ES2304346T3 - Sistema logistico y metodo con control de posicion. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de logística (2) para un vagón de ferrocarril (4) de tipo tolva con un mecanismo de manipulación de carga que comprende un mecanismo de descarga (12) con un conjunto de puertas de tolva (40), cuyo sistema de logística incluye: a) un subsistema (8) de control de posición incluyendo unos medios para generar una señal en respuesta a una posición de dicho vagón de ferrocarril (4); b) una interfaz de control (20) para recibir dicha señal de respuesta a la posición y para actuar dicho mecanismo de manipulación de carga en respuesta a la misma.
Description
Sistema logístico y método con control de
posición.
La presente invención se refiere generalmente al
campo de la logística, y más particularmente a un sistema basada en
GPS para controlar la logística en relación con un vehículo.
El campo de la gestión de la logística es
relativamente amplio e incluye una amplia gama de sistemas para
seguir, controlar e informar de las operaciones de logística que
implican diversos tipos de materiales. A título de ejemplo, la
carga y de descarga materiales son operaciones importantes de
logística en el campo del transporte.
La automatización es una meta primaria de muchos
sistemas de gestión de logística. La disponibilidad comercial de
hardware y software informáticos para aplicaciones de la logística
ha llevado relativamente a un alto grado de automatización. Por
ejemplo, están disponibles sistemas automatizados para controlar las
operaciones de carga y descarga de materiales.
El sistema de posicionamiento global (GPS) es un
reciente desarrollo significativo en el campo de la navegación de
vehículos. Los sistemas de navegación basados en GPS son de uso
extendido, particularmente en los vehículos comerciales. Los
sistemas actuales de navegación basados en GPS de la técnica más
avanzada, proporcionan una información de posicionamiento con un
nivel de precisión relativamente alto. Se pueden obtener unas
coordenadas de posición globales con una precisión de algunos
centímetros con el equipo actual, disponible en el comercio.
La presente invención aplica las características
de posicionamiento precisas del equipo actual de GPS al campo de la
gestión de la logística y más particularmente a las operaciones de
carga y descarga de materiales. Hasta ahora no ha encontrado
disponible un sistema y un método de logística basados en GPS con
las ventajas y las características de la presente invención.
El documento
EEUU-A-5 657 700 describe un sistema
para actuar un mecanismo de puerta de tolva ferroviaria en
respuesta a las señales de un puesto de operador remoto. El
documento WO 981341 27 describe un sistema de manejo automático
para una máquina de manipulación de contenedores, tal como una grúa
de pórtico móvil para hacer que la máquina de manipulación de
contenedores se mueva a lo largo de unas líneas rectas determinadas
por filas de contenedores por una vía ferroviaria o equivalente. El
sistema de dirección comprende un sistema de navegación instalado
en el campo de los contenedores, cuyo sistema determina la línea de
funcionamiento deseado por medio de dos puntos arbitrariamente
colocados y mantiene la dirección de la máquina de manipulación de
contenedores en la línea deseada para permitir una transferencia de
contenedores. El sistema de dirección se basa en un sistema de
navegación por GPS, el cual incluye un aparato estacionario de GPS
montado en una estación inmóvil de tierra y unos aparatos de GPS
móviles montados en las máquinas de manipulación de contenedores
que se mueven en el área próxima, cuyos aparatos de GPS están
equipados para recibir señales de los satélites del Sistema de GPS
a fin de determinar las localizaciones de los aparatos de GPS.
Además, se montan unos aparatos de radio en la estación inmóvil de
tierra y en las máquinas de manipulación de contenedores móviles,
por medio de cuyos aparatos de radio se transmite una señal de
corrección de posición del radiotransmisor de la estación inmóvil
de tierra a los receptores de radio móviles de las máquinas de
manipulación de contenedores.
El documento EEUU 5.390.125 describe sistemas y
métodos que permiten la determinación de la posición terrestre de
un vehículo autónomo en tiempo real. Una primera estimación de la
posición de un vehículo se deduce de los satélites de GPS y/o de
un(os) pseudolito(s). El(los)
pseudolito(s) se pueden usar exclusivamente cuando los
satélites no estén a la vista del vehículo. Una segunda estimación
de la posición se deduce de una unidad de referencia de inercia y/o
un odómetro de vehículo. Las estimaciones de la primera y de la
segunda posición se combinan y se filtran usando técnicas novedosas
para deducir una tercera estimación más precisa de la posición del
vehículo. Por consiguiente, se puede efectuar una navegación
autónoma del vehículo usando la tercera estimación de posición.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un sistema de logística para un vagón de ferrocarril de
tipo tolva con un mecanismo de descarga con un conjunto de puertas
de tolva según lo especificado en la reivindicación 1.
Los objetos y ventajas principales de la
presente invención incluyen: proporcionar un sistema y un método de
gestión de logística; proporcionar un sistema y un método de este
tipo que utilizan el sistema de posicionamiento global (GPS);
proporcionar un sistema y un método que son adaptables a los
diversos vehículos; proporcionar un sistema y un método de este
tipo que se adaptan para su uso conjuntamente con las operaciones de
carga y descarga de materiales; proporcionar un sistema y un método
de este tipo que se adaptan para controlar la descarga de
materiales de los vagones de ferrocarril; proporcionar un sistema y
un método de este tipo que se adaptan para utilizar el movimiento
del vehículo para fines de posicionamiento; proporcionar un sistema
y un método de este tipo que se adaptan a su uso con diversos
sistemas de posicionamiento; proporcionar un sistema y un método de
este tipo que utilizan el equipo de GPS disponible en el comercio;
proporcionar un sistema y un método de este tipo que utilizan un
ordenador montado a bordo de un vehículo para la gestión de
logística; proporcionando un sistema y un método de este tipo que
puede reducir el trabajo requerido para las operaciones de
logística; proporcionar un sistema y un método de este tipo que
puede constituir un reequipamiento de los vehículos existentes; un
sistema y un método de este tipo que se puede instalar en vehículos
nuevos; proporcionar un sistema y un método de este tipo que sea
adaptable para su uso con diversos medios de control de descarga en
relación con las operaciones de descarga; proporcionar un sistema y
un método de este tipo que incluyen unos medios y etapas de
almacenamiento de datos para almacenar los datos para su uso
conjuntamente con las operaciones de logística; y proporcionar un
sistema y un método de este tipo que sean económicos y
eficientes.
Otros objetos y ventajas de esta invención se
harán evidentes a partir de la descripción siguiente tomada
conjuntamente con los dibujos anexos en los que se establecen, a
título de ilustración y de ejemplo, ciertas realizaciones de esta
invención.
Los dibujos constituyen una parte de esta
especificación e incluyen realizaciones a título de ejemplo de la
presente invención e ilustran diversos objetos y características de
la misma.
La Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema
de logística con control de posicionamiento por GPS que realiza la
presente invención, mostrada instalada en un vagón de ferrocarril
para controlar las operaciones de carga y de descarga de la
misma.
La Fig. 2 es un diagrama esquemático de un
sistema de actuación hidráulica para los conjuntos de puerta de
tolva en el vagón de ferrocarril y un subsistema de control de
posición.
La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un
vagón de ferrocarril con un mecanismo de descarga de balasto
controlado por el sistema y el método de logística.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva ampliada,
fragmentaria, por debajo del mecanismo de descargue de balasto,
mostrando particularmente un conjunto de puertas de tolva del
mismo.
La Fig. 5 es un diagrama esquemático de un
sistema de logística que comprende una primera realización
modificada de la presente invención con un subsistema alternativo
de control de posicionamiento.
Como se solicita, se describen aquí unas
realizaciones detalladas de la presente invención; sin embargo, debe
entenderse que las realizaciones descritas lo son simplemente a
título de ejemplos de la invención, que se puede realizar de
diversas formas. Por lo tanto, no se deben interpretados los
detalles estructurales y funcionales específicos descritos a
continuación como limitativos, sino simplemente como una base para
las reivindicaciones y como una base representativa para enseñar a
un experto en la técnica para emplear de diversas maneras la
presente invención en virtualmente cualquier estructura detallada
apropiadamente.
Haciendo referencia a los dibujos con más
detalle, el número 2 de referencia indica generalmente un sistema
de logística que realiza la presente invención. Sin limitación en
cuanto a la generalidad de aplicaciones útiles de un sistema de
logística 2, se muestra instalado en un vagón de ferrocarril 4 para
controlar las operaciones de descarga del mismo.
El sistema 2 de logística comprende generalmente
el sistema de posicionamiento global (GPS) 6, un subsistema a bordo
8 de control de posición, un subsistema de control de actuador
hidráulico 10 y un mecanismo 12 de descarga de balasto.
El GPS6 (Fig. 1) incluye una constelación 14 de
satélites que comprende un número de satélites individuales cuyas
posiciones se monitorizan continuamente. Los satélites transmiten
unas señales, incluyendo sus datos de posicionamiento, que se
pueden recibir por estaciones diferenciales de GPS 16 situadas en
posiciones fijas y por receptores de GPS, tales como el receptor 18
de a bordo de vehículo, que son típicamente móviles. Se pueden
emplear otras configuraciones y disposiciones de GPS con la presente
invención. La estación diferenciada 16 del GPS recibe señales de la
constelación basada en satélites 14 y transmite señales a los
receptores móviles de GPS.
El subsistema 8 de control de posición a bordo
(Fig. 2) se monta en el vagón de ferrocarril e incluye el receptor
18 de vehículo de GPS, que recibe las señales de datos de posición
(por ejemplo, coordenadas de GPS) tanto de la constelación de
satélites 14 y como del GPS diferencial 16. El receptor 18 de
vehículo puede comprender cualquiera de un número de unidades
móviles de receptor adecuadas, comercialmente disponibles. El
receptor 18 de vehículo se conecta con una interfaz de control por
microprocesador /ordenador 20 que recibe las señales de datos de
posicionamiento del 18 receptor de vehículo, procesa las mismo e
interconecta con el subsistema 10 de actuador. La interfaz 20 de
control puede incluir cualquier microprocesador adecuado y se puede
programar preferiblemente para almacenar datos referentes a
operaciones de logística en respuesta a señales de GPS.
La interfaz 20 de control incluye un
decodificador 21 con las entradas conectadas con el microprocesador
para recibir señales de mando dirigidas a las unidades 32
específicas de pistón y cilindro del subsistema 10 de actuador. La
salida del decodificador 21 se introduce en un banco de repetidores
26 con múltiples relés que corresponden a los componentes
respectivos del subsistema 10 de actuador hidráulico y conectados al
mismo. El subsistema 8 de control de posición está conectado a una
fuente de potencia eléctrica 22 adecuada, de a bordo, la cual puede
utilizar un panel solar fotovoltaico 24 de colector para cargar o
complementar la misma.
El subsistema 10 de actuador hidráulico (Fig. 2)
incluye múltiples solenoides 28 conectado cada uno a un relé
respectivo del banco 26 de relés y actuado por el mismo. Cada
solenoide 28 acciona una válvula hidráulica respectiva 30. Las
válvulas 30 se cambian de posición por los solenoides 28 entre unas
posiciones extendida y retraída con lo cual el líquido hidráulico
se dirige a las unidades 32 de pistón y cilindro para extender y
retraer respectivamente las mismas. Las unidades 32 de pistón y
cilindro pueden comprender unidades hidráulicas de dos vías,
unidades neumáticas o cualesquiera otros actuadores adecuados. Un
depósito 34 de fluido hidráulico está conectado con las válvulas 30
a través de una bomba motorizada 36 adecuada y un control de presión
38.
El mecanismo 12 de descarga de balasto incluye
cuatro conjuntos 40 de puertas de tolva instalados en la superficie
inferior del vagón de ferrocarril 4 y dispuestos dos a cada lado.
Los conjuntos 40 de puertas de tolva descargan el contenido del
vagón de ferrocarril lateralmente y están adaptados para dirigir la
descarga hacia dentro (es decir, hacia el centro de una vía férrea
5) o hacia fuera (es decir, hacia los bordes externos de la vía
férrea 5). La construcción y la función de los conjuntos 40 de
puerta de la tolva se describen en la patente No. 5.657.70 de EEUU
de Bounds. Según se muestra en la Fig. 4, cada conjunto de puertas
de tolva es hecho funcionar por una unidad respectiva 32 de pistón
y cilindro para dirigir selectivamente el flujo de balasto desde el
mismo.
En la práctica del método de la presente
invención el subsistema 8 de control de posición a bordo es
programado previamente con los diversos datos que corresponden a la
operación del sistema logístico 2. Por ejemplo, las operaciones de
descarga del mecanismo 12 de descarga de balasto se pueden programar
para que tengan lugar en emplazamientos particulares. Así, se puede
aplicar el balasto a una sección concreta de la vía férrea 5
introduciendo sus coordenadas de GPS y programando el subsistema 8
de control de posición para que abra los conjuntos 40 de puertas de
tolva en las direcciones deseadas y durante los tiempos
predeterminados. Las señales de GPS recibidas por el subsistema 8
de control de posición a bordo pueden proporcionar información
relativamente precisa concerniente a la posición del vagón de
ferrocarril 4.
El número de referencia 102 señala generalmente
un sistema 102 de logística que comprende una primera realización
modificada de la presente invención con un subsistema 104 de control
de posición lineal basado en movimiento. El subsistema 104 de
control de posición puede comprender cualquier medio adecuado para
medir el recorrido de un vehículo, tal como el vagón de ferrocarril
4, y/o para detectar su posición a lo largo de la vía férrea 5 o de
alguna otra trayectoria de recorrido.
El sistema 104 de control de posición incluye un
ordenador 106 que interconecta con un detector burdo 108 de
posición opcional para detectar los marcadores burdos 110 de
posición. Por ejemplo, los marcadores burdos 110 de posición se
pueden situar junto a la vía férrea 5 con lo cual el detector burdo
108 de posición proporciona una señal al ordenador 106 cuando el
vagón de ferrocarril 4 se coloca en la proximidad de un marcador
burdo respectivo 110 de posición. El subsistema 104 de control de
posiciones puede incluir también un aparato de medición de
distancia lineal adecuado para medir el recorrido. Por ejemplo, se
puede montar un codificador/contador 112 en el vagón de ferrocarril
4 para medir las distancias que ha viajado el mismo o para contar
las revoluciones de una rueda 14 del vagón de ferrocarril. El
contador/codificador 112 se puede conectar con un convertidor 116
de recorrido que proporciona las señales que corresponden a los
recorridos al ordenador 106. El ordenador 106 puede interconectarse
con un subsistema de actuador hidráulico 10 tal como se describe
anteriormente.
Debe entenderse que aunque son se han ilustrado
y descrito aquí determinadas formas de la presente invención, no se
debe limitar ésta a las formas o a la disposición específica de las
partes descritas y mostradas.
Claims (10)
1. Un sistema de logística (2) para un vagón de
ferrocarril (4) de tipo tolva con un mecanismo de manipulación de
carga que comprende un mecanismo de descarga (12) con un conjunto de
puertas de tolva (40), cuyo sistema de logística incluye:
- a)
- un subsistema (8) de control de posición incluyendo unos medios para generar una señal en respuesta a una posición de dicho vagón de ferrocarril (4);
- b)
- una interfaz de control (20) para recibir dicha señal de respuesta a la posición y para actuar dicho mecanismo de manipulación de carga en respuesta a la misma.
2. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación 1, en el que dicho subsistema (8) de control de
posición incluye un receptor (18) de vehículo de GPS para determinar
una posición del vagón de ferrocarril (4) con el GPS.
3. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación l ó 2, en el que dicho subsistema de control de
posición (8) incluye unos medios de medición de recorrido (112) para
medir un recorrido de dicho vagón de ferrocarril (4).
4. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación 3, en el que dicho vagón de ferrocarril (4) incluye
una rueda (l4) y dichos medios de medición de recorrido incluyen un
codificador/contador (112) conectado a dicha rueda para contar las
revoluciones y las revoluciones parciales de la misma.
5. Un sistema de logística (2) conforme a
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que dicho
mecanismo de descarga (12) incluye una pluralidad de dichos
conjuntos de puertas de tolva (40) y dicho subsistema (8) de
control de posición incluye unos medios para actuar selectivamente
dichos conjuntos de puertas de tolva.
6. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación 5, que incluye:
- a)
- dicho subsistema (8) de control de posición que incluye unos medios (20) para almacenar los datos de posición que corresponden a unas posiciones predeterminadas de dicho vagón de ferrocarril (4); y
- b)
- unas órdenes que hacen funcionar selectivamente dichos conjuntos (40) de puertas de tolva en respuesta a unas posiciones predeterminadas de dicho vagón de ferrocarril.
7. Un sistema de logística (2) conforme a
cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que dicho
vagón (4) de ferrocarril comprende un vagón de balasto y dicho
mecanismo de de manipulación de carga incluye un mecanismo (12) de
descarga de balasto con una pluralidad de conjuntos (40) de puertas
de tolva montadas en la parte inferior de dicho vagón de
ferrocarril.
8. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación 7, el cual incluye un subsistema (10) de actuador
hidráulico que a su vez incluye:
- a)
- una pluralidad de unidades hidráulicas de pistón y cilindro (32);
- b)
- una pluralidad de válvulas actuadas por solenoide (30) conectada cada una a una unidad respectiva de pistón y cilindro;
- c)
- estando conectada dicha interfaz de control (20) a dichas válvulas actuadas por solenoide y adaptada para hacer funcionar selectivamente dichas unidades de pistón y cilindro; y
- d)
- estando conectadas dichas unidades de pistón y cilindro a los respectivos conjuntos (40) de puertas de tolva.
9. Un sistema de logística (2) conforme a
cualquiera de las reivindicaciones precedentes para un vagón de
ferrocarril (4) de tipo tolva adaptado para transportar, cargar y
descargar un material a granel a lo largo de una vía férrea (5),
cuyo sistema de logística incluye:
- a)
- un subsistema (8) de control de posición montado en el vagón de ferrocarril y que incluye:
- 1)
- un receptor de GPS (18):
- 2)
- un ordenador (20) con un almacenamiento electrónico de datos para almacenar los datos correspondientes a las posiciones del vagón de ferrocarril representadas por coordenadas de GPS;
- 3)
- estando programado dicho ordenador con instrucciones para una operación de descarga de material en respuesta a una posición del vagón de ferrocarril según se representa por dichas coordenadas de GPS;
- 4)
- un decodificador (21) conectado al ordenador y adaptado para recibir órdenes de descarga de materiales de dicho ordenador como entrada y adaptadas además para hacer salir unas señales de actuación con direcciones discretas;
- b)
- un subsistema (10) de actuador hidráulico que incluye:
- 1)
- una pluralidad de unidades de pistón y cilindro (32) montadas en dicho vagón de ferrocarril;
- 2)
- una pluralidad de válvulas actuadas por solenoide (30) conectada cada una a una unidad respectiva de pistón y cilindro y controlando el flujo de fluido hidráulico a la misma;
- 3)
- estando conectada cada una de dichas válvulas actuadas por solenoide a dicho decodificador y estando asociada a una dirección discreta de decodificador;
- 4)
- una bomba motorizada (36) conectada por fluido con dicha válvula; y
- 5)
- un depósito de líquido hidráulico (34) conectado por fluido a dicha bomba motorizada y a dicha válvula;
- c)
- una fuente de energía eléctrica (22) montada en dicho vagón de ferrocarril y conectada a dicho subsistema de control de posición y a dicha bomba motorizada; y
- d)
- un mecanismo de descarga (12) montado en dicho vagón de ferrocarril y que incluye una pluralidad de conjuntos de puertas de tolva (40) montadas cada una en dicho vagón de ferrocarril y desplazables entre unas posiciones abierta y cerrada de las mismas por una unidad respectiva de pistón y cilindro.
10. Un sistema de logística (2) como el de la
reivindicación 9, que incluye un panel solar fotovoltaico (24)
montado en el vagón de ferrocarril (4) y conectado eléctricamente a
la fuente de energía (22).
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