BR102021019850A2

BR102021019850A2 - Método para otmizar uma função anti-oscilação

Info

Publication number: BR102021019850A2
Application number: BR102021019850-8A
Authority: BR
Inventors: Charles Blondel; Yannick BODIN
Original assignee: Schneider Electric Industries Sas
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2022-06-28
Also published as: US20220185634A1; CN114634104A; EP4015436A1; CA3140623A1; US11866302B2

Abstract

Para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma área de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento, e uma ferramenta manipulando a carga, onde ao dispositivo de controle é permitido: criar (S1a) uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo do carrinho; criar (S1b) uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária da carga; transportar (S2) a carga na área de elevação usando um algoritmo anti-oscilação levando em conta a primeira tabela e a segunda tabela, em que o algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho, a carga e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho.

Description

MÉTODO PARA OTMIZAR UMA FUNÇÃO ANTI-OSCILAÇÃO

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção em geral refere-se a um método para uma função anti-oscilação aplicado a um dispositivo de elevação que está atravessando um armazém, o dispositivo de elevação disposto para carregar uma carga suspensa por cabos de um carrinho que pode se mover com o dispositivo de elevação.

ANTECEDENTES

[0002] Dispositivos de elevação 1 tais como guindastes de ponte. guindastes de cavalete, ou guindastes de deslocamento aéreo normalmente compreendem um carrinho 2 que pode se mover sobre uma viga única ou um conjunto de trilhos 3 ao longo de um eixo horizontal X, como mostrado na figura 1. Este primeiro movimento ao longo do eixo X em geral é referido como movimento de deslocamento curto e/ou movimento do carrinho. Dependendo do tipo de dispositivo, a viga ou o conjunto de trilhos 3, também referido como ponte, pode também ser móvel ao longo de um eixo horizontal Y perpendicular ao eixo-X, permitindo assim que o carrinho seja movido ao longo de ambos os eixos X e Y. Este segundo movimento ao longo do eixo-Y em geral é referido como movimento de deslocamento longo e/ou movimento de ponte ou guindaste. A quantidade de deslocamento curto disponível ao longo do eixo-X e de deslocamento longo ao longo do eixo-Y determina uma área de elevação que é atravessada pelo guindaste 1.

[0003] Uma ferramenta 4, também chamada de dispositivo de suspensão de carga, está associada com um sistema de recolhimento tendo cabos que passam através do carrinho 2, o comprimento dos cabos 5 sendo controlado pelo carrinho 2 para variar, desse modo permitindo o deslocamento de uma carga 6 ao longo de um eixo vertical Z, referido como movimento de elevação.

[0004] Transferir uma carga suspensa através de um armazém, um salão, estaleiro, instalação metalúrgica ou nuclear, exige que um operador seja muito cuidados para impedir que pessoas, obstáculos ou objetos que estão presentes dentro da área de elevação sejam atingidos ou danificados de qualquer maneira. Portanto, além do tamanho, o balanço da carga suspensa, comumente referido como oscilação, é alguma coisa que o operador precisa levar em conta ao manobrar a carga através do local de trabalho ao longo de uma trajetória dentro dos limites da área de elevação. Além disso, pode ocorrer fenômeno de balanço secundário e perturbar a operação normal de elevação.

[0005] Esta complexidade é o que tem dificultado o desenvolvimento de sistemas de elevação completamente automático sendo capaz de transferir cargas suspensas independentemente ao longo de uma trajetória. Algumas funções anti-oscilação avançadas são difíceis e demoradas para colocar em prática, o que é devido, principalmente, ao grande número de parâmetros que são variáveis e específicos para cada guindaste. Consequentemente, existe uma necessidade de desenvolver guindastes que realizem um comissionamento anti-oscilação de circuito fechado fácil e otimizado.

SUMÁRIO

[0006] Este sumário é fornecido para introduzir conceitos relacionados com o assunto da presente invenção. Esse sumário não está destinado a identificar aspectos essenciais do assunto reivindicado nem é destinado a determinar ou limitar o escopo do assunto reivindicado.

[0007] Em uma implementação, é fornecido um método para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma párea de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento, e uma fer-ramenta manipulando a carga, o método compreendendo em um dispositivo de controle:
criar uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo do carrinho, dependendo de características físicas da carga e em parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho, desvios de ângulo sendo determinados por medições de ângulos de inclinação do carrinho,
criar uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária da carga dependendo das características físicas da carga, em parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento e em medições de aceleração e posição angular da ferramenta,
transportar a carga na área de elevação usando um algoritmo anti-oscilação levando em conta a primeira tabela e a segunda tabela, em que o algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho, a carga e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho.

[0008] Consequentemente, o algoritmo anti-oscilação é otimizado para reduzir de modo significante a oscilação da carga e assim melhorar a tensão mecânica do guindaste e aumentar a produtividade e desempenho de operação do dispositivo de elevação. O algoritmo anti-oscilação melhorado leva em cota o ambiente mecânico, o comportamento de pendulo da ferramenta com a carga e atrasos devido ao processamento de informação pela cadeia de comandos, o que reduz o tempo de comissionamento de algoritmo anti-oscilação.

[0009] Em uma modalidade, o método ainda compreende criar uma terceira tabela compreendendo atrasos de comando global dependendo de comandos de movimento do dispositivo de controle para o carinho, e em que o algoritmo anti-oscilação ainda leva em conta a terceira tabela.

[0010] Em uma modalidade, os parâmetros mecânicos relacionados com o carrinho incluem elo menos a posição do carrinho.

[0011] Em uma modalidade, as características físicas da carga incluem pelo menos o peso da carga.

[0012] Em uma modalidade, os parâmetros mecânicos relacionados com o sistema de recolhimento incluem pelo menos o comprimento de um cabo do sistema de recolhimento.

[0013] Em uma modalidade, a terceira tabela ainda compreende um atraso de medição de ângulo de um sensor de ângulo ligado ao carrinho.

[0014] Em uma modalidade, as medições de ângulos de inclinação do carrinho são realizadas por um inclinômetro ligado ao carrinho.

[0015] Em uma modalidade, as medições de aceleração e posição angular da ferramenta são realizadas por um acelerômetro e um giros-cópio ligado à ferramenta.

[0016] Em uma modalidade, o algoritmo anti-oscilação usa os desvios de ângulo da primeira tabela para uma dada carga e toma como entradas a posição atual do carrinho e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho para determinar os desvios de ângulo em tempo real a serem levados em conta um circuito de ajuste do algoritmo anti-oscilação.

[0017] Em uma modalidade, o algoritmo anti-oscilação analisa as probabilidades da oscilação secundária para uma dada carga e adapta os coeficientes de um circuito de ajuste quando as probabilidades de oscilação secundária mudam com o comprimento do cabo do sistema de recolhimento.

[0018] Em uma modalidade, os coeficientes estão ligados a fatores de correção de um circuito de ajuste, um coeficiente correspondendo com uma mudança de velocidade, uma aceleração ou uma desaceleração do carrinho.

[0019] Em uma modalidade, o algoritmo anti-oscilação usa a terceira tabela para antecipar o gatilho de comandos de movimento que são executados efetivamente pelo carinho depois de atrasos de comando global.

[0020] Em outra implementação, é fornecido um aparelho para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma área de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento e uma ferramenta manipulando a carga, o aparelho compreendendo: uma ou mais interfaces de rede para comunicar com uma rede de telecomunicação;
um processador acoplado Hs interfaces de rede e configurado para executar um ou mais processos; e
uma memória configurada para armazenar um processo executável pelo processador, o processo quando executado operável para:
criar uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo do carrinho, dependendo de características físicas da carga e em parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho, desvios de ângulo sendo determinados por medições de ângulos de inclinação do carrinho,
criar uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária da carga dependendo das características físicas da carga, em parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento e em medições de aceleração e posição angular da ferramenta,
transportar a carga na área de elevação usando um algoritmo anti-oscilação levando em conta a primeira tabela e a segunda tabela, em que o algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho, a carga e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho.

[0021] Em outra implementação, é fornecido um meio legível por computador tendo incorporado um programa de computador para executar um método para otimizar uma função anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma área de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento, e uma ferramenta manipulando a carga. O dito programa de computador compreende instruções que realizam as etapas de acordo com o método de acordo com a invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] A descrição detalhada é descrita com referência às figuras anexas. Nas figuras, o dígito mais à esquerda de um número de referência identifica a figura na qual o número de referência aparece primeiro. Os mesmos números são usados por todas as figuras para fazer referência a recursos e componentes semelhantes. Algumas modalidades do sistema e/ou métodos de acordo com as modalidades do assunto presente são agora descritos, por meio de exemplo somente, e com referência às figuras anexas, em que:

[0023] A figura 1 mostra esquematicamente um exemplo de um dispositivo de elevação;

[0024] A figura 2 mostra esquematicamente um exemplo de um sistema de comunicação para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação;

[0025] A figura 3 ilustra elementos do dispositivo de elevação envolvidos em uma oscilação secundária;

[0026] A figura 4 ilustra uma diferença entre a oscilação primária e a oscilação secundária;

[0027] A figura 5 ilustra um fluxograma ilustrando um método para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação de acordo com uma modalidade.

[0028] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento ou o mesmo tipo de elemento em todos os desenhos.

[0029] Deve ser apreciado por aqueles versados na técnica que quaisquer diagramas de bloco aqui representam vistas conceituais de sistemas ilustrativos incorporando os princípios do assunto presente. De modo similar, será apreciado que quaisquer fluxogramas, diagramas de fluxo, diagramas de transição de estado, pseudo-código, e similares representam vários processos que podem ser substancialmente representados em meio legível por computador e assim executados por um computador ou processador, se ou não tal computador ou processados é mostrado explicitamente.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0030] As figuras e a descrição seguinte ilustram modalidades exemplares específicas da invenção. Assim será apreciado que aqueles versados na técnica serão capazes de conceber várias disposições que, embora não explicitamente descritas ou mostradas aqui, incorporam os princípios da invenção e estão incluídas dentro do escopo da invenção. Além do mais, quaisquer exemplos descritos aqui são destinados a ajudar na compreensão dos princípios da invenção, e não devem ser construídos como sendo sem limitação para tais exemplos e condições especificamente citados. Como resultado, a invenção não é limitada às modalidades específicas ou exemplos descritos abaixo, mas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0031] Referindo-se à figura 2, um sistema de comunicação para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação compreende um dispositivo de controle CD, um conjunto de sensores SS e um sistema de supervisão SUP.

[0032] Uma área de elevação, tal como um armazém, um pátio, um salão, ou outra área de trabalho, é fornecida com um sistema de supervisão SUP que é um sistema de controle IT para supervisão da área de elevação. O sistema de supervisão fornece informação ao dispositivo de controle CD para execução de trajetória, autorização, isto é gerenciamento de acesso, segurança em geral.

[0033] O dispositivo de controle CD é capaz de se comunicar com o sistema de supervisão SUP e com o conjunto de sensores SS através de uma rede de telecomunicação TN. A rede de telecomunicação pode ser uma rede com fio ou sem fio, ou uma combinação de redes com fio e sem fio. A rede de comunicação pode estar associada com uma rede de pacotes, por exemplo, uma rede de alta velocidade IP (“Protocolo de Internet”), tal como a Internet ou uma intranet, ou mesmo uma rede privada específica da empresa. O dispositivo de controle CD pode ser Controladores de Lógica Programável (PLC) ou outro dispositivo de automação capaz de implementar processos industriais e capaz de se comunicar com o sistema de supervisão para troca de dados tais como solicitações, entradas, dados de controle, etc.

[0034] Em uma modalidade, o conjunto de sensores SS inclui um sistema de posicionamento PS, um sensor de ângulo AS, um inclinô-metro INC, um acelerômetro ACC e um giroscópio GYR.

[0035] O sistema de posicionamento PS pode estar ligado ao carrinho e é configurado para medir a posição do carrinho. Em uma modalidade, o sistema de posicionamento PS, tal como um sistema de radar, incluindo um emissor de rádio e um detector de rádio, pode emitir ondas de rádio que serão refletidas pelas estruturas do ambiente circundante, como uma parede do armazém, que devem ser detectadas pelo detector do radar. Isto permitira determinar a distância entre o carrinho e a parede na direção X e Y. Isto permitirá determinar a distância ente o carrinho e a posição de referência do trilho. Em uma modalidade, o sistema de posicionamento PS está associado com o carrinho e pode determinar a posição do carrinho ao longo do eixo X e eixo Y com respeito ao movimento de deslocamento curto e/ou movi-mento de carrinho e com respeito ao movimento de deslocamento longo e/ou movimento de ponte ou guindaste. Em outra modalidade, o sistema de posicionamento PS compreende dois sistemas de radar, um estando ligado ao carrinho para o eixo X e o outro estando ligado ao cavalete para o eixo Y.

[0036] O inclinômetro INC pode estar ligado ao carrinho e é configurado para medir desvios de ângulo do carrinho com respeito ao plano horizontal, os desvios de ângulo dependendo de características físicas da carga e nos parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho. As características físicas da carga podem ser o peso da carga, as dimensões da carga e o centro de gravidade da carga. Os parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho incluem pelo menos a posição do carrinho. Os desvios de ângulo do carrinho são devidos a algumas características mecânicas relacionadas com a estrutura global do guindaste, incluindo, por exemplo, a linearidade do trilho, a deformação estrutura do guindaste.

[0037] Durante a primeira fase de instrução para uma carga específica, a carga é transportada ao longo de trajetórias predeterminadas na área de elevação. A primeira fase de instrução pode ser enriquecida durante diferentes sessões de operação do dispositivo de elevação. Em intervalos de tempo consecutivos ou posições específicas, o dispositivo de controle CD pode receber medidas de desvios de ângulo do carinho do inclinômetro INC e correlacionar as medidas com a posição do carrinho dada pelo sistema de posição PS. O dispositivo de controle CD pode assim criar uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo dependendo do ambiente mecânico. Os desvios de ângulo podem levar a uma medição de ângulo indesejável durante a operação do aparelho de elevação, levando assim a decisões de correção inadequadas.

[0038] O acelerômetro ACC e o giroscópio FYR podem estar liga-dos à ferramenta e são configurados para medir a aceleração e posição angular da ferramenta. Como para o inclinômetro, as características físicas da carga podem ser o peso da carga, as dimensões da carga e o centro de gravidade da carga. Os parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento podem ser o comprimento do cabo do sistema de recolhimento e a rigidez do cabo.

[0039] Durante a segunda fase de instrução para uma carga específica, que pode ser operada ao mesmo tempo que a primeira fase de instrução, a carga é transportada ao longo de trajetórias predeterminadas na área de elevação. O dispositivo de controle CD recebe medidas de aceleração e posição angular do acelerômetro ACC e do giroscópio GYR e correlaciona as medidas com os parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento. Por exemplo, o comprimento do cabo do sistema de recolhimento pode variar, por exemplo, após pegar a carga e antes de abaixar a carga. Podem ser deduzidas, a partir das medidas de aceleração e posição angular, as probabilidades de oscilação secundária da carga. O dispositivo de controle CD pode assim criar uma segunda tabela fornecendo probabilidades de uma oscilação secundária da carga dependendo de parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento, como o comprimento do cabo do sistema de recolhimento.

[0040] A primeira fase de instrução pode ser executada para diferentes cargas para ser enriquecida com dados relacionados às diferentes cargas. O dispositivo de controle CD pode assim criar uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo dependendo do peso de cargas e posições do carrinho. Para cada posição do carrinho, podem existir diferentes desvios de ângulo respectivamente associados com diferentes cargas de acordo com seu peso. A partir de outro ponto de vista, para cada carga tendo um peso específico, existe um desvio de ângulo dado para uma dada posição do carrinho.

[0041] A segunda fase de instrução pode também ser executada para diferentes cargas para ser enriquecida com os dados relacionados com as diferentes cargas. O dispositivo de controle CD pode assim criar uma segunda tabela fornecendo probabilidade de uma oscilação secundária dependendo do peso das cargas e dependendo do comprimento do sistema de recolhimento de cabo. Para uma carga específica (com um dado peso), alguns comprimentos de cabo podem estar associados com altas probabilidades de uma oscilação secundária enquanto alguns outros comprimentos de cabo podem estar associados com baixas probabilidades de uma oscilação secundária. A segunda tabela pode fornecer valores de probabilidades ou classificar as probabilidades em um conjunto de níveis, por exemplo, baixo, médio e alto.

[0042] O dispositivo de controle CD pode se comunicar com o sensor de ângulo AS e com outros dispositivos de comando do guindaste que realizam um comando de movimento para o carrinho a partir do dispositivo de controle. Pode existir uma cadeia de comandos entre o dispositivo de controle CD e o carrinho que são executadas por diferentes dispositivos de comando como sensores, redes, PLCs, um driver de velocidade, um motor, etc. O sensor de ângulo AS pode estar ligado ao carrinho e é configurado para medir o ângulo entre a carga e o eixo vertical.

[0043] Durante uma terceira fase de instrução que pode ser operada ao mesmo tempo que tanto a primeira fase de instrução quanto a segunda fase de instrução, a carga pode ser comandada para mover para uma dada posição ou acelerar ou desacelerar. O dispositivo de controla CD estima parâmetros dinâmicos relacionados com os dispositivos de comando do guindaste, os parâmetros dinâmicos sendo relacionados com atrasos do comando de movimento, incluindo atraso de medição, atraso de comunicação e atraso de processamento. O dispositivo de controle CD pode distinguir atrasos relacionados com medições de ângulo do sensor de ângulo AS, e atrasos relacionados com comandos de movimento dos dispositivos de comando. O dispositivo e controle CD pode assim criar uma terceira tabela fornecendo atrasos dependendo de ambiente de controle.

[0044] Para estimar os atrasos do comando de movimento, o dispositivo de controle CD pode utilizar mecanismos diferentes, como interrogar cada dispositivo para seu tempo de resposta ou comparar uma nova resposta dada pelo sistema de posicionamento PS depois de um movimento comandado para o carrinho com uma resposta dada diretamente por outro acelerômetro ligado ao carrinho.

[0045] O dispositivo de controle CD é configurado para criar uma trajetória a ser seguida pelo guindaste para transportar uma carga de um lugar dentro da área de elevação para outra. Normalmente, um algoritmo anti-oscilação é usado para amortecer as oscilações de uma carga durante a operação do guindaste de ponte, que fornece o aumento de um desempenho de mecanismo, reduz o risco de acidentes e situações traumáticas. Os métodos que são usados para atingir este objetivo incluem modelagem matemática e simulação de computador. Um sistema anti-oscilação é baseado no uso de um sensor de ângulo de carga com variáveis internas do sistema de acionamento elétrico. Por exemplo, um algoritmo anti-oscilação toma como entradas, os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho.

[0046] No entanto, para ser mais reativo para amortecer a oscilação da carga, o algoritmo anti-oscilação pode levar em conta o ambiente mecânico do guindaste que leva a desvios de ângulo do carrinho, o comportamento dinâmico da carga que corresponde a uma oscilação secundária da carga e o comportamento de controle da cadeia de co-mando por meio respectivamente da primeira tabela, segunda tabela e terceira tabela. Assume-se que uma primeira tabela, uma segunda tabela, e uma terceira tabela são produzidas para uma carga específica e são usadas com o algoritmo anti-oscilação quando uma carga similar à dita carga específica é transportada.

[0047] A primeira tabela fornece ao algoritmo anti-oscilação desvios de ângulo em tempo real a serem levados em conta para a ajuste dependendo da posição atual do carrinho e da carga. A ajuste de algoritmo anti-oscilação pode consistir em uma mudança do carrinho se está em um modo estacionário ou em uma aceleração ou desaceleração do carrinho está em um modo de movimento.

[0048] A segunda tabela adapta os coeficientes de ajuste do algoritmo anti-oscilação para ser mais suaves quando existe alta probabilidade (risco) de oscilação secundária, ou ser mais apertados quando existe baixa probabilidade (risco) de oscilação secundária dependendo do comprimento do cabo e da carga. Os coeficientes de ajuste podem estar ligados a diferentes tipos de circuito de ajuste usando fatores de correção. Em um exemplo, o fator de correção é proporcional a um erro correspondendo com o resultado de uma diferença entre uma ordem (valor a atingir) e uma medida. Por padrão, a ordem pode corresponder a um ângulo de 0o como condição de operação normal deve ser para ter um eixo do sistema de recolhimento (cabo) sendo vertical. Se uma medida fornece um ângulo de 3o, o erro é -3o. O fator de correção é o resultado de uma multiplicação do erro por um coeficiente de ajuste ou um ganho.

[0049] Por exemplo, o dispositivo de controle CD pode permitir que o carrinho se desloque em velocidade maior quando não existe risco de oscilação secundária ou mudar a velocidade ou acelerar sem mudar o coeficiente de ajuste. Se existe um risco maior de oscilação secundária, o coeficiente de ajuste é reduzido quando uma mudança muito grande de velocidade ou aceleração pode levar a uma oscilação secundária.

[0050] A terceira tabela fornece parâmetros de atraso reais para a configuração do algoritmo anti-oscilação qualquer que seja o tipo de uma carga que é transportada, permitindo que o algoritmo anti-oscilação antecipe o tempo em que a ordem de movimento enviada ao carrinho se torne efetiva.

[0051] Referindo-se à figura 3, alguns elementos do dispositivo de elevação envolvidos em uma oscilação secundária são ilustrados. O dispositivo de elevação compreende um carrinho controlando o comprimento de um cabo de um sistema de recolhimento que está ligado ao fundo de uma ferramenta de manipulação de uma carga ou produto. O cabo está ligado ao carrinho por meio de um bloco superior e está ligado à ferramenta por meio de um bloco inferior.

[0052] A posição do centro de gravidade da ferramenta depende do tipo da carga e o centro de gravidade da carga é mais ou menos no meio da carga. O centro de gravidade equivalente global da combinação da ferramenta e da carga está situado entre o centro de gravidade da ferramenta e o centro de gravidade da carga: quanto mais pesada a carga, mais perto do centro de gravidade equivalente global está para o centro de gravidade da carga.

[0053] Um fenômeno de oscilação secundária pode ocorrer quando a distância do sistema de recolhimento é pequena, correspondendo mais ou menos com o comprimento do cabo entre o carrinho e a ferramenta, isto é, entre o centro do bloco superior, como uma polia, e o centro do bloco inferior, também como uma polia. Um fenômeno secundário pode depender também do centro de gravidade equivalente global.

[0054] Referindo-se à figura 4, é ilustrada a diferença entre a oscilação primária e a oscilação secundária. No caso de oscilação primá-ria, a carga pode balançar em um arco abaixo do carrinho a partir do eixo vertical, em uma direção paralela à direção de deslocamento do carrinho. O eixo de rotação está situado em torno da parte superior do sistema de recolhimento ligado ao carrinho. No caso de oscilação secundária, a ferramenta pode ainda balançar em um arco abaixo do carrinho a partir do eixo do centro de gravidade equivalente global, em uma direção paralela à direção de deslocamento do carrinho. O eixo de rotação está situado entre a parte inferior do sistema de recolhimento ligado à ferramenta e o centro de gravidade da carga.

[0055] Com referência à figura 5, um método para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação de acordo com uma modalidade da invenção compreende as etapas S1 e S2.

[0056] Na etapa S1, o dispositivo de controle CD inicia as fases de instrução para cargas diferentes durante as quais é analisado e calculado o ambiente mecânico do dispositivo de elevação, o comportamento do pendulo da ferramenta com a carga e atrasos dependendo do ambiente de controle. Durante as fases de instrução, a carga pode ser transportada em zonas diferentes para cobrir a área de elevação inteira e o dispositivo de controle CD recebe as medidas do conjunto de sensores para as dadas posições.

[0057] Em uma sub-etapa S1a, o dispositivo de controle recebe as medidas de desvios de ângulo do inclinômetro INC e correlaciona as medidas com a posição do carrinho e da carga. O dispositivo de controle CD cria uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo dependendo do ambiente mecânico O desvio de ângulo em uma dada posição e carga permite corrigir uma medida de ângulo pelo sensor de anglo na dita posição dada.

[0058] Em uma sub-etapa S1b, o dispositivo de controle CD recebe medidas de aceleração e velocidade do acelerômetro ACC e do giroscópio GYR e correlaciona as medidas com o comprimento do cabo, o dispositivo de controle CD cria uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária das cargas dependendo de parâmetros mecânicos relacionados à carga e ao sistema de recolhimento, como o comprimento do cabo.

[0059] Em uma sub-etapa S1c, o dispositivo de controle CD estima os atrasos diferentes devido ao processamento de informação pela cadeia de comandos. O dispositivo de controle CD cria uma terceira tabela fornecendo atrasos dependendo do ambiente de controle.

[0060] Na etapa S2, o dispositivo de controle CD gera uma trajetória do dispositivo de elevação para transporta uma dada carga através da área de elevação de um ponto de partida para um ponto alvo. O dispositivo de controle CD comanda o carinho para iniciar o transporte da carga e usa o algoritmo anti-oscilação para adaptar o comportamento do carrinho durante o transporte.

[0061] O algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos do dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho. Em tempo real, a posição atual do carrinho é fornecida pelo sistema de posicionamento PS, e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho (assumido ser o ângulo entre a carga e o eixo vertical) é fornecido pelo sensor de ângulo AS ligado ao carrinho.

[0062] O algoritmo anti-oscilação usa os desvios de ângulo da primeira tabela para a carga dada e toma como entradas a posição atual do carrinho e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho para determinar os desvios de ângulo em tempo real a serem levados em conta para ajuste, por exemplo, em uma dada posição o sensor de ângulo AS fornece uma medida de 1o para o ângulo atual, a primeira tabela conte para a dita posição dada um valor para um desvio de ângulo. Se o valor é também 1o, significa que não existe correção para aplicar. Se o valor é diferente de 1o, um ajuste deve ser aplicado para compensar ou evitar este desvio de ângulo, por exemplo, movendo o carrinho para outra posição.

[0063] O algoritmo anti-oscilação analisa as probabilidades de oscilação secundária para uma carga dada e adapta os coeficientes de um circuito de ajuste quando as probabilidades de uma mudança de oscilação secundária mudam com o comprimento do cabo do sistema de recolhimento.

[0064] Para uma dada carga, as probabilidades de oscilação secundária dependem de comprimentos diferentes possíveis do cabo do sistema de recolhimento usados durante a operação do carrinho. Para alguns comprimentos do cabo do sistema de recolhimento, as probabilidades de oscilação secundária podem ser altas e os coeficientes do circuito de ajuste podem ser reduzidos.

[0065] O algoritmo anti-oscilação utiliza a terceira tabela para antecipar o gatilho de comandos de movimento e assim o tempo em que os comandos de movimento são efetivamente executados pelo carrinho.

[0066] O algoritmo anti-oscilação utiliza a primeira tabela, a segunda tabela e a terceira tabela para adaptar melhor o comportamento do carrinho durante o transporte.

[0067] Uma modalidade compreende um dispositivo de controle CD sob a forma de um aparelho que compreende um ou mais processadores, interface(s) I/O, e uma memória acoplado ao processador(es). O processador(es) pode ser implementado como um ou mais processadores, microcomputadores, microcontroladores, processadores de sinal digital, unidades de processamento central, máquinas de estado, circuitos lógicos, e/ou quaisquer dispositivos que manipulam sinais com base em instruções operacionais. O processador(es) pode se uma unidade de processamento única, ou um número de unidades, todas as quais poderiam também incluir múltiplas unidade de computação. Entre outras capacidades, os processadores são configurados para buscar e executar instruções legíveis por computador armazenadas na memória.

[0068] As funções realizadas pelo processador podem ser fornecidas através do uso de hardware dedicado bem como hardware capaz de executar software em associação com software apropriado. Quando fornecido por um processador, as funções podem ser fornecidas por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado, ou por vários processadores individuais, alguns dos quais podem ser compartilhados. Além disso, o uso explícito do termo “processador” não deve ser construído para se referir exclusivamente a hardware capaz de executar software, e pode incluir implicitamente, sem limitação, hardware de processador de sinal digital (DSP), processador de rede, circuito integrado específico de aplicação (ASIC), matriz de porta programável em campo (FPGA), memória de leitura (ROM) para armazenar software, memória de acesso randômico (RAM), e armazenamento não volátil. Outro hardware, convencional e/ou personalizado pode também ser incluído.

[0069] A memória pode incluir qualquer meio legível por computador conhecido na técnica incluindo, por exemplo, memória volátil, tal como memória de acesso randômico estática (SRAM) e memória de acesso randômico dinâmica (DRAM), e/ou memória não volátil, tal como memória de leitura (ROM), ROM programável apagável, memórias flash, discos rígidos, discos óticos e fitas magnéticas, a memória inclui módulos e dados, os módulos incluem rotinas, programas, objetos, componentes, estruturas de dados, etc., que realizam tarefas particulares ou implementam tipos de dados abstratos particulares. Os dados, entre outras coisas, servem como depósito para armazenar dados processados, recebidos e gerados por um ou mais dos módulos.

[0070] Uma pessoa versada na técnica reconhecerá facilmente que as etapas dos métodos, apresentadas acima, podem ser realizadas por computadores programados. Aqui, algumas modalidades também são destinadas a cobrir dispositivos de armazenamento de programa, por exemplo, meios de armazenamento de dados digitais, que são legíveis por máquina ou computador e codificam programas de instruções executáveis por máquina ou executáveis por computador, onde as ditas instruções realizam algumas ou todas as etapas do método descrito. Os dispositivos de armazenamento de programa podem ser, por exemplo, memórias digitais, meios de armazenamento magnético, tais como discos magnéticos e fitas magnéticas, drives rígidos, ou meios de armazenamento de dados digitais legíveis oticamente.

[0071] Embora a presente invenção tenha sido descrita acima com referência às modalidades específicas, não é destinada a ser limitada pela forma específica apresentada aqui. Em vez disto, a invenção é limitada somente pelas reivindicações anexas e, outras modalidades que a especifica acima, são igualmente possíveis dentro do escopo destas reivindicações anexas.

[0072] Além disso, embora as modalidades exemplares tenham sido descrias acima em alguma combinação exemplar de componentes e/ou funções, deve ser apreciado que, modalidades alternativas podem ser fornecidas para diferentes combinações de elementos e/ou funções sem se afastar do escopo da presente descrição. Em adição, é especificamente considerado que um aspecto particular descrito, tanto individualmente quanto como parte de uma modalidade, pode ser combinado com outros aspectos descritos individualmente, ou partes de outras modalidades.

Claims

Método para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma párea de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento, e uma ferramenta manipulando a carga, o método caracterizado pelo fato de que compreende em um dispositivo de controle:
criar (S1a) uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo do carrinho, dependendo de características físicas da carga e em parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho, desvios de ângulo sendo determinados por medições de ângulos de inclinação do carrinho,
criar (S1b) uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária da carga dependendo das características físicas da carga, em parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento e em medições de aceleração e posição angular da ferramenta,
transportar (S2) a carga na área de elevação usando um algoritmo anti-oscilação levando em conta a primeira tabela e a segunda tabela, em que o algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho, a carga e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende criar (S1c) uma terceira tabela compreendendo atrasos de comando global dependendo de comandos de movimento do dispositivo de controle para o carinho, e em que o algoritmo anti-oscilação ainda leva em conta a terceira tabela.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os parâmetros mecânicos relacionados com o carrinho incluem pelo menos a posição do carri-nho.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as características físicas da carga incluem pelo menos o peso da carga.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os parâmetros mecânicos relacionados com o sistema de recolhimento incluem pelo menos o comprimento de um cabo do sistema de recolhimento.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a terceira tabela ainda compreende um atraso de medição de ângulo de um sensor de ângulo ligado ao carrinho.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as medições de ângulos de inclinação do carrinho são realizadas por um inclinômetro ligado ao carrinho.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as medições de aceleração e posição angular da ferramenta são realizadas por um acelerômetro e um giroscópio ligado à ferramenta.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o algoritmo anti-oscilação usa os desvios de ângulo da primeira tabela para uma dada carga e toma como entradas a posição atual do carrinho e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho para determinar os desvios de ângulo em tempo real para ser levado em conta um circuito de ajuste do algoritmo anti-oscilação.
Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o algoritmo anti-oscilação analisa as probabilidades da oscilação secundária para uma dada carga e adapta os coeficientes de um circuito de ajuste quando as probabilidades de oscilação secundária mudam com o comprimento do cabo do sistema de recolhimento.
Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os coeficientes estão ligados a fatores de correção de um circuito de ajuste, um coeficiente correspondendo com uma mudança de velocidade, uma aceleração ou uma desaceleração do carrinho.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o algoritmo anti-oscilação usa a terceira tabela para antecipar o gatilho de comandos de movimento que são executados efetivamente pelo carinho depois de atrasos de comando global.
aparelho para otimizar um algoritmo anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma área de elevação e compreendendo um carrinho, um sistema de recolhimento e uma ferramenta manipulando a carga, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:
uma ou mais interfaces de rede para comunicar com uma rede de telecomunicação;
um processador acoplado às interfaces de rede e configurado para executar um ou mais processos; e uma memória configurada para armazenar um processo executável pelo processador, o processo quando executado operável para:
criar uma primeira tabela fornecendo desvios de ângulo do carrinho, dependendo de características físicas da carga e em parâmetros mecânicos relacionados ao carrinho, desvios de ângulo sendo determinados por medições de ângulos de inclinação do carrinho,
criar uma segunda tabela fornecendo as probabilidades de uma oscilação secundária da carga dependendo das características físicas da carga, em parâmetros mecânicos relacionados ao sistema de recolhimento e em medições de aceleração e posição angular da ferramenta,
transportar a carga na área de elevação usando um algoritmo anti-oscilação levando em conta a primeira tabela e a segunda tabela, em que o algoritmo anti-oscilação toma como entradas os parâmetros dinâmicos de dispositivo de elevação compreendendo a posição atual do carrinho, a carga e o ângulo atual da carga com respeito ao carrinho
Meio legível por computador tendo incorporado um programa de computador para executar um método para otimizar uma função anti-oscilação para o transporte de uma carga por um dispositivo de elevação atravessando uma área de elevação e caracterizado pelo fato de que compreende um carrinho, um sistema de recolhimento, e uma ferramenta manipulando a carga como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.