IT201800004135A1

IT201800004135A1 - Macchina operatrice semovente di tipo articolato.

Info

Publication number: IT201800004135A1
Application number: IT102018000004135A
Authority: IT
Inventors: Marco Iotti
Original assignee: Manitou Italia Srl
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-09-30
Also published as: PT3546416T; US11286141B2; AU2019202156A1; HUE053862T2; DK3546416T3; US20190300346A1; PL3546416T3; HRP20210536T1; EP3546416B1; ES2867452T3; CN110316681A; SI3546416T1; EP3546416A1; CN110316681B

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“Macchina operatrice semovente di tipo articolato.”

La presente invenzione ha per oggetto una macchina operatrice semovente di tipo articolato, specialmente ma non esclusivamente un telehandler articolato.

Sono noti sollevatori telescopici (o “telehandler”) articolati che vengono impiegati in diversi settori, dalle costruzioni edili all’agricoltura.

Per ragioni di sicurezza, la discesa del braccio di sollevamento di queste macchine è sempre rallentata, cioè la sua velocità di discesa è limitata a priori a un valore significativamente inferiore a quelli consentiti per la salita, al fine di evitare il verificarsi di una instabilità laterale che possa causare il ribaltamento del veicolo.

Infatti, nel caso in cui il veicolo sia in una condizione in cui il telaio anteriore che porta il braccio di sollevamento e quello posteriore che reca la cabina e il motore siano angolati, cioè i rispettivi assi siano obliqui e il braccio si sta abbassando portando sulla rispettiva attrezzatura un carico non trascurabile, se la velocità del braccio non fosse limitata, il veicolo potrebbe ribaltarsi di lato.

Inoltre, sempre per prevenire l’insorgere di una condizione di instabilità, il braccio viene manovrato applicando un diagramma di carico “conservativo”, vale a dire sempre tarato su una condizione operativa nella quale i due telai sono fortemente angolati.

Gli operatori che manovrano questo tipo di macchine hanno riscontrato alcuni svantaggi nell’impiego degli accorgimenti contro l’instabilità laterale sopra descritti, che emergono soprattutto nel settore agricolo.

Infatti, nel settore dell'agricoltura, i telehandler articolati sono tipicamente impiegati in attività che, singolarmente, richiedono un tempo di esecuzione breve e, inoltre, si svolgono in tante di zone diverse, portando quindi a spostare molto spesso la macchina; si pensi ad esempio alla movimentazione di una molteplicità di balle di fieno distribuite in zone diverse di un ampio campo agricolo.

Poiché la limitazione della velocità di discesa interviene anche quando il braccio scende “a vuoto”, cioè non v’è alcun carico disposto sull’attrezzatura e anche quando il veicolo è “in asse”, cioè i suoi telai anteriore e posteriore sono allineati, e quindi non può ribaltarsi su un fianco, e poiché il diagramma di carico adottato è sempre sensibilmente limitante, a prescindere dalle condizioni operative, allora si capisce che durante attività come quelle agricole sopra descritte l’attuale tecnologia di prevenzione dell’instabilità laterale costituisce un vincolo alla rapidità e comodità di lavoro, il che non solo impedisce di migliorare l'efficienza produttiva ma inoltre costituisce un motivo di frustrazione per l'operatore. Il compito tecnico alla base della presente invenzione è quindi proporre una macchina operatrice semovente articolata in grado di superare i limiti della tecnica nota.

Tale compito è ottenuto impiegando la macchina realizzata in accordo con la rivendicazione 1, il metodo attuato in accordo con la rivendicazione 25 e il programma informatico secondo la rivendicazione 29.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina articolata secondo l’invenzione, come illustrato negli uniti disegni in cui: - la figura 1 rappresenta una vista assonometrica di una macchina dell’invenzione, secondo una prima forma di realizzazione particolare; - la figura 2 rappresenta una vista assonometrica della macchina dell’invenzione, secondo una seconda forma di realizzazione particolare; - la figura 3 rappresenta una vista dall’alto della macchina proposta;

- la figura 4 rappresenta una vista dal basso della macchina; e

- la figura 5 è una rappresentazione schematica di un’unità di elaborazione elettronica della macchina.

Con riferimento alle figure allegate, si è indicata con 1 la macchina operatrice semovente articolata secondo l’invenzione.

La macchina articolata proposta è preferibilmente un sollevatore telescopico 1, nel settore conosciuto anche come telehandler; pertanto, nel prosieguo, per semplicità espositiva, faremo riferimento al caso esemplificativo ma non limitativo in cui la macchina 1 sia un telehandler articolato.

Il telehandler 1 dell’invenzione include un telaio anteriore 11, provvisto di una coppia di ruote anteriori 111, preferibilmente motrici e un telaio posteriore 12, articolato al telaio anteriore 11 e provvisto di una coppia di ruote posteriori 121, preferibilmente motrici.

Il telaio posteriore 12 monta la cabina di guida 122 e il motore, mentre sul telaio anteriore 11 è montato incernierato il braccio di sollevamento telescopico 2 e può anche disposto il distributore elettroidraulico 3 che comanda di vari attuatori idraulici 21, 22 dell’invenzione.

Chiaramente, l’invenzione si può estendere anche ai casi in cui, al posto delle ruote 111, 121, siano presenti dei cingoli o altri mezzi di impegno col terreno.

Il braccio 2 è incernierato al telaio anteriore 11 in corrispondenza della propria estremità prossimale, mentre alla propria estremità distale è provvisto di un attacco al quale agganciare rimovibilmente un’attrezzatura di lavoro adatta a sostenere un carico, ad esempio una forca.

Ai fini della movimentazione del braccio 2 sono previsti diversi attuatori idraulici 21, 22, rappresentati in modo stilizzato nella figura 5, assoggettati al distributore 3, in particolare per il sollevamento e l’abbassamento del braccio 2, l’allungamento e l’accorciamento del braccio 2 ed eventualmente le funzionalità dell’attrezzatura.

Per la precisione, è previsto un primo attuatore 21 per l’oscillazione del braccio 2 attorno alla cerniera del telaio anteriore 11, vale a dire per l’abbassamento e il sollevamento, il quale può ad esempio essere un cilindro idraulico 21.

Inoltre, entro i segmenti scorrevolmente inseriti l’uno nell’altro che definiscono il braccio telescopico 2, è previsto perlomeno un secondo attuatore 22 di allungamento / ritrazione, connesso ai segmenti stessi, che di preferenza è un cilindro idraulico 22.

In ogni caso, le modalità di connessione tra cilindri 21, 22 e braccio 2 e di loro azionamento possono anche essere di tipo noto, vale a dire come quelle implementate nei telehandler articolati noti.

Si noti poi che, nel caso in cui il telehandler 1 monti un’attrezzatura oscillabile attorno a un asse perpendicolare al braccio 2, può essere previsto un cilindro di compensazione, di per sé noto, che collega l’attrezzatura al telaio e che consente di mantenere un orientamento dell’attrezzatura predeterminato a prescindere dalla posizione in cui si trova il braccio.

In generale, gli attuatori 21, 22 si muovono in accordo con i comandi impartiti dall’operatore tramite mezzi quali joystick o simili presenti in cabina 122 o anche radiocomandi, ecc….; per la precisione, l’operatore agisce su questi mezzi di comando, causando la trasmissione di opportuni segnali al distributore 3, il quale aziona di conseguenza i cilindri idraulici 21, 22.

Di seguito, si spiegherà come l’invenzione preveda di modificare il modo in cui il braccio 2 risponde ai comandi impartiti dall’operatore in base alle condizioni di lavoro, con particolare riferimento a come sono disposti tra loro i due telai 11, 12.

Come mostrato nelle figure allegate, che illustrano esempi preferenziali dell’invenzione, il telaio anteriore 11 può essere dotato superiormente di una struttura sporgente 20, ad esempio di forma triangolare, in corrispondenza della quale si definisce la cerniera tra braccio 2 e telaio anteriore 11.

Ancora più in dettaglio, il braccio 2 può essere accoppiato rotoidalmente alla struttura 20 definita tra due piastre triangolari 201, 202 che sporgono dal telaio anteriore 11 verso l’alto, sostanzialmente davanti alla cabina 122.

Le piastre 201, 202 possono ad esempio essere formate in corpo monolitico con lati inferiori del telaio anteriore 11.

In ogni caso, il braccio 2 è girevole attorno a un asse orizzontale O fisso rispetto al telaio anteriore 11 (si veda la figura 3); si noti che quanto nella presente descrizione si impiegano le espressioni “orizzontale”, “verticale” o altre espressioni relative all’orientamento delle parti della macchina 1, si prende come riferimento il caso in cui le ruote della macchina 1 sono in appoggio su un terreno orizzontale.

In particolare, l’articolazione tra telaio anteriore 11 e telaio posteriore 12 è definita attorno a un asse verticale V (si veda la figura 4); pertanto, di preferenza, l’asse di rotazione O del braccio 2 è perpendicolare all’asse di articolazione V dei telai 11, 12, quest’ultimo essendo perpendicolare agli assi A, B dei due telai 11, 12 (si vedano le figure 3 e 4).

Inoltre, ciascun telaio 11, 12 può essere dotato di una coppia di flange orizzontali 13, 14, 15, 16, ciascuna atta a sovrapporsi parzialmente e una diversa flangia 13, 14, 15, 16 dell’altro telaio 11, 12 e a unirsi a questa tramite una cerniera a perno verticale (si vedano le figure 1, 2 e 4); non si escludono altre modalità di articolazione tra i telai 11, 12.

L’articolazione tra telaio anteriore 11 e posteriore consente lo sterzo del telehandler 1.

In pratica, il telaio anteriore 11 è girevole rispetto a quello posteriore, cioè è inclinabile a destra o a sinistra, a consentire al veicolo 1 di sterzare.

Come mostrato nella figura 4, l’inclinazione del telaio anteriore 11 rispetto a quello posteriore può essere prodotta tramite l’impiego di una coppia di attuatori di sterzatura 41, 42, ciascuno dei quali è incernierato a opposte estremità rispettivamente al telaio anteriore 11 e al telaio posteriore 12. Per la precisione, gli attuatori di sterzatura possono essere dei cilindri idraulici 41, 42 disposti sotto il veicolo 1, cioè in corrispondenza del lato inferiore dei telai (che viene mostrato nella figura 4) e comandati dall’operatore tramite un joystick, un volante o altri mezzi di comando, collocati nella cabina 122, secondo modalità di per sé note.

L’invenzione, in termini generali, prevede di regolare la movimentazione del braccio 2 di sollevamento in base all’angolo di sterzatura definito tra i due telai 11, 12 del telehandler 1.

L’angolo di sterzatura può essere definito come l’angolo formato tra gli assi longitudinali centrali A, B dei telai 11, 12.

Pertanto, se l’asse A del telaio anteriore 11 e l’asse B del telaio posteriore 12 sono allineati (come nelle figure 3 e 4) l’angolo di sterzatura è nullo e quindi il telehandler 1 non curva, il che previene l’insorgere di una instabilità laterale.

Se vi è un disallineamento tra gli assi A, B (come nelle figure 1 e 2), il che corrisponde a una inclinazione tra i telai 11, 12 e quindi a una sterzatura del veicolo 1, allora, in funzione dell’ampiezza dell’angolo, potrebbero nascere problemi di instabilità laterale; l’invenzione consente di adattare i movimenti del braccio 2, in particolare la sua velocità discesa e/o la sua velocità di sfilo, cioè di allungamento, al grado di inclinazione tra i telai 11, 12.

Ulteriormente, i movimenti del braccio 2 possono essere regolati anche in funzione del peso e alla posizione del carico, che sono associati a un ulteriore parametro che influenza la stabilità laterale del veicolo 1.

Di conseguenza, come risulterà maggiormente chiaro dalla seguente descrizione di forme di realizzazione particolari della macchina 1 proposta, l’invenzione permette di superare i limiti di produttività della tecnica nota, rendendo disponibile un telehandler 1 articolato che permette una flessibilità del comportamento del braccio 2 non consentita dai prodotti attualmente presenti sul mercato.

Il telehandler 1 dell’invenzione comprende sia mezzi 51, 53, 54 per rilevare un parametro angolare relativo al citato angolo di sterzatura, sia mezzi di elaborazione elettronica 6, collegati ai mezzi di rilevazione 51, 52, 53 e configurati per controllare il funzionamento degli attuatori di movimento 21, 22, 23 del braccio 2, in base al parametro angolare rilevato.

I mezzi di elaborazione sono costituiti da, o comunque comprendono, un’unità di elaborazione elettronica 6 che, nella presente descrizione, sarà presentata come suddivisa in moduli funzionali distinti al solo scopo di descriverne in maniera chiara e completa le funzionalità.

In pratica, tale unità di elaborazione 6 può essere costituita da un singolo dispositivo elettronico, eventualmente anche del tipo comunemente presente su questo tipo di macchine, opportunamente programmato per svolgere le funzionalità descritte; i diversi moduli possono corrispondere a entità hardware e/o a routine software facenti parte del dispositivo programmato.

In alternativa o in aggiunta, tali funzionalità possono essere svolte da una pluralità di dispositivi elettronici su cui i suddetti moduli funzionali possono essere distribuiti.

In generale, l’unità di elaborazione 6 può avvalersi di uno o più microprocessori o microcontrollori per l’esecuzione delle istruzioni contenute nei moduli di memoria ed i suddetti moduli funzionali possono, inoltre, essere distribuiti su di una pluralità di calcolatori in locale o remoto in base all’architettura della rete in cui risiedono.

Oltre ai mezzi di rilevazione 51, 53, 54 del parametro angolare, di cui in seguito di illustreranno esempi particolari, l’invenzione può prevedere l’impiego di mezzi 52 per rilevare un parametro di carico che è funzione sia del peso di un carico portato dal braccio 2 sia della posizione del carico rispetto al telaio 11 della macchina 1, vale a dire dell’angolo formato tra il braccio 2 e il telaio anteriore 11 e a quanto il braccio 2 stesso è sfilato. Anticipiamo che per ottenere una valutazione di queste grandezze non è necessario impiegare un dispositivo di misura dello sfilo del braccio 2 o un sensore che misura l’angolo formato dal braccio 2, essendo possibile, come risulterà chiaro nel prosieguo, la rilevazione di un unico parametro che tiene conto anche di tali grandezze oltre al peso.

Tuttavia, non si esclude di principio una forma di realizzazione dell’invenzione in cui le misure di sfilo e angolo del braccio siano eseguite direttamente da dispositivi dedicati, collegati all’unità di elaborazione.

In ogni caso, i suddetti mezzi di elaborazione 6 sono configurati per controllare il funzionamento dell’attuatore o attuatori di movimento 21, 22, 23 del braccio 2 anche in base al parametro di carico.

Più precisamente, l’invenzione può prevedere di controllare o gestire il funzionamento degli attuatori di movimento del braccio in funzione di un diagramma di carico che varia in accordo col parametro angolare.

Il diagramma di carico, che è uno strumento di per sé noto, stabilisce quali siano i movimenti che il braccio 2 può eseguire per spostare il carico in sicurezza, in funzione della posizione di partenza e del peso del carico stesso.

Come si sa, il diagramma di carico è specifico per una certa macchina operatrice e può variare in base alle sue dimensioni e alle sue caratteristiche strutturali.

Pertanto, in base al peso del carico portato, all’inclinazione del braccio 2 rispetto al telaio anteriore 11 (o comunque a un piano orizzontale ideale che passi per l’asse di cerniera) e a quanto esso sia sfilato (cioè alla distanza tra il carico e il telaio 11), l’unità di elaborazione può consentire o inibire certi movimenti; ad esempio, in condizioni di potenziale rischio di instabilità, essa può inibire o rallentare movimenti aggravanti, come la discesa del braccio 2 o la maggiore estensione dello stesso, e consentire solo quelli disaggravanti.

Nel telehandler 1 dell’invenzione, il diagramma di carico non è costante ma bensì variabile, il che vuol dire che, a parità di peso e posizione lineare e angolare del carico rispetto al telaio, il funzionamento degli attuatori di movimento 21, 22 del braccio 2 può variare in funzione del parametro angolare, cioè di come sono inclinati i due telai 11, 12.

In pratica, l’unità di elaborazione 6 produce segnali di comando che sono funzione del parametro angolare e del parametro di carico rilevati e sono atti a controllare di conseguenza la movimentazione del braccio 2, ad esempio regolando la velocità di discesa e/o consentendo / inibendo i movimenti di discesa e di estensione in lunghezza del braccio 2.Il distributore 3 è atto a ricevere i segnali di comando e a regolare di conseguenza il funzionamento degli attuatori 21, 22 del braccio 2.

Di seguito, si illustrano alcune possibili modalità di rilevazione dei parametri angolare e di carico, non mutuamente alternative e che non esauriscono le forme realizzative dell’invenzione.

Secondo l’esempio di figura 1, i mezzi di rilevazione dell’angolo comprendono un sensore di misura angolare 51, ad esempio un potenziometro o altro sensore digitale o analogico adatto allo scopo, collocato in corrispondenza della cerniera di articolazione tra il telaio anteriore 11 e il telaio posteriore 12.

Nella figura 1 è mostrato il caso particolare in cui il sensore 51 è montato su una delle succitate flange 13 e misura lo spostamento di questa rispetto alla flangia 14 dell’altro telaio alla quale è unita tramite il comune perno di cerniera; di preferenza, il sensore 51 prende come riferimento la condizione di allineamento di cui si è discusso in precedenza.

Secondo una ulteriore modalità di rilevazione dell’angolo di sterzatura, i mezzi di rilevazione includono almeno un sensore di posizione (non raffigurato), connesso a uno o entrambi gli attuatori di sterzatura 41, 42 e in grado di misurare l’allungamento o l’accorciamento del rispettivo attuatore 41, 42.

In base alla posizione degli attuatori di sterzatura 41, 42, cioè al loro grado di allungamento, si può determinare il parametro angolare più volte citato. Comunque configurati, i mezzi di rilevazione d’angolo 51, 53, 54 comprendono uno o più sensori atti a produrre segnali d’angolo funzione delle misure eseguite dal/i sensore/i, i quali segnali sono ricevuti dall’unità di elaborazione 6.

La macchina 1 dell’invenzione può inoltre includere un sensore di sollecitazione 52, 53, 54, ad esempio un estensimetro, collocato in corrispondenza del telaio anteriore 11 e atto a misurare una deformazione dimensionale, producendo un segnale di deformazione funzione delle misure eseguite, il quale è poi ricevuto dall’unità di elaborazione 6.

Nell’esempio di figura 1, tale sensore 52 è collocato in corrispondenza della struttura “a triangolo” 20 alla quale è incernierato il braccio 2, di cui si è detto in precedenza.

Si noti che il valore di deformazione misurato dal sensore 52 può considerarsi come un parametro relativo anche, ma non solo, al peso del carico portato dall’attrezzatura.

Più in generale, il sensore o sensori di deformazione calcolano un momento meccanico che è funzione sia del peso del carico che della sua posizione polare o relativa, vale a dire che è funzione della distanza del carico dal telaio anteriore 11 della macchina 1 (ad esempio dalla cerniera del braccio 2), che dipende dallo sfilo del braccio 2, e dalla sua posizione angolare rispetto al telaio anteriore 11, senza che sia necessario misurarli direttamente.

In questa maniera, l’azionamento degli attuatori 21, 22 del braccio 2 viene subordinato al valore di un parametro di carico che tiene conto sia del peso che della distanza relativa del carico.

Secondo l’esempio di figura 2, l’invenzione include due o più sensori di sollecitazione 53, 54, collocati in punti discosti sul telaio anteriore 11, ad esempio in due punti della struttura a triangolo 20, nel quale caso sono di preferenza posizionati simmetricamente a un piano verticale di mezzeria del telaio anteriore 11.

In questo caso, uno dei sensori 53 può essere più vicino al fianco destro del telaio anteriore 11 e l’altro sensore 54 più vicino al fianco sinistro; ad esempio, un sensore può essere collocato in corrispondenza o prossimità della piastra triangolare destra 202 e l’altro della piastra sinistra 201.

I segnali di deformazione di tali sensori 53, 54 possono essere utilizzati per ricavare il parametro angolare relativo alla posizione reciproca tra i due telai 11, 12, in quanto dalla differenza delle deformazioni subite dal sensore di destra 54 e quello di sinistra 53 si può inferire quanto sia inclinato il telaio anteriore 11 rispetto a quello posteriore.

In questo caso, l’unità di elaborazione 6 può comprendere un modulo di inclinazione configurato per eseguire un confronto tra i segnali di deformazione prodotti dai due sensori di sollecitazione; ad esempio, lo scarto tra i valori di segnale dei due sensori può essere considerato un parametro relativo all’angolo di sterzatura.

Nel caso di impiego di due sensori di deformazione 53, 54 laterali, il parametro di carico si può calcolare eseguendo una media dei segnali da essi prodotti o comunque filtrando gli stessi tramite opportune funzioni matematiche; pertanto, l’unità di elaborazione 6 può comprendere un modulo di carico adatto a ricavare il parametro di carico in funzione dei valori dei segnali di sollecitazione ricevuti dai due sensori 53, 54.

Non si esclude che il sensore o i sensori di deformazione 52, 53, 54 siano collocati sul braccio 2 o in altra posizione della macchina 1 proposta.

In aggiunta o in alternativa, per determinare il parametro di carico si possono utilizzare anche diversi sensori, ad esempio celle di carico o sensori di tipo inerziale oppure anche un ulteriore estensimetro, collocato ad esempio anche sull’attrezzatura oppure sul braccio 2 o sul telaio anteriore 11, ecc….

Tornando al funzionamento dei mezzi di elaborazione 6, si prevede che, di preferenza, essi condizionino la movimentazione del braccio 2 in base al fatto che l’angolo di sterzatura e/o il momento meccanico che grava sul braccio 2, superino o meno un rispettivo valore di soglia.

I valori di soglia dell’angolo di sterzatura e del momento meccanico possono essere preimpostati e in questo caso essere caricati, ad esempio, nel modulo di memoria 10 dell’unità di elaborazione 6 oppure possono essere variabili e calcolati dall’unità di elaborazione 6 stessa, in base alle condizioni di lavoro, come sarà spiegato meglio in un paragrafo successivo.

Ad ogni buon conto, in base ai parametri di carico acquisiti tramite i sensori sopra descritti, l’unità di elaborazione 6 verifica se l’angolo di sterzatura superi un certo valore di soglia e, conseguentemente, produce segnali di comando atti a condizionare il funzionamento dei suddetti attuatori 21, 22, 23 in modo da controllare il movimento dell braccio 2. In altre parole, i mezzi di elaborazione 6 sono configurati per ricevere il parametro angolare ed eventualmente quello di carico dal/i sensore/i 51, 52, 53, 54 e per verificare se il telehandler 1 si trovi o meno in una condizione di ridotta stabilità laterale, conseguentemente stabilendo le modalità di funzionamento del braccio di sollevamento 2.

In base alla modalità di funzionamento possono essere posti o levati vincoli alla movimentazione del braccio 2 comandata dall’operatore.

In particolare, l’unità di elaborazione può essere configurata per variare il diagramma di carico in base al fatto che l’ampiezza dell’angolo di sterzatura sia superiore a uno o più valori di soglia, con ciò determinando se il funzionamento di uno o più attuatori 21, 22 del braccio sia consentito in modo completo oppure se sia vincolato a una sola modalità di attuazione.

In dettaglio, con una certa ampiezza dell’angolo di sterzatura, il diagramma di carico applicato può essere tale che, con un certo momento meccanico rilevato sul braccio 2, il cilindro idraulico 21 di oscillazione del braccio 2 può solo essere comandato in spinta, per la salita del braccio 2 e il cilindro di allungamento 22 può essere solo comandato in ritrazione, a determinare una diminuzione dello sfilo.

In alternativa, nella medesima condizione di ampiezza di angolo e di ampiezza del momento meccanico, l’unità di elaborazione può consentire al cilindro idraulico 21 di oscillazione del braccio 2 anche un accorciamento purché rallentato, ai fini di una discesa del braccio 2 che non produca instabilità e il cilindro di allungamento 22 può essere comandato anche in allungamento rallentato, a determinare una aumento dello sfilo, senza però causare instabilità.

Il diagramma di carico può variare in modo discreto, e in questo caso l’unità di elaborazione 6 può essere impostata con una pluralità di soglie angolari, caricate nel modulo di memoria 60, oppure può esserci una variazione continua del diagramma di carico e in questo caso l’unità di elaborazione 6 non verifica il superamento di soglie angolari oppure verifica solo il superamento di una soglia di innesco, oltre la quale il diagramma di carico diviene funzione dell’ampiezza dell’angolo di sterzatura.

L’unità di elaborazione 6 può quindi comprendere un modulo di selezione configurato per scegliere il diagramma di carico in funzione del valore del parametro angolare.

Ancora più in dettaglio, il modulo di selezione può essere configurato per cambiare il diagramma di carico allorché il parametro angolare passi un valore di soglia o superandolo o scendendo al di sotto di esso.

L’unità di elaborazione 6 può anche comprendere un modulo di regolazione d’angolo 61 configurato per variare il valore di soglia dell’angolo di sterzatura in funzione del parametro di carico.

In pratica, l’invenzione può prevedere che l’ampiezza dello spazio di libera manovra del braccio 2, in particolare di libera discesa, vari in modo inversamente proporzionale al peso del carico che si sta portando tramite l’attrezzatura montata sul braccio 2 si sollevamento e più in generale al momento meccanico più volte citato; per cui, quanto maggiore è il momento rilevato, tanto inferiore sarà il valore di soglia dell’angolo di sterzatura.

Le varie modalità di funzionamento dell’unità di elaborazione 6 sopra descritte, si possono attuare tramite diverse configurazioni della stessa, delle quali si illustrano si seguito due versioni particolari.

Secondo una prima versione, che è quella esemplificativamente mostrata nella figura 5, l’unità di elaborazione 6 è provvista di un modulo di limitazione 62 configurato per regolare il funzionamento dell’attuatore o attuatori 21, 22, in modo da limitare la velocità di movimento del braccio 2, preferibilmente in discesa e/o in allungamento.

In questo caso, il modulo di limitazione 62 è attivabile e disattivabile in base al valore del parametro angolare ed eventualmente del parametro di carico.

Ad esempio, se dal valore del parametro angolare l’unità di elaborazione 6 ricava che l’angolo di sterzatura ha superato un valore di soglia, allora il modulo di limitazione 62 viene attivato, mentre se l’angolo è pari o inferiore alla soglia il modulo di limitazione è disattivato.

Detto in altri termini, l’unità di elaborazione 6 può includere un modulo di attivazione 63 configurato per attivare il modulo di limitazione 62 allorché l’angolo di sterzatura superi un relativo valore di soglia ed eventualmente allorché il peso del carico superi un valore di soglia.

Viceversa il medesimo modulo di attivazione 63, o un apposito modulo di disattivazione, provvede a disattivare il modulo di limitazione 62 se l’angolo di sterzatura scende al valore di soglia o sotto di esso ed eventualmente se il peso del carico è pari o inferiore alla sua soglia.

Si noti poi che il modulo di limitazione 62 può essere configurato per impedire che il braccio 2 si abbassi con una velocità maggiore di un valore limite ed eventualmente può anche essere configurato per determinare un rallentamento del braccio 2 durante la discesa e/o l’allungamento dello stesso.

Pertanto, in tale prima versione dell’unità di elaborazione 6, vi è una commutazione tra diversi stati operativi che determina il funzionamento della macchina 1 e in particolare la modalità di discesa del braccio 2.

In accordo con una seconda versione, i mezzi di elaborazione 6 determinano direttamente la velocità tramite opportuni calcoli senza commutare tra stati diversi.

In dettaglio, in questa seconda versione, l’unità di elaborazione 6 è provvista di un modulo di velocità configurato per determinare a quali velocità può muoversi il braccio 2, in funzione del parametro angolare. Per la precisione, il modulo di velocità può essere configurato per regolare il funzionamento dei primi attuatori 21, 22 suddetti in modo da limitare la velocità di discesa e/o di sfilo del braccio 2, allorché il parametro angolare superi un valore di soglia.

Inoltre, il modulo di velocità può essere configurato per determinare la velocità di movimento del braccio 2, in funzione del parametro di carico; in particolare, il modulo di velocità può regolare il funzionamento dei primi attuatori 21, 22 in modo da limitare la velocità di discesa e/o di allungamento del braccio 2, allorché il parametro di peso superi un valore di soglia.

Una modalità di funzionamento pratico del telehandler 1 è di seguito brevemente illustrata.

L’operatore in cabina conduce il veicolo 1 lungo un campo, raggiungendo una balla di fieno che deve essere spostata e, ad esempio, caricata su un mezzo di trasporto oppure portata in appoggio su altre balle già accumulate in una certa zona di destinazione.

La balla viene inforcata e sollevata dal braccio 2 e poi portata dal veicolo 1 nei pressi della zona di destinazione.

Una volta arrivati al punto in cui la balla deve essere scaricata, ad esempio sopra altre due balle affiancate, il braccio 2 si solleva ulteriormente per superare in altezza le due balle e poi scende per appoggiarvi sopra quella caricata.

Secondo una prima possibile modalità di funzionamento, se i sensori 51, 53, 54 sopra descritti rilevano che l’inclinazione tra i due telai 11, 12 è eccessiva, il che potrebbe portare a una possibile instabilità laterale, allora il braccio 2 è fatto scendere lentamente, cioè è posto un vincolo alla sua velocità di discesa.

In pratica, in caso di limitazione, anche se l’operatore agisce sui comandi con la massima intensità, ad esempio spingendo fino in fondo il joystick, il braccio 2 non potrà raggiungere la massima velocità potenziale ma si muoverà a una velocità inferiore.

Se invece non ci sono condizioni di rischio per la stabilità laterale, allora l’operatore può far scendere velocemente la balla, raggiungendo anche la velocità massima, a tutto vantaggio della rapidità di lavoro.

Quanto detto nell’esempio sopra riportato in relazione al controllo della velocità di discesa del braccio vale anche per il controllo dell’estensione dello stesso.

Secondo un’altra modalità di funzionamento, se, in accordo col particolare diagramma di carico che l’unità di elaborazione 6 applica in base all’inclinazione tra i due telai 11, 12, vi è un rischio di ridotta stabilità, l’operatore potrà solo sollevare o ritrarre il braccio 2, cioè andare verso posizioni del carico disaggravanti.

Se invece l’inclinazione tra i telai 11, 12 è contenuta, allora il diagramma di carico applicato dall’unità di elaborazione sarà meno limitante e, a parità di peso e posizione relativa del carico, saranno consentiti certi movimenti o lo saranno in maniera più ampia.

Dopo aver appoggiato la balla, l’operatore retrocede col veicolo 1 o comunque con il braccio 2 così da sfilare le forche e poi abbassa il braccio 2; poiché non sono presenti carichi sulle forche, allora i mezzi di elaborazione 6 non pongono limiti alla velocità di discesa del braccio 2, ancora una volta favorendo la rapidità di lavoro, senza con ciò compromettere la sicurezza.

L’invenzione si configura anche come un metodo di funzionamento di una macchina operatrice semovente di tipo articolato, che può essere come la macchina 1 proposta sopra descritta.

In termini generali, il metodo comprendente le fasi seguenti:

- acquisire un parametro angolare relativo a un angolo di sterzatura definito tra il telaio anteriore 11 della macchina 1, provvisto di ruote anteriori 111 e al quale è incernierato un braccio di sollevamento 2 adatto a portare un carico, e un telaio posteriore 12 della macchina 1, incernierato al telaio anteriore 11 e provvisto di ruote posteriori 121; e - controllare i movimenti di detto braccio 2 in funzione del parametro angolare.

In dettaglio, il metodo prevede che la velocità di discesa del braccio 2 possa essere regolata in funzione del parametro angolare e, può prevedere che si acquisisca un parametro di carico relativo al peso e alla posizione relativa del carico portato dal braccio 2, così da controllare i possibili movimenti del braccio 2 in funzione anche del parametro di carico.

In altre parole, il metodo prevede di controllare i movimenti del braccio applicando un diagramma di carico scelto in funzione del parametro angolare rilevato.

Si noti che il metodo dell’invenzione può prevedere fasi operative che corrispondono alle diverse funzioni svolte dai componenti della macchina 1 proposta e dall’unità di elaborazione 6.

Infine, forma oggetto dell’invenzione anche un programma informatico che, in esecuzione su mezzi di elaborazione 6 elettronici, attua il metodo di funzionamento proposto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina operatrice semovente articolata (1), quale ad esempio un sollevatore telescopico articolato o simili, comprendente: un telaio anteriore (11), provvisto di una coppia di ruote anteriori (111); un braccio di sollevamento (2), adatto a portare un carico, incernierato a detto telaio anteriore (11) e mobile rispetto a questo mediante almeno un attuatore (21, 22); e un telaio posteriore (12), provvisto di una coppia di ruote posteriori (121) e articolato a detto telaio anteriore (11); caratterizzata dal fatto di comprendere: mezzi (51, 53, 54) per rilevare un parametro angolare relativo a un angolo di sterzatura tra il telaio anteriore (11) e il telaio posteriore (12); e mezzi di elaborazione elettronica (6) configurati per controllare il funzionamento di detto attuatore (21, 22) in base a detto parametro angolare.
2. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente mezzi (52) per rilevare un parametro di carico funzione di un momento meccanico cui il braccio (2) è soggetto, detti mezzi di elaborazione (6) essendo configurati per controllare il funzionamento dell’attuatore (21, 22) in base a detto parametro di carico.
3. Macchina secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (6) sono configurati per controllare il funzionamento dell’attuatore o attuatori (21, 22) del braccio (2) in accordo con un diagramma di carico scelto in funzione del parametro angolare rilevato.
4. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto braccio (2) è alzabile e abbassabile rispetto al telaio anteriore (11) mediante uno o più primi attuatori (21), il cui funzionamento è assoggettato ai mezzi di elaborazione (6).
5. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui il braccio (2) è allungabile e ritraibile mediante almeno un secondo attuatore (22), il cui funzionamento è assoggettato ai mezzi di elaborazione (6).
6. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di elaborazione (6) comprendono un’unità di elaborazione (6) elettronica provvista di un modulo di limitazione (62) configurato per regolare il funzionamento dell’attuatore o attuatori (21, 22), in modo da limitare la velocità di movimento del braccio (2); detto modulo di limitazione (62) essendo attivabile e disattivabile in base a detto parametro angolare.
7. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 2 alla 6, in cui i mezzi di elaborazione (6) includono un’unità di elaborazione (6) elettronica che comprende un modulo di limitazione (62), configurato per regolare il funzionamento dell’attuatore o attuatori (21, 22) in modo da limitare la velocità di movimento del braccio (2); detto modulo di limitazione (62) essendo attivabile e disattivabile in base a detto parametro di carico.
8. Macchina (1) secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 7, in cui il modulo di limitazione (62) è configurato per impedire che il braccio (2) si abbassi e/o si allunghi con una velocità maggiore di un valore limite.
9. Macchina (1) secondo la rivendicazione 4 e la rivendicazione 7 o secondo la rivendicazione 8, in cui il modulo di limitazione (62) è configurato per determinare un rallentamento del braccio (2) durante una discesa e/o durante un allungamento.
10. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente o la rivendicazione 8 e secondo la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, in cui l’unità di elaborazione (6) include un modulo di attivazione (63) configurato per attivare il modulo di limitazione allorché l’angolo di sterzatura superi un valore di soglia.
11. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni 8 - 10 e secondo la rivendicazione 5 o la rivendicazione 6, in cui l’unità di elaborazione (6) include un modulo di attivazione (63) configurato per attivare il modulo di limitazione allorché detto peso del carico superi un valore di soglia.
12. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 1 alla 5, in cui i mezzi di elaborazione (6) comprendono un’unità di elaborazione (6) elettronica provvista di un modulo di velocità configurato per determinare a quali velocità può muoversi il braccio (2), in funzione del parametro angolare.
13. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente e secondo la rivendicazione 4, in cui il modulo di velocità è configurato regolare il funzionamento del/i primo/i attuatore/i in modo da limitare la velocità di discesa e/o di allungamento del braccio (2), allorché il parametro angolare superi un valore di soglia.
14. Macchina (1) secondo una delle rivendicazioni dalla 1 alla 5 o secondo la rivendicazione 12 o la rivendicazione 13, in cui i mezzi di elaborazione (6) comprendono un’unità di elaborazione (6) elettronica che include un modulo di velocità configurato per determinare una velocità di movimento del braccio (2), in funzione del parametro di carico.
15. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente e la rivendicazione 4, in cui il modulo di velocità è configurato per regolare il funzionamento del/ primo/i attuatore/i in modo da limitare la velocità di discesa e/o di allungamento del braccio (2), allorché il parametro di carico superi un valore di soglia.
16. Macchina secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 3 alla 15, in cui l’unità di elaborazione (6) comprende un modulo di selezione configurato per scegliere detto diagramma di carico in funzione del valore del parametro angolare.
17. Macchina secondo la rivendicazione precedente, in cui detto modulo di selezione è configurato per cambiare il diagramma di carico allorché il parametro angolare passi un valore di soglia.
18. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui il telaio anteriore (11) è girevole rispetto al telaio posteriore (12) mediante almeno una coppia di attuatori di sterzatura (41, 42), ciascuno dei quali è incernierato a opposte estremità rispettivamente al telaio anteriore (11) e al telaio posteriore (12), almeno uno di detti attuatori di sterzatura (42, 43) essendo connesso ad almeno un sensore di posizionamento atto a misurare l’allungamento e l’accorciamento del rispettivo attuatore di sterzatura (42, 43) e atto produrre un segnale funzione delle misure eseguite.
19. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui il telaio anteriore (11) e quello posteriore sono articolati tramite una cerniera in corrispondenza della quale è disposto almeno un sensore di misura angolare (51), atto a produrre un segnale funzione delle misure eseguite.
20. Macchina (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui almeno un sensore di sollecitazione (52, 53, 54) è collocato in corrispondenza del telaio anteriore (11) ed è atto a misurare una deformazione dimensionale dello stesso e a produrre un segnale funzione delle misure eseguite.
21. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui almeno due sensori (53, 54) di sollecitazione sono collocati in punti discosti sul telaio anteriore (11).
22. Macchina (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto modulo di inclinazione è atto eseguire un confronto tra i segnali prodotti dai due citati sensori di sollecitazione, così determinando il parametro angolare.
23. Macchina secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 20 alla 22, in cui l’unità di elaborazione (6) è configurata per calcolare detto momento meccanico sulla base del segnale prodotto da detto sensore di sollecitazione (52, 53, 54).
24. Macchina secondo la rivendicazione precedente e la rivendicazione 2 in cui detti mezzi di rilevazione del parametro di carico comprendono il sensore di sollecitazione (52, 53, 54).
25. Metodo di funzionamento di una macchina operatrice semovente (1) di tipo articolato, comprendente le seguenti fasi: acquisire un parametro angolare relativo a un angolo di sterzatura definito tra un telaio anteriore (11) della macchina (1), provvisto di ruote anteriori (111) e al quale è incernierato un braccio di sollevamento (2) adatto a portare un carico, e un telaio posteriore (12) della macchina (1), incernierato al telaio anteriore (11) e provvisto di ruote posteriori (121); e controllare i movimenti di detto braccio (2) in funzione di detto parametro angolare.
26. Metodo secondo la rivendicazione precedente, in cui la velocità di discesa e/o di allungamento del braccio (2) è regolata in funzione del parametro angolare.
27. Metodo secondo la rivendicazione precedente o la rivendicazione 25, comprendente la fase di acquisizione di un parametro di carico relativo al peso del carico portato dal braccio (2), in cui i movimenti del braccio (2) sono controllati in funzione di detto parametro di carico.
28. Metodo secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 25 alla 27, in cui i movimenti del braccio (2) sono controllati mediante un diagramma di carico scelto in funzione del parametro angolare rilevato.
29. Programma informatico che, in esecuzione su mezzi di elaborazione (6) elettronici, attua il metodo secondo almeno una delle rivendicazioni dalla 25 alla 28.