BRPI0914277A2 - crane operation simulator - Google Patents

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BRPI0914277A2
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crane
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Portuguese (pt)
Inventor
Ronaldo Goncalves Cruz
Patrick Lira Arpelau
Carlos Henrique De Jesus Puppim
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Petroleo Brasileiro Sa
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Abstract

SIMULADOR DE OPERAçãO DE GUINDASTES. A presente invenção tem como objetivo, um equipamento para treinamento de profissionais destinados a operar máquinas. Mais especificamente, para o treinamento de operadores de guindaste "offshore" por meio de simulação. Este objetivo é alcançado por meio de um equipamento que compreende três estações (100, 200, 300) sendo uma primeira estação (100) para um instrutor, uma segunda estação (200) para o operador em treinamento e uma terceira estação (300) destinada à figura de um auxiliar de movimentação de cargas. A primeira estação (100) é o cérebro do equipamento de onde podem ser gerados comandos, por exemplo, para mudança de tipo de guindaste, de carga, de instalação, variação de clima e indução de irregularidades envolvendo uma ou mais destas variáveis citadas.CRANE OPERATION SIMULATOR. The present invention aims to provide equipment for training professionals to operate machines. More specifically, for the training of offshore crane operators through simulation. This objective is achieved by means of equipment comprising three stations (100, 200, 300) with a first station (100) for an instructor, a second station (200) for the operator in training and a third station (300) for to the figure of a cargo handling assistant. The first station (100) is the brain of the equipment from which commands can be generated, for example, to change the type of crane, load, installation, climate variation and induction of irregularities involving one or more of these variables.

Description

SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTESCRANE OPERATING SIMULATOR

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

A presente invenção encontra-se no campo dos equipamentos para treinamento de profissionais destinados a operar máquinas. Mais especificamente, para o treinamento de operadores de guindaste por meio de simulação. Mais particularmente para treinamento simulado de operação de guindastes empregados em instalações de produção de petróleo, tanto para movimentações de carga quanto para movimentações de pessoas.The present invention is in the field of professional training equipment for operating machines. More specifically, for training crane operators through simulation. More particularly for simulated crane operation training employed in oil production facilities for both cargo handling and personnel movement.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Ao longo do tempo, profissionais de várias áreas, como por exemplo, operadores de máquinas, têm sido treinados para suas funções por meio da operação das próprias máquinas nas quais trabalham, com supervisão de um operador mais experiente, até que pudessem assumir seus postos de maneira autônoma.Over time, professionals in various fields, such as machine operators, have been trained for their duties by operating the machines on which they work, under the supervision of a more experienced operator, until they could take over their jobs. autonomously.

Em um aspecto, a experiência deste operador em treinamento era adquirida de uma forma que pode ser representada normalmente pelo binômio "tentativa/erro". O treinamento assim executado agregava alto risco até que este operador adquirisse segurança.In one respect, this operator's experience in training was gained in a way that can usually be represented by the binomial "trial / error". The training thus performed added high risk until this operator gained safety.

Em outro aspecto muitos dos operadores com sólida experiência adquirida pelo modo explicado acima e aperfeiçoada pelos anos de trabalho, já se encontram fora do mercado de trabalho ou são contratados por outras empresas.In another respect many of the operators with solid experience gained in the manner explained above and honed by years of work are either already outside the labor market or are hired by other companies.

A passagem dos conhecimentos de profissionais experientes a operadores novatos torna-se um gargalo para a renovação de mão-de- obra e, consequentemente, surge uma grande dificuldade de manutenção de um quantitativo mínimo de operadores para abastecer o mercado e as empresas.The transfer of knowledge from experienced professionals to novice operators becomes a bottleneck for labor renewal and, as a result, it is very difficult to maintain a minimum number of operators to supply the market and companies.

A técnica evoluiu no sentido da criação de simuladores de condições de operação, não somente para casos de equipamentos que envolvam risco por serem manipulados por pessoal não experiente, mas para várias outras técnicas arriscadas, como operações cirúrgicas ou mesmo em treinamento de pronto socorro, onde o risco é da vida humana.The technique has evolved towards the creation of simulators of operating conditions, not only for equipment cases that involve a risk of being handled by inexperienced personnel, but for various other risky techniques, such as surgical operations or even in first aid training, where The risk is to human life.

Os simuladores destinados a treinamento de condutores de veículos evoluíram para uma reprodução exata do veículo ao qual o condutor precisa se familiarizar e com os meios geradores de ambientação.Simulators for driver training have evolved into an accurate reproduction of the vehicle the driver needs to become familiar with and the means of ambiance.

Normalmente os geradores de ambientação são encontrados sob a forma de telas e projetores de imagens pré-filmadas e com situações ou caminhos específicos. Da mesma forma surgiram os simuladores de vôo para aeronaves utilizando o mesmo sistema, apenas introduzindo uma cabine que, em uma evolução, podiam se movimentar geralmente por estar apoiada em atuadores hidráulicos. Normalmente para ter uma visualização em três dimensões, são usados projetores de imagem numa tela em forma de domo.Ambiance generators are usually found in the form of pre-filmed screens and image projectors with specific situations or paths. In the same way, aircraft flight simulators emerged using the same system, only by introducing a cabin that, in an evolution, could generally move by being supported by hydraulic actuators. Usually for three-dimensional viewing, image projectors are used on a dome-shaped screen.

No campo da presente invenção, o operador de um guindaste "offshore" se destaca pela responsabilidade de seu serviço, por exemplo, no transporte de equipamentos, materiais, alimentos e, principalmente, pessoas desde o convés de uma embarcação para o convés de uma unidade marítima.In the field of the present invention, the operator of an offshore crane stands out for the responsibility of his service, for example, in the transportation of equipment, materials, food and especially people from the deck of a vessel to the deck of a unit. maritime

Quando a técnica apresenta algumas propostas de simulação de operação de guindastes, estas propostas são para guindastes em terra ("onshore").When the technique presents some crane operation simulation proposals, these proposals are for onshore cranes.

A realidade de guindastes "offshore" é bastante particular, pois, o guindaste não se movimenta até a carga como os que estão em terra. O que é movida e posicionada sobre o item destinado a uma movimentação é, apenas, a sua lança.The reality of offshore cranes is quite particular as the crane does not move up to the cargo like those on land. What is moved and positioned over the item intended for a move is only its spear.

Outro fator a ser levado em conta é a presença de esforços dinâmicos que são transferidos ao guindaste por ocasião de um içamento a partir de uma embarcação. O grande questionamento é como treinar um operador de guindaste "offshore" eliminando qualquer possibilidade de risco inerente a uma condição na qual o ambiente é estritamente operacional e perigoso.Another factor to take into account is the presence of dynamic forces that are transferred to the crane when lifting from a vessel. The big question is how to train an offshore crane operator by eliminating any risk inherent in a condition in which the environment is strictly operational and dangerous.

A técnica se necessita de um equipamento que possa treinar um operador inexperiente em guindaste "offshore", sem riscos, de forma que possam ser enfrentadas condições adversas em um ambiente de realidade virtual que reproduza os cenários e equipamento específicos, em um alojamento que, também, reproduza fielmente os modelos de guindaste no qual o operador vai atuar com interação total e em tempo real, não só na presença de um instrutor, mas também de um auxiliar de movimentação de carga como acontece na realidade, seja este também um aprendiz em treinamento ou um profissional experiente.The technique requires equipment that can train an inexperienced operator on risk-free offshore crane so that adverse conditions can be met in a virtual reality environment that reproduces specific scenarios and equipment in a housing that also , faithfully reproduce crane models in which the operator will perform with full, real-time interaction, not only in the presence of an instructor, but also as a load-handling assistant as it really is, whether this is also a training apprentice or an experienced professional.

TÉCNICA RELACIONADARELATED TECHNIQUE

O documento brasileiro MU 8701973-6 U2 apresenta um simulador para treinamento de condutores de veículos automotivos, composto por uma cabine de veículo a ser simulado, cabine esta contendo todos os comandos necessários ao controle e dirigibilidade do veículo, sistema de projeção de imagens de ambientes urbanos, assim como de rodovias federais, fornecendo visão frontal, lateral direita, lateral esquerda e traseira.The Brazilian document MU 8701973-6 U2 presents a simulator for driver training of automotive vehicles, consisting of a vehicle cabin to be simulated, which cabin contains all the necessary controls for vehicle control and drivability, ambient image projection system. as well as federal highways, providing front, right side, left side and rear view.

O documento brasileiro Pl 0509699-5A apresenta um método para simular uma rota de trilhos real e a operação de um trem ao longo dessa rota e um sistema para exibir a operação de um trem ao longo da mesma. Uma vez que o evento de trilho seja especificado e sua localização determinada, o evento de trilho e terreno circundante são simulados usando modelos de software do evento de trilho e terreno que estão armazenados em um banco de dados. O trilho, eventos de trilho e terreno circundante ao longo do trilho podem ser realisticamente simulados.Brazilian document Pl 0509699-5A discloses a method for simulating a real track route and the operation of a train along that route and a system for displaying the operation of a train along it. Once the rail event is specified and its location determined, the surrounding rail event and terrain are simulated using rail and terrain event software templates that are stored in a database. The trail, trail events, and surrounding terrain along the trail can be realistically simulated.

O documento norte-americano US 2006/0281052 A1 apresenta um método e um equipamento simulador para treinamento de um piloto de navio no uso do sistema chamado de posicionamento dinâmico, onde um sinal correspondente a uma primeira distância entre o navio e uma bóia de carga ou outro objetivo, é alimentada diretamente ao sistema de controle para uma operação de posicionamento normal ou, onde um primeiro sinal de distância é direcionado por meio de um transdutor alimentando um segundo sinal de distância ao sistema de controle para simulação.US 2006/0281052 A1 discloses a simulator method and equipment for training a ship pilot in the use of a system called dynamic positioning, where a signal corresponding to a first distance between the ship and a cargo buoy or another objective is fed directly to the control system for normal positioning operation or where a first distance signal is directed via a transducer feeding a second distance signal to the control system for simulation.

O segundo sinal de distância apresenta normalmente uma distância mais curta do que a distância do primeiro sinal.The second distance signal usually has a shorter distance than the distance of the first signal.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

É um objetivo da presente invenção um equipamento destinado a simular as condições reais de operação de um guindaste "offshore" para treinamento de novos profissionais para serviço numa instalação "offshore". O simulador emprega recursos de realidade virtual tridimensional e integra os profissionais envolvidos em operações de movimentação de cargas ou movimentação de pessoas entre uma unidade de produção e navios.It is an object of the present invention to provide equipment to simulate the actual operating conditions of an offshore crane for training new professionals for service in an offshore installation. The simulator employs three-dimensional virtual reality capabilities and integrates professionals involved in cargo handling or personnel movement operations between a production facility and ships.

Este objetivo é alcançado por meio de um equipamento que compreende, pelo menos, três estações sendo uma primeira a de um instrutor, uma segunda a de um operador em treinamento e uma terceira destinada a um auxiliar de movimentação de cargas.This objective is achieved by means of equipment comprising at least three stations, one being an instructor's first, a second being a training operator and a third intended for a cargo handling assistant.

A estação do instrutor é o cérebro do equipamento de onde podem ser gerados comandos, por exemplo, para mudança de modelo de guindaste, mudança da natureza da carga, mudança do cenário da instalação, variações de clima e indução de irregularidades envolvendo uma ou mais destas variáveis citadas.The instructor station is the brains of the equipment from which commands can be generated, for example, for crane model change, change in the nature of the load, change in the installation scenario, weather variations and induction of irregularities involving one or more of these. variables mentioned.

A estação do operador reproduz os comandos e funcionalidades existentes em um guindaste "offshore" real.The operator station reproduces the existing commands and features on a real offshore crane.

A estação do auxiliar de movimentação de cargas permite a introdução deste elemento no treinamento, aumentando a realidade, seja este auxiliar um profissional experiente ou um profissional em treinamento. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASThe cargo handling auxiliary station allows the introduction of this element in training, increasing the reality, whether it is an experienced professional or a training professional. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

As características do simulador para operação de guindastes, objeto da presente invenção, serão mais bem percebidas a partir da descrição detalhada que se fará a seguir, a mero título de exemplo, associada aos desenhos abaixo referenciados, os quais são parte integrante do presente relatório.The characteristics of the crane operating simulator, object of the present invention, will be better understood from the following detailed description, by way of example only, associated with the drawings referenced below, which are an integral part of this report.

A Figura 1 é uma representação esquemática de uma estação de treinamento do operador de acordo com a presente invenção.Figure 1 is a schematic representation of an operator training station according to the present invention.

A Figura 2 é uma representação esquemática de uma estação de um instrutor segundo a presente invenção.Figure 2 is a schematic representation of an instructor station according to the present invention.

A Figura 3 é uma representação esquemática de uma estação de do auxiliar de movimentação de cargas segundo a presente invenção.Figure 3 is a schematic representation of a cargo handling auxiliary station according to the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

A descrição detalhada do simulador para operação de guindastes, objeto da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base nas Figuras acima descritas.The detailed description of the crane operating simulator, object of the present invention, will be made according to the identification of the components that form it, based on the Figures described above.

Como já mencionado anteriormente, a operação de um guindaste "offshore" apresenta um funcionamento diferente de outros tipos de guindastes.As previously mentioned, the operation of an offshore crane performs differently from other types of cranes.

Daqui por diante, unidade de produção, geralmente uma plataforma, passará a ser chamada genericamente de instalação "offshore" a título de simplificação de nomenclatura apenas.Hereafter, the production unit, usually a platform, will generally be referred to as an offshore facility for the sake of nomenclature simplification only.

Uma das grandes dificuldades encontradas para treinamento prático de um futuro operador de guindaste "offshore" reside na criação de um local com um cenário específico de uma plataforma.One of the major difficulties encountered in hands-on training for a future offshore crane operator lies in creating a site with a platform-specific scenario.

Este cenário teria que tentar reproduzir o mais fielmente possível não só o ambiente, mas teria que ter uma cabine montada em um pedestal e um sistema complexo de reprodução dos movimentos induzidos à plataforma e, consequentemente, ao guindaste pelo mar e a movimentação relativa entre um navio e uma instalação "offshore". A impossibilidade de recriar, se não todas, mas boa parte das condições "offshore" a que a operação desses equipamentos está submetida, é uma realidade que dificulta a formação de novos operadores sem submetê-los aos riscos envolvidos nessas operações.This scenario would have to try to reproduce as faithfully as possible not only the environment, but it would have to have a pedestal-mounted cabin and a complex system for reproducing the movements induced to the platform and, consequently, the crane by the sea and the relative movement between a ship and an offshore installation. The impossibility of recreating, if not all, but most of the offshore conditions to which the operation of such equipment is subjected, is a reality that makes it difficult to train new operators without subjecting them to the risks involved in these operations.

Trata a presente invenção de um equipamento simulador de guindastes "offshore" destinado a treinar um operador inexperiente em guindastes deste tipo, sem riscos, de forma que possam ser enfrentadas condições adversas em um ambiente de realidade virtual.This invention is an offshore crane simulator designed to train an inexperienced operator in such a risk-free crane so that adverse conditions can be met in a virtual reality environment.

O ambiente de realidade virtual reproduz cenários e equipamentos específicos, condições de movimento relativo e induzido, sons característicos e condições climáticas.The virtual reality environment reproduces specific scenarios and equipment, relative and induced motion conditions, characteristic sounds and weather conditions.

O equipamento da presente invenção compreende um compartimento para operador que, também, reproduz fielmente os controles de modelos de guindastes nos quais o operador vai atuar com interação total e em tempo real, não só com um instrutor, mas com um auxiliar de movimentação de carga como acontece na realidade, seja este último um aprendiz em treinamento ou um profissional experiente.The equipment of the present invention comprises an operator compartment which also faithfully reproduces crane model controls in which the operator will act in full and real time interaction, not only with an instructor, but with a load handling assistant. As is the case in reality, whether the latter is a training apprentice or an experienced professional.

Com os recursos de computação avançada, o simulador da presente invenção torna mais realista a experiência do operador a ser treinado, não só devido à interatividade quase imediata que permite ao instrutor criar situações e problemas que serão apresentados ao operador em treinamento, a interferência deste na ação do operador em treinamento no sentido de correção de manuseio e, adicionalmente, a possibilidade de mapeamento de uma determinada região ou cenário em particular no qual o futuro operador vai desempenhar suas funções, reproduzido virtualmente em diversas situações.With advanced computing capabilities, the simulator of the present invention makes the operator experience to be trained more realistic, not only because of the almost immediate interactivity that allows the instructor to create situations and problems that will be presented to the operator being trained, the interference of the operator in the training. action of the operator in training towards handling correction and, additionally, the possibility of mapping a particular region or scenario in which the future operator will perform his functions, reproduced virtually in various situations.

O simulador de guindastes "offshore" objeto da presente invenção pode ser observado com o auxílio das Figuras 1, 2 e 3 e compreende três estações de trabalho onde:The offshore crane simulator object of the present invention can be observed with the aid of Figures 1, 2 and 3 and comprises three workstations where:

- uma primeira estação (100) destinada a um instrutor, que pode ser vista com o auxílio da Figura 1, compreende um computador (101) (não mostrado nesta Figura) central no qual encontra-se instalado um software específico que tem a capacidade de emulação de um cenário em particular com seus sons inerentes, seleção de condições climáticas, seleção dos modelos de guindastes em operação, seleção de cargas e a capacidade de manejar todos os dados tanto os induzidos sob forma de irregularidades quanto os dados de resposta corretiva, e refletir todas as ações em forma gráfica tridimensional em tempo real onde, em um primeiro monitor de vídeo (102), é exibida uma tela com a visão de qualquer ponto da instalação "offshore" e, em um segundo monitor de vídeo (103), é exibida uma tela de funções que controla as condições para operação do guindaste e, adicionalmente, um manche de controle (104), teclado (T), interface "mouse" (M) e um dispositivo de rádio VHF (R) para comunicação entre o instrutor e os demais envolvidos no treinamento;- a first instructor station 100 which can be viewed with the aid of Figure 1 comprises a central computer 101 (not shown in this Figure) in which specific software having the capability of emulation of a particular scenario with its inherent sounds, selection of weather conditions, selection of crane models in operation, load selection and the ability to handle all irregularity-induced and corrective response data, and reflect all actions in real-time three-dimensional graphical form where, on a first video monitor (102), a screen with a view of any point of the offshore installation is displayed, and on a second video monitor (103), A function screen that controls the conditions for crane operation is displayed, and additionally a control stick (104), keyboard (T), mouse interface (M) and a VHF radio device (R) for communication between the instructor and the others involved in the training;

- uma segunda estação (200) destinada a um operador em treinamento configurada como uma cabine de um guindaste "offshore", que pode ser vista com o auxílio da Figura 2, compreende uma base (201) sobre a qual é fixada uma poltrona (202), adjacente às laterais desta última, são fixadas à base duas torres de controle (203), as quais reproduzem fisicamente os comandos de um guindaste como botões de acionamento (204), manetes de controle (205) e luzes aviso (206), à frente da poltrona, fixado à base (201) ergue-se um pórtico (207), o qual apresenta painéis articuláveis (208) em cada uma de suas laterais superiores onde, em cada um, encontra-se fixado um painel monitor de grandes dimensões (209) destinados a reproduzir as visões das janelas laterais do guindaste, um painel monitor fixo vertical de grandes dimensões (210) na parte superior do pórtico destinado a reproduzir a visão da janela frontal do guindaste e um painel monitor articulável de grandes dimensões (211) com a articulação fixada ao pórtico (207) abaixo do painel monitor fixo vertical de grandes dimensões (210) destinado a reproduzir a visão da janela frontal inferior do guindaste com a articulação fixada ao pórtico (207) e, atrás do pórtico (207) e sobre a base (201), uma caixa de interface de comunicação de dados (212) ligada ao computador (101) da primeira estação (100) do instrutor e demais envolvidos no treinamento; e- A second station (200) for a training operator configured as an offshore crane cabin, which can be viewed with the aid of Figure 2, comprises a base (201) on which an armchair (202) is attached. ), adjacent to the sides of the latter, are attached to the base two control towers (203) which physically reproduce the commands of a crane such as actuation buttons (204), control levers (205) and warning lights (206), to the front of the armchair, fixed to the base (201) stands a porch (207), which has hinged panels (208) on each of its upper sides, where, in each, a large monitor panel is fixed. (209) to reproduce the crane side window views, a large vertical fixed monitor panel (210) at the top of the gantry designed to reproduce the crane front window view and a large swivelable monitor panel ( 211 ) with the linkage attached to the gantry (207) below the large vertical fixed monitor panel (210) intended to reproduce the view of the crane's lower front window with the linkage attached to the gantry (207) and behind the gantry (207) and on base (201), a data communication interface box (212) connected to the computer (101) of the instructor's first station (100) and others involved in training; and

- uma terceira estação (300) destinada a um auxiliar de movimentação de cargas, que pode ser vista com o auxílio da Figura 3, onde esse auxiliar qual pode ser tanto um profissional experiente quanto um profissional em treinamento, que compreende um monitor de vídeo (301), uma interface "mouse" (M)1 um teclado (T)1 um dispositivo de rádio VHF (R) para comunicação entre o instrutor e os demais envolvidos no treinamento e uma caixa de controle de posicionamento e manuseio (302), todos ligados ao computador (101) da primeira estação (100) do instrutor.- a third station (300) for a cargo handling assistant, which can be seen with the aid of Figure 3, where this assistant which can be either an experienced professional or a training professional comprising a video monitor ( 301), a mouse interface (M) 1 a keyboard (T) 1 a VHF (R) radio device for communication between the instructor and others involved in the training, and a positioning and handling control box (302), all connected to the computer (101) of the instructor's first station (100).

Na segunda estação (200) destinada ao operador, por meio das duas torres de controle (203), podem ser efetuadas as seguintes ações:At the second station (200) for the operator, by means of the two control towers (203), the following actions can be performed:

- percepção de indicações e alarmes;- perception of indications and alarms;

- parada de emergência;- emergency stop;

- controle de variáveis operacionais do guindaste como, por exemplo, pressão de óleo combustível e hidráulico, temperatura do óleo hidráulico, nível de óleo combustível e hidráulico;- control of crane operating variables such as fuel and hydraulic oil pressure, hydraulic oil temperature, fuel and hydraulic oil level;

- atuação de dispositivos de emergência, como por exemplo, descida controlada de carga e da lança do guindaste. Na terceira estação (300) destinada ao auxiliar de movimentação de cargas podem ser efetuadas as seguintes operações:- actuation of emergency devices such as controlled load lowering and crane boom. In the third station (300) for the cargo handling assistant, the following operations can be performed:

- a figura do auxiliar de movimentação de cargas pode visualizar na projeção virtual todo o cenário e todos os movimentos de itens envolvidos no treinamento;- The figure of the cargo handling assistant can visualize in the virtual projection the whole scenario and all the movements of items involved in the training;

- deslocamento da figura virtual do auxiliar por toda a instalação "offshore";- displacement of the helper's virtual figure throughout the offshore installation;

- a figura virtual do auxiliar, reproduzir sinais de comunicação gestual convencionais;- the virtual figure of the helper, reproducing conventional gestural communication signals;

- a figura virtual do auxiliar pode receber orientação sobre seu posicionamento adequado em serviço;- The virtual figure of the auxiliary can receive guidance on its proper positioning in service;

- a figura virtual do auxiliar de movimentação de cargas pode ser orientada a se mover, no cenário, de maneira a não ser atingida pela carga içada e;- the virtual figure of the load handling assistant may be oriented to move in the scenario so as not to be hit by the hoisted load and;

- a comunicação do auxiliar com os envolvidos no treinamento pode ser feita por meio de dispositivo de rádio VHF.- The assistant's communication with those involved in the training can be done through a VHF radio device.

A divisão física do simulador em três estações (100, 200, 300) que, no entanto, são interligadas e controladas pelo computador em tempo real, permite:The physical division of the simulator into three stations (100, 200, 300) which, however, are interconnected and controlled by the computer in real time, allows:

- uma experiência de treino realista em tempo real de ações e reações;- a realistic real-time training experience of actions and reactions;

- que o treino do operador e do auxiliar de movimentação de carga seja simultâneo;- the training of the operator and cargo handling assistant is simultaneous;

- que sejam armazenados registros automáticos de operações e ocorrências consideradas inadequadas, por sessão de treino, realizadas para posterior análise e discussão;- that automatic records of operations and occurrences considered inappropriate by the training session be stored for later analysis and discussion;

- a realização de registros individuais de treinamento pelo instrutor no sistema; e- the accomplishment of individual training records by the instructor in the system; and

- a inclusão ilimitada de cenários, tipos de guindaste e tipos de instalações "offshore". O simulador oferece interface para uma pluralidade de segundas estações (200) de operador e uma pluralidade de terceiras estações (300) de auxiliares de movimentação de cargas diferentes com, apenas uma primeira estação (100) de instrutor, o que permite a formação de turmas com treinamento simultâneo.- unlimited inclusion of scenarios, crane types and offshore installation types. The simulator interfaces to a plurality of second operator stations (200) and a plurality of third different cargo handling auxiliary stations (300) with only a first instructor station (100), which allows for class formation. with simultaneous training.

O uso de painéis monitores de grandes dimensões (209, 210 e 211) na segunda estação (200) dispensa a simulação de movimento de cabine por meios mecânicos diante da disponibilidade da presença da realidade virtual de alta qualidade perceptível visualmente ao operador, fato que diferencia a presente invenção em relação aos equipamentos existentes no estado da técnica.The use of large monitor panels (209, 210 and 211) in the second station (200) does not require mechanical cab simulation due to the availability of visually perceptible high quality virtual reality, which differentiates the present invention in relation to existing prior art equipment.

Como vantagens proporcionadas pelo simulador de operação de guindaste, o maior impacto positivo está voltado à proteção do material humano, já que a metodologia do treinamento com os recursos reais oferecidos pelo simulador facilita o ingresso de novos profissionais com pouca ou mesmo nenhuma experiência para movimentação de cargas, reduzindo o grau de exigência para sua contratação.As advantages offered by the crane operation simulator, the greatest positive impact is on the protection of human material, as the methodology of training with the real resources offered by the simulator facilitates the entry of new professionals with little or no experience in moving the equipment. loads, reducing the degree of requirement for hiring.

Por outro lado, incentiva e realização de atualização de profissionais experientes, pois permite a simulação de eventos de alerta ocorridos bem como o apontamento de ações de bloqueio correspondentes e a reciclagem desses profissionais em termos de requisitos vigentes em normas e parâmetros de operação.On the other hand, it encourages and updating experienced professionals, as it allows the simulation of alert events occurred as well as the pointing of corresponding blocking actions and the recycling of these professionals in terms of current requirements in standards and operating parameters.

Por realizar um treinamento virtual em um ambiente muito próximo ás condições de serviço, são eliminados todos os riscos envolvidos com instalações "offshore" e pessoal presente nessas instalações.By conducting virtual training in an environment very close to the service conditions, all risks involved with offshore installations and personnel present at these facilities are eliminated.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção, que é um equipamento simulador de guindastes "offshore" destinado a treinar um operador inexperiente em guindaste deste tipo, sem riscos, de forma que possam ser enfrentadas condições adversas em um ambiente de realidade virtual, se mantém preservado quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, e adaptações equivalentes cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da presente invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.Although the present invention has been described in its preferred embodiment, the main concept underlying the present invention is an offshore crane simulator equipment intended to train an inexperienced crane operator of this type without risk such that adverse conditions can be met in a virtual reality environment, it remains preserved as to its innovative character, where those usually versed in the art will be able to glimpse and practice variations, modifications, alterations and equivalent adaptations appropriate and compatible to the work environment in question, without however departing from the scope of the spirit and scope of the present invention which are represented by the following claims.

Claims (6)

1. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, caracterizado por compreender três estações de trabalho onde: - uma primeira estação (100) destinada a um instrutor, compreende um computador (101) central no qual encontra-se instalado um software específico que tem a capacidade de emulação de um cenário em particular com seus sons inerentes, seleção de condições climáticas, seleção dos modelos de guindastes em operação, seleção de cargas e a capacidade de manejar todos os dados tanto os induzidos sob forma de irregularidades quanto os dados de resposta corretiva, e refletir todas as ações em forma gráfica tridimensional em tempo real, onde, em um primeiro monitor de vídeo (102), é exibida uma tela com a visão de qualquer ponto da instalação "offshore" e, em um segundo monitor de vídeo (103), é exibida uma tela de funções que controla as condições para operação do guindaste e, adicionalmente, um manche de controle (104), teclado (T), interface "mouse" (M) e um dispositivo de rádio VHF (R) para comunicação entre o instrutor e os demais envolvidos no treinamento; - uma segunda estação (200) destinada a um operador em treinamento configurada como uma cabine de um guindaste "offshore", compreende uma base (201) sobre a qual é fixada uma poltrona (202), adjacente às laterais desta última, são fixadas à base duas torres de controle (203), as quais reproduzem fisicamente os comandos de um guindaste como botões de acionamento (204), manetes de controle (205) e luzes aviso (206), à frente da poltrona, fixado à base (201) ergue-se um pórtico (207), o qual apresenta painéis articuláveis (208) em cada uma de suas laterais superiores onde, em cada um, encontra-se fixado um painel monitor de grandes dimensões (209) destinados a reproduzir as visões das janelas laterais do guindaste, um painel monitor fixo vertical de grandes dimensões (210) na parte superior do pórtico destinado a reproduzir a visão da janela frontal do guindaste e um painel monitor articulável de grandes dimensões (211)com a articulação fixada ao pórtico (207) abaixo do painel monitor fixo vertical de grandes dimensões (210) destinado a reproduzir a visão da janela frontal inferior do guindaste com a articulação fixada ao pórtico (207) e, atrás do pórtico (207) e sobre a base (201), uma caixa de interface de comunicação de dados (212)ligada ao computador (101) da primeira estação (100) do instrutor e demais envolvidos no treinamento; e - uma terceira estação (300) destinada a um auxiliar de movimentação de cargas, onde esse auxiliar qual pode ser tanto um profissional experiente quanto um profissional em treinamento, que compreende um monitor de vídeo (301), uma interface "mouse" (M), um teclado (T), um dispositivo de rádio VHF (R) para comunicação entre o instrutor e os demais envolvidos no treinamento e uma caixa de controle de posicionamento e atitude (302), todos ligados ao computador (101) da primeira estação (100) do instrutor.1. CRANE OPERATING SIMULATOR, characterized in that it comprises three workstations where: - a first station (100) for an instructor comprises a central computer (101) on which specific software is installed which has the capability of emulation of a particular scenario with its inherent sounds, selection of weather conditions, selection of crane models in operation, load selection and the ability to handle all irregularity-induced and corrective response data, and reflect all actions in real-time three-dimensional graphical form where, on a first video monitor (102), a screen with a view of any point of the offshore installation is displayed and on a second video monitor (103) , a function screen that controls the conditions for crane operation is displayed, and additionally a control stick (104), keyboard (T), mouse interface (M) and a VHF (R) radio device for communication between the instructor and others involved in the training; - a second station (200) for a training operator configured as an offshore crane cabin comprises a base (201) on which an armchair (202) is attached adjacent to the sides of the latter, are attached to the base two control towers (203), which physically reproduce the commands of a crane such as actuation buttons (204), control levers (205) and warning lights (206), in front of the seat, fixed to the base (201) a gantry (207) is provided with swiveling panels (208) on each of its upper sides where a large monitor panel (209) for reproducing window views is attached to each of them. side of the crane, a large vertical fixed monitor panel (210) at the top of the gantry designed to reproduce the view of the crane front window and a large hinged monitor panel (211) with the hinge attached to the gantry (207) ab a large vertical fixed monitor panel (210) for reproducing the view of the crane's lower front window with the articulation attached to the gantry (207) and behind a gantry (207) and over the base (201) a box data communication interface (212) connected to the computer (101) of the instructor's first station (100) and others involved in the training; and - a third station (300) for a cargo handling assistant, which may be either an experienced professional or a training professional comprising a video monitor (301), a mouse interface (M ), a keyboard (T), a VHF (R) radio device for communication between the instructor and others involved in the training, and a position and attitude control box (302), all connected to the computer (101) of the first station (100) from the instructor. 2. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na segunda estação (200) destinada ao operador, por meio das duas torres de controle (203) poderem ser efetuadas as seguintes ações: - percepção de indicações e alarmes; - parada de emergência; - controle de variáveis operacionais do guindaste; - atuação de dispositivos de emergência.CRANE OPERATING SIMULATOR according to Claim 1, characterized in that the following actions can be performed at the second operator station (200) by means of the two control towers (203): - indication of indications and alarms ; - emergency stop; - control of crane operating variables; - actuation of emergency devices. 3. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por na terceira estação (300) destinada ao auxiliar de movimentação de cargas poderem ser efetuadas as seguintes operações: - a figura do auxiliar de movimentação de cargas poder visualizar na projeção virtual todo o cenário e todos os movimentos de itens envolvidos no treinamento; - deslocamento da figura virtual do auxiliar por toda a instalação "offshore"; - a figura virtual do auxiliar poder reproduzir sinais de comunicação gestual convencional; - a figura do auxiliar poder receber orientação sobre seu posicionamento adequado em serviço; - a figura virtual do auxiliar de movimentação de cargas pode ser orientada a se mover, no cenário, de maneira a não ser atingida pela carga içada e; - a comunicação do auxiliar com os envolvidos no treinamento pode ser feita por meio de dispositivo de rádio VHF.CRANE OPERATING SIMULATOR according to Claim 1, characterized in that in the third station (300) for the cargo handling assistant the following operations can be performed: - the figure of the cargo handling assistant can be seen in the projection. virtual the whole scenario and all item movements involved in the training; - displacement of the helper's virtual figure throughout the offshore installation; - the virtual figure of the auxiliary being able to reproduce conventional gestural communication signals; - the figure of the assistant can receive guidance on his proper positioning in service; - the virtual figure of the load handling assistant may be oriented to move in the scenario so as not to be hit by the hoisted load and; - The assistant's communication with those involved in the training can be done through a VHF radio device. 4. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a divisão física do simulador em três estações (100, 200, 300) que são interligadas e controladas pelo computador em tempo real, permitir: - uma experiência de treino realista em tempo real de ações e reações; - que o treino do operador e do auxiliar de movimentação de carga seja simultâneo; - que sejam armazenados registros automáticos de operações e ocorrências consideradas inadequadas por sessão de treino realizado para posterior análise, discussão e aprendizado; - a realização de registros individuais de treinamento pelo instrutor no sistema; e - a inclusão ilimitada de cenários, tipos de guindaste e tipos de instalação "offshore".CRANE OPERATING SIMULATOR according to claim 1, characterized in that the physical division of the simulator into three stations (100, 200, 300) which are interconnected and controlled by the computer in real time, allows: - a training experience real-time realistic actions and reactions; - the training of the operator and cargo handling assistant is simultaneous; - that automatic records of operations and occurrences considered inappropriate by a training session be held for later analysis, discussion and learning; - the accomplishment of individual training records by the instructor in the system; and - the unlimited inclusion of scenarios, crane types and offshore installation types. 5. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o simulador oferecer interface para uma pluralidade de segundas estações (200) de operador e uma pluralidade de terceiras estações (300) de auxiliares de movimentação de carga diferentes e apenas uma primeira estação (100) de instrutor, o que permite a formação de turmas com treinamento simultâneo.CRANE OPERATING SIMULATOR according to claim 1, characterized in that the simulator offers an interface to a plurality of second operator stations (200) and a plurality of third stations (300) of different and only cargo handling aids. a first instructor station (100), which enables the formation of classes with simultaneous training. 6. SIMULADOR DE OPERAÇÃO DE GUINDASTES, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o uso de painéis monitores de grandes dimensões (209, 210 e 211) na segunda estação (200) dispensar a simulação de movimento da cabine por meios mecânicos diante da disponibilidade da presença da realidade virtual de alta qualidade perceptível visualmente ao operador.CRANE OPERATING SIMULATOR according to claim 1, characterized in that the use of large monitor panels (209, 210 and 211) in the second station (200) does not require mechanical movement simulation of the cab in front of the availability of the presence of high quality virtual reality visually perceptible to the operator.
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