ES2301663T3 - Sistema y procedimiento para medir una desviacion horizontal de un medio de suspension de carga. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la medición de una desviación horizontal (A) de un medio de suspensión de carga (2) en relación con una posición de un carro de grúa (1), estando el medio de suspensión de carga (2) dispuesto suspendido del carro de grúa (1) por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos (10a, 10b, 10c, 10d), que consta de un medio electrónico de procesamiento de datos (S), de una unidad aritmética conectada al medio electrónico de procesamiento de datos (S) y de, como mínimo, dos transmisores de longitud de cable (3, 4) que están conectados de forma operativa al medio electrónico de procesamiento de datos (S), estando los cables independientes (8, 9) de los, como mínimo, dos transmisores de longitud de cable (3, 4) dispuestos de forma no paralela en la dirección de desplazamiento del carro, entre el carro de grúa (1) y el medio de suspensión de carga (2), y determinando la unidad aritmética que está conectada al medio de procesamiento de datos (S) la desviación horizontal (A) del medio de suspensión de carga (2) en relación con la posición del carro de grúa (1) por medio de la longitud de los cables respectivos (8, 9) de los transmisores de longitud de cable (3, 4).
Description
Sistema y procedimiento para medir una
desviación horizontal de un medio de suspensión de carga.
La presente invención se centra en un sistema
para la medición de una desviación horizontal de un medio de
suspensión de carga en relación con una posición de un carro de
grúa, estando el medio de suspensión de carga dispuesto suspendido
del carro de grúa por medio de una pluralidad de cables
sustentadores, así como en un procedimiento para medir una
desviación horizontal de un medio de suspensión de carga en relación
con una posición de un carro de grúa, estando el medio de
suspensión de carga dispuesto suspendido del carro de grúa por
medio de una pluralidad de cables sustentadores.
Durante el transporte de cargas con una grúa de
puente o pórtico, descargadoras de buques, puentes cargadores para
contenedores y grúas de almacenaje de bobinas y acero se levantan
regularmente cargas desde un lugar A con una altura de nivel
h_{0} hasta una altura de nivel de transporte h_{1}, para a
continuación transportarlas por un recorrido determinado, en la
mayoría de los casos optimizado con relación al tiempo, hasta un
lugar de destino B, que se halla en un nivel h_{2}.
Todos los medios de transporte arriba
mencionados presentan un llamado carro de grúa previsto en un
travesaño, en el que, unidos mediante cables sustentadores, están
dispuestos unos medios de suspensión de carga como, por ejemplo,
dispositivos prensores para la recogida de las cargas, por ejemplo
contenedores, paletas o similares.
Tras la recogida de la carga en el lugar A, el
carro de grúa realiza regularmente un movimiento horizontal en el
que, debido a la inercia, las cargas que están suspendidas de los
cables se aceleran o desaceleran de forma retardada en el tiempo
con relación al carro de grúa. Estos procesos de aceleración o
desaceleración producen una desviación horizontal del medio de
suspensión de carga con relación a la posición del carro de grúa.
Durante el transporte de las cargas que están suspendidas de los
cables sustentadores, esta desviación se produce regularmente, con
la consecuencia de que, si el carro de grúa se mueve uniformemente,
se inicia una oscilación no deseada de las cargas fijadas a los
cables sustentadores.
Por lo tanto, una de las tareas que ha de
realizar constantemente un operador de grúa es contrarrestar estos
movimientos de oscilación. Un operador de grúa hábil y atento lo
consigue rectificando con maestría el movimiento de transporte. Sin
embargo, si el operador es inexperto o no está atento, los procesos
de transporte y tiempos de trasbordo pueden prolongarse
considerablemente. En el peor de los casos aumenta el peligro de
colisiones y accidentes.
Se conocen ya unos dispositivos amortiguadores
de oscilación de la firma CePLuS GmbH, en Magdeburg, que utilizan
cámaras de alto rendimiento con microprocesadores para medir la
desviación horizontal del medio de suspensión de carga. Estas
cámaras de alto rendimiento se montan en un carro de grúa y miden
los movimientos de la carga para, durante el desplazamiento,
adaptar la velocidad del carro de grúa de tal modo que no se
produzcan oscilaciones no deseadas de las cargas.
Para medir la desviación del medio de suspensión
de carga se fijan unos reflectores sobre este último. La cámara
montada en el carro de grúa está orientada hacia abajo, es decir en
dirección al medio de suspensión de carga, y determina la posición
del reflector con relación al carro de grúa. A partir de estos datos
de posición del reflector se calcula la desviación del medio de
suspensión de carga.
El sistema CeSAR de la firma CePLuS presenta la
desventaja de que los intervalos de tiempo para la determinación de
la desviación son demasiado grandes para una regulación dinámica en
tiempo casi real y, además, la resolución tampoco satisface los
requisitos de una regulación dinámica en tiempo casi real en lo que
se refiere a la exactitud de medición del sistema de medición por
cámara. Además de estos datos de sistema desventajosos, también
resulta desventajoso el tamaño constructivo del sistema amortiguador
de oscilación CeSAR, ya que los reflectores que han de instalarse
sobre el medio de suspensión de carga presentan unas dimensiones
poco favorables. Otra desventaja del sistema CeSAR es el campo
visual limitado cuando ha de lograrse como mínimo cierta exactitud
de medición, ya que la exactitud de medición del objetivo de la
cámara presenta una correlación con el ángulo del campo visual. Por
lo tanto, un ángulo de campo visual grande condiciona un, así
llamado, objetivo de gran angular, con lo que disminuye la
definición de la imagen y, en definitiva, la exactitud de medición.
Otra desventaja del sistema CeSAR es la frecuencia de mantenimiento
de los dispositivos ópticos, ya que, si se emplea en los entornos
de almacenamiento usuales, es de esperar que se produzca
regularmente cierto ensuciamiento de los estantes, del material
transportado y, con ello, de los medios de transporte, con la
consecuencia de que también han de limpiarse frecuentemente los
dispositivos ópticos, por ejemplo el objetivo de la cámara.
El objetivo de la presente invención es por lo
tanto la puesta a disposición de un sistema y un procedimiento que
salven las desventajas del estado actual de la técnica.
Este objetivo se logra mediante un sistema según
la invención con las características de la reivindicación 1 y
mediante un procedimiento con las características según la
reivindicación 7 u 8.
En un sistema según la invención para la
medición de una desviación horizontal de un medio de suspensión de
carga en relación con una posición de un carro de grúa, estando el
medio de suspensión de carga dispuesto suspendido del carro de grúa
por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos, están
previstos como mínimo dos transmisores de longitud de cable que
están conectados de forma operativa a un medio de procesamiento de
datos, preferentemente un procesador, estando los cables
independientes de los, como mínimo, dos transmisores de longitud de
cable dispuestos de forma no paralela en la dirección de
desplazamiento del carro, entre el carro de grúa y el medio de
suspensión de carga, y determinando una unidad aritmética, conectada
al medio de procesamiento de datos, la desviación horizontal del
medio de suspensión de carga en relación con la posición del carro
de grúa por medio de la longitud de los cables respectivos de los
transmisores de longitud de cable.
Las pequeñas dimensiones de los transmisores de
longitud de cable y sus puntos de anclaje, la gran exactitud de
medición y velocidad de muestreo y la gran facilidad de
mantenimiento del sistema según la invención, resultan
particularmente ventajosas.
El procedimiento según la invención de acuerdo
con la reivindicación 7 para la medición de una desviación
horizontal de un medio de suspensión de carga en relación con una
posición de un carro de grúa, estando el medio de suspensión de
carga dispuesto suspendido del carro de grúa por medio de una
pluralidad de cables sustentadores, presenta los siguientes
pasos:
- -
- medición de una primera distancia diagonal entre una parte trasera del carro de grúa y una parte delantera del medio de suspensión de carga y medición simultánea de una segunda distancia diagonal entre una parte delantera del carro de grúa y una parte trasera del medio de suspensión de carga;
- -
- transmisión de ambos valores de medición a un medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- utilización de ambos valores de medición en un algoritmo preestablecido, que está almacenado en una unidad aritmética conectada al medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- determinación de un valor inicial que corresponde a la desviación horizontal del medio de suspensión de carga en relación con el carro de grúa.
El sistema según la invención se basa en el
conocimiento de que, utilizando como mínimo dos transmisores de
longitud de cable, dispuestos en cada caso en el carro de grúa y/o
en cada caso en el medio de suspensión de carga, la desviación
horizontal del medio de suspensión de carga provoca en como mínimo
uno de los transmisores de longitud de cable una disminución de la
longitud del cable, mientras que esta desviación horizontal provoca
en como mínimo otro transmisor de longitud de cable un aumento de la
longitud del cable. Para ello, los como mínimo dos transmisores de
longitud de cable están dispuestos ventajosamente en el carro de
grúa o en el medio de suspensión de carga de modo que los dos
cables de los como mínimo dos transmisores de longitud de cable se
cruzan.
Un cruce así de los como mínimo dos cables se
logra disponiendo uno de los como mínimo dos transmisores de
longitud de cable en una parte delantera del carro de grúa o del
medio de suspensión de carga, disponiendo el otro de los como
mínimo dos transmisores de longitud de cable en una parte trasera
del medio de suspensión de carga o del carro de grúa y tensando el
punto de anclaje de los cables respectivos en diagonal, de la parte
delantera respectiva a la parte trasera respectiva y del carro de
grúa al medio de suspensión de carga. En este tipo de
arriostramiento carece de importancia que los transmisores de
longitud de cable estén dispuestos en el mismo lado del carro de
grúa o del medio de suspensión de carga, siempre que pueda
garantizarse un cruce como mínimo en el espacio.
Mediante este arriostramiento según la invención
de los como mínimo dos cables y la medición de la longitud de los
cables de los transmisores de longitud de cable, y aplicando
relaciones trigonométricas sencillas que están almacenadas en un
algoritmo de una unidad aritmética, se determina con exactitud la
desviación horizontal del medio de suspensión de carga. Dado que
para otros cálculos del sistema de movimiento carro de grúa/medio
de suspensión de carga se requiere preferentemente el ángulo de
desviación, mediante un segundo paso matemático, en el que se
utilizan también relaciones trigonométricas sencillas, se determina
el ángulo de desviación abarcado entre la vertical y los cables
sustentadores. El ángulo de desviación puede constituir después una
magnitud de entrada para los cálculos subsiguientes del sistema de
movimiento carro de grúa/medio de suspensión de carga.
Resulta particularmente ventajoso disponer los
dos transmisores de longitud de cable de modo que exista la máxima
distancia posible entre los dos transmisores de longitud de cable,
ya que mediante tal separación máxima se logra que la diferencia
entre las longitudes de los dos cables se haga lo más grande
posible, lo que aumenta la exactitud del resultado de la
medición.
En otra forma de realización del sistema según
la invención, los dos cables no se conducen cruzados, sino que
forman una "V" en el espacio, estando los puntos de anclaje de
los cables respectivos dispuestos ventajosamente en el vértice de
esta "V" espacial. Para calcular la desviación horizontal se
emplean igualmente cálculos trigonométricos sencillos.
Además del campo de aplicación del estado actual
de la técnica mencionado al principio, el empleo del sistema según
la invención en la técnica de elevación de nivel resulta
particularmente ventajoso.
\newpage
A continuación se explica una forma de
realización preferida de la presente invención con referencia a
las figuras siguientes:
La figura 1: muestra una forma de realización
preferida del sistema según la invención.
La figura 2: muestra el sistema según la
invención de la figura 1 en movimiento.
En la figura 1 se muestra un sistema según la
invención, que consta de un carro de grúa 1 accionado por medio de
un motor M para el transporte por el carril 11. La alimentación de
energía del motor M no está representada. El mando del motor M se
realiza mediante una unidad de mando S que está conectada de forma
operativa al motor M, pero que no ha de estar dispuesta
forzosamente en el carro de grúa. Integrado en la unidad de mando,
o como mínimo conectado a la misma, se halla un medio de
procesamiento de datos, preferentemente un procesador con una
unidad aritmética en la que están almacenados los algoritmos
matemáticos correspondientes. En la forma de realización preferida
representada en la figura 1, el carro de grúa 1 presenta dos
transmisores de longitud de cable 3, 4 cuyos cables 8, 9 están
tensados en diagonal hacia abajo, en dirección al medio de
suspensión de carga 2, y fijados al mismo en los puntos de anclaje 5
y 6. La longitud de los cables 8 y 9 en la posición de reposo de la
figura 1 es esencialmente igual, ya que, debido a la fuerza de la
gravedad, el medio de suspensión de carga 2 está suspendido
verticalmente bajo el carro de grúa por medio de los cables
sustentadores 10a y 10b, así como por medio de los cables
sustentadores 10c y 10d no representados. La longitud de los cables
sustentadores 10a a 10d se controla también mediante el motor M o
mediante un accionamiento separado.
Para la medición de las longitudes de cable se
utilizan, por ejemplo, transmisores de longitud de la firma TR
Electronic GmbH, que disponen de un codificador absoluto o
incremental.
Una vez que el carro de grúa alcanza un
determinado valor de velocidad o aceleración, los cables
sustentadores 10a a 10d se desvían en sentido contrario al sentido
de movimiento, debido a la inercia, en la medida de un determinado
valor A, que corresponde a un determinado ángulo \alpha. En la
figura 2 está representada la situación de movimiento del sistema
según la invención en un momento determinado, en el que el carro de
grúa ha alcanzado una velocidad v. Como consecuencia de la
desviación horizontal del medio de suspensión de carga 2 en la
medida A o el ángulo \alpha se produce una variación de la
longitud de los cables 8 y 9 de los transmisores de longitud de
cable 3 y 4. Los transmisores de longitud de cable 3 y 4 miden esta
variación en la longitud de los cables y la transmiten a la unidad
aritmética prevista en el medio electrónico de procesamiento de
datos S. Tras la ejecución de algoritmos matemáticos, la unidad
aritmética proporciona la desviación A como recorrido de la
desviación absoluta u opcionalmente el ángulo \alpha como valor
inicial. Acto seguido, este valor se introduce en el sistema de
mando para el control del motor M y se continúa procesando en el
mismo correspondientemente, por ejemplo para la supresión de la
oscilación del medio de suspensión de carga.
Claims (10)
1. Sistema para la medición de una desviación
horizontal (A) de un medio de suspensión de carga (2) en relación
con una posición de un carro de grúa (1), estando el medio de
suspensión de carga (2) dispuesto suspendido del carro de grúa (1)
por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos (10a,
10b, 10c, 10d), que consta de un medio electrónico de procesamiento
de datos (S), de una unidad aritmética conectada al medio
electrónico de procesamiento de datos (S) y de, como mínimo, dos
transmisores de longitud de cable (3, 4) que están conectados de
forma operativa al medio electrónico de procesamiento de datos (S),
estando los cables independientes (8, 9) de los, como mínimo, dos
transmisores de longitud de cable (3, 4) dispuestos de forma no
paralela en la dirección de desplazamiento del carro, entre el carro
de grúa (1) y el medio de suspensión de carga (2), y determinando
la unidad aritmética que está conectada al medio de procesamiento de
datos (S) la desviación horizontal (A) del medio de suspensión de
carga (2) en relación con la posición del carro de grúa (1) por
medio de la longitud de los cables respectivos (8, 9) de los
transmisores de longitud de cable (3, 4).
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que
los como mínimo dos transmisores de longitud de cable (3, 4) están
dispuestos de modo que sus cables (8, 9) se cruzan.
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el
que como mínimo uno de los transmisores de longitud de cable (3, 4)
está dispuesto en el carro de grúa.
4. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el
que como mínimo uno de los transmisores de longitud de cable (3, 4)
está dispuesto en el medio de suspensión de carga.
5. Sistema según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que los transmisores de longitud de cable (3, 4)
no están dispuestos en el mismo lado del carro de grúa (1) o del
medio de suspensión de cargas (2).
6. Sistema según una de las reivindicaciones
anteriores, en el que uno de los como mínimo dos transmisores de
longitud de cable (3) está dispuesto en una parte delantera del
carro de grúa (1) y su cable (8) se extiende en esencia
diagonalmente hasta un punto de anclaje (5) situado en una parte
trasera del medio de suspensión de carga (2), mientras que el otro
de los como mínimo dos transmisores de longitud de cable (4) está
dispuesto en una parte trasera del carro de grúa (1) y su cable (9)
se extiende en esencial diagonalmente hasta un punto de anclaje (6)
situado en una parte delantera del medio de suspensión de carga
(2).
7. Procedimiento para la medición de una
desviación horizontal (A) de un medio de suspensión de carga (2) en
relación con una posición de un carro de grúa (1), estando el medio
de suspensión de carga (2) dispuesto suspendido del carro de grúa
(1) por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos
(10a, 10b, 10c, 10d), especialmente utilizando un sistema según una
de las reivindicaciones anteriores, que comprende los pasos
siguientes:
- -
- medición de una primera distancia diagonal entre una parte trasera del carro de grúa (1) y una parte delantera del medio de suspensión de carga (2) y medición simultánea de una segunda distancia diagonal entre una parte delantera del carro de grúa (1) y una parte trasera del medio de suspensión de carga;
- -
- transmisión de ambos valores de medición a un medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- utilización de ambos valores de medición en un algoritmo preestablecido, que está almacenado en una unidad aritmética conectada al medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- determinación de un valor inicial que corresponde a la desviación horizontal (A) del medio de suspensión de carga (2) en relación con el carro de grúa (1).
8. Procedimiento para la medición de una
desviación horizontal (A) de un medio de suspensión de carga (2) en
relación con una posición de un carro de grúa (1), estando el medio
de suspensión de carga (2) dispuesto suspendido del carro de grúa
(1) por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos
(10a, 10b, 10c, 10d), especialmente utilizando un sistema según una
de las reivindicaciones anteriores, consistente en los pasos:
- -
- medición de una primera distancia entre una parte trasera del carro de grúa (1) y una parte central del medio de suspensión de carga (2) y medición simultánea de una segunda distancia entre una parte delantera del carro de grúa (1) y la parte central del medio de suspensión de carga;
- -
- transmisión de ambos valores de medición a un medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- utilización de ambos valores de medición en un algoritmo preestablecido, que está almacenado en una unidad aritmética conectada al medio electrónico de procesamiento de datos;
- -
- determinación de un valor inicial que corresponde a la desviación horizontal (A) del medio de suspensión de carga (2) en relación con el carro de grúa (1).
9. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
en el que el valor inicial es un valor angular (\alpha).
10. Utilización de, como mínimo, dos
transmisores de longitud de cable para la medición de una desviación
horizontal (A) de un medio de suspensión de carga (2) en relación
con una posición de un carro de grúa (1), estando el medio de
suspensión de carga (2) dispuesto suspendido del carro de grúa (1)
por medio de una pluralidad de cables sustentadores paralelos (10a,
10b, 10c, 10d), estando los como mínimo dos transmisores de longitud
de cable (3, 4) conectados de forma operativa a un medio
electrónico de procesamiento de datos (S), estando los cables
independientes (8, 9) de los como mínimo dos transmisores de
longitud de cable (3, 4) dispuestos de forma no paralela en la
dirección de desplazamiento del carro, entre el carro de grúa (1) y
el medio de suspensión de carga (2), y determinando una unidad
aritmética, conectada al medio electrónico de procesamiento de
datos (S), la desviación horizontal (A) del medio de suspensión de
carga (2) en relación con la posición del carro de grúa (1) por
medio de la longitud de los cables respectivos (8, 9) de los
transmisores de longitud de cable (3, 4).
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