Sector de Ia técnica

La presente invención concierne en general a un sistema para manipular unos conos de delimitación o señalización de una vía, y en particular a un sistema instalado en un vehículo para recoger y/o posicionar automáticamente conos en una vía de tránsito.

Estado de Ia técnica anterior Se conocen en el estado de Ia técnica diversos sistemas de recogida y posicionamiento de conos en una vía.

En particular, Ia patente EP-B1 -0501 106 concierne a un aparato y a un método para posicionar y recoger conos de una vía. El aparato descrito en esta patente comprende unos medios para ascender y descender los conos, unos medios para corregir Ia postura de los conos, sensores y medios de agarre en forma de pinza para recoger y colocar conos en Ia vía. La recogida de los conos se realiza, con el vehículo circulando marcha atrás, cuando éstos se encuentran en su posición de pie, agarrándolos por su cuerpo. En cuanto al posicionamiento de los conos, éste se realiza con el vehículo circulando en el sentido de Ia marcha.

Por otro lado, Ia patente EP-B1 -11 1241 1 describe un aparato para Ia recogida automática de conos de Ia superficie de una carretera con un vehículo circulando opcionalmente marcha adelante o marcha atrás. Este aparato se encuentra montado adyacente a un lateral del vehículo y comprende un brazo elevador operado mediante unos medios de maniobra entre una posición de ascenso y una posición de descenso. El citado brazo elevador tiene asociados unos medios de agarre configurados para agarrar un cono por su base cuando el cono no se encuentra en su posición de pie, es decir, se encuentra tumbado en Ia vía. Estos medios de agarre son activados por un sensor que detecta Ia presencia del cono en una posición relativa al aparato.

La solicitud de patente WO-A1 -2005071167 describe un aparato y un método para recoger conos donde el aparato comprende un brazo de elevación provisto de unos medios de agarre diseñados para coger el cono introduciéndose al menos parcialmente en el interior de las paredes del cono por su base. Un sensor detecta si los medios de agarre se encuentran posicionados en el interior del citado cono. Además, los medios de agarre están provistos de una superficie colindante donde puede descansar el lateral del cono, por Io que el cono se coloca en una posición predeterminada respecto a los medios de agarre para ser maniobrado de forma segura y precisa. El aparato comprende también unos medios para volcar los conos y unos medios de posicionamiento de los mismos para que sea más sencilla su recogida por su parte inferior. Asimismo, el citado aparato puede comprender unos medios para poner de pie un cono volcado si es necesario.

La presente invención propone un sistema alternativo a los descritos de recogida y posicionamiento automático de conos en una vía con un dispositivo de agarre diferente a los anteriormente expuestos, el cual permite abarcar una superficie más amplia donde localizar el cono para su recogida.

Explicación de Ia invención

La presente invención concierne a un sistema para manipular de manera automática o semiautomática conos en una vía, instalado en un vehículo, del tipo que comprende: - un brazo robotizado con un dispositivo de agarre, en un extremo distal, para atrapar y liberar al cono;

- un sistema de detección para detectar Ia presencia de un cono en Ia vía y activar el dispositivo de agarre tras su detección;

- unos medios de accionamiento del brazo robotizado entre una posición de recogida del cono sobre Ia vía, y una posición de descarga del cono en una zona de almacenamiento en el interior del vehículo; y

- unos medios para posicionar conos a una distancia regular sobre Ia vía.

Conforme a Ia presente invención el citado dispositivo de agarre comprende además: - un miembro alargado, que se extiende en voladizo transversal mente a Ia vía, cubriendo una amplia franja de Ia misma, sobresaliendo perpendicularmente de un lateral del vehículo por una abertura trasera del mismo, previsto para enfrentarse con los conos cuando el vehículo circula marcha atrás. Este miembro alargado, que sobresale perpendicularmente a Ia dirección longitudinal del vehículo, está formado por:

- una semipinza fija situada en posición de recogida, a una altura, en relación al suelo, ligeramente inferior a Ia medida del cono en posición vertical; y

- una semipinza móvil, movible en acercamiento y alejamiento de Ia semipinza fija, por unos medios de accionamiento entre una posición de reposo, en Ia que Ia semipinza móvil se encuentra a una altura por encima del cono, y una posición activa donde se desplaza hasta su enfrentamiento con Ia semipinza fija, atrapando y sujetando entre ambas a modo de pinza al extremo superior del cono.

El extremo distal del brazo robotizado comprende además unos medios de regulación y verificación de Ia altura respecto al suelo del brazo, los cuales permiten mantener el citado miembro alargado a una altura uniforme del suelo durante el proceso de recogida de los conos.

Por otro lado, en una realización preferida de Ia presente invención, Ia semipinza fija y Ia semipinza móvil están formadas por dos barras sustancialmente paralelas que tienen asociados unos respectivos perfiles de sección triangular, en funciones de mandíbula de pinza. El hecho de utilizar dos barras alargadas permite abarcar, por barrido, una mayor área transversal donde localizar el cono para su recogida, al poder atraparlo siempre que se encuentre, en su posición de pie, dentro de Ia zona localizada entre ambos extremos de estas barras. El citado movimiento de acercamiento y alejamiento de Ia semipinza móvil a Ia semipinza fija se lleva a cabo mediante un movimiento lineal combinado con un movimiento de giro respecto a un eje longitudinal de Ia semipinza móvil de manera que en Ia posición activa, las dos mandíbulas apuntan al suelo al atrapar por pinzado el extremo del cono y en Ia posición de reposo, Ia mandíbula de Ia semipinza móvil queda orientada en una dirección opuesta al suelo.

Así, Ia semipinza móvil está guiada linealmente, para su desplazamiento entre dicha posición de reposo y dicha posición activa, llevando esta semipinza móvil, en una realización preferida de Ia presente invención, fijado un piñón coaxial con el eje longitudinal de Ia misma y engranado con una cremallera fija dispuesta paralelamente a Ia dirección del movimiento lineal. En cuanto a los medios de accionamiento, éstos están constituidos por unos actuadores lineales ligados a cada uno de los extremos de Ia semipinza móvil y dispuestos para efectuar el movimiento lineal con Ia coadyuvación del citado piñón cremallera y con ello ocasionar dicho movimiento de giro de Ia semipinza móvil.

En referencia al brazo robotizado, éste comprende, asimismo, en un extremo proximal del mismo, un grupo motriz de giro adaptado para, una vez atrapado el cono por Ia semipinza fija y Ia semipinza móvil, realizar un primer giro del brazo robotizado sobre un eje sustancialmente horizontal, desde Ia posición de recogida hasta una posición intermedia entre Ia posición de recogida y Ia posición de descarga, y un segundo giro desde Ia citada posición intermedia hasta una posición de descarga.

El citado grupo motriz de giro del brazo robotizado se encuentra instalado sobre una unidad de desplazamiento lineal, transversal a Ia dirección longitudinal del vehículo, que comprende unos medios de accionamiento aptos para desplazar el brazo robotizado en Ia citada posición intermedia, tras haber realizado el primer giro, linealmente en acercamiento hacia Ia zona de descarga, quedando de este modo Ia semipinza fija y Ia semipinza móvil en una posición adecuada para poder ser introducidas en el interior del vehículo por Ia abertura trasera del mismo. Después de este desplazamiento lineal del brazo robotizado, se realiza el segundo giro del mismo, depositando el cono sobre una banda de transporte que comprende unos medios de conducción que llevan al cono hasta Ia citada zona de almacenamiento. El dispositivo de agarre comprende además un elemento en funciones de tope escamoteable, situado, en su posición extendida, a una altura próxima a Ia base del cono, para soportar parte del cuerpo del cono y evitar así su vuelco cuando se realiza el primer giro. Este tope escamoteable comprende un listón asociado a un marco sujeto al chasis del vehículo. En cuanto al citado sistema de detección, éste consiste en un sistema óptico de detección que genera una barrera óptica por delante de Ia semipinza fija. El sistema para manipular conos objeto de Ia presente invención integra asimismo un elemento delimitador de una zona de seguridad en el interior de Ia cual se encuentran posicionados los conos a recoger, el cual comprende un marco, enrasado con el suelo, abierto hacia Ia zona de encuentro con los conos. Por otra parte, los citados medios para posicionar conos sobre Ia vía comprenden:

- un dispositivo de detección angular asociado a una rueda del vehículo para detectar, cuando el vehículo marcha hacia adelante, Ia distancia recorrida por el vehículo con el fin de llevar a cabo dicho posicionamiento de los conos a una distancia regular entre uno y otro;

- una tolva de carga, donde se introducen los conos huecos por una abertura de entrada, apilados unos sobre otros y encajados;

- un automatismo de bloqueo asociado a un automatismo de descarga de conos, dispuesto en Ia abertura de salida de Ia tolva de carga, configurado para dejar caer los conos de uno en uno;

- una tolva de descarga, que se extiende por debajo de Ia abertura de salida de Ia tolva de carga, comprendiendo Ia citada tolva de descarga unas ranuras laterales de guiado para guiar un carro transportador de conos que sube y baja gobernado por unos actuadores lineales; y - una rampa de descarga, soportada con unas ruedas de apoyo en el suelo, conectada a dicho carro por el extremo inferior del mismo, comprendiendo Ia rampa de descarga una serie de rodillos de giro libre con ejes alineados en un mismo plano que permiten depositar el cono en Ia vía de manera suave evitando el vuelco del mismo.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de Ia siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: - Ia Fig. 1 ilustra esquemáticamente un vehículo en el que se encuentra instalado el sistema de manipulación de conos objeto de Ia presente invención; - Ia Fig. 2 es una vista parcial de Ia Fig. 1 ampliada para mostrar con mayor detalle el brazo robotizado en posición de recogida de los conos y el dispositivo de agarre atrapando un cono;

- Ia Fig. 3 es una vista en perspectiva del dispositivo de agarre en las proximidades de un cono;

- Ia Fig. 4 es una vista en perspectiva del dispositivo de agarre en el momento en que el cono está apoyado sobre Ia semipinza fija y Ia semipinza móvil se está desplazando hacia Ia semipinza fija para atrapar entre ambas el cono; - Ia Fig. 5 es una vista en alzado lateral del dispositivo de agarre con las dos mandíbulas de las semipinzas atrapando el extremo superior del cono;

- Ia Fig. 6 ilustra en detalle el mecanismo de desplazamiento lineal y giratorio de Ia semipinza móvil; y

- Ia Fig. 7 muestra una vista parcial de Ia Fig. 1 ampliada que ilustra con mayor detalle el sistema de posicionamiento de conos en Ia vía.

Exposición detallada de un ejemplo de realización

La Fig. 1 muestra un sistema para manipular conos de una vía, instalado en un vehículo, comprendiendo el citado sistema: - un brazo robotizado 10 con un dispositivo de agarre, en un extremo distal, para atrapar y liberar a dicho cono 12;

- un sistema de detección 13 para detectar Ia presencia de un cono 12 en Ia vía, preparar y activar el dispositivo de agarre tras su detección;

- unos medios de accionamiento del brazo 10 entre una posición de recogida del cono 12 sobre dicha vía, y una posición de descarga del cono 12 en una zona de almacenamiento en el interior del vehículo 14; y

- unos medios para posicionar conos 12 a una distancia regular sobre Ia vía;

La Fig. 2 ilustra con mayor detalle el citado dispositivo de agarre, formado por un miembro alargado 11 , que se extiende en voladizo, sobresaliendo perpendicularmente de un lateral del vehículo 14, transversal mente a Ia vía, por el lado derecho o izquierdo del vehículo, por una abertura trasera 21 del mismo, y que está previsto para enfrentarse con los conos 12 cuando el vehículo 14 circula marcha atrás. El citado miembro alargado 1 1 integra una semipinza fija 15 situada en posición de recogida, a una altura, en relación al suelo, ligeramente inferior a Ia del cono 12 en posición vertical, y una semipinza móvil 16, movible en acercamiento y alejamiento de Ia semipinza fija 15, por unos medios de accionamiento entre una posición de reposo, en Ia que Ia semipinza móvil 16 se encuentra a una altura por encima del cono 12, y una posición activa donde se desplaza hasta su enfrentamiento con Ia semipinza fija 15, atrapando entre ambas al extremo superior del cono 12.

La semipinza fija 15 y Ia semipinza móvil 16 son dos barras sustancialmente paralelas que tienen asociados unos respectivos perfiles o listones de sección triangular, en funciones de mandíbula de pinza 15a, 16a. El citado movimiento de acercamiento y alejamiento de Ia semipinza móvil

16 a Ia semipinza fija 15 se lleva a cabo mediante un movimiento lineal combinado con un movimiento de giro respecto a un eje longitudinal de Ia semipinza móvil 16 de manera que en Ia posición activa, las dos mandíbulas 15a, 16a apuntan al suelo al atrapar el extremo del cono 12 (Figs. 5 y 6), mientras que en Ia posición de reposo Ia mandíbula 16a queda orientada en una dirección opuesta al suelo (Fig. 3).

En Ia Fig. 3 se aprecia también que el extremo distal del brazo robotizado 10, en posición de recogida de conos 12, integra unos medios de regulación y verificación de Ia altura 17. Asimismo, en el ejemplo de realización mostrado, el sistema de detección 13 es un sistema óptico de detección que genera una barrera óptica 24 por delante de Ia semipinza fija 15.

La Fig. 4 ilustra el dispositivo de agarre en el momento en que el cono 12 ha traspasado ya Ia barrera óptica 24 y se encuentra apoyado en Ia semipinza fija 15. La mandíbula 16a asociada a Ia semipinza móvil 16 está acercándose a Ia semipinza fija 15 mediante el movimiento lineal y giratorio anteriormente explicado, para atrapar entre ambas mandíbulas 15a, 16a el cono 12. En Ia Fig. 5 se muestra el dispositivo de agarre una vez ha atrapado al cono 12.

En cuanto a Ia Fig. 6, ésta muestra el mecanismo de desplazamiento lineal y giratorio que, para el ejemplo de realización mostrado, se realiza mediante un piñón 36 fijado a Ia semipinza móvil 16 y coaxial con el eje longitudinal de Ia misma, engranado con una cremallera 37 dispuesta paralelamente a Ia dirección del movimiento lineal, y unos actuadores lineales 18 ligados a cada uno de los extremos de Ia semipinza móvil 16 y dispuestos para efectuar el movimiento lineal y con ello ocasionar el movimiento de giro. La Fig. 6 muestra con una línea de puntos Ia semipinza móvil 16 en posición de reposo, mostrándose con una flecha el sentido de giro y desplazamiento efectuado por Ia misma hasta alcanzar su posición activa. Por otro lado, el brazo robotizado 10 comprende, en un extremo proximal, un grupo motriz de giro 19 adaptado para, una vez atrapado el cono por Ia semipinza fija 15 y Ia semipinza móvil 16, realizar un primer giro del brazo robotizado 10 sobre un eje sustancialmente horizontal, desde Ia citada posición de recogida hasta una posición intermedia entre Ia posición de recogida y Ia posición de descarga, y un segundo giro desde Ia posición intermedia hasta Ia posición de descarga. El grupo motriz de giro 19 está instalado, según Io ilustrado en Ia Fig. 1 , sobre una unidad de desplazamiento lineal 20, transversal a Ia dirección longitudinal del vehículo 14, comprendiendo esta unidad de desplazamiento lineal 20 unos medios de accionamiento aptos para desplazar, el brazo robotizado 10 en Ia posición intermedia, tras haber realizado el primer giro, linealmente en acercamiento hacia Ia zona de descarga, quedando de este modo Ia semipinza fija 15 y Ia semipinza móvil 16 en una posición adecuada para poder ser introducidas en el interior del vehículo 14 por Ia abertura trasera 21 del mismo. El sistema comprende asimismo una banda de transporte 22 en el interior del vehículo 14, Ia cual comprende, a su vez, unos medios de conducción para conducir el cono 12 hasta Ia zona de almacenamiento.

Según Io ilustrado en las Figs. 1 y 2, el dispositivo de agarre comprende también un tope escamoteable 23, situado, en su posición extendida, a una altura próxima a Ia base del cono 12, para soportar parte del cuerpo del cono 12 y evitar así su vuelco cuando se realiza el citado primer giro. Este tope escamoteable 23 está formado por un listón asociado a un marco.

Las Figs. 1 y 7 ilustran los citados medios para posicionar los conos 12 Ia vía, que comprenden: - un dispositivo de detección angular 26 asociado a una rueda del vehículo 14 para detectar, cuando el vehículo 14 marcha hacia adelante, Ia distancia recorrida por el vehículo 14 con el fin de llevar a cabo dicho posicionamiento de los conos 12 a una distancia regular entre uno y otro; - una tolva de carga 27, donde se introducen los conos 12 huecos apilados por encaje por una abertura de entrada 28;

- un automatismo de bloqueo 29 asociado a un automatismo de descarga de conos 12 que comprende un actuador lineal 30, dispuesto en Ia abertura de salida de Ia tolva de carga 27, configurado para dejar caer los conos 12 de uno en uno;

- una tolva de descarga 31 , que se extiende por debajo de Ia abertura de salida de Ia tolva de carga, comprendiendo Ia tolva de descarga 31 unas ranuras de guiado 32 para guiar un carro transportador 35 de conos 12 que sube y baja; y - una rampa de descarga 33, soportada con unas ruedas 34 de apoyo en el suelo, conectada a Ia tolva de descarga 31 por el extremo inferior de Ia misma, comprendiendo Ia rampa de descarga 33 una serie de rodillos de giro libre con ejes alineados en un mismo plano que permiten depositar el cono 12 en Ia vía de manera suave evitando el vuelco del mismo. Un experto en Ia materia podría introducir cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos sin salirse del alcance de Ia invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.