ES2630766A1 - Dispositivo y procedimiento de monitorización y control en torres telescópicas de iluminación - Google Patents
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Abstract
Dispositivo y procedimiento de monitorización y control en torres telescópicas, desarrollado para control automático de las condiciones de instalación y operación para el aseguramiento de la seguridad estructural y prevención de vuelco en torres telescópicas de iluminación, ajustando de manera automática y constante, la altura del mástil y presión sobre los apoyos estabilizadores en una torre telescópica de iluminación de manera que se minimice el riesgo de vuelco y se permita el máximo despliegue del mástil, a través de un módulo electrónico de control (6), que recibe datos y señales de uno o más módulos sensor inferior (3) posicionados en la base (1), y módulos sensor superior (5), posicionados en el mástil (2).
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento de monitorizacion y control en torres telescopicas de iluminacion Sector de la tecnica
La presente invencion se refiere al campo de los medios para el control de las condiciones de instalacion, operacion y aseguramiento de la seguridad estructural y prevencion de vuelco en torres telescopicas de iluminacion, preferentemente transportables.
El objeto fundamental de la invencion, es desarrollar un dispositivo y procedimiento de monitorizacion y control que permita ajustar de manera automatica la altura del mastil y la altura y presion sobre los elementos de apoyo de la base en una torre telescopica, de manera que se minimice el riesgo de vuelco y se permita el maximo despliegue del mastil.
Antecedentes de la invencion
En la actualidad, la necesidad de iluminacion o de iluminacion suplementaria, hace que el uso de torres de iluminacion autonomas en numerosos entornos, desde obras de construccion a eventos publicos, este ampliamente extendido. Dada la funcionalidad de estos dispositivos, la mayor parte de ellos consta de un mastil de mayor o menor longitud, tipicamente telescopico, que se despliega para situar el foco luminoso lo mas alto posible e iluminar de esta manera una mayor superficie.
El uso seguro de una torre telescopica de iluminacion requiere garantizar la seguridad estructural y la prevencion de vuelco en todas las condiciones de uso de la torre.
En la fase de diseno de una torre telescopica de iluminacion se debe garantizar que la torre cumple con la normativa vigente relativa a seguridad estructural y prevencion de vuelco.
Sin embargo, a pesar que se realice un buen diseno de la torre telescopica, la seguridad estructural y la prevencion de vuelco pueden verse comprometidas por las condiciones de instalacion de la base de la torre, las condiciones de despliegue del mastil y otros factores externos a la propia instalacion de la base.
Algunos de estos factores relacionados con la instalacion de la torre telescopica, condicionan directamente la seguridad estructural y/o el momento de vuelco.
Factores directos
Factores mecanicos de las diferentes partes de una torre telescopica de iluminacion
• Horizontalidad del elementos base de la torre telescopica de iluminacion y reparto homogeneo de carga en los elementos de apoyo de la torre telescopica,
• Nivel de extension del mastil
• Orientacion de las luminarias que determinan la superficie efectiva enfrentada al viento en unas determinadas condiciones de operacion.
• Degradacion de la calidad o resistencia de elementos estructurales de la torre.
Condicionantes del emplazamiento
• Caracteristicas del terreno, como resistencia y otros
• Presencia de obstaculos en terreno que dificulten su buena instalacion
• Inclinacion o pendientes del terreno
• Presencia de objetos u obstaculos que comprometan la extension del mastil
En cambio, otros factores externos pueden condicionar indirectamente la seguridad estructural y/o provocar el vuelco de la estructura durante la fase de uso de la torre
Factores indirectos
Factores ambientales, viento, lluvia, hielo;
Condiciones de uso y manipulacion de la torre, impactos, golpes, etc.
La superficie enfrentada al viento
Sobre esta base, se han protegido soluciones que definen la estructura esencial o pretenden incorporar funciones complementarias
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Asi en la patente GB2491421 se describe una torre de luz movil que comprende una unidad de base que incluye un mastil extensible adaptado para moverse entre una posicion retraida y una posicion extendida, incluyendo un controlador y un sensor de velocidad del viento, estando el controlador adaptado para bajar el mastil extensible a una posicion intermedia, entre la posicion retraida y la posicion extendida, cuando el sensor de velocidad del viento determina que se supera una velocidad de viento predeterminada.
Otra solucion se presenta en la patente AU2010100828 en la que se describe una torre de iluminacion solar comprendida por un mastil retractil; un detector de la velocidad del viento que actua para la retraccion del mastil cuando la velocidad del viento supera un umbral predeterminado, incluyendo tambien medios de deteccion GPS y un sistema de alerta de proximidad de alta tension.
El uso medidores de viento como medio para asegurar la estabilidad de un mastil, no serviria para detectar otros condicionantes que propiciasen el colapso de la torre, como golpes de maquinaria, deslizamiento del terreno, vibraciones del suelo por explosiones o maquinaria o fallos mecanicos de la propia torre.
Descripcion de la invencion
Para solventar los problemas anteriormente mencionados, se ha ideado un dispositivo y procedimiento de monitorizacion y control en torres telescopicas de iluminacion, para desarrollar el control automatico de las condiciones de instalacion y operacion para el aseguramiento de la seguridad estructural y prevencion de vuelco en torres telescopicas de iluminacion, adaptable tanto en torres telescopicas de nueva produccion como en las ya existentes, estando dicho dispositivo, comprendido por:
Al menos un modulo sensor inferior comprendiendo a su vez:
• Al menos un sensor de presion para medicion de fuerza en los elementos de apoyo de la base Estos sensores, podran ser de tipo resistivo, capacitivo, piezoelectrico o cualquier otro tipo capaz de detectar presion sobre los elementos de apoyo.
• Uno o mas sensores de aceleracion y/o giroscopicos, posicionados en la base de la torre telescopica de iluminacion para detectar la posicion y situacion relativa de la misma.
Al menos un modulo sensor superior comprendiendo a su vez:
• Al menos un sensor de distancia posicionado en el extremo superior del mastil telescopico para la deteccion de objetos que puedan afectar a la instalacion de la torre telescopica de iluminacion. Estos sensores podran ser de tipo ultrasonico, laser o cualquier otro tipo capaz de detectar objetos a una distancia que permita actuar sobre el sistema en caso de deteccion.
• Al menos un sensor de medida de la deformacion del mastil. Estos sensores, que podran ser de tipo resistivo, capacitivo, piezoelectrico o cualquier otro tipo capaz de detectar la deformacion del mastil o el tramo de mastil donde se encuentre colocado.
• Uno o mas acelerometros y/o giroscopicos, posicionados en puntos del mastil, para detectar la posicion y situacion relativa del mismo.
• Al menos un sensor de altura, para definir en todo momento la altura del extremo del mastil, que podran ser de tipo ultrasonico, laser o de encoder rotativo.
Un modulo electronico de control con pulsador de inicio comprendiendo a su vez:
• Una o varias entradas para la conexion con los modulos sensores inferior y superior.
• Una o varias salidas de conexion con:
o los elementos de apoyo de la base de la torre telescopica de iluminacion (7) o el mecanismo de extension del mastil o el mecanismo de retraccion del mastil o el mecanismo de orientacion de las luminarias o las ayudas visuales o acusticas de indicacion al usuario.
• Salidas auxiliares de conexion de otras torres o salidas de alarma para elementos externos.
• Un modo de adaptacion de senales
• Un modo de procesado
o El modo de procesado, del modulo electronico de control, preve el procesado de los datos recibidos desde los modulos sensor inferior, modulo sensor superior o cualquier otro integrado en la torre telescopica de iluminacion, disponiendo de capacidad para calcular valores que determinaran parametros de operacion segura de la torre telescopica, donde se instala el dispositivo a partir de los datos proporcionados por los sensores, entre estos valores se incluyen a titulo indicativo, no limitativo, los correspondientes a umbrales o valores limites predefinidos.
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El procedimiento de monitorizacion y control del dispositivo en torres telescopicas, para el control automatico de las condiciones de instalacion, operacion y aseguramiento de la seguridad estructural y prevencion de vuelco, comprende las siguientes fases:
Fase 1 de inicializacion
Fase 2 de monitorizacion y control de la instalacion de la base de la torre.
Fase 3 de monitorizacion y control del despliegue del mastil telescopico.
Fase 4 de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica de iluminacion En la fase 1, de inicializacion
Primeramente se procede a la instalacion del dispositivo de monitorizacion y control en la torre telescopica de iluminacion: instalando al menos un modulo sensor inferior, al menos un modulo sensor superior y un modulo electronico de control en la torre telescopica de iluminacion, conectandose directamente, el modulo electronico de control, a traves de las conexiones de salida para
• actuar sobre los elementos de apoyo de la base de la torre telescopica de iluminacion
• actuar sobre el mecanismo de extension del mastil
• actuar sobre el mecanismo de retraccion del mastil
• actuar sobre el mecanismo de orientacion de las luminarias
• actuar sobre las ayudas visuales o acusticas de indicacion al usuario
• actuar sobre otras torres o salidas de alarma para elementos externos al sistema descrito.
A continuacion se procede a la conexion del dispositivo con los modulos sensores (modulo sensor inferior y modulo sensor superior) y se comprueba la conexion entre los mismos
• El modo de adaptacion de senales, del modulo electronico de control, preve adecuar a la logica de proceso los datos analogicos o digitales transmitidos. de manera cableada mediante protocolos estandar o dedicados o de manera inalambrica mediante protocolos estandar o dedicados, por uno o mas modulos sensor inferior, sensor superior o cualquier otro integrado en la torre telescopica de iluminacion.
Posteriormente se procede a la comprobacion de los siguientes umbrales
• Umbral de advertencia de la base
• Umbral critico de la base
• Umbral de advertencia del mastil
• Umbral critico del mastil
Finalmente a traves del modo de procesado del modulo electronico de control se inicializa el calculo de los indicadores y niveles que se utilizaran en las siguientes fases del procedimiento
• Indicador de equilibrio de la base, es un indicador proporcional a la horizontalidad de la base y al reparto de cargas entre los elementos de apoyo. Este indicador se calcula a partir de las senales de monitorizacion del modulo sensor inferior.
• Indicador de equilibrio del mastil, es un indicador proporcional a la posicion relativa del extremo superior del mastil respecto a la posicion de referencia de la base y se calcula a partir de las senales de los sensores de medida integrados en el modulo sensor superior y las senales de los sensores de presion integrados en el modulo sensor inferior.
• Nivel de extension actual del mastil, determinado mediante las senales del sensor de altura, del modulo sensor superior, de manera directa o mediante calculo y define la altura del extremo del mastil en cada momento.
• Nivel de extension segura del mastil, determinado teniendo en cuenta los valores del Indicador de equilibrio de la base, del Indicador de equilibrio del mastil, calculados en cada momento, las senales del sensor de distancia, del sensor de altura y de cualquier otro sensor relevante que defina la extension del mastil para su operacion segura.
• Nivel de extension permisible del mastil, es el nivel maximo permitido de extension y se calcula como el valor minimo de los siguientes valores:
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o la distancia desde la base de la torre telescopica de iluminacion, al objeto mas proximo en la trayectoria proyectada de extension del mastil,
o la longitud de extension maxima del mastil segun diseno y
o el nivel de extension maxima del mastil definido por el usuario.
• Nivel maximo de extension del mastil, es el nivel maximo de extension en la fase de monitorizacion y control del despliegue del mastil, para el que se obtiene un indicador de equilibrio del mastil inferior al umbral de advertencia del mastil.
La fase 2 de monitorizacion y control de la instalacion de la base de la torre telescopica de iluminacion.
Se inicia cuando se activa el pulsador de inicio (20) o bien cuando el dispositivo esta alimentado y se reciben unas determinadas senales en el modulo sensor inferior (3), tipicamente senales de contacto o fuerza, a traves de los sensores de presion (31).
El modulo electronico de control (6) calcula el indicador de equilibrio de la base (1) a partir de las senales del modulo sensor inferior (3).
El indicador de equilibrio es proporcional a la horizontalidad de la base y al reparto de cargas entre los elementos de apoyo. Por tanto, se asume que en caso de que alguno de los elementos de apoyo de la torre telescopica de iluminacion no este en contacto con el terreno, se obtendra un valor de indicador superior al umbral critico de base.
El indicador de equilibrio de la base se compara con los umbrales de base predefinidos en terminos de seguridad estructural y prevencion frente al vuelco, umbral de advertencia de base y umbral critico de base, activandose una de las siguientes estrategias de actuacion, en funcion del resultado dicha comparacion:
• Validacion de la correcta instalacion de la base y calibracion del modulo sensor inferior
o Si el indicador de equilibrio de la base es inferior al umbral de advertencia de la base, se considera que la instalacion de la base de la torre telescopica de iluminacion es correcta en cuanto a seguridad estructural y prevencion frente al vuelco.
o El dispositivo calibra el modulo sensor inferior en esa posicion para considerarla como posicion de referencia de la instalacion de la base.
o El proceso puede continuar con la siguiente fase del procedimiento, activandose internamente la senal ‘Instalacion base correcta’
• Asistencia para la correcta instalacion de la base
o Si el indicador de equilibrio de la base es igual o superior al umbral de advertencia de la base, se considera que la instalacion de la base (1) de la torre telescopica de iluminacion, no cumple con los requerimientos minimos de seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco.
o El dispositivo define la estrategia de actuacion en los elementos de apoyo de la base de la torre para su correcta instalacion, activando las salidas para el elemento de apoyo de la base de la torre (61) y/o las salidas acusticas o visuales (65).
o Esta estrategia de actuacion permite reducir notablemente el tiempo necesario para la correcta instalacion de la base ya que asiste al operador encargado de la instalacion durante el proceso.
o A traves del modo de procesado se repite iterativamente el calculo de indicador de equilibrio de la base, comparacion con los umbrales de advertencia y critico de la base, definicion de estrategia de actuacion, hasta que se cumplen las condiciones correctas de la instalacion de la base de la torre.
En esta fase se tienen en consideracion los efectos que afectan a la estabilidad y a la correcta instalacion de la base de la torre telescopica de iluminacion. Es muy posible que, ademas del viento, otras condiciones
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meteorologicas (lluvia, granizo, nieve y / o la formacion de hielo) u otros factores que afecten a la condicion del suelo donde se realiza la puesta en marcha de la torre telescopica de iluminacion, puedan tener un efecto sobre la estabilidad de la base de la torre y hacer la puesta a punto de la torre telescopica de iluminacion inestable.
Una misma magnitud de una causa externa puede afectar de manera diferente en la estabilidad de una torre telescopica, en funcion de las caracteristicas de diseno e instalacion.
Por ejemplo, una misma velocidad de viento puede comprometer la estabilidad en una torre demasiado alta o no correctamente instalada, mientras que la misma magnitud puede no afectar a la estabilidad de una torre con la base correctamente asentada y con una orientacion de las luminarias diferente.
El trafico y / o actividad cercana tambien pueden causar vibraciones y afectar a la correcta instalacion de la torre de iluminacion: por ejemplo, en una mina, los camiones que pasan cerca de una torre de iluminacion.
La fase 3 de monitorizacion y control del despliegue del mastil telescopico.
Se inicia cuando la senal ‘Instalacion base correcta’ esta activada, recibiendo y procesando las senales de monitorizacion del modulo sensor superior y del modulo sensor inferior.
El dispositivo activa las senales de actuacion del mecanismo de extension del mastil y/o las ayudas visuales acusticas, para la extension del mastil, limitada al nivel de extension permisible, calculando los siguientes valores
• la existencia de objetos en la trayectoria proyectada de extension del mastil,
• la longitud de extension maxima segun diseno y
• el nivel de extension maxima definido por el usuario.
La deteccion de objetos se realiza a partir de las entradas de los sensores de distancia. El calculo se actualiza de forma continua a medida que se avanza en la extension del mastil telescopico.
Durante el proceso de extension del mastil, el modo de procesado recibe las senales del modulo sensor superior y modulo sensor inferior y calcula el indicador de equilibro del mastil en el nivel actual de extension del mastil.
El indicador de equilibrio del mastil se compara con los umbrales de mastil predefinidos en terminos de seguridad estructural y prevencion frente al vuelco (umbral de advertencia de mastil y umbral critico de mastil) activandose una de las siguientes estrategias de actuacion, en funcion del resultado de dicha comparacion:
• Extension maxima del mastil garantizando cumplimiento de condiciones de seguridad
o Si el indicador de equilibrio del mastil es inferior al umbral de advertencia del mastil y el nivel actual de extension del mastil es inferior al nivel de extension permisible del mastil, el dispositivo calcula el nivel de extension segura del mastil, entendiendose como el nivel de extension mas proximo al nivel de extension permisible del mastil que asegure el cumplimiento con los requerimientos minimos de seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco y que sea inferior al nivel de extension permisible del mastil.
o El nivel de extension permisible del mastil se calcula como el valor minimo de la distancia al objeto mas proximo en la trayectoria de extension del mastil, la longitud de extension maxima del mastil segun diseno y el nivel de extension maxima del mastil definido por el usuario. El hecho de que se considere la distancia al objeto mas proximo en la trayectoria del mastil en el calculo del nivel de extension permisible del mastil incrementa notablemente la seguridad en el proceso de extension del mastil.
o El dispositivo activa las senales de actuacion sobre el mecanismo de extension del mastil y/o las ayudas visuales o acusticas para la extension del mastil.
o Esta estrategia de actuacion permite reducir notablemente el tiempo necesario para el correcto despliegue del mastil ya que asiste al operador encargado de la instalacion durante el proceso.
o Una vez modificado el nivel actual de extension del mastil, se reinicia el proceso realizandose el calculo del indicador de equilibrio del mastil.
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• Validacion del correcto despliegue del mastil y definicion del nivel maximo de extension del mastil
o Si el indicador de equilibrio del mastil es inferior al umbral de advertencia del mastil y el nivel actual de extension del mastil es igual al nivel extension permisible del mastil, se considera que el nivel actual de extension del mastil es correcta en cuanto a seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco, se define el nivel actual de extension del mastil como el nivel maximo de extension del mastil.
o El proceso continua con la siguiente fase del procedimiento y activa la senal de ‘Despliegue de mastil correcto’.
• Retraccion del mastil al nivel de extension maxima que asegure cumplimiento de condiciones de seguridad
o Si el indicador de equilibrio del mastil es superior al umbral de advertencia del mastil e inferior al umbral critico del mastil, se considera que el nivel actual de extension del mastil no cumple con los requerimientos minimos en cuanto a seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco.
o El dispositivo calcula el nivel de extension segura del mastil, entendiendose como el nivel de extension mas proximo al nivel actual de extension que asegure el cumplimiento con los requerimientos minimos de seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco y que sea inferior al nivel actual de extension del mastil y al nivel de extension permisible del mastil.
o Esta reaccion mediante la retraccion del mastil hasta encontrar un modo de operacion funcional y seguro, manteniendo la estabilidad, maximiza la disponibilidad del servicio de iluminacion incluso en condiciones adversas.
o Se modifica de modo manual o automatico, la extension del mastil mediante el mecanismo de retraccion del mastil (63) de forma que la extension del mastil sea igual al nivel de extension segura del mastil. Una vez modificado el nivel actual de extension del mastil, se reinicia el proceso realizandose el calculo del indicador de equilibrio del mastil en el nivel actual de extension del mastil.
• Activacion del estado de alarma de seguridad y modificacion de las condiciones de instalacion de la base a unas condiciones de maxima seguridad y estabilidad
o Si el indicador de equilibrio del mastil es superior al umbral critico del mastil, se considera que el nivel actual de extension del mastil conlleva un riesgo critico en relacion a la seguridad estructural y al riesgo de momento de vuelco de la estructura. El dispositivo activa el estado de alarma de seguridad. se activan las siguientes salidas:
o Se modifica de modo manual o automatico la extension del mastil mediante la activacion de las senales de actuacion sobre el mecanismo de retraccion y/o las salidas visuales o acusticas de forma que la extension del mastil sea cero, es decir el mastil se retrae completamente.
o Se modifican de modo manual o automatico las condiciones de instalacion de la base mediante la activacion de las senales de actuacion sobre los elementos de apoyo y/o las salidas visuales o acusticas de forma que la base se encuentre en posicion segura.
o Se modifica el mecanismo de orientacion de las luminarias para minimizar la superficie enfrentada al viento y para proteger mecanicamente las luminarias. Para ello el dispositivo activa las senales de actuacion sobre el mecanismo de orientacion de las luminarias y/o las salidas visuales o acusticas, quedando las luminarias en posicion segura.
o El dispositivo se reactiva solamente al reactivarse la senal del pulsador de inicio (20)
Desde el punto de vista de la operacion y servicio de iluminacion, el dispositivo y procedimiento propuesto maximiza la disponibilidad del servicio de iluminacion incluso en condiciones adversas lo cual constituye una importante ventaja, por el hecho de que en el procedimiento de ajuste automatico de la altura del mastil y de ajuste de la altura y presion sobre los elementos de apoyo, el dispositivo siempre persigue maximizar el despliegue del mastil en unas condiciones de operacion de la torre estables.
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En el proceso de extension del mastil, se limita el nivel de extension permisible teniendo en cuenta no solo criterios de diseno y requerimiento de operacion sino tambien en funcion de la deteccion de objetos en la trayectoria de extension del mastil, ya que, si en el emplazamiento de la torre telescopica se detectase la presencia de cables de alta tension u otros objetos como cubiertas, brazos articulados o elementos de maquinaria emplazada en el entorno de la torre, el dispositivo detectaria la presencia de este objeto en la trayectoria y, consecuentemente, limitaria la extension del mastil de forma que se evitase una posible colision.
La fase 4 de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica de iluminacion
Se inicia si la senal ‘Instalacion base correcta’ y la senal ‘Instalacion mastil correcta’ estan activas,
Durante el periodo de uso de una torre telescopica, pueden darse diversos factores que afecten directa o indirectamente a la seguridad estructural y al momento de vuelco de la torre telescopica. Por tanto, puede resultar necesaria la modificacion de las condiciones de operacion de la torre.
El modulo electronico de control recibe y procesa continuamente las senales procedentes del modulo sensor inferior y del modulo sensor superior para el calculo del indicador de equilibrio de la base y del indicador de equilibrio del mastil.
En funcion del resultado de la comparacion del indicador de equilibrio de la base con sus correspondientes umbrales y del indicador del mastil con sus correspondientes umbrales, se activa una de las siguientes estrategias de actuacion:
• Validacion de las condiciones de operacion de la torre y continuacion con monitorizacion y control
o Si el indicador de equilibrio de la base es inferior al umbral de advertencia de la base y el indicador de equilibrio del mastil es inferior al umbral de advertencia del mastil, y el nivel actual de extension del mastil es igual al nivel maximo de extension del mastil, se continua con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica de iluminacion
• Extension maxima del mastil garantizando cumplimiento de condiciones de seguridad
o Si el indicador de equilibrio de la base es inferior al umbral de advertencia de la base y el indicador de equilibrio del mastil es inferior al umbral de advertencia del mastil, y el nivel actual de extension del mastil es inferior al nivel maximo de extension del mastil, el dispositivo calcula el nivel de extension segura del mastil, entendiendose como el nivel de extension mas proximo al nivel maximo de extension del mastil que asegure el cumplimiento con los requerimientos minimos de seguridad estructural y prevencion del momento de vuelco y que sea inferior al nivel de extension permisible del mastil.
o El nivel de extension permisible del mastil se calcula como el valor minimo de la distancia al objeto mas proximo en la trayectoria de extension del mastil, la longitud de extension maxima del mastil segun diseno y el nivel de extension maxima del mastil definido por el usuario. El hecho de que se considere continuamente la distancia al objeto mas proximo en la trayectoria del mastil en el calculo incrementa notablemente la seguridad en el proceso de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
o El dispositivo activa las senales de actuacion sobre el mecanismo de extension del mastil y/o las ayudas visuales o acusticas, para la extension del mastil telescopico, continuandose con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
• Modificacion de las condiciones de operacion de la torre para garantizar operacion segura del mastil de la torre
o Si el indicador de equilibrio de la base es inferior al umbral de advertencia de la base y el indicador de equilibrio del mastil es superior al umbral de advertencia del mastil e inferior al umbral critico del mastil,
o Primeramente el dispositivo define la estrategia de actuacion en los elementos de apoyo de la base de la torre para influir indirectamente en una correcta instalacion del mastil. El dispositivo activa las salidas para los elementos de apoyo de la base y/o las salidas acusticas o visuales.
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o El dispositivo actualiza el calculo del indicador de equilibrio del mastil en las nuevas condiciones.
■ Si el indicador es inferior al umbral de advertencia se continua con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
■ Si el indicador es superior al umbral de advertencia e inferior al umbral critico,
• el dispositivo calcula un nivel de extension segura del mastil y activa las senales de actuacion del mecanismo de retraccion del mastil y/o las ayudas visuales o acusticas, para la retraccion del mastil telescopico.
• Esta reaccion mediante la retraccion del mastil hasta encontrar un modo de operacion funcional y seguro, manteniendo la estabilidad, maximiza la disponibilidad del servicio de iluminacion incluso en condiciones adversas.
• Se continua con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
■ Si el indicador es superior al umbral critico, el dispositivo activa el estado de alarma de seguridad.
• Modificacion de las condiciones de operacion de la torre para garantizar operacion segura de la base de la torre
o Si el indicador de equilibrio de la base es igual o superior al umbral de advertencia de la base e inferior al umbral critico de la base, primeramente el dispositivo define la estrategia de actuacion en el elemento de apoyo de la base, para influir indirectamente en una correcta instalacion del mastil.
o El dispositivo activa las salidas para los elementos de apoyo de la base de la torre y/o las salidas acusticas o visuales.
o El dispositivo actualiza el calculo del indicador de equilibrio del mastil en las nuevas condiciones.
• Si el indicador es inferior al umbral de advertencia se continua con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
• Si el indicador es superior al umbral de advertencia e inferior al umbral critico, el dispositivo calcula un nivel de extension segura del mastil y activa las senales de actuacion sobre el mecanismo de retraccion del mastil y/o las ayudas visuales o acusticas, para la retraccion del mastil telescopico. Se continua con la monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre.
• Si el indicador es superior al umbral critico, el dispositivo activa el estado de alarma de seguridad.
• Activacion del estado de alarma de seguridad y modificacion de las condiciones de instalacion de la base a unas condiciones de maxima seguridad y estabilidad
o Si el indicador de equilibrio de la base es igual o superior al umbral critico de la base, o bien si el indicador de equilibrio del mastil es superior al umbral critico del mastil, el dispositivo activa el estado de alarma de seguridad.
o Se modifica de modo manual o automatico la extension del mastil mediante la activacion de las senales de actuacion sobre el mecanismo de retraccion y/o las salidas visuales o acusticas de forma que la extension del mastil sea cero, es decir el mastil se retrae completamente.
o Se modifican de modo manual o automatico las condiciones de instalacion de la base mediante la activacion de las senales de actuacion sobre los elementos de apoyo y/o las salidas visuales o acusticas de forma que la base se encuentre en posicion segura.
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o Se modifica el mecanismo de orientacion de las luminarias para minimizar la superficie enfrentada al viento y para proteger mecanicamente las luminarias. Para ello el dispositivo activa las senales de actuacion sobre el mecanismo de orientacion de las luminarias y/o las salidas visuales o acusticas, quedando las luminarias en posicion segura.
La persona experta en la tecnica comprendera facilmente que puede combinar caracteristicas de diferentes realizaciones con caracteristicas de otras posibles realizaciones siempre que esa combinacion sea tecnicamente posible.
Ventajas de la invencion
El dispositivo y procedimiento de monitorizacion y control en torres telescopicas de iluminacion que se preconiza, aporta multiples ventajas sobre los actualmente utilizados, siendo de destacar que con su aplicacion se evita el colapso de una torre de iluminacion, al asegurar la estabilidad de la torre telescopica y no simplemente actuar ante las causas externas que podrian afectar a la estabilidad.
La incorporacion del dispositivo en las torres telescopicas de iluminacion objeto de la invencion posibilita reaccionar mediante la retraccion del mastil hasta encontrar un modo de operacion funcional y seguro, manteniendo la estabilidad, al detectar otros condicionantes que propiciasen el colapso de la torre, como golpes de maquinaria, deslizamiento del terreno, vibraciones del suelo por explosiones o maquinaria o fallos mecanicos de la propia torre telescopica. Dado que el dispositivo reacciona de manera activa, es capaz de extender el mastil de nuevo hasta encontrar el nivel de extension permisible, una vez que los condicionantes comprometedores de estabilidad han cesado
Otra ventaja, como consecuencia de la anterior, es la estabilidad de la torre telescopica que se obtiene con la implantacion del dispositivo, siendo posible mantener una posicion estable en condiciones meteorologicas adversas, como lluvia, granizo, nieve y / o la formacion de hielo
Otra ventaja importante es que se asegura la estabilidad de la torre telescopica mediante un modulo electronico, en comunicacion constante con al menos un modulo sensor inferior, posicionado en la base de la torre telescopica y al menos un modulo sensor superior, posicionado en el mastil, manteniendo automaticamente los niveles de equilibrio de la base y extension permisible del mastil, segun sean las condiciones ambientales, las caracteristicas fisicas del terreno, el nivel de inclinacion o pendiente del terreno asi como las condiciones de uso y manipulacion de la torre, impactos, golpes, etc.
Como ventaja anadida cabe decir que el modulo electronico de control incorpora un modo de adaptacion de senales y un modo de procesado en el que se incluyen los umbrales o vales limites predefinidos, actuando directamente sobre los elementos de apoyo de la base, mecanismos de retraccion y extension del mastil, orientacion de las luminarias y ayudas visuales o acusticas.
Adicionalmente el dispositivo maximiza la disponibilidad del servicio de iluminacion incluso en condiciones adversas, por el hecho de que en el procedimiento de ajuste automatico de la altura del mastil y de ajuste de la altura y presion sobre los elementos de apoyo de la base, el dispositivo siempre persigue maximizar el despliegue del mastil en unas condiciones de operacion de la torre estables.
Como ventaja importante cabe destacar que el procedimiento de monitorizacion y control del dispositivo permite reducir notablemente el tiempo necesario para la correcta instalacion y despliegue de la torre telescopica ya que asiste al operador encargado de la instalacion durante el proceso.
En el mismo sentido procede destacar como ventaja que el procedimiento de monitorizacion y control del dispositivo incrementa notablemente la seguridad en el proceso de extension del mastil dado que limita el nivel de extension permisible teniendo en cuenta no solo criterios de diseno y requerimiento de operacion sino tambien en funcion de la deteccion de objetos en la trayectoria de extension del mastil.
Por ultimo y tambien relacionado con la seguridad, se puede anadir como ventaja que en el procedimiento de monitorizacion y control del dispositivo se activa del estado de alarma de seguridad en caso de detectarse condiciones criticas en el mastil y/o en la base, procediendo a la retraccion absoluta del mastil y la modificacion de las condiciones de instalacion de la base a unas condiciones de maxima seguridad y estabilidad.
Descripcion de las figuras
Para comprender mejor el objeto de la presente invencion, en el plano anexo se ha representado una realizacion practica preferencial de la misma:
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La figura 1, muestra una vista esquematica de una torre telescopica de iluminacion incorporando el dispositivo y su posicion preferente.
La figura 2, muestra una vista esquematica del modulo sensor inferior y modulo sensor superior conexionados con un modulo electronico de control
Realizacion preferente de la invencion
La constitucion y caracteristicas de la invencion podran comprenderse mejor con la siguiente descripcion hecha con referencia a las figuras adjuntas.
Segun puede apreciarse en la figura 1, se muestra esquematicamente una torre telescopica de iluminacion (7) de iluminacion senalando la base (1) en la que se ha incorporado un modulo sensor inferior (3) en comunicacion con los elementos de apoyo (61) de la base (1) quedando controlada la estabilidad y la correcta instalacion de la base (1) a traces de uno o mas sensores de presion (31) y sensores de aceleracion (32).
Tambien se muestra un modulo sensor superior (5) posicionado en el mastil (2) en comunicacion con sensores de distancia (51) destinados para la deteccion de objetos, sensores de medida (52), destinados para detectar la deformacion del mastil (2), acelerometros o giroscopios (53) para detectar la posicion y situacion relativa del mastil (2) y sensores de altura (54) para definir en todo momento la altura del extremo del mastil (2)
Se senala un modulo electronico de control (6) que recibe las senales de los modulos inferior (3) y superior (5) para la actuacion directa sobre los elementos de apoyo (61), mecanismo de extension (62) del mastil (2), mecanismo de retraccion (63) del mastil (2), mecanismo de orientacion (64) de las luminarias (4), las ayudas visuales o acusticas (65), conexion con otras torres telescopicas o salidas de alarma para elementos externos (66), a traves de un modo de adaptacion de senales y de un modo de procesado, manteniendo automaticamente los niveles de equilibrio de la base y extension permisible del mastil, segun sean las condiciones ambientales, las caracteristicas fisicas del terreno, el nivel de inclinacion o pendiente del terreno asi como las condiciones de uso y manipulacion de la torre, impactos, golpes, etc.
En la figura 2, se muestra un diagrama de flujo senalando un modulo electronico de control (6) recibiendo senales de al menos un modulo sensor inferior (3) con sensores de presion (31) y sensores de aceleracion (32) y de al menos un modulo sensor superior (5) con sensores de distancia (51), sensores de medida (52), acelerometros o giroscopios (53) y sensores de altura (54).
Tambien se senala la conexion del modulo electronico de control (6) con los elementos de apoyo (61) de la base (1), el mecanismo de extension (62) y el mecanismo de retraccion (63) del mastil (2), el mecanismo de orientacion (64) de las luminarias (4), las ayudas visuales o acusticas (65) y salidas auxiliares (66), para proceder a su actuacion sobre las mismas, durante un procedimiento desarrollado en las siguientes fases:
• Fase 1 de inicializacion
• Fase 2 de monitorizacion y control de la instalacion de la base de la torre.
• Fase 3 de monitorizacion y control del despliegue del mastil telescopico y
• Fase 4 de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica de iluminacion
Claims (1)
- 51015202530354045505560REIVINDICACIONES1 - Dispositivo de monitorizacion y control en torres telescopicas de iluminacion, caracterizado por comprenderAl menos un modulo sensor inferior (3) posicionado en la base (1) de la torre telescopica de iluminacion (7) comprendido a su vez por sensores seleccionados entre:• Al menos un sensor de presion (31) de medicion de fuerza de los elementos de apoyo (61) de la base (1),• Uno o mas sensores de aceleracion (32) y/o giroscopicos, de posicionamiento y situacion relativa.Al menos un modulo sensor superior (5) posicionado en el mastil (2) de la torre telescopica de iluminacion (7) comprendido a su vez por sensores seleccionados entre:• Al menos un sensor de distancia (51) posicionado en el extremo superior del mastil (2)• Al menos un sensor de medida (52) de la deformacion del mastil (2).• Uno o mas acelerometros (53) y/o giroscopicos posicionados en puntos del mastil (2) de posicionamiento y situacion relativa.• Al menos un sensor de altura (54)Un modulo electronico de control (6) con pulsador de inicio (20) compuesto por:• Una o varias entradas de conexion con un modulo sensor inferior (3) y modulo sensor superior (5).• Una o varias salidas de conexion con:o los elementos de apoyo (61) de la base (1) de la torre (7)o el mecanismo de extension (62) del mastil (2)o el mecanismo de retraccion (63) del mastil (2)o el mecanismo de orientacion (64) de las luminarias (4)o las ayudas visuales o acusticas (65) de indicacion al usuario.• Salidas auxiliares (66).• Un modo de adaptacion de senales• Un modo de procesado2 - Dispositivo de monitorizacion y control en torres telescopicas de iluminacion, segun la anterior reivindicacion caracterizado por que• El sensor de presion (31) es de tipo resistivo, o capacitivo, o piezoelectrico o cualquier otro tipo capaz de detectar presion sobre el elemento apoyo (61),• El sensor de distancia (51) es de tipo ultrasonico, o laser o cualquier otro tipo capaz de detectar objetos a una distancia que permita la actuacion del dispositivo,• El sensor de medida (52) es de tipo resistivo, o capacitivo, o piezoelectrico o cualquier otro tipo capaz de detectar la deformacion del mastil (2) o de un tramo del mismo,• El sensor de altura (54) es de tipo ultrasonico, o laser o de encoder rotativo.3 - Procedimiento de monitorizacion y control de una torre telescopica de iluminacion mediante el dispositivo descrito en las anteriores reivindicaciones, caracterizado por comprender las siguientes fases:• Fase 1 de inicializacion• Fase 2 de monitorizacion y control de la instalacion de la base de la torre telescopica.• Fase 3 de monitorizacion y control del despliegue del mastil.• Fase 4 de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica de iluminacion4 - Procedimiento de monitorizacion y control, segun la anterior reivindicacion, caracterizado por que en la fase 1, de inicializacion, se procede a la instalacion del dispositivo de monitorizacion y control en la torre telescopica de iluminacion (7) instalando al menos un modulo sensor inferior (3), al menos un modulo sensor superior (5) y un modulo electronico de control (6), conectandose directamente, el modulo electronico de control (6) a traves de las conexiones de salida para actuar sobre:-los elementos de apoyo (61) de la base (1) de la torre telescopica de iluminacion (7),-el mecanismo de extension (62) del mastil (2),-el mecanismo de retraccion (63) del mastil (2),-el mecanismo de orientacion (64) de las luminarias (4),51015202530354045505560-las ayudas visuales o acusticas (65) de indicacion al usuario y -salidas auxiliares (66)• adecuando el modo de adaptacion de senales, los datos transmitidos por el modulo sensor inferior (3) y/o modulo sensor superior (5) o cualquier otro integrado en la torre telescopica de iluminacion (7).• procesando los datos recibidos del modulo sensor inferior (3) y/o modulo sensor superior (5) o cualquier otro integrado en la torre telescopica de iluminacion (7), calculando y determinado parametros de operacion segura, correspondientes a umbrales o valores limites predefinidos, a traves del modo de procesado.5 - Procedimiento de monitorizacion y control, segun las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado por que en la fase 1, de inicializacion, el modo de procesado del modulo electronico de control (6) calcula indicadores o niveles que se utilizaran en las siguientes fases del procedimiento:• Indicador de equilibrio de la base (1),• Indicador de equilibrio del mastil (2),• Nivel de extension actual del mastil (2),• Nivel de extension segura del mastil (2),• Nivel de extension permisible del mastil (2),• Nivel maximo de extension del mastil (2),6 - Procedimiento de monitorizacion y control, segun las reivindicaciones 3 a 5 caracterizado por que la fase 2 de monitorizacion y control de la instalacion de la base (1) de la torre telescopica de iluminacion (7):• se inicia activando el pulsador de inicio (20) o bien cuando el dispositivo esta alimentado,• calculandose el indicador de equilibrio de la base (1) proporcional a la horizontalidad de la base (1) y al reparto de cargas entre los elementos de apoyo (61), a traves de las senales recibidas en el modulo sensor inferior (3),• comparandose el indicador de equilibrio de la base (1) con los umbrales de base predefinidos, activandose una de las estrategias de actuacion:• Validacion de la correcta instalacion de la base (1) y calibracion del modulo sensor inferior (3), activandose internamente la senal “instalacion base correcta”• Asistencia para la correcta instalacion de la base (1)7 - Procedimiento de monitorizacion y control, segun las reivindicaciones 3 a 6 caracterizado por que la fase 3 de monitorizacion y control del despliegue del mastil,• se inicia cuando la senal ‘Instalacion base correcta’ esta activada, recibiendo y procesando las senales de monitorizacion del modulo sensor superior (5) y del modulo sensor inferior (3), activandose seguidamente las senales de actuacion sobre el mecanismo de extension (62) y retraccion (63) del mastil (2) y las ayudas visuales o acusticas (65) para la extension o retraccion del mastil (2), calculandose los siguientes valores:o la existencia de objetos en la trayectoria proyectada de extension del mastil (2) o la longitud de extension maxima segun diseno y o el nivel de extension maxima definido por el usuario• comparandose, dichos niveles e indicadores con los umbrales criticos y de advertencia predefinidos, activandose una de las siguientes estrategias de actuacion:o Extension maxima del mastilo Validacion del correcto despliegue del mastil (2) y definicion del nivel maximo de extension del mastil (2), activandose la senal de “despliegue de mastil correcto” o Retraccion del mastil (2) al nivel de extension maximao Activacion del estado de alarma de seguridad y modificacion de las condiciones de instalacion de la base (1) a condiciones de maxima seguridad y estabilidad8 - Procedimiento de monitorizacion y control, segun las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado por que la fase 4 de monitorizacion y control de las condiciones de operacion de la torre telescopica,• se inicia si la senal ‘Instalacion base correcta’ y la senal ‘Instalacion mastil correcto’ estan activas, recibiendo y procesando el modulo electronico de control (6), las senales procedentes del modulo sensor inferior (3) y del modulo sensor superior (5) para calculo del indicador de equilibrio de la base (1) e indicador de equilibrio del mastil (2), comparandose, dichos indicadores con los umbrales criticos y de advertencia predefinidos, activandose una de las siguientes estrategias de actuacion:o Validacion de las condiciones de operacion de la torre o Extension maxima del mastilo Modificacion de las condiciones de operacion segura del mastil (2)o Modificacion de las condiciones de operacion segura de la base (1)o Activacion del estado de alarma de seguridad y modificacion de las condiciones de instalacion de la base a unas condiciones de maxima seguridad y estabilidad
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2630766 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20180117 |