ES2964753T3 - Procedimiento para monitorizar al menos una grúa - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para monitorear al menos una grúa, preferiblemente dos o más grúas, en particular grúas torre giratorias, en una obra, en el que están previstos uno o más medios ópticos de detección y una unidad de vigilancia de colisiones analiza los datos ópticos adquiridos. para reconocer una posible colisión entre al menos una grúa y otra grúa y/o cualquier otro borde perturbador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para monitorizar al menos una grúa

La presente invención hace referencia a un procedimiento para monitorizar una o varias grúas giratorias de torre en una obra.

El manejo de la grúa y el control del gancho, con o sin carga enganchada, habitualmente tiene lugar mediante operadores de la grúa que se encuentran en la cabina de la grúa, en una tarima de control o, sin embargo, en tierra, en el área de trabajo de la grúa. Desde la cabina de la grúa se garantiza la mejor vista de la obra, pero en la mayoría de los casos la distancia entre el operador de la grúa y el gancho de la grúa es tan grande que es difícil un desplazamiento exacto de una carga que debe posicionarse o del gancho. Además, a menudo sucede que el gancho se encuentra en un área que no puede ser vista o que sólo puede ser observada de forma limitada por el operador de la grúa. Por ejemplo, cuando el gancho se posiciona detrás de un borde de un edificio y la línea visual directa hacia la carga está bloqueada desde la cabina de la grúa. En esos casos, mayormente una segunda persona imparte las instrucciones.

Otra posibilidad consiste en el control de la grúa mediante un radiomando que permite al operador abandonar la cabina del operador para dirigirse a una posición más conveniente, con una mejor vista hacia la carga o hacia el gancho. Sin embargo, esto requiere parcialmente movimientos complicados, o eventualmente riesgosos, de las personas que se encuentran en la obra.

El objeto de la presente invención consiste en evitar posibles colisiones de la grúa con otros objetos o con otras grúas en la obra. Para evitar colisiones inminentes entre dos o varias grúas en una o la misma obra, hasta el momento se utilizan sistemas anticolisión correspondientes. Los sistemas anticolisión (SAC) a menudo son desarrollados y proporcionados por proveedores externos y sólo se instalan en las grúas giratorias de torre en las obras en caso necesario.

Para la integración del SAC, en la grúa está proporcionada una interfaz externa a la que los proveedores externos pueden acoplar sus módulos para los sistemas anticolisión, de modo que pueden obtener los datos necesarios de la grúa. Entre esos datos se encuentran ante todo el ángulo de rotación real, la posición del carro o la profundidad de descenso de la carga elevada. Los datos obtenidos mediante la interfaz se procesan en un modelo de cálculo para determinar el posible riesgo de colisión y advertir a tiempo. Si se detecta un riesgo de colisión inminente se desconectan todas las grúas en la obra. Precisamente en el caso de una gran cantidad de grúas en la obra, la probabilidad de una situación de desconexión de esa clase es alta, y la desconexión de todas las grúas, es decir, no sólo de las grúas que se encuentran bajo el riesgo inmediato de una colisión, implica una intervención enorme en la organización del trabajo en la obra. A su vez, esto conduce a una aceptación significativamente menor de los sistemas de esta clase en los operadores de grúas.

Además, en estos sistemas un reconocimiento de la posición de carga o del movimiento de la carga sólo es posible en el estado rígido, puesto que las deformaciones de la estructura soporte o eventuales oscilaciones del cable elevador, que se producen durante el movimiento habitual de la grúa, no pueden reconocerse mediante los datos intercambiados por medio de la interfaz. Además, sólo se detectan riesgos de colisión entre grúas que estén equipadas con un SAC correspondiente. Las colisiones inminentes con otros objetos en la obra, como por ejemplo vehículos, edificaciones, componentes o incluso personas que se desplazan alrededor, no pueden detectarse ni reconocerse.

Por el documento US2015/329333A1 se conoce una grúa giratoria de torre con un dispositivo de determinación de la posición del gancho, que comprende una cámara colocada en el carro, que puede desplazarse junto con el carro, y que desde el carro mira hacia abajo, esencialmente de forma vertical.

La grúa giratoria de torre comprende además una unidad de monitorización de colisión que analiza los datos de imagen registrados, y que controla movimientos de la grúa en función de la posición del gancho, relativamente con respecto a las proximidades del gancho.

Por consiguiente, se busca un procedimiento adecuado que posibilite una monitorización mejorada de una grúa, así como una monitorización mejorada de varias grúas para la realización de una monitorización anticolisión.

Dicho objeto se soluciona mediante un primer aspecto de la invención conforme al procedimiento según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes que suceden a la reivindicación principal se indican configuraciones ventajosas del procedimiento.

Según la invención se propone un procedimiento para monitorizar una o varias grúas giratorias de torre en una obra. Para ello se utilizan uno o varios medios de registro ópticos, para observar componentes relevantes de una o de varias grúas. Los medios de registro generan datos ópticos que se transfieren a una unidad de monitorización de colisión. La misma recibe los datos ópticos de uno o de varios medios de registro y los analiza mediante un algoritmo de reconocimiento adecuado. Mediante el análisis se detectan posibles colisiones entre al menos una grúa y un objeto, por ejemplo otra grúa u otro perfil que presente aristas proyectivas, como vehículos que se encuentran en la obra, edificios, árboles o personas.

Con uno o varios medios de registro puede observarse tanto la grúa, como también el entorno más próximo a la grúa. Gracias a esto no sólo pueden predecirse de modo fiable colisiones con otras grúas, sino también con otros objetos. Las colisiones pueden impedirse mediante la intervención temprana de la unidad de monitorización de colisión en el respectivo control de la grúa, donde en este caso, de manera específica, pueden desconectarse las grúas directamente afectadas. Otras grúas que también son observadas por el medio de registro, pero que no resultan directamente afectadas por el riesgo de colisión pueden continuar funcionando sin riesgos.

La unidad de monitorización de colisión, eventualmente mediante una interfaz adecuada, se comunica con el control de la grúa, de al menos una grúa en la obra. En caso de detectarse una colisión inminente, eventuales señales de control se envían desde la unidad de monitorización de colisión al control de la grúa, de la grúa afectada, para provocar una interrupción inmediata de los movimientos de la grúa. También es posible que mediante la interfaz, desde el control de la grúa, se transmitan datos de movimiento de la grúa hacia la unidad de monitorización de colisión, para considerarlos de forma complementaria para la detección de colisión, por ejemplo para verificar los datos de imagen analizados. Esto puede mejorar la predicción temprana de situaciones de riesgo.

Entre esos datos que se transmiten desde al menos un control de la grúa a la unidad de monitorización de colisión, se encuentran por ejemplo parámetros reales de la grúa, del funcionamiento de la grúa, que preferentemente representan el ángulo de rotación real de la pluma en la grúa giratoria superior, la posición real del carro, de una carretilla, o la profundidad de descenso de la carga elevada.

Según una forma de ejecución preferente, uno o varios medios de registro ópticos pueden estar dispuestos de forma fija o separable en la estructura de la grúa, de una grúa. En particular es posible asociar medios de registro ópticos separados de distintos componentes de la grúa, así como montarlos en los mismos; por ejemplo, en la pluma y/o en la contrapluma y/o en el carro y/o en el gancho y/o en una plataforma giratoria en las grúas giratorias inferiores respectivamente puede estar proporcionado un medio de registro óptico. Del mismo modo es posible montar uno o varios medios de registro en el entorno de una grúa.

De manera alternativa o complementaria puede preverse que uno o varios medios de registro ópticos estén conformados en forma de medios de registro móviles, que estén dispuestos de forma fija en la estructura de la grúa o en otro objeto de la obra. En lugar de ello, los medios de registro móviles de esa clase se mueven mientras que la grúa se encuentra en movimiento, para monitorizar componentes de la grúa relevantes en función de la aplicación y de la situación, y para transmitir información de imágenes relativa a ello a la unidad de monitorización de colisión. Según la invención se consideran los medios de registro volantes, que también registran de cerca puntos o componentes de la grúa de difícil acceso y, con ello, pueden generar datos suficientemente precisos para el análisis de datos subsiguiente.

Los medios de registro ópticos presentan uno o varios sensores de imágenes adecuados, o cámaras, para registrar los componentes de la grúa, así como los movimientos de la grúa. En un caso ideal se utilizan cámaras de tres dimensiones.

Según la invención se considera deseable una activación automatizada del dispositivo de movimiento de los medios de registro móviles para liberar al operador de la grúa del control adicional del medio de registro. Con la activación automatizada de los medios de registro móviles siempre puede asegurarse que éstos tengan una posición de observación óptima hacia el componente de la grúa relevante en función de la situación. Con relación a lo mencionado, es posible una activación de los medios de registro móviles sincronizada con respecto al control regular de la grúa. Por ejemplo, la activación de los medios de registro móviles puede estar sincronizada con el movimiento de un gancho. El medio de registro, de este modo, se mueve de forma síncrona con el gancho, debido a lo cual está garantizada una posición de observación óptima. Pero éste se trata solamente de un ejemplo de ejecución; es posible una activación síncrona con cada componente móvil de la grúa, por ejemplo, también con la pluma, el carro u otros componentes.

Mediante la unidad de monitorización de colisión según la invención y mediante el análisis subsiguiente de los datos ópticos es posible detectar deformaciones dinámicas de la estructura de la grúa y también considerarlas para la monitorización de colisión. Lo mismo se aplica para eventuales movimientos de oscilación del cable elevador, que no podían registrarse con los sistemas anteriores. La observación que proporciona imágenes y el análisis subsiguiente de las imágenes, además, permite un reconocimiento exitoso de eventuales movimientos de oscilación de la carga o de los componentes de la grúa asociados a los mismos. Del mismo modo, con la ayuda del material de imágenes puede considerarse el contorno de carga concreto para la monitorización de colisión. Mientras que los sistemas existentes dependían de los datos de medición en la grúa, que no posibilitaban una detección precisa de la carga elevada, con la ayuda del procedimiento según la invención también el contorno efectivo de la carga puede considerarse para la monitorización de colisión.

El objeto de la presente invención también hace referencia a un procedimiento para la monitorización y/o la inspección de una o de varias grúas giratorias de torre. Para la monitorización y/o la inspección de la grúa, según la invención, se utiliza un medio de registro óptico móvil, un medio de registro óptico volante. El mismo se desplaza/vuela cerca de los componentes de la grúa que deben monitorizarse, permitiendo así siempre una posición de observación óptima relativamente a los componentes que deben observarse. Los datos de observación ópticos generados pueden enviarse a una unidad de evaluación, a un puesto del operador de la grúa o directamente al control de la grúa.

El operador de la grúa puede permanecer cómodo en su lugar de trabajo convencional y en situaciones específicas no debe fiarse de información de terceros. Además, no es necesario abandonar transitoriamente el puesto del operador de la grúa. En lugar de ello, el operador puede visualizar en un monitor de su puesto los datos de observación registrados del medio de registro móvil, de manera que desde allí tiene una posición de observación óptima para controlar la grúa. Un medio de registro móvil de esa clase en particular recopila información de imágenes que fue registrada con la ayuda de una cámara, preferentemente de una cámara de tres dimensiones.

El medio de registro móvil puede estar realizado como un multicóptero que está equipado con sensores de registro de imágenes correspondientes y que comprende un módulo de comunicaciones correspondiente para transmitir los datos ópticos al control de la grúa o al puesto del operador de la grúa.

También aquí es posible una activación automática del medio de registro sincronizada con respecto al control regular de la grúa, para garantizar siempre la posición de observación óptima del medio de registro. Por consiguiente, el operador de la grúa no debe ocuparse también del control del medio de registro, sino que puede concentrarse por completo en el control de la grúa. El medio de registro se mueve de forma síncrona con un componente de la grúa que se ha desplazado. La información de imágenes relativa a los componentes de la grúa relevante para el control se transmite en tiempo real para ser visualizada.

También es posible que la activación sincronizada del medio de registro tenga lugar con la ayuda de una conexión de comunicaciones inalámbrica entre el medio de registro móvil y el componente de la grúa que debe observarse. Por ejemplo, los ganchos y los medios de registro podrían encontrarse en una conexión por radio. Al accionarse el gancho de la grúa, el medio de registro también se mueve de forma automatizada.

Junto con el procedimiento según la invención, la presente invención también hace referencia a un sistema para la monitorización de colisión de una o varias grúas, donde el sistema está dispuesto para realizar el procedimiento según la invención según una de las reivindicaciones 1 a 7. Las ventajas y las propiedades del sistema claramente se corresponden con aquellas del procedimiento según la invención, por lo que se prescinde de una descripción repetida.

La invención se explica nuevamente a continuación. En primer lugar se describe la monitorización de colisión. La idea según la invención parte de que el estado real en la obra se registra mediante una o varias cámaras que están fijadas en el entorno de la grúa o, de forma alternativa, en los componentes de la grúa y en la carga enganchada. En particular, las cámaras están montadas en la pluma, en la contrapluma, en el carro, en el gancho o también en la plataforma giratoria, en el caso de una grúa giratoria inferior. Éstas monitorizan los respectivos componentes y transmiten sus datos de observación, es decir, los datos de imagen, a una unidad de monitorización de colisión central. La misma, mediante procedimientos de análisis de imágenes, realiza una monitorización de colisión, donde mediante la información de imagen transmitida pueden detectarse a tiempo colisiones inminentes. Debido a esto, por una parte, no sólo pueden detectarse colisiones entre las grúas individuales de la obra, sino que también puede detectarse un riesgo de colisión de una grúa con otros edificios, componentes, aparatos o también personas en la obra.

Además, el sistema y el procedimiento según la invención ofrecen la ventaja de que también pueden detectarse riesgos que se producen debido a los contornos de la carga enganchada, por ejemplo en el caso de componentes largos. Asimismo, la evaluación de los datos de imagen permite una detección de riesgos durante la operación de la grúa, independientemente del tipo del movimiento de la grúa, de las deformaciones dinámicas de la estructura de la grúa, así como de eventuales movimientos de oscilación del cable de elevación.

Junto con las cámaras dispuestas de forma fija en los componentes individuales puede utilizarse una unidad de registro móvil, por ejemplo en forma de un multicóptero. Un multicóptero de esa clase está equipado con cámaras para observar desde el aire, de forma controlada, eventuales sectores del entorno.

A continuación se explica otro ejemplo de ejecución que no corresponde a la invención, pero en donde las configuraciones del multicóptero también son válidas para la utilización del multicóptero para una monitorización de colisión.

La solución para la monitorización y la inspección de una grúa consiste en la utilización de por ejemplo al menos un multicóptero que, gracias al equipamiento con una cámara y distintas posibilidades de control, ofrece las siguientes ventajas. Mediante el multicóptero siempre puede tener lugar una vista óptima hacia la carga desde una distancia reducida y en una posición de observación conveniente. Esto siempre garantiza un buen seguimiento de la carga durante el movimiento de la grúa y del gancho. La representación de los datos de imagen registrados del multicóptero se puede mostrar en el monitor del operador de la grúa.

Además, el multicóptero se activa automáticamente y de forma síncrona con respecto al gancho, de manera que siempre esté asegurada una posición de observación óptima. El control síncrono del multicóptero tiene lugar mediante una comunicación inalámbrica entre el gancho y el multicóptero, con la posibilidad de modificar la posición o la dirección visual del multicóptero mediante una intervención manual, en caso de ser necesario.

Además, es posible que también se automatice el control del gancho, donde para un control automatizado se emplean los datos de imagen proporcionados del multicóptero. Con el multicóptero también puede tener lugar un reconocimiento de la posición del gancho mediante sistemas de monitorización inalámbricos y mediante un control automático del movimiento de la grúa por medio de la definición de la posición al depositarse, de este modo, por ejemplo, mediante coordenadas espaciales. Finalmente, la utilización de un multicóptero ofrece un funcionamiento de la grúa casi completamente automatizado.

Además, el uso del multicóptero con la cámara es adecuado para simplificar en alto grado la inspección de la grúa montada y principalmente para posibilitar dicha inspección en puntos de difícil acceso. Puede mencionarse aquí el arriostramiento de grúas giratorias de carro que sólo pueden controlarse con gran esfuerzo. Mediante el movimiento con una cámara que proporciona una calidad de imagen correspondiente pueden controlarse de forma específica tanto los componentes, como también los medios de conexión, inspeccionando por ejemplo así que los mismos se encuentren completos (pernos, tornillos, husillos), roturas, daños debido a corrosión, juego.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para monitorizar una o varias grúas giratorias de torre en una obra, donde

están proporcionados uno o varios medios de registro ópticos volantes con al menos una cámara para el registro de datos ópticos, cuyos movimientos se controlan automáticamente de forma síncrona con respecto al control de la grúa, de al menos una grúa y,

una unidad de monitorización de colisión analiza los datos ópticos registrados para detectar una posible colisión entre al menos una grúa y otra grúa y/u otro perfil que presente aristas proyectivas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de monitorización de colisión se comunica con el control de la grúa, de al menos una grúa, mediante una interfaz de la grúa adecuada, donde al detectarse un caso de colisión se envían señales de control al control de la grúa, de al menos una grúa, en particular para la detención inmediata de la grúa.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de monitorización de colisión, mediante la interfaz de al menos una grúa, solicita información de control, en particular información sobre el ángulo de rotación real, la posición del carro, la profundidad de descenso de la carga elevada de la grúa, y considera esa información recibida, eventualmente junto con los datos ópticos, en el reconocimiento de posibles colisiones.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos uno, de uno u otros varios medios de registro ópticos, está dispuesto en la estructura de la grúa, de una grúa, en particular medios de registro ópticos separados están montados en distintos componentes de grúa, de una grúa, por ejemplo en la pluma y/o en la contrapluma y/o en la carretilla y/o en el gancho y/o en una plataforma giratoria.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque uno o varios medios de registro ópticos son sensores de imágenes, en particular una cámara de tres dimensiones.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de monitorización de colisión, mediante el análisis de los datos ópticos, detecta deformaciones dinámicas de la estructura soporte de la grúa y/o movimientos de oscilación del cable de elevación, y los considera para la siguiente monitorización de colisión.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de monitorización de colisión reconoce colisiones del contorno de carga con objetos y/o grúas extraños.

8. Sistema para la monitorización de colisión de una o varias grúas giratorias de torre, dispuesto para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7.