Sistema del cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos,

especialmente concebido para ser utilizado en instalaciones que gestionen vehículos de carga abiertos con materiales no homogéneos, permite averiguar de forma automática el volumen de la carga de cada vehículo (3), de manera que combinando dicho volumen con el peso de la misma, pueda ser calculada automáticamente la densidad media del material transportado. El sistema consiste en un pórtico (1) situado a la entrada de la báscula (2) de la instalación, provisto en su parte superior de una pluralidad de lectores (5), que miden la distancia al suelo, y consecuentemente la distancia a cualquier punto del camión (3) cuando, éste atraviesa el pórtico, efectuando dichas lecturas a expensas de las órdenes suministradas por una pluralidad de detectores de posición (6) situados a lo largo de los laterales de la báscula (2), de manera que en correspondencia con cada lector (5) se efectúan una serie de medidas a lo largodel camión, que combinadas con la de los otros lectores, permiten calcular el volumen de dicha carga, colaborando en dicha determinación otros dos lectores (7) situados en los montantes verticales del arco (1) y que miden la anchura exterior del vehículo

Sistema de detección del volumen de carga en vehículos de carga abiertos.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema que permite el cálculo del volumen de carga transportada por un vehículo de carga abierto.

Una de sus aplicaciones es determinar la densidad de dicha carga, en función de los datos suministrados por el sistema y del peso de la carga que trasporta el vehículo. Es por ello que, el sistema resulta de especial aplicación en el ámbito del trasporte de materiales no homogéneos ya que en función de la densidad media de la carga se puede caracterizar con mayor precisión la tipología del producto transportado y por tanto, mejorar los procesos de tratamiento de dichos materiales.

Antecedentes de la invención

La legislación vigente prohíbe el vertido incontrolado de residuos generados en la construcción, lo que obliga a las empresas del sector a depositar los residuos generados en depósitos controlados, abonando las correspondientes tasas en función del tipo de residuo.

La falta de homogeneidad de este tipo de materiales residuales, derivada de su propia naturaleza, hace inviable evaluar la calidad o la composición de la carga trasportada por un vehículo, si no se ha producido el vertido del material.

El conocimiento anticipado de la tipología del material facilita el tratamiento del mismo con lo que se pueden mejorar los procesos de reciclaje y tratamiento del mismo.

En el caso concreto de las instalaciones receptoras de residuos, se dispone actualmente de básculas que permiten saber el peso de la carga, mientras que para establecer la densidad del material se utilizan unos volúmenes estimados según la tipología del vehículo.

Este sistema de cálculo supone un margen considerable de error, que puede ser, en determinadas tipologías de hasta el 40%.

Evidentemente, cualquier sistema que reduzca a la mitad el citado error, supone una mejora sustancial en el proceso que se lleva a cabo en la actualidad.

Existen sistemas de cálculo del volumen de carga en vehículos de trasporte con caja abierta, aplicables a otros ámbitos industriales que buscan una precisión en los datos calculados que no son necesarios en el ámbito de aplicación de la solución que presentamos.

En este sentido, las soluciones mas experimentadas al respecto han sido desarrolladas para el tratamiento de la madera, bien para el control de la venta de árboles talados, o bien para la venta de la corteza.

Dicho sistema, que constituye uno de los más avanzados tecnológicamente y que es capaz de crear una imagen en 3D de la silueta de un vehículo en movimiento, tiene dos puntos débiles que lo hacen inapropiado en nuestro entorno de aplicación.

En primer lugar, para llevar a cabo el citado cálculo en 3D es necesario un equipo informático bastante potente, para que no se demoren los cálculos, y en nuestro ámbito es preciso operar con equipos portátiles u ordenadores personales, con pocas necesidades específicas.

En segundo lugar, el sistema utiliza un láser para calcular el posicionamiento del vehículo en cada instante, de manera que necesita un campo visual de aproximadamente 15 metros libres delante del vehículo que está midiendo, o dicho de otra manera, una distancia mínima de 15 metros entre cada uno de los vehículos que ha de evaluar.

Este segundo punto representa una gran limitación en el ámbito en que los vehículos deben posicionarse dentro de una báscula donde, por el número de vehículos y el espacio disponible, hacen poco viable el cumplimiento de este requisito.

Otras soluciones desarrolladas recientemente, más especificas del ámbito que nos preocupa, actúan sobre un camión parado sobre la plataforma de la báscula. El sistema desplaza un arco en el que están instalados captadores láser que permiten crear la imagen virtual del vehículo.

Este sistema presenta a su vez dos puntos débiles muy importantes:

En primer lugar, el hecho de que el vehículo tenga que estar completamente parado antes de que el sistema empiece a hacer el análisis, supone una pérdida de tiempo muy significativa, sobre todo si se pretende hacer del orden de 60 análisis por hora.

En segundo lugar, el volumen de información que gestiona supone entre 5 y 10 Mb de información, lo cual una demora significativa para la realización del calculo por vehículo, según sus propias estimaciones, y por otro lado, hardware específico para gestión de las comunicaciones entre el sistema de captación láser y el software de cálculo.

Consecuentemente, dicho sistema ha sido diseñado pensando en obtener una estimación muy precisa del volumen del vehículo, a costa de una considerable complejidad tecnológica, y por tanto no se adapta al entorno donde ha de operar.

Descripción de la invención

El sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos que la invención propone, resuelve de forma satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, consiguiendo un equilibrio entre eficacia y prestaciones, de forma que se mejoran sustancialmente los procesos productivos implantados y actualmente en funcionamiento, con un sistema, a su vez, de fácil implantación y mantenimiento, sin que esto suponga perdida de prestaciones ni de rendimiento en las instalaciones respecto al volumen de entrada de vehículos.

Para ello, y de forma más concreta, el sistema se fundamenta en la instalación de un arco al inicio de la báscula, a través del cual, y como es evidente, debe de poder pasar cualquier vehículo a medir, arco sobre el que se instalan lectores materializados en detectores láser de distancia vertical, o en su lugar dispositivos de ultrasonidos. Cuando no hay ningún obstáculo estos detectores o sensores miden la distancia al suelo, es decir la altura del arco.

Cada láser permite calcular el perfil de una determinada sección longitudinal del vehículo, concretamente aquella que corresponde al plano pasante por dicho láser o dispositivo de ultrasonidos. El número de láser o dispositivos de ultrasonidos instalados en la parte superior del arco determinará el número de secciones longitudinales que se obtienen para analizar el volumen del vehículo.

La situación del arco en la cabecera de la báscula puente, asegura que el vehículo lo atraviesa completamente durante el acceso a la zona de pesaje, y que lo hace con una velocidad reducida, que se puede estimar no superior a los 10 km/h.

Como complemento de la estructura descrita, y a lo largo de la báscula y a ambos lados de la misma, se disponen detectores de posición, que consisten en células fotoeléctricas o dispositivos de ultrasonidos que marcarán las distancias a las que se harán las lecturas.

Finalmente, otros dos sensores láser o dispositivos de ultrasonidos miden la distancia horizontal, uno a cada lado de la zona de carga, siendo los encargados de evaluar el ancho de la caja, con el fin de acceder a los datos correspondientes a la anchura de la superficie sobre la que es necesario homogeneizar la sección obtenida.

Estos dos láser o dispositivos ultrasonidos laterales han de estar situados en los montantes verticales del arco, para la obtención de medidas verticales, de manera que se obtendrán simultáneamente lecturas verticales y horizontales, pudiendo generar el símil volumétrico del vehículo con su carga.

Solo resta señalar por último que los detectores de posición situados a lo largo de la báscula, pueden ser sustituidos por una o mas cámaras de filmación, instaladas igualmente sobre el arco, de manera que el análisis de las sucesivas imágenes tomadas durante el avance del vehículo, permiten obtener las cotas "x" del vehículo en cada punto de lectura.

Se consigue de esta manera un sistema de gran simplicidad estructural y alta fiabilidad y robustez, que requiere de pocos datos para el cálculo de volúmenes, y que permite realizar dicho cálculo mientras el vehículo circula por la bascula, con lo que aprovecha un tiempo muerto en la normal movilización de los vehículos por la instalación para efectuar las mediciones, con lo que no se reduce en absoluto el rendimiento de las mismas en cuanto al número de vehículos que circulan actualmente por ellas, evitando además, en todo momento, la presencia de elementos móviles que, dado el entorno en el que se hace la explotación del sistema, pueden suponer un riesgo muy alto de avería o un mantenimiento muy costoso.

Descripción de los...

1. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, que teniendo como aplicación principal combinar dicho volumen de carga con el peso de la misma para evaluar la densidad media del material transportado, se caracteriza porque en el mismo participan un arco o pórtico (1), situado al inicio de la báscula (2), de dimensiones adecuadas para permitir el paso a su través de los vehículos (3) a controlar, incorporando dicho pórtico (1) en su rama transversal y superior al menos un lector (5) que mide la distancia del mismo al suelo en vacío, y que consecuentemente mide la altura del vehículo en cada punto del mismo y a lo largo de una determinada sección longitudinal de dicho vehículo, de manera que cuanto mayor sea el número de lectores (5) implantados en el arco, mayor es el número de secciones longitudinales obtenidas para analizar el volumen del vehículo, habiéndose previsto que a lo largo de la bascula (2) y en los laterales de la misma se establezcan sendas alineaciones de detectores de posición (6) encargados de determinar las distancias a las que se efectúan las lecturas, con la particularidad de que en los montantes verticales del arco (1) se establecen además sendos lectores (7) encargados de valorar la anchura del vehículo, a todo lo largo del mismo, y en consonancia también con las órdenes de lectura generadas por los detectores de posición (6), todo de forma que a partir de la información generada por los lectores (5) y (7) y por la colaboración de una unidad de control del sistema en la que participa un PC, se genera el símil volumétrico del vehículo con y sin carga.

2. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los citados lectores (5) y (7) consisten en detectores láser.

3. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los citados lectores (5) y (7) consisten en detectores de ultrasonidos.

4. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los detectores de posición (6), que consisten en células fotoeléctricas, están uniformemente distribuidas a los largo de la báscula (2), preferentemente a distancias del orden de 50 cm.

5. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, según reivindicación 4ª, caracterizado porque los citados detectores de posición (6), consisten en detectores de ultrasonidos, situados tan solo a uno de los lados de la báscula.

6. Sistema de cálculo del volumen de carga en vehículos de carga abiertos, según reivindicación 4ª, caracterizado porque los citados detectores de posición (6), son substituidos por una o varias cámaras de filmación que se instalan en la parte superior del arco de entrada, que calculan la velocidad y el desplazamiento del vehículo a lo largo de la báscula.