ES2684484T3 - Closing element with a device to control the movement of the closing element - Google Patents
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Abstract
Elemento de cierre equipado con un elemento de cierre movible cuyo movimiento espacial incluye una rotación, compuesta de una puerta basculante, y sólidamente fijado a la hoja de la puerta basculante, es un acelerómetro electrónico (3,4), cuyas señales identifican de forma absoluta cada posición angular de la hoja de la puerta que permite la posición precisa de la hoja para ser identificada cuando se mueva, caracterizado por el hecho de que el elemento de cierre está compuesto por una puerta basculante con un motor para mover la hoja y de un dispositivo para controlar el movimiento de la hoja, compuesto de un acelerómetro electrónico (3,4), en que el acelerómetro electrónico (3,4) encuentra las posiciones de inicio y parada del elemento de cierre (1), llevando a cabo la función de los topes habituales.Closing element equipped with a movable closing element whose spatial movement includes a rotation, composed of a tilting door, and solidly fixed to the leaf of the tilting door, is an electronic accelerometer (3,4), whose signals identify absolutely each angular position of the door leaf that allows the precise position of the leaf to be identified when moving, characterized by the fact that the closing element is composed of a tilting door with a motor for moving the leaf and a device for controlling the movement of the blade, composed of an electronic accelerometer (3,4), in which the electronic accelerometer (3,4) finds the start and stop positions of the closing element (1), carrying out the function of the usual stops.
Description
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Elemento de cierre con un dispositivo para controlar el movimiento del elemento de cierre.Closing element with a device to control the movement of the closing element.
Es bien conocido que en el campo del movimiento automatizado de elementos de cierre, las partes móviles de dichos elementos deben controlarse durante su recorrido y, en particular, en los extremos de dicho recorrido.It is well known that in the field of automated movement of closing elements, the moving parts of said elements must be controlled during their travel and, in particular, at the ends of said travel.
Ejemplos de dicho movimiento automatizado de elementos de cierre se muestran en US2005 / 253710 y en US2005 / 168010.Examples of said automated movement of closing elements are shown in US2005 / 253710 and in US2005 / 168010.
Actualmente, los dispositivos de control más simples solo proporcionan topes límite en los puntos de fin de recorrido del elemento móvil.Currently, the simplest control devices only provide limit stops at the endpoints of the moving element.
La automatización mejorada permite el uso, posiblemente en combinación con dichos topes límite, de codificadores relacionados con el número de revoluciones que el motor genera para el movimiento.The improved automation allows the use, possibly in combination with said limit stops, of encoders related to the number of revolutions that the motor generates for the movement.
Existen otros dispositivos de control cuya señal de control sigue estando relacionada con una función de las revoluciones del motor.There are other control devices whose control signal is still related to a motor speed function.
Actualmente, por tanto, los dispositivos de control existentes reconocen directamente la posición del elemento durante su recorrido, especialmente si no hay alimentación - a menudo cuando no existe batería de respaldo- o tras la desconexión de la automatización con o sin posterior movimiento manual.Currently, therefore, existing control devices directly recognize the position of the element during its travel, especially if there is no power supply - often when there is no backup battery - or after disconnection of the automation with or without subsequent manual movement.
Existen muchos inconvenientes en los casos arriba descritos: los mencionados dispositivos de control no reconocen la posición del elemento cuando está en movimiento, y por tanto no es posible el control del movimiento ya que faltan referencias, en este caso al final de su recorrido, que pueden ralentizar su velocidad cuando se acerca al tope límite.There are many drawbacks in the cases described above: the aforementioned control devices do not recognize the position of the element when it is in motion, and therefore the movement control is not possible since references are missing, in this case at the end of its path, that They can slow your speed when you approach the limit stop.
En caso de que no haya alimentación, la práctica adoptada normalmente supone llevar a cabo movimientos de restablecimiento no controlados, difícil de hacer cumpliendo con las actuales normas de seguridad, y en cualquier caso peligroso para el usuario (a menos que se advierta del peligro de dicha situación). Por otra parte, en caso de desbloqueo manual de la automatización, actualmente no existe otra solución que indicar al usuario que espere hasta que se restablezcan los ciclos.In the event that there is no power, the practice adopted normally involves carrying out uncontrolled restoration movements, difficult to do in compliance with current safety regulations, and in any case dangerous to the user (unless the danger of such situation). On the other hand, in case of manual unlocking of automation, there is currently no other solution than to tell the user to wait until the cycles are restored.
El uso de los topes límite y/o codificadores tienen también el inconveniente general de su posible fallo; en concreto, los topes pueden moverse sin que el sistema de control reconozca este cambio de posición.The use of the limit stops and / or encoders also has the general disadvantage of their possible failure; specifically, the stops can move without the control system recognizing this change of position.
Otro inconveniente, además de los posibles daños al codificador, es el alto coste de la instalación con la perforación de las carcasas desde donde sale el eje, y el alto coste del cableado para las conexiones eléctricas que salen de dicho codificador.Another drawback, in addition to the possible damage to the encoder, is the high cost of the installation with the perforation of the housings from where the shaft leaves, and the high cost of the wiring for the electrical connections that leave said encoder.
El objetivo de esta patente es superar los inconvenientes arriba indicados, y esto se consigue, de acuerdo con la reivindicación 1, con el uso de un acelerómetro electrónico que se encuentra disponible en el mercado, aunque se emplee para otros fines.The purpose of this patent is to overcome the above-mentioned drawbacks, and this is achieved, according to claim 1, with the use of an electronic accelerometer that is commercially available, even if it is used for other purposes.
Dicho acelerómetro proporciona señales continuas análogas y digitales basadas en la posición angular de dicho elemento que incorpora los componentes eléctricos que lo convierten en un acelerómetro electrónico. De acuerdo con la reivindicación 1, el cuerpo en movimiento es unaSaid accelerometer provides continuous analog and digital signals based on the angular position of said element that incorporates the electrical components that convert it into an electronic accelerometer. According to claim 1, the moving body is a
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puerta basculante. Fijando sólidamente dicho elemento a la puerta basculante, las diferentes posiciones de rototraslación asumidas por la hoja de la puerta provocan variaciones en la posición angular de dicha hoja.overhead door By solidly fixing said element to the tilting door, the different rotational positions assumed by the door leaf cause variations in the angular position of said leaf.
La ventaja de este dispositivo es que puede integrarse físicamente en el sistema electrónico para controlar el movimiento cuando se fija a la hoja de la puerta.The advantage of this device is that it can be physically integrated into the electronic system to control the movement when fixed to the door leaf.
Las señales emitidas por el acelerómetro que identifica con precisión dicha posición angular permiten conocer la posición precisa de la hoja.The signals emitted by the accelerometer that accurately identifies said angular position allow to know the precise position of the blade.
Las señales emitidas por el acelerómetro electrónico, debidamente transducidas correspondientes cada una de sus posiciones angulares, a los otros parámetros de movimiento, se convierten en parte integral del control automatizado, para que, por ejemplo, pueda controlarse la velocidad del elemento en movimiento, especialmente al final de su recorrido (excluyendo los topes clásicos) sin ningún golpe.The signals emitted by the electronic accelerometer, duly transduced corresponding each of its angular positions, to the other movement parameters, become an integral part of the automated control, so that, for example, the speed of the moving element can be controlled, especially at the end of its route (excluding the classic stops) without any blow.
El acelerómetro electrónico empleado puede ser de un tipo lineal más simple, en que las señales emitidas (voltaje) se refieren a dos ejes cartesianos x e y, y cuyo tamaño para cada posición angular se igualan a los valores relativos al seno y coseno trigonométricos.The electronic accelerometer used can be of a simpler linear type, in which the emitted signals (voltage) refer to two Cartesian axes x and y, and whose size for each angular position are equal to the values relative to the trigonometric sine and cosine.
En el actual caso de una puerta basculante, el elemento que incorpora el acelerómetro, es más práctico ponerlo en la superficie de la hoja de la puerta, de modo que el eje x sea paralelo con dicha superficie. En dichas condiciones, el eje x, con la hoja de la puerta cerrada, coincide con la vertical, y la señal emitida tiene el valor máximo ya que está relacionada con el coseno.In the present case of a tilting door, the element that incorporates the accelerometer, it is more practical to place it on the surface of the door leaf, so that the x-axis is parallel with said surface. Under these conditions, the x-axis, with the door leaf closed, coincides with the vertical one, and the emitted signal has the maximum value since it is related to the cosine.
Dado que la variabilidad de la señal emitida por el eje x es proporcional al seno trigonométrico del ángulo entre la posición de la hoja y la parte fija, puede ser ventajoso utilizar una sujeción que mantenga la inclinación entre el plano del acelerómetro y el de la hoja: por motivos de simplicidad, se hará referencia a las posiciones representadas en los dibujos de las láminas adjuntas.Since the variability of the signal emitted by the x-axis is proportional to the trigonometric sine of the angle between the position of the blade and the fixed part, it may be advantageous to use a fastener that maintains the inclination between the plane of the accelerometer and that of the blade : For reasons of simplicity, reference will be made to the positions represented in the drawings of the attached sheets.
Dado que las señales emitidas por el acelerómetro electrónico son relativas a su posición angular de forma absoluta, éstas permanecen así hasta que se vuelve a conectar la alimentación, siempre que haya cualquier interrupción en el suministro de corriente.Since the signals emitted by the electronic accelerometer are relative to their angular position absolutely, they remain so until the power is reconnected, provided there is any interruption in the power supply.
Con el uso del acelerómetro electrónico, es posible conocer todas las posiciones de la hoja desde su posición inicial completamente cerrada (vertical) a una posición completamente abierta (horizontal), y viceversa, y esto sucede porque el acelerómetro electrónico emite señales para el campo completo para sus variaciones angulares, que van de 0 a 90 grados, con sus operaciones relacionadas con el coseno (1-0).With the use of the electronic accelerometer, it is possible to know all the positions of the blade from its completely closed (vertical) initial position to a completely open (horizontal) position, and vice versa, and this happens because the electronic accelerometer emits signals for the entire field for its angular variations, ranging from 0 to 90 degrees, with its operations related to cosine (1-0).
Como se ha dicho anteriormente, cuando no hay voltaje o tras desconectar la automatización, cualquiera que sea la posición de la hoja, cuando vuelve la alimentación y se reanuda la automatización, porque la señal emitida por el acelerómetro electrónico para cada posición angular se transduce teniendo en cuenta los otros parámetros de movimiento, como la corriente absorbida por los motores, la automatización se reinicia desde la posición en que fue interrumpida, como si no hubiera habido ningún corte de alimentación, o se reinicia desde la posición en que la hoja fue posicionada con un movimiento manual, como si no se hubiera producido ninguna desconexión de la automatización (y por tanto ninguna interrupción del suministro de corriente).As stated above, when there is no voltage or after switching off the automation, whatever the position of the blade, when the power returns and the automation resumes, because the signal emitted by the electronic accelerometer for each angular position is transduced having taking into account the other movement parameters, such as the current absorbed by the motors, the automation is restarted from the position in which it was interrupted, as if there had been no power cut, or restarted from the position in which the blade was positioned with a manual movement, as if there had been no disconnection of the automation (and therefore no interruption of the power supply).
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Otra ventaja conectada con el uso del acelerómetro electrónico consiste en las características que todavía hoy tienen dichos dispositivos, en cuanto a temperatura de funcionamiento y respuesta dinámica.Another advantage connected with the use of the electronic accelerometer is the characteristics that these devices still have today, in terms of operating temperature and dynamic response.
Debemos recordar que lo que se ha dicho para la hoja de la puerta basculante, que rota moviéndose por las guías del marco fijo, es igualmente válido para las contraventanas con barrotes sujetas sólo a la rotación (tanto en vertical como en horizontal), y para cualquier otro elemento cuyo movimiento depende, también indirectamente, de un componente rotacional.We must remember that what has been said for the swinging door leaf, which rotates moving through the fixed frame guides, is equally valid for shutters with bars subject only to rotation (both vertically and horizontally), and for any other element whose movement also depends indirectly on a rotational component.
También debería indicarse que la señal de posición obtenida por el dispositivo puede utilizarse para el control completo del movimiento, la velocidad, la ralentización, etc., llevando a cabo todas las funciones actualmente realizadas por un codificador y topes.It should also be noted that the position signal obtained by the device can be used for complete control of movement, speed, slowdown, etc., performing all the functions currently performed by an encoder and stops.
Lo que se ha descrito se entiende examinando los dibujos adjuntos.What has been described is understood by examining the attached drawings.
La fig. 1 representa esquemáticamente la hoja de una puerta basculante vista de perfil en posición cerrada con un elemento aplicado, que incluye la estructura electrónica relativa a un acelerómetro que puede emitir señales como una función de su posición angular.Fig. 1 schematically represents the leaf of a tilting door profile view in closed position with an applied element, which includes the electronic structure relative to an accelerometer that can emit signals as a function of its angular position.
La fig. 1’ muestra el elemento relativo al acelerómetro electrónico fijado sólidamente a la hoja, destacando la unidad de señal como una proyección del componente que experimenta gravedad g en el eje de referencia.Fig. 1 ’shows the element related to the electronic accelerometer firmly attached to the blade, highlighting the signal unit as a projection of the component experiencing gravity g on the reference axis.
La fig. 2 es una representación que corresponde a la fig. 1, en que la hoja de la puerta basculante está en una posición intermedia entre la posición de cerrado y abierto, y establece un ángulo con respecto a la vertical (diferente al valor de 0 grados), que es el mismo ángulo establecido por el elemento unido a ésta que contiene el acelerómetro electrónico.Fig. 2 is a representation corresponding to fig. 1, in which the leaf of the tilting door is in an intermediate position between the closed and open position, and establishes an angle with respect to the vertical (different from the value of 0 degrees), which is the same angle established by the element attached to it that contains the electronic accelerometer.
La fig. 2’ también destaca el elemento relativo al acelerómetro electrónico sólidamente fijado a la hoja, que muestra que la proyección del componente que experimenta gravedad g en el eje de referencia ha cambiado (en disminución) comparado con la fig. 1’.Fig. 2 ’also highlights the element related to the electronic accelerometer solidly fixed to the blade, which shows that the projection of the component experiencing gravity g on the reference axis has changed (in decrease) compared to fig. one'.
La fig. 3 es una representación que corresponde a la fig. 1 en que la hoja de la puerta basculante se encuentra casi en posición horizontal abierta, y establece un ángulo con respecto a la vertical (aproximadamente 90 grados), que es el mismo ángulo establecido por el elemento que tiene el acelerómetro electrónico fijado a este.Fig. 3 is a representation corresponding to fig. 1 in which the leaf of the tilting door is almost in an open horizontal position, and establishes an angle with respect to the vertical (approximately 90 degrees), which is the same angle established by the element that has the electronic accelerometer fixed to it.
La fig. 3’ también destaca aquí el elemento relativo al acelerómetro electrónico sólidamente fijado a la hoja, que muestra que la proyección del componente que experimenta gravedad g en el eje de referencia ha cambiado (hacia 0) en comparación con la Fig. 1’.Fig. 3 ’also highlights here the element related to the electronic accelerometer solidly fixed to the blade, which shows that the projection of the component experiencing gravity g on the reference axis has changed (towards 0) compared to Fig. 1’.
De acuerdo con los dibujos mostrados en los diagramas, se aplica a la hoja 1 de una puerta basculante, la cual rota utilizando sus pivotes 2 a lo largo de las guías del marco fijo, identificado en el diagrama con su plano vertical K-K, el elemento 3 que incorpora el acelerómetro electrónico con los dos ejes x e y.According to the drawings shown in the diagrams, the pivot door 1 is applied to the leaf 1, which rotates using its pivots 2 along the guides of the fixed frame, identified in the diagram with its vertical plane KK, the element 3 incorporating the electronic accelerometer with the two x and y axes.
El elemento 3 se instala de tal forma que cuando la hoja 1 está cerrada, el eje x es paralelo a la posición vertical de la hoja.The element 3 is installed in such a way that when the sheet 1 is closed, the x-axis is parallel to the vertical position of the sheet.
Las señales emitidas por el acelerómetro electrónico relativo al eje x se determinan de acuerdo con la proyección que la parte inercial 4 (simbólicamente representada con una parte de la varilla como un péndulo), con respecto a la gravedad "g”, efectúa sobre el eje x durante la variación de la posición angular asumida por el elemento 3. Debido a que el elemento 3 estáThe signals emitted by the electronic accelerometer relative to the x axis are determined according to the projection that the inertial part 4 (symbolically represented with a part of the rod as a pendulum), with respect to the gravity "g", makes on the axis x during the variation of the angular position assumed by element 3. Because element 3 is
sólidamente conectado a la hoja 1, cada señal emitida por el acelerómetro electrónico correspondiente a cada una de sus posiciones angulares, identifica de forma absoluta la posición asumida por la hoja 1 durante su movimiento.solidly connected to sheet 1, each signal emitted by the electronic accelerometer corresponding to each of its angular positions, absolutely identifies the position assumed by sheet 1 during its movement.
5 En el caso de las representaciones de los varios diagramas, debido a que las proyecciones de la parte inercial 4 se encuentran sobre el eje x, que corresponde al coseno trigonométrico, el valor de la señal de la hoja 1 cerrada (vertical) será 1 y con la hoja abierta (horizontal) será 0.5 In the case of the representations of the various diagrams, because the projections of the inertial part 4 are on the x-axis, which corresponds to the trigonometric cosine, the value of the closed (vertical) sheet 1 signal will be 1 and with the leaf open (horizontal) it will be 0.
Partiendo de lo que se acaba de describir, podemos entender la enorme importancia de la 10 invención de esta patente, que revoluciona el actual método para detectar las posiciones asumidas por la parte movible de un marco automatizado durante sus movimientos (en este caso la hoja basculante de una puerta), de modo que el acelerómetro electrónico, que se ha creado para que dependa de los movimientos de la parte movible, emite señales correspondientes a las diferentes posiciones angulares que están directamente relacionadas 15 con las posiciones angulares (y por tanto con las posiciones asumidas) de dicha hoja de la puerta basculante.Starting from what has just been described, we can understand the enormous importance of the invention of this patent, which revolutionizes the current method to detect the positions assumed by the movable part of an automated frame during its movements (in this case the tilting sheet of a door), so that the electronic accelerometer, which has been created to depend on the movements of the movable part, emits signals corresponding to the different angular positions that are directly related to the angular positions (and therefore with the assumed positions) of said tilting door leaf.
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