ES2949290T3 - Controlar máquina de movimiento de tierras - Google Patents

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Abstract

Un sistema de control basado en modo de funcionamiento (CS) para controlar una máquina de movimiento de tierras (E). El sistema de control comprende al menos un controlador (CO) para controlar al menos un movimiento de una herramienta de movimiento de tierras (3) unida a la máquina de movimiento de tierras, al menos una unidad de control (CU), y al menos un medio de visualización para mostrar modos de funcionamiento seleccionables. por al menos un controlador. La al menos una unidad de control está configurada para recibir al menos una selección del al menos un controlador para seleccionar el modo de funcionamiento, monitorear el al menos un movimiento de la máquina de movimiento de tierras, y basándose al menos en parte en el monitoreo, llevar a cabo al menos un movimiento de la máquina de movimiento de tierras. al menos un movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, o interrumpir mediante la al menos una unidad de control el al menos un movimiento de la herramienta de movimiento de tierras. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Controlar máquina de movimiento de tierras
Campo de la invención
La invención se refiere a un sistema de control, un aparato, un producto de programa de ordenador y un programa de ordenador incorporado en un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio para controlar una máquina de movimiento de tierras.
Antecedentes de la invención
Se pueden utilizar diferentes tipos de máquinas de movimiento de tierras en diferentes sitios de trabajo para mover tierra o material rocoso a otra ubicación o para procesarlos en una forma deseada. Las máquinas de movimiento de tierras se usan, por ejemplo, en trabajos de excavación y construcción de carreteras. Las máquinas de movimiento de tierras tienen interfaces de usuario que contienen múltiples controladores y múltiples medios de visualización para que un operador interactúe con la máquina de movimiento de tierras. Un dispositivo de acuerdo con la técnica anterior se conoce a partir del documento US2011/178677.
Breve descripción de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de control novedoso y mejorado para una máquina de movimiento de tierras. Otro objeto es proporcionar una máquina de movimiento de tierras novedosa y mejorada equipada con el sistema de control.
Los objetos de la invención se logran mediante lo que se establece en las reivindicaciones independientes. Algunas realizaciones de la invención se divulgan en las reivindicaciones dependientes.
La invención se basa en la idea de controlar una máquina de movimiento de tierras mediante un sistema de control basado en el modo operativo que comprende al menos un controlador para controlar al menos un movimiento de una herramienta de movimiento de tierras conectada a la máquina de movimiento de tierras, al menos una unidad de control y al menos una medios de visualización para visualizar modos operativos seleccionables por al menos dicho controlador. Al menos dicha unidad de control está configurada para recibir al menos una selección de al menos dicho controlador para seleccionar el modo operativo, monitorear al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras, y basándose al menos en parte en el monitoreo, llevar a cabo al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras o interrumpir por al menos dicha unidad de control al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras. Además, al menos dicho controlador es operable tanto conectado como desconectado.
Una ventaja del sistema de control de la invención es que se pueden proporcionar movimientos controlados automáticamente de la herramienta de movimiento de tierras de la máquina de movimiento de tierras mediante modos de operación que definen al menos un movimiento de la herramienta de movimiento de tierras de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el sistema de control comprende además medios para determinar la ubicación de al menos dicho controlador con respecto a la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada además para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento, sugerir optimización para al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras que no alcanza el umbral de al menos dicho parámetro de rendimiento y optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento y optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos dicho umbral de parámetro de rendimiento, optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, e indicar la optimización realizada.
De acuerdo con una realización, al menos dicha unidad de control está configurada además para almacenar al menos un movimiento de la herramienta de movimiento de tierras como lo demuestra un operador que usa al menos dicho controlador, optimizar al menos dicho movimiento almacenado de la herramienta de movimiento de tierras y almacenar al menos dicho movimiento optimizado. La optimización del movimiento almacenado puede llevarse a cabo, por ejemplo, calculando la ruta más adecuada desde un punto de inicio hasta un punto final en relación con al menos uno de los siguientes parámetros de rendimiento: tiempo, consumo de energía, carga y/o estrés en cada parte de la máquina de movimiento de tierras teniendo en cuenta los límites virtuales dados además de los límites establecidos por la propia máquina de movimiento de tierras y posiblemente uno o más puntos intermedios entre el punto inicial y el punto final. La suavidad de los movimientos también podría ser uno de los parámetros de rendimiento seleccionables para optimizar. Los movimientos suaves se pueden utilizar cuando la herramienta transporta cargas que podrían caerse si los movimientos no son lo suficientemente suaves. La suavidad de los movimientos se puede medir, por ejemplo, basándose en la cantidad de carga, como roca triturada, caída al transferir cada carga y/o basándose en sensores u otros medios de detección que detectan las oscilaciones de la máquina de movimiento de tierras mientras se mueve la herramienta, ya sea cargada o vacía.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada además para almacenar un nivel de prioridad que se usará para cada parámetro de rendimiento que se va a optimizar. El nivel de prioridad a cada parámetro de rendimiento puede variar con respecto a cada movimiento, parte de la tarea o tarea. Por ejemplo, mientras se mueve una herramienta vacía, el tiempo usado y/o el consumo de energía usado pueden tener las prioridades más altas y mientras se transfiere la carga con la herramienta, el consumo de energía y/o la suavidad de los movimientos pueden tener las prioridades más altas. Diferentes tipos de cargas también pueden tener diferentes prioridades, así como trabajar en tareas o parte de tareas donde los límites de seguridad a la propiedad u obstáculos, por ejemplo, son más pequeños. Por lo tanto, el entorno también puede afectar las prioridades con respecto al movimiento de la herramienta vacía.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para continuar el movimiento interrumpido de la herramienta de movimiento de tierras con respecto al modo operativo seleccionado en respuesta a al menos uno de los comandos recibidos de al menos dicho controlador para continuar el movimiento interrumpido y en respuesta a la detección, al menos parte, por los medios de detección de que la causa de la interrupción desapareció.
De acuerdo con una realización del sistema de control, la unidad de control está configurada para interrumpir el movimiento de la herramienta de movimiento de tierras en respuesta a al menos una persona y un objeto que entran a un área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para establecer para al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras al menos una línea de límite virtual e interrumpir por al menos dicha unidad de control al menos dicho movimiento que provoca el alcance de al menos dicha línea de límite virtual por la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, la unidad de control está configurada para monitorear al menos una de la carga y el estrés de al menos una de la herramienta de movimiento de tierras y la máquina de movimiento de tierras y cambiar el modo operativo cuando al menos una de la carga y el estrés exceden un parámetro de umbral predeterminado.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el sistema de control comprende de uno a cuatro controladores y en el que el sistema de control comprende además medios para determinar la ubicación de cada uno de los cuatro controladores con respecto a la máquina de movimiento de tierras y el modo de operación de uno a cuatro controladores depende de la ubicación de cada uno de uno a cuatro controladores.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el sistema de control comprende de uno a cuatro controladores y en el que al menos dicha unidad de control está configurada para recibir selecciones y controles de uno a cuatro controladores para controlar todas las operaciones de la máquina de movimiento de tierras controlable por uno a cuatro controladores, uno a cuatro controladores son operables al menos uno conectado, desconectado y de forma remota, y que el sistema de control comprende además medios para determinar la ubicación de cada uno de uno a cuatro controladores con respecto a la máquina de movimiento de tierras. Una ventaja de esta realización es que el operador de la máquina de movimiento de tierras puede personalizar la forma de controlar las operaciones de la máquina de movimiento de tierras con uno a cuatro controladores de acuerdo con sus propios deseos. Otra ventaja es que el operador no necesita alcanzar ningún otro botón o conmutador en ningún caso si así lo desea.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de uno a cuatro controladores depende de si cada uno de uno a cuatro controladores está conectado o desconectado.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de cada uno de uno a cuatro controladores, cuando están desconectados, depende de la distancia entre estos controladores y la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de cada uno de uno a cuatro controladores, cuando están desconectados, depende de la distancia entre estos controladores y la herramienta de movimiento de tierras de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de cada uno de los cuatro controladores, cuando están desconectados, depende de la distancia entre ellos.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de uno a cuatro controladores depende de la distancia entre un obstáculo detectado y al menos una de la herramienta de movimiento de tierras y la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de uno a cuatro controladores depende de los ajustes especificados por el usuario hechos por o hechos para el usuario actualmente registrado en el sistema de control.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el alcance de los ajustes disponibles depende de los datos del nivel de habilidad del usuario registrado actualmente, estando definidos los datos del nivel de habilidad por al menos uno de: horas de uso de la máquina de movimiento de tierras, horas de uso de la máquina de movimiento de tierras respectiva, nivel de competencia alcanzado o aprobado por un examen o prueba.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el modo de operación de al menos dicho controlador depende de los ajustes especificados por el usuario hechos por o hechos para el usuario actualmente conectado al sistema de control, donde el alcance de los ajustes disponibles depende de los datos de nivel de habilidad del usuario conectado actualmente, los datos de nivel de habilidad están definidos por al menos uno de: horas de uso de la máquina de movimiento de tierras, horas de uso de la máquina de movimiento de tierras respectiva y nivel de competencia siendo al menos uno de logrado y aprobado por al menos uno de un examen y una prueba.
De acuerdo con una realización del sistema de control, la operación de la máquina de movimiento de tierras controlable por uno a cuatro controladores es al menos uno de: sistema de accionamiento, dispositivo periférico, sistema de mantenimiento, sistema de navegación por carretera, sistema de navegación en el sitio de trabajo, posicionamiento de la herramienta de movimiento de tierras con respecto al sitio de trabajo, sistema de pesaje, sistema de automatización, sistema de medición y control de procesos.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el sistema de control proporciona retroalimentación mediante al menos una de las siguientes señales: gráfica, realidad aumentada, realidad virtual, audiovisual, iluminación visual, háptica y retroalimentación forzada.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el usuario con privilegios de administrador define el nivel de habilidad editando los datos del nivel de habilidad del usuario.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el usuario con privilegios de administrador define el nivel de habilidad editando los datos del nivel de habilidad del usuario en un servicio de nube y la máquina de movimiento de tierras recupera los datos del servicio de nube.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para recibir selecciones y controles de uno a cuatro controladores para controlar al menos la herramienta y el accionamiento de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, al menos dicha unidad de control está configurada para recibir selecciones y controles de uno a cuatro controladores para controlar todas las operaciones de la máquina de movimiento de tierras controlables por el operador de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, el sistema de control basado en el modo operativo comprende de uno a cuatro controladores y en el que al menos una unidad de control está configurada para recibir selecciones y controles de uno a cuatro controladores para controlar todas las operaciones de la máquina de movimiento de tierras controlable por el operador de la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control, la cantidad de controladores es dos.
De acuerdo con una realización de una máquina de movimiento de tierras, la máquina de movimiento de tierras comprende un portador móvil, al menos una herramienta de movimiento de tierras que es móvil con respecto al portador, dispositivos periféricos, medios de accionamiento para mover la herramienta de movimiento de tierras con respecto al portador y medios para controlar los dispositivos periféricos, y al menos un sistema de control basado en el modo operativo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para controlar la máquina de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización, la máquina de movimiento de tierras es una de las siguientes: excavadora, topadora, motoniveladora, máquina compactadora, máquina de pilotes, máquina de estabilización profunda, máquina perforadora de superficie.
De acuerdo con una realización de un método para controlar una máquina de movimiento de tierras, la máquina de movimiento de tierras se controla con un sistema de control basado en el modo operativo que comprende al menos un controlador para controlar al menos un movimiento de una herramienta de movimiento de tierras conectada a la máquina de movimiento de tierras, al menos una unidad de control, medios de detección para proporcionar a la unidad de control datos de posición de la herramienta de movimiento de tierras y un portador de la máquina de movimiento de tierras, y al menos un medio de visualización para visualizar al menos un modo operativo seleccionable por al menos dicho controlador, comprendiendo el método además recibir selecciones de al menos dicho controlador para seleccionar el modo operativo, monitorear al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras con respecto al modo operativo seleccionado, y basado al menos en parte en el monitoreo que lleva a cabo al menos un movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, o interrumpir, mediante al menos dicha unidad de control, al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, y en el que al menos dicho controlador es operable tanto conectado como desconectado.
De acuerdo con una realización de un producto de programa de ordenador, el producto de programa de ordenador comprende un código ejecutable que, cuando se ejecuta, provoca la ejecución de funciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y 13.
De acuerdo con una realización de un programa de ordenador incorporado en un medio de almacenamiento legible por ordenador no transitorio, el programa de ordenador está configurado para controlar un procesador para ejecutar funciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y 13.
Las realizaciones divulgadas anteriormente pueden combinarse para formar soluciones adecuadas provistas de las características necesarias divulgadas.
Breve descripción de los dibujos
Algunas realizaciones se describen con más detalle en los dibujos adjuntos, en los que
la figura 1 es una vista lateral esquemática de una máquina excavadora provista de dos controladores,
la figura 2 es una vista esquemática de un operador que opera una máquina de movimiento de tierras fuera de la cabina.
la figura 3 es un diagrama esquemático que muestra algunas máquinas de movimiento de tierras factibles,
las figuras 4a - 4c son vistas laterales esquemáticas de algunas disposiciones posibles para visualizar las imágenes de movimiento de tierras en una unidad de visualización transparente,
la figura 5 es una vista frontal esquemática de un equipo de cabeza provisto de una o dos unidades de visualización montadas en la cabeza,
la figura 6 es una vista frontal esquemática de un casco provisto de una unidad de visualización montada en la cabeza, y
la figura 7 divulga esquemáticamente una estructura de un sistema operativo de movimiento de tierras para un sistema de control.
En aras de la claridad, las figuras muestran algunas realizaciones de la solución divulgada de manera simplificada. En las figuras, números de referencia similares identifican elementos similares.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra una máquina de movimiento de tierras E, que en este caso es una excavadora que comprende un portador 1 móvil sobre el que se dispone una pluma 2. En un extremo distal de la pluma 2 hay una herramienta 3, en este caso un cucharón. La pluma 2 se puede mover de manera versátil. El operador 5 puede seleccionar la forma en que la pluma 2 y el cucharón responden a los controles de los controladores CO. El usuario puede preferir en algunos casos un control automático o semiautomático, donde el cucharón se mueve de una manera preconfigurada o preprogramada de acuerdo con los controles dados y en los otros casos, el usuario puede preferir una forma más tradicional, por ejemplo, controlando el cucharón de tal manera que cada articulación en la pluma 2 y el cucharón se controlen por separado. La máquina de movimiento de tierras comprende medios de accionamiento para mover la herramienta de movimiento de tierras en relación con el portador 1. Estos medios de accionamiento pueden comprender, por ejemplo, diferentes tipos de disposiciones eléctricas, mecánicas e hidráulicas, incluyendo posiblemente, por ejemplo, diferentes tipos de bombas, cilindros de accionamiento o válvulas de control, y otro tipo de medios generalmente conocidos por un experto en la técnica para realizar giros, rotación, inclinación, zoom y otros movimientos similares de la herramienta 3 y la máquina E.
En el portador 1 hay una cabina 4 de control para un operador 5. Dentro de la cabina 4 hay un medio de visualización, que comprende, por ejemplo, al menos una unidad 6 de visualización transparente a través de la cual el operador 5 puede monitorear la operación de la herramienta 3 y visualizar los controles seleccionables y controlables. La unidad 6 de visualización también puede ser de otro tipo. Además, los medios de visualización, parte de los medios de visualización o la unidad 6 de visualización pueden ser inalámbricos o desconectables como los controladores CO.
La figura 1 divulga además que la máquina de movimiento de tierras E y sus componentes operativos pueden estar equipados con sensores 11 y dispositivos de medición para recopilar datos de posición y detectar el entorno y la ubicación de los controladores CO, por ejemplo. Además, la máquina de movimiento de tierras E puede comprender uno o más sistemas 12 de navegación o determinación de posición, como un sistema global de navegación por satélite (GNSS), para determinar la posición y dirección de la máquina de movimiento de tierras E.
De acuerdo con una realización, el nivel de habilidad, la cuenta de usuario o ambos pueden forzar, autorizar, denegar y limitar el uso de al menos algunos controles, funciones o ambos.
De acuerdo con una realización, un operador experimentado 5 desea usar cuatro controladores CO, uno para ambas manos y otro para ambos pies, y los controles semiautomáticos donde el operador 5 puede controlar el cucharón, por ejemplo, para ir a la izquierda, derecha, adelante, atrás, arriba y abajo. El operador 5 también puede seleccionar en qué grado con respecto al plano horizontal o vertical el cucharón va en estas direcciones. Los controladores CO usados por los pies que desea accionar la máquina de movimiento de tierras E. El otro pie puede controlar la velocidad y si avanzar o retroceder y el otro pie puede controlar si ir en línea recta o girar a la izquierda o a la derecha, por ejemplo. Al accionar la máquina de movimiento de tierras, el control del cucharón, es decir, la herramienta, puede incluir al menos uno de controlar la herramienta como tal, como una posición o alineación de la herramienta, y controlar el movimiento de la herramienta de movimiento de tierras en relación con el portador.
El usuario puede seleccionar entre varias alternativas qué tipo de señales de retroalimentación desea en cada situación en cada máquina de movimiento de tierras E. Las señales de retroalimentación seleccionables son al menos: gráfica, realidad aumentada, realidad virtual, audiovisual, iluminación visual, háptica y retroalimentación de fuerza.
Los controles automáticos o semiautomáticos, así como cualquier otro dato relacionado con la máquina de movimiento de tierras E, pueden preprogramarse en la unidad de control UC. El operador 5 puede programar nuevos controles automáticos y semiautomáticos o el operador 5 puede descargar controles automáticos o semiautomáticos preprogramados o preconfigurados, por ejemplo como un paquete de datos, desde un servicio de nube al que tiene acceso la máquina de movimiento de tierras E o el usuario. El usuario puede, por ejemplo, iniciar sesión en su cuenta de usuario o identificarse usando cualquier método conocido en la máquina de movimiento de tierras E o en el servicio de nube o el usuario puede iniciar sesión o identificar la máquina de movimiento de tierras E en el servicio de nube y seleccionar los paquetes de datos que desea y tiene acceso y los descarga. Los paquetes de datos también pueden descargarse de cualquier otra forma conocida. Preferentemente, un usuario con privilegios de administrador puede descargar los paquetes de datos solicitados por el operador 5.
Por ejemplo, para un operador 5 sin experiencia, podría ser preferible limitar la velocidad máxima de accionamiento en el sitio de trabajo, así como los controles de movimiento de la máquina de movimiento de tierras E. Preferiblemente, los controles pueden tener otras limitaciones o requisitos previos para funcionar, como si los controladores CO están conectados o desconectados, y si están desconectados, con respecto a la ubicación de los controladores CO. Por ejemplo, si los controladores Co están demasiado lejos, el sistema de control SC puede desactivar los controladores CO y si los controladores CO están demasiado cerca, el control el sistema SC puede ralentizar los movimientos.
Preferiblemente, el sistema de control SC puede configurarse para detectar automática o manualmente, además de la ubicación del operador 5, la dirección u orientación del operador 5 con respecto a la dirección u orientación y ubicación de la máquina de movimiento de tierras E, la pluma 2 o la herramienta 3 y cambiar los controles con respecto a estas direcciones u orientaciones. Por ejemplo, cuando el operador 5 está fuera de la cabina frente a la máquina de movimiento de tierras E y la pluma 2, controlando la herramienta 3 para que vaya a la izquierda como la ve el operador 5, la herramienta 3 puede ir a la izquierda como se ve desde el lado del operador 5 y a la derecha como se ve desde el lado de la máquina de movimiento de tierras E.
La figura 2 divulga un operador 5 que controla una máquina de movimiento de tierras E desde el exterior de la cabina 4. El operador 5 tiene un chaleco donde se conectan los controladores CO y un equipo 18 de cabeza provisto de una o dos unidades 6 de visualización montadas en la cabeza representadas en la figura 5. El visualizador montado en la cabeza con los controladores CO permite que el operador 5 opere el sistema de control SC fuera de la cabina 4 como si usara el sistema de control Sc dentro de la cabina 4. Tanto los controladores CO como el equipo 18 de cabeza se comunican con una o más unidades de control UC a través de uno o más canales 19 de comunicación. El equipo 18 de cabeza también se pueden usar dentro de la cabina 4. Cuando se usa el equipo 18 de cabeza dentro de la cabina 4, los medios de visualización de la cabina 4 se pueden apagar si se desea.
De acuerdo con una realización, un operador selecciona usar solo dos controladores CO para controlar las operaciones de la máquina de movimiento de tierras E. En la realización, el operador 5 tiene mucha experiencia en usarlos, por lo que el operador 5 puede desconectar los controladores CO y salir de la cabina 4 y continuar, por ejemplo, después de 5 segundos de retraso o a un metro de distancia de la máquina de movimiento de tierras E, controlando la máquina de movimiento de tierras E fuera de la cabina 4 con control total por lo demás, pero, al accionar la máquina de movimiento de tierras E fuera de la cabina 4, la velocidad máxima está limitada a 0,5 km/h, por ejemplo.
De acuerdo con una realización, el sistema de control SC comprende dos controladores CO.
De acuerdo con una realización, un operador 5 tiene otro conjunto de controladores CO que el operador 5 usa cuando opera con controladores CO desconectados. Por lo tanto, el operador 5 no necesita desconectar esos controladores CO que están conectados en la cabina 4.
De acuerdo con una realización, los conjuntos de controladores CO tienen cada uno un selector, por ejemplo un conmutador o un botón o similar, para seleccionar si el conjunto de controladores CO está funcionando o no. Si más de un conjunto de controladores CO está configurado al mismo tiempo para "operar" la determinada máquina de movimiento de tierras E, el conjunto más cercano a la máquina de movimiento de tierras anula a los otros conjuntos. Esto significa que si el conjunto conectado de controladores CO se establece en "operativo", anula a los demás y si el conjunto conectado se establece en "no operativo", el sistema de control SC de la máquina de movimiento de tierras E determina cuál de los controladores CO establecido en "operativo" es el más cercano a la máquina de movimiento de tierras E y deja operar al más cercano y deshabilita a los demás. Si hay dos conjuntos equidistantes de la máquina de movimiento de tierras E establecidos en "operativo", el sistema de control SC puede desactivar uno o ambos y de alguna manera señalar que demasiados conjuntos de controladores CO están establecidos en modo "operativo".
De acuerdo con una realización, el conjunto de controladores CO que opera la máquina de movimiento de tierras E puede operar la máquina de movimiento de tierras E a través de Internet u otra conexión adecuada de manera que el operador 5 no necesita estar a la vista de la máquina de movimiento de tierras E. Estas soluciones pueden ser adecuadas para fines mineros, por ejemplo. Así, el operador 5 puede operar la máquina de movimiento de tierras E desde fuera de la mina, por ejemplo. De acuerdo con la realización, el operador 5 puede tener una conexión visual adicional (no mostrada) con la herramienta 3, los alrededores de la máquina de movimiento de tierras E o ambos a través de una o más cámaras de video (no mostradas) conectadas en lugares adecuados en la máquina de movimiento de tierras E como el portador 1, la cabina 4, la pluma 2 o la herramienta 3.
El nivel de experiencia, o el nivel de habilidad, se puede establecer en el sistema de control SC manualmente, por ejemplo, por el operador 5 o el usuario con privilegios de administrador. El nivel de habilidad también puede ser establecido por el propio sistema de control SC, por ejemplo, analizando todo el tiempo las selecciones y controles proporcionados por el operador 5 o recuperando los datos históricos recopilados del operador 5, lo que significa que el usuario inició sesión, con respecto a las selecciones y controles dados por el usuario o ambos. Los datos históricos pueden haber sido recopilados tanto de la máquina de movimiento de tierras E, de una máquina de movimiento de tierras similar, de cualquier otra máquina de movimiento de tierras, de cualquier otra máquina similar y de un simulador que simule algunos o cualquiera de los mencionados anteriormente.
El análisis de selecciones y controles puede contener, por ejemplo, datos sobre qué tan rápido el usuario hace selecciones entre diferentes elementos del menú o salta de un menú a otro o qué tan rápido o suave son los controles para controlar, por ejemplo, el sistema de accionamiento, los dispositivos periféricos, el sistema de mantenimiento, el sistema de navegación por carretera, el sistema de navegación en el sitio de trabajo, el posicionamiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras respecto al sitio de trabajo, el sistema de pesaje, el sistema de automatización, el sistema de medida y control de procesos.
De acuerdo con una realización, el nivel de habilidad puede ser diferente con respecto a lo que se controla, de modo que un operador o usuario puede tener un alto nivel de habilidad en el control de la herramienta 3 y el otro puede tener un alto nivel de habilidad en el uso del sistema de accionamiento y demás.
Los datos relativos a cada usuario u operador pueden contener información de la experiencia de cada usuario con respecto a varias máquinas de movimiento de tierras E y pueden ser al menos uno de recopilados, cargados y descargados por la máquina de movimiento de tierras E, cargados y descargados por el usuario y el operador y cargados y descargados por el usuario con privilegios de administrador. Aquí cargar significa transmitir los datos recopilados desde el sistema de control SC al servicio de nube o tarjeta de identidad o similar y descargar significa recuperar los datos históricos o datos de nivel de habilidad del servicio de nube o tarjeta de identidad o similar en el sistema de control SC. Cada máquina de movimiento de tierras E puede monitorear el uso de los controladores CO en cada situación, analizarlo, recopilarlo y cargarlo. El usuario con privilegios de administrador o el propio usuario puede insertar los datos de acuerdo con su conocimiento de la experiencia del usuario con respecto a cada tipo de máquina de movimiento de tierras E, por ejemplo, de acuerdo con una prueba o un examen realizado o aprobado.
La limitación, por ejemplo, a la velocidad máxima puede ser establecida por el supervisor del sitio de trabajo, por el propio operador 5 o por el sistema de control SC que tiene los datos de las horas de control fuera de la cabina operada por el operador 5. Cuando se controla la máquina de movimiento de tierras E fuera de la cabina 4, las unidades 6 de visualización montadas en la cabeza o similares o cualquier otra unidad 6 de visualización no son obligatorias. El uso de los controladores CO sin ver ninguna unidad 6 de visualización no restringe necesariamente el uso actual de la máquina de movimiento de tierras E, si el usuario recuerda las selecciones necesarias sin verlas en ningún visualizador.
De acuerdo con una realización, cuando los sensores que detectan los alrededores de la herramienta 3 detectan que el operador está a solo un metro de distancia de la herramienta 3, el sistema de control SC restringe las velocidades de movimiento de la máquina de movimiento de tierras E, la pluma 2 y la herramienta 3 a, por ejemplo, el 20% de las velocidades de movimiento establecidas en condiciones sin restricciones para el operador 5.
La figura 3 muestra máquinas de movimiento de tierras factibles. Con respecto a la máquina de movimiento de tierras y los hábitos del usuario, el número de controladores CO puede variar. La cantidad óptima de controladores de CO en la excavadora es dos. También la cantidad de los controladores CO puede ser uno, tres o cuatro. Si la cantidad es de tres o cuatro, uno o dos de ellos pueden usarse con el pie, por ejemplo. No todos los controladores CO necesitan ser desconectables. Si solo se desconectara una parte de los controladores CO, el modo de operación de cada controlador CO puede cambiar, ya que los controladores CO no desconectados pueden deshabilitarse y las características de los controladores CO deshabilitados pueden agregarse a los controladores CO desconectados. Preferiblemente, el sistema de control SC solicita la acción del usuario para cambiar o no el modo de operación.
La figura 4a divulga una unidad 6 de visualización transparente separada o un combinador dispuesto a cierta distancia de un parabrisas 10. La figura 4b divulga una solución en la que se sujeta un combinador 6 a una superficie interior del parabrisas 10. La figura 4c divulga una solución integrada en la que la unidad 6 de visualización transparente está ubicada dentro de una estructura del parabrisas 10.
La figura 5 divulga uno equipo 18 de cabeza o gafas multimedia provistos de una o más unidades 6 de visualización transparentes. El equipo 18 de cabeza puede comunicarse con una o más unidades de control externas o internas UC a través de una o más comunicaciones 19 de datos. Lo mismo se aplica también a un casco 20, representado en la figura 6, que también está provisto de las unidades 6 de visualización transparentes. En ambas disposiciones, las imágenes del movimiento de tierras y los elementos de datos pueden mostrarse de modo que parezcan ubicarse a una distancia visual de las unidades 6 de visualización transparentes, que están ubicadas cerca de los ojos del operador.
Los controles automáticos y semiautomáticos de la máquina de movimiento de tierras E también pueden basarse en un modelo de información del entorno construido (BEIM), llamado más tarde BEIM. El BEIM es un modelo de información que incluye un resultado final planificado previsto de un movimiento de tierras a realizar, un solo movimiento de tierras que forma una operación completa de movimiento de tierras a realizar o una parte de la operación completa de movimiento de tierras a realizar. El BEIM también incluye operaciones específicas que debe realizar la máquina de movimiento de tierras E para lograr el resultado final planificado del movimiento de tierras a realizar.
Dicho o más BEIM se almacenan en un sistema operativo de movimiento de tierras EOS que forma un plan maestro para una operación completa de movimiento de tierras e incluye uno o más BEIM. El sistema operativo de movimiento de tierras EOS o uno o más BEIM específicos que formen al menos parte del sistema operativo de movimiento de tierras EOS y estén destinados a ejecutarse a continuación pueden estar disponibles, por ejemplo, en un servicio de nube o en Internet, por lo que el sistema operativo de movimiento de tierras EOS o dicho o más BEIM se pueden descargar en al menos una unidad de control UC de la máquina de movimiento de tierras E para iniciar uno o más movimientos de tierras. A continuación, la máquina de movimiento de tierras E y el operador 5 de la misma llevan a cabo las fases y tareas de trabajo necesarias, ya sea de forma automática o semiautomática, de modo que se completen uno o más movimientos de tierras que forman uno o más BEIM.
Hay una serie de diferentes modelos de información de movimiento de tierras que se pueden formar o que se pueden utilizar para formar el BEIM para un movimiento de tierras específico. Estos incluyen, por ejemplo, el sistema de información geoespacial (GIS), el modelado de información de construcción (BIM), el modelado de información de construcción de infraestructura (I-BIM), el modelo de información civil (CIM) y las plataformas SmartCity. Los modelos pueden ser modelos bidimensionales, modelos tridimensionales o modelos de red irregular triangulada (TIN), en los que las superficies planas están definidas por una serie de triángulos. El sistema de modelado de información de movimiento de tierras comprende un sistema de clasificación que define el significado y las propiedades de diferentes tipos de infraestructuras y modelos y diferentes subestructuras de las mismas, como diferentes capas de estructuras de cimientos, capas de relleno, capas superficiales, etc., por ejemplo, para fines de construcción de carreteras.
La figura 7 divulga esquemáticamente una estructura de un sistema operativo de movimiento de tierras EOS que se establecerá para una operación de movimiento de tierras. De acuerdo con un ejemplo, la operación de movimiento de tierras puede comprender todos los movimientos de tierras relacionados con un edificio de un centro comercial. El sistema operativo de movimiento de tierras EOS está compuesto por uno o más BEIM, correspondiendo cada BEIM a un movimiento de tierras específico que forma parte de la operación completa de movimiento de tierras. Tras la realización de una serie de movimientos de tierra correspondiente a igual número de BEIM, se ha completado toda la operación de movimiento de tierras. Por lo tanto, el sistema operativo de movimiento de tierras EOS contiene uno o más BEIM, y el número de BEIM en un sistema operativo de movimiento de tierras EOS está limitado en la práctica por una extensión de la operación de movimiento de tierras completa y una división apropiada de toda la operación de movimiento de tierras en una serie de movimientos de tierras separados, determinando cada movimiento de tierras un único BEIM. En la figura 7, el número de BEIM es n, el sistema operativo de movimiento de tierras EOS de la figura 7 comprende así BEIM1, BEIM2, ..., BEIMn, es decir, n piezas de movimientos de tierras separados que juntas determinan toda la operación de movimiento de tierras que, a su vez, determina el sistema operativo de movimiento de tierras EOS para realizar toda la operación de movimiento de tierras.
Cada BEIM comprende o determina una serie de, es decir, una o más misiones, por ejemplo, MISIÓN1, MISIÓN2, ..., MISIÓNn. Una vez realizadas todas y cada una de las misiones, se ha completado el BEIM respectivo. En referencia al ejemplo del edificio del centro comercial mencionado anteriormente, un solo BEIM, como BEIM1, podría, por ejemplo, determinar un modelo de información de construcción para construir un área de estacionamiento para el centro comercial. En ese caso, el BEIM1 podría dividirse, por ejemplo, en tres misiones. La primera misión, como MISIÓN1, podría determinar un modelo operativo para excavar una excavación a una profundidad predeterminada en el área reservada para el área de estacionamiento. La segunda misión, como MISSION2, podría determinar un relleno de la excavación hasta una altura predeterminada con roca triturada. La última misión, como MISIONES, podría determinar una pavimentación del área de estacionamiento.
La misión puede estar determinada por el sistema de clasificación que determina los significados y propiedades de las diferentes infraestructuras y modelos y posibles subestructuras de las mismas. Los comandos de trabajo reales para la operación de la máquina de movimiento de tierras E para llevar a cabo la misión pueden establecerse sobre la base del sistema de clasificación. El modelo de información que comprende el sistema de clasificación permite así un trabajo automático o semiautomático de la máquina de movimiento de tierras E. Cada misión comprende o determina un modelo operativo para los movimientos de la máquina de movimiento de tierras E y/o para los movimientos de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E que proporcionan, después de haber sido realizados, que la misión se complete.
Cada misión puede dividirse en varias, es decir, una o más, tareas, comprendiendo cada tarea varios, es decir, uno o más, movimientos de la máquina de movimiento de tierras E y/o varios, es decir, uno o más, movimientos de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E que juntas, después de haber sido llevadas a cabo, proporcionan la tarea específica que se está completando. Cada tarea puede comprender así uno o más movimientos de la máquina de movimiento de tierras E, uno o más movimientos de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E, o uno o más movimientos tanto de la máquina de movimiento de tierras E como de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E.
El movimiento de la máquina de movimiento de tierras E puede comprender mover el portador 1 de la máquina de movimiento de tierras E a otra posición en un lugar de trabajo. El movimiento de la herramienta 3 puede comprender mover la herramienta 3 para llevar a cabo la tarea específica, como proporcionar una o más acciones de excavación consecutivas mediante un cucharón de una excavadora para retirar tierra de la excavación, o una o más acciones individuales de aplanamiento mediante el cucharón de la excavadora para aplanar el punto ya excavada. El movimiento de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E también puede comprender un movimiento de una parte de la máquina de movimiento de tierras E, como una pluma 2 de la excavadora, a la que la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E, como el cucharón, está conectada. Si es obligatorio mover también el portador 1 de la máquina de movimiento de tierras E para realizar los movimientos necesarios de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E, el portador 1 de la máquina de movimiento de tierras E puede moverse entre las acciones consecutivas de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E o alternativamente durante una o más acciones consecutivas de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E.
Con referencia al ejemplo de la construcción del centro comercial mencionado anteriormente y la figura 7, la TAREA1 podría comprender, por ejemplo, una o más acciones consecutivas de excavación por parte del cucharón de la excavadora, la TAREA 2 podría comprender, por ejemplo, uno o más ciclos consecutivos de aplanamiento por parte el cucharón de la excavadora y la TAREAn podrían comprender, por ejemplo, mover la máquina de movimiento de tierras E a otra posición en el lugar de trabajo.
Cada tarea, a su vez, puede dividirse en varios, es decir, uno o más, planes de control, donde cada plan de control comprende varios, es decir, uno o más, controles específicos para mover la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E y/ o para mover la máquina de movimiento de tierras E o una parte de la misma de una manera específica necesaria para completar la tarea específica. El control de la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E puede comprender, por ejemplo, controles específicos para operar diferentes actuadores para completar la tarea específica. Con referencia al ejemplo del edificio del centro comercial mencionado anteriormente y la figura 7, el PLAN DE CONTROL1 puede comprender, por ejemplo, un control para operar un cilindro destinado a controlar una posición del cucharón de la excavadora. El PLAN DE CONTROL2 puede, por ejemplo, comprender un control para operar un cilindro destinado a controlar una posición de una parte de la pluma 2 al que está conectada la herramienta 3, y el PLAN DE CONTROLn, a su vez, puede comprender, por ejemplo, un control para girar la cabina 5 de control y la pluma 2 con respecto al portador 1.
Cuando el sistema de control basado en BEIM SC para controlar una máquina de movimiento de tierras E se implementa en una máquina de movimiento de tierras E, el sistema de control basado en BEIM SC está configurado para comprender una serie de medios de hardware que forman al menos una parte de los medios usados para controlar las operaciones de la máquina de movimiento de tierras E así como una serie de medios de software que comprenden código ejecutable que, al ser ejecutados, provocan la ejecución de las operaciones de la máquina de movimiento de tierras.
El sistema de control basado en BEIM comprende al menos un controlador CO para controlar los movimientos de la herramienta 3 de movimiento de tierras conectada a la máquina de movimiento de tierras E.
Además, el sistema de control basado en BEIM comprende al menos una unidad de control UC para ser dispuesta en la máquina de movimiento de tierras E. La unidad de control UC puede usarse, por ejemplo, para descargar y almacenar uno o más BEIM o el sistema operativo de movimiento de tierras EOS que comprende dicho o más BEIM, por ejemplo, desde el servicio de nube o Internet.
Además, el sistema de control basado en BEIM comprende medios de detección para proporcionar a la unidad de control UC datos de posición del portador 1 y la herramienta 3 de la máquina de movimiento de tierras E. Los datos de posición pueden adquirirse de las formas divulgadas anteriormente.
Además, el sistema de control basado en BEIM comprende además al menos un medio de visualización, como la unidad 6 de visualización, para visualizar al menos un BEIM seleccionable por al menos dicho controlador CO.
Además, al menos dicha unidad de control UC está configurada para recibir la selección de al menos dicho controlador CO para seleccionar el BEIM con el que trabajar. El operador 5 puede usar al menos un controlador CO para seleccionar el BEIM con el que trabajar de un grupo de BEIM seleccionables. Alternativamente, la información de selección puede recibirse desde al menos una unidad de control UC que ejecuta un control automático de la máquina de movimiento de tierras E.
Además, al menos dicha unidad de control UC está configurada para recibir al menos un comando de trabajo con respecto al BEIM seleccionado. El comando de trabajo puede ser, por ejemplo, un comando que inicia una ejecución de al menos una misión o al menos una tarea relacionada con al menos una misión. Dicho comando de trabajo puede ser iniciado por el operador 5 o por al menos una unidad de control UC que ejecuta el control automático de la máquina de movimiento de tierras E.
Además, al menos dicha unidad de control UC está configurada para monitorear un progreso del trabajo con respecto al comando de trabajo recibido y, de manera seleccionable, para llevar a cabo el comando de trabajo recibido o interrumpir por parte de al menos dicha unidad de control UC el comando de trabajo recibido. Si la máquina de movimiento de tierras E es capaz de realizar el trabajo correspondiente al comando de trabajo recibido, al menos dicha unidad de control UC permite que la máquina de movimiento de tierras E, independientemente o controlada por el operador 5, realice el trabajo específico. Alternativamente, si al menos dicha unidad de control UC reconoce, por ejemplo, debido a obstrucciones en los alrededores de la máquina de movimiento de tierras E detectada por los medios 11, 12 de detección, o, por ejemplo, debido a la ubicación o posición de la máquina de movimiento de tierras E en el lugar de trabajo, que dicha o más acciones definidas por los comandos de trabajo no se pueden llevar a cabo, la ejecución del comando de trabajo recibido es interrumpida por la unidad de control UC.
Además, al menos dicho controlador CO es operable tanto conectado como desconectado. Por lo tanto, al menos dicho controlador CO puede estar ubicado en la cabina 4 de control de la máquina de movimiento de tierras E y estar conectado físicamente a la máquina de movimiento de tierras E. Alternativamente, al menos dicho controlador CO puede, por ejemplo, ser transportado por el operador 5 de la máquina de movimiento de tierras E en las proximidades de la máquina de movimiento de tierras E. Además, de acuerdo con una realización, al menos dicho controlador CO puede estar ubicado en una sala de control alejada de la máquina de movimiento de tierras E.
Además, el sistema de control comprende medios para determinar la ubicación de al menos dicho controlador CO con respecto a la máquina de movimiento de tierras E, tales como medios 11, 12 de detección u otros dispositivos de medición dispuestos en la máquina de movimiento de tierras E para recopilar datos de posición y detectar el entorno y la ubicación de los controladores CO.
Si todos los controladores CO para la máquina de movimiento de tierras E son controladores controlables electrónicamente, la máquina de movimiento de tierras E se puede configurar para operar de manera completamente automática la máquina de movimiento de tierras E. Alternativamente, si se desea, algunas o todas las acciones de la máquina de movimiento de tierras E pueden determinarse para ser controladas por el operador 5. Por lo tanto, se puede determinar cualquier nivel de participación del operador para la operación de la máquina de movimiento de tierras E.
En una realización de un control semiautomático de la máquina de movimiento de tierras, las acciones específicas de la máquina de movimiento de tierras, como excavar o nivelar, pueden controlarse sobre la base de los modos operativos seleccionables. En el control basado en el modo operativo, cada modo operativo corresponde a una acción específica que debe proporcionar la máquina de movimiento de tierras, como la excavación o la nivelación. En otras palabras, la excavación puede proporcionar un tipo de modo operativo y la nivelación puede proporcionar otro tipo de modo operativo. El modo operativo puede comprender los movimientos de la herramienta 3 de movimiento de tierras de la máquina de movimiento de tierras E necesarios para realizar la acción correspondiente al modo operativo seleccionado. Cuando la máquina de movimiento de tierras E está controlada por el sistema de control basado en el modo de operación, la herramienta 3 de movimiento de tierras debe posicionarse, según lo controlado por el operador 5 usando al menos un controlador CO, en un punto de inicio de un trabajo que se pretende llevar a cabo, y después el modo operativo específico es seleccionado por al menos dicho controlador CO y la acción respectiva se lleva a cabo automáticamente como controlada por al menos dicha unidad de control UC.
En una realización, una máquina de movimiento de tierras E puede funcionar en el modo de operación de "aprendizaje por demostración". En el modo operativo de aprendizaje por demostración, por ejemplo, el operador 5 puede demostrar la descarga de un cucharón a la máquina de movimiento de tierras E, lo que significa que se le muestra al sistema de control SC dónde descargar el contenido del cucharón indicando la posición final al máquina de movimiento de tierras E, por ejemplo, y cuando se enseña y activa el modo de "aprendizaje mediante demostración", el sistema de control SC posiciona el cucharón 3 de acuerdo con la posición final demostrada y también la descarga mediante el sistema de control SC si así lo desea el operador 5 . Para seguir la trayectoria demostrada por el cucharón 3, el sistema puede tener que implicar capacidades de rotación e inclinación del cucharón 3 de tal manera que el contenido del cucharón 3 no se descargue antes de la posición final.
Otro ejemplo de "aprendizaje por demostración" puede ser que se enseñe una protección de propiedad a la máquina de movimiento de tierras E mediante límites virtuales establecidos por el operador 5. Por lo tanto, la máquina de movimiento de tierras E puede evitar dañar la propiedad circundante dentro de los límites de protección.
En otro ejemplo más de "aprendizaje por demostración", se enseña al sistema de control SC una posición y orientación de herramienta preestablecidas de restauración. Así, el operador 5 puede ordenar al sistema de control SC que almacene cualquier posición, rotación y/o inclinación de la herramienta 3 y después de usar la herramienta 3, el operador 5 puede restaurar la posición almacenada mediante un solo comando.
Cuando se ejecuta en el modo de aprendizaje por demostración, se pueden usar todas las funciones relacionadas con la optimización. Por ejemplo, cuando "movimientos suaves" es uno de los parámetros de rendimiento seleccionados para optimizar y la protección de la propiedad se le enseña a la máquina de movimiento de tierras E, cualquier movimiento de la máquina de movimiento de tierras E no se detiene instantáneamente si se alcanza un límite virtual establecido, sino que comienza a disminuir la velocidad antes de llegar al borde. La ralentización se refiere al menos a uno o más movimientos que llevan la herramienta 3 o alguna otra parte de la máquina de movimiento de tierras E hacia el borde virtual establecido cuando la herramienta 3 o alguna otra parte de la máquina de movimiento de tierras E se acerca demasiado al borde virtual establecido y finalmente al menos detiene al menos dicho movimiento que lleva la herramienta hacia el borde virtual si se alcanza el borde virtual establecido.
De acuerdo con una realización, el sistema de control basado en el modo operativo puede utilizarse en el sistema de control basado en BEIM, por ejemplo, para llevar a cabo una tarea específica. En esta realización, una tarea específica puede estar compuesta por una serie de acciones consecutivas correspondientes a los modos operativos seleccionables. Esto se ha divulgado esquemáticamente en la figura 7, en la que se divulga esquemáticamente que la tarea TAREAn está compuesta por n modos operativos seleccionados consecutivamente, es decir, MODO OPERATIVO1, MODO OPERATIVO2, ..., MODO OPERATIVOn, pudiendo corresponder cada modo operativo MODO OPERATIVO1, MODO OPERATIVO2, ..., MODO OPERATIVOn, por ejemplo, a la excavación o a la nivelación.
El sistema de control basado en el modo operativo para controlar la máquina de movimiento de tierras E comprende al menos un controlador CO para controlar al menos un movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras conectada a la máquina de movimiento de tierras E, al menos una unidad de control UC y al menos un medio de visualización para visualizar los modos operativos seleccionables por al menos dicho controlador CO. Al menos dicha unidad de control UC está configurada para recibir al menos una selección de al menos dicho controlador CO para seleccionar el modo operativo, monitorear al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras E con respecto al modo operativo seleccionado, y basándose al menos en parte en el monitoreo, llevar a cabo al menos un movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras, o interrumpir por medio de al menos dicha unidad de control UC al menos dicho movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras. Además, al menos dicho controlador CO es operable tanto conectado como desconectado.
De acuerdo con una realización, el sistema de control comprende además medios para determinar la ubicación de al menos dicho controlador CO con respecto a la máquina de movimiento de tierras E.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada además para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento, sugerir la optimización de al menos dicho movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras que no cumple con al menos dicho umbral de parámetro de rendimiento, y optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras que no cumple con al menos un umbral de parámetro de rendimiento. De acuerdo con esta realización, el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras se monitorea en relación con al menos dicho umbral de parámetro de rendimiento y una manera optimizada de llevar a cabo el movimiento a la vista del parámetro de rendimiento monitoreado puede ser sugerida por al menos dicha unidad de control UC. El parámetro de rendimiento puede presentar, por ejemplo, un tiempo usado para realizar el movimiento, un consumo de energía usado para realizar el movimiento, el estrés dirigido a la herramienta 3 de movimiento de tierras o la máquina de movimiento de tierras E durante el movimiento, la suavidad de los movimientos mientras se transfiere la carga con la herramienta 3 o mover una herramienta vacía 3 o alguna combinación de los mismos. La suavidad de los movimientos puede medirse, por ejemplo, basándose en la cantidad de carga, como roca triturada, caída mientras se transfiere cada carga y/o basándose en los sensores 11, 12 y/u otros medios de detección que detectan las oscilaciones de la máquina de movimiento de tierras E mientras se mueve la herramienta 3 cargada o vacía.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control está configurada para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento y optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control está configurada para indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento, optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta de movimiento de tierras, e indicar la optimización realizada.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada además para almacenar un nivel de prioridad que se usará para que se optimice cada parámetro de rendimiento. El nivel de prioridad en cada parámetro de rendimiento puede variar con respecto a cada movimiento, parte de la tarea o tarea. Por ejemplo, mientras se mueve una herramienta vacía 3, el tiempo usado y/o el consumo de energía usado pueden tener las prioridades más altas y mientras se transfiere la carga con la herramienta 3, el consumo de energía y/o la suavidad de los movimientos pueden tener las prioridades más altas. Diferentes tipos de cargas también pueden tener diferentes prioridades, así como trabajar en tareas o parte de tareas donde los límites de seguridad a la propiedad u obstáculos, por ejemplo, son más pequeños. Por tanto, el entorno también puede afectar a las prioridades relativas al movimiento de la herramienta 3 vacía.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada además para almacenar al menos un movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras como lo demuestra el operador 5 usando al menos un controlador CO, optimizar el almacenado al menos un movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras, y almacenar al menos dicho movimiento optimizado. De acuerdo con esta realización, el operador 5 primero demuestra el movimiento en cuestión y luego la unidad de control UC repite el mismo movimiento varias veces y al mismo tiempo optimiza el movimiento si es necesario. Después de la posible optimización, el movimiento demostrado se almacena en una memoria accesible por la unidad de control UC.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada para continuar el movimiento interrumpido de la herramienta 3 de movimiento de tierras con respecto al modo operativo seleccionado en respuesta a un comando para continuar el movimiento interrumpido recibido desde al menos dicho controlador CO y/o en respuesta a la detección, al menos en parte, de los medios sensores 11, 12 de que la causa de la interrupción desapareció. De acuerdo con esta realización, el movimiento posiblemente interrumpido de la herramienta 3 de movimiento de tierras continúa en respuesta a un comando correspondiente recibido de al menos dicho controlador CO. El comando puede ser iniciado por el operador 5, por ejemplo. Alternativamente, la orden puede ser iniciada por al menos una unidad de control UC después de que haya cesado el motivo de la interrupción del movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras en respuesta a que los medios 11, 12 de detección detectan que la causa de la interrupción ha desaparecido.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada para interrumpir el movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o el movimiento de la herramienta 3 de movimiento de tierras en respuesta a la entrada de un objeto no identificado en un área de trabajo de la herramienta 3 de movimiento de tierras y/o un área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras E. El objeto no identificado que entra al área de trabajo de la herramienta 3 de movimiento de tierras y/o la máquina de movimiento de tierras E puede ser una persona que no sea el operador 5 de la máquina de movimiento de tierras E o cualquier otra máquina u objeto detectado por los medios 11, 12 de detección que no pueden entrar al área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras E.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada para establecer para al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras al menos una línea de límite virtual e interrumpir por al menos dicha unidad de control UC provocando el alcance de al menos dicha línea de límite virtual. La línea de límite virtual puede establecerse mediante la información proporcionada por la unidad de control UC y/o los medios 11, 12 de detección que inspeccionan los alrededores de la máquina de movimiento de tierras E y/o los alrededores de la herramienta 3 de movimiento de tierras, o alternativamente por el operador 5 a través de al menos dicho controlador CO.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada para limitar la velocidad del movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras en respuesta a una persona o algún otro objeto que permanece en el área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras. Alternativamente, al menos dicha unidad de control UC puede configurarse para detener completamente el movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras en respuesta a una persona u otro objeto que entra al área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, la unidad de control UC está configurada para monitorear una carga y/o estrés de la herramienta de movimiento de tierras y/o la máquina de movimiento de tierras (E) y cambiar el modo operativo cuando la carga y/o el estrés excede un parámetro de umbral predeterminado.
De acuerdo con una realización del sistema de control basado en el modo operativo, al menos dicha unidad de control UC está configurada para limitar la velocidad del movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras o para detener completamente el movimiento de la máquina de movimiento de tierras E y/o la herramienta 3 de movimiento de tierras, es decir, para interrumpir el comando de trabajo, en respuesta a una carga de la herramienta 3 de movimiento de tierras o estrés dirigido a la herramienta 3 de movimiento de tierras y/o la máquina de movimiento de tierras E que superan un parámetro de umbral predeterminado respectivo.
Será obvio para un experto en la técnica que, a medida que avanza la tecnología, el concepto inventivo puede implementarse de varias maneras. La invención y sus realizaciones no se limitan a los ejemplos descritos anteriormente, sino que pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. - Un sistema de control (SC) basado en el modo operativo para controlar una máquina de movimiento de tierras (E), caracterizado porque
el sistema de control (SC) basado en el modo operativo comprende
al menos un controlador (CO) para controlar al menos un movimiento de una herramienta (3) de movimiento de tierras conectada a la máquina de movimiento de tierras (E),
al menos una unidad de control (UC), y
al menos un medio de visualización para visualizar los modos operativos seleccionables por al menos dicho controlador (CO), y en el que
al menos dicha unidad de control (UC) está configurada para
recibir al menos una selección de al menos dicho controlador (CO) para seleccionar el modo operativo, monitorear al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras (E), y basado al menos en parte en el monitoreo
llevar a cabo al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras, o
interrumpir por al menos dicha unidad de control (UC) al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras, y que
al menos dicho controlador (UC) es operable tanto conectado como desconectado.
2. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según la reivindicación 1, en el que al menos dicha unidad de control (UC) está configurada además para
indicar el rendimiento de al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras, comparar el rendimiento indicado con al menos un umbral de parámetro de rendimiento, y
optimizar al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras.
3. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según la reivindicación 1 o 2, en el que al menos dicha unidad de control (UC) está configurada además para
almacenar al menos un movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras como lo demuestra un operador (5) usando al menos un controlador (CO),
optimizar al menos un movimiento almacenado de la herramienta (3) de movimiento de tierras, y
almacenar al menos dicho movimiento optimizado.
4. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos dicha unidad de control (UC) está configurada para continuar el movimiento interrumpido de la herramienta (3) de movimiento de tierras con respecto al modo operativo seleccionado en respuesta a un comando recibido de al menos dicho controlador (CO) para continuar el movimiento interrumpido y/o en respuesta a la detección, al menos parte, por los medios (11, 12) de detección de que la causa de la interrupción desapareció.
5. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de control (UC) está configurada para interrumpir el movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras en respuesta a una persona o un objeto que entra a un área de trabajo de la máquina de movimiento de tierras (E).
6. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos dicha unidad de control (UC) está configurada para configurar para al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras (E) al menos una línea de límite virtual e interrumpir por al menos dicha unidad de control (UC) al menos dicho movimiento provocando que la máquina de movimiento de tierras (E) alcance al menos dicha línea de límite virtual.
7. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la unidad de control (UC) está configurada para monitorear una carga y/o estrés de la herramienta (3) de movimiento de tierras y/o la máquina de movimiento de tierras ( E) y cambiar el modo operativo cuando la carga y/o el estrés excedan un parámetro de umbral predeterminado.
8. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que
el sistema de control (SC) basado en el modo operativo comprende de uno a cuatro controladores (CO), y en el que
el sistema de control comprende además medios para determinar la ubicación de cada uno de uno a cuatro controladores (CO) con respecto a la máquina de movimiento de tierras (E) y el modo de operación de uno a cuatro controladores (CO) depende de la ubicación de cada uno de uno a cuatro controladores.
9. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el modo de operación de al menos dicho controlador (CO) depende de los ajustes especificados por el usuario realizados por o realizados para el usuario que actualmente inició sesión en el sistema de control (SC), en el que el alcance de los ajustes disponibles depende de los datos del nivel de habilidad del usuario conectado actualmente, los datos del nivel de habilidad están definidos por al menos uno de: horas de uso de la máquina de movimiento de tierras (E), horas de uso de la respectiva máquina de movimiento de tierras (E), nivel de competencia alcanzado o aprobado por un examen o prueba.
10. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según la reivindicación 9, en el que el usuario con privilegios de administrador define el nivel de habilidad editando los datos del nivel de habilidad del usuario en un servicio de nube y la máquina de movimiento de tierras (E) recupera los datos del servicio de almacenamiento de nube.
11. - El sistema de control (SC) basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de control (SC) basado en el modo operativo comprende de uno a cuatro controladores (CO), y en el que al menos dicha unidad de control (UC) está configurada para recibir selecciones y controles de uno a cuatro controladores (CO) para controlar todas las operaciones de la máquina de movimiento de tierras (E) controlables por el operador de la máquina de movimiento de tierras (E).
12. - Una máquina de movimiento de tierras (E), la máquina de movimiento de tierras (E) comprendiendo un portador móvil (1);
al menos una herramienta (3) de movimiento de tierras que es móvil en relación con el portador;
dispositivos periféricos;
medios de accionamiento para mover la herramienta (3) de movimiento de tierras en relación con el portador (1) y medios para controlar los dispositivos periféricos; y
al menos un sistema de control basado en el modo operativo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para controlar la máquina de movimiento de tierras (E).
13. - Un método para controlar una máquina de movimiento de tierras (E), caracterizado por controlar la máquina de movimiento de tierras (E) con un sistema de control basado en el modo operativo según la reivindicación 1, que comprende
al menos un controlador (CO) para controlar al menos un movimiento de una herramienta (3) de movimiento de tierras conectado a la máquina de movimiento de tierras (E),
al menos una unidad de control (UC),
medios (11, 12) de detección para proporcionar a la unidad de control (UC) datos de posición de la herramienta (3) de movimiento de tierras y un portador (1) de la máquina de movimiento de tierras (E), y
al menos un medio de visualización para visualizar al menos un modo operativo seleccionable por al menos dicho controlador (CO),
comprendiendo además el método
recibir selecciones de al menos dicho controlador (CO) para seleccionar el modo operativo,
monitorear al menos dicho movimiento de la máquina de movimiento de tierras (E) con respecto al modo operativo seleccionado, y basado al menos en parte en el monitoreo
llevar a cabo al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras, o
interrumpir, por parte de al menos dicha unidad de control (UC), al menos dicho movimiento de la herramienta (3) de movimiento de tierras, y en el que
al menos dicho controlador (CO) es operable tanto conectado como desconectado.
14.- Un producto de programa de ordenador que comprende un código ejecutable que, cuando se ejecuta, provoca la ejecución de funciones de acuerdo con la reivindicación 13 cuando se usa en el sistema de control de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
15.- Un programa de ordenador incorporado en un medio de almacenamiento no transitorio legible por ordenador, estando configurado el programa de ordenador para controlar un procesador para ejecutar funciones de acuerdo con la reivindicación 13.
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