um tipo diferente de máquina operacional, geralmente equipada com elementos móveis que, em qualquer caso, incluem um braço de elevação 10 e um aparelho 13.[0020] However, it is possible that the invention is used with a different type of operating machine, generally equipped with moving elements which, in any case, include a lifting arm 10 and an apparatus 13.

[0021] Os elementos móveis 10, 11, 13 são na prática componentes ou aparelhos ou dispositivos da máquina 1 que são projetados para se mover no espaço e cuja operação está sujeita a restrições espaciais impostas pelo sistema de controle da invenção; em outras palavras, com base em algumas limitações ao movimento no espaço circundante pré-imposto ou selecionado, determinados movimentos serão definidos para os elementos móveis 10, 11, 13 ou certos movimentos serão permitidos ou proibidos.[0021] The moving elements 10, 11, 13 are in practice components or appliances or devices of the machine 1 that are designed to move in space and whose operation is subject to spatial restrictions imposed by the control system of the invention; in other words, based on some limitations on movement in pre-imposed or selected surrounding space, certain movements will be defined for movable elements 10, 11, 13 or certain movements will be allowed or prohibited.

[0022] A seguir, será feita referência ao caso particular em que os elementos móveis 10, 11, 13 gerenciados pelo sistema de controle são a plataforma 11, o braço telescópico 10 e o aparelho 13 de um manipulador telescópico 1 (consulte as Figuras 1 a 5)[0022] Next, reference will be made to the particular case in which the mobile elements 10, 11, 13 managed by the control system are the platform 11, the telescopic arm 10 and the apparatus 13 of a telescopic handler 1 (see Figures 1 to 5)

[0023] O termo aparelho 13 se refere a um acessório para engatar uma carga, como um garfo, uma unidade de transferência lateral, um guincho, uma pinça, etc. e um acessório para elevar pessoas e, possivelmente, também uma carga, como uma gaiola.[0023] The term apparatus 13 refers to an accessory for hooking a load, such as a fork, a lateral transfer unit, a winch, a gripper, etc. and an attachment for lifting people, and possibly also a load such as a cage.

[0024] Ainda mais detalhadamente, o braço 10 pode ter, na sua extremidade distal, um dispositivo de fixação, também do tipo normalmente utilizado nos manipuladores telescópicos fabricados pelo Requerente, o que permite a substituição do aparelho 13 e a conexão do mesmo ao hidráulico e aparelhos eletrônicos da máquina 1.[0024] Even in more detail, the arm 10 may have, at its distal end, a fastening device, also of the type normally used in telescopic handlers manufactured by the Applicant, which allows the replacement of the device 13 and its connection to the hydraulic and machine electronic appliances 1.

[0025] O braço 10 é articulado à plataforma giratória 11, de modo a oscilar verticalmente, no acionamento de um cilindro hidráulico 20 (esquematicamente ilustrado na Figura 6), ou um atuador semelhante, entre uma posição inferior, substancialmente horizontal e uma posição superior, em que o braço 10 está próximo da vertical.[0025] The arm 10 is articulated to the turntable 11, so as to oscillate vertically, when actuating a hydraulic cylinder 20 (schematically illustrated in Figure 6), or a similar actuator, between a lower, substantially horizontal position and a higher position , where the arm 10 is close to the vertical.

[0026] O braço 10 é extensível e retrátil e, mais precisamente, compreende uma pluralidade de segmentos inseridos um no outro, coaxiais um com o outro e projetados para transladar ao longo da direção axial.[0026] The arm 10 is extendable and retractable and, more precisely, comprises a plurality of segments inserted into each other, coaxial with each other and designed to translate along the axial direction.

[0027] O alongamento e a retração do braço 10 também são produzidos por um ou mais cilindros hidráulicos 22, ou outros atuadores.[0027] The elongation and retraction of the arm 10 are also produced by one or more hydraulic cylinders 22, or other actuators.

[0028] A rotação da plataforma 11 também é produzida por um atuador preferencialmente hidráulico 21, associado, por exemplo, a um rack, da mesma maneira que um atuador preferencialmente hidráulico 23 também move o aparelho 13 em relação a uma ou mais de suas articulações.[0028] The rotation of the platform 11 is also produced by a preferably hydraulic actuator 21, associated, for example, with a rack, in the same way that a preferably hydraulic actuator 23 also moves the device 13 in relation to one or more of its joints .

[0029] No exemplo mostrado nas Figuras anexas, os garfos 13 são giratórios em torno de um eixo vertical ou, em qualquer caso, perpendiculares ao eixo central mediano F do mesmo, de modo a terem a capacidade de oscilar, movendo-se para a direita ou para a esquerda.[0029] In the example shown in the attached Figures, the forks 13 are rotatable around a vertical axis or, in any case, perpendicular to the median central axis F thereof, so as to have the ability to oscillate, moving towards the right or left.

[0030] A máquina 1 também monta um distribuidor eletro-hidráulico ao qual os atuadores 20, 21, 22, 23 acima mencionados estão sujeitos, de acordo com métodos conhecidos.[0030] The machine 1 also mounts an electro-hydraulic distributor to which the aforementioned actuators 20, 21, 22, 23 are subject, according to known methods.

[0031] De acordo com um aspecto importante da invenção, o sistema de controle inclui uma unidade de processamento 3 que compreende um módulo de controle 31 configurado para produzir sinais de controle projetados para ajustar automaticamente a operação dos atuadores 20, 21, 22, 23 acima mencionados com base de um ou mais parâmetros de limitação espacial, que são uma função de restrições espaciais impostas aos movimentos dos elementos móveis 10, 11, 13 da máquina 1, ou seja, o braço 10, o aparelho 13 e a plataforma 11.[0031] According to an important aspect of the invention, the control system includes a processing unit 3 comprising a control module 31 configured to produce control signals designed to automatically adjust the operation of the actuators 20, 21, 22, 23 mentioned above on the basis of one or more spatial limitation parameters, which are a function of spatial restrictions imposed on the movements of the movable elements 10, 11, 13 of the machine 1, that is, the arm 10, the apparatus 13 and the platform 11.

[0032] O termo “restrições espaciais” se refere a restrições na posição e/ou orientação que um ou mais elementos móveis 10, 11, 13 podem adotar, em relação a uma referência predeterminada; por exemplo, os mesmos podem ser restrições geométricas que se referem à posição relativa dos elementos móveis 10, 11, 13 em relação ao carro 14 da máquina 1.[0032] The term "spatial restrictions" refers to restrictions on the position and/or orientation that one or more mobile elements 10, 11, 13 can adopt, in relation to a predetermined reference; for example, they can be geometric constraints referring to the relative position of the movable elements 10, 11, 13 in relation to the carriage 14 of the machine 1.

[0033] Embora seja feita referência a seguir ao caso do manipulador telescópico 1, em que as restrições espaciais são indicadas em relação ao aparelho 13, definindo consequentemente restrições nos movimentos transmitidos ao braço 10 e à plataforma 11, uma vez que elas são unidas a duas por dois e articulados entre si, as restrições podem ser indicadas com referências ao braço 10 e/ou à plataforma 11 ou à configuração geométrica da unidade do aparelho 13 - braço 10 - plataforma 11.[0033] Although reference is made below to the case of the telescopic handler 1, in which the spatial restrictions are indicated in relation to the apparatus 13, consequently defining restrictions on the movements transmitted to the arm 10 and the platform 11, since they are joined to two by two and articulated with each other, the restrictions can be indicated with references to the arm 10 and/or the platform 11 or to the geometric configuration of the apparatus unit 13 - arm 10 - platform 11.

[0034] Os mesmos conceitos também se estendem a outras aplicações que não sejam manipuladores telescópicos giratórios, como já explicado acima, com as devidas modificações.[0034] The same concepts also extend to other applications other than rotary telescopic handlers, as already explained above, with the necessary modifications.

[0035] Na prática, a unidade de processamento 3 transmite sinais de controle ao distribuidor, que consequentemente comanda os atuadores 20, 21, 22, 23, de modo que os mesmos movam os elementos de acordo com certas condições, por exemplo, a orientação do aparelho 13, ou distância da estrutura 14 da máquina 1 ou de elementos localizados no espaço circundante ou zonas de espaço permitidas e zonas proibidas para o posicionamento do aparelho 13 e assim por diante; alguns exemplos práticos dessas restrições espaciais serão ilustrados a seguir, depois de ilustrar mais detalhadamente alguns aspectos estruturais e funcionais da invenção.[0035] In practice, the processing unit 3 transmits control signals to the distributor, which consequently commands the actuators 20, 21, 22, 23, so that they move the elements according to certain conditions, for example, the orientation from the apparatus 13, or distance from the structure 14 of the machine 1 or from elements located in the surrounding space or permitted space zones and forbidden zones for positioning the apparatus 13 and so on; some practical examples of these spatial restrictions will be illustrated below, after illustrating in more detail some structural and functional aspects of the invention.

[0036] Em detalhes, o sistema de controle atua em conjunto com o sistema de controle dos elementos móveis 10, 11, 13, do tipo conhecido por si só e, portanto, não é descrito aqui em detalhes, o que permite ao operador realizar as operações solicitadas.[0036] In detail, the control system acts in conjunction with the control system of the mobile elements 10, 11, 13, of the type known by itself and, therefore, is not described here in detail, which allows the operator to carry out the requested operations.

[0037] Na prática, a máquina 1 da invenção inclui um sistema de controle conhecido equipado com controles na cabine, como joystick, pedais, botões de pressão, etc., acionados pelo operador; atuando nos controles, são gerados sinais recebidos do distribuidor que ajustam a operação dos atuadores 20, 21, 22, 23 do braço 10, o aparelho 13 e a plataforma 11 (ou outros elementos móveis 10, 11, 13)[0037] In practice, the machine 1 of the invention includes a known control system equipped with controls in the cabin, such as joystick, pedals, push buttons, etc., activated by the operator; acting on the controls, signals received from the distributor are generated that adjust the operation of the actuators 20, 21, 22, 23 of the arm 10, the apparatus 13 and the platform 11 (or other mobile elements 10, 11, 13)

[0038] Na invenção, a unidade de processamento 3 também recebe os sinais de acionamento dos comandos na cabine e, em função dos parâmetros limitadores adquiridos, determina automaticamente as restrições ao comportamento dos atuadores 20, 21, 22, 23 e, portanto, dos elementos móveis 10, 11, 13; esse aspecto será analisado mais detalhadamente nos parágrafos seguintes.[0038] In the invention, the processing unit 3 also receives the activation signals from the controls in the cabin and, depending on the limiting parameters acquired, automatically determines the restrictions on the behavior of the actuators 20, 21, 22, 23 and, therefore, of the movable elements 10, 11, 13; this aspect will be analyzed in more detail in the following paragraphs.

[0039] De um modo geral, deve-se notar que, na presente descrição, a unidade de processamento 3 é apresentada como subdividida em módulos funcionais separados apenas com o objetivo de descrever as funções de forma clara e completa.[0039] Generally speaking, it should be noted that, in the present description, the processing unit 3 is presented as subdivided into separate functional modules only for the purpose of describing the functions clearly and completely.

[0040] Na prática, a unidade de processamento 3 pode ser constituída por um único dispositivo eletrônico, também do tipo comumente presente nesse tipo de máquina, adequadamente programado para executar as funções descritas; os vários módulos podem corresponder a unidades de hardware e/ou rotinas de software que fazem parte do dispositivo programado.[0040] In practice, the processing unit 3 may consist of a single electronic device, also of the type commonly present in this type of machine, suitably programmed to perform the functions described; the various modules may correspond to hardware units and/or software routines that are part of the programmed device.

[0041] Alternativamente ou além disso, as funções podem ser executadas por uma pluralidade de dispositivos eletrônicos nos quais os módulos funcionais mencionados acima podem ser distribuídos.[0041] Alternatively or in addition, the functions can be performed by a plurality of electronic devices in which the functional modules mentioned above can be distributed.

[0042] De um modo geral, a unidade de processamento 3 pode ter um ou mais microprocessadores ou microcontroladores para execução das instruções contidas nos módulos de memória e os módulos funcionais acima mencionados também podem ser distribuídos em uma pluralidade de calculadoras locais ou remotas, com base na arquitetura da rede em que residem.[0042] In general, the processing unit 3 may have one or more microprocessors or microcontrollers for executing the instructions contained in the memory modules, and the aforementioned functional modules may also be distributed in a plurality of local or remote calculators, with based on the architecture of the network they reside on.

[0043] De acordo com uma característica vantajosa da invenção, o sistema de controle inclui meios de aquisição 4, conectados à unidade de processamento 3, projetados para adquirir os parâmetros limitadores acima mencionados.[0043] According to an advantageous feature of the invention, the control system includes acquisition means 4, connected to the processing unit 3, designed to acquire the aforementioned limiting parameters.

[0044] Os meios de aquisição 4 são projetados para produzir sinais limitadores em função desses parâmetros, que são recebidos do módulo de controle 31 da unidade de processamento 3 que, consequentemente, restringe os movimentos dos elementos da máquina 1.[0044] The acquisition means 4 are designed to produce limiting signals depending on these parameters, which are received from the control module 31 of the processing unit 3, which consequently restricts the movements of the machine elements 1.

[0045] Por exemplo, como mostrado esquematicamente na Figura 6, os meios de aquisição podem incluir uma interface de usuário 4 que permite ao operador inserir ou selecionar parâmetros limitadores.[0045] For example, as shown schematically in Figure 6, the acquisition means may include a user interface 4 that allows the operator to enter or select limiting parameters.

[0046] Em detalhes, a interface 4 pode ser acessível a partir do interior da cabine do motorista, por exemplo, por meio de uma tela sensível ao toque, atuando em índices gráficos ou por meio de comandos mais tradicionais, como botões, botões ou alavancas.[0046] In detail, interface 4 can be accessed from inside the driver's cabin, for example, through a touch screen, acting on graphic indexes or through more traditional commands, such as buttons, buttons or levers.

[0047] A interface de usuário 4 pode ser configurada para selecionar a restrição espacial desejada entre uma pluralidade de restrições espaciais predefinidas e registrada em um módulo de memória 32 da unidade de processamento 3, usando um menu de escolha ou similar e/ou para permitir que o operador defina as restrições desejadas, com base no contexto específico em que a máquina 1 deve operar no momento.[0047] The user interface 4 can be configured to select the desired spatial restriction among a plurality of predefined spatial restrictions and registered in a memory module 32 of the processing unit 3, using a choice menu or similar and/or to allow for the operator to define the desired constraints, based on the specific context in which machine 1 must currently operate.

[0048] A interface 4 tem, portanto, a capacidade de transmitir sinais de seleção para a unidade de processamento 3, em função das escolhas feitas pelo operador.[0048] Interface 4 therefore has the ability to transmit selection signals to processing unit 3, depending on the choices made by the operator.

[0049] Além disso, a unidade de processamento 3 pode incluir um módulo de configuração 33 configurado para registrar um arranjo para os elementos móveis 10, 11, 13 que foi definido pelo operador, usando os meios de interface 4 e, assim, definindo o mesmo como o arranjo predeterminado.[0049] In addition, the processing unit 3 can include a configuration module 33 configured to register an arrangement for the mobile elements 10, 11, 13 that has been defined by the operator, using the interface means 4 and thus defining the same as the default arrangement.

[0050] Além disso ou alternativamente, os meios de aquisição 4 podem incluir sensores localizados na máquina 1, por exemplo, na estrutura, no aparelho 13 ou em outros elementos e projetados para obter medições no espaço circundante; por exemplo, os mesmos podem estar presentes no aparelho 13 ou no braço 10 dos sensores que medem a distância entre esses e quaisquer obstáculos ou produtos ou, em qualquer caso, elementos presentes nos arredores.[0050] Additionally or alternatively, the acquisition means 4 may include sensors located on the machine 1, for example on the structure, on the apparatus 13 or on other elements and designed to obtain measurements in the surrounding space; for example, they can be present on the apparatus 13 or on the arm 10 of the sensors that measure the distance between these and any obstacles or products or, in any case, elements present in the surroundings.

[0051] Por exemplo, pode haver sensores de distância localizados em um ou mais pontos da máquina 1, por exemplo, nos elementos móveis 10, 11, 13, na plataforma giratória 11, no carro 14 abaixo, etc., que transmitem sinais de distância para a unidade de processamento 3, uma função da distância em relação aos elementos do espaço circundante, projetada para definir parâmetros de restrição espacial para os movimentos das unidades 10, 11, 13.[0051] For example, there may be distance sensors located at one or more points on the machine 1, for example, on the moving elements 10, 11, 13, on the turntable 11, on the carriage 14 below, etc., which transmit signals from distance for processing unit 3, a function of distance from surrounding space elements, designed to define spatial constraint parameters for the movements of units 10, 11, 13.

[0052] Desta forma, em função dos parâmetros de restrição adquiridos pela interface 4 e daqueles adquiridos pelos sensores, o módulo de controle 31 pode comandar o distribuidor em consequência para ajustar os atuadores 20, 21, 22, 23, também levando em consideração a atuação dos comandos pelo operador na cabine.[0052] In this way, depending on the restriction parameters acquired by the interface 4 and those acquired by the sensors, the control module 31 can command the distributor accordingly to adjust the actuators 20, 21, 22, 23, also taking into account the actuation of the controls by the operator in the cabin.

[0053] Deve-se notar também que a máquina proposta 1 também inclui uma pluralidade de dispositivos de medição de posição 5 (mostrados na forma estilizada na Figura 6) projetados para determinar a posição atual dos elementos móveis 10, 11, 13.[0053] It should also be noted that the proposed machine 1 also includes a plurality of position measuring devices 5 (shown in stylized form in Figure 6) designed to determine the current position of the movable elements 10, 11, 13.

[0054] Os dispositivos de medição de posição 5 estão conectados à unidade de processamento 3 e podem, na prática, ser sensores de deslocamento integrados nos atuadores hidráulicos lineares 20, 21, 22, 23 ou codificadores e rodas fônicas para os movimentos rotacionais, ou microinterruptores ou sensores de proximidade que têm a capacidade de fixar os limites do curso.[0054] The position measuring devices 5 are connected to the processing unit 3 and can, in practice, be displacement sensors integrated into the linear hydraulic actuators 20, 21, 22, 23 or encoders and phonic wheels for rotational movements, or microswitches or proximity sensors that have the ability to fix travel limits.

[0055] Em qualquer caso, os dispositivos 5 são projetados para gerar os respectivos sinais de posição recebidos da unidade de processamento 3, que inclui um módulo de posicionamento 34 configurado para determinar, instantâneo por instante, o arranjo espacial atual dos respectivos elementos móveis 10, 11, 13.[0055] In any case, the devices 5 are designed to generate the respective position signals received from the processing unit 3, which includes a positioning module 34 configured to determine, instantaneously by instant, the current spatial arrangement of the respective mobile elements 10 , 11, 13.

[0056] Nesse caso, o módulo de controle 31, mencionado várias vezes acima, está sujeito ao módulo de posicionamento 34 e está configurado para produzir seus sinais de controle também com base na disposição dos elementos móveis 10, 11, 13 determinados pelo módulo de posicionamento 34.[0056] In this case, the control module 31, mentioned several times above, is subject to the positioning module 34 and is configured to produce its control signals also based on the arrangement of the moving elements 10, 11, 13 determined by the control module positioning 34.

[0057] Mais especificamente, a unidade de processamento 3 também pode incluir um módulo de retroalimentação 35 projetado para receber os sinais de controle e os sinais de posição e configurado para executar ciclicamente uma comparação entre o arranjo de corrente determinado pelo módulo de posicionamento 34 e um arranjo de destino dos elementos móveis 10, 11, 13, em que o módulo de controle 31 é configurado para executar correções periódicas da operação dos atuadores 20, 21, 22, 23, de modo que o arranjo real dos elementos móveis 10, 11, 13 corresponda ao desejado.[0057] More specifically, the processing unit 3 may also include a feedback module 35 designed to receive control signals and position signals and configured to cyclically perform a comparison between the current arrangement determined by the positioning module 34 and a target arrangement of the movable elements 10, 11, 13, in which the control module 31 is configured to perform periodic corrections of the operation of the actuators 20, 21, 22, 23, so that the actual arrangement of the movable elements 10, 11 , 13 corresponds to the desired one.

[0058] Além disso, o manipulador telescópico 1 da invenção está equipado com um sistema de segurança correlacionado com as cargas movimentadas, às quais o sistema de controle proposto está subordinado, que também pode ser do tipo conhecido, projetado para a segurança dos movimentos do veículo; em detalhes, o sistema de segurança permite mover as cargas em conformidade com os diagramas de carga conhecidos e evita a ocorrência de instabilidade do veículo, por exemplo, do tipo frontal.[0058] Furthermore, the telescopic handler 1 of the invention is equipped with a safety system correlated with the loads moved, to which the proposed control system is subordinated, which can also be of the known type, designed for the safety of the movements of the vehicle; in detail, the safety system makes it possible to move loads in accordance with known load diagrams and prevents the occurrence of vehicle instability, for example, of the frontal type.

[0059] Além disso, como mencionado, a unidade de processamento 3 inclui um módulo de memória 32 no qual pelo menos um arranjo espacial predeterminado é registrado para os elementos móveis acima mencionados 10, 11, 13; em geral, no módulo de memória 32 pode haver um conjunto de disposições ou configurações dos elementos móveis 10, 11, 13, tomadas individualmente ou na sua totalidade.[0059] Furthermore, as mentioned, the processing unit 3 includes a memory module 32 in which at least one predetermined spatial arrangement is recorded for the aforementioned movable elements 10, 11, 13; in general, in the memory module 32 there can be a set of dispositions or configurations of the movable elements 10, 11, 13, taken individually or in their entirety.

[0060] De acordo com um aspecto preferencial, o módulo de controle 31 está configurado para produzir sinais de controle projetados para mover automaticamente os elementos móveis 10, 11, 13 para um arranjo predeterminado armazenado na unidade de processamento 3.[0060] According to a preferred aspect, the control module 31 is configured to produce control signals designed to automatically move the mobile elements 10, 11, 13 to a predetermined arrangement stored in the processing unit 3.

[0061] Em um caso, esse arranjo ou configuração predeterminada é selecionada usando o módulo de interface 4, por exemplo, tocando em um índice gráfico (um ícone ou uma série de caracteres ou algo semelhante) presente em um menu da tela.[0061] In one case, this predetermined arrangement or configuration is selected using interface module 4, for example by touching a graphical index (an icon or series of characters or the like) present in an on-screen menu.

[0062] Em outros casos, o evento acionador pode ser diferente e não estar vinculado às opções do operador.[0062] In other cases, the triggering event may be different and not linked to operator options.

[0063] Por exemplo, poderia ser uma função das medições realizadas pelos sensores de distância acima mencionados ou outros sensores.[0063] For example, it could be a function of measurements taken by the aforementioned distance sensors or other sensors.

[0064] Em outras palavras, pode haver um caso de seleção manual que inicia os movimentos dos atuadores 20, 21, 22, 23 de modo que os elementos móveis 10, 11, 13 se posicionem automaticamente em um arranjo predeterminado; essa é uma opção particularmente útil no caso de executar operações repetitivas, conforme discutido na introdução.[0064] In other words, there may be a case of manual selection that initiates the movements of the actuators 20, 21, 22, 23 so that the movable elements 10, 11, 13 are automatically positioned in a predetermined arrangement; this is a particularly useful option when performing repetitive operations, as discussed in the introduction.

[0065] No entanto, também pode ser assumido que, por razões de segurança ou outras, quando certas circunstâncias atuam como gatilhos, os elementos se organizam de uma certa maneira que é conhecida e determinada com antecedência.[0065] However, it can also be assumed that, for security or other reasons, when certain circumstances act as triggers, the elements arrange themselves in a certain way that is known and determined in advance.

[0066] Para poder determinar com precisão os arranjos espaciais que satisfazem as restrições definidas, uma ou mais referências espaciais podem ser registradas no módulo de memória 32, de modo que os parâmetros limitantes acima mencionados sejam na prática definidos pelos arranjos possíveis do movimento. elementos 10, 11, 13 em relação a essas referências.[0066] In order to accurately determine the spatial arrangements that satisfy the defined constraints, one or more spatial references can be registered in the memory module 32, so that the aforementioned limiting parameters are in practice defined by the possible arrangements of the movement. elements 10, 11, 13 in relation to these references.

[0067] Por exemplo, como referência, é possível pegar um eixo central mediano M da máquina 1 ou um ponto específico ao longo do eixo.[0067] For example, as a reference, it is possible to take a median central axis M of machine 1 or a specific point along the axis.

[0068] Nesse caso, a restrição geométrica pode ser selecionada como o paralelismo entre um eixo central mediano F do aparelho 13 e o eixo central M da máquina 1, como nos dois exemplos práticos que são ilustrados a seguir.[0068] In this case, the geometric constraint can be selected as the parallelism between a median central axis F of the device 13 and the central axis M of the machine 1, as in the two practical examples that are illustrated below.

[0069] No caso de ser necessário operar perto de uma parede ou de obstáculos semelhantes, é possível mover o carro 14 da máquina 1 para perto da parede, movendo o aparelho 13 a uma distância adequada da parede e, em seguida, ajustando o padrão geométrico. restrição de poder sempre se mover com o eixo F paralelo ao eixo M do carro 14 (consulte a Figura 2).[0069] In case it is necessary to operate close to a wall or similar obstacles, it is possible to move the carriage 14 of the machine 1 close to the wall, moving the device 13 at a suitable distance from the wall and then adjusting the pattern geometric. power constraint always move with the F-axis parallel to the M-axis of carriage 14 (see Figure 2).

[0070] Dessa maneira, o operador pode mover a carga coletada pelo aparelho 13, com alta velocidade e segurança, desde que a unidade de processamento 3 controle os atuadores 20, 21, 22, 23 de maneira que o aparelho 13 permaneça sempre paralelo para a parede e desliza sempre para a distância que foi definida usando os meios de interface 4 ou pré-gravada como a distância preferencial no módulo de memória 32.[0070] In this way, the operator can move the load collected by the device 13, with high speed and safety, since the processing unit 3 controls the actuators 20, 21, 22, 23 so that the device 13 always remains parallel to the wall and always slides to the distance that has been set using the interface means 4 or pre-recorded as the preferred distance in the memory module 32.

[0071] Na prática, quando o garfo 13 é avançado, a plataforma 11 gira para longe da parede, o braço 10 se estende e o garfo 13 compensa girando para fora; vice-versa, os movimentos são revertidos quando a carga é movida para trás.[0071] In practice, when the fork 13 is advanced, the platform 11 rotates away from the wall, the arm 10 extends and the fork 13 compensates by rotating outwards; vice versa, the movements are reversed when the load is moved backwards.

[0072] Observe que esta operação também pode ser executada usando referências diferentes do eixo M do carro 14 da máquina 1, mas equivalente do ponto de vista operacional.[0072] Note that this operation can also be performed using references other than the M axis of carriage 14 of machine 1, but equivalent from an operational point of view.

[0073] Além disso, no caso da atividade repetitiva descrita no contexto da técnica anterior, isto é, a operação de mover, um por um, uma pluralidade de paletes de uma zona na qual os mesmos são acumulados para um ponto de destino, é possível predefinir uma posição inicial na qual os garfos 13 estão posicionados na frente do grupo de paletes, por exemplo, orientados de forma a ficarem paralelos ao eixo M do carro 14 da máquina 1 (consulte a Figura 1)[0073] Furthermore, in the case of the repetitive activity described in the context of the prior art, that is, the operation of moving, one by one, a plurality of pallets from a zone in which they are accumulated to a destination point, it is It is possible to preset an initial position in which the forks 13 are positioned in front of the group of pallets, for example oriented so that they are parallel to the M axis of the carriage 14 of machine 1 (see Figure 1)

[0074] Portanto, cada vez que o operador carrega um novo palete, é suficiente que a posição inicial seja selecionada usando a interface 4 e a plataforma 11, o braço 10 e o aparelho 13 sejam posicionados automaticamente na configuração inicial, prontos para bifurcar um novo palete.[0074] Therefore, each time the operator loads a new pallet, it is sufficient that the initial position is selected using the interface 4 and the platform 11, the arm 10 and the device 13 are automatically positioned in the initial configuration, ready to fork a new pallet.

[0075] Essa disposição dos elementos móveis 10, 11, 13 pode ter sido estabelecida previamente pelo fabricante ou pode ser configurada no momento pelo operador e registrada no módulo de memória 32 por meio do módulo de configuração acima mencionado 33.[0075] This arrangement of the movable elements 10, 11, 13 may have been previously established by the manufacturer or may be configured at the time by the operator and registered in the memory module 32 through the aforementioned configuration module 33.

[0076] Novamente, do ponto de vista funcional, o mesmo resultado pode ser obtido tendo como referência um elemento geométrico diferente do eixo do transporte do manipulador telescópico 1.[0076] Again, from a functional point of view, the same result can be obtained with reference to a geometric element different from the transport axis of the telescopic handler 1.

[0077] De acordo com outro modo de aplicação, uma restrição geométrica pode ser configurada consistindo em um ângulo pré- determinado A entre o eixo do aparelho 13 e o eixo M da máquina 1, como mostrado nas Figuras 3, 4 e 5, em que o ângulo A selecionado, a título de exemplo, 30.[0077] According to another application mode, a geometric constraint can be configured consisting of a predetermined angle A between the apparatus axis 13 and the M axis of machine 1, as shown in Figures 3, 4 and 5, in than the selected angle A, for example, 30.

[0078] Devido a essa característica, erros na estimativa da possível interferência entre o aparelho 13 e objetos no ambiente circundante são evitados, quando a plataforma 11 é girada, em operações nas quais um raio de segurança predeterminado foi estabelecido; de fato, pode não ser suficiente manter o comprimento do braço 10 fixo, devido ao fato de que se o aparelho 13 tiver uma orientação aleatória, então, em certas posições angulares do braço 10 em relação ao eixo do carro, ele poderá se projetar além da segurança elementos da área e da greve presentes no ambiente circundante.[0078] Due to this feature, errors in estimating the possible interference between the apparatus 13 and objects in the surrounding environment are avoided, when the platform 11 is rotated, in operations in which a predetermined safety radius has been established; in fact, it may not be enough to keep the length of the arm 10 fixed, due to the fact that if the device 13 has a random orientation, then, in certain angular positions of the arm 10 in relation to the axis of the car, it can project beyond of security elements of the area and of the strike present in the surrounding environment.

[0079] Em geral, também pode ser possível armazenar na unidade de processamento 3 um sistema de referência centralizado na máquina 1, por exemplo, na metade do eixo central M do carro 14 e, definindo como parâmetros restritivos as coordenadas adotadas em relação àquela referência, estabeleça limites do espaço circundante que não podem ser superados pelo aparelho 13.[0079] In general, it may also be possible to store in the processing unit 3 a centralized reference system in the machine 1, for example, in the middle of the central axis M of the car 14 and, defining as restrictive parameters the coordinates adopted in relation to that reference , establish limits of the surrounding space that cannot be overcome by the device 13.

[0080] A invenção também é configurada como um método para controlar os elementos móveis 10, 11, 13 de uma máquina de operação de autopropulsão, de preferência configurada como a descrita acima.[0080] The invention is also configured as a method for controlling the movable elements 10, 11, 13 of a self-propelled operating machine, preferably configured as the one described above.

[0081] O método inclui as seguintes etapas:[0081] The method includes the following steps:

[0082] adquirir um ou mais parâmetros limitantes em função de restrições espaciais para os movimentos dos elementos móveis 10, 11, 13 da máquina 1; e[0082] acquire one or more limiting parameters as a function of spatial restrictions for the movements of the mobile elements 10, 11, 13 of the machine 1; It is

[0083] ajustar automaticamente a operação dos elementos móveis 10, 11, 13 em função dos parâmetros de limitação espacial.[0083] Automatically adjust the operation of the mobile elements 10, 11, 13 depending on the spatial limitation parameters.

[0084] Opcionalmente, o método inclui etapas operacionais correspondentes às respectivas funções executadas pelos componentes da máquina 1 da invenção, com referência particular, mas não exclusiva, aos módulos da unidade de processamento 3 e aos sensores ou outros dispositivos de medição e aquisição.[0084] Optionally, the method includes operational steps corresponding to the respective functions performed by the components of the machine 1 of the invention, with particular, but not exclusive, reference to the modules of the processing unit 3 and sensors or other measurement and acquisition devices.

[0085] Além disso, um programa de computador que, quando executado em meios de processamento eletrônico, implanta o método acima mencionado, deve ser considerado totalmente coberto no conceito inventivo proposto.[0085] In addition, a computer program that, when executed on electronic processing means, implements the aforementioned method, should be considered fully covered in the proposed inventive concept.

Claims

1. Self-propelled operating machine (1), equipped with moving elements (10, 11, 13) including a lifting arm (10) with an apparatus (13) and equipped with a plurality of actuators (20, 21, 22, 23) designed to trigger movements of elements (10, 11, 13); characterized in that it comprises a control system including a processing unit (3) comprising a control module (31) configured to produce control signals designed to regulate the operation of the actuators (20, 21, 22, 23) based on one or more spatial limitation parameters; at least one of the limiting parameters is a function of spatial constraints for element movements.

2. Machine (1), according to the previous claim, characterized in that it comprises a first actuator (20) to raise and lower the arm (10) and at least one second actuator (22) to extend or retract the length of the arm (10).

3. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the device (13) can rotate, under the action of a third actuator (23).

4. Machine (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that one of the movable elements (10, 11, 13) is a turntable (11) on which the lifting arm is movably mounted , wherein a fourth actuator (21) is provided to operate the platform (11) in a rotatable manner.

5. Machine (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists of a rotating telescopic manipulator (1) and the control system.

6. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the control system comprises means (4) for acquiring the limiting parameters designed to produce limiting signals depending on the parameters, in which the module of control (31) is designed to receive the limiting signals.

7. Machine (1) according to the previous claim, characterized in that the means of acquisition include a user interface (4), which allows the operator to enter or select limiting parameters.

8. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing unit (3) includes a memory module (32) in which at least one predetermined spatial arrangement is registered for the moving elements mentioned above (10, 11, 13), wherein the control module (31) is configured to produce control signals designed to automatically move the elements into the predetermined arrangement.

9. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of position measuring devices (5) designed to determine the position of the moving elements (10, 11, 13), in which the devices (5) are designed to generate respective position signals, in which the processing unit (3) is designed to receive the position signals and includes a positioning module (34) configured to determine the current arrangement of the moving elements above mentioned (10, 11, 13), in which the control module (31) is configured to produce the control signals based on the arrangement of the moving elements (10, 11, 13) determined by the positioning module (34).

10. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that the processing unit (3) includes a feedback module (35) designed to receive control signals and position signals and configured to perform a comparison between the current arrangement determined by the positioning module and a target arrangement of the moving elements (10, 11, 13), wherein the control module (31) is configured to perform corrections in the operation of the actuators (20 , 21, 22, 23).

11. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that a memory module (32) included in the processing unit (3) registers one or more spatial references (M) to calculate the disposition of the elements (10, 11, 13), wherein the limiting parameters are defined by arrangements of one or more of the elements relative to the references.

12. Machine (1), according to the previous claim, characterized by the fact that at least one reference is a central axis of the machine (1) and a spatial restriction of at least one parameter is the parallelism between an axis of the device ( 13) and the central axis of the machine (1).

13. Machine (1), according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one reference is a central axis of the machine (1) and at least one spatial constraint is a predetermined angle between an axis of the apparatus ( 13) and the central axis of the machine (1).

14. Method for controlling mobile elements (10, 11, 13) of a self-propelled operating machine, including a lifting arm (10) with an apparatus (13), characterized in that it comprises the following steps: acquiring one or more limiting parameters due to spatial constraints for element movements (10, 11, 13); automatically adjust the operation of the mobile elements (10, 11, 13) according to the spatial limitation parameters.

15. Computer program characterized by the fact that, being executed in electronic processing means, it triggers the method as defined in the previous claim.