ES2307660T3 - Dispositivo para operar la pluma articulada de un manipulador de gran capacidad. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el accionamiento de una pluma articulada (22) conectada a un caballete de soporte de pluma (21), especialmente a un poste distribuidor de hormigón portando en su punta de pluma una manga terminal (43), presentando la pluma articulada (22) como mínimo tres brazos de pluma (23 a 27), cada uno limitadamente pivotante respecto del caballete de soporte de pluma (21) o respecto del brazo de pluma (23 a 27) adyacente, alrededor de ejes de articulación (28 a 32) horizontales paralelos entre sí por medio respectivamente de un mecanismo de accionamiento (34 a 38), siendo el caballete de soporte de pluma (21) montado a un bastidor (11) y siendo giratorio mediante un mecanismo de accionamiento (19), preferentemente en 360º alrededor de un eje vertical (13), con un dispositivo de control (74) para el movimiento de la pluma y un dispositivo de control a distancia (50) comunicado mediante un enlace de datos (68), preferentemente inalámbrico, presentando dicho dispositivo de control a distancia una primera y segunda unidad de control remoto (60, 62), cada uno pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta como mínimo en una dirección de posicionamiento principal y emitiendo al mismo tiempo una señal de salida (64, 66), presentando el dispositivo de control (74) un transformador de coordenadas asistido por ordenador (80), sensible a la señal de salida (64) de la primera unidad de control remoto (60), mediante el que los mecanismo de accionamiento (34 a 38) para los ejes de las articulaciones redundantes (28 a 32) pueden ser operados en una dirección de posicionamiento principal (r) de la primera unidad de control remoto (60) independientemente del mecanismo de accionamiento (19) del caballete de soporte de pluma (21), realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma articulada (14) conforme a una característica de desplazamiento/pivotado predeterminado, caracterizado porque el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84) sensible a la señal de salida (66) de la segunda unidad de control remoto (62), mediante la que en una de las direcciones de posicionamiento principales (epsilon v) de la segunda unidad de control remoto (62) puede operarse preferentemente el mecanismo de accionamiento de un eje de articulación (j) seleccionado, manteniendo la posición y/o el movimiento de la punta de la pluma (33) predeterminado por la primera unidad de control remoto (60) mediante el seguimiento del mecanismo de accionamiento de cómo mínimo uno de los demás ejes de articulación.
Description
Dispositivo para operar la pluma articulada de
un manipulador de gran capacidad.
El invento trata de un dispositivo para el
accionamiento de una pluma articulada conectada a un caballete de
soporte de pluma, especialmente a un poste distribuidor de hormigón
portando en su punta de poste una manga terminal, presentando la
pluma articulada como mínimo tres brazos de pluma, cada uno
limitadamente pivotante respecto al caballete de soporte de pluma o
respecto al brazo de pluma adyacente, alrededor de ejes de
articulación horizontales paralelos entre sí por medio de un
mecanismo de accionamiento respectivamente, siendo el caballete de
soporte de pluma montado a un bastidor mediante un mecanismo de
accionamiento de forma giratoria preferentemente en 360º alrededor
de un eje vertical. El dispositivo de accionamiento comprende un
dispositivo de control para mover la pluma y un dispositivo de
control a distancia comunicado mediante un enlace de datos,
preferentemente inalámbrico, presentando el dispositivo de control
a distancia una primera y segunda unidad de control remoto, cada
uno pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta al menos en una
dirección de posicionamiento principal y emitiendo al mismo tiempo
una señal de salida. El dispositivo de control por su parte,
comprende un transformador de coordenadas asistido por ordenador,
sensible a la señal de salida de la primera unidad de control
remoto, mediante el que los mecanismos de accionamiento para los
ejes de las articulaciones redundantes pueden ser operados en una
dirección de posicionamiento principal en cualquier posición de giro
del caballete de soporte de pluma, en forma independiente del
mecanismo de accionamiento del caballete de soporte de pluma,
realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma
articulada conforme a una característica de desplazamiento/pivotado
predeterminada. Además, el invento trata de un manipulador de gran
capacidad, especialmente para bombas de hormigón, con una pluma
articulada conectada a un caballete de soporte de pluma y un
dispositivo para su operación del tipo descrito anteriormente.
Las bombas de hormigón móviles son controladas
convencionalmente mediante un operador, responsable del control del
dispositivo de control a distancia, tanto para la bomba como para el
posicionamiento de la manga terminal dispuesta en la punta de la
pluma articulada. Para este propósito, el operador debe controlar
múltiples grados rotacionales de libertad de la pluma articulada
por medio de los mecanismos de accionamiento respectivos, moviendo
la pluma articulada en el espacio de trabajo tridimensional no
estructurado, teniendo en cuenta las condiciones extremas de la
obra. El accionamiento de los ejes individuales tiene la ventaja de
que los diferentes brazos de pluma pueden ser llevados a cualquier
posición, sólo condicionados por su radio de giro. Cada eje de la
pluma articulada y del caballete de soporte de pluma tiene asignado
una dirección de posicionamiento principal de las unidades de
control remoto, de modo que, sobre todo en presencia de más de tres
brazos de pluma, la operación se torna dificultosa. El operador
debe mantener el control no solamente de los ejes accionados, sino
también de la manga terminal para evitar el riesgo de movimientos
descontrolados de la manga terminal y, consecuentemente, una amenaza
para el personal de la
obra.
obra.
Para simplificar la manipulación en ese sentido,
ya se propuso un dispositivo de accionamiento (DE-A
19520166 DE-A 43 06 127) en el que los ejes de
articulación redundantes de la pluma articulada son controlados
colectivamente en cualquier posición de giro del caballete de
soporte de pluma mediante una única manipulación de la unidad de
control remoto, independientemente de su eje de giro. En este caso,
la pluma articulada ejecuta un movimiento de extensión y de
retracción fácilmente visualizado por el operador, pudiendo mantener
constante la altura de la punta de la pluma. Para que ello sea
posible, el dispositivo de control incluye un transformador de
coordenadas asistido por ordenador, controlado por la unidad de
control remoto, para los mecanismos de accionamiento, a través del
que los mecanismos de accionamiento de los ejes de articulación son
operables en una dirección de posicionamiento principal de la
unidad de control remoto, independientemente del mecanismo de
accionamiento del eje de giro del caballete de soporte de pluma,
ejecutando un movimiento de extensión y retracción de la pluma
articulada, manteniendo la altura predeterminada de la punta de
pluma. En una dirección de posicionamiento principal diferente de
la unidad de control remoto, el mecanismo de accionamiento del eje
de giro del caballete de soporte de pluma es operable
independientemente de los mecanismos de accionamiento de los ejes de
articulación, ejecutando un movimiento giratorio de la pluma
articulada, mientras que en una tercera dirección de posicionamiento
principal, los mecanismos de accionamiento de los ejes de
articulación son operables independientemente del mecanismo de
accionamiento del eje de giro, ejecutando un movimiento de ascenso y
de descenso de la punta de pluma. Para la optimización de la
secuencia de movimientos en el proceso de extensión o retracción, se
considera importante que los mecanismos de accionamiento de los
ejes de articulación redundantes de la pluma articulada sean
operables, respectivamente, conforme a una característica de
desplazamiento/pivotado. A ello pertenece el hecho de que la
característica de desplazamiento/pivotado en el transformador de
coordenadas es modificada conforme a los momentos de flexión y
torsión en relación a la carga actuantes sobre los diferentes
brazos de pluma. Además, la característica de
desplazamiento/pivotado es limitada en el transformador de
coordenadas, conforme a las zonas de colisión que delimitan
espacialmente el movimiento de los brazos de pluma, especialmente
mediante la especificación de un punto de plegado más alto y/o más
bajo. El uso del transformador de coordenadas asistido por
ordenador es restringido cuando es necesario llevar a cabo
secuencias de movimientos necesarios diferentes de la
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada de la pluma
articulada, por ejemplo, para pasar la pluma por una abertura
estrecha o cuando para determinada tarea es necesaria una alineación
determinada de uno u otro brazo de pluma. En este caso, hasta ahora
era necesario conmutar el control de pluma asistido por ordenador
en coordenadas cilíndricas a un control individual de los diferentes
ejes de articulación con una cantidad correspondiente de
direcciones de posicionamiento principales en las unidades de
control remoto. En este caso, debían aceptarse los riesgos
mencionados anteriormente respecto a la operación individual de
los
ejes.
ejes.
Partiendo de allí, el invento tiene el objetivo
de perfeccionar el dispositivo de accionamiento del tipo mencionado
anteriormente de tal modo, que también en el caso de un control
asistido por ordenador de la pluma articulada conforme a una
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada, teniendo
en consideración los ejes de articulación redundantes, durante la
secuencia de movimientos sea posible para un operador ejercer
fácilmente sobre la configuración de la pluma una influencia
selectivamente diferente de la característica de
desplazamiento/pivotado predeterminada.
Para conseguir este objetivo, se proponen las
combinaciones de características indicadas en las reivindicaciones
1, 3, 5, 15, 17 y 19. Configuraciones y perfeccionamientos
favorables del invento resultan de las reivindicaciones
dependientes.
La solución según el invento está basada en la
idea de que el operador puede seleccionar ejes redundantes
individuales y accionarlos de modo preferente, manteniendo la
posición y/o el movimiento de la punta de pluma predeterminado
mediante la primera unidad de control remoto mediante el seguimiento
automático de los demás ejes de accionamiento.
Para que ello sea posible, según el invento se
propone que el dispositivo de control incluya una rutina de
corrección, sensible a la señal de salida de la segunda unidad de
control remoto, mediante la que en una de las direcciones de
posicionamiento principales de la segunda unidad de control remoto
puede operarse preferentemente el mecanismo de accionamiento de un
eje de articulación seleccionado, manteniendo la posición y/o el
movimiento de la punta de la pluma predeterminado por la primera
unidad de control remoto mediante el seguimiento del mecanismo de
accionamiento de al menos uno de los demás ejes de articulación. En
una configuración preferente del invento se dispone, que la primera
unidad de control remoto presenta tres direcciones de
posicionamiento principales asociadas a las coordenadas de la punta
de pluma en un sistema de coordenadas cilíndricas fijo al bastidor
referido al eje de giro del caballete de soporte de pluma. Con estas
medidas, aprovechando las ventajas de la operación asistida por
ordenador del sistema de coordenadas cilíndricas es posible, por
ejemplo, pasar la pluma articulada a través de una abertura
estrecha que, utilizando la característica de
desplazamiento/pivotado predeterminada, constituiría un obstáculo
colisionable. Además, con estas medidas es posible, con la primera
unidad de control remoto fijada en posición cero y, condicionado por
ello,
con una punta de pluma estacionaria, producir un cambio de la configuración de la pluma solicitado por el operador.
con una punta de pluma estacionaria, producir un cambio de la configuración de la pluma solicitado por el operador.
Otra alternativa preferente o alternativa del
invento dispone que el dispositivo de control incluya una rutina de
corrección sensible a la señal de salida de una segunda o tercera
unidad de control remoto, a través de la que, en una de las
direcciones de posicionamiento principales de la unidad de control
remoto respectiva, es ajustable para futuras secuencias de
movimientos el ángulo sólido de un brazo de pluma seleccionado
respecto del plano vertical de la pluma articulada, manteniendo la
posición y/o el movimiento de la punta de pluma predeterminada por
la primera unidad de control remoto. De este modo es posible, por
ejemplo, en determinados trabajos de hormigonado llevar el brazo
terminal a una alineación horizontal y mantenerla en la secuencia
de movimientos ulterior mediante la rutina de corrección. Por otra
parte, por ejemplo, al hormigonar en pisos elevados, podría ser de
interés, llevar el primer brazo de pluma conectado al caballete de
soporte de pluma a una posición cercana a una alineación vertical y
mantener la misma durante la secuencia de movimientos ulterior.
Una tercera configuración preferente o
alternativa del invento dispone que el dispositivo de control
presente una rutina de corrección sensible a la señal de salida de
otra unidad de control remoto, mediante la que, en una de las
direcciones de posicionamiento principales del dispositivo de
control a distancia respectivo, la articulación de un eje de
articulación seleccionado puede ser inmovilizada, preferentemente,
en un ángulo de plegado predeterminado. De este modo, es posible
acoplar rígidamente dos brazos de pluma, por ejemplo el último
brazo y el anteúltimo brazo, y conseguir de esta forma, en casos
especiales, una secuencia de movimientos fácilmente manejable.
Se consigue una manipulación especialmente
sencilla:
- cuando se encuentra dispuesto un dispositivo
selector para la selección del eje de articulación operable
mediante la segunda unidad de control remoto
- y/o un dispositivo selector para la selección
del brazo de pluma, cuyo ángulo sólido es almacenable a través de
la segunda o tercera unidad de control remoto
- y/o un dispositivo selector para la selección
del eje de articulación almacenable para la inmovilización de la
articulación a través de la unidad de control remoto restante.
Para un mayor perfeccionamiento de la seguridad
de operación y fiabilidad, se propone según el invento, que el
dispositivo de control incluya una rutina de interpolación sensible
al valor de las señales de salida del dispositivo de control a
distancia, para el ajuste y limitación de la velocidad de movimiento
de los mecanismos de accionamiento.
Preferentemente, el transformador de coordenadas
incluye una rutina de transformación, o sea, un programa para la
conversión de las coordenadas cilíndricas definidas por las señales
de salida de la primera unidad de control remoto, en coordenadas de
ángulos o desplazamiento conforme a la característica de
desplazamiento/pivotado predeterminada. En este caso,
apropiadamente, los diferentes mecanismos de accionamiento tienen
asignados, respectivamente, un sistema de medición angular o
desplazamientos, teniendo la rutina de transformación
pos-asignada un regulador de posición que puede
cargarse con los datos de salida de los sistemas de medición angular
o de desplazamientos como valores reales. Una particularidad del
invento consiste ahora en que la rutina de transformación y la
rutina de corrección están conectadas por el lado de salida a un
adicionador de coordenadas, con cuyos datos de salida puede
cargarse la entrada del valor nominal del regulador de posición. El
seguimiento de los demás ejes de articulación ocurre porque los
datos de salida del adicionador de coordenadas son reacoplados al
lado de entrada de la rutina de transformación por medio de una
rutina de transformación progresiva y un comparador de
coordenadas.
A continuación, el invento se muestra en mayor
detalle en base a un ejemplo de fabricación representado en el
dibujo en forma esquemática. Muestran,
la figura 1, una vista lateral de una bomba de
hormigón móvil con pluma articulada plegada;
la figura 2, una bomba de hormigón móvil según
la figura 1, con pluma articulada en posición de trabajo;
la figura 3, un esquema de un dispositivo para
el accionamiento de la pluma articulada.
La bomba de hormigón móvil 10 comprende un
vehículo de transporte 11, una bomba de material espeso 12
configurada, por ejemplo, como bomba de pistones de dos cilindros,
así como un pluma de distribución 14, giratoria sobre un eje
vertical 13 fijo al vehículo, como soporte de una tubería de
transporte de hormigón 16. Mediante la tubería de transporte 16 se
transporta hormigón líquido, que durante el hormigonado es ingresado
en forma continua en un receptáculo de alimentación 17, a un lugar
de hormigonado 18 distante del emplazamiento del vehículo 11.
La pluma de distribución 14 se compone de un
caballete de soporte de pluma 21 giratorio sobre el eje vertical 13
por medio de un accionamiento de giro hidráulico 19 y una pluma
articulada 22 pivotable sobre el caballete de soporte de pluma y
ajustable en forma continua a alcance variable y diferencia de
altura entre el vehículo 11 y el lugar de hormigonado 18. La pluma
articulada 22 se compone en el ejemplo de fabricación mostrado, de
cinco brazos de pluma 23 a 27 conectados en forma articulada entre
sí, pivotables sobre ejes 28 a 32, paralelos entre sí y ortogonales
al eje vertical 13 del caballete de soporte de poste 21. Los ángulos
de articulación \varepsilon_{1} a \varepsilon_{5} (figura
2) de las articulaciones de plegado formadas por los ejes de
articulación 28 a 32 y su disposición relativa entre sí, están
coordinados de manera tal, que la pluma de distribución 14 puede
depositarse sobre el vehículo 11 en una configuración de transporte
compacta por plegado múltiple, como puede verse en la figura 1.
Mediante una activación de mecanismos de accionamiento 34 a 38,
asignados individualmente a los ejes de articulación 28 a 32, la
pluma articulada 22 puede desplegarse entre el lugar
de hormigonado 18 y el emplazamiento del vehículo (figura 2) a diferentes distancias r y/o diferencias de altura h.
de hormigonado 18 y el emplazamiento del vehículo (figura 2) a diferentes distancias r y/o diferencias de altura h.
El operador controla, mediante un dispositivo de
control a distancia 50 inalámbrico, los movimientos de la pluma,
mediante los que la punta de pluma 33 junto con la manga terminal 43
son movidos por encima de la zona a hormigonar. La manga terminal
43 tiene una longitud típica de 3 a 4 m y puede, debido a su
suspensión articulada en la zona de la punta de pluma 33 y a su
flexibilidad inherente, ser mantenida por un operador de manga con
su extremo de salida en la posición conveniente para el lugar de
hormigonado 18.
En el ejemplo de realización mostrado, el
dispositivo de control a distancia 50 incluye dos unidades de
control remoto 60, 62 en forma de palancas de control, que
respectivamente pueden moverse ida y vuelta en tres direcciones de
posicionamiento principales entregando señales de control 64, 66.
Las señales de control se transmiten a través de una línea
inalámbrica 68 al radiorreceptor 70 fijo al vehículo y conectado al
microcontrolador 74 mediante, por ejemplo, un sistema de bus 72
configurado como bus CAN. El microcontrolador 74 contiene módulos
de software 76, 80, 84, a través de los que las señales de control
64, 66 recibidas por el dispositivo de control a distancia 50 son
interpretadas, transformadas y convertidas en señales de
accionamiento para los mecanismos de accionamiento de los ejes de
articulación y del eje de giro del caballete de soporte de pluma
por medio de un regulador de posición 92 y un transductor de señales
94 subsecuente.
En el ejemplo de fabricación mostrado en la
figura 3, las señales de salida de la unidad de control remoto 60
son interpretadas en las tres direcciones de posicionamiento
principales "inclinar adelante/atrás", inclinar
derecha/izquierda y "girar a derecha/izquierda" para ajustar
con el eje de giro 13 el radio r de la punta de pluma 33, para
conectar en el ángulo \varphi el eje de giro 13 del caballete de
soporte de pluma 21 y para ajustar la altura h de la punta de pluma
33 encima del lugar de hormigonado 18.
La deflexión de la unidad de control remoto 60
en la dirección respectiva es convertida en la rutina de
interpolación 76 en una señal de velocidad. Un archivo de valor
límite 78 garantiza que la velocidad de movimiento de los ejes y su
aceleración no superen un valor máximo v_{max} y b_{max}
predeterminado.
Detrás de la rutina de interpolación 76 se
encuentra dispuesto un módulo de software denominado transformador
de coordenadas 80, cuya tarea esencial consiste en transformar, en
pasos de tiempo predeterminados, las señales de control entrantes,
interpretadas como coordenadas cilíndricas \varphi, r, h, en
señales angulares \varphi, \varepsilon_{I} para los ejes de
giro y articulación 13, 28 a 32, pudiendo los mecanismos de
accionamiento de los ejes de articulación 28 a 32 redundantes de la
pluma articulada 22 ser respectivamente operables conforme a una
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada. Cada eje
de articulación 28 a 32 es controlado en el transformador de
coordenadas 80 por medio de software, de modo que las articulaciones
de plegado se mueven armónicamente entre sí en función de
desplazamiento y tiempo. Por consiguiente, el control de los grados
de libertad redundantes de las articulaciones de plegado ocurre
según una estrategia preprogramada, con la que también pueden
excluirse en la secuencia de movimientos las colisiones intrínsecas
con brazos de pluma 23 a 27 adyacentes. Para aumentar la precisión
puede recurrirse, además, a los datos de corrección almacenados en
la memoria, para la compensación de una deformación dependiente de
la carga. Los cambios angulares \varphi, \varepsilon_{Ti}
calculados de esta manera en el transformador de coordenadas 80 son
comparados en el regulador de carga 92 con el valor real \varphi,
\varepsilon_{i} determinado por transductores angulares 96 y
convertidos mediante el transductor de señales 94 en señales de
accionamiento 98 para los mecanismos de accionamiento 19, 34 a
38.
Una particularidad de la disposición mostrada en
la figura 3 consiste en que el dispositivo de control a distancia
50 incluye una segunda unidad de control remoto 62 y un dispositivo
selector 82, mediante los que, preferentemente, pueden controlarse
en la secuencia de movimientos diferentes ejes de articulación 28 a
32 ó brazos de pluma 23 a 27. De este modo es posible, mediante una
sencilla manipulación, modificar respecto de ejes o brazos, la
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada por el
transformador de coordenadas 80, para llevar a cabo determinadas
operaciones de relevancia práctica comercial. Por medio del
dispositivo selector 82 se selecciona un eje de articulación j
determinado o un brazo de pluma j definido. Entonces, mediante el
accionamiento de la segunda unidad de control remoto 62 son
interpretadas sus señales de salida en la dirección principal como
cambios preferentes en el ángulo \varepsilon_{vj} del eje de
articulación j y sometidas a una evaluación en la rutina de
corrección 84. El valor modificado y, dado el caso, corregido del
cambio preferente en el ángulo \varepsilon_{j} es sumado en el
adicionador de coordenadas 86 al valor transformado
\varepsilon_{Tj} y transmitido al regulador de posición 92. El
seguimiento de los demás ejes de articulación, que debido a la
predeterminación en la primera unidad de control remoto 60 son
necesarios en la dirección r, se realiza porque el valor de salida
del adicionador de coordenadas 86 es revertido por medio de una
rutina de transformación progresiva 88 y un comparador de
coordenadas o sustractor de coordenadas 90 al lado de entrada de la
rutina de transformación. Entonces, el transformador de coordenadas
80 asegura el seguimiento deseado de las demás coordenadas de
articulación conforme a los valores nominales ajustados en la unidad
de control remoto 60.
Una segunda variante de la disposición mostrada
en la figura 3 dispone que, en una segunda dirección de
posicionamiento principal s de la segunda unidad de control remoto
62, la posición momentánea respecto a la orientación espacial del
brazo de pluma j seleccionado por medio del conmutador selector 82
sea almacenada en una memoria 100. El almacenamiento en la memoria
puede ocurrir a continuación de un movimiento preferente del
mecanismo de accionamiento respectivo. Los datos de orientación del
brazo de pluma j respectivo son entonces tomados en consideración
durante una secuencia de movimientos ulterior, determinada mediante
la primera unidad de control remoto 60, siempre por medio de la
rutina de corrección 84. Al accionar la segunda unidad de control
remoto 62 en dirección opuesta al movimiento de memoria s, la
memoria 100 puede ser borrada nuevamente y anularse la alineación
preferencial del brazo de pluma j correspondiente. De esta manera,
por ejemplo, el brazo terminal 27 puede llevarse a la alineación
horizontal mostrada en la figura 2 y almacenarse en la memoria, y
mantenerlo en dicha posición en la secuencia de movimientos
ulterior al accionar la primera unidad de control remoto 60. Otra
aplicación posible consiste en que el primer brazo de pluma 23
conectado al caballete de soporte de pluma 21, por ejemplo para
hormigonar en un piso superior, pueda llevarse a una alineación
aproximadamente vertical y mantenerse en dicha posición durante el
desarrollo de la secuencia de movimientos ulterior.
Una tercera variante de la disposición mostrada
en la figura 3 dispone que, en otra dirección de posicionamiento
principal de la segunda unidad de control remoto 62, el ángulo de
plegado \varepsilon_{v} del eje de articulación j seleccionado
por medio del conmutador selector 82 sea almacenado en una memoria
100. El almacenamiento en la memoria puede ocurrir a continuación
de un movimiento preferente del mecanismo de accionamiento
respectivo. El ángulo de plegado \varepsilon_{v} del eje de
articulación j respectivo es entonces mantenido constante en la
secuencia de movimientos ulterior predeterminada por la primera
unidad de control remoto 60, mediante la rutina de corrección 84.
Al accionar la otra unidad de control remoto 62 en dirección opuesta
al movimiento de memoria s, la memoria 100 puede ser borrada
nuevamente y anularse la inmovilización de articulación del eje de
articulación j respectivo. De este modo se puede, por ejemplo, al
accionar la primera unidad de control remoto 60 acoplar rígidamente
el brazo terminal 27 con el anteúltimo
brazo 26.
brazo 26.
En resumen, debe concluirse lo siguiente: el
invento trata de un dispositivo para el accionamiento de una pluma
articulada de un manipulador de gran capacidad conectada a un
caballete de soporte de pluma. El manipulador de gran capacidad
presenta una pluma articulada 22, compuesta al menos de tres brazos
de pluma 23 a 27, preferentemente configurada como pluma de
distribución de hormigón, cuyos brazos de pluma pueden girar en cada
caso limitadamente sobre ejes de articulación 28 a 32 horizontales
paralelos uno respecto del otro, por medio de un mecanismo de
accionamiento 34 a 38, respectivamente. Además, está dispuesto un
dispositivo de control 74 para el movimiento de la pluma,
controlable desde un dispositivo de control a distancia 50 por medio
de un enlace de datos 68, preferentemente inalámbrico. El
dispositivo de control a distancia 50 presenta una primera y segunda
unidad de control remoto 60, 62, cada una ajustable a mano ida y
vuelta en al menos una dirección de posicionamiento principal y
emitiendo una señal de salida 64, 66, mientras que el dispositivo de
control 74 presenta un transformador de coordenadas asistido por
ordenador 80, sensible a la señal de salida 64 de la primera unidad
de control remoto 60, a través del que los mecanismos de
accionamiento 34 a 38 para los ejes de articulación redundantes
pueden operarse en una dirección de posicionamiento principal r de
la primera unidad de control remoto 60, conforme a una
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada. Según el
invento se propone que, para poder ajustar por medios sencillos la
configuración de la pluma a tareas operativas variadas, el
dispositivo de control 74 presenta una rutina de corrección 84
basada en la señal de salida 66 de la segunda unidad de control
remoto 62, mediante la que el mecanismo de accionamiento de un eje
de articulación seleccionado puede operarse, preferentemente, en
una de las direcciones de posicionamiento principales de la segunda
unidad de control remoto 62.
Claims (28)
1. Dispositivo para el accionamiento de una
pluma articulada (22) conectada a un caballete de soporte de pluma
(21), especialmente a un poste distribuidor de hormigón portando en
su punta de pluma una manga terminal (43), presentando la pluma
articulada (22) como mínimo tres brazos de pluma (23 a 27), cada uno
limitadamente pivotante respecto del caballete de soporte de pluma
(21) o respecto del brazo de pluma (23 a 27) adyacente, alrededor
de ejes de articulación (28 a 32) horizontales paralelos entre sí
por medio respectivamente de un mecanismo de accionamiento (34 a
38), siendo el caballete de soporte de pluma (21) montado a un
bastidor (11) y siendo giratorio mediante un mecanismo de
accionamiento (19), preferentemente en 360º alrededor de un eje
vertical (13), con un dispositivo de control (74) para el
movimiento de la pluma y un dispositivo de control a distancia (50)
comunicado mediante un enlace de datos (68), preferentemente
inalámbrico, presentando dicho dispositivo de control a distancia
una primera y segunda unidad de control remoto (60, 62), cada uno
pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta como mínimo en una
dirección de posicionamiento principal y emitiendo al mismo tiempo
una señal de salida (64, 66), presentando el dispositivo de control
(74) un transformador de coordenadas asistido por ordenador (80),
sensible a la señal de salida (64) de la primera unidad de control
remoto (60), mediante el que los mecanismo de accionamiento (34 a
38) para los ejes de las articulaciones redundantes (28 a 32)
pueden ser operados en una dirección de posicionamiento principal
(r) de la primera unidad de control remoto (60) independientemente
del mecanismo de accionamiento (19) del caballete de soporte de
pluma (21), realizando un movimiento de extensión o retracción de
la pluma articulada (14) conforme a una característica de
desplazamiento/pivotado predeterminado, caracterizado porque
el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84)
sensible a la señal de salida (66) de la segunda unidad de control
remoto (62), mediante la que en una de las direcciones de
posicionamiento principales (\varepsilon_{v}) de la segunda
unidad de control remoto (62) puede operarse preferentemente el
mecanismo de accionamiento de un eje de articulación (j)
seleccionado, manteniendo la posición y/o el movimiento de la punta
de la pluma (33) predeterminado por la primera unidad de control
remoto (60) mediante el seguimiento del mecanismo de accionamiento
de cómo mínimo uno de los demás ejes de articulación.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1,
caracterizado porque el dispositivo de control (74) incluye
una rutina de corrección (84) sensible a la señal de salida (66) de
una segunda o tercera unidad de control remoto (62), a través de la
que, en una de las direcciones de posicionamiento principales (s) de
la unidad de control remoto (62) respectiva, el ángulo sólido de un
brazo de pluma (j) seleccionado respecto del plano vertical de la
pluma articulada es ajustable para secuencias de movimientos
ulteriores, manteniendo la posición y/o movimiento de la punta de
pluma (33) predeterminada por la primera unidad de control remoto
(60).
3. Dispositivo para el accionamiento de una
pluma articulada (22) conectada a un caballete de soporte de pluma
(21), especialmente a un poste distribuidor de hormigón portando en
su punta de pluma una manga terminal (43), presentando la pluma
articulada (22) como mínimo tres brazos de pluma (23 a 27), cada uno
limitadamente pivotante respecto al caballete de soporte de pluma
(21) o respecto al brazo de pluma (23 a 27) adyacente, alrededor de
ejes de articulación (28 a 32) paralelos por medio respectivamente
de un mecanismo de accionamiento (34 a 38), siendo el caballete de
soporte de pluma (21) montado a un bastidor (11) y giratorio
mediante un mecanismo de accionamiento (19) preferentemente en 360º
alrededor de un eje vertical (13) con un dispositivo de control
(74) para el movimiento de la pluma y una unidad de control a
distancia mediante un enlace de datos preferentemente inalámbrico
(68), presentando el dispositivo de control a distancia (50) una
primera y segunda unidad de control remoto (60, 62), cada uno
pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta como mínimo en una
dirección de posicionamiento principal y emitiendo al mismo tiempo
una señal de salida (64, 66), presentando el dispositivo de control
(74) un transformador de coordenadas asistido por ordenador (80),
sensible a la señal de salida (64) de la primera unidad de control
remoto, (60) mediante el que los mecanismo de accionamiento (34 a
38) para los ejes de las articulaciones redundantes (28 a 32)
pueden ser operados en una dirección de posicionamiento principal
(r) en cualquier posición de giro del caballete de soporte de pluma
(21) en forma independiente del mecanismo de accionamiento (19)
realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma
articulada (14) de acuerdo a una realización de
desplazamiento/pivotado predeterminado, caracterizado porque
el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección
(84) sensible a la señal de salida (66) de la segunda o una tercera
unidad de control remoto (62), mediante la que en una de las
direcciones de posicionamiento principales (s) de la unidad de
control remoto (62) respectiva puede ajustarse el ángulo sólido de
un eje de articulación (j) seleccionado, manteniendo la posición
y/o el movimiento de la punta de la pluma (33) predeterminado por
la primera unidad de control remoto (60) para la secuencia de
movimientos ulterior.
4. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo
de control (74) incluye una rutina de corrección (84) sensible a la
señal de salida (66) de otra unidad de control remoto (62),
mediante la que en una de las direcciones de posicionamiento
principales (s) de la unidad de control remoto (62) respectiva
puede inmovilizarse la articulación de un eje de articulación (j)
seleccionado, preferentemente en un ángulo de plegado
(\varepsilon_{v}) predeterminado.
5. Dispositivo para el accionamiento de una
pluma articulada (22) conectada a un caballete de soporte de pluma
(21), especialmente a un poste distribuidor de hormigón portando en
su punta de pluma una manga terminal (43), presentando la pluma
articulada (22) como mínimo tres brazos de pluma (23 a 27), cada uno
limitadamente pivotante respecto al caballete de soporte de pluma
(21) o respecto al brazo de pluma (23 a 27) adyacente, alrededor de
ejes de articulación (28 a 32) horizontales paralelos entre sí por
medio respectivamente de un mecanismo de accionamiento (34 a 38),
siendo el caballete de soporte de pluma (21) montado a un bastidor
(11) y giratorio mediante un mecanismo de accionamiento (19),
preferentemente en 360º alrededor de un eje vertical (13), con un
dispositivo de control (74) para el movimiento de la pluma y un
dispositivo de control a distancia (50) comunicado mediante un
enlace de datos (68), preferentemente inalámbrico, presentando el
dispositivo de control a distancia (50) una primera y segunda
unidad de control remoto (60, 62), cada uno pudiendo ser ajustado a
mano ida y vuelta como mínimo en una dirección de posicionamiento
principal y emitiendo al mismo tiempo una señal de salida (64, 66),
presentando el dispositivo de control (74) un transformador de
coordenadas asistido por ordenador (80), sensible a la señal de
salida (64) de la primera unidad de control remoto (60) mediante el
que los mecanismos de accionamiento (34 a 38) para los ejes de las
articulaciones redundantes (28 a 32) pueden ser operados en una
dirección de posicionamiento principal (r) de la primera unidad de
control remoto (60) en forma independiente del mecanismo de
accionamiento (19) del caballete de soporte de pluma (21),
realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma
articulada (14) conforme a una realización de
desplazamiento/pivotado predeterminado, caracterizado porque
el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84)
sensible a la señal de salida (66) de otra unidad de control remoto
(62), mediante la que en una de las direcciones de posicionamiento
principales (s) de la unidad de control remoto (62) respectiva puede
inmovilizarse la articulación de un eje de articulación (j)
seleccionado, preferentemente en un ángulo de plegado
(\varepsilon_{v}) predeterminado.
6. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la primera
unidad de control remoto (60) presenta tres direcciones de
posicionamiento principales asignadas a las coordenadas (\varphi,
r, h) de la punta de pluma (33) en un sistema de coordenadas
cilíndricas fijo al bastidor, referido al eje de giro (13) del
caballete de soporte de pluma (21).
7. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por un dispositivo
selector (82) para la selección del eje de articulación (j)
operable mediante la segunda unidad de control remoto (62).
8. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 2 a 7, caracterizado por un dispositivo
selector (82) para la selección del brazo de pluma (j) almacenable
en la memoria respecto a su ángulo sólido por medio de la segunda o
tercera unidad de control remoto (62).
9. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por un dispositivo
selector (82) para la selección del eje de articulación (j)
almacenable en la memoria mediante la restante unidad de control
remoto (62) para la inmovilización de la articulación.
10. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el dispositivo
de control (74) presenta una rutina de interpolación (76) sensible
al valor de las señales de salida (64, 66) de las unidades de
control remoto (60, 62), para el ajuste y limitación de la velocidad
de movimiento y/o aceleración de los mecanismos de accionamiento
(19, 34 a 38).
11. Dispositivo, según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el
transformador de coordenadas (80) incluye una rutina de
transformación para la conversión de las coordenadas cilíndricas
(\varphi, r, h), definidas por las señales de salida (64) de la
primera unidad de control remoto (60), en coordenadas de ángulos o
desplazamiento (\varphi, \varepsilon_{Ti}) conforme a la
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada.
12. Dispositivo, según la reivindicación 11,
caracterizado porque los diferentes mecanismos de
accionamiento (19, 34 a 38) tienen asignados, respectivamente, un
sistema de medición angular o desplazamientos (96) y porque el
transformador de coordenadas (80) tiene pos-asignado
un regulador de posición (92) que puede ser cargado con los datos
de salida de los sistemas de medición angular o desplazamientos como
valores reales.
13. Dispositivo, según las reivindicaciones 10 ó
11, caracterizado porque el transformador de coordenadas (80)
y la rutina de corrección (84) están conectadas por el lado de
salida con un adicionador de coordenadas (86), con cuyos datos de
salida puede cargarse la entrada del valor nominal del regulador de
posición (92).
14. Dispositivo, según la reivindicación 13,
caracterizado porque los datos de salida del adicionador de
coordenadas (86) son reacoplados al lado de entrada del
transformador de coordenadas (80) por medio de una rutina de
transformación progresiva (88) y un comparador de coordenadas
(90).
15. Manipulador de grandes dimensiones,
especialmente para bombas de hormigón, con un caballete de soporte
de pluma (21) impulsable, dispuesto sobre un bastidor (11)
rotativo alrededor de un eje de giro (13) por medio de un mecanismo
de accionamiento (19), con un poste de distribución de hormigón en
forma de pluma articulada (22) con como mínimo tres brazos de pluma
(23 a 27), preferentemente portando en la punta de pluma (33) una
manga terminal (43), los brazos de pluma (23 a 27) en cada caso
limitadamente pivotables mediante otro mecanismo de accionamiento
(34 a 38), con un dispositivo de control (74) para mover la pluma,
con un dispositivo de control a distancia (50) comunicado mediante
un enlace de datos (68), preferentemente inalámbrico, presentando
este dispositivo una primera y segunda unidad de control remoto (60,
62), cada uno pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta como mínimo
en una dirección de posicionamiento principal y emitiendo al mismo
tiempo una señal de salida (64, 66), presentando el dispositivo de
control (74) un transformador de coordenadas asistido por ordenador
(80), sensible a la señal de salida (64) de la primera unidad de
control remoto (60), mediante el que los mecanismos de
accionamiento (34 a 38) para los ejes de las articulaciones
redundantes (28 a 32) pueden ser operados en una dirección de
posicionamiento principal (r) de la primera unidad de control remoto
(60) en forma independiente del mecanismo de accionamiento (19) del
caballete de soporte de pluma (21), realizando un movimiento de
extensión o retracción de la pluma articulada (14) conforme a una
realización de desplazamiento/pivotado predeterminado,
caracterizado porque el dispositivo de control (74) incluye
una rutina de corrección (84) sensible a la señal de salida (66) de
la segunda unidad de control remoto (62), mediante la que en una de
las direcciones de posicionamiento principales (\varepsilon_{v})
de la segunda unidad de control remoto (62) puede operarse
preferentemente el mecanismo de accionamiento de un eje de
articulación (j) seleccionado, manteniendo la posición y/o el
movimiento de la punta de la pluma (33) predeterminado por la
primera unidad de control remoto (60) mediante el seguimiento del
mecanismo de accionamiento de cómo mínimo uno de los demás ejes de
articulación.
16. Manipulador de grandes dimensiones, según la
reivindicación 15, caracterizado porque el dispositivo de
control (74) incluye una rutina de corrección (84) sensible a la
señal de salida (66) de una segunda o tercera unidad de control
remoto (62), a través de la que, en una de las direcciones de
posicionamiento (s) de la unidad de control remoto (62) respectiva,
el ángulo sólido de un brazo de pluma (j) seleccionado respecto del
plano vertical de la pluma articulada es ajustable para secuencias
de movimientos ulteriores, manteniendo la posición y/o movimiento
de la punta de pluma (33) predeterminada por la primera unidad de
control remoto (60).
17. Manipulador de grandes dimensiones,
especialmente para bombas de hormigón, con un caballete de soporte
de pluma (21) sobre un bastidor (11) rotativo alrededor de un eje
de giro (13) por medio de un mecanismo de accionamiento (19), con
un poste de distribución de hormigón en forma de pluma articulada
(22) con al menos tres brazos de pluma (23 a 27), preferentemente
portando en la punta de pluma (33) una manga terminal (43), los
brazos de pluma (23 a 27) en cada caso limitadamente pivotables
mediante otro mecanismo de accionamiento (34 a 38), con un
dispositivo de control (74) para mover la pluma, con un dispositivo
de control a distancia (50) comunicado mediante un enlace de datos
(68) preferentemente inalámbrico, presentando el dispositivo de
control a distancia (50) una primera y segunda unidad de control
remoto (60, 62), cada uno pudiendo ser ajustado a mano ida y vuelta
como mínimo en una dirección de posicionamiento principal y
emitiendo al mismo tiempo una señal de salida (64, 66), presentando
el dispositivo de control (74) un transformador de coordenadas
asistido por ordenador (80), sensible a la señal de salida (64) de
la primera unidad de control remoto (60), mediante el que los
mecanismos de accionamiento (34 a 38) para los ejes de las
articulaciones redundantes (28 a 32) pueden ser operados en una
dirección de posicionamiento principal (r) de la primera unidad de
control remoto (60) en forma independiente del mecanismo de
accionamiento (19) del caballete de soporte de pluma (21),
realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma
articulada (14) conforme a una característica de
desplazamiento/pivotado predeterminada, caracterizado porque
el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84)
sensible a la señal de salida (66) de una segunda o tercera unidad
de control remoto (62), a través de la que, en una de las
direcciones de posicionamiento principales (s) de la unidad de
control remoto (62) respectiva es ajustable para futuras secuencias
de movimientos, el ángulo sólido de un brazo de pluma (j)
seleccionado respecto del plano vertical de la pluma articulada,
manteniendo la posición y/o el movimiento de la punta de pluma (33)
predeterminada por la primera unidad de control remoto (60).
18. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque el
dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84)
sensible a la señal de salida (66) de otra unidad de control remoto
(62), mediante la que en una de las direcciones de posicionamiento
principales (s) de la unidad de control remoto (62) respectiva
puede inmovilizarse la articulación de un eje de articulación (j)
seleccionado, preferentemente en un ángulo de plegado
(\varepsilon_{v}) predeterminado.
19. Manipulador de grandes dimensiones,
especialmente para bombas de hormigón, con un caballete de soporte
de pluma (21) sobre un bastidor (11) rotativo alrededor de un eje
de giro (13) por medio de un mecanismo de accionamiento (19), con
un poste de distribución de hormigón en forma de pluma articulada
(22) con como mínimo tres brazos de pluma (23 a 27),
preferentemente portando en la punta de pluma (33) una manga
terminal (43), los brazos de pluma (23 a 27) en cada caso
limitadamente pivotables mediante otro mecanismo de accionamiento
(34 a 38), con un dispositivo de control (74) para mover la pluma,
con un dispositivo de control a distancia (50) comunicado mediante
un enlace de datos (68), preferentemente inalámbrico, presentando el
dispositivo de control a distancia (50) una primera y segunda
unidad de control remoto (60, 62), cada uno pudiendo ser ajustado a
mano ida y vuelta como mínimo en una dirección de posicionamiento
principal y emitiendo al mismo tiempo una señal de salida (64, 66),
presentando el dispositivo de control (74) un transformador de
coordenadas asistido por ordenador (80), sensible a la señal de
salida (64) de la primera unidad de control remoto (60), mediante el
que los mecanismos de accionamiento (34 a 38) para los ejes de las
articulaciones redundantes (28 a 32) pueden ser operados en una
dirección de posicionamiento principal (r) de la primera unidad de
control remoto (60) en forma independiente del mecanismo de
accionamiento (19) del caballete de soporte de pluma (21),
realizando un movimiento de extensión o retracción de la pluma
articulada (14) conforme a una realización de
desplazamiento/pivotado predeterminado, caracterizado porque
el dispositivo de control (74) incluye una rutina de corrección (84)
sensible a la señal de salida (66) de otra unidad de control remoto
(62), mediante la que en una de las direcciones de posicionamiento
principales (s) de la unidad de control remoto (62) respectiva puede
inmovilizarse la articulación de un eje de articulación (j)
seleccionado, preferentemente en un ángulo de plegado
(\varepsilon_{v}) predeterminado.
20. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque la
primera unidad de control remoto (60) presenta tres direcciones de
posicionamiento principales (33) asignadas a las coordenadas
(\varphi, r, h) de la punta de pluma (33) en un sistema de
coordenadas cilíndricas fijo al bastidor referido al eje de giro
(13) del caballete de soporte de pluma (21).
21. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado por un
dispositivo selector (82) para la selección del eje de articulación
(j) operable mediante la segunda unidad de control remoto (62).
22. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado por un
dispositivo selector (82) para la selección del brazo de pluma (j)
almacenable en la memoria respecto a su ángulo sólido por medio de
la segunda o tercera unidad de control remoto (62).
23. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado por un
dispositivo selector (82) para la selección del eje de articulación
(j) almacenable en la memoria mediante la otra unidad de control
remoto (62) para la inmovilización de la articulación.
24. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 15 a 23, caracterizado porque el
dispositivo de control (74) presenta una rutina de interpolación
(76) sensible al valor de las señales de salida (64, 66) de las
unidades de control remoto (60, 62), para el ajuste y limitación de
la velocidad de movimiento y/o aceleración de los mecanismos de
accionamiento (19, 34 a 38).
25. Manipulador de grandes dimensiones, según
una de las reivindicaciones 15 a 24, caracterizado porque el
transformador de coordenadas (80) incluye una rutina de
transformación para la conversión de las coordenadas cilíndricas
(\varphi, r, h) definidas por las señales de salida (64) de la
primera unidad de control remoto (60), en coordenadas de ángulos o
desplazamiento (\varphi, \varepsilon_{Ti}) conforme a la
característica de desplazamiento/pivotado predeterminada.
26. Manipulador de grandes dimensiones, según la
reivindicación 25, caracterizado porque los diferentes
mecanismos de accionamiento (19, 34 a 38) tienen asignados,
respectivamente, un sistema de medición angular o desplazamientos
(96) y porque el transformador de coordenadas (80) tiene
pos-asignado un regulador de posición (92) que puede
ser cargado con los datos de salida de los sistemas de medición
angular o desplazamientos como valores reales.
27. Manipulador de grandes dimensiones, según
las reivindicaciones 25 ó 26, caracterizado porque el
transformador de coordenadas (80) y la rutina de corrección (84)
están conectados por el lado de salida con un adicionador de
coordenadas (86), con cuyos datos de salida puede cargarse la
entrada del valor nominal del regulador de posición (92).
28. Manipulador de grandes dimensiones, según la
reivindicación 27, caracterizado porque los datos de salida
del adicionador de coordenadas (86) son reacoplados al lado de
entrada del transformador de coordenadas (80) por medio de una
rutina de transformación progresiva (88) y un comparador de
coordenadas (90).
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