ES2833472T3 - Sistema de nivelación de concreto con control/retroalimentación de la calidad del suelo - Google Patents

Sistema de nivelación de concreto con control/retroalimentación de la calidad del suelo Download PDF

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ES2833472T3 ES15786003T ES15786003T ES2833472T3 ES 2833472 T3 ES2833472 T3 ES 2833472T3 ES 15786003 T ES15786003 T ES 15786003T ES 15786003 T ES15786003 T ES 15786003T ES 2833472 T3 ES2833472 T3 ES 2833472T3
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Abstract

Un sistema de nivelación para nivelar una superficie de concreto sin curar, dicho sistema de nivelación comprende: una máquina niveladora (110) que tiene un conjunto de cabezal de nivelación (116) que se puede mover sobre concreto no curado para nivelar la superficie de concreto; una pluralidad de sensores dispuestos en dicha máquina niveladora; en donde dicha pluralidad de sensores comprende sensores de elevación (132) que detectan una elevación de dicho conjunto de cabezal de nivelación en relación con un plano de referencia establecido en el área de concreto; un control operable para procesar datos capturados por dicha pluralidad de sensores, en donde dichos procesos de control capturan datos mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto no curado; donde dicho sistema de nivelación está caracterizado porque: dicho control, mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto sin curar y responde a dicho procesamiento de datos de los datos capturados, calcula una planitud, aplanamiento o calidad de la superficie del concreto que está siendo nivelado; en donde, mientras dicha máquina niveladora alisa la superficie de concreto sin curar, dicho control genera una salida que indica la planitud estimada, aplanamiento o calidad de la superficie; en donde dicha salida comprende retroalimentación a un operador de dicha máquina niveladora mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto sin curar; en donde dicha salida comprende una pantalla que puede ver el operador de dicha máquina niveladora; y en donde, en respuesta al procesamiento de datos de los datos capturados por un sensor de velocidad de dicha pluralidad de sensores, dicho control determina una velocidad de pasada de la niveladora mientras dicha máquina de nivelación nivela la superficie de concreto sin curar y determina si la velocidad de pasada de la niveladora es demasiado rápida o demasiado lenta, y en donde dicha pantalla se puede operar para mostrar una alerta de que la velocidad de pasada de nivelación determinada es demasiado rápida o demasiado lenta.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de nivelación de concreto con control/retroalimentación de la calidad del suelo
REFERENCIA CRUZADA CON UNA SOLICITUD RELACIONADA
La presente solicitud invoca los beneficios de la solicitud provisional de EE.UU. acta n. ° 61/985.008, presentada el 28 de abril de 2014.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere en general a una máquina niveladora para nivelar una superficie de concreto sin curar según el preámbulo de la reivindicación 1.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los dispositivos o máquinas niveladoras se usan para nivelar y alisar el concreto sin curar hasta el grado deseado. Las máquinas niveladoras conocidas normalmente incluyen un cabezal nivelador, que incluye un miembro vibrador y un dispositivo de ajuste de pendiente, tal como un arado y un dispositivo de taladro. El cabezal nivelador se puede ajustar verticalmente, como en respuesta a un sistema de nivelación láser, para establecer la pendiente deseada en el miembro vibrador. Se describen ejemplos de tales máquinas niveladoras en las patentes de EE.UU. n. ° 4.655.633; 4.930.935; 6.227.761; 7.044.681; 7.175.363 y/o 7.396.1186.
La máquina niveladora se puede usar para realizar varias pasadas sobre una superficie de concreto para nivelar el concreto y proporcionar una superficie generalmente plana y lisa. A menudo se desea lograr un nivel o grado deseado de planitud o aplanamiento de un suelo o superficie, con la planitud y aplanamiento determinados después de completar la nivelación y después de que el concreto se haya curado. Si se produce un error durante la nivelación del concreto, es posible que no se logre la planitud deseada y que el error no se descubra hasta completar el proyecto. Por lo general, los suelos de concreto se miden para determinar su aplanamiento y planitud después de que la máquina haya completado el proceso de nivelación y después de que todos los obradores hayan abandonado el lugar de trabajo, mucho después de que el concreto se haya endurecido. Estas mediciones de aplanamiento (FL) y planitud (FF) tienen en cuenta todo, desde la configuración del trabajo, la configuración del láser, la configuración de la pendiente, la panoramización, la llanura y similares, y los operadores y el contratista no sabrán cómo se mide el suelo hasta que se complete el proyecto y será demasiado tarde para corregirlo. Si el suelo no cumple con sus especificaciones, esto puede causar una pérdida de ingresos para el contratista de concreto. Además, todo lo que el contratista sabe son los números de medición finales y no recibe ninguna respuesta sobre cómo se produjeron los errores; por lo tanto, el contratista no sabe qué cambiar para que no vuelva a suceder en el siguiente piso. El documento US 2004/190991 A1 divulga un aparato y método para mejorar el control de un conjunto de cabezal de nivelación de concreto. El documento US 6 530 720 B1 divulga una disposición de transductor para controlar la nivelación.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente solicitud proporciona un sistema de nivelación y un sistema de aplanamiento del suelo para una máquina niveladora que comprende un cabezal de nivelación que tiene un miembro vibrador y un dispositivo de ajuste de pendiente. La nivelación o el sistema de aplanamiento del suelo se puede operar para medir, determinar o recopilar datos relacionados con el funcionamiento de la máquina niveladora y el concreto que se está nivelando para proporcionar una retroalimentación sobre la planitud y/o aplanamiento de la superficie durante el proceso de nivelación. La retroalimentación puede ser en forma de una alerta o comunicación al operador de la máquina niveladora para que el operador pueda ajustar uno o más parámetros de nivelación (como la velocidad de paso de la máquina niveladora, la elevación de las regiones laterales del conjunto de cabezal de nivelación, el ángulo de ataque, inclinación o balanceo del conjunto de cabezal de nivelación y/o similares) para lograr la planitud/aplanamiento deseados o previstos de la superficie de concreto, o la retroalimentación puede ser en forma de control automático o corrección de uno o más parámetros de la máquina niveladora para lograr la planitud/aplanamiento deseados o previstos de la superficie de concreto.
Según la presente invención, se proporciona un sistema de nivelación según la reivindicación 1.
El operador, en respuesta a la visualización de la pantalla, puede ajustar uno o más parámetros o controles de la máquina para adaptarse a un determinado error o defecto en la superficie nivelada según lo determinado por el procesamiento de los datos. Opcionalmente, la salida generada puede comprender una salida de control que controla al menos un aspecto de la máquina niveladora para adaptarse automáticamente a un determinado error o defecto en la superficie nivelada según se determina mediante el procesamiento de los datos.
Las reivindicaciones independientes 2 a 15 se refieren a realizaciones preferidas de la invención. Por tanto, el sistema de la presente invención proporciona un control mejorado de la máquina niveladora durante un proceso de nivelación para proporcionar una calidad mejorada de los suelos nivelados o superficies de concreto.
Estos y otros objetos, ventajas, propósitos y características de la presente invención resultarán evidentes luego de revisar la siguiente especificación junto con los dibujos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista en perspectiva de una máquina aplanadora y niveladora de concreto que incorpora el sistema de nivelación o aplanamiento del suelo de la presente invención; la figura 2 es un organigrama que muestra el sistema o proceso de la presente invención;
La figura 3 es un organigrama que muestra aspectos del sistema de retroalimentación del operador y del sistema de ajuste automático del sistema de nivelación y aplanamiento del suelo de la presente invención;
La figura 4 es una vista de una pantalla de retroalimentación del operador para su uso con el sistema de nivelación o aplanamiento del suelo de la presente invención;
La figura 5 es otra vista de una pantalla de retroalimentación del operador para su uso con el sistema de nivelación o aplanamiento del suelo de la presente invención;
La figura 6 es un informe de detalles del paso de nivelación generado por el sistema de la presente invención para indicar datos y estadísticas del paso de nivelación;
La figura 7 es un mapa de los números de la calidad de pasadas de nivelación generado por el sistema de la presente invención para indicar los números, calificaciones o puntos de calidad de pasadas de nivelación para cada fila y paso en el lugar de trabajo; y
La figura 8 es un mapa de alertas generado por el sistema de la presente invención para indicar dónde se generaron las alertas durante la nivelación de filas y pasos en el lugar de trabajo.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS
Haciendo referencia ahora a los dibujos y las realizaciones ilustrativas representadas en los mismos, una máquina niveladora 110 incluye una unidad con ruedas 112 con un brazo 114 que se extiende desde allí y que soporta un cabezal o conjunto nivelador 116 en un extremo externo del mismo (figura 1). La unidad con ruedas 112 se puede conducir a un área objetivo en una superficie de soporte con concreto sin curar colocado allí, y la unidad con ruedas puede girar alrededor de una parte de base para hacer girar el brazo y el cabezal nivelador hasta una ubicación objetivo. El brazo 114 es extensible y retráctil para mover el cabezal de nivelación 116 sobre el concreto colocado, mientras que el cabezal de nivelación 116 se puede hacer funcionar para establecer la pendiente deseada de la superficie del concreto y alisar, terminar o nivelar el concreto. En la realización ilustrada, el cabezal de nivelación incluye un arado 118, un taladro 120 y un miembro vibrador 122 (figura 1). La máquina niveladora incluye una pluralidad de estabilizadores 124 que son extensibles y retráctiles para soportar y estabilizar la máquina sobre la superficie de apoyo durante la operación de nivelación. La máquina niveladora 110 incluye varios sensores, tales como receptores láser 126 en los extremos opuestos del cabezal nivelador 116, sensores del ángulo del cabezal nivelador 128 (que pueden detectar el cabeceo y balanceo del cabezal nivelador), sensores de velocidad de extensión/retracción del brazo 130 y sensores de aplanamiento o posición de la máquina 132, y el sistema de nivelación puede funcionar en respuesta a tales sensores para determinar el nivel de funcionamiento de la máquina cuando nivela el concreto, como se describe a continuación.
El sistema de nivelación o aplanamiento del suelo de la presente invención es adecuado para su uso en una máquina de nivelación grande 110 y el cabezal o conjunto de nivelación 116, que pueden ser similares en cuanto a la construcción y/u operación a las máquinas de nivelación y los cabezales de nivelación descritos en la patente de EE.UU. n. ° 4.655.633, 4.930.935, 6.227.761, 7.044.681, 7.175.363 y/o 7.396.186 y/o la publicación de EE.UU. n. ° US-2007-0116520 y/o US-2010-0196096. Por ejemplo, la máquina de nivelación puede comprender o puede utilizar aspectos de una máquina de nivelación Somero LASER SCREED™. Sin embargo, claramente este ejemplo no pretende limitar el alcance de la presente solicitud y claramente los aspectos de la presente invención son adecuados para su uso en otros tipos de máquinas niveladoras. Por ejemplo, el sistema de nivelación de la presente invención puede ser adecuado para su uso en máquinas de nivelación más pequeñas, tales como máquinas de los tipos descritos en la patente de EE.UU. n. ° 6.976.805, 7.121.762 y/o 7.850.396.
La presente invención proporciona un sistema de alerta anticipada para el operador de la niveladora para que el contratista pueda corregir los problemas a medida que sucedan y antes de completar el proyecto de nivelación. El sistema de la presente invención proporciona una mejora y consistencia constantes y proporciona datos para la revisión y el análisis de las preocupaciones sobre la calidad del puesto en la obra.
El sistema se puede operar en respuesta a varios sensores en o sobre la máquina niveladora y, en respuesta a esos sensores, el sistema proporciona un indicador de advertencia anticipada de que algo anda mal (por ejemplo, durante una pasada de la niveladora y/o después de cada pasada de la niveladora). Por ejemplo, el sistema puede calcular un número de FL actual o instantáneo o datos de FL después de cada pasada de la niveladora, y puede proporcionar un promedio actualizado de la obra del número de FL para el suelo (como una predicción estadística de la calidad general de suelo (como la planitud y/o nivelación) según los datos recopilados hasta ese momento en particular). Los datos recopilados pueden almacenarse para que estén disponibles después de completar el proyecto para un análisis adicional (por ejemplo, almacenándolos como un "logaritmo de vuelo").
Es posible que el sistema no calcule necesariamente un número de FL, sino que puede calcular un número o números de calidad de pasada que son una predicción estadística de la calidad o aplanamiento del suelo para esa pasada de la niveladora. El sistema puede mostrar uno o más números de la calidad de la pasada. Por ejemplo, los números de la calidad de la pasada pueden estar separados para los lados izquierdo o derecho del cabezal o separados para los diferentes sensores disponibles. Opcionalmente, las diversas salidas del sensor se pueden combinar para producir un número de calidad de una sola pasada.
Por tanto, el sistema de la presente invención puede identificar impactos de los métodos o acciones del operador (tales como la velocidad del brazo, la rotación del cabezal nivelador o de la máquina, el rebote del brazo y/o similares). El sistema puede identificar un lado consistente de una "zona muerta" de control debido a la posición de la máquina, y puede identificar problemas relacionados con el comienzo de una pasada de nivelación frente al final de una pasada de la niveladora debido a la caída del brazo. El sistema puede identificar reflejos e interferencias láser (entre uno o ambos receptores láser y el dispositivo emisor del plano láser que emite un plano láser en el lugar de trabajo). El sistema puede identificar cambios de la pendiente que pueden producirse después de que ocurra el bloqueo de la columna, como cuando se ingresa a una situación de bloqueo de la columna frente a cuando se sale de la situación de bloqueo de la columna. El sistema también puede identificar problemas relacionados con los contactos o aterrizajes deficientes del cabezal nivelador al comienzo de las pasadas, y puede identificar si las velocidades de la válvula de elevación izquierda o derecha (que controlan el ajuste vertical o la velocidad de los lados del cabezal nivelador en respuesta al operador y/o los receptores láser) son demasiado rápidas o demasiado lentas.
Se desconoce la posición de la niveladora en la obra y no existe una correlación directa entre los números de FL y la posición de la niveladora. El sistema de la presente invención puede marcar el tiempo de los datos recopilados y marcar el tiempo cuando se producen las pasadas para que los datos de las pasadas sean marcados para al menos estimar la ubicación o posición del cabezal nivelador en la obra. El sistema también puede proporcionar la capacidad de registrar el número fila o de pasada con los datos. El operador puede incrementar manual o automáticamente el número de fila según el movimiento de la máquina. Esto ayudará a rastrear los datos de la pasada de la niveladora a una ubicación física en la obra, lo que facilita la correlación de los datos de la niveladora con la ubicación física.
Al correlacionar los datos con la hora o la ubicación, el sistema puede analizar los datos para determinar qué sucedió en o cerca de cualquier ubicación dada en la obra para determinar qué error puede haber ocurrido en una ubicación donde puede haber una imperfección o falla en la superficie o suelo de concreto acabado. Por lo tanto, el sistema de la presente invención puede proporcionar análisis/informes sobre el trabajo que pueden mostrar los números de calidad de la niveladora o los números de calidad del suelo para cada pasada y en cualquier ubicación dada y para todo el trabajo o proyecto de nivelación (los números procesados son atribuibles a ubicaciones o pasadas particulares a través de la marca de tiempo de los datos o mediante otros parámetros o identificadores adecuados).
Por tanto, el sistema de la presente invención puede recopilar datos capturados por varios sensores en la máquina niveladora y/o en la obra. Mientras la máquina niveladora nivela el concreto, el sistema puede procesar los datos capturados y recopilados para determinar una estimación de la planitud del suelo, el aplanamiento del suelo o la calidad del suelo. En respuesta a dicho procesamiento de datos, el sistema puede proporcionar retroalimentación al operador para que éste pueda ajustar una o más configuraciones de la máquina o parámetros de operación para acomodar cualquier error o falla determinada por el sistema. Opcionalmente, en respuesta a dicho procesamiento de datos, el sistema puede ajustar automáticamente una o más configuraciones de la máquina y/o parámetros de operación para acomodar y corregir automáticamente cualquier error o falla determinada por el sistema.
Por tanto, y como puede observarse con referencia a la figura 2, el sistema de la presente invención se puede hacer funcionar para recopilar o capturar datos a través de sensores ya en uso en la máquina niveladora, tales como receptores láser izquierdo y derecho en el cabezal nivelador y datos del sensor de ángulo del cabezal nivelador (que captura datos que indican la inclinación y el balanceo del cabezal nivelador). Los datos se procesan para determinar la eficiencia y el rendimiento de la nivelación láser y/o la calidad, aplanamiento o planitud del suelo (y pueden determinar una estimación en tiempo real de la calidad, aplanamiento o planitud del suelo durante el proceso de nivelación). En respuesta al procesamiento de datos, el sistema puede proporcionar retroalimentación al operador, como alertas visuales y/o sonoras (como cuando el sistema determina que la máquina niveladora no cumple con la calidad, aplanamiento o planitud del deseados del suelo) y/o puede proporcionar una estimación en tiempo real de la calidad de la nivelación o del suelo para que el operador pueda determinar fácilmente si está hace funcionar la máquina niveladora dentro de los parámetros adecuados para lograr la calidad, aplanamiento o planitud deseados. Opcionalmente, el procesamiento de datos también puede responder a un sistema de rastreo sónico o sistema de estación total/topografía o un sistema de escaneo láser que puede medir, analizar o evaluar la superficie del concreto húmedo sin curar.
Por ejemplo, y como se muestra en la figura 4, el sistema puede proporcionar una pantalla que sea visible por el operador y que proporcione información relativa sobre cómo el operador realiza cada pasada y sobre el trabajo en general. En la realización ilustrada, la pantalla proporciona información de la pasada e información general del trabajo en forma de un número de calidad de la pasada de la niveladora, donde el operador puede ajustar los parámetros operativos (como velocidad de la pasada, ajuste vertical izquierdo/derecho, inclinación/balanceo del cabezal nivelador, aplanamiento de la máquina y/o similares) para intentar aumentar el número de calidad de la pasada de la niveladora (en representación del rendimiento de la niveladora), de modo que el operador pueda determinar y responder cuando una pasada en particular tiene un grado, nivel o cantidad de calidad, aplanamiento o planitud inferior en comparación con otras pasadas y/o el trabajo en general. Opcionalmente, y como se puede ver con referencia a la figura 5, la pantalla puede proporcionar información de la pasada y/o información general del trabajo en forma de escalas móviles (como una escala de impacto láser, una escala de datos de pasada y una escala de datos de trabajo), donde el operador puede ajustar los parámetros operativos para mantener las escalas móviles o punteros dentro de un intervalo deseado o marcado en la pantalla de visualización. La pantalla puede proporcionar una calificación de FL del trabajo general (por ejemplo, FL62) y una calificación de FL de pasada individual (por ejemplo, FL48). Para números de Fl altos, el operador debe tratar de mantener los recuadros negros lo más cerca posible de las flechas/línea central y lo más estrecho posible.
En la realización ilustrada de la figura 4, la pantalla de visualización muestra información para que la vea el operador durante cada pasada de la niveladora del proceso de nivelación en una obra en particular. La pantalla de visualización puede comprender una pantalla táctil de modo que el conductor pueda tocar diferentes regiones de entrada del usuario para activar o ajustar varios controles o características del sistema de nivelación. La pantalla muestra información sobre la calidad de la pasada de la niveladora y puede proporcionar varias alertas o indicaciones visuales al operador durante el proceso de nivelación.
Por ejemplo, y como se muestra en la figura 4, la pantalla de visualización puede incluir un botón de grabación/pausa 1, un botón de encendido/apagado de sonido 2 (que enciende o apaga una alerta sonora que puede alertar al operador de números de calidad de pasada baja o similares), un nivel de alerta de calidad de pasada 3 (que permite al operador establecer un nivel de advertencia de alerta deseado, según el operador en particular) y un acceso al menú de configuración 4. El área de visualización principal puede mostrar indicaciones de la calidad de la niveladora y puede ajustar las indicaciones de la pantalla (por ejemplo, ajustar el aspecto y/o el color de las indicaciones) según la calidad determinada de la pasada de la niveladora. Por ejemplo, el área de visualización principal puede mostrar un número de calidad de pasada de izquierda/derecha y un indicador 5, un número de calidad de pasada de niveladora promedio en el trabajo en general de izquierda/derecha y un indicador 6, un reloj de tiempo real 7 (opcionalmente, el usuario puede seleccionar un formato de 12 o 24 horas), un conteo de buenas pasadas 8 y un conteo de pasadas canceladas 9 (el operador puede cancelar una pasada incorrecta porque puede optar por volver a nivelar esa pasada, una pasada cancelada no se incluye en la calidad de la pasada de la niveladora de la obra ni en el informe de porcentaje de alerta).
La pantalla de visualización también puede divulgar un recuento de filas 10, un botón de incremento de filas 11 (para incrementar manualmente el número de filas o el conteo durante un proceso de nivelación), un botón de cancelación de pasada 12 y un botón indicador 13 (el operador puede marcar una pasada para marcar manualmente un evento que se produjo durante la pasada de la niveladora y puede seleccionar múltiples indicadores para rastrear diferentes eventos. La pantalla de visualización también puede mostrar varias alertas o indicadores, como, por ejemplo, una alerta de contacto deficiente 14, una alerta de velocidad del brazo demasiado rápida o lenta 15 (por ejemplo, un conejo muestra cuando es demasiado rápido y una tortuga muestra cuando es demasiado lento), una alerta de posición incorrecta de la máquina 16, una alerta de la válvula izquierda de velocidad demasiado rápida o lenta 17 (con un conejo que muestra cuando es demasiado rápida y una tortuga que muestra cuando es demasiado lenta), una alerta de la válvula derecha de velocidad demasiado rápida o lenta 18 (con un conejo que muestra cuando es demasiado rápida y una tortuga que muestra cuando es demasiado lenta). Además, la pantalla de visualización puede mostrar una alerta 19 de vibración o de láser de mala calidad, una alerta 20 de bloqueo de la columna, una alerta 21 de rotación del cabezal y una alerta 22 de rotación de la máquina. Para las alertas, la pantalla de visualización puede cambiar el color (como, por ejemplo, encender un indicador amarillo o similar) o iluminar las alertas visuales, y puede ajustar el color o la velocidad de la iluminación en respuesta al grado de problema o asunto asociado con la alerta. Por ejemplo, la pantalla de visualización puede mostrar inicialmente un icono de alerta en amarillo, pero puede cambiar ese icono a rojo si el problema persiste o empeora.
Por lo tanto, y como se muestra en la figura 3, el sistema de retroalimentación del operador puede proporcionar varias alertas o información al operador durante el proceso de nivelación. Por lo tanto, en los siguientes casos el operador puede recibir información: (i) cuando la velocidad del brazo es demasiado rápida o lenta para una pasada determinada, (ii) cuando la máquina no está nivelada o en una posición incorrecta, (iii) cuando hay un problema de bloqueo de la columna o problema de rendimiento de la protección de la columna, (iv) cuando hay un problema de reflejo del láser o un problema de interferencia del láser, (v) cuando hay un contacto deficiente o aterrizaje del cabezal nivelador en la superficie de concreto, (vi) cuando los actuadores verticales izquierdo o derecho o las velocidades de las válvulas son demasiado rápidos o demasiado lentos. Por ejemplo, el operador puede recibir una alerta de "contacto deficiente" o una alerta de "posición incorrecta de la máquina" o una alerta de "velocidad del brazo demasiado rápida" o una alerta de "velocidad del brazo demasiado lenta" o una alerta de "velocidad de la válvula de elevación izquierda demasiado rápida" o una alerta de "velocidad de la válvula de elevación izquierda demasiado lenta" o una alerta de "velocidad de la válvula de elevación derecha demasiado rápida" o una alerta de "velocidad de la válvula de elevación derecha demasiado lenta" o una alerta de "reflexión/interferencia del láser" o similares, según el problema determinado por el sistema en respuesta al procesamiento de datos. El operador puede ajustar fácilmente uno o más de los parámetros operativos en respuesta a tales alertas. Tenga en cuenta las indicaciones de "datos de izquierda/derecha" que se muestran en la figura 3 se refieren a los datos del sensor de elevación izquierdo o derecho, como los datos recopilados del receptor láser que indican dónde el receptor láser detecta el plano del láser durante la operación de nivelado.
[0027] Opcionalmente, el sistema de la presente invención puede controlar automáticamente uno o más parámetros de la máquina en respuesta al procesamiento de datos. Por ejemplo, y como también se muestra en la figura 3, el sistema puede reducir automáticamente la velocidad del brazo o puede ajustar automáticamente los parámetros o velocidades de control de pendiente transversal o puede ajustar automáticamente los parámetros de aterrizaje suave de los cilindros/controles de elevación izquierdos/derechos o puede aumentar o disminuir automáticamente las velocidades de la válvula, según el problema particular determinado por el sistema a través del procesamiento de datos.
El sistema de la presente invención recopila y procesa datos de múltiples sensores de la máquina niveladora para determinar el rendimiento del operador y de la máquina niveladora durante el proceso de nivelación. Por ejemplo, el sistema puede leer y/o almacenar los sensores de la niveladora existente (por ejemplo, los datos de elevación izquierda y derecha y los datos del sensor del ángulo) y/u otra tecnología capaz de medir concreto húmedo (no curado/parcialmente curado). El sistema evalúa estos datos para calcular una predicción estadística de la planitud de la pasada de la niveladora (y puede aproximarse al número o clasificación de FL o puede proporcionar cualquier número de clasificación adecuado). Por ejemplo, la predicción estadística del sistema puede basarse en la norma ASTM E-1155-96 para calcular un número de FL real para un suelo de concreto terminado/endurecido. La fórmula puede modificarse para su aplicación a una máquina niveladora en particular. Debido a que la máquina niveladora solo puede medir una pasada a la vez en lugar de muchas pasadas (como lo requiere ASTm E-1155-96), la fórmula preferiblemente también contiene un promedio de datos de trabajo para que las pasadas individuales se puedan comparar con el trabajo general para determinar la consistencia. Por lo tanto, el sistema puede combinar las pasadas individuales de la niveladora en una estimación de planitud del trabajo general (compuesto) o un número aproximado de FL o un número de calidad de pasada de la niveladora de trabajo.
Por lo tanto, el sistema de la presente invención proporciona un número de calidad de pasada de la niveladora, que puede calcularse en respuesta a las entradas de varios sensores o dispositivos de la máquina niveladora. El sistema puede calcular el número de calidad de pasada de la niveladora de forma independiente para los lados derecho e izquierdo. El cálculo puede realizarse basándose única o sustancialmente en los datos del receptor láser. El cálculo es en vivo, por lo que el sistema proporciona retroalimentación en tiempo real. Por ejemplo, el cálculo puede definir el mayor resultado posible como 500 (excelente) y el menor resultado posible como cero (deficiente). El cálculo puede ser un sistema basado en puntos que otorga al operador puntos por mantener la pendiente y deduce puntos por puntos altos o bajos que ocurrieron durante la pasada o pasadas de la niveladora.
Por ejemplo, el sistema puede recopilar datos del receptor láser en una matriz durante una pasada de la niveladora, y se puede analizar cada conjunto consecutivo de puntos de datos. El tamaño del conjunto de puntos de datos puede seleccionarse para representar una medida de aproximadamente cada pie de desplazamiento del cabezal nivelador para aproximarse más a una medida de FL. A partir de estos datos, los errores se calculan determinando qué tan lejos los datos residen del valor deseado.
Los errores se usan para otorgar puntos por estar cerca del valor objetivo o deducir puntos por estar lejos del valor objetivo. La escala de puntos y el nivel se pueden configurar para determinar un sistema de puntos deseable para informar con precisión la calidad del suelo o la superficie. El sistema de puntos puede tener uno o más niveles de puntos otorgados y/o puntos deducidos.
Este proceso puede repetirse para cada conjunto de puntos de datos. Los puntos se combinan promediando los puntos otorgados (por lo que el máximo de puntos obtenidos es de 500), pero los puntos deducidos son acumulativos. Por lo tanto, a medida que el sistema detecte defectos en el suelo, dichos defectos permanecerán informados y no podrán ser disminuidos por puntos otorgados en otras pasadas. A medida que aumenta la cantidad o magnitud de los defectos, la puntuación general seguirá disminuyendo.
Al final de la pasada de la niveladora, el sistema informa el número total de calidad de la pasada de la niveladora. Si el operador no hace nada, la pasada se registrará en el total del trabajo. Si el operador cancela la pasada, tiene la oportunidad de volver a nivelar la pasada y el total del trabajo no se ve afectado. El total de trabajo puede calcularse como un promedio de cada número de calidad de la pasada individual.
Por lo tanto, la presente invención proporciona un sistema que recopila y procesa datos de múltiples sensores de la máquina niveladora (tales como sensores de velocidad que detectan la tasa de extensión y retracción del brazo, sensores de elevación que detectan la elevación del cabezal nivelador en relación con un objetivo o elevación o plano deseado, sensores de velocidad que detectan la tasa de ajuste del cabezal nivelador, sensores de ángulo que detectan la inclinación, el balanceo o el ángulo de ataque del cabezal nivelador, sensores que detectan el aplanamiento o la posición de la máquina niveladora y/o similares). En respuesta a dicho procesamiento, el sistema determina cómo se desempeña la máquina/operador durante cualquier pasada de la niveladora determinada y/o durante el proyecto general (que implica múltiples pasadas de la niveladora). El sistema puede generar una o más alertas, advertencias o mensajes para el operador para que éste pueda ajustar uno o más parámetros o controles de la máquina para ajustar el proceso de nivelación a fin de abordar o corregir cualquier error, falla o inconsistencia determinada por el sistema durante las pasadas previas de la niveladora o las pasadas actuales de la niveladora. Opcionalmente, en respuesta a la determinación de un error o desviación de la planitud, aplanamiento o nivel de calidad previstos, el sistema puede ajustar o controlar automáticamente uno o más aspectos de la máquina niveladora para corregir dichos errores o desviaciones, de modo que el suelo que se está procesando esté dentro de los niveles de planitud, aplanamiento o calidad deseados. El control automático puede anular los controles del operador o puede ser anulado por el operador, dependiendo de la aplicación particular del sistema de nivelación y la máquina de nivelación de la presente invención.
El operador puede iniciar el proceso presionando un botón de "grabación" o una tecla o entrada, y luego puede comenzar a nivelar el lugar de trabajo. Debido a que la grabación está activada, el sistema grabará automáticamente los datos de las pasadas de la niveladora para todas las pasadas de la niveladora. El operador puede pausar la grabación si lo desea, por lo que los datos de la niveladora que se recopilan no se registrarán (y los datos generales del trabajo y los recuentos de pasadas no se actualizarán) hasta que se active la función de grabación. Durante el proceso de nivelación, el sistema genera una alerta para el operador si se determina que uno o más aspectos del proceso de nivelación se realizan de manera incorrecta o no óptima. Por ejemplo, el sistema puede generar (i) una alerta de contacto deficiente si el cabezal nivelador se hunde demasiado en el concreto al inicio de la pasada de la niveladora, o (ii) el sistema puede generar velocidad en el brazo para alertar rápidamente si se determina que el cabezal nivelador se desplaza demasiado rápido para mantener la pendiente con precisión (por lo que el operador puede ajustar la velocidad en consecuencia), o (iii) una alerta incorrecta de posición de la máquina (estabilizador) si el sistema determina que la máquina está inclinada hacia adelante o hacia atrás, o (iv) una alerta de rotación del cabezal o de la máquina que detecta y advierte cuando se usa una función de rotación del cabezal (que permite que el cabezal nivelador maniobre alrededor de columnas y obstáculos) o una función de rotación de la máquina (que también permite que el cabezal nivelador maniobre alrededor de columnas y obstáculos), o (v) una alerta de velocidad de la válvula izquierda/derecha demasiado rápida si el cabezal nivelador se mueve a una velocidad que puede hacer que la pendiente se corte más bajo de lo deseado, o (vi) una alerta de velocidad de la válvula izquierda/derecha demasiado lenta si el cabezal nivelador se mueve a una velocidad que puede dejar puntos altos en el suelo, o (vii) una alerta de vibración calidad de láser deficiente si se produce una vibración del láser que puede hacer que el cabezal nivelador oscile en una cantidad umbral, o (viii) una alerta de bloqueo de columna si el sistema determina que un receptor láser está bloqueado desde el plano/rayo láser por una columna u obstáculo.
Por lo tanto, el sistema proporciona alertas para varios problemas que pueden ocurrir durante el proceso de nivelación. Además, el sistema de la presente invención proporciona una función de informe que proporciona detalles de las pasadas de la niveladora (figura 6) que muestra información resumida para las pasadas de la niveladora, por ejemplo dónde se establecieron los indicadores o alertas y las estadísticas de las pasadas de la niveladora (duración de la pasada, recuentos de datos, promedios de datos). La función de informe también puede proporcionar un mapa de número de calidad de pasada de la niveladora (figura 7) que muestra el valor del número de calidad de pasada de la pasada para cada pasada/fila, de modo que el operador puede revisar qué filas fueron mejores o peores que otras. La función de notificación también puede proporcionar un mapa de alertas (figura 8) que muestra dónde se generaron las alertas durante el proceso de nivelación. Por lo tanto, los informes proporcionan resúmenes del proceso de nivelación para el sitio de trabajo para que el operador, al revisar los informes, pueda determinar dónde ocurrieron las dificultades/problemas. Los informes o registros de vuelo pueden estar codificados por colores (por ejemplo, un "mapa de calor" que muestra verde oscuro para pasadas/filas muy buenas, y verde claro, amarillo, naranja y rojo para pasadas/filas progresivamente más pobres) para que el operador, con solo con un vistazo rápido a los informes, pueda ver cómo va el trabajo y pueda determinar dónde está luchando o teniendo dificultades.
Opcionalmente, los datos de las pasadas de la niveladora se pueden exportar desde el sistema y la máquina a una memoria extraíble USB o similar, de modo que los datos se puedan transferir posteriormente a un ordenador para guardarlos y/o procesarlos posteriormente. Opcionalmente, los datos de la pasada de la niveladora se pueden comunicar de forma inalámbrica a un ordenador, servidor o dispositivo para guardarlos y/o procesarlos posteriormente.
Por lo tanto, la presente invención proporciona un sistema que, mediante el uso de sensores que normalmente ya están en la máquina niveladora, puede proporcionar retroalimentación y control mejorado de la máquina para lograr los niveles de planitud, aplanamiento o calidad deseados o buscados del suelo nivelado. El sistema proporciona tal retroalimentación y/o control durante el proceso de nivelación para que cualquier problema determinado durante el proceso de nivelación pueda corregirse antes de que se complete el trabajo, lo que resulta en una mejor calidad del suelo. Por tanto, el sistema de la presente invención proporciona un aprendizaje acelerado por parte del operador durante (no después) el proceso de nivelación. El sistema elimina variables en los operadores al proporcionar retroalimentación en tiempo real al operador para que éste pueda ajustar o controlar la máquina en consecuencia.
Se pueden realizar cambios y modificaciones a las realizaciones específicamente descritas sin apartarse de los principios de la presente invención, que se pretende que esté limitada únicamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de nivelación para nivelar una superficie de concreto sin curar, dicho sistema de nivelación comprende: una máquina niveladora (110) que tiene
    un conjunto de cabezal de nivelación (116) que se puede mover sobre concreto no curado para nivelar la superficie de concreto; una pluralidad de sensores dispuestos en dicha máquina niveladora;
    en donde dicha pluralidad de sensores comprende sensores de elevación (132) que detectan una elevación de dicho conjunto de cabezal de nivelación en relación con un plano de referencia establecido en el área de concreto; un control operable para procesar datos capturados por dicha pluralidad de sensores, en donde dichos procesos de control capturan datos mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto no curado;
    donde dicho sistema de nivelación está caracterizado porque:
    dicho control, mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto sin curar y responde a dicho procesamiento de datos de los datos capturados, calcula una planitud, aplanamiento o calidad de la superficie del concreto que está siendo nivelado;
    en donde, mientras dicha máquina niveladora alisa la superficie de concreto sin curar, dicho control genera una salida que indica la planitud estimada, aplanamiento o calidad de la superficie;
    en donde dicha salida comprende retroalimentación a un operador de dicha máquina niveladora mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto sin curar;
    en donde dicha salida comprende una pantalla que puede ver el operador de dicha máquina niveladora; y en donde, en respuesta al procesamiento de datos de los datos capturados por un sensor de velocidad de dicha pluralidad de sensores, dicho control determina una velocidad de pasada de la niveladora mientras dicha máquina de nivelación nivela la superficie de concreto sin curar y determina si la velocidad de pasada de la niveladora es demasiado rápida o demasiado lenta, y en donde dicha pantalla se puede operar para mostrar una alerta de que la velocidad de pasada de nivelación determinada es demasiado rápida o demasiado lenta.
    2. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicha pantalla se puede operar para mostrar al menos (i) un valor representativo de una estimación de una calificación de calidad del suelo para la superficie total de concreto y (ii) un valor representativo de una calificación de calidad del suelo para una pasada de la niveladora en particular.
    3. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicha salida comprende una salida de control que controla al menos un aspecto de dicha máquina de nivelación (110).
    4. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicho control recopila datos de dichos sensores (132) y procesa dichos datos después de completar la nivelación del área de concreto.
    5. El sistema de nivelación de la reivindicación 4, en donde dicho control marca los datos de tiempo mientras dicha máquina niveladora (110) nivela la superficie de concreto sin curar, y en donde dicho control es operable para correlacionar las marcas de tiempo con la ubicación de dicho conjunto de cabezal de nivelación (116) durante el proceso de nivelación.
    6. El sistema de nivelación de la reivindicación 4, en donde dicho control rastrea datos para pasadas de nivelación particulares.
    7. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicha máquina de nivelación (110) comprende una unidad con ruedas
    (112) y en donde dicho conjunto de cabezal de nivelación (116) se puede mover con respecto a dicha máquina niveladora a través de un brazo extensible y retráctil (114).
    8. El sistema de nivelación de la reivindicación 7, en donde, en respuesta al procesamiento de los datos capturados por el sensor de velocidad de dicha pluralidad de sensores (132), dicho control determina la tasa de extensión o retracción de dicho brazo (114) durante una pasada de la niveladora y mientras dicha máquina de nivelación (110) nivela la superficie de concreto sin curar.
    9. El sistema de nivelación de la reivindicación 8, en donde dicha pluralidad de sensores (132) comprende al menos un sensor de posición (132) que detecta un aplanamiento o posición de dicha máquina de nivelación y en donde, en respuesta a la determinación, mediante el procesamiento de los datos capturados por al menos un sensor de posicionamiento, del posicionamiento de dicha máquina niveladora que está por encima de un nivel de umbral superior o por debajo de un nivel de umbral inferior, dicho control genera la alerta al operador de dicha máquina niveladora (110) mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie de concreto no curado.
    10. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicha máquina niveladora (110) comprende una unidad con ruedas (112) con dicho conjunto de cabezal nivelador (116) allí montado de forma ajustable, y en donde dicho conjunto de cabezal nivelador se puede mover sobre el concreto mediante el movimiento de dicha unidad de ruedas a través del concreto no curado.
    11. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicha pluralidad de sensores (132) comprende al menos (i) un sensor de velocidad (130) que detecta una tasa de desplazamiento de dicho conjunto de cabezal nivelador (116) cuando se mueve sobre el concreto sin curar durante una pasada de la niveladora, y (ii) al menos un sensor de ángulo (128) que detecta un ángulo de dicho conjunto de cabezal nivelador cuando se mueve sobre el concreto no curado durante una pasada de la niveladora.
    12. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dichos sensores de elevación comprenden receptores láser (126) y en donde los datos capturados por dichos receptores láser se procesan para determinar al menos (i) la tasa de desplazamiento del brazo y (ii) la posición de la máquina.
    13. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde, en respuesta a la determinación de que al menos un aspecto de la niveladora está fuera de un nivel de umbral, dicho control genera una alerta para el operador de dicha máquina niveladora (110) mientras dicha máquina niveladora nivela la superficie del concreto sin curar.
    14. El sistema de nivelación de la reivindicación 13, en donde la determinación de que al menos un aspecto de la niveladora está fuera del nivel de umbral comprende una determinación de al menos (i) un contacto del cabezal nivelador que es más que una cantidad de umbral en el concreto, (ii) la velocidad del brazo está por encima de la velocidad de umbral, (iii) la velocidad de la válvula izquierda o derecha está por encima de la velocidad de umbral, (iv) la velocidad de la válvula izquierda o derecha está por debajo de la velocidad de umbral, (v) la posición de la máquina está por encima o por debajo del nivel de umbral, (vi) reflejos láser, vibraciones o interferencias que están por encima del nivel de umbral, (vii) rotación de la máquina niveladora más allá del nivel de umbral y (viii) rotación del conjunto del cabezal nivelador más allá del nivel de umbral.
    15. El sistema de nivelación de la reivindicación 1, en donde dicho sistema de nivelación comprende una función de informe que proporciona al menos (i) uno de los detalles de pasada de la niveladora para las pasadas de la niveladora en un sitio de trabajo, (ii) estadísticas de pasada de la niveladora para las pasadas de la niveladora en un sitio de trabajo, (iii) los valores o puntos de calidad de las pasadas de la niveladora en un sitio de trabajo y (iv) un mapa de alerta que muestra dónde se generaron las alertas para las pasadas de la niveladora en un sitio de trabajo.
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