ES2867452T3

ES2867452T3 - Máquina de trabajo autopropulsada articulada

Info

Publication number: ES2867452T3
Application number: ES19159599T
Authority: ES
Inventors: Marco Iotti
Original assignee: Manitou Italia SRL
Current assignee: Manitou Italia SRL
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: CN110316681B; DK3546416T3; AU2019202156A1; EP3546416A1; PT3546416T; CN110316681A; PL3546416T3; HRP20210536T1; EP3546416B1; IT201800004135A1; US11286141B2; SMT202100176T1; SI3546416T1; AU2019202156B2; US20190300346A1; HUE053862T2

Abstract

Una máquina de trabajo autopropulsada articulada (1), como por ejemplo un manipulador telescópico articulado o similar, que comprende: un bastidor delantero (11), provisto de un par de ruedas delanteras (111); un brazo de elevación (2), adaptado para soportar una carga, abisagrado a dicho bastidor delantero (11) y móvil con respecto al mismo por medio de al menos un accionador (21, 22); y un bastidor trasero (12), provisto de un par de ruedas traseras (121) y abisagrado a dicho bastidor delantero (11); medios de detección (51, 53, 54) para detectar un parámetro angular con respecto a un ángulo de dirección entre el bastidor delantero (11) y el bastidor trasero (12); caracterizado por que comprende medios de procesamiento electrónico (6) configurados para controlar el funcionamiento de dicho accionador (21, 22) en base a dicho parámetro angular.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina de trabajo autopropulsada articulada

La presente invención se refiere a una máquina de trabajo autopropulsada articulada, especialmente, aunque no exclusivamente, a un telemanipulador articulado.

Los manipuladores telescópicos articulados (o telemanipuladores), utilizados en diversos sectores, desde la construcción hasta la agricultura, son bien conocidos.

Por razones de seguridad, el descenso del brazo de elevación de estas máquinas siempre se ralentiza, es decir, la velocidad de su descenso se limita a priori a un valor que es significativamente inferior a los permitidos para elevarlo, con el fin de evitar la aparición de inestabilidad lateral que puede hacer que el vehículo vuelque.

De hecho, en el caso de que el vehículo se encuentre en una condición en la que el bastidor delantero que soporta el brazo de elevación y el trasero que soporta la cabina y el motor estén en ángulo, es decir, los ejes respectivos son oblicuos y el brazo se desciende llevando en su respectivo accesorio una carga ínfima, si la velocidad del brazo no estuviera limitada, el vehículo podría volcar de costado.

Además, de nuevo para evitar la aparición de una condición de inestabilidad, el brazo se maniobra aplicando un diagrama de carga "conservador", es decir, siempre configurado asumiendo una condición de funcionamiento en la que los dos bastidores forman un gran ángulo entre sí.

Los operarios que maniobran este tipo de maquinaria han notado varios inconvenientes en el uso de las medidas anteriormente descritas contra la inestabilidad lateral, que surgen sobre todo en el sector agrícola.

De hecho, en el sector agrícola, los telemanipuladores articulados se emplean normalmente en actividades que, individualmente, requieren poco tiempo para llevarlas a cabo y, además, tienen lugar en muchas zonas distintas, lo que hace que la máquina se mueva con mucha frecuencia; basta pensar, por ejemplo, en la manipulación de numerosas balas de heno distribuidas en distintas zonas de un gran terreno de una finca.

Dado que la limitación de la velocidad de descenso se activa incluso cuando el brazo desciende "sin carga", es decir, no hay carga aplicada sobre el accesorio, e incluso cuando el vehículo está "sobre un eje", es decir, los bastidores delantero y trasero del mismo están alineados y, por lo tanto, no puede volcar hacia un lado, y dado que el diagrama de carga adoptado es siempre considerablemente limitante, independientemente de las condiciones de operación, se puede entender que en actividades como las agrícolas descritas anteriormente, la tecnología actual para prevenir la inestabilidad lateral constituye una restricción a la rapidez y facilidad del trabajo, que no solo impide mejorar la eficacia de la producción, sino que también constituye una fuente de frustración para el operario.

El documento US2018087242 describe un sistema de control para una máquina articulada que comprende una pluralidad de sensores configurados para transmitir información sobre la velocidad de la máquina, la posición del accesorio, las características del suelo sobre el que se desplaza la máquina y cómo se controla la dirección. El documento US2018087242 describe las características de las partes del preámbulo de las reivindicaciones independientes 1 y 25.

El documento EP3296249 describe una máquina de trabajo articulada provista de ruedas traseras capaces de girar con respecto al bastidor trasero en función del grado de dirección de la propia máquina.

El documento DE19645651 describe una máquina provista de un bastidor trasero articulado con respecto a un bastidor delantero que soporta la cabina del conductor y es significativamente más largo que el trasero.

La tarea técnica en la que se basa la presente invención es, por tanto, proponer una máquina de trabajo autopropulsada articulada capaz de superar los límites de la técnica anterior.

Esta tarea se logra utilizando la máquina construida según la reivindicación 1, el procedimiento implementado según la reivindicación 25 y el programa informático según la reivindicación 29.

Las características y ventajas adicionales de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la descripción aproximada y, por lo tanto, no limitante, de una realización preferente pero no exclusiva de una máquina articulada según la invención, como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:

^{- la figura}1 ^{representa una vista axonométrica de una máquina de la invención, según una primera realización}particular;

^{- la figura}2 ^{representa una vista axonométrica de la máquina de la invención, según una segunda realización}particular;

- la figura 3 representa una vista superior de la máquina propuesta;

- la figura 4 representa una vista inferior de la máquina; y

- la figura 5 es una representación esquemática de una unidad de procesamiento electrónico de la máquina.

Haciendo referencia a las figuras adjuntas, la máquina de trabajo autopropulsada articulada según la invención se ^{indica con el}1^.

La máquina articulada propuesta es preferentemente un manipulador telescópico 1, también conocido en el sector como telemanipulador; por lo tanto, en lo sucesivo, en aras de la simplicidad de la divulgación, haremos referencia al ^{caso de ejemplo no limitante en el que la máquina}1 ^{es un telemanipulador articulado.}

El telemanipulador 1 de la invención incluye un bastidor delantero 11, provisto de un par de ruedas delanteras 111, ^{preferentemente ruedas motrices, y un bastidor trasero}12^{, articulado con respecto al bastidor delantero}11 ^{y provisto de un par de ruedas traseras}121^{, preferentemente ruedas motrices.}

El bastidor trasero 12 tiene la cabina del conductor 122 y el motor montado en él, mientras que el brazo de elevación telescópico 2 está montado en bisagra sobre el bastidor delantero 11 y el distribuidor electrohidráulico 3, que ^{controla los diversos accionadores hidráulicos}21^,22 ^{de la invención, también se puede colocar allí.}

Evidentemente, la invención también puede extenderse a casos en los que, en lugar de las ruedas 111, 121, hay pistas u otros medios de conexión con el suelo.

El brazo 2 está abisagrado al bastidor delantero 11 en su extremo proximal, mientras que en su extremo distal está provisto de un acoplamiento al que se puede acoplar de forma desmontable un accesorio de trabajo adaptado para soportar una carga, por ejemplo, una horquilla.

Con el fin de mover el brazo 2, se proporcionan varios accionadores hidráulicos 21, 22, representados de manera estilizada en la figura 5, que se someten al distribuidor 3, en particular para subir y bajar el brazo 2, extender y ^{retraer el brazo}2 ^{y posiblemente para las funciones del accesorio.}

Más concretamente, se proporciona un primer accionador 21 para hacer pivotar el brazo 2 alrededor de la bisagra ^{del bastidor delantero}11^{, es decir, para descender y levantar; puede ser, por ejemplo, un cilindro hidráulico}21^.

Además, dentro de los segmentos insertados de forma deslizante entre sí y que definen el brazo telescópico 2, se ^{proporciona al menos un segundo accionador}22 ^{de extensión/retracción, conectado a los propios segmentos, que es preferentemente un cilindro hidráulico}22^.

En cualquier caso, el procedimiento de conexión entre los cilindros 21, 22 y el brazo 2 y el accionamiento de los mismos también pueden ser de un tipo conocido, es decir, como los implementados en los telemanipuladores articulados conocidos.

Cabe señalar, además, que si el telemanipulador 1 está equipado con un accesorio que puede pivotar alrededor de ^{un eje perpendicular al brazo}2^{, se puede proporcionar un cilindro de compensación, en sí mismo conocido, que}conecta el accesorio al bastidor y permite mantener una orientación predeterminada del accesorio independientemente de la posición en la que se encuentre el brazo.

En general, los accionadores 21, 22 se mueven según los comandos impartidos por el operario a través de medios ^{tales como joysticks o similares, presentes en la cabina}122^{, o también mandos a distancia, etc.; más en concreto, el}operario actúa sobre estos medios de control, provocando la transmisión de señales adecuadas al distribuidor 3, que ^{acciona los cilindros hidráulicos}21^,22^.

A continuación, se explica el modo mediante el cual la invención prevé modificar la forma en que el brazo 2 responde a los comandos impartidos por el operario en función de las condiciones de trabajo, con especial referencia al modo ^{en el que se disponen los dos bastidores}11^,12 ^{entre sí.}

Como se muestra en las figuras adjuntas, que ilustran ejemplos preferentes de la invención, el bastidor delantero 11 ^{puede equiparse en la parte superior con una estructura sobresaliente}20^{, por ejemplo, de forma triangular, donde la bisagra entre el brazo}2 ^{y el bastidor delantero}11 ^{está definida.}

Incluso con mayor detalle, el brazo 2 se puede acoplar de forma rotativa a la estructura 20 definida entre dos placas ^triangulares201^,202 ^{que sobresalen hacia arriba desde el bastidor}11^{, sustancialmente delante de la cabina}122^.

Las placas 201, 202 se pueden formar, por ejemplo, en un cuerpo monolítico con los lados inferiores del bastidor ^delantero11^.

En cualquier caso, el brazo 2 puede girar alrededor de un eje horizontal o fijo con respecto al bastidor delantero 11 (véase figura 3); cabe señalar que cuando en la presente descripción se utilizan las expresiones "horizontal", ^{"vertical" u otras expresiones relacionadas con la orientación de las partes de la máquina}1^{, se toma como referencia el caso en el que las ruedas de la máquina}1 ^{están apoyadas sobre el suelo horizontal.}

En particular, la articulación entre el bastidor delantero 11 y el bastidor trasero 12 se define alrededor de un eje vertical V (véase figura 4); por lo tanto, el eje de rotación O del brazo 2 es perpendicular al eje de articulación V de los bastidores 11, 12, siendo este último perpendicular a los ejes A, B de los dos bastidores 11, 12 (véanse figuras 3 y 4).

Además, cada bastidor 11, 12 puede estar provisto de un par de pestañas horizontales 13, 14, 15, 16, cada una adaptada para solapar parcialmente una pestaña diferente 13, 14, 15, 16 del otro bastidor 11, 12 y unirse al mismo por medio de una bisagra de pivote vertical (véanse figuras 1, 2 y 4); no se descartan otros modos de articulación ^{entre los bastidores}11^,12^.

La articulación entre el bastidor delantero 11 y el trasero permite la dirección del telemanipulador 1.

En términos prácticos, el bastidor delantero 11 es giratorio con respecto al trasero, es decir, se puede inclinar hacia ^{la derecha o hacia la izquierda, para permitir que el vehículo}1 ^{sea dirigido.}

Como se muestra en la figura 4, la inclinación del bastidor delantero 11 con respecto al trasero se puede producir utilizando un par de accionadores de dirección 41, 42, cada uno de los cuales está abisagrado en extremos opuestos ^{al bastidor delantero}11 ^{y al bastidor trasero}12^{, respectivamente.}

Más en concreto, los accionadores de dirección pueden ser cilindros hidráulicos 41, 42 dispuestos debajo del vehículo 1, es decir, en el lado inferior de los bastidores (que se muestra en la figura 4) y controlados por el operario ^{mediante un joystick, un volante u otro medio de control, situados en la cabina}122^{, según procedimientos en sí}mismos conocidos.

La invención, en términos generales, prevé regular el movimiento del brazo de elevación 2 en base al ángulo de ^{dirección definido entre los dos bastidores}11^,12 ^{del telemanipulador}1^.

El ángulo de dirección se puede definir como el ángulo formado entre los ejes longitudinales centrales A, B de los ^bastidores11 ^,12^.

Por lo tanto, si el eje A del bastidor delantero 11 y el eje B del bastidor trasero 12 están alineados (como en las figuras 3 y 4), el ángulo de dirección será cero y, por lo tanto, el telemanipulador 1 no girará, lo que evita la aparición de una inestabilidad lateral.

Si existe una desalineación entre los ejes A, B (como en las figuras 1 y 2), que corresponde a una inclinación entre ^{los bastidores}11^,12 ^{y, por tanto, a un giro del vehículo}1^{, podrían surgir problemas de inestabilidad lateral, dependiendo del tamaño del ángulo; la invención permite que los movimientos del brazo}2^{, en particular, la velocidad}de descenso y/o la velocidad de abertura, es decir, extensión del mismo, se adapten al grado de inclinación entre los ^marcos11^,12^.

Además, los movimientos del brazo 2 también se pueden regular según el peso y la posición de la carga, que están ^{asociados con un parámetro adicional que influye en la estabilidad lateral del vehículo}1^.

En consecuencia, como resultará más evidentes a partir de la siguiente descripción de realizaciones particulares de ^{la máquina}1 ^{propuesta, la invención permite superar los límites de productividad del estado de la técnica} ^{proporcionando un telemanipulador articulado}1 ^{que permite una flexibilidad en el comportamiento del brazo}2 ^queno está permitida por los productos actualmente presentes en el mercado.

El telemanipulador 1 de la invención comprende tanto medios de detección 51, 53, 54 para detectar un parámetro angular con respecto al ángulo de dirección anteriormente mencionado, como medios de procesamiento electrónico 6^{, conectados a los medios de detección 51, 52, 53 y configurados para controlar el funcionamiento de los}accionadores de movimiento 21, 22, 23 del brazo 2, en base al parámetro angular detectado.

Los medios de procesamiento consisten en, o en cualquier caso comprenden, una unidad de procesamiento ^electrónico6 ^{que, en la presente descripción, se presentará dividida en distintos módulos funcionales con el único}propósito de describir las funciones de la misma de una manera clara y completa.

^{En términos prácticos, la unidad de procesamiento}6 ^{puede consistir en un único dispositivo electrónico, que también}puede ser del tipo comúnmente presente en este tipo de máquina, programado de forma adecuada para realizar las funciones descritas; los diferentes módulos pueden corresponder a entidades de hardware y/o software de rutina perteneciente al dispositivo programado.

De forma alternativa o adicional, estas funciones pueden realizarse por una pluralidad de dispositivos electrónicos en los cuales se pueden distribuir los módulos funcionales anteriormente distribuidos.

^{En general, la unidad de procesamiento}6 ^{puede depender de uno o más microprocesadores o microcontroladores}para ejecutar las instrucciones contenidas en los módulos de memoria y, además, los módulos funcionales mencionados anteriormente se pueden distribuir en una pluralidad de ordenadores locales o remotos en base a la arquitectura de la red en la cual están alojados.

Además de los medios de detección 51, 53, 54 para detectar el parámetro angular, de los cuales se ilustrarán ejemplos particulares a continuación, la invención puede comprender el uso de medios 52 para detectar un ^{parámetro de carga que es una función tanto del peso de una carga soportada por el brazo}2 ^{y la posición de la carga con respecto al bastidor}11 ^{de la máquina}1^{, es decir, el ángulo formado entre el brazo}2 ^{y el bastidor delantero}11 ^{y hasta dónde se extiende el propio brazo}2^.

Cabe destacar que, para obtener un cálculo de estos parámetros, no es necesario utilizar un dispositivo para medir ^{la extensión del brazo}2 ^{o un sensor que mida el ángulo formado por el brazo}2^{, siendo posible, tal como resultará}más claro a continuación, detectar un único parámetro que también tenga en cuenta estos parámetros además del peso.

Sin embargo, no se descarta en principio una realización de la invención en la que las mediciones de la extensión y el ángulo del brazo se realicen directamente mediante dispositivos dedicados conectados a la unidad de procesamiento.

^{En cualquier caso, los medios de procesamiento}6 ^{mencionados anteriormente están configurados para controlar el}funcionamiento del accionador de movimiento o los accionadores 21, 22, 23 del brazo 2, también en base al parámetro de carga.

Más en concreto, la invención puede contemplar el control o la gestión del funcionamiento de los accionadores de movimiento del brazo en función de un diagrama de carga que varía según el parámetro angular.

El diagrama de carga, que es un instrumento de por sí conocido, establece qué movimientos puede realizar el brazo 2 ^{para mover la carga de forma segura, en función de la posición de partida y del peso de la propia carga.}

Como es bien conocido, el diagrama de carga es específico para una determinada máquina de trabajo y puede variar en función de su tamaño y características estructurales.

Por lo tanto, en función del peso de la carga soportada, la inclinación del brazo 2 con respecto al bastidor delantero 11 ^{(o en cualquier caso un plano horizontal ideal que pasa por el eje de la bisagra) y su grado de extensión (es decir, la distancia entre la carga y el bastidor}11^{), la unidad de procesamiento puede permitir o inhibir determinados}movimientos; por ejemplo, en condiciones de riesgo potencial de inestabilidad, puede inhibir o ralentizar los ^{movimientos agravantes, tal como el descenso del brazo}2 ^{o una mayor extensión del mismo, y permitir únicamente}los "desagravantes".

En el telemanipulador 1 de la invención, el diagrama de carga no es constante, sino variable, lo que significa que, siendo igual el peso y la posición lineal y angular de la carga con respecto al bastidor, el funcionamiento de los ^{accionadores de movimiento}21^,22 ^{del brazo}2 ^{puede variar en función del parámetro angular, es decir, de cómo se inclinan los dos bastidores}11^,12^.

^{En términos prácticos, la unidad de procesamiento}6 ^{produce señales de comando que son una función del parámetro angular y parámetro de carga detectado y están adaptadas para controlar el movimiento del brazo}2 ^enconsecuencia, por ejemplo, ajustando la velocidad de descenso y/o permitiendo/inhibiendo los movimientos de descenso del brazo 2 y los movimientos de extensión del mismo en longitud. El distribuidor 3 está adaptado para ^{recibir las señales de comando y para regular el funcionamiento de los accionadores}21^,22 ^{del brazo}2 ^enconsecuencia. A continuación, se ilustran algunos modos posibles de detección de los parámetros angulares y de carga, que no son mutuamente alternativos y no agotan las realizaciones de la invención.

Según el ejemplo de la figura 1, los medios de detección de ángulo comprenden un sensor de medición de ángulo 51, por ejemplo, un potenciómetro u otro sensor digital o analógico adecuado al propósito, situado en la posición de ^{la bisagra de articulación entre el bastidor delantero}11 ^{y el bastidor trasero}12^.

La figura 1 muestra un caso particular en el que el sensor 51 se monta en una de las pestañas 13 mencionadas anteriormente y mide el movimiento de la misma con respecto a la pestaña 14 del otro bastidor, al que se une mediante el pasador de bisagra común; el sensor 51 toma preferiblemente la condición de alineación analizada anteriormente como referencia.

Según otro modo de detección del ángulo de dirección, los medios de detección incluyen al menos un sensor de posición (no ilustrado), conectado a uno o ambos de los accionadores de dirección 41, 42 y capaz de medir la extensión o retracción del respectivo accionador 41, 42.

El parámetro angular mencionado anteriormente varias veces se puede determinar en base a la posición de los accionadores de dirección 41, 42, es decir, el grado de extensión de los mismos.

Independientemente de cómo estén configurados, los medios de detección de ángulo 51, 53, 54 comprenden uno o más sensores adaptados para producir señales de ángulo que son una función de las mediciones realizadas por el ^{sensor o sensores; las señales son recibidas por la unidad de procesamiento}6^.

La máquina 1 de la invención puede incluir además un sensor de tensión 52, 53, 54, por ejemplo, un extensómetro, ^{ubicado en el bastidor delantero}11 ^{y adaptado para medir una deformación dimensional, produciendo una señal de}deformación que es una función de las mediciones realizadas, la cual se recibe, a continuación, por la unidad de ^{procesamiento}6^.

En el ejemplo de la figura 1, el sensor 52 está situado en la estructura con forma de triángulo 20 a cual está ^{abisagrado el brazo}2^{, y de la que se ha hablado anteriormente.}

Cabe señalar que el valor de la deformación medido por el sensor 52 puede considerarse como un parámetro relativo también, pero no solo, al peso de la carga soportada por el accesorio.

Más en general, el sensor o sensores de deformación calculan un par que es función tanto del peso de la carga como de la posición polar o relativa de la misma, es decir, es función de la distancia de la carga desde el bastidor ^delantero11 ^{de la máquina}1 ^{(por ejemplo, de la bisagra del brazo}2^{), que depende de la extensión del brazo}2^{, y de su posición angular con respecto al bastidor delantero}11^{, sin que sea necesario medirlos directamente.}

De esta manera, la activación de los accionadores 21, 22 del brazo 2 se subordina al valor de un parámetro de carga que tiene en cuenta tanto el peso como la distancia relativa de la carga.

Según el ejemplo de la figura 2, la invención incluye dos o más sensores de tensión 53, 54, situados en puntos ^{distanciados entre sí en el bastidor delantero}11^{, por ejemplo, en dos puntos de la estructura con forma de triángulo}20^{, en cuyo caso se colocan preferentemente simétricamente en un plano vertical medio del bastidor delantero}11^.

En este caso, uno de los sensores 53 puede estar más cerca del lado derecho del bastidor delantero 11 y el otro sensor 54 más cerca del lado izquierdo; por ejemplo, un sensor se puede situar en o cerca de la placa triangular ^derecha202 ^{y el otro en o cerca de la placa izquierda}201^.

Las señales de deformación de los sensores 53, 54 se pueden utilizar para derivar el parámetro angular relativo a la ^{posición recíproca entre los dos bastidores}11^,12^{, ya que a partir de la diferencia de las deformaciones que sufren el}sensor derecho 54 y el izquierdo 53, es posible inferir en qué medida está inclinado el bastidor delantero 11 con respecto al trasero.

^{En este caso, la unidad de procesamiento}6 ^{puede comprender un módulo de inclinación configurado para realizar}una comparación entre las señales de deformación producidas por los dos sensores de tensión; por ejemplo, la diferencia entre los valores de las señales de los dos sensores puede considerarse un parámetro relativo al ángulo de dirección.

Si se utilizan dos sensores de deformación 53, 54 lateral, el parámetro de carga se puede calcular tomando el promedio de las señales producidas por ellos, o en cualquier caso, filtrando las mismas mediante funciones ^{matemáticas adecuadas; por lo tanto, la unidad de procesamiento}6 ^{puede comprender un módulo de carga}adaptado para derivar el parámetro de carga en función de los valores de las señales de tensión recibidas de los dos sensores 53, 54.

No se descarta que el sensor o sensores de deformación 52, 53, 54 puedan estar situados en el brazo 2 o en otra ^{posición de la máquina}1 ^propuesta.

De forma adicional o alternativa, para determinar el parámetro de carga también se pueden utilizar diferentes sensores, por ejemplo, células de carga o sensores de tipo inercial o también un medidor de tensión adicional, ^{situado, por ejemplo, también en el accesorio o en el brazo}2 ^{o en el bastidor delantero}11 ^{, etc.}

^{Volviendo al funcionamiento de los medios de procesamiento}6^{, se prevé que, preferentemente, condicionen el movimiento del brazo}2 ^{en función de si el ángulo de dirección y/o el par de torsión del brazo}2 ^{superan o no un}respectivo valor umbral.

Los valores umbral del ángulo de dirección y del par pueden establecerse previamente y, en este caso, cargarse, por ^{ejemplo, en el módulo de memoria}10 ^{de la unidad de procesamiento}6^{, o bien pueden ser variables y calculados por la propia unidad de procesamiento}6^{, en base a las condiciones de trabajo, tal como se explicará mejor en un párrafo}siguiente.

En cualquier caso, en base a los parámetros de carga adquiridos a través de los sensores descritos anteriormente, ^{la unidad de procesamiento}6 ^{verifica si el ángulo de dirección supera un determinado valor umbral y produce, en}consecuencia, señales de comando adaptadas para condicionar el funcionamiento de los accionadores 21, 22, 23 ^{mencionados anteriormente, de tal manera que controle el movimiento del brazo}2^.

^{En otras palabras, los medios de procesamiento}6 ^{están configurados para recibir el parámetro angular y}opcionalmente el parámetro de carga de los sensores 51, 52, 53, 54 y para verificar si el telemanipulador 1 se encuentra en una condición de estabilidad lateral reducida, y establece el modo de funcionamiento del brazo de ^elevación2 ^{en consecuencia.}

Según el modo de funcionamiento, se pueden imponer o eliminar restricciones del movimiento del brazo 2 controlado por el operario.

En particular, la unidad de procesamiento se puede configurar para variar el diagrama de carga en función de si el tamaño del ángulo de dirección es mayor que uno o más valores umbrales, determinando así si el funcionamiento de ^{uno o más accionadores}21^,22 ^{del brazo está completamente permitido o limitado a un solo modo de actuación.}En detalle, dado un determinado tamaño del ángulo de dirección, el diagrama de carga aplicado puede ser tal que, ^{con un determinado par detectado en el brazo}2^{, el cilindro hidráulico}21 ^{para girar el brazo}2 ^{solo se pueda hacer que empuje, con el fin de levantar el brazo}2 ^{y el cilindro de extensión}22 ^{solo se puede hacer que se retraiga, con el}fin de provocar una disminución en la extensión.

De modo alternativo, en la misma condición en términos de tamaño de ángulo y par, la unidad de procesamiento ^{también puede permitir que el cilindro hidráulico}21 ^{para girar el brazo}2 ^{acorte este último, aunque de manera más lenta, para asegurar un descenso del brazo}2 ^{que no produce inestabilidad, y se puede hacer que el cilindro de extensión}22 ^{realice una extensión ralentizada, con el fin de provocar un aumento en la extensión, sin provocar, sin}embargo, inestabilidad.

^{El diagrama de carga puede variar de manera diferenciada, y en este caso la unidad de procesamiento}6 ^puedeconfigurarse con una pluralidad de umbrales angulares, cargarse en el módulo de memoria 60, o bien puede haber ^{una variación continua del diagrama de carga y, en este caso, la unidad de procesamiento}6 ^{no verifica si se han}superado los umbrales angulares, o solo verifica la superación de un umbral de activación, más allá del cual el diagrama de carga pasa a ser función del tamaño del ángulo de dirección.

^{La unidad de procesamiento}6 ^{puede comprender así un módulo de selección configurado para elegir el diagrama de}carga según el valor del parámetro angular.

Incluso con mayor detalle, el módulo de selección se puede configurar para cambiar el diagrama de carga si el parámetro angular supera un valor de umbral, ya sea por encima o por debajo.

^{La unidad de procesamiento}6 ^{también puede comprender un módulo de ajuste de ángulo 61 configurado para variar}el valor umbral del ángulo de dirección en función del parámetro de carga.

En términos prácticos, la invención puede concebir que la extensión del espacio de maniobra libre del brazo 2, en particular de descenso libre, variará de manera inversamente proporcional al peso de la carga que lleva por medio ^{del accesorio montado en el brazo de elevación}2 ^{y más en general al par mencionado varias veces anteriormente:}por lo tanto, cuanto mayor sea el par detectado, menor será el valor umbral del ángulo de dirección.

^{Los diversos modos de funcionamiento de la unidad de procesamiento}6 ^{descritos anteriormente pueden}implementarse mediante diferentes configuraciones de la misma, de las cuales se ilustran a continuación dos versiones particulares. Según una primera versión, que es la que se muestra a modo de ejemplo en la figura 5, la ^{unidad de procesamiento}6 ^{está provista de un módulo de limitación 62 configurado para regular el funcionamiento del accionador o los accionadores}21^,22^{, para limitar la velocidad de movimiento del brazo}2^{, preferentemente}durante un descenso y/o durante una extensión.

En este caso, el módulo de limitación 62 se puede activar y desactivar en base al valor del parámetro angular y opcionalmente del parámetro de carga.

^{Por ejemplo, si, del valor del parámetro angular, la unidad de procesamiento}6 ^{deriva que el ángulo de dirección ha}superado un valor umbral, se activará el módulo de limitación 62, mientras que, si el ángulo es igual o menor que el umbral, el módulo de limitación se desactivará.

^{Dicho en otros términos, la unidad de procesamiento}6 ^{puede incluir un módulo de activación 63 configurado para}activar el módulo de limitación 62 cuando el ángulo de dirección supera un valor umbral relativo y opcionalmente cuando el peso de la carga supera un valor umbral.

Por el contrario, el mismo módulo de activación 63, o un módulo de desactivación específico, desactivará el módulo de limitación 62 si el ángulo de dirección disminuye al valor umbral o cae por debajo de él y opcionalmente si el peso de la carga es igual o menor que el umbral del mismo.

Cabe señalar, además, que el módulo de limitación 62 se puede configurar para evitar que el brazo 2 descienda a una velocidad mayor que un valor límite y opcionalmente también se puede configurar para determinar una ^{ralentización del brazo}2 ^{durante un descenso y/o durante una extensión del mismo.}

^{Por lo tanto, en la primera versión de la unidad de procesamiento}6^{, hay una conmutación entre diferentes estados de funcionamiento que determina el funcionamiento de la máquina}1 ^{y, en particular, el modo de descenso del brazo}2.

^{Según una segunda versión, los medios de procesamiento}6 ^{determinan directamente la velocidad mediante}cálculos apropiados sin conmutar entre diferentes estados.

^{En detalle, en esta segunda versión, la unidad de procesamiento}6 ^{está provista de un módulo de velocidad configurado para determinar a qué velocidades puede moverse el brazo}2^{, en función del parámetro angular.}

Más en concreto, el módulo de velocidad puede configurarse para regular el funcionamiento de los primeros ^accionadores21^,22 ^{anteriormente mencionados para limitar la velocidad de descenso y/o la velocidad de extensión del brazo}2^{, cuando el parámetro angular supera un valor umbral.}

Además, el módulo de velocidad se puede configurar para determinar la velocidad de movimiento del brazo 2, en función del parámetro de carga; en particular, el módulo de velocidad puede regular el funcionamiento de los ^{primeros accionadores}21^,22 ^{para limitar la velocidad de descenso y/o la velocidad de extensión del brazo}2^,cuando el parámetro de peso supera un valor umbral.

A continuación, se ilustra brevemente un modo de funcionamiento práctico del telemanipulador 1.

El operario en la cabina conduce el vehículo 1 a lo largo de un campo, alcanzando una bala de heno que necesita ser movida y, por ejemplo, cargada en un vehículo de transporte o depositada sobre otras balas ya acumuladas en una determinada zona de destino.

La bala se recoge con las horquillas y se levanta con el brazo 2 y luego se transporta por el vehículo 1 hacia la zona de destino.

Al llegar al punto en el que se debe descargar la bala, por ejemplo, encima de otras dos balas situadas una al lado ^{de la otra, el brazo}2 ^{se eleva más por encima de la altura de las dos balas y luego se baja para depositar la que}lleva encima de ellas.

Según un primer modo de funcionamiento posible, si los sensores 51, 53, 54 descritos anteriormente detectan que la ^{inclinación entre los dos bastidores}11 ^,12 ^{es excesiva, lo cual podría llevar a una posible inestabilidad lateral, se hará que el brazo}2 ^{descienda lentamente, es decir, se aplica una restricción a su velocidad de descenso.}

En términos prácticos, en el caso de una limitación, incluso si el operario actúa sobre los controles con la máxima ^{intensidad, por ejemplo, empujando el joystick hasta el final, el brazo}2 ^{no podrá alcanzar la máxima velocidad}potencial, sino que se moverá a menor velocidad.

Si, por el contrario, no existen condiciones de riesgo para la estabilidad lateral, el operario podrá bajar la bala rápidamente, alcanzando también la velocidad máxima, en beneficio total de la velocidad de trabajo. Lo expuesto en el ejemplo anterior en relación con el control de la velocidad de descenso del brazo también se aplica para el control de la extensión del mismo.

Según el otro modo de funcionamiento, si, según el diagrama de carga particular que aplica la unidad de ^{procesamiento}6 ^{en base a la inclinación entre los dos bastidores}11^,12^{, existe el riesgo de estabilidad reducida, el operario sólo podrá levantar o retraer el brazo}2^{, es decir, ir hacia posiciones de carga "desagravantes".}

Si, por el contrario, la inclinación entre los bastidores 11, 12 es modesta, el diagrama de carga aplicado por la unidad de procesamiento será menos limitante y, siendo el peso y la posición relativa de la carga iguales, se permitirán determinados movimientos, o se permitirán en mayor medida.

Después de haber depositado la bala, el operario hará retroceder el vehículo 1 o en cualquier caso tirará hacia atrás ^{del brazo}2 ^{para sacar las horquillas y luego bajará el brazo}2^{; dado que no hay cargas presentes en las horquillas, los medios de procesamiento}6 ^{no impondrán ningún límite a la velocidad de descenso del brazo}2^{, favoreciendo}nuevamente la velocidad de trabajo, sin comprometer la seguridad.

La invención también se refiere a un procedimiento de hacer funcionar una máquina de trabajo autopropulsada ^{articulada, que puede ser como la máquina}1 ^{propuesta descrita anteriormente.}

En términos generales, el procedimiento comprende las siguientes etapas:

^{- adquirir un parámetro angular relativo a un ángulo de dirección definido entre el bastidor delantero}11 ^{de la máquina}1^{, provisto de ruedas delanteras}111 ^{y al que se abisagra un brazo de elevación}2^{, adaptado para soportar una carga, y un bastidor trasero}12 ^{de la máquina}1^{, abisagrado al bastidor delantero}11 ^{y provisto de ruedas traseras}121^{; y}

^{- controlar los movimientos de dicho brazo}2 ^{en función del parámetro angular.}

En detalle, el procedimiento prevé que la velocidad de descenso del brazo 2 pueda regularse en función del parámetro angular y pueda prever que se adquiere un parámetro de carga relativo al peso y posición relativa de la ^{carga soportada por el brazo}2^{, para controlar los posibles movimientos del brazo}2 ^{también en función del}parámetro de carga.

En otras palabras, el procedimiento prevé controlar los movimientos del brazo aplicando un diagrama de carga seleccionado en función del parámetro angular detectado.

Cabe señalar que el procedimiento de la invención puede comprender etapas de funcionamiento que corresponden a las diferentes funciones realizadas por los componentes de la máquina 1 propuesta y por la unidad de ^{procesamiento}6^.

Finalmente, la invención también se refiere a un programa informático que, cuando se ejecuta en el medio de ^{procesamiento electrónico}6^{, implementa el procedimiento de funcionamiento propuesto.}

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una máquina de trabajo autopropulsada articulada (1), como por ejemplo un manipulador telescópico articulado o similar, que comprende:

^{un bastidor delantero (}11^{), provisto de un par de ruedas delanteras (}111^);

^{un brazo de elevación (}2^{), adaptado para soportar una carga, abisagrado a dicho bastidor delantero (}11^{) y móvil con respecto al mismo por medio de al menos un accionador (}21^,22^{); y}

^{un bastidor trasero (}12^{), provisto de un par de ruedas traseras (}121^{) y abisagrado a dicho bastidor delantero (}11^);

medios de detección (51, 53, 54) para detectar un parámetro angular con respecto a un ángulo de dirección ^{entre el bastidor delantero (}11^{) y el bastidor trasero (}12^);

caracterizado por que comprende

^{medios de procesamiento electrónico (}6^{) configurados para controlar el funcionamiento de dicho accionador (}21^,22^{) en base a dicho parámetro angular.}

2. La máquina (1) según la reivindicación anterior, que comprende medios de detección (52) para detectar un ^{parámetro de carga que es una función del par al que está sometido el brazo (}2^{), estando dichos medios de procesamiento (}6^{) configurados para controlar el funcionamiento de dicho accionador (}21^,22^{) en base a}dicho parámetro de carga.

3. La máquina según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de procesamiento ⁽6^{) están configurados para controlar el funcionamiento del accionador o los accionadores (}21^,22^{) del brazo (}2^{) de acuerdo con un diagrama de carga seleccionado como una función del parámetro angular}detectado.

4. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho brazo (2) se puede ^{subir y bajar con respecto al bastidor delantero (}11^{), por medio de uno o más primeros accionadores (}21^{), cuyo funcionamiento está sometido a los medios de procesamiento (}6^).

5. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho brazo (2) es ^{extensible y retráctil por medio de al menos un segundo accionador (}22^{), cuyo funcionamiento está sometido a los medios de procesamiento (}6^).

6^{. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde los medios de procesamiento (}6^{) comprenden una unidad de procesamiento electrónico (}6^{) provista de un módulo de limitación (62) configurado para regular el funcionamiento del accionador o los accionadores (}21^,22^{), para limitar la velocidad de movimiento del brazo (}2^{); pudiéndose activar y desactivar dicho módulo de limitación}(62) en base a dicho parámetro angular.

^{7. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones 2 a}6^{, en donde los medios de procesamiento (}6^{) comprenden una unidad de procesamiento electrónico (}6^{) que comprende un módulo de limitación (62) configurado para regular el funcionamiento del accionador o los accionadores (}21^,22^{) para limitar la velocidad de movimiento del brazo (}2^{); pudiéndose activar y desactivar dicho módulo de limitación (62) en}base a dicho parámetro de carga.

8^{. Máquina (1) según la reivindicación 4 y la reivindicación 7, en donde el módulo de limitación (62) está configurado para evitar que el brazo (}2^{) descienda y/o se extienda con una velocidad superior a un valor}límite.

^{9. Máquina (1) según la reivindicación 4 y la reivindicación 7 o según la reivindicación}8^{, en donde el módulo de limitación (62) está configurado para determinar una ralentización del brazo (}2^{) durante un descenso y/o}durante una extensión del mismo.

^{10. La máquina (1) según la reivindicación anterior o la reivindicación}8 ^{y según la reivindicación}6 ^{o la reivindicación 7, en donde la unidad de procesamiento (}6^{) incluye un módulo de activación (63) configurado}para activar el módulo de limitación cuando el ángulo de dirección supera un valor umbral.

11. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones 8-10 y según la reivindicación 5 o la ^{reivindicación}6^{, en donde la unidad de procesamiento (}6^{) incluye un módulo de activación (63) configurado} para activar el módulo de limitación cuando dicho peso de carga supera un valor umbral.

12. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde los medios de procesamiento ⁽6^{) comprenden una unidad de procesamiento electrónico (}6^{) provista de un módulo de velocidad configurado para determinar a qué velocidades puede moverse el brazo (}2^{), en función del parámetro}angular.

13. La máquina (1) según la reivindicación anterior y según la reivindicación 4, en donde el módulo de velocidad está configurado para regular el funcionamiento del/de los primer(os) accionador(es) para limitar la ^{velocidad de descenso y/o la velocidad de extensión del brazo (}2^{), cuando el parámetro angular supera un}valor umbral.

14. La máquina (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, o según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, ^{en donde los medios de procesamiento (}6^{) comprenden una unidad de procesamiento electrónico (}6^{) que incluye un módulo de velocidad configurado para determinar una velocidad de movimiento del brazo (}2^{), en}función del parámetro de carga.

15. La máquina (1) según la reivindicación anterior y la reivindicación 4, en donde el módulo de velocidad está configurado para regular el funcionamiento del/de los primer(os) accionador(es) para limitar la velocidad de ^{descenso y/o la velocidad de extensión del brazo (}2^{) cuando el parámetro de carga supera un valor umbral.}

^{16. La máquina según al menos una de las reivindicaciones 3 a 15, en donde la unidad de procesamiento (}6⁾comprende un módulo de selección configurado para seleccionar dicho diagrama de carga en función del valor del parámetro angular.

17. La máquina según la reivindicación anterior, en donde dicho módulo de selección está configurado para cambiar el diagrama de carga cuando el parámetro angular supera un valor umbral.

18. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde el bastidor delantero (11) ^{es giratorio con respecto al bastidor trasero (}12^{) por medio de al menos un par de accionadores de}dirección (41, 42), cada uno de los cuales está abisagrado en extremos opuestos al bastidor delantero (11) y al bastidor trasero (12), respectivamente, estando al menos uno de dichos accionadores de dirección (42, 43) conectado a al menos un sensor de posicionamiento adaptado para medir la extensión y retracción del respectivo accionador de dirección (42, 43) y adaptado para producir una señal que es una función de las medidas tomadas.

19. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde el bastidor delantero (11) y el bastidor trasero están abisagrados por medio de una bisagra en la que se dispone al menos un sensor de medición angular (51), adaptado para producir una señal que es una función de las medidas tomadas.

20. La máquina (1) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un sensor de tensión (52, 53, 54) está situado en el bastidor delantero (11) y está adaptado para medir una deformación dimensional del mismo y producir una señal en función de las medidas tomadas.

21. La máquina (1) según la reivindicación anterior, en donde al menos dos sensores de tensión (53, 54) están ^{situados en puntos distanciados del bastidor delantero (}11^).

22. La máquina (1) según la reivindicación anterior, en donde dicho módulo de inclinación está adaptado para realizar una comparación entre las señales producidas por dichos dos sensores de tensión y así determinar el parámetro angular.

^{23. La máquina según al menos una de las reivindicaciones 20 a 22, en donde la unidad de procesamiento (}6⁾está configurada para calcular dicho par en base a la señal producida por dicho sensor de tensión (52, 53, 54).

24. Máquina según la reivindicación anterior y la reivindicación 2, en donde dichos medios de detección del parámetro de carga comprenden el sensor de tensión (52, 53, 54).

25. Un procedimiento de funcionamiento de una máquina de trabajo autopropulsada (1) de tipo articulado, que comprende las siguientes etapas:

^{adquirir un parámetro angular relativo a un ángulo de dirección definido entre un bastidor delantero (}11^{) de la máquina (}1^{), provisto de ruedas delanteras (}111^{) y al que está abisagrado un brazo de elevación (}2^{), adaptado para soportar una carga, y un bastidor trasero (}12^{) de la máquina (}1^{), abisagrado al bastidor delantero (}11^{) y provisto de ruedas traseras (}121^);

^{y caracterizado por que comprende la etapa de controlar los movimientos de dicho brazo (}2^{) en función}de dicho parámetro angular.

26. El procedimiento según la reivindicación anterior, en donde la velocidad de descenso y/o la velocidad de ^{extensión del brazo (}2^{) se regula en función del parámetro angular.}

27. El procedimiento según la reivindicación anterior o la reivindicación 25, que comprende la etapa de adquirir ^{un parámetro de carga relativo al peso de la carga soportada por el brazo (}2^{), en donde los movimientos del brazo (}2^{) se controlan en función de dicho parámetro de carga.}

28. El procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 25 a 27, en donde los movimientos del brazo ⁽2^{) se controlan mediante un diagrama de carga seleccionado en función del parámetro angular detectado.}

^{29. Un programa de software que, cuando se ejecuta en un medio de procesamiento electrónico (}6^{) de la}máquina según al menos una de las reivindicaciones 1-24, activa el procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 25 a 28.