ES1271675U - Sistema independiente para la inspeccion, monitorizacion y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno - Google Patents

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Abstract

Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, basadas en un dispositivo móvil con sistemas de propulsión, y control del dispositivo, sistemas de energía y recarga de navegación y posicionamiento, capaz de inspeccionar la infraestructura y comunicarse con un control remoto, caracterizado, por estar constituido por - un dispositivo móvil autónomo DM que incluye unos rodamientos R. - una línea auxiliar ranurada LA, la cual consiste en un cable en cuyo interior hay una ranura de guiado RA.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno
Campo de aplicación industrial
Esta invención hace referencia a un sistema de inspección de infraestructuras basado en la instalación de un dispositivo autónomo móvil capaz de desplazarse autopropulsado sobre una línea auxiliar. El sistema permite la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras de gran extensión lineal (líneas férreas, oleoductos, tendido eléctrico, etc.) y su entorno.
Estado de la técnica anterior
Hoy en día hay multitud de infraestructuras de gran extensión (ferrocarriles, líneas aéreas de alta y baja tensión, líneas de alumbrado y comunicaciones, gaseoductos, etc.) que, por motivos de seguridad operacional, han de ser inspeccionadas con medios visuales y otras tecnologías para asegurar su integridad y buen estado general.
El despliegue de dispositivos a lo largo de la infraestructura es, a día de hoy, una solución compleja y de alto coste dados los inconvenientes para alimentar, comunicar y mantener dichos dispositivos a la escala que sería necesaria para dar cobertura a dicha infraestructura.
Es por eso que recientemente se ha venido estudiando la posibilidad de disponer para dichas tareas de sistemas automatizados, más económicos, pero igualmente eficientes, como pueden ser los Sistemas Aéreos no Tripulados.
En el ámbito de las líneas aéreas de energía se han introducido robots de inspección de línea.
Estos robots son, en realidad, una extensión de la solución de desplazamiento de personal que permite a personal en tierra desplegar un robot en uno o varios conductores de la línea aérea que, al irse desplazando sobre ella, va inspeccionando el estado de los cables. Como elemento inventivo estos robots son capaces de sortear las cadenas de aisladores que interrumpen el desplazamiento natural del robot entre un vano y otro de la línea. Una vez el robot inspecciona un tramo de línea, el personal en tierra lo recupera y se lo vuelve a llevar a su base. Dadas las mencionadas limitaciones de diseño y uso, no pueden considerarse este tipo de sistemas como asimilables al objeto de la presente invención. Hay una gran variedad patentes que describen funcionalidades semejantes a las de este invento, pero unos a base de drones voladores como los descritos en las patentes US2018170414 o en la coreana KR101958266, otros dependientes de la línea a inspeccionar, o de objetos que se mueven sobre ella, como las US2018170414 o la US2018297699, o dependientes de otro objeto que vuela, como la japonesa JP2016056682. Y es muy normal soluciones que se mueven sobre la propia línea capaces de salvar todo tipo de obstáculos, como la WO2004070902.
Pero no existen soluciones a base de tendidos de líneas auxiliares independientes con dispositivos móviles autónomos que se desplacen sobre ella mediante ranuras de guiado, consiguiendo no estorbar el funcionamiento normal de la línea a inspeccionar, ni teniendo que evitar objetos que puedan chocar con ese dispositivo.
Explicación de la invención
Este sistema de inspección de infraestructuras está basado en la instalación de una línea auxiliar ranurada de la que cuelga un dispositivo autónomo móvil capaz de desplazarse autopropulsado, es decir que se trata de un sistema independiente de la infraestructura que se va a inspeccionar. El equipo, dron o dispositivo autónomo móvil se acopla a una línea auxiliar ranurada que garantiza su anclaje, la tracción sobre la misma y su liberación en caso necesario, por ejemplo, para mantenimiento. El dispositivo autónomo móvil dispone de un sistema de propulsión para provocar su desplazamiento sobre la línea auxiliar ranurada y recorrer entonces parte o la totalidad de la infraestructura que debe inspeccionar.
Las grandes ventajas del sistema son su mayor operatividad en cualquier circunstancia climática, la mayor seguridad frente al riesgo de caída sobre la infraestructura y su entorno y la reducción de los requisitos de habilitación de los operadores.
La línea auxiliar ranurada, consiste en un cable cuya sección tiene algún tipo de ranura de guiado, lo que permite el acople del dispositivo autónomo móvil de forma que permite su desplazamiento longitudinal por el cable y el poder parar en cualquier punto del recorrido.
El sistema de fijación del dispositivo autónomo móvil a la línea auxiliar ranurada permite que el dispositivo autónomo móvil traccione sobre el cable posibilitando el desplazamiento al mismo tiempo que su diseño impide que pueda soltarse de manera no deliberada, lo cual proporciona una total seguridad.
Una característica clave del sistema es que el diseño de la línea auxiliar ranurada y del dispositivo autónomo móvil hacen que dicha línea auxiliar ranurada pueda anclarse a un soporte sin obstaculizar el desplazamiento del dispositivo autónomo móvil. Así el dispositivo autónomo móvil puede moverse libremente a lo largo de la línea auxiliar ranurada, sin que los apoyos de sujeción de dicha línea requieran una actuación especial por parte del dispositivo autónomo móvil al pasar a través de los apoyos.
Un aspecto importante del sistema es la existencia de una estación para la carga del dispositivo autónomo móvil que permite su estacionamiento y acoplamiento controlado, el establecimiento de contacto eléctrico para la carga del dispositivo autónomo móvil y un subsistema de conexión y protección a la red eléctrica. Las estaciones de carga también pueden proporcionar funcionalidad de radioenlace de comunicaciones para el equipo autónomo.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1a representa un posible tendido del sistema independiente de anclaje en una sección que se va repitiendo a lo largo de todo su recorrido. La figura 1b es el detalle de un poste de amarre del tendido, de cómo cuelga la línea auxiliar ranurada de él y del dispositivo autónomo móvil que se desplaza apoyado en la línea auxiliar ranurada.
Las figuras 2a, 2b, 2c y 2d son unas vistas en perspectiva, de frente y superior, de la línea auxiliar ranurada, junto a una sección de su estructura física.
Las figuras 3a, 3b, 3c y 3d representan varias vistas del dispositivo autónomo móvil, en perspectiva, de frente, lateral y superior.
Las figuras 4, 5 y 6 se corresponden con dispositivos móviles similares al de la figura 3, solo que para distintas aplicaciones. Las figuras 4a, 4b, 4c y 4d representan distintas vistas de una variante del dispositivo donde la superficie de guiado es horizontal y los rodamientos giran alrededor de su eje horizontal. Las figuras 5a, 5b, 5c y 5d representan distintas vistas de una variante del dispositivo, donde los rodamientos están dispuestos en parejas, de manera que el desplazamiento pueda acomodarse a la curvatura de la línea auxiliar. Las figuras 6a, 6b, 6c y 6d muestran vistas de una variante tal que el dispositivo pueda acomodarse a distintos ángulos de orientación de los rodamientos y por tanto a diferentes superficies de guiado.
La figura 7 representa un conjunto motor-eje-rodamiento del dispositivo autónomo móvil conectado a la línea auxiliar ranurada.
En las figuras 8 a 16 se pueden apreciar distintas configuraciones de la línea auxiliar ranurada, según convenga para cada aplicación.
Exposición detallada de un modo de realización
En la figura 1a puede verse una parte de un tendido ejemplo de este sistema, el cual se repite a lo largo de todo el recorrido. En la figura 1b se muestra en detalle el conjunto de componentes que constituyen el sistema de inspección de infraestructuras. Está basado en la instalación de un dispositivo autónomo móvil, DM, capaz de desplazarse autopropulsado sobre una línea auxiliar ranurada, LA, para desempeñar tareas de inspección, monitorización y vigilancia gracias a los equipos sensores que incorpora.
Una característica clave de la invención es que el diseño de la línea auxiliar ranurada, LA y del dispositivo autónomo móvil, permiten que dicha línea auxiliar ranurada pueda anclarse o suspenderse de un soporte tal como columnas, apoyos o paramentos sin obstaculizar el desplazamiento del dispositivo autónomo móvil a lo largo de la ranura de guiado. De ahí su independencia del tendido a inspeccionar.
En las figuras 2 se muestran el detalle de la línea auxiliar ranurada, LA. Y en las figuras 3, el dispositivo autónomo móvil, DM. Este dispositivo lleva incorporado un sistema de propulsión que se acopla a la línea auxiliar ranurada por una ranura de guiado, RA, para el desplazamiento del dispositivo, garantizando su anclaje, la tracción sobre ella y su liberación en caso necesario, por ejemplo, para mantenimiento.
La línea auxiliar aérea ranurada, LA, se fija mediante un herraje de anclaje, por ejemplo una grifa, permitiendo que los rodamientos, R, transmitan el movimiento del dispositivo autónomo móvil, DM, utilizando la superficie interior de la ranura de guiado RA, como se aprecia en las figuras 3. De esta forma se consigue que el dispositivo autónomo móvil pueda moverse libremente a lo largo de la línea auxiliar ranurada, sin que los apoyos de sujeción de dicha línea requieran una actuación especial por parte del dispositivo autónomo móvil para permitirle pasar a través de ellos.
La línea auxiliar ranurada, LA consiste en un cable de sección ranurada que permite el acople del dispositivo autónomo móvil de forma que pueda desplazarse longitudinalmente por el cable. Al ser un cable, se puede suspender de 2 puntos formando un vano de grandes longitudes, sin apoyos intermedios.
En las figuras 3 se explica el sistema de fijación, donde puede verse que el dispositivo autónomo móvil tracciona sobre la línea auxiliar ranurada, posibilitando el desplazamiento, así como impide que pueda soltarse de manera no deliberada. Para conseguir propulsar al dispositivo autónomo móvil a través de la línea auxiliar ranurada, el sistema de tracción dispone de una serie de rodamientos R, que se desplazan por la superficie de guiado vertical, como se ve en las figuras 3, que giran alrededor de su eje vertical, accionados por un motor incorporado al bastidor del dispositivo autónomo móvil.
También existe la posibilidad de que la superficie de guiado sea horizontal y los rodamientos giren alrededor de su eje horizontal, como se ve en las figuras 4.
Otras posibles variantes, tal como puede apreciarse en las Figuras 5, consiste en que los rodamientos están dispuestos en parejas sobre un soporte transversal a la línea auxiliar ranurada de manera que giran libremente sobre el bastidor del dispositivo autónomo móvil y su desplazamiento pueda acomodarse a la curvatura de la línea auxiliar. Igualmente, como se muestra en las Figuras 6, el ángulo de orientación de los rodamientos puede seleccionarse con el fin de acomodarse a diferentes elecciones de superficie de guiado de la línea auxiliar ranurada.
Para poder llevar a cabo la liberación del dispositivo autónomo móvil y su retirada de la línea auxiliar ranurada del conjunto motor-eje-rodamiento puede desplazarse lateralmente según se muestra en la figura 7.
Para permitir el desplazamiento del dispositivo autónomo móvil a la largo de la línea auxiliar ranurada, ésta puede adoptar muy variadas configuraciones y formas geométricas, según aparecen recogidas en las figuras 8 a 16.
El cable de la línea auxiliar ranurada, LA, podrá estar fabricado de unos distintos materiales en función de la configuración del dispositivo autónomo móvil y su peso y de las características de la línea sobre la que se instale, como longitud de vanos, características de los apoyos, requisitos legales aplicables, etc.
El sistema dispone de un sistema electrónico de control del dispositivo autónomo móvil que controla todos los subsistemas y recibe instrucciones del control remoto, además de un sistema de energía que incluye una batería que alimenta al dron y un sistema de recarga y un sensor de carga.
Otro aspecto de la invención es un sistema de control y supervisión remota del dispositivo autónomo móvil que permite proporcionarle instrucciones para su estacionamiento, desplazamiento, carga, navegación, toma de información, accionamiento de dispositivos auxiliares, así como para recibir y visualizar la información generada por los sistemas embarcados.
El dispositivo autónomo móvil, DM, incorpora un subsistema de navegación y ubicación del dispositivo autónomo móvil basado en un sistema GPS, un contador de vueltas de cada rodamiento en contacto con el cable como complemento a la navegación y para diagnóstico interno, un giróscopo y acelerómetro como complemento a la navegación y diagnósticos interno y de la línea auxiliar, un módulo de comunicaciones tanto para el control remoto del dron como para el envío de la información.
El dispositivo autónomo móvil, DM, incorpora asimismo un subsistema de monitorización e inspección de la infraestructura con capacidad para incorporar, según los requerimientos: cámaras, cámaras térmicas, dispositivos de medición láser, sensores de ultrasonidos, sensores de gases, un subsistema con capacidad para incorporar dispositivos auxiliares como megáfonos, sprais o lanzadores de llamas y un soporte para incorporar otros subsistemas adicionales.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, basadas en un dispositivo móvil con sistemas de propulsión, y control del dispositivo, sistemas de energía y recarga de navegación y posicionamiento, capaz de inspeccionar la infraestructura y comunicarse con un control remoto, caracterizado, por estar constituido por:
• un dispositivo móvil autónomo DM que incluye unos rodamientos R
• una línea auxiliar ranurada LA, la cual consiste en un cable en cuyo interior hay una ranura de guiado RA.
2. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, según la reivindicación 1, caracterizado porque los rodamientos R del dispositivo autónomo móvil transmiten su movimiento utilizando la superficie interior de la ranura de guiado RA.
3. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, según la reivindicación 2, caracterizado porque la superficie por donde se mueve el dispositivo móvil autónomo DM puede ser vertical con los rodamientos R girando alrededor de su eje vertical o dicha superficie puede ser horizontal y los rodamientos R girando alrededor de su eje horizontal.
4. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los rodamientos R pueden estar dispuestos en parejas sobre un soporte, transversal a la línea auxiliar ranurada LA, que gira libremente sobre el bastidor del equipo autónomo móvil, de manera que su desplazamiento pueda acomodarse a la curvatura de la línea auxiliar LA.
5. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ángulo de orientación de los rodamientos R puede seleccionarse con el fin de acomodarse a diferentes elecciones de la superficie por donde se mueve el dispositivo móvil autónomo DM.
6. Sistema independiente para la inspección, monitorización y vigilancia de infraestructuras extensas y su entorno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por ser independiente de la estructura a inspeccionar, permitiendo suspenderse de columnas, apoyos o paramentos sin interferir con el desplazamiento del dispositivo autónomo móvil a lo largo de la ranura de guiado.
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