ES2301916T3 - Llana guiada a mano, controlada por giroscopo. - Google Patents
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Abstract
Una llana guiada a mano, que comprende: (A) un armazón (35) que tiene una estructura de referencia; (B) un rotor (40) posicionado por debajo del armazón (35); (C) un motor (30) configurado para impulsar la rotación del rotor (40); y caracterizada por (D) un módulo de control (20) que tiene: un giróscopo (110) operativo para proporcionar una señal eléctrica representativa de una velocidad angular del movimiento de la estructura de referencia sobre el armazón (35), y un controlador (100) configurado para recibir la señal eléctrica procedente del giróscopo (110), para determinar cuándo un cambio en la velocidad angular del movimiento excede un valor umbral, y para, en respuesta, impedir que el motor (30) impulse la rotación del rotor (40).
Description
Llana guiada a mano, controlada por
giróscopo.
La invención se refiere a un módulo de control,
y más en concreto se refiere a un módulo de control que tiene un
giróscopo configurado para impedir el movimiento descontrolado de
una llana guiada a mano.
Las llanas guiadas a mano son comúnmente
conocidas en el acabado de superficies de hormigón. En concreto,
una llana guiada a mano incluye un rotor formado por una pluralidad
de paletas de la llana, que apoyan sobre el suelo. El rotor es
impulsado por un motor, para proporcionar una superficie suave y
acabada sobre el hormigón vertido. El motor está montado sobre el
armazón o "caja" que recubre el rotor. La llana es controlada
por un operador, por medio de una manija que se extiende varios
pies desde la caja. La velocidad del motor está controlada por un
regulador localizado sobre la manija.
La llana guiada a mano tiene varios
inconvenientes. Por ejemplo, las paletas giratorias imprimen un
sustancial par de fuerzas de retroceso sobre la caja, que
normalmente es contrarrestado por el agarre del operador a la
manija de la llana. Esta necesidad de control manual, supone un
problema durante el funcionamiento de la llana guiada a mano. Si el
operador libera la manija, el par de fuerzas puede provocar que la
llana gire de forma no deseada.
Los intentos de utilizar un acelerómetro
mecánico o eléctrico, para detectar la rotación no deseada o no
controlada de la llana, han sido inadecuados. Los acelerómetros
mecánicos no reaccionaron rápidamente frente a un giro fuera de
control. Los acelerómetros eléctricos no proporcionaron una
sensibilidad asegurada frente a un giro fuera de control.
Específicamente, los acelerómetros eléctricos fueron demasiado
sensibles a los niveles de ruido asociados con el funcionamiento
normal de las llanas guiadas a mano, como para ser eficaces, y
típicamente desconectaron el motor prematuramente.
El documento US 4 232 980 revela una llana de
potencia giratoria que tiene un embrague de seguridad y un anillo
de estabilización giroscópica. Cuando la llana giratoria queda fuera
de control en una emergencia, la fuerza centrífuga activa una
palanca y desacopla la fuerza impulsora. El anillo estabilizador
giroscópico desciende el centro de gravedad de la llana giratoria,
y genera un efecto estabilizador.
A partir del documento US 3 331 290, se conoce
una llana motorizada en la que se provoca que una palanca alargada
se mueva a una ranura mediante la fuerza centrífuga, mediante lo que
"apaga" el motor de gasolina de la llana.
En vista de lo antedicho, se desea una llana
guiada a mano, que reaccione de forma rápida y segura para impedir
la rotación incontrolada de la llana, sin una excesiva sensibilidad
frente a los niveles normales de ruido operacional de la llana.
El objetivo se consigue mediante una llana
guiada a mano acorde con la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención, la llana guiada a
mano incluye un armazón que tiene una estructura de referencia, un
rotor posicionado por debajo del armazón, un motor configurado para
impulsar la rotación del rotor y un módulo de control. El módulo de
control tiene un giróscopo y un controlador. El giróscopo es
operativo para proporcionar una señal eléctrica, representativa de
una velocidad angular del movimiento de la estructura de referencia
sobre el armazón. El controlador está configurado para recibir la
señal eléctrica desde el giróscopo, y determinar cuándo un cambio
en la velocidad angular del movimiento excede un valor umbral y, en
respuesta, apagar el motor.
El módulo de control resultante de la presente
invención, tiene varias ventajas frente a los dispositivos de otras
maquinarias. El módulo de control no interfiere ni dificulta el
funcionamiento normal de la llana guiada a mano. Además, el módulo
de control proporciona una respuesta más rápida y segura frente a un
giro incontrolado o no deseado, de la llana.
Otros objetivos, características y ventajas de
la invención serán evidentes para aquellas personas cualificadas en
el arte, a partir de la siguiente descripción detallada y los
dibujos anexos. Sin embargo, debe entenderse que la descripción
detallada y los ejemplos específicos, si bien indican las
realizaciones preferidas de la presente invención, se proporcionan
a modo de ilustración y no de limitación. Puede realizarse muchos
cambios y modificaciones dentro del alcance de la presente
invención, que está definido por las reivindicaciones.
\newpage
Se ilustra realizaciones ejemplares preferidas
de la invención, en los dibujos anexos, en los que los mismos
números de referencia representan partes iguales, y en los
cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva de una
llana guiada a mano y el módulo de control acoplado, de acuerdo con
la presente invención;
la figura 2 es una vista en alzado, de la llana
guiada a mano mostrada en la figura 1;
la figura 3 es un diagrama esquemático del
módulo de control que realiza la presente invención;
las figuras 4a y 4b son diagramas de circuito,
del módulo de control de la figura 1;
la figura 5 es un diagrama esquemático, de los
conectores de contactos del controlador U1 de la figura 4; y
la figura 6 es un diagrama de flujo, de una
primera realización de un método para impedir la rotación
incontrolada durante el funcionamiento de una llana guiada a mano,
acorde con la presente invención.
En referencia la figura 1, esta es una vista en
perspectiva de un módulo de control 20 acorde con una realización
de la invención, conectado a una llana guiada a mano 25. En general,
la llana guiada a mano 25 incluye un motor 30 montado sobre un
armazón o "caja" 35, que recubre un rotor 40. La llana 25 es
controlada por un operador a través de una manija 45, que se
extiende varios pies desde la caja 35.
El motor 30 es un motor de combustión interna,
del tipo utilizado generalmente para una llana guiada a mano 25. El
motor 30 incluye en general un cárter del motor 50, un depósito de
combustible 55, un sistema de suministro de aire 60, un eje de
salida (no mostrado), etcétera. El motor 30 incluye además un
sistema de encendido para producir chispas en el motor de
combustión interna. Una realización del sistema de encendido es un
encendido por magneto (no mostrado). El encendido por magneto
incluye un imán, que rota con el eje de salida del motor y genera
con cada ciclo un cambio en el flujo magnético en el encendido por
magneto, para excitar una bobina de encendido (no mostrada). La
bobina de encendido proporciona una salida eléctrica, que es lo
suficientemente fuerte como para excitar una bujía de encendido.
En relación con la figura 2, el rotor 40 incluye
una pluralidad de paletas de llana 65 que se extienden radialmente
desde cubo 70 que, a su vez, está impulsado por un eje vertical (no
mostrado). El eje de esta realización comprende un eje de salida de
la caja de velocidades. Alternativamente, el eje podría estar
acoplado al eje de salida de la caja de velocidades bien
directamente, o bien a través de una disposición de transferencia
del par motor interferente. A la velocidad indicada por el embrague,
el eje de salida del motor impulsa la rotación del rotor 40 y las
paletas de llana 65 unidas a este. Las paletas de llana 65
giratorias están configuradas para proporcionar una superficie
acabada, suave, sobre hormigón convertido.
Con arreglo a la realización preferida de la
invención, el módulo de control 20 está en general configurado para
apagar el motor, tras la detección de un giro incontrolado o no
deseado, de la llana guiada a mano. El módulo de control está
contenido en un alojamiento 77 (figuras 1 y 2) montado sobre la
llana 25. La posición del módulo de control 20 y el alojamiento 77
puede variar. En la realización ilustrada, este está montado sobre
el armazón - específicamente, sobre la placa de soporte del
motor.
Las figuras 3 y 4 muestran la realización
detallada del módulo de control 20 de la realización actualmente
preferida de la invención. Las siguientes secciones describen las
funciones de los bloques de circuito individuales mostrados en la
figura 3. Cada bloque de circuito representa una función de
circuito. Véase el diagrama de circuito de la figura 4 para
información sobre las localizaciones del bloque de circuito, y la
interconectividad. La figura 5 ilustra las localizaciones de los
contactos del microcontrolador U1 mostrado en la figura 4.
El módulo de control 20 está conectado
eléctricamente al sistema de encendido 80 del motor 30, y recibe
suministro eléctrico desde las señales o impulsos eléctricos
transmitidos desde este. El módulo de control 20 de esta
realización está conectado eléctricamente en paralelo con una bobina
de encendido primaria 85 (figura 4) del sistema de encendido 80 del
motor 30. La bobina de encendido primer día 85 recibe una corriente
alterna (CA) que tiene una frecuencia de impulsos eléctricos de
aproximadamente 100 V de amplitud, para dar chispa al motor 30. La
frecuencia de impulsos eléctricos de la bobina de encendido primaria
85 está interrelacionada con el ciclo del motor 30. Como se ha
descrito arriba, el ciclo del motor 30 excita el encendido por
magneto para generar la frecuencia de impulsos eléctricos, al
objeto de excitar la bobina de encendido primaria 85. La bobina
primaria 85 está configurada con una bobina secundaria (no mostrada)
para proporcionar el arco de alta tensión (por ejemplo, 10 000
voltios) a través de una bujía de encendido, al objeto de encender
la combustión de combustible en el motor 30.
En referencia a las figuras 3 y 4, un bloque 90
de almacenamiento de energía del sistema (diodo D3, condensadores
C1, C2 y C3, y regulador de tensión lineal VR1) proporciona en
general un suministro de potencia de baja tensión al módulo de
control 20, utilizando los impulsos eléctricos hacia la bobina de
encendido primaria 85. Los condensadores C1 y C3 y el regulador de
tensión lineal VR1, proporcionan al microcontrolador U1 protección
frente a sobrecargas en la potencia eléctrica proporcionada por los
impulsos eléctricos. El diodo D3 impide que la energía eléctrica
almacenada en el condensador C1 se descargué a la bobina de
encendido primaria 85.
Un circuito de medida detección de chispa 95
(diodo Zener Z1, diodo D4, condensador C5 y resistencias R1 y R3)
detecta las condiciones de los impulsos eléctricos procedentes de la
bobina de encendido primaria, y transmite a un controlador 100 las
señales de impulso eléctrico detectadas. El diodo Zener Z1 cualifica
las señales o impulsos de chispa eléctrica, mientras que la
resistencia R1 y el condensador C5 filtran las señales eléctricas, y
la resistencia R3 y el diodo D4 limitan la tensión de los impulsos
eléctricos, para su transmisión al contacto P7 de entrada de datos
del microcontrolador U1 (véase la figura 5).
Un circuito de rechazo 105 (resistencias R2, R4,
R5, R6, transistor Q1, diodos D1 y D2, condensador C4 y tiristor
triodo bidireccional T1) está configurado para rechazar
eléctricamente (es decir, derivar a tierra) los impulsos eléctricos
hacia la bobina de encendido, salvo orden contraria del controlador
100. El diodo D1 impide que la acumulación de energía en el
condensador C4 se descargué al circuito de la bobina de encendido.
Cuando el transistor Q1 conduce, el condensador C4 y la resistencia
R5 proporcionan la tensión y corriente de puerta necesarias para
activar el tiristor triodo bidireccional T1. La activación del
tiristor triodo bidireccional T1 regula el rechazo eléctrico de los
impulsos eléctricos transmitidos a la bobina de encendido primaria
85, para la formación de chispa del motor 30. El rechazo eléctrico
de los impulsos eléctricos detiene el encendido del motor 30, y de
ese modo impide que el motor 30 impulse la rotación del rotor
40.
Un circuito de giróscopo 110 (resistencias R10 y
R11, condensadores C10, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, giróscopo
G1) está operativo para detectar un cambio en la rotación angular de
un punto de referencia sobre el armazón 35, durante el
funcionamiento de la llana de guiada a mano 25. Una realización
preferida del giróscopo G1, es el modelo de referencia ADXRS150ABG,
fabricado por ANALOG DEVICES, INC.^{TM}. El giróscopo G1 está
configurado para generar una señal de tensión, representativa de un
cambio en el movimiento angular, o en una velocidad angular del
movimiento de la llana, y proporcionar la señal de tensión al
controlador. En una realización, el giróscopo G1 genera una señal
eléctrica basada en una referencia de 0 a 5 V. La señal eléctrica
incluye 255 etapas intermedias (es decir, 19 061 mV/etapa). Cada
etapa de 19 061 mV representa una velocidad angular del movimiento
nominal de aproximadamente 1,57 grados/segundo, o 12,5 mV nominales
por grado/por segundo. El tipo de circuito de giróscopo 110, de
giróscopo G1, de sus respectivos componentes discretos y de la
respectiva salida de señal eléctrica, pueden variar.
El controlador 100 es un circuito programable,
integrado, que generalmente consolida y controla muchas de las
funciones del control 20. Las funciones proporcionadas por el
controlador 100 incluyen: (1) monitorizar un cambio en la rotación
angular del armazón de la llana 25; (2) comparar el cambio en la
velocidad angular del movimiento, con un rango designado; y (3)
impedir que la salida del motor impulse la rotación del rotor 40, si
la velocidad angular del movimiento de la llana 25 está fuera del
rango designado. Si la velocidad angular del movimiento está fuera
del rango designado, el controlador 100 activa el circuito de
rechazo, para rechazar eléctricamente los impulsos eléctricos a la
bobina de encendido primaria 35. De ese modo, el controlador 100
impide que el motor impulse la rotación del rotor.
En la figura 4, el controlador 100 incluye el
microcontrolador U1, conectado eléctricamente para recibir señales
de impulso eléctrico procedentes del bloque de circuito de detección
95, y conectado eléctricamente para regular el funcionamiento del
circuito de rechazo 105. El microcontrolador U1 está además
conectado eléctricamente a un puerto de programación PP1, para
programar el microcontrolador U1 con instituciones de software al
objeto de llevar a cabo muchas de las funciones del módulo de
control 20. Una realización preferida del microcontrolador U1, es
un modelo de referencia PIC12F675, fabricado por MICROCHIP
TECHNOLOGY, INC.^{TM}. Puede utilizarse otros microcontroladores,
solos o en combinación con componentes y/circuitos eléctricos
discretos, para llevar a cabo las funciones del microcontrolador U1.
El microcontrolador U1 puede además ser completamente reemplazado
por tales otros componentes y/o circuitos discretos.
El nódulo de control 20 y el giróscopo G1 se
posicionan en un punto de referencia sobre el armazón de llana 35,
de la llana guiada a mano 25. La posición del punto de referencia
puede variar. El giróscopo G1 proporciona al controlador 100, una
señal representativa de la rotación angular del punto de referencia
sobre el armazón de llana 35. Si el controlador 100 detecta que el
estado operativo de la llana 25 está fuera de un rango designado,
el controlador 100 impide que el motor 30 impulse la rotación del
rotor 40. El controlador 100 determina el estado operativo en
función de la señal procedente del giróscopo G1, representativa de
la velocidad del movimiento angular de la llana 25. Si el estado
operativo (por ejemplo, la rotación angular detectada) excede un
rango designado, el controlador 100 deja de inhabilitar el
transistor Q1, mediante lo que permite que el transistor Q1
proporcione una salida eléctrica desde condensador C4 para activar
el tiristor triodo bidireccional T1. El tiristor triodo dimensional
T1 activo, rechaza eléctricamente los impulsos eléctricos hacia la
bobina de encendido del motor 30, interrumpiendo así el
funcionamiento del motor 30 e impidiendo que el motor 30 impulse la
rotación del rotor 40.
Una vez descrita la arquitectura básica del
módulo de control 20 de la presente invención, se describirá ahora
un método 200 de funcionamiento del módulo de control 20, tal como
se muestra en la figura 6. Se prevé que el método 200 de
funcionamiento pueda modificarse para otras realizaciones del módulo
de control 20. Además, se prevé que pueden no ser necesarias todas
las acciones, que puede modificarse parte de las acciones, o que
puede variar el orden de las acciones.
Como se muestra en la figura 6, el método 200
pasa del INICIO a la etapa 205. Un operador tira de un cable del
motor de arranque manual 207 para arrancar el motor 30. El arranque
inicial de la llana guiada a mano 25 gira el imán del encendido por
magneto, proporcionando potencia a la bobina de encendido para
excitar el módulo de control 20.
Después del arranque inicial del motor 30, el
módulo 200 se inicializa en la etapa 210. La etapa 210 de
inicialización necesita un período de tiempo mínimo (por ejemplo,
un segundo) de funcionamiento a ralentí del motor 30. El mínimo
período de tiempo a ralentí puede variar. Durante este tiempo a
ralentí, el controlador 100 determina el período de tiempo entre
sucesivas señales o impulsos eléctricos creados por el encendido por
magneto, que se traducen en velocidad de ralentí del motor 30. El
controlador 100 adquiere también una señal procedente del circuito
de giróscopo 110, cada 1 milisegundo (ms) para los siguientes 20 ms,
o un grupo de 20 lecturas. La potencia proporcionada al módulo de
control 20 por los impulsos eléctricos, determina un número de
lecturas recibidas por el controlador 100. Como ejemplo, para una
velocidad a ralentí de aproximadamente 1200 rpm, el controlador 100
podría adquirir aproximadamente 10 grupos de 20 lecturas, o 200
lecturas en total, sobre el período de tiempo a ralentí. Si la
velocidad a ralentí está entre 1116 y 1616 rpm, entonces el
controlador podría adquirir unas 20 lecturas cada 37,1 a 53,8 ms,
en definitiva adquiriendo entre 18 y 27 grupos de 20 lecturas ADC,
o entre 360 y 540 lecturas en total. La velocidad de ralentí y el
tiempo a ralentí requerido, pueden variar.
En la etapa 210 del método 200, el controlador
100 determina un valor de línea de tierra (detallado más abajo) de
la velocidad angular del movimiento del giróscopo G1 y la llana 25,
a ser utilizado en la determinación de un evento de giro
incontrolado o no deseado, de la llana 25. Alternativamente, el
controlador 100 podría utilizar un valor de línea de tierra
predeterminado.
Como se ha descrito arriba, el rango designado
se define preferentemente hasta un valor umbral designado. Una
realización del valor umbral designado, es una diferencia entre un
promedio o valor de línea de tierra, y un valor del promedio
dinámico de la velocidad angular del movimiento de la llana 25. El
valor de línea de tierra, o bien está predeterminado o bien se
determina sobre una pluralidad de intervalos temporales que
comprenden el período operativo de la llana 25. Si el controlador
100 detecta que la diferencia excede el valor umbral designado, el
controlador 100 detiene el sistema de encendido del motor 30, para
apagar la llana 25.
El controlador 100 ajusta preferentemente el
valor de línea de tierra, determinando un evento de giro
incontrolado o no deseado, de la llana. El controlador 100 está
programado para ajustar un promedio de línea de tierra previamente
programado, de la velocidad angular del movimiento de la llana 25,
utilizando la técnica de incremento/disminución/mantenimiento (IDL,
increment/decrement/leave). La técnica IDL utiliza una escala IDL de
0 a 255, igual al número de tensiones escalonadas de la señal
generada por el giróscopo G1 actualmente preferido, del circuito
110. El controlador 100 se inicializa a un valor de línea de tierra
predeterminado de 128, que está a medio camino en la escala de 0 a
255. Si el controlador 100 detecta una señal eléctrica procedente
del circuito de giróscopo 110, a una tensión mayor que el valor de
línea de tierra 128 (es decir, 2,5 V), entonces el controlador 100
incrementa en uno el valor de línea de tierra. A la inversa, si el
controlador 100 detecta una señal eléctrica procedente del circuito
del giróscopo 110, a una tensión inferior al valor de línea de
tierra, entonces el controlador 100 disminuye en uno el valor de
línea de tierra. En una realización, el controlador 100 limita
preferentemente la actual escala IDL a los valores 115 a 140, para
reducir la escala a un rango más típico de valores esperados. En
otra realización, el controlador 100 utiliza un valor de línea de
tierra previamente programado y una diferencia umbral designada,
para detectar un evento de movimiento incontrolado o no deseado, de
la llana. La técnica para determinar el valor de línea de tierra,
puede variar.
Cuando se satisface el período de tiempo a
ralentí del motor, y el controlador 100 se inicializa en la etapa
210, el método 200 pasa a la etapa 215 y determina un promedio
dinámico, de las señales procedentes del circuito de giróscopo 110.
Para determinar el promedio dinámico, el controlador 100 itera a
través de un bucle de proceso, para producir y promediar señales de
velocidad del movimiento adquiridas desde el circuito de giróscopo
110. El valor inicial en el promedio dinámico es preferentemente el
valor de línea de tierra determinado inicialmente durante el tiempo
a ralentí del motor. No obstante, el valor promedio dinámico inicial
puede variar. El controlador 100 recibe una señal de la velocidad
angular del movimiento, detectada, procedente del giróscopo, para
cada intervalo de tiempo predeterminado (etapa 220), por ejemplo
cada 1024 ms (\pm 0,5 ms). En la etapa 225, el controlador
promedia la pluralidad de valores detectados, para el movimiento
angular representado por las señales procedentes del circuito del
giróscopo 110, al objeto de determinar el promedio dinámico. El
controlador 100 puede utilizar la misma técnica IDL descrita
arriba, para ajustar el promedio dinámico. De ese modo, la
velocidad de rotación del promedio dinámico es de 1/1,024 ms, que es
128 veces más rápido que la velocidad de rotación del valor de
línea de tierra. La técnica para determinar el promedio dinámico
puede variar.
El método 200 pasa a la etapa 230 donde el
controlador 100 determina si, para la determinación del valor
promedio dinámico, ha finalizado un "límite" o período de
tiempo promedio dinámico predeterminado (por ejemplo, 16 384
ms).
El método 200 pasa a la etapa 230, donde el
controlador 100 compara la diferencia entre el promedio dinámico y
el valor de línea de tierra. En la etapa 235 del método 200, el
controlador 100 determina una indicación de un evento de giro fuera
de control, en función de la diferencia entre el valor de línea de
tierra y el promedio dinámico. El controlador 100 determina un
evento de giro fuera de control, si la diferencia en la velocidad
angular del movimiento es igual o superior al valor umbral
designado, por ejemplo entre unos 60 y unos 110 grados por segundo,
y más preferentemente entre 70 y 100 grados por segundo.
En una realización preferida de la etapa 235, la
diferencia umbral predeterminada varía entre 48 y 50 (escala de 0 a
255), lo que representa una caída de tensión de aproximadamente 941
a 980 mV, y un cambio en la velocidad angular del movimiento
deseada de aproximadamente 75,3 a 78,4 grados/segundo. No obstante,
el umbral predeterminado puede variar. Para determinar este valor
preferido de la diferencia umbral, pruebas empíricas llevadas a cabo
sobre la realización preferida de la llana guiada a mano 25,
indican que el controlador 100 puede esperar que la señal de
tensión procedente del circuito de giróscopo 110 caiga en
aproximadamente 375 mV/100 ms (\pm 15 mV/100 ms), para un evento
de giro fuera de control o no deseado. Bajo este escenario, la señal
puede caer 963 mV en 262 ms. Durante este período de evento
incontrolado, el controlador 100 puede promediar dos señales
recibidas desde el circuito de giróscopo 110, en el valor de línea
de tierra, y doscientas cincuenta y seis señales recibidas desde el
circuito de giróscopo 110 en el promedio dinámico. De ese modo, el
valor de línea de tierra puede cambiar en un valor salto de dos,
mientras que el promedio dinámico puede cambiar un valor de salto
de aproximadamente 50 (por ejemplo, 983 mV/19,6 mV por salto).
En otra realización del método 200, el
controlador 100 puede crear un histograma de lecturas de señal
procedentes del circuito de giróscopo 110. Por ejemplo, el
controlador 100 puede adquirir una lectura de señal cada intervalo
de 370 a 510 ms (\pm 10 ms), desde el giróscopo. Por supuesto, la
longitud del intervalo temporal entre señales procedentes del
circuito de giróscopo 110, puede variar.
El método 200 pasa a la etapa 240. En la etapa
240, el controlador 100 determina si se ha producido un evento de
giro incontrolado. Si no se ha producido un evento de giro
incontrolado, entonces el método 200 pasa a la etapa 250. En la
etapa 250, el controlador 100 determina o detecta si ha transcurrido
un "límite" o período de tiempo predeterminado, para promediar
el valor promedio dinámico en el valor de línea de tierra (etapa
250). Si está en el límite, el controlador 100 promedia el valor
promedio dinámico para la velocidad angular del movimiento
detectada en el respectivo período de ajuste del valor de línea de
tierra, para formar el valor de línea de tierra (etapa 255). El
período de tiempo de ajuste línea de tierra puede variar. A
continuación, el controlador 100 vuelve a la etapa 215. Si no está
en el límite, el controlador 100 pasa a la etapa 215.
En la etapa 240 del método 200, si el
controlador 100 detecta que se ha producido un evento de giro
incontrolado, y que hay un cambio en la velocidad angular del
movimiento, más allá de la diferencia umbral, entonces el método
200 pasa a la etapa 260. La etapa 260 incluye impedir que el motor
30 active la rotación del rotor 40. El controlador 100 activa el
tiristor triodo bidireccional T1 para rechazar eléctricamente, o
poner a tierra, las señales eléctricas procedente del encendido por
magneto para excitar la bobina de encendido primario 85. Rechazar
eléctricamente las señales eléctricas o ponerlas a tierra, provoca
el apagado del motor 30, impidiendo de ese modo que el motor 30
impulse la rotación del rotor 40. Tras la etapa 260, el método 200
llega a su FIN en la sección 265.
El modelo de control 20 de la llana 25 es
operativo para impedir que el motor 30 impulse al rotor 40 a rotar
dentro de una rotación de 300 grados, en relación con una posición
de la llana al inicio de un evento de giro incontrolado, impidiendo
así de forma segura que una llana 25 que gira impacte con un
operario. De este modo, el controlador 100 es operativo para
detectar una indicación de un evento de giro incontrolado de la
llana 25, dentro de una rotación de al menos 15 grados en relación
con la posición de la llana al inicio del evento de giro
incontrolado. Esta respuesta se considera adecuada para el manejo de
la maquinaria de llana.
Sin embargo, de hecho las pruebas empíricas
muestran que el módulo de control 20 de la presente invención es
operativo para reaccionar y detener la llana 25, dentro de una
rotación de 270 grados en relación con la posición de la llana al
inicio del evento de giro incontrolado (por ejemplo, para liberar la
manija 45 y controlar la llana 25). De este modo, el controlador
100 es operativo para detectar un evento de giro incontrolado de la
llana 25, dentro de al menos una rotación de 15 grados en relación
con la posición de la llana 25 al inicio del evento de giro
incontrolado, utilizando la diferencia umbral en la rotación angular
de al menos unos 100 grados/segundo (\pm 10 grados/segundo).
Estos resultados superan el rendimiento de la maquinaria de llana
conocida.
Como se indica arriba, puede hacerse muchos
cambios y modificaciones a la presente invención, sin apartarse del
alcance que se define mediante las reivindicaciones anexas.
Claims (12)
1. Una llana guiada a mano, que comprende:
- (A)
- un armazón (35) que tiene una estructura de referencia;
- (B)
- un rotor (40) posicionado por debajo del armazón (35);
- (C)
- un motor (30) configurado para impulsar la rotación del rotor (40); y
caracterizada por
- (D)
- un módulo de control (20) que tiene:
- un giróscopo (110) operativo para proporcionar una señal eléctrica representativa de una velocidad angular del movimiento de la estructura de referencia sobre el armazón (35), y
- un controlador (100) configurado para recibir la señal eléctrica procedente del giróscopo (110), para determinar cuándo un cambio en la velocidad angular del movimiento excede un valor umbral, y para, en respuesta, impedir que el motor (30) impulse la rotación del rotor (40).
2. La llana guiada a mano de la reivindicación
1, en la que el controlador (100) es operativo para apagar el motor
(30) al objeto de impedir la rotación del rotor (40).
3. La llana guiada a mano de la reivindicación
1, en la que el motor (30) incluye una bobina de encendido (85)
configurada para recibir una pluralidad de impulsos eléctricos para
impulsar el funcionamiento del motor (30), y que además
comprende
un conmutador conectado eléctricamente a tierra,
y en paralelo con la bobina de encendido (85) de la llana guiada a
mano.
4. La llana guiada a mano de la reivindicación
3, en la que el controlador (100) impide la rotación de las paletas
(65) de la llana, mediante activar el conmutador y rechazar
eléctricamente la pluralidad de impulsos eléctricos hacia la bobina
de encendido (85) para apagar el motor.
5. La llana guiada a mano de la reivindicación
4, en la que el controlador (100) está configurado para rechazar
eléctricamente una parte de los impulsos eléctricos al objeto de
impedir que el motor (30) impulse la rotación del rotor (40).
6. La llana guiada a mano de la reivindicación
1, en la que la señal eléctrica procedente del giróscopo (110) es un
valor de tensión variable, representativo de cada grado de
rotación/segundo.
7. La llana guiada a mano de la reivindicación
6, en la que una reducción en el valor de tensión variable
procedente del giróscopo (110), representa un incremento en la
velocidad angular del movimiento del armazón (35) de la llana
guiada a mano.
8. La llana guiada a mano de la reivindicación
7, en la que el controlador (100) determina el valor umbral de la
velocidad angular de movimiento, mediante promediar una media
dinámica de valores de tensión variables, con un valor de línea de
tierra.
9. La llana guiada a mano de la reivindicación
7, en la que el controlador (100) almacena un histograma de valores
de tensión variables, generados por el giróscopo (110).
10. La llana guiada a mano de la reivindicación
7, en la que el controlador (100) está configurado para apagar el
motor (30) tras la detección de una velocidad angular de movimiento,
que excede 70 grados/segundo.
11. La llana guiada a mano de la reivindicación
1, en la que el giróscopo (110) está configurado para estar montado
sobre una manija (45) conectada al armazón (35) de la llana guiada a
mano.
12. La llana guiada a mano de la reivindicación
1, en la que el controlador (100) está configurado para determinar
un estado de funcionamiento fuera del rango designado, dentro de al
menos 15 grados de rotación de la llana.
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