ES2317136T3 - Aparato de trabajo movil con control de estabilidad. - Google Patents

Abstract

Aparato de trabajo móvil, especialmente autobomba de hormigón, con un chasis (10), con dos brazos de apoyo (20) delante y dos detrás, desplazables desde una posición de marcha hacia, como mínimo, una posición de apoyo, y que cada uno puede apoyarse sobre una base (28) mediante un pie de apoyo (26), con un brazo de trabajo (14) desplazable desde una posición de marcha hacia posiciones de trabajo en voladizo más allá del chasis, que gira en torno a un eje vertical (13) fijo en el chasis, y que, preferentemente, tiene la forma de una pluma distribuidora de hormigón, con dispositivos de medición (30) dispuestos en la zona de los pies de apoyo (26) para determinar la carga de apoyo respectiva y con un dispositivo que puede recibir las señales de salida de los dispositivos de medición para controlar la estabilidad, caracterizado porque en cada pie de apoyo (26) se encuentran dispuestos dos sensores de fuerza (32, 34) del mismo tipo, dispuestos en circuitos de medición (36, 38) independientes entre sí, para emitir una señal de medición en función de la carga de apoyo, y porque el dispositivo de control presenta una rutina de software (60) para la comparación por pares de los valores de medición de carga de apoyo derivados de las señales de medición referidas a los pies de apoyo, respecto a su correspondencia.

Description

Aparato de trabajo móvil con control de estabilidad.

La invención se refiere a un aparato de trabajo móvil, especialmente una autobomba de hormigón, con un chasis, con dos brazos de apoyo delante y dos detrás, desplazables desde una posición de marcha, hacia una posición de apoyo, como mínimo, y que cada uno puede apoyarse sobre una base mediante un pie de apoyo telescópico preferentemente, con un brazo de trabajo desplazable desde una posición de marcha hacia posiciones de trabajo en voladizo más allá del chasis, que gira en torno a un eje vertical fijo en el chasis, y que preferentemente tiene la forma de una pluma distribuidora de hormigón, con dispositivos de medición dispuestos en la zona de los pies de apoyo para determinar la carga de apoyo respectiva y con un dispositivo que puede recibir las señales de salida de los dispositivos de medición para controlar la estabilidad. El documento JP59 106 351 A describe un aparato de trabajo de este tipo.

Los aparatos de trabajo móviles de esta clase están dotados de brazos de apoyo desplazables, destinados a mejorar su estabilidad en el lugar de empleo. Los brazos de apoyo tienen, por un lado, el objetivo de eliminar la amortiguación del vehículo y de descargar las ruedas. Por el otro lado, deben reducir el peligro de vuelcos que se produce cuando surgen momentos de vuelco elevados debido a los brazos de trabajo. Los pies de los brazos de apoyo forman los ángulos de un cuadrilátero cuyas líneas laterales circunscriben una superficie dentro de la cual debe encontrarse el centro de gravedad del aparato de trabajo, a fin de garantizar la estabilidad. El hecho de que el brazo de trabajo desplazable sea giratorio hace que, cuando se realiza un giro, el centro de gravedad describa un círculo entero, que debe estar dentro del cuadrilátero en el área de acción del brazo de trabajo. En los lugares de obras, el espacio es reducido, por lo que se renuncia a un apoyo completo. Así, se limita el área de giro del brazo de trabajo. Para garantizar la seguridad frente a los vuelcos ya se propuso un dispositivo de control. En él se vigilan las presiones ejercidas en los cuatro telescopios hidráulicos de los pies de apoyo. Si la presión disminuye en dos cilindros de los pies de apoyo, se desconecta el movimiento de la pluma y la bomba de hormigón. Esta técnica también puede emplearse en el caso de que la máquina no esté bien apoyada por motivos de espacio (revista BETON 9/96, páginas 362, 364). Las investigaciones han demostrado que las mediciones de presión en los cilindros telescópicos de los pies de apoyo no son suficientes para vigilarlos de forma eficaz. Especialmente, si uno de los cilindros telescópicos es desplazado hasta el tope. Este sistema de control tampoco permite registrar los efectos de apoyo dinámicos.

Partiendo de esto, el objetivo de la invención es mejorar el control de la estabilidad de los aparatos de trabajo móviles, en lo referente a su exactitud y aplicabilidad en situaciones de apoyo complicadas.

Para conseguir dicho objetivo se propone la combinación de características indicadas en la reivindicación 1. En las sub-reivindicaciones pueden encontrarse configuraciones y mejoras favorables de la invención.

La solución, según la invención, ante todo, tiene por base, que en cada pie de apoyo se encuentran dispuestos dos sensores de fuerza del mismo tipo, dispuestos en circuitos de medición independientes entre sí con el fin de emitir una señal de medición en función de la carga de apoyo y que el sistema electrónico incluye una rutina de software para la comparación por pares de los valores de medición derivadas de las señales de medición referidas a las pies de apoyo, respecto de su correspondencia o no correspondencia. Sólo cuando los valores de medición que pertenecen a los diferentes pies de apoyo son iguales por pares dentro de un área de tolerancia preestablecida, se podrá seguir procesando dentro del dispositivo electrónico de evaluación. La redundancia resultante del sistema de medición es necesaria para garantizar un control eficaz del apoyo del aparato.

Una configuración preferente de la invención se basa en que el dispositivo electrónico de evaluación contiene una rutina de software para determinar, en cada ciclo de exploración, el segundo valor de medición más bajo de la carga de apoyo relativo a los pies de apoyo y para compararlo con un valor umbral que determina la estabilidad. Ello obedece al conocimiento de que, teniendo en cuenta la inexactitud estática del apoyo sobre cuatro puntos, se pasa con regularidad a un apoyo sobre tres puntos que conduce a cambios en la configuración del apoyo cuando se mueve el brazo de trabajo. Uno de los pies de apoyo puede incluso levantarse del suelo sin poner en peligro la estabilidad contra los vuelcos. Según la invención, para la estabilidad siempre resulta determinante el segundo valor de medición más bajo de la carga de apoyo relativo a los pies de apoyo. Si dicho valor queda por debajo de una fuerza mínima con tendencia decreciente, se indicará una desconexión de emergencia del movimiento de los brazos y del funcionamiento de la bomba. El indicador determinante del valor teórico se ajusta, por ejemplo, a una fuerza mínima de 0,5 a 5% de la fuerza máxima relativa a los pies de apoyo. Además, la invención permite emitir un preaviso antes de llegar a dicha área de peligro. Para ello, se prevé otro indicador de valor teórico que especificará una fuerza de preaviso, que puede encontrarse, por ejemplo, entre el 5 y el 10% de la carga máxima relativa a los pies de apoyo, y que avisará al conductor de la bomba, por ejemplo mediante una señal acústica y/u óptica, de que hay que prestar especial atención. En principio es posible emplear también el dispositivo de control directamente para desconectar automáticamente el brazo de trabajo y/o la bomba de hormigón.

Los sensores de fuerza presentan idealmente una galga extensométrica o un elemento piezoeléctrico. Los circuitos de medición eléctricos contienen, preferentemente, un circuito en puente, en una de cuyas ramas se encuentra el sensor de fuerza correspondiente, y en cuya salida hay conectado un amplificador operacional.

Debido a que en el control de estabilidad es especialmente importante una comparación de los valores de medición medidos en relación a la carga de apoyo con valores umbral preestablecidos, se propone, además, que los circuitos de medición eléctricos sean ajustados, en un rango de medición que comprende los valores umbral, a una precisión de medición aumentada. Los valores umbral que determinan la estabilidad se hallan más bien en el extremo inferior de la escala de carga de apoyo, por lo que resulta ventajoso si los circuitos de medición eléctricos presentan una exactitud de medición creciente desde las cargas de apoyo relativas al pie de apoyo superiores hacia las inferiores. Se ha demostrado ser especialmente ventajoso si los circuitos de medición eléctricos se regulan en un rango de medición por debajo del 30%, preferentemente por debajo del 15%, de la carga máxima relativa al pie de apoyo, para una precisión de medición más elevada.

Para evitar una socavación, en casos en los que las condiciones del suelo son críticas, puede resultar necesario introducir un valor umbral superior. Es aconsejable que dicho valor umbral se elija de modo que no se produzca una socavación con una superficie de apoyo determinada.

Otra configuración preferente de la invención prevé que el sensor de fuerza esté dispuesto en un elemento de pie que, de forma preferente, puede fijarse posteriormente en el pie de apoyo. En este caso, también el circuito de medición y, dado el caso, una parte del dispositivo electrónico de evaluación pueden estar integrados en el elemento de pie. En este caso, el circuito de medición está acoplado al dispositivo electrónico de evaluación mediante una línea de transmisión de señales galvánica o inalámbrica.

A continuación, el invento se muestra en mayor detalle en base a los ejemplos de realización representados en el dibujo. Muestran,

la figura 1, una vista de una autobomba de hormigón estacionada en el borde de la calle, con brazos de apoyo que se sustentan de forma estrecha en el lado de la calle.

la figura 2a y b, una vista en planta de la construcción de apoyo de la autobomba de hormigón según la figura 1, en estado de apoyo completo y de apoyo estrecho en un lado,

la figura 3a, una vista lateral del pie de un brazo de apoyo, con el sensor de carga de apoyo colocado, en una representación en sección,

la figura 3b, una sección del pie de un brazo de apoyo, con el sensor de carga de apoyo integrado,

la figura 4a, un esquema de un pie de apoyo con sensores de carga de apoyo redundantes,

la figura 4b, un esquema de conexiones de los sensores de carga de apoyo redundantes, con dispositivo electrónico de evaluación.

La bomba de hormigón desplazable, que puede verse en la figura 1, comprende esencialmente un chasis multiaxial 10, una pluma distribuidora de hormigón 14, colocada de forma giratoria entorno a un eje vertical 13 fijo en el chasis, en un bloque de la pluma 12 cercano al eje delantero, y una construcción de apoyo 15 que presenta un armazón portante 16 fijo en el chasis, dos brazos de soporte 20 delanteros desplazables, en el armazón portante 16, dentro de sendos segmentos telescópicos 18 que tienen la forma de cajas desplazables, y dos brazos de apoyo traseros 24 entorno a un eje perpendicular 22. Los brazos de apoyo 20, 24 pueden apoyarse cada uno con un pie de apoyo 26 desplazable hacia abajo sobre la base 28. Los brazos delanteros y traseros 20, 28 son desplazables desde una posición de marcha cercana al chasis hacia una posición de apoyo, a través de medios hidráulicos. En el ejemplo que se muestra en la figura 1 se eligió un apoyo estrecho en el lado de la calle. El apoyo estrecho, gracias al cual se pueden solventar los problemas de espacio en los lugares de obras, conduce forzosamente a una limitación del ángulo de giro del brazo de trabajo 14.

Los cuatro pies de apoyo que descansan en el suelo VL (delantero izquierdo), VR (delantero derecho), HL (trasero izquierdo) y HR (trasero derecho) configuran un cuadrilátero cuyos lados l, r, v y h (izquierdo, derecho, delantero y trasero) constituyen, en cada caso, aristas de vuelco. Para garantizar la estabilidad, al desplazar el brazo de trabajo, los lados del cuadrilátero no pueden sobrepasar hacia el exterior el centro de gravedad del sistema. La invención utiliza el conocimiento de que la situación del centro de gravedad dentro del cuadrilátero de vuelco puede controlarse mediante sensores de carga de apoyo en los pies de apoyo 26 que forman las esquinas del cuadrilátero de vuelco. Para ello, en cada pie de soporte 26 se dispone una unidad sensora 30 que comprende dos sensores de fuerza 32, 34 con el circuito de medición eléctrico 36, 38 correspondiente y el amplificador operacional 40, 42. Cada circuito de medición 36, 38 emite a través de su amplificador 40, 42 una señal de medición explorable en ciclos de tiempo preestablecidos y dependientes de la carga de apoyo, que será procesada en un dispositivo electrónico central de evalua-
ción 54.

Sólo cuando los valores de medición determinados a través de los dos circuitos de medición 36, 38 de un pie de apoyo 26 coinciden dentro de una tolerancia de error preestablecida, son entregados para una evaluación ulterior. El dispositivo electrónico de evaluación 54 contiene, correspondientemente, una rutina de software 60 para comparar por pares los valores de medición deducidos de las señales de medición relativas a los pies de apoyo, en lo que se refiere a su correspondencia. Cuando dicha correspondencia no está dada en múltiples ciclos de exploración, ello indica un error de medición o del sistema electrónico, que provoca una desconexión de emergencia del sistema y, con ello, una puesta fuera de servicio de la autobomba de hormigón.

Otra particularidad del dispositivo de evaluación 54 consiste en que comprende una rutina de software 62 para determinar el segundo valor de medición más bajo de la carga de apoyo relativo a los pies de apoyo de cada ciclo de exploración y su comparación con un valor umbral determinante de la estabilidad. Con ello se obedece al conocimiento de que una construcción de apoyo 15 con cuatro pies de apoyo 26 son estáticamente indeterminables, de modo que en cada constelación del brazo de trabajo 14 solamente son significativos para la seguridad del apoyo tres de los cuatro valores de medición referentes a los pies de apoyo. La estabilidad se produce básicamente cuando en los tres pies de apoyo 26 todavía se produce una carga de apoyo que supera una fuerza mínima preestablecida. Normalmente, tras extender los brazos de apoyo 20, 24, la carga de apoyo medida en todos los pies de apoyo 26 será superior a una fuerza de preaviso preestablecida. Si se mueve el brazo de trabajo 14, se puede levantar un pie de apoyo 26 del suelo, incluso completamente sin que ello suponga un riesgo para la estabilidad. No se emitirá un aviso (acústico, óptico) hasta que la carga de apoyo no haya decrecido por debajo de la fuerza de preaviso en otro pie de apoyo 26. Si en dicho pie de apoyo sigue disminuyendo la carga, y su carga de apoyo desciende por debajo de la carga mínima preestablecida, se desconecta el movimiento del brazo de trabajo 14 y el funcionamiento de la bomba de hormigón, interrumpiendo el suministro del aceite a presión a través de una válvula de parada de emergencia 56. En este estado, el usuario puede recuperar el brazo de trabajo 14 de la zona de peligro bajo su propia responsabilidad, mediante un pulsador de emergencia acompañado por una señal de bocina acústica. También se puede avisar al usuario del estado de preaviso mediante una luz omnidireccional 58. Al accionar manualmente el proceso de recuperación, dicha luz omnidireccional 58 se apaga, indicando que la carga de apoyo en tres pies de apoyo 26 ha vuelto a superar la fuerza mínima.

Tal como puede verse en la figura 3a y b, la unidad sensora 30 esta sujeta entre un pie oscilante 44 del pie de apoyo 26 y un disco de pie 46 colocable inmediatamente sobre el suelo. En el caso de la figura 3a, el disco de pie 46 con unidad sensora 30 se sujeta posteriormente en un pie oscilante 44 del pie de apoyo 26 que ya está disponible, mientras que en el caso de la figura 3b se prevé una construcción que comprende el pie oscilante 44, y que substituye al pie oscilante original. Por este motivo, la construcción según la figura 3b es más baja que la construcción de la figura 3a, y además está protegida mediante una cubierta 48 frente a la entrada de suciedad y daños.

Tal como puede verse en la figura 4b, los circuitos de medición 36, 38 tienen la forma de un puente de Wheatstone, en una de cuyas ramas se encuentra el sensor de fuerza 32 o 34 que presenta la forma de una galga extensométrica. Las tomas adicionales 50, 52 de los círculos de medición 36, 38 están dispuestas en las entradas del amplificador operacional correspondiente 40, 42, en cuya salida puede conectarse la señal de medición eléctrica proporcional a la carga de apoyo. El rango de medición de entre 4 y 20 mA en la salida de los amplificadores 40, 42 se emplea para mantener una precisión lo más elevada posible con valores de fuerza bajos. Por consiguiente, se aumenta la precisión de medición regulando de forma correspondiente el amplificador en una zona que equivale al 20%, aproximadamente, de la carga máxima que se produce en un pie de apoyo. En las cargas de apoyo mayores, siempre se toma el valor máximo (por ejemplo, 20 mA) en la salida del amplificador.

Básicamente, es posible conmutar el intervalo de medición de los circuitos de medición, de modo que también puede registrarse técnicamente la medición de la carga máxima. En resumen, debe concluirse lo siguiente: la invención se refiere a un aparato de trabajo móvil, especialmente una autobomba de hormigón, con un dispositivo para el control de la estabilidad durante el funcionamiento. El aparato de trabajo presenta un chasis 10, con una construcción de apoyo formada por dos brazos de apoyo 20 delanteros y dos traseros. Dichos brazos de apoyo son desplazables desde una posición de marcha hacia, como mínimo, una posición de apoyo, y cada uno puede apoyarse sobre una base 28 mediante un pie de apoyo telescópico 26. Además, el aparato de trabajo presenta un brazo de trabajo desplazable desde una posición de marcha hacia posiciones de trabajo en voladizo más allá del chasis, que gira en torno a un eje vertical fijo en el chasis, y que, preferentemente, tiene la forma de una pluma distribuidora de hormigón 14. En la zona de los pies de apoyo hay dispositivos de medición para determinar la carga de apoyo respectiva, cuyas señales de salida son conducidas hacia un dispositivo para controlar la estabilidad. Según la invención, en cada pie de apoyo se encuentran dispuestos dos sensores de fuerza 32, 34 del mismo tipo, dispuestos para la entrega de una señal de medición en función de la carga de apoyo en circuitos de medición 36, 38 independientes entre sí. El dispositivo electrónico de evaluación contiene preferentemente una rutina de software 60 para comparar por pares los valores de carga de apoyo derivados de las señales de medición relativas a los pies de apoyo, en lo que se refiere a su correspondencia.

Claims (16)

1. Aparato de trabajo móvil, especialmente autobomba de hormigón, con un chasis (10), con dos brazos de apoyo (20) delante y dos detrás, desplazables desde una posición de marcha hacia, como mínimo, una posición de apoyo, y que cada uno puede apoyarse sobre una base (28) mediante un pie de apoyo (26), con un brazo de trabajo (14) desplazable desde una posición de marcha hacia posiciones de trabajo en voladizo más allá del chasis, que gira en torno a un eje vertical (13) fijo en el chasis, y que, preferentemente, tiene la forma de una pluma distribuidora de hormigón, con dispositivos de medición (30) dispuestos en la zona de los pies de apoyo (26) para determinar la carga de apoyo respectiva y con un dispositivo que puede recibir las señales de salida de los dispositivos de medición para controlar la estabilidad, caracterizado porque en cada pie de apoyo (26) se encuentran dispuestos dos sensores de fuerza (32, 34) del mismo tipo, dispuestos en circuitos de medición (36, 38) independientes entre sí, para emitir una señal de medición en función de la carga de apoyo, y porque el dispositivo de control presenta una rutina de software (60) para la comparación por pares de los valores de medición de carga de apoyo derivados de las señales de medición referidas a los pies de apoyo, respecto a su correspondencia.

2. Aparato de trabajo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) contiene una rutina de software (62) para determinar, en cada ciclo de exploración, el segundo valor de medición más bajo de la carga de apoyo relativo a los pies de apoyo, y compararlo con un valor umbral determinante de la estabilidad.

3. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) comprende una rutina de software para determinar, en cada ciclo de exploración, el valor de medición de la carga de apoyo más elevado relativo a los pies de apoyo, y para compararlo con un valor umbral determinante de la estabilidad.

4. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) presenta un transmisor de valores umbral para especificar una fuerza mínima.

5. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) presenta un transmisor de valores umbral para especificar una fuerza de preaviso.

6. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) presenta un transmisor de valores umbral para especificar una fuerza máxima.

7. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) está conectado a un dispositivo de mando (56) para dirigir el brazo de trabajo (14).

8. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) está conectado a un dispositivo de mando (56) para dirigir una bomba de hormigón.

9. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo electrónico de evaluación (54) está conectado a un transmisor de señales acústicas y/u ópticas (58).

10. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los sensores de fuerza (32, 34) presentan una galga extensométrica.

11. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los sensores de fuerza (32, 34) tienen la forma de sensores piezoeléctricos.

12. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los circuitos eléctricos de medición (36, 38) contienen un circuito en puente, en una de cuyas ramas se encuentra el sensor de fuerza (32, 34) correspondiente.

13. Aparato de trabajo, según la reivindicación 12, caracterizado porque los circuitos de medición (36, 38) contienen un amplificador operacional (40, 42) conectado por la entrada a las tomas diagonales (50, 52) del circuito en puente.

14. Aparato de trabajo, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los sensores de fuerza (32, 34) están dispuestos en un elemento de pie (44, 46) que, preferentemente, puede fijarse posteriormente en el pie de apoyo (26).

15. Aparato de trabajo, según la reivindicación 14, caracterizado porque como mínimo un circuito de medición (36, 38) está integrado en el elemento de pie (44, 46) correspondiente.

16. Aparato de trabajo, según la reivindicación 15, caracterizado porque como mínimo un circuito de medición (36, 38) está acoplado al dispositivo electrónico de evaluación (54) mediante una línea de transmisión galvánica o inalámbrica.