ES2566170T3 - Sistema de elevación y procedimiento para el movimiento relativo de una pata con respecto a una plataforma - Google Patents

Sistema de elevación y procedimiento para el movimiento relativo de una pata con respecto a una plataforma Download PDF

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ES2566170T3 ES12164485.0T ES12164485T ES2566170T3 ES 2566170 T3 ES2566170 T3 ES 2566170T3 ES 12164485 T ES12164485 T ES 12164485T ES 2566170 T3 ES2566170 T3 ES 2566170T3
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Abstract

Sistema (1) de elevación para una plataforma (2) de elevación, que tiene una torre (3) de elevación fijada a dicha plataforma y varias patas (4) de soporte, para el movimiento relativo de una de las patas (4) de la torre (3) de elevación con respecto a la plataforma (2), que comprende varias crucetas (5, 7, 11), en el que cada cruceta (5, 7, 11) está provista de un mecanismo de acoplamiento con una pata que está dispuesto para acoplarse con la pata (4) o desacoplarse de la misma, y un procesador dispuesto para controlar las crucetas (7, 11), de modo que el movimiento relativo de la pata (4) sea realizado por las crucetas (7, 11) de forma alternante, y en el que el sistema (1) de elevación comprende dos crucetas móviles (7, 11), en el que cada cruceta móvil (7, 11) es amovible independientemente en la dirección longitudinal de la pata por medio de al menos un accionador (8, 12) y estando las crucetas móviles (7, 11) mutuamente enfrentadas, de modo que una cruceta móvil pueda ser operada en modo de tracción y la otra cruceta móvil pueda ser operada en modo de empuje, caracterizado porque la torre (3) de elevación está dotada, además, de una cruceta fija (5) que tiene pasadores (6) de bloqueo que pueden ser recibidos por agujeros (21) de acoplamiento de la pata para fijar la pata (4) a la torre (3).

Description

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DESCRIPCION
Sistema de elevacion y procedimiento para el movimiento relativo de una pata con respecto a una plataforma
La presente invencion versa en general sobre un sistema de elevacion y un procedimiento para el movimiento relativo de una pata con respecto a una plataforma.
Los sistemas de elevacion son muy conocidos en la tecnica y son utilizados para subir y bajar patas de soporte de una plataforma de elevacion, es decir, un tipo de plataforma movil que es capaz de quedar inmovil en el fondo (marino) descansando en sus patas de soporte. Las plataformas de elevacion son espedficamente utiles como bases para realizar el mantenimiento de otras estructuras acuaticas, tales como turbinas eolicas fuera de costa, puentes largos y plataformas de perforacion. La plataforma de elevacion puede ser autopropulsada o remolcada hasta la estructura objeto de mantenimiento. Tras la llegada a la ubicacion de la estructura, se usa el sistema de elevacion para bajar las patas hasta el suelo (marino). Entonces tiene lugar la “precarga”, en la que se usan el peso de la plataforma y lastre de agua adicional para clavar las patas firmemente en el fondo (marino) para que no penetren mas mientras se llevan a cabo las operaciones. Tras la precarga, puede usarse el sistema de elevacion para elevar toda la plataforma por encima del nivel del agua hasta una altura predeterminada o “espacio de aire” para que la carga de las olas, de las mareas y las corrientes actue solo en las patas, relativamente delgadas, y no en el casco. Una vez que se han llevado a cabo los servicios en la estructura y ya no es necesaria la plataforma de elevacion, el sistema de elevacion tracciona las patas, sacandolas del suelo (marino), hasta una posicion de transporte. La plataforma de elevacion esta entonces lista para ser transportada a otro emplazamiento.
Se hace notar que el solicitante ya produce sistemas de elevacion para subir y bajar patas de soporte de una plataforma principal, tal como una torre de perforacion autoelevable con gatos o una estructura de tipo ponton, en los que se situa una cruceta fija en cubierta de la plataforma y se situa una cruceta movil encima o debajo de la cruceta fija.
La presente invencion versa espedficamente sobre un sistema de elevacion para una plataforma de elevacion que tiene una pluralidad de patas de soporte, para el movimiento relativo de una de las patas con respecto a la plataforma, que comprende varias crucetas, siendo cada cruceta amovible independientemente en la direccion longitudinal de la pata por medio de al menos un accionador, y estando dotada cada cruceta de un mecanismo de acoplamiento con una pata que esta dispuesto para acoplarse con la pata, o desacoplarse de la misma, y un procesador dispuesto para controlar las crucetas, de modo que el movimiento relativo de la pata sea realizado por las crucetas de forma alternante.
Se conoce tal sistema de elevacion por la solicitud de patente europea EP2221417. El sistema de elevacion conocido comprende tres yugos que son accionados en modo alternante, de modo que dos yugos porten la carga de la plataforma o la pata, mientras un yugo vuelve a su posicion inicial.
La presente invencion tiene por objeto proporcionar un sistema de elevacion mejorado en terminos de distribucion de la carga y de seguridad.
El sistema de elevacion segun la presente invencion esta definido por la reivindicacion 1 y comprende, entre otros, dos crucetas que estan mutuamente enfrentadas, de modo que una cruceta movil pueda ser operada en modo de traccion y la otra cruceta movil pueda ser operada en modo de empuje.
En el sistema de elevacion segun la presente invencion, las dos crucetas son capaces de operar de forma alternante en modo de traccion y en modo de empuje, tanto en la bajada de las patas hasta el suelo (marino) como en la elevacion de las patas sacandolas del suelo (marino). Esto es una ventaja, dado que los accionadores, por ejemplo cilindros hidraulicos, son capaces de proporcionar mas fuerza en el modo de empuje que en el modo de traccion en las mismas condiciones. El uso de dos crucetas o yugos duplica la velocidad de elevacion en comparacion con los sistemas de elevacion que tienen solo una cruceta y permite que el sistema de elevacion segun la invencion opere con una velocidad de elevacion que es comparable a la velocidad de elevacion del sistema de elevacion conocido.
Se conoce un sistema de elevacion segun el preambulo de la reivindicacion 1 por el documento JP 52076602. El sistema de elevacion segun la invencion se caracteriza porque la torre de elevacion esta dotada, ademas, de una cruceta fija que tiene pasadores de bloqueo que pueden ser recibidos por agujeros de acoplamiento de la pata para fijar la pata a la torre. En la tecnica se conocen por sf mismos mecanismos adecuados de acoplamiento con la pata de pasadores y agujeros.
En una primera realizacion preferente, el procesador esta dispuesto para controlar las crucetas de modo que cuando una de las crucetas este operativa en el modo de traccion o el modo de empuje, la otra cruceta vuelva a su posicion inicial. Puede ahorrarse un tiempo precioso debido a la operacion simultanea de las dos crucetas en modo de trabajo o en modo no de trabajo.
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Segun una realizacion preferente adicional, el procesador esta dispuesto para controlar las crucetas de modo que las crucetas puedan adoptar una posicion de recepcion, en la que ambos mecanismos de acoplamiento con la pata se acoplan con la pata. En esta realizacion preferente adicional se garantiza una posicion de recepcion estable.
Segun una realizacion resistente, cada cruceta discurre esencialmente a lo largo de toda la circunferencia de la pata para proporcionar una distribucion optima de la carga.
Segun una realizacion practica, cada cruceta comprende tres o mas accionadores, preferentemente seis accionadores. Segun una realizacion practica adicional, el mecanismo de acoplamiento con la pata comprende al menos dos pasadores de bloqueo amovibles para ser recibidos en los agujeros de la pata.
En una realizacion preferente, la invencion tambien versa sobre un sistema de elevacion en el que el al menos un accionador es un cilindro hidraulico, y el al menos un cilindro hidraulico de cada cruceta esta conectado a un deposito de fluido, de modo que pueda fluir al deposito una cantidad predeterminada de fluido hidraulico en la posicion acoplada de la cruceta movil para proporcionar un efecto amortiguador cuando la pata toque el fondo marino.
Segun la invencion, el sistema de elevacion proporciona un efecto amortiguador cuando una de las patas de la plataforma de elevacion absorbe un impacto, por ejemplo cuando la pata golpea el suelo (marino) en una cntica toma de contacto con la tierra. Todos los sistemas de elevacion conocidos que usan cilindros hidraulicos pueden beneficiarse de tal sistema de amortiguacion. Solo en una realizacion preferente el sistema de elevacion es el sistema de elevacion descrito en lo que antecede.
La presente invencion versa, ademas, sobre un procedimiento, definido por la reivindicacion 9, para el movimiento relativo de una pata con respecto a una plataforma de elevacion que comprende las etapas de:
a) proporcionar un sistema de elevacion segun la presente invencion en una plataforma de elevacion que tiene una pluralidad de patas;
b) controlar una cruceta movil para que se acople con una de las patas y pueda operar en modo de traccion o en modo de empuje;
c) simultaneamente con la etapa b), controlar la otra cruceta movil para que vuelva a su posicion inicial;
d) controlar subsiguientemente las crucetas moviles para que adopten una posicion de recepcion en la que ambos mecanismos de acoplamiento con la pata se acoplan con la pata;
e) controlar la otra cruceta movil para que se acople con la pata y opere en el modo de empuje o en el modo de traccion opuesto;
f) simultaneamente con la etapa e), controlar la cruceta movil para que se desacople con la pata para que vuelva a su posicion inicial;
g) repetir las etapas b) a f) hasta que se alcance la posicion relativa deseada de la pata con respecto a la plataforma.
Ahora se describira la invencion con mas detalle con referencia a los dibujos, en los que:
la Figura 1 muestra una realizacion preferente de un sistema de elevacion segun la invencion en una primera posicion;
la Figura 2 muestra el sistema de elevacion segun la invencion en una segunda posicion;
la Figura 3 muestra el sistema de elevacion segun la invencion en una tercera posicion;
la Figura 4 muestra el sistema de elevacion segun la invencion en una cuarta posicion;
las Figuras 5A y 5B muestran parte del sistema de elevacion segun la realizacion preferente en seccion
transversal en posiciones diferentes;
las Figuras 6A y 6B muestran otra parte del sistema de elevacion segun las Figuras 1-4 en seccion transversal en posiciones diferentes;
la Figura 7 muestra el sistema de elevacion segun la invencion dotado de un primer sistema de amortiguacion; y
la Figura 8 muestra el sistema de elevacion segun la invencion dotado de un segundo sistema de amortiguacion.
La Figura 1 muestra un sistema 1 de elevacion para una plataforma 2 de elevacion, tal como un monocasco elevador dotado de una torre 3 de elevacion fijada a la plataforma 2 en la que una pata 4 de soporte es amovible.
Cada pata 4 esta dotada de varios agujeros 21 de acoplamiento de la pata que estan dispuestos para recibir un pasador de bloqueo o eje de bloqueo, como los pasadores 10 o 14 de bloqueo, respectivamente, presentes en la cruceta 7 u 11, respectivamente, segun se describira mas abajo en la presente memoria.
Segun la invencion, el sistema 1 de elevacion comprende, ademas, dos crucetas moviles 7, 11, cada una de las cuales es amovible con respecto a la torre 3 de elevacion en la direccion longitudinal de la pata 4 por medio de cilindros elevadores 8 o 12, respectivamente. La cruceta movil 7 es denominada en la presente memoria cruceta superior 7, mientras que la cruceta movil 11 es denominada en la presente memoria cruceta inferior 11.
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Segun la invencion, el sistema 1 de elevacion comprende, ademas, un procesador (no mostrado) dispuesto para controlar las crucetas 7, 11, de modo que el movimiento relativo de la pata 4 sea realizado por las crucetas 7, 11 de forma alternante.
Cada cruceta 7, 11 esta dotada de un mecanismo de acoplamiento con una pata que esta dispuesto para acoplarse con la pata 4 o desacoplarse de la misma. En las Figuras 5A, 5B, 6A y 6B se muestran las posiciones acopladas o desacopladas de las crucetas. En las Figuras 5A, 5B se muestra una realizacion preferente de la cruceta superior 7. En las Figuras 6A y 6B se muestra una realizacion preferente de la cruceta inferior 11 en seccion transversal.
En la Figura 5A los pasadores 10 de bloqueo estan desacoplados de los agujeros 21 de la pata 4. En esta posicion desacoplada la cruceta superior movil 7 es libremente amovible con respecto a la pata 4.
En la Figura 5B cada uno de los pasadores 10A, 10B y 10C de bloqueo es accionado por el accionador asociado 9A, 9B y 9C hacia la posicion acoplada en la que la cruceta superior 7 esta fijada a la pata 4. En la posicion acoplada la cruceta superior 7 soporta la carga de la pata 4 o de (parte de) la plataforma 2.
En la Figura 6A los pasadores 14 de bloqueo estan desacoplados de los agujeros 21 de la pata 4. En esta posicion desacoplada la cruceta inferior movil 7 es libremente amovible con respecto a la pata 4.
En la Figura 6B cada uno de los pasadores 14A, 14B y 14C de bloqueo es accionado por el accionador asociado 13A, 13B y 13C hacia la posicion acoplada en la que la cruceta inferior 11 esta fijada a la pata 4. En la posicion acoplada la cruceta inferior 11 soporta la carga de la pata 4 o de (parte de) la plataforma 2.
Preferentemente, las crucetas 7 y 11 son identicas. En la realizacion preferente, la cruceta 7, 11 esta dotada de tres pasadores 10A, 10B, 10C o 14A, 14B, 14C de bloqueo, respectivamente. Cada pasador de bloqueo es accionado por un accionador 9A, 9B, 9C o 13A, 13B, 13C, respectivamente.
En la realizacion preferente la forma de la cruceta 7, 11 es generalmente hexagonal. Se hace notar que la forma es adaptable a la forma de la torre 3 de elevacion y/o de la pata 4 y que puede tener cualquier otra forma geometrica, por ejemplo una forma circular o rectangular.
La torre 3 de elevacion esta dotada, ademas, de una cruceta fija 5 que tiene pasadores 6 de bloqueo que pueden ser recibidos por agujeros 21 de acoplamiento de la pata para fijar la pata 4 a la torre 3.
Con referencia a las Figuras 1 a 4, que muestran el sistema de elevacion segun la invencion en cuatro posiciones diferentes, se describe el movimiento de la pata 4 con respecto a la plataforma 2. El movimiento descrito y mostrado esta relacionado con un movimiento descendente de la pata 4 con respecto a la plataforma 2, por ejemplo cuando se baja la pata 4 hasta el fondo marino. Este movimiento corresponde a un movimiento ascendente de la plataforma 2 con respecto a la pata 4, por ejemplo cuando la plataforma 2 asciende por la pata 4 para alzarse por encima del nivel del mar.
El procedimiento segun la invencion comprende las siguientes etapas:
a) controlar una cruceta movil 7, 11 para que se acople con una de las patas 4 y opere en modo de traccion o en modo de empuje;
b) simultaneamente con la etapa a), controlar la otra cruceta movil 7, 11 para que vuelva a su posicion inicial;
c) controlar subsiguientemente las crucetas moviles 7, 11 para que adopten una posicion de recepcion en la que ambos mecanismos de acoplamiento con la pata se acoplan con la pata 4;
d) controlar la otra cruceta movil 7, 11 para que se acople en la pata 4 y opere en el modo de empuje o en el modo de traccion opuesto;
e) simultaneamente con la etapa d), controlar la cruceta movil 7, 11 para que se desacople con la pata 4 para que vuelva a su posicion inicial;
f) repetir las etapas a) a e) hasta que se alcance la posicion relativa deseada de la pata 4 con respecto a la plataforma (2).
En las Figuras 1-4 se muestran las cuatro posiciones correspondientes a estas etapas de procedimiento.
En la Figura 1, la cruceta 7 opera en el modo de empuje, mientras que la cruceta 11 opera en el modo de traccion. La cruceta 7 esta en su posicion inicial, en la que los pasadores 10 de bloqueo de la cruceta superior estan acoplados en los agujeros 21, mientras que la cruceta 11 esta en la posicion final, en la que los pasadores 14 de bloqueo de la cruceta inferior estan desacoplados de los agujeros 21.
En la Figura 2, los cilindros elevadores 8 se mueven para realizar una carrera de trabajo en la direccion de las flechas descendentes para empujar a la pata 4 hacia abajo. Simultaneamente, los cilindros elevadores 12 realizan una carrera sin trabajo (carrera de retorno) en la direccion de las flechas ascendentes para permitir que la cruceta inferior 11 vuelva a su posicion inicial.
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En la Figura 3, el sistema de elevacion adopta su posicion de recepcion. En esta posicion de recepcion ambos pasadores 10 y 14 de bloqueo se acoplan en los agujeros 21 de la pata 4.
En la Figura 4, los pasadores 10 de bloqueo de la cruceta superior se desacoplan de los agujeros 21. A
continuacion, se accionan los cilindros elevadores 12 para realizar una carrera de trabajo en la direccion de las
flechas descendentes. Durante la carrera de trabajo los cilindros elevadores 12 traccionan la pata 4 hacia abajo.
Simultaneamente, los cilindros elevadores 8 realizan una carrera sin trabajo o de retorno en la direccion de las
flechas ascendentes. La cruceta superior 7 vuelve a su posicion inicial.
El sistema 1 de elevacion vuelve entonces a la primera posicion mostrada en la Figura 1. A continuacion, el sistema de elevacion adopta una posicion de recepcion en la que todos los pasadores 10 y 14 de bloqueo se acoplan en los agujeros 21.
El sistema 1 de elevacion repite la secuencia mostrada en las Figuras 1 a 4 hasta que las patas 4 bajen hasta el fondo marino y/o la plataforma 2 haya alcanzado una posicion segura por encima del nivel del mar.
Cada cruceta 7, 11 esta dotada de un soporte 19 de guiado de pata para guiar la pata 4. El soporte de guiado de pata tiene una forma correspondiente a la forma de la pata 4.
Dentro de la torre 3 esta presente un soporte 20 de guiado de pata para guiar la pata 4. La torre 3 de elevacion esta dotada, ademas, de un bastidor 17 de guiado para guiar la cruceta superior 7 y de un bastidor 18 de guiado para guiar la cruceta inferior 11. En la realizacion preferente mostrada hay presentes tres bastidores de guiado. Sin embargo, el numero de bastidores de guiado puede diferir, dependiendo de las circunstancias.
Las Figuras 7 y 8 estan relacionadas con un sistema de amortiguacion de seguridad que es adecuado para cualquier sistema de elevacion. En las Figuras 7 y 8 la realizacion preferente del sistema 1 de elevacion segun la invencion esta dotada de tal sistema de amortiguacion de seguridad. El sistema de amortiguacion de seguridad segun la invencion comprende un deposito o acumulador 15 de fluido hidraulico que esta acoplado a la cruceta superior 7, mas espedficamente acoplado a los cilindros elevadores 8 de la cruceta superior 7. El sistema de amortiguacion de seguridad esta dispuesto de modo que cuando la presion hidraulica en los cilindros elevadores alcance un valor umbral predeterminado, se permite que el fluido hidraulico fluya al deposito o acumulador 15. Esto permite que los cilindros elevadores se muevan una cierta distancia denotada como X. Los cilindros elevadores son entonces capaces de absorber un impacto que pueda ocurrir cuando la pata 4 toque el fondo marino en una cntica toma de contacto con la tierra. Preferentemente, cada cruceta movil esta dotada de su propio deposito o acumulador de fluido hidraulico. Por lo tanto, en la Figura 8 la cruceta inferior 11, mas espedficamente los cilindros elevadores 12 de la cruceta inferior 11 estan acoplados hidraulicamente a un deposito o acumulador 16 de fluido hidraulico.
Se hace notar que puede usarse o bien un solo acumulador mayor por cruceta o un solo acumulador menor por cilindro. En el mercado hay disponibles acumuladores adecuados. Sin embargo, en opinion del solicitante, el uso de tales acumuladores para proporcionar un sistema de amortiguacion de seguridad relativo a cilindros elevadores que forman parte de un sistema de elevacion es novedoso en la tecnica y resuelve el problema de la absorcion del impacto relacionado con la cntica toma de contacto con la tierra de una de las patas de una plataforma de elevacion. El sistema de amortiguacion de seguridad segun la invencion supondra una mayor vida util de los componentes vitales de cada sistema de elevacion conocido en la tecnica.
La invencion, naturalmente, no esta limitada a la realizacion preferente descrita y mostrada. La invencion esta relacionada con cualquier realizacion que se encuentre dentro del alcance de proteccion definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema (1) de elevacion para una plataforma (2) de elevacion, que tiene una torre (3) de elevacion fijada a dicha plataforma y varias patas (4) de soporte, para el movimiento relativo de una de las patas (4) de la torre (3) de elevacion con respecto a la plataforma (2), que comprende varias crucetas (5, 7, 11), en el que cada cruceta (5, 7, 11) esta provista de un mecanismo de acoplamiento con una pata que esta dispuesto para acoplarse con la pata (4) o desacoplarse de la misma, y un procesador dispuesto para controlar las crucetas (7, 11), de modo que el movimiento relativo de la pata (4) sea realizado por las crucetas (7, 11) de forma alternante, y en el que el sistema (1) de elevacion comprende dos crucetas moviles (7, 11), en el que cada cruceta movil (7, 11) es amovible independientemente en la direccion longitudinal de la pata por medio de al menos un accionador (8, 12) y estando las crucetas moviles (7, 11) mutuamente enfrentadas, de modo que una cruceta movil pueda ser operada en modo de traccion y la otra cruceta movil pueda ser operada en modo de empuje, caracterizado porque la torre (3) de elevacion esta dotada, ademas, de una cruceta fija (5) que tiene pasadores (6) de bloqueo que pueden ser recibidos por agujeros (21) de acoplamiento de la pata para fijar la pata (4) a la torre (3).
  2. 2. Sistema de elevacion segun la reivindicacion 1, en el que el procesador esta dispuesto para controlar las crucetas moviles (7, 11) de modo que cuando una de las crucetas moviles (7, 11) sea operada en el modo de traccion o en el modo de empuje, la otra cruceta movil vuelva a su posicion inicial.
  3. 3. Sistema de elevacion segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el procesador esta dispuesto para controlar las crucetas moviles (7, 11) de modo que las crucetas moviles (7, 11) puedan adoptar una posicion de recepcion en la que ambos mecanismos de acoplamiento con la pata se acoplan con la pata (4).
  4. 4. Sistema de elevacion segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que cada cruceta (5, 7, 11) discurre esencialmente a lo largo de toda la circunferencia de la pata (4).
  5. 5. Sistema de elevacion segun la reivindicacion 4, en el que cada cruceta movil (7, 11) comprende tres o mas accionadores (8, 12), preferentemente seis accionadores (8, 12).
  6. 6. Sistema de elevacion segun una o mas de las reivindicaciones precedentes, en el que el mecanismo de acoplamiento con una pata comprende al menos dos pasadores amovibles (10, 14) de bloqueo para ser recibidos en los agujeros (21) de la pata (4).
  7. 7. Sistema de elevacion segun una o mas de las reivindicaciones precedentes, en el que una de las crucetas moviles (7) es amovible con respecto a la cruceta fija (5) mediante el al menos un accionador (8).
  8. 8. Sistema de elevacion segun una o mas de las reivindicaciones 1-7, en el que el al menos un accionador es un cilindro hidraulico, y el al menos un cilindro hidraulico (8, 12) de cada cruceta esta conectado a un deposito (15, 16) de fluido de modo que pueda fluir al deposito una cantidad predeterminada de fluido hidraulico en la posicion acoplada de la cruceta movil (7, 11) para proporcionar un efecto amortiguador cuando la pata (4) toque el fondo marino.
  9. 9. Procedimiento para el movimiento relativo de una pata (4) con respecto a una plataforma (2) que comprende las etapas de:
    a) proporcionar un sistema (1) de elevacion, segun una o mas de las reivindicaciones 1-8, en una plataforma (2) de elevacion que tiene una pluralidad de patas (4);
    b) controlar una cruceta movil (7, 11) para que se acople con una de las patas (4) y pueda operar en modo de traccion o en modo de empuje;
    c) simultaneamente con la etapa b), controlar la otra cruceta movil (7, 11) para que vuelva a su posicion inicial;
    d) controlar subsiguientemente las crucetas moviles (7, 11) para que adopten una posicion de recepcion en la que ambos mecanismos de acoplamiento con la pata se acoplan con la pata (4);
    e) controlar la otra cruceta movil (7, 11) para que se acople con la pata (4) y opere en el modo de empuje o en el modo de traccion opuesto;
    f) simultaneamente con la etapa e), controlar la cruceta movil (7, 11) para que se desacople con la pata (4) para que vuelva a su posicion inicial;
    g) repetir las etapas b) a f) hasta que se alcance la posicion relativa deseada de la pata (4) con respecto a la plataforma (2).
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