ES2262422B1 - LARGE SCALE SYSTEM OF A DIGITALIZED DESIGN. - Google Patents
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Abstract
Sistema de trazado a gran escala de un diseño digitalizado, el tipo donde el diseño digitalizado se almacena en un fichero digital en una unidad computadora en la cual corre un software controlador de un elemento trazador, en el cual el elemento trazador consiste en un vehículo dotado de medios autónomos de propulsión y guiado, de unos medios de intercomunicación con la unidad computadora y de unos medios de trazado. El sistema incluye unos medios de posicionamiento espacial y orientación del vehículo trazador.Large-scale plotting system of a digitized design, the type where the digitized design is stored in a digital file in a computer unit on which a controller software of a plotter element runs, in which the plotter consists of a gifted vehicle of autonomous means of propulsion and guidance, of means of intercommunication with the computer unit and of means of drawing. The system includes means of spatial positioning and orientation of the tracer vehicle.
Description
Sistema de trazado a gran escala de un diseño digitalizado.Large-scale layout system of a design digitized
La presente invención se refiere a un sistema de trazado a gran escala de un diseño digitalizado, que facilita por ejemplo el trazado de replanteos de obra sobre un terreno, forjado o solera, de un diseño realizado por ordenador.The present invention relates to a system of large-scale layout of a digitized design, which facilitates by example the layout of work outlines on a ground, forged or solera, of a design made by computer.
En la actualidad es relativamente fácil realizar un diseño en un ordenador mediante los programas de CAD existentes.At present it is relatively easy to perform a design on a computer using CAD programs existing.
Estos diseños, además, se reproducen con fidelidad y facilidad en papel gracias a impresoras y plotters.These designs also reproduce with fidelity and ease on paper thanks to printers and plotters.
Sin embargo el tema se complica cuando se trata de reproducir en medios que no son papel, o que tienen un gran tamaño.However the issue is complicated when it comes to reproduce in media that are not paper, or that have a great size.
Un ejemplo típico consiste en el marcado en una obra del replanteo de estancias, aceras, etcétera. En la actualidad se realiza fijando un origen de replanteo y midiendo con cinta métrica las distancias de las marcas a realizar al mismo. Esto precisa la actuación de varias personas, lo que supone mayores costes, y también resulta impreciso en comparación con la utilización del sistema de la invención.A typical example is marking on a Staking work of rooms, sidewalks, etc. In the Currently it is done by setting a staking origin and measuring with tape measure the distances of the marks to be made to it. This requires the performance of several people, which means greater costs, and also inaccurate compared to the use of the system of the invention.
El sistema de la invención sirve de una manera óptima para trazar a gran escala un diseño digitalizado, y típicamente para trazar sobre un terreno, forjado o solera, a escala 1:1, un replanteo previamente realizado por medios informáticos.The system of the invention serves in a manner optimal for large-scale digitized design, and typically for plotting on a ground, forged or floor, at scale 1: 1, a rethinking previously done by means computer.
De acuerdo con la invención, el sistema parte de la realización del diseño en CAD y su almacenamiento en un fichero informático.According to the invention, the system starts from the realization of the design in CAD and its storage in a file Person who is dedicated to computer science.
La mejora que la invención propone consiste en utilizar para el trazado de este diseño un vehículo trazador dotado de medios autónomos de propulsión y guiado, de los necesarios medios adecuados para trazar, y de medios de intercomunicación con una unidad computadora u ordenador, donde corre un software controlador del movimiento y acciones del vehículo interpretando los datos almacenados el fichero, el cual puede estar o no corriendo a su vez en la aplicación en la que ha sido creado.The improvement proposed by the invention consists in use a gifted tracer vehicle for the design of this design of autonomous means of propulsion and guidance, of the necessary suitable means for plotting, and intercom means with a computer or computer unit, where software runs motion controller and vehicle actions interpreting the data stored in the file, which may or may not be running in turn in the application in which it was created.
El sistema se completa mediante un dispositivo de posicionamiento espacial y orientación del vehículo, ya sea por triangulación, tridistanciamiento o similar, formando preferentemente un servosistema, esto es, un sistema donde las órdenes que da el computador al vehículo de seguir una determinada trayectoria son verificadas gracias al sistema de posicionamiento, actuando para corregir desviaciones en caso de que éstas se produzcan.The system is completed by a device of spatial positioning and vehicle orientation, either by triangulation, tridistanciamiento or similar, forming preferably a servo system, that is, a system where orders given by the computer to the vehicle to follow a certain trajectory are verified thanks to the positioning system, acting to correct deviations in case these are produce
Las figura 1, 2 y 3 muestran esquemáticamente sendas variantes de realización del sistema de la invención.Figures 1, 2 and 3 show schematically different embodiments of the system of the invention.
La figura 4 muestra un detalle esquemático del vehículo trazador del sistema de la invención.Figure 4 shows a schematic detail of the tracer vehicle of the system of the invention.
El sistema 1 de la invención comprende una unidad 2 computada, tal como un ordenador, en la cual están almacenados unos ficheros informatizados con información digitalizada de la superficie real de trabajo, como por ejemplo un forjado, terreno o solera 3, así como de los trazos 4 que van a realizarse sobre la misma, por ejemplo las divisiones de un replanteo. Este fichero se ha obtenido mediante un aplicación informática, que por ejemplo puede correr en el mismo ordenador, pudiendo aplicarse preferentemente sistema estando cargado o no dicho fichero en la aplicación en la que fue diseñado.System 1 of the invention comprises a computed unit 2, such as a computer, on which they are stored some computerized files with information digitized of the real work surface, such as a forged, ground or floor 3, as well as the strokes 4 that are going to be done on it, for example the divisions of a stakeout This file was obtained through an application computing, which for example can run on the same computer, being able to apply preferably system being loaded or not said file in the application in which it was designed.
En la unidad 2 también corre un software controlador o driver que interpreta estos datos para controlar el movimiento de un vehículo trazador 5 autónomo con el que se intercomunica mediante sendos módulos 6 emisores/receptores provistos en ambos.In unit 2 also runs a software controller or driver that interprets this data to control the movement of an autonomous tracer vehicle 5 with which intercom via two modules 6 transmitters / receivers provided in both.
El vehículo 5 dispone de medios de propulsión y guiado propios así como de una fuente autónoma de energía. Típicamente estos medios de propulsión consistirán en ruedas u orugas 7 accionadas por motores 8, y la fuente de energía consistirá en unas baterías 9 recargables. El guiado puede materializarse mediante uno o más ejes direccionales, o mediante la contrarrotación de ruedas u orugas dispuestas en laterales opuestos.The vehicle 5 has propulsion means and guided themselves as well as an autonomous source of energy. Typically these propulsion means will consist of wheels or tracks 7 driven by engines 8, and the power source It will consist of rechargeable batteries 9. The guided can materialize through one or more directional axes, or through the wheel or track counter rotation arranged on sides opposites
El vehículo dispone para el trazado de unos medios 10 de almacenamiento y aplicación de tinta o pintura, idealmente indeleble, en todo caso adecuada para trazar sobre el forjado o solera. Diversas materializaciones de estos medios, que no se representan, pueden consistir por ejemplo en un soporte para uno o más envases de pintura en aerosol y unos gatillos accionadores de sus difusores dirigidos obviamente inferiormente. Igualmente pueden consistir estos medios en una o más brochas alimentadas mediante sendos depósitos rellenables. Utilizando uno o varios aerosoles o brochas se permite realizar el trazado en un único color o en varios colores.The vehicle has for the layout of some means 10 for storing and applying ink or paint, ideally indelible, in any case suitable for plotting on the Forged or solera. Various materializations of these media, which they are not represented, they can consist for example of a support for one or more containers of spray paint and some triggers actuators of their diffusers obviously directed inferiorly. These means may also consist of one or more brushes. fed by two refillable tanks. Using one or several sprays or brushes are allowed to trace in a Single color or in several colors.
El sistema incorpora igualmente unos medios de posicionamiento espacial y orientación del vehículo, de modo que la unidad 2 conoce en todo momento la posición del vehículo dentro de la superficie de trazado configurando un servosistema, ya que gracias a este conocimiento de la posición del vehículo se pueden efectuar correcciones en caso de desvíos sobre la trayectoria prevista de trazado.The system also incorporates a means of spatial positioning and vehicle orientation, so that the unit 2 knows at all times the position of the vehicle within the plotting surface configuring a servo system, since Thanks to this knowledge of the position of the vehicle you can make corrections in case of deviations on the trajectory planned layout.
Los medios de posicionamiento y orientación se basarán preferentemente en triangulación o tridistanciamiento, para lo cual se dispondrán en la proximidad de la superficie de trabajo tres balizas 12 emisoras, receptoras o reflectoras discriminantemente de unas señales de medición, gracias a las cuales la unidad 2 conocerá la posición del vehículo. Para el posicionamiento y orientación se pueden medir tres ángulos de la trayectoria del vehículo respecto a su posición respecto a las balizas (triangulación), o bien la distancia de su posición a las tres balizas (tridistanciamiento). En el vehículo se dispondrán unos elementos complementarios 13 a las balizas, que consistirán bien en unos receptores de las señales emitidas por las balizas si estas son emisoras o reflectoras, y/o bien en unos emisores de señales destinadas a ser detectadas o reflejadas por las balizas, en caso que estas sean detectoras o reflectoras de las señales hacia los sensores del vehículo. En los casos donde se recibe en el vehículo la señal emitida o reflejada por las balizas, se requiere la utilización de tres señales diferenciadas para evitar confusiones, y de tres receptores en el vehículo, capaces cada uno de recoger singularmente o únicamente una de las señales, discriminando a las otras dos. Además, en caso de que las balizas sean reflectoras, deberán reflejar únicamente una de las tres señales, cada una una señal diferente, por lo que incorporarán filtros que absorberán dos de las tres señales, y relejarán la restante, efectuando una discriminación.The positioning and orientation means are preferably based on triangulation or tridistanciamiento, to which will be arranged in the vicinity of the work surface three beacons 12 emitting, receiving or reflecting Discriminately of measurement signals, thanks to the which unit 2 will know the position of the vehicle. For him positioning and orientation can be measured three angles of the trajectory of the vehicle with respect to its position with respect to beacons (triangulation), or the distance from their position at three beacons (tridistanciamiento). In the vehicle they will be arranged some complementary elements 13 to the beacons, which will consist well in some receivers of the signals emitted by the beacons if these are transmitters or reflectors, and / or in some emitters of signals intended to be detected or reflected by the beacons, in case these are detectors or reflectors of the signals towards the sensors of the vehicle. In cases where it is received in the vehicle the signal emitted or reflected by the beacons, is required the use of three differentiated signals to avoid confusion, and three receivers in the vehicle, each capable to collect singularly or only one of the signals, discriminating the other two. Also, in case the beacons are reflective, they should reflect only one of the three signals, each a different signal, so they will incorporate filters that will absorb two of the three signals, and will reflect the remaining, making a discrimination.
Obviamente para que estos medios de posicionamiento funcionen, la posición de las balizas debe ser conocida para que el espacio de trabajo quede calibrado. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante la colocación de las balizas en posiciones preasignadas en el espacio digitalizado, pero dado que este posicionamiento físico requiere la medición manual de estas posiciones, lo que acarrea más trabajo y puede incurrir en errores, preferentemente se utilizará otra modalidad, consistente en la asignación en el espacio digitalizado únicamente de la posición inicial del vehículo y de una de las balizas. Estos elementos se colocan en el espacio real en las posiciones asignadas, y las otras dos balizas se colocan libremente. Dado que estas dos posiciones definen una alineación, el vehículo efectúa, mediante las señales de medición y sin moverse de su posición, un reconocimiento para localizar la posición de las otras dos balizas, informando a la unidad 2, con lo que el espacio real quedará calibrado y podrá iniciarse el trazado.Obviously so that these means of positioning work, the position of the beacons must be known so that the workspace is calibrated. This can be done, for example, by placing beacons in pre-assigned positions in the digitized space, but since this physical positioning requires manual measurement of these positions, which leads to more work and may incur errors, preferably another modality will be used, consistent in the allocation in the digitized space only of the initial position of the vehicle and one of the beacons. These elements are placed in real space in positions assigned, and the other two beacons are placed freely. Given the These two positions define an alignment, the vehicle makes, by measuring signals and without moving from their position, a recognition to locate the position of the other two beacons, informing unit 2, so that the real space will remain calibrated and the path can be started.
En cualquiera de los casos o modalidades, las mediciones se transmiten al ordenador, ya sea por cableado 14 o mediante radiofrecuencia, utilizando en este caso preferentemente para la intercomunicación entre vehículo y ordenador los módulos 6 provistos en ambos. El ordenador procesará los datos recibidos por triangulación, tridistanciamiento u otros algoritmos (utilizando por ejemplo dos distancias y un ángulo), y conocerá en todo momento la posición del vehículo.In any of the cases or modalities, the measurements are transmitted to the computer, either by wiring 14 or by radiofrequency, using in this case preferably for intercom between vehicle and computer modules 6 provided in both. The computer will process the data received by triangulation, tridistanciamiento or other algorithms (using for example two distances and one angle), and you will know at all times The position of the vehicle.
Durante el funcionamiento la unidad 2, en
función del trazado a realizar y de la posición inicial del
vehículo, prevé una serie de trayectorias y de trazados durante
dichas trayectorias, que transmite al vehículo, el cual desarrolla
el trabajo, efectuándose las
correcciones de trayectoria
necesarias en todo momento.During operation, unit 2, depending on the route to be carried out and the initial position of the vehicle, provides for a series of paths and paths during said paths, which it transmits to the vehicle, which carries out the work, carrying out the work.
trajectory corrections needed at all times.
Para mejorar la precisión del trazado, dado que el vehículo puede discurrir por soleras o forjados muy irregulares en los cuales la corrección de la trayectoria puede no ser suficiente, se puede dotar al vehículo de un dispositivo 15 de corrección de la posición de los medios de aplicación de pintura o tinta, lo cual cooperará en compensar desviaciones. A modo de ejemplo no limitativo de materialización de esta prestación, no representado en las figuras, se puede montar el soporte de aerosoles o brochas de modo deslizante lateralmente en el vehículo, siendo accionado este deslizamiento lateral mediante un husillo motorizado acoplado a un encoder.To improve plot accuracy, since the vehicle can run through screeds or very irregular slabs in which the trajectory correction may not be sufficient, the vehicle can be provided with a device 15 of correction of the position of the means of applying paint or ink, which will cooperate in offsetting deviations. By way of non-limiting example of materialization of this benefit, not represented in the figures, the support of aerosols or brushes sliding sideways on the vehicle, this lateral sliding being activated by means of a spindle motorized coupled to an encoder.
También puede ir provisto del vehículo de medios para evitar su deterioro, como por ejemplo unos sensores 16 de superficie u obstáculos, para evitar su caída por huecos o choques.It can also be provided with the media vehicle to prevent deterioration, such as sensors 16 of surface or obstacles, to prevent its fall through gaps or crashes
Igualmente, para facilitar la obtención de plomos para colocación de miras y similares, puede dotarse al vehículo de un puntero láser 17 que proyecte en el techo de la estancia la posición aplomada con respecto a la señal que está marcando en ese instante en el forjado o solera, facilitando el trazado en el techo por medios que no son objeto de esta invención dicha posición perfectamente aplomada en el techo.Likewise, to facilitate obtaining leads for placement of sights and the like, can be equipped with vehicle of a laser pointer 17 projecting on the roof of the stay the poised position with respect to the signal that is marking at that moment on the floor or floor, facilitating the traced on the ceiling by means that are not the subject of this invention said position perfectly plumbed on the ceiling.
Y por último, también se puede dotar al vehículo de un avisador acústico 18 para llamar la atención en caso de cualquier incidencia (por ejemplo la detención por la detección de un hueco u obstáculo, o para avisar de que se está apuntando en el techo una posición aplomada con respecto a otra del forjado.And finally, you can also equip the vehicle of a buzzer 18 to get attention in case of any incident (for example the arrest for the detection of a hole or obstacle, or to warn that you are aiming at the roof a plumbed position with respect to another of the floor.
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.Describe sufficiently the nature of the invention, as well as how to perform it in practice, should be noted that the provisions indicated above and represented in the attached drawings are susceptible to modifications of detail as long as they do not alter the principle fundamental.
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