ES2969682T3 - Sistema de detección de colisiones para una protección contra choques - Google Patents

Sistema de detección de colisiones para una protección contra choques Download PDF

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Abstract

Esta invención se refiere a un sistema de detección de colisiones (1) para detectar y evaluar el estado de un protector contra choques (2), que comprende al menos un protector contra choques (2), que está provisto de un sensor para detectar una colisión sobre o contra dicho protector contra choques (2), en el que dicho sistema comprende una unidad de procesamiento, que está prevista para evaluar, en base a las señales generadas por el sensor, el efecto de una colisión en el protector contra choques (2) y, si es necesario, para iniciar una señal de alarma. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de detección de colisiones para una protección contra choques
Esta invención se refiere, por un lado, a un sistema de detección de colisiones para detectar y evaluar el estado de una protección contra choques erigible de forma fija, que comprende al menos una protección contra choques. La protección contra choques es preferiblemente un protector de bastidor de estantería, una barrera de seguridad, un calzo para ruedas, una pantalla protectora, un bolardo o un protector de columna.
En entornos industriales, tales como almacenes y centros logísticos, se utilizan frecuentemente carretillas elevadoras para manipular productos. Para proteger zonas peatonales, bastidores de estanterías, maquinaria u otros elementos estructurales contra un choque (colisión, impacto) con carretillas elevadoras u otros vehículos, se instalan los denominados dispositivos de protección contra choques o protecciones contra choques. Generalmente están hechos de materiales tales como metal, plástico o de una combinación de los dos.
Las protecciones contra choques en cuestión están diseñadas para poder soportar una energía de impacto (colisión) máxima específica. Por debajo de este nivel de energía, el sistema reacciona elásticamente, por lo que vuelve a su forma original. Por encima de este nivel de energía, tendrá lugar una deformación (plástica). Esto se ilustra en la Figura 1, que es una representación de un diagrama general de tensión-elasticidad de polímeros. Las partes del sistema que se someten a carga en la zona plástica no se romperán ni agrietarán inmediatamente, pero perderán su resistencia inicial. Sin embargo, esto no es siempre visualmente evidente. Esto es debido a que una deformación plástica de un polímero también puede producirse internamente sin daño visible en el exterior, o porque el dispositivo protector está construido de manera que consista en elementos internos y externos, en donde un elemento interno dañado no es visible. Esto puede conducir a situaciones peligrosas si tiene lugar un choque adicional en una protección contra choques dañada. Incluso con un impacto por debajo del valor máximo de energía diseñado, la protección contra choques puede romperse.
Los ejemplos típicos de la industria son conductores de carretillas elevadoras temerarios, que causan grandes choques y no siempre informan a su superior si no hay daño visible. Sin embargo, no se dan cuentan de que, como resultado de este choque, la protección contra choques ha sufrido (frecuentemente) un daño grave que puede dar lugar a riesgos graves en caso de que se produzca un choque posterior contra, por ejemplo, los pilares o los elementos que proteger.
De la publicación de patente internacional WO 2011/038764 se conoce la colocación de una pluralidad de sensores de posición en posiciones definidas en un vehículo y/o en uno o más componentes del vehículo para poder determinar si se ha producido un impacto en cualquier lugar. A través de los diversos sensores, se hace posible generar una imagen tridimensional del vehículo (o un componente de vehículo). Si, como resultado de, por ejemplo, un impacto, la posición relativa de los diversos sensores entre sí cambia, entonces esta imagen tridimensional cambiará de la misma manera. Al hacer posteriormente la comparación con la imagen original, es posible determinar dónde se ha producido un impacto. WO 2011/038764 también describe que los vehículos pueden equiparse además con un número de sensores adicionales para obtener funciones adicionales, tales como, por ejemplo, un sensor de aceleración para registrar el número de rodadas en caso de accidente, o un sensor de velocidad para determinar la velocidad del vehículo. Sin embargo, esta publicación de patente describe solo realizaciones específicamente para vehículos, que, debido a su coste, no se utilizarán directamente para estructuras erigidas de forma fija (estática), tales como el sistema de detección de colisiones. Además, es un sistema complejo.
Se conoce otro sistema de detección de colisiones de DE102011089380.
El objeto de esta invención es proporcionar un sistema de detección que permita informar a los usuarios sobre el estado de una protección contra choques específica.
El objeto de la invención se logra proporcionando un sistema de detección de colisiones para detectar y evaluar el estado de una protección contra choques erigible de forma fija según la reivindicación 1.
En estructuras erigibles de forma fija, tal como la protección contra choques según la invención, la aceleración (inicial) es “ 0” en circunstancias normales de uso. Sin embargo, en caso de un impacto (colisión), la estructura experimentará una aceleración, en primer lugar positiva y posteriormente, cuando vuelva a la posición original, negativa. Esto conduce a un perfil de aceleración que es traducido por la unidad de procesamiento (a través de un algoritmo) en un impacto expresado en julios. Este valor calculado se compara entonces con los valores límite (umbral) conocidos de la estructura (protección contra choques) contra la que se ha conducido.
El sistema según esta invención permite reconocer el evento de colisión (impacto) de una protección contra choques específica y, por lo tanto, por así decirlo, para hacer visible el daño no visualmente aparente. El sistema se proporciona para registrar cada colisión y calcular la gravedad de la misma. Si se lleva el registro del historial de choques (colisiones), también es posible planificar el mantenimiento preventivo, de modo que disminuya el riesgo de que un sistema falle.
En el sistema de detección según la invención, la unidad de procesamiento calculará la energía de impacto (Ei) de una colisión sobre o contra la protección contra choques en base a la aceleración registrada y al tiempo de la aceleración. En una realización preferente, se genera una señal de alarma si la energía de impacto registrada es mayor que un valor preestablecido (Et).
En una realización preferida del sistema de detección de colisiones según la invención, la señal generada por el sensor contiene información sobre el lugar de la colisión y la magnitud de la colisión (energía de impacto). La energía de impacto de un choque se puede medir y calcular con diversos sensores. En una realización preferente, el sensor es un acelerómetro, un extensómetro mecánico o un sensor óptico. Naturalmente, otros sensores conocidos adecuados para determinar la magnitud de una colisión entran igualmente en el alcance de esta invención. Según una realización más preferente del sistema de detección de colisiones según esta invención, la evaluación de una colisión tiene lugar durante una fase de evaluación, en donde la evaluación se realiza sobre la base de al menos las señales generadas por el sensor y las propiedades del material a partir del cual se hace el dispositivo de protección. Según la invención, se usan datos que pueden derivarse del diagrama de tensión-elasticidad del material a partir del cual se hace el dispositivo de protección. Además, se puede tener en cuenta información y datos de simulaciones y pruebas físicas, en donde, por ejemplo, una cierta masa se hace chocar a una cierta velocidad contra un dispositivo de protección específico.
En una realización particular del sistema de detección de colisiones según la invención, la protección contra choques es un protector de bastidor de estantería, una barrera de seguridad, un calzo para ruedas, una pantalla protectora, un bolardo o un protector de columna.
Otro objeto de esta invención se refiere a un método para detectar y evaluar el estado de una protección contra choques erigible de forma fija según la reivindicación 9. La evaluación de una colisión se realiza preferiblemente durante una fase de evaluación, en donde la evaluación se realiza sobre la base de al menos las señales generadas por el sensor y las propiedades del material a partir del cual se hace la protección contra choques.
El método según esta invención es particularmente adecuado para la implementación en un sistema de detección de colisiones según esta invención.
Para ilustrar e indicar mejor las propiedades y particularidades de esta invención, a continuación se describe el dispositivo y método según la invención de forma más detallada. Cabe aclarar que nada en lo sucesivo en la presente descripción puede interpretarse como una limitación de la protección, reivindicada en las reivindicaciones, para esta invención.
En esta descripción, se hace referencia por medio de números de referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
- Figura 1es una representación de un diagrama general de tensión-elasticidad de polímeros;
- Figura 2es una representación esquemática de un sistema de detección de colisiones según la invención;
- Figuras 3 a 11muestran un número de posibles realizaciones de una protección contra choques que se pueden usar en el sistema de detección de colisiones según la invención.
Una solución para reconocer el evento de impacto de una protección contra choques y, por lo tanto, para hacer visible el daño invisible, es colocar el sistema de detección de colisiones (impactos) según esta invención, que registra cada choque y calcula la gravedad del mismo.
Según esta invención, el sistema (1) de detección de colisiones para detectar y evaluar el estado de una protección (2) contra choques y como se representa esquemáticamente en la Figura 2 comprende al menos una protección (2) contra choques, que está provista de un sensor para detectar una aceleración sobre o contra la dicha protección (2) contra choques, en donde dicho sistema (1) comprende una unidad de procesamiento, que se proporciona para evaluar, sobre la base de las señales generadas por el sensor, el efecto de una colisión en el dispositivo (2) de protección y, si es necesario, iniciar una señal de alarma.
La unidad de procesamiento calculará la energía de impacto (Ei) de una colisión sobre o contra la protección contra choques en base a la aceleración registrada y al tiempo de la aceleración. Se genera una señal de alarma si la energía de impacto registrada es mayor que un valor preestablecido (Et).
Los choques no críticos (por lo tanto, con valores en la zona de deformación elástica en el diagrama de tensiónelasticidad - véase la Figura 1) y los choques críticos (valores en la zona de deformación plástica en el diagrama de tensión-elasticidad - véase la Figura 1) se registran y graban. Se establecen reglas (valores) para cada tipo de protección contra choques. Estas reglas estipulan el comportamiento que el sistema de detección de colisiones debe presentar en caso de un choque. Por lo tanto, el sistema, por ejemplo, puede generar una señal (alarma) en caso de un choque grave.
La unidad de procesamiento utiliza un algoritmo. El algoritmo se puede proporcionar tanto en la unidad de procesamiento como en la protección contra choques. Este algoritmo identifica el tipo de choque del perfil de los datos de impacto. Para ello, se consulta el patrón de la aceleración durante el período del impacto. De esta manera, se puede hacer una distinción entre un choque lento, pero potente y un choque breve. Ambos pueden conducir a un impacto crítico, pero tienen un perfil de impacto completamente diferente. Algunos parámetros que son importantes en este contexto: el momento en el que la aceleración se vuelve negativa, el número de veces que la aceleración cambia sucesivamente de positiva a negativa, la duración de las diversas fases en el gráfico de aceleración-tiempo. El algoritmo (la unidad de procesamiento) después, en función del tipo de choque, traduce los valores de aceleración en un valor de impacto en julios. Este valor se compara entonces con los valores umbral que se determinan para cada producto. Por lo tanto, se hace una evaluación de la gravedad del choque.
De esta manera, por ejemplo empíricamente, se determinaron varios valores umbral. Por lo tanto, se determinó que el valor umbral de la energía que la protección contra choques puede absorber al máximo como se muestra en la Figura 5 se encuentra en 15.800 julios. A valores más altos, la protección contra choques falla (se rompe). Si, por lo tanto, se produce un impacto en esta protección (2) de choques, en el caso de la protección contra choques que se muestra en la Figura 5, se generará una señal de alarma si la energía de impacto registrada es mayor que el valor establecido de 15.800 julios. En el caso de la protección contra choques que se muestra en la Figura 11, el valor máximo antes de que se produzca la rotura se encuentra en 3.200 julios.
Si se lleva el registro del historial de choques, también es posible planificar el mantenimiento preventivo, de modo que disminuya el riesgo de que un sistema falle.
La energía de impacto de un choque se puede medir y calcular con diversos sensores: un acelerómetro, un extensómetro mecánico, un sensor óptico o un sensor similar. Se da preferencia a un acelerómetro.
En el caso de un acelerómetro, los valores de aceleración medidos dependen de los siguientes parámetros:
- la construcción mecánica,
- la ubicación del sensor;
- el material, o combinación de materiales, de la construcción;
- la energía del impacto.
Pero estos parámetros también son cruciales para los otros sensores.
Los valores medidos de aceleración (valores G) durante (tiempo t) el impacto se utilizan para calcular la energía (Ei) del impacto.
A través de simulaciones y pruebas físicas (con las velocidades y masas conocidas del vehículo), se conoce lo que es el comportamiento de un dispositivo de protección específico en caso de impacto en diversos valores de energía (Et). La comparación de (Ei) y (Et) proporciona así una evaluación de la gravedad del choque y, por lo tanto, también del daño al sistema.
Un sensor de impacto se une a un dispositivo (2) de protección. La sujeción se puede realizar tanto en el interior como en el interior. Los datos del sensor se envían a una unidad de procesamiento. La unidad de procesamiento puede integrarse o puede ubicarse a una distancia del dispositivo (2) de protección. Los valores procesados se envían a continuación a un aparato de lectura. Este puede incorporarse en el sistema de detección, así como también estar alojado en la unidad de procesamiento externo, pero también puede ser un ordenador externo.
Se puede alojar un sensor en varios tipos de protecciones (2) contra choques (véanse las Figuras 3 a 11). A continuación, se describe brevemente un número no limitativo de realizaciones:
- barreras de seguridad (Figura 3): que consisten en una placa de base, un poste vertical de plástico y travesaños horizontales de plástico. Los travesaños se fijan en el poste vertical. La placa de base se fija en el suelo. - pantallas protectoras (Figura 4): que consisten en una placa de base, postes verticales de plástico y pantallas de plástico fijadas a los postes verticales. La placa de base se fija en el suelo.
- protección contra choques simple y doble (Figuras 5 y 6:3: consiste en “ postes” y “ travesaños” . Los postes consisten en una placa de base, sobre la que se monta una carcasa tubular de plástico. Alrededor de esta se asienta un segundo tubo (más externo). Entre los dos tubos se encuentra un elemento de absorción de impactos. Los travesaños se montan sobre los postes por medio de un tubo interior horizontal. La placa de base se fija en el suelo.
- combinación de protección contra choques y barreras de seguridad: Figura 7;
- protección de bastidor de estantería autoportante: (Figura 8)
- protección de bastidor de estantería (Figura 9): cubierta de plástico que se sujeta alrededor de un bastidor de estantería de metal.
- puertas (Figura 10): una unidad articulada construida a partir de una combinación de componentes de plástico y metal.
- portales protectores;
- postes protectores autoportantes (Figura 11) análogos a un poste.
- protectores de columna: consisten en dos cubiertas de plástico huecas, que se colocan una contra la otra. - calzos para ruedas: productos de caucho macizos.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Sistema (1) de detección de colisiones para detectar y evaluar el estado de una protección (2) contra choques erigible de forma fija, que comprende al menos una protección (2) contra choques, en donde dicha protección (2) contra choques está provista de, como máximo, un sensor para registrar una aceleración de la protección (2) contra choques para detectar así una colisión sobre o contra la dicha protección (2) contra choques y, en donde dicho sistema (1) comprende una unidad de procesamiento que se proporciona para evaluar, sobre la base de las señales generadas por el sensor, el efecto de una colisión sobre la protección (2) contra choques y para poder iniciar una señal de alarma si es necesario,caracterizado por quela evaluación se realiza sobre la base de la energía de impacto (Ei) de una colisión sobre o contra la protección (2) contra choques y sobre la base del diagrama de tensión-elasticidad del material a partir del cual se hace la protección (2) contra choques.
2. Sistema (1) de detección de colisiones según la reivindicación 1,caracterizado por quela unidad de procesamiento calculará la energía de impacto (Ei) de una colisión sobre o contra la protección (2) contra choques en base a la aceleración registrada y al tiempo de la aceleración.
3. Sistema (1) de detección de colisiones según la reivindicación 2,caracterizado por quese genera una señal de alarma si la energía de impacto registrada es mayor que un valor preestablecido (Et).
4. Sistema (1) de detección de colisiones según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela unidad de procesamiento se proporciona para registrar colisiones detectadas.
5. Sistema (1) de detección de colisiones según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela señal generada por el sensor contiene información sobre el lugar de la colisión y la magnitud de la colisión.
6. Sistema (1) de detección de colisiones según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela evaluación de una colisión tiene lugar durante una fase de evaluación, en donde la evaluación se realiza en base a, al menos, las señales generadas por el sensor y las propiedades del material a partir del cual se hace la protección (2) contra choques.
7. Sistema (1) de detección de colisiones según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quedicho sensor es un acelerómetro, un extensómetro mecánico y/o un sensor óptico.
8. Sistema (1) de detección de colisiones según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado por quela protección (2) contra choques es un protector de bastidor de estantería, una barrera de seguridad, un calzo para ruedas, una pantalla protectora, un bolardo o un protector de columna.
9. Método para detectar y evaluar el estado de una protección (2) contra choques erigible de forma fija, en donde se detecta una colisión sobre o contra la protección (2) contra choques por medio de, como máximo, un sensor para registrar una aceleración de la protección (2) contra choques, y en donde, por medio de una unidad de procesamiento, el efecto de la colisión sobre la protección (2) contra choques se evalúa y, si es necesario, se inicia una señal de alarma,caracterizado por quela evaluación se realiza en base a la energía de impacto (Ei) de una colisión sobre o contra la protección (2) contra choques y en base al diagrama de tensión-elasticidad del material a partir del cual se hace la protección (2) contra choques.
10. Método según la reivindicación 9,caracterizado por quela evaluación de una colisión tiene lugar durante una fase de evaluación, en donde la evaluación se realiza en base a, al menos, las señales generadas por el sensor y las propiedades del material a partir del cual se hace la protección (2) contra choques.
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