ES2963449T3 - Grúa con un equipo anticolisión y procedimiento para instalar dicho equipo anticolisión - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para instalar un dispositivo anticolisión (11) de una grúa (1) que tiene un brazo (3) que puede girar alrededor de un eje de rotación vertical de la grúa. Se determinan una posición de la grúa y una orientación de la grúa, en particular de la pluma, donde la posición de la grúa se determina automáticamente mediante un módulo de navegación por satélite (12) en la grúa y se proporciona al dispositivo anticolisión en el forma de coordenadas globales, y la orientación de la grúa se determina automáticamente por medio de un sistema sensor de orientación unido a la grúa y se proporciona al dispositivo anticolisión en forma de una dirección en el sistema de coordenadas global. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Grúa con un equipo anticolisión y procedimiento para instalar dicho equipo anticolisión

La presente invención se refiere a una grúa con un equipo anticolisión que advierte de movimientos de la grúa que pueden provocar colisiones y/o evita movimientos de la grúa que puedan provocar colisiones. La invención se refiere, además, a un procedimiento para instalar un equipo anticolisión de este tipo en una grúa que presenta una pluma que puede girar alrededor de un eje vertical de grúa, con el que se determinan una posición de la grúa y una alineación de la grúa, en particular, de la pluma.

El documento US 2013/0345857 A1 describe una grúa torre en cuya torre y en cuyo gancho de carga está fijado en cada caso un módulo GPS, para determinar la posición del gancho de carga con respecto al eje de rotación de la grúa y calcular el recorrido de desplazamiento del gancho de carga, que tiene en cuenta colisiones potenciales con contornos de edificación y otras grúas. Además, por el documento US 2014/0278076 A1 se conoce cómo fijar a una grúa torre giratoria varios módulos GPS que están fijados, por ejemplo, a la pluma, a la contrapluma o a un carro, determinándose el eje de rotación de la torre a partir de los datos de los módulos GPS durante una rotación de la grúa para poder determinar posteriormente la alineación de la pluma a partir de la posición conocida del eje de rotación de la torre y las respectivas señales de los módulos GPS. Otras grúas con módulos GPS para determinar las posiciones de la grúa se conocen por los documentos EP 2520532 A1, WO 2009/084820 A1 y FR 3030469 A1.

El documento WO2009/084820A1 desvela un procedimiento o una grúa de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 o la reivindicación 6.

En el caso de grúas como, por ejemplo, las grúas torre, por motivos de seguridad se deben evitar movimientos de la grúa que puedan provocar colisiones. Por un lado, en el caso de obstáculos sólidos como, por ejemplo, edificios o fachadas, la zona de trabajo de la grúa debe limitarse generalmente de tal modo que la pluma o el gancho de la grúa con una carga colocada en él no puedan moverse contra el obstáculo. Una correspondiente limitación del área de trabajo puede incluir, por ejemplo, una limitación del área de rotación alrededor del eje vertical de la grúa y/o una limitación del recorrido de desplazamiento del carro en un determinado intervalo de ángulo de rotación u otras restricciones de movimiento.

Por otro lado, si en una obra hay varias grúas, también es necesario limitar el área de trabajo de una grúa de forma dinámica, por así decirlo, en función de la respectiva posición momentánea de otra grúa. Una limitación general y fija de la zona de trabajo de las grúas en el sentido antes mencionado no es posible en este sentido, ya que entonces las distintas grúas ya no podrían trabajar de forma eficiente. Si una grúa gira con su pluma hacia la otra grúa, esto no supone un problema en sí mismo, por ejemplo, siempre que la otra grúa no gire también con su plana hacia la correspondiente área.

Para poder evitar tales movimientos de la grúa, que pueden provocar colisiones o para al menos poder avisar a tiempo al gruista, es necesario que el equipo anticolisión mida la posición de la grúa y la alineación de la pluma en relación con los posibles obstáculos -ya sea un edificio o una grúa móvil- o la distancia de la grúa y su pluma con respecto a estos, para poder detener movimientos de la grúa que reduzcan peligrosamente la distancia o para poder avisar con suficiente antelación al gruista.

Un equipo anticolisión de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento DE 2441 785 A1, que, para detectar las distancias entre las plumas de varias grúas entre sí, representa estas distancias entre las plumas de grúa como vectores y determina la distancia entre las puntas de la pluma o las secciones de pluma proyectadas sobre los vectores proyectados horizontalmente a partir de la diferencia entre los vectores.

Por el documento EP 18 94 882 B1 se conoce también un equipo anticolisión para grúas que determina de forma similar vectores de movimiento, pero no los determina como valor real, sino que los estima de antemano para poder intervenir tempranamente en movimientos que entrañen riesgo de colisión.

La instalación de los equipos anticolisión en este tipo de grúas hasta ahora ha sido relativamente compleja y propensa a errores si no se tienen las precauciones necesarias. Generalmente, la distancia entre las grúas o, más precisamente, la distancia entre los centros de las grúas, por ejemplo, en forma de los vértices de las grúas torre, se determina en este sentido mediante dispositivos de medición láser. Adicionalmente, debe determinarse la alineación de las grúas entre sí, en particular la alineación de las plumas entre sí, lo que generalmente se efectúa manualmente colocando manualmente las grúas en una determinada posición relativa. A continuación, el sensor del sistema anticolisión adopta los correspondientes valores. En su conjunto, esto supone un considerable esfuerzo de instalación. Además, pueden surgir errores relevantes para la seguridad si las mediciones o la determinación manual de la alineación no las realiza cuidadosamente un profesional experimentado.

Partiendo de esto, la presente invención se basa en el objetivo de crear una grúa mejorada con un equipo anticolisión y un procedimiento mejorado para instalar dicho equipo anticolisión, que eviten las desventajas del estado de la técnica y perfeccionen ventajosamente este último. En particular, debe conseguirse una instalación del equipo anticolisión de grúa que sea menos propensa a errores y que requiera menos tiempo.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 y una grúa de acuerdo con la reivindicación 6. Diseños preferentes de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Por lo tanto, se propone proporcionar automáticamente al equipo anticolisión la posición y alineación de la grúa mediante navegación por satélite y un sistema sensor de alineación adicional para evitar en la medida de lo posible la medición manual de distancias. De acuerdo con la invención, en la grúa está previsto un módulo de navegación por satélite, con cuya ayuda se determina automáticamente la posición de la grúa y se proporciona en forma de coordenadas globales del equipo anticolisión. La alineación de la grúa se determina automáticamente mediante un sistema sensor de alineación dispuesto en la grúa y se proporciona al equipo anticolisión en forma de una dirección en el sistema de coordenadas global. Los datos de posición y alineación pueden proporcionarse de forma totalmente automática y ser leídos directamente por el equipo anticolisión. Alternativa o adicionalmente, los datos también se pueden mostrar al gruista en una pantalla para darle al gruista o al instalador la oportunidad de comprobar y, dado el caso, hacer correcciones, antes de que los datos mostrados sean proporcionados al sistema anticolisión de forma semiautomática mediante confirmación.

El mencionado sistema sensor de alineación para determinar la alineación de la pluma de la grúa puede estar configurado básicamente de diferentes formas. Por ejemplo, se puede colocar una brújula en la pluma de la grúa para determinar su alineación en el sistema de coordenadas global, pudiendo estar configurada de forma ventajosa dicha brújula eléctricamente y/o proporcionar una señal eléctrica que refleje la alineación.

Ventajosamente, el propio módulo de navegación sirve también para determinar la alineación de la pluma de la grúa, lo que a primera vista parece absurdo, ya que, por sí solo, un módulo de navegación por satélite solo puede determinar una posición y no una alineación. Para resolver esta contradicción, en un perfeccionamiento ventajoso de la invención, el módulo de navegación por satélite se puede fijar a la pluma o a una contrapluma de la grúa o a otro elemento de la grúa como, por ejemplo, su lastre, a una distancia del eje de rotación de la grúa, de tal modo que dicho módulo de navegación recorra un arco circular alrededor del eje de rotación de grúa mientras gira la grúa. A partir de la trayectoria circular resultante y la serie o secuencia de datos de posición resultante a este respecto, el sistema sensor de alineación puede determinar el centro de la trayectoria circular para determinar la alineación de la pluma a partir del punto de rotación así conocido y la posición del módulo de navegación en cada caso actual.

Por ejemplo, la alineación se puede calcular adoptando el punto de la trayectoria circular más al norte, pudiendo calibrarse correspondientemente, por ejemplo, un sensor del mecanismo de giro asociado al mecanismo de giro de la grúa cuando se pasa o se alcanza dicho punto de la trayectoria circular más al norte, para así poder conocer, a través de la señal del sensor del mecanismo de giro, la respectiva alineación actual en cada caso de la pluma de la grúa y poder tenerla en cuenta.

Para poder determinar el centro de la trayectoria circular a partir de dicha trayectoria circular del módulo de navegación por satélite y, en consecuencia, la alineación de la grúa, se pueden utilizar procedimientos estadísticos o de optimización conocidos. Por ejemplo, usando un procedimiento de mínimos cuadrados, se pueden evaluar los datos de posición que representan la trayectoria circular y se puede calcular el centro de la trayectoria circular y la correspondiente alineación de la grúa.

Alternativa o adicionalmente, la alineación de la grúa también se puede determinar mediante dos o más módulos de navegación por satélite que se pueden fijar distanciados entre sí, por ejemplo, en la pluma de la grúa o en la pluma y la contrapluma de la grúa o en el eje de rotación de grúa y un punto en la pluma o la contrapluma a distancia del primero. Por ejemplo, si se fijan dos módulos de navegación por satélite en la punta de la pluma y en el extremo posterior de la contrapluma, se puede determinar a partir de las dos posiciones de los módulos de navegación apoyadas por satélite la alineación de la grúa o de la pluma, que resulta como una línea recta o línea de unión entre las dos posiciones de los dos módulos de navegación.

Adicionalmente a la determinación de la posición y alineación de la grúa mediante navegación por satélite y, dado el caso, sensores de alineación adicionales, la instalación del sistema anticolisión según otro aspecto de la presente invención también se puede simplificar considerablemente si se proporciona automáticamente al equipo anticolisión la posición de la grúa en forma de coordenadas globales a partir de un modelo de datos de obra, pudiendo proporcionarse las mencionadas coordenadas globales del modelo de datos de obra al gruista o al instalador de la grúa en una pantalla, por ejemplo, en el sentido de una secuencia de procedimiento parcialmente automatizada, por ejemplo, para su comprobación, dado el caso, su corrección o para su transferencia, mediante confirmación, al equipo anticolisión. Alternativamente, la puesta a disposición de dichos datos al equipo anticolisión también puede efectuarse de forma totalmente automatizada, si el equipo anticolisión puede comunicarse, por ejemplo, a través de un equipo de comunicación de datos, con un ordenador de control de la obra y/o directamente con un servidor en el que se guarda el modelo de datos de obra.

En un perfeccionamiento de la invención, la alineación de la grúa también se puede proporcionar automáticamente en forma de una información de dirección en el sistema de coordenadas global del mencionado modelo de datos de obra, por ejemplo, en forma de la dirección que apunta desde el respectivo punto central de la grúa hacia el punto central de otra grúa u otro punto de la obra de construcción.

Incluso si la posición y/o la alineación de la grúa se determinan o se ponen a disposición mediante navegación por satélite y/o a partir del modelo de datos de obra en forma de coordenadas globales, el equipo anticolisión puede funcionar en un sistema de coordenadas local incluso durante el funcionamiento. Para ello se pueden determinar en cada caso, por ejemplo, las distancias relativas entre sí a partir de las respectivas coordenadas globales de los puntos centrales de dos o tres grúas. Si la alineación de la grúa se ha indicado o se ha proporcionado en forma de una dirección en el sistema de coordenadas global, se puede calibrar correspondientemente un sensor de mecanismo de giro, que detecta la posición de giro de la grúa alrededor del eje vertical, de tal modo que el equipo anticolisión puede trabajar así con la señal local del sensor de mecanismo de giro. El equipo anticolisión y/o un componente de transformación asociado al mismo pueden realizar automáticamente la correspondiente conversión de las coordenadas globales a respectiva una distancia de grúa y/o a una respectiva alineación de grúa tan pronto como se hayan proporcionado los datos mencionados de la manera descrita.

En la medida en que se desee o se requiera una redundancia al instalar el equipo anticolisión, la posición de la grúa y/o la alineación de la grúa se pueden determinar o proporcionar en cada caso de diferentes maneras, por ejemplo, determinándose la posición de la grúa tanto mediante el módulo de navegación por satélite como proporcionándose desde el modelo de datos de obra. De forma alternativa o adicional, la alineación de la grúa se puede determinar tanto mediante una brújula eléctrica como mediante la detección descrita de las posiciones de la grúa mediante el módulo de navegación por satélite al girar la grúa.

La invención se explica en más detalle a continuación por medio de un ejemplo de realización preferente y correspondientes dibujos. En los dibujos, muestran:

la Figura 1: una vista en perspectiva de una grúa en forma de grúa torre que está provista de un módulo de navegación por satélite para la configuración de su equipo anticolisión, que está instalado en la contrapluma a cierta distancia del eje de rotación de la grúa, y

la Figura 2: una vista de los valores medidos del módulo de navegación por satélite cuando la grúa gira alrededor de su eje de rotación vertical de grúa.

Como muestra la figura 1, la grúa puede estar configurada como grúa torre 1, por ejemplo, en forma de una llamada grúa giratoria cuya torre 2 soporta una pluma 3 y una contrapluma 4 que se extienden esencialmente en horizontal y pueden girar con respecto a la torre 2 alrededor del eje vertical de torre 5. Sin embargo, en lugar de la configuración de grúa mostrada en la figura 1, la grúa torre 1 también podría configurarse como una grúa giratoria inferior y/o incluir una pluma abatible y/o tensarse hasta la base de la torre o superestructura mediante un refuerzo, pudiendo estar configurada, sin embargo, también como grúa telescópica con pluma abatible o como grúa portuaria de transbordo.

Para poder girar la pluma 3 está previsto un mecanismo giratorio 6 que, en la realización mostrada, está previsto en el extremo superior de la torre 2 entre la pluma 3 y la torre 2 y puede comprender una corona dentada con la que engrane la rueca de accionamiento accionada por un motor de accionamiento de 7.

En dicha pluma 3, puede montarse de forma móvil un carro 7, pudiendo desplazarse dicho carro 7 mediante un accionamiento de carro. El cable de elevación, al que está fijado o enrollado un gancho de carga 8, pasa por encima del carro 7 mencionado. El gancho de carga 8 puede bajar y subir mediante un polipasto 9.

Los movimientos de grúa mencionados son controlados por un dispositivo de control 10 de la grúa 1 que controla o supervisa los accionamientos mencionados, en particular el mecanismo de giro 6, el accionamiento de carro y el polipasto 9.

Además, está previsto un equipo anticolisión electrónico 11 que puede estar conectado con el equipo de control 10 mencionado o, dado el caso, también puede estar formado o implementado en él. El equipo anticolisión 11 mencionado también puede constituir un componente de jerarquía superior que puede comunicarse con equipos de control de otras grúas instaladas en la misma obra.

Si se producen movimientos de la grúa que pueden o podrían con provocar colisiones, el equipo anticolisión 11 mencionado puede intervenir en el respectivo dispositivo de control 10 para detener el correspondiente movimiento de la grúa, en particular, para detener el mecanismo de giro 6 y/o el polipasto 9 y/o el accionamiento del carro. Alternativa o adicionalmente, al gruista también se le puede mostrar una señal de advertencia correspondiente en una pantalla.

Para instalar dicho equipo anticolisión 11, la posición de la grúa, en particular la posición del eje de rotación de grúa 5, se determina utilizando un módulo de navegación por satélite 12, que puede montarse en la pluma 3 o en la contrapluma 4 a una distancia del mencionado eje de rotación de grúa 5.

Dado que el propio módulo de navegación por satélite 12 solo puede determinar una posición en forma de coordenadas globales y no una alineación, al instalar el sistema anticolisión, la grúa 1 gira alrededor de su eje de rotación vertical de grúa 5, de modo que el módulo de navegación por satélite 12 se desplaza a lo largo de una trayectoria circular alrededor del eje de rotación de grúa 5.

Las posiciones medidas al girar la grúa 1 alrededor del eje de rotación de grúa 5 se muestran en la figura 2 y dan como resultado al menos aproximadamente la trayectoria circular del módulo de navegación por satélite 12 alrededor del eje de rotación de grúa 5.

El centro de la grúa o la posición del eje de rotación de grúa 5 se puede determinar determinando el centro de la trayectoria circular que ha recorrido el módulo de navegación por satélite 12. La alineación de la grúa se puede calcular, por ejemplo, tomando el punto situado más al norte del círculo. Además de los métodos geométricos, como métodos de cálculo también se pueden utilizar procedimientos estadísticos o de optimización adecuados como, por ejemplo, en particular el procedimiento de mínimos cuadrados.

Ventajosamente, el sistema anticolisión se puede instalar utilizando solo un módulo de navegación por satélite 12 y el hardware necesario se puede minimizar a pesar de la instalación automatizada.

Alternativa o adicionalmente, por razones de redundancia, la posición y alineación de la grúa también se pueden determinar de otra manera. Por ejemplo, se pueden utilizar dos módulos de navegación por satélite que se pueden fijar distanciados entre sí en la pluma 3 y/o en la contrapluma 4 y/o, por un lado, en la torre 2 y, por otro lado, en la contrapluma 4 o en la pluma 3.

De acuerdo con la invención, también se fija un módulo de navegación por satélite 12 al mencionado carro 7 para poder determinar la alineación de la pluma 3 de una manera sencilla mediante el desplazamiento del carro 7 a lo largo de la pluma 3 y las posiciones medidas a este respecto. Para ello, se detiene el mecanismo de giro 6 y se acciona el accionamiento del carro, de modo que las posiciones medidas por el módulo de navegación por satélite 12 se encuentran al menos aproximadamente a lo largo de una línea recta que se puede trazar a través de los puntos de medición, por ejemplo, mediante un procedimiento de evaluación estadística. La recta mencionada se corresponde así con la alineación de la pluma de grúa 3.

En principio, también cabe la posibilidad de fijar el receptor de satélite 12 al gancho de la grúa y evaluar correspondientemente a este respecto las posiciones medidas para determinar la posición o la alineación de la grúa.

Además, también se puede proporcionar al equipo anticolisión 11 la posición de la grúa y/o la alineación de la grúa en forma de coordenadas globales y/o una dirección en el sistema global de coordenadas introduciéndolas en una pantalla o en un dispositivo de entrada, proporcionándose las coordenadas globales, que reflejan la posición de la grúa, y/o la dirección global, que refleja la alineación de la grúa, a partir de un modelo de datos de obra 13. El mencionado modelo de obra 13 se puede guardar, por ejemplo, en un servidor como un ordenador maestro, y la puesta a disposición para el sistema anticolisión puede realizarse, por ejemplo, a través de un ordenador central de obra 14 y correspondientes conexiones de datos.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para instalar un equipo anticolisión (11) de una grúa (1) que presenta una pluma (3) que puede girar alrededor de un eje de rotación vertical de grúa (5), en el que se determina una posición de grúa y una alineación de la grúa, en particular de la pluma (3), determinándose la posición de la grúa automáticamente mediante un módulo de navegación por satélite (12) en la grúa (1) y proporcionándose en forma de coordenadas globales del equipo anticolisión (11), y determinándose automáticamente la alineación de la grúa mediante un sistema sensor de alineación (15) instalado en la grúa (1) y proporcionándose en forma de una dirección en el sistema de coordenadas global del equipo anticolisión (11), caracterizado por que la alineación de la grúa se determina mediante el módulo de navegación por satélite (12) que está fijado a un carro (7) de la grúa, desplazándose el carro (7) con el mecanismo de giro de la grúa parado, se desplaza a lo largo de la pluma (3) y determinándose una línea recta a través de las posiciones del módulo de navegación por satélite (12) medidas durante el desplazamiento del carro (7) que se utiliza como alineación de la grúa.

2. Procedimiento según la reivindicación precedente, determinándose la alineación de la grúa mediante el módulo de navegación por satélite (12), que está fijado a la grúa (1) a una distancia del eje de rotación de grúa (5), girando la grúa (1) alrededor de su eje de rotación de grúa (5) y determinándose, a partir de las posiciones medidas del módulo de navegación por satélite (12) mientras gira la grúa (1), la posición del eje de rotación de grúa (5) y, la alineación de la grúa, a partir de la respectiva posición del módulo de navegación por satélite con respecto al eje de rotación de grúa (5) determinado, por medio del sistema sensor de alineación (15).

3. Procedimiento según la reivindicación precedente, determinándose a partir de los puntos de medición del módulo de navegación por satélite (12) una trayectoria circular al girar la grúa (1) y determinándose el centro de la trayectoria circular como eje de rotación de grúa (5), estando conectados dichos puntos de medición del módulo de navegación por satélite (12) con un procedimiento de evaluación geométrica y/o a un procedimiento de evaluación estadística, en particular al procedimiento de mínimos cuadrados.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones procedentes, determinándose la alineación de la grúa (1) mediante dos o más módulos de navegación por satélite (12) que están separados entre sí en la pluma (3) y/o en la contrapluma (4) y/o están instalados, por un lado, en una torre (2) y, por otro lado, en la pluma (3) o contrapluma (4), determinándose la alineación de la grúa como línea de unión entre los puntos de medición de los distintos módulos de navegación por satélite separados entre sí.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, proporcionándose al equipo anticolisión (11) la posición de la grúa automáticamente en forma de coordenadas globales y/o de una dirección en el sistema de coordenadas global a partir de un modelo de datos de obra (13).

6. Grúa con una pluma (3) que puede girar alrededor de un eje de rotación vertical de grúa (5) y desde la cual se puede hacer descender un gancho de carga, un dispositivo de control (10) para controlar los movimientos de la grúa y un equipo anticolisión (11) para vigilar los movimientos de la grúa para prevenir posibles colisiones, así como para detener dichos movimientos de la grúa y/o emitir una señal de advertencia, estando montado en la grúa (1) un módulo de navegación por satélite (12) para determinar la posición de la grúa y estando previsto un sistema sensor de alineación (15) para determinar una alineación de la grúa en forma de una dirección en el sistema de coordenadas global, estando configurado el equipo anticolisión (11) para utilizar la posición de la grúa determinada por el módulo de navegación por satélite (12) en la forma de coordenadas globales y la alineación de la grúa determinada por el sistema sensor de alineación (15) para la vigilancia de colisiones, caracterizado por que el módulo de navegación por satélite (12) está fijado a un carro de la grúa y el sistema sensor de alineación (15) está configurado para determinar la alineación de la grúa desplazando el carro (7) a lo largo de la pluma (3) cuando el mecanismo de giro de la grúa está parado y determinándose por las posiciones medidas durante el desplazamiento del carro (7) del módulo de navegación por satélite (12) una línea recta que se utiliza como alineación de la grúa.