Sistema y procedimiento para controlar el bobinado de material lineal.

Carrete automático (100) para facilitar el bobinado de material lineal,

comprendiendo el carrete automático:

un elemento giratorio (220) que presenta una superficie de bobina, pudiendo el elemento giratorio enrollar un material lineal alrededor de la superficie de bobina cuando el elemento giratorio gira en un primer sentido, pudiendo además el elemento giratorio extraer el material lineal desde alrededor de la superficie de bobina cuando el elemento giratorio gira en un segundo sentido;

un motor (222) que puede interaccionar con el elemento giratorio (220) para hacer girar selectivamente el elemento giratorio (220) en el primer sentido o en el segundo sentido; y

caracterizado porque comprende además un conjunto de circuitos de control (224) que puede detectar una fuerza electromagnética inversa asociada con el motor (222), para determinar cuándo se está tirando del material lineal, pudiendo además el conjunto de circuitos de control (224) suministrar una señal de control para provocar que el motor (222) haga girar el elemento giratorio (220) en el segundo sentido para extraer el material lineal cuando el conjunto de circuitos de control detecta que se está tirando del material lineal.

Sistema y procedimiento para controlar el bobinado de material lineal.

Antecedentes de la invención

Campo de la invención La presente descripción se refiere generalmente a sistemas y procedimientos para bobinar material lineal y, en particular, a un carrete motorizado que presenta un controlador de motor para controlar el bobinado de material lineal.

Descripción de la técnica relacionada El material lineal, tal como las mangueras de agua, puede resultar incómodo y difícil de manejar. Los carretes mecánicos se han diseñado para ayudar a bobinar material lineal de este tipo sobre un aparato de tipo tambor. Algunos carretes convencionales se hacen funcionar manualmente, requiriendo que el usuario haga girar físicamente el carrete, o tambor, para bobinar el material lineal. Para los usuarios esto puede ser tedioso y requerir mucho tiempo, especialmente si la manguera es de una longitud considerable. Otros carretes se controlan por motor, y pueden enrollar automáticamente el material lineal. Estos carretes automáticos presentan a menudo un conjunto de engranajes en el que múltiples revoluciones del motor provocan una única revolución del carrete. Por ejemplo, algunos carretes automáticos convencionales presentan una reducción de engranaje de 30:1, en la que 30 revoluciones del motor dan como resultado una revolución del carrete.

Sin embargo, cuando un usuario intenta extraer el material lineal del carrete automático, el usuario debe tirar contra la resistencia aumentada provocada por la reducción de engranaje ya que el motor gira 30 veces por cada revolución completa del carrete. Esto no sólo supone una carga física adicional para el usuario, sino que el material lineal experimenta también una tensión adicional. Algunos carretes automáticos incluyen un sistema de embrague, tal como un embrague de posición neutra, que neutraliza (o desembraga) el motor para permitir al usuario extraer fácilmente el material lineal. Esto requiere a menudo que el usuario se encuentre en el lugar del carrete para activar el embrague. Además, los conjuntos de embrague pueden ser caros y aumentar sustancialmente el coste de los carretes automáticos.

Los motores de carrete automático convencionales también tienden a hacer girar los carretes a una velocidad constante. Como resultado, cuando el carrete alcanza el extremo del material lineal, una rotación de este tipo puede provocar que el extremo del material lineal oscile sin control o incluso golpee fuertemente contra la unidad de carrete. Este movimiento errático puede dar como resultado un daño material o lesiones importantes a personas cercanas que pueden ser golpeadas por el material lineal. Frecuentemente, el usuario también debe pulsar un botón o activar un control para parar la rotación del carrete automático. Para solucionar estos problemas, algunos carretes automáticos incorporan codificadores costosos que llevan el registro de la cantidad de material lineal que permanece sin bobinar. La patente US nº 3160173 se refiere a un carrete de manguera accionado por potencia diseñado de modo que la manguera puede ir soltándose automáticamente hasta cualquier longitud deseada mientras se ejerza una ligera tensión en su extremo exterior para mantener los medios de accionamiento operativos, y enrollarse de nuevo sobre el carrete mientras que el botón de conmutación que controla el funcionamiento del motor de accionamiento se esté presionando.

Sumario de la invención Por consiguiente, existe la necesidad de un carrete automático que ayude a un usuario cuando intente extraer, o desenrollar, un material lineal, tal como por ejemplo una manguera de jardín. Además, existe la necesidad de un carrete automático que de manera económica mantenga el registro de la longitud de la parte de la manguera que falta por recoger. Existe también la necesidad de un carrete automático que presente un controlador de motor que reduzca la velocidad de bobinado del motor cuando se recoge una parte final de la manguera. Los aspectos de la invención se definen en las reivindicaciones adjuntas.

El carrete automático ayuda activamente al usuario que intenta extraer una manguera del carrete. El carrete automático detecta una señal de fuerza electromagnética (EMF) contraria, o inversa, creada por la rotación inversa del motor cuando el usuario tira de la manguera desde el carrete. Tras detectar la señal de EMF inversa, el controlador de motor provoca que el motor rote de manera que la manguera de jardín enrollada se desenrolla del carrete.

En determinadas formas de realización, el controlador de motor monitoriza la cantidad de manguera enrollada en el carrete. Cuando el carrete recoge la parte final de la manguera, el controlador de motor provoca que el motor funcione a una velocidad inferior, disminuyendo así la velocidad de recogida. Una disminución de velocidad de este tipo puede evitar que el extremo de la manguera provoque daños o lesiones mientras se está recogiendo en el carrete.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 ilustra una vista en alzado frontal de una forma de realización ejemplificativa de un carrete automático.

La figura 2 ilustra un diagrama de bloques de un sistema de control ejemplificativo que puede utilizarse por el carrete automático de la figura 1.

La figura 3 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización ejemplificativa de un proceso de velocidad de recogida variable que puede utilizarse por el sistema de control de la figura 2.

La figura 4 ilustra una forma de realización ejemplificativa de un control remoto para su utilización con el carrete automático de la figura 1.

La figura 5 ilustra un diagrama de flujo de una forma de realización ejemplificativa de un proceso de ayuda inverso que puede utilizarse por el sistema de control de la figura 2.

Las figuras 6-9 ilustran diagramas esquemáticos de un conjunto de circuitos electrónicos ejemplificativo de un controlador de motor del carrete automático de la figura 1. '

Las figuras 10A-10C ilustran diagramas de bloques de una disposición de puertas programables en campo (FPGA) ejemplificativa de un controlador de motor del carrete automático de la figura 1.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas La figura 1 ilustra un carrete automático 100 según una forma de realización de la invención. El carrete automático 100 ilustrado se construye para bobinar una manguera de jardín, tal como se usa en una zona de patio o jardín: Otras formas de realización del carrete automático 100 pueden construirse para bobinar mangueras de aire, mangueras de presión, u otros tipos de material lineal que se utilizan en un entorno doméstico, un entorno comercial o industrial o similares.

El carrete automático 100 ilustrado comprende un cuerpo 102 soportado por una base formada por una pluralidad de patas 104 (por ejemplo, cuatro patas de las que dos patas se muestran en la figura 1) . El cuerpo 102 aloja ventajosamente varios componentes, tales como un motor, un controlador de motor, un mecanismo de carrete (que incluye un tambor de rotación) , partes del material lineal (por ejemplo, una manguera) enrolladas sobre el tambor, y similares. El cuerpo 102 está preferentemente realizado en un material duradero, tal como un plástico duro. En otras formas de realización, el cuerpo 102 puede construirse de un metal u otro material adecuado. En ciertas formas de realización, el cuerpo 102 presenta un volumen suficiente para alojar un carrete que sostiene una manguera de jardín convencional de aproximadamente 30, 5 m (100 pies) de longitud. En otras formas de realización, el cuerpo 102 puede alojar un carrete para sostener una manguera de jardín convencional de más de 30, 5 m (100 pies) de longitud.

Las patas 104 ilustradas soportan el cuerpo 102 por encima de una superficie tal como el suelo (por ejemplo, césped) o un piso. Las patas 104 también pueden incluir ventajosamente ruedas, rodillos, u otros dispositivos similares para permitir el movimiento del carrete automático 100 sobre el suelo u otra superficie de soporte. En ciertas formas de realización de la invención, las patas 104 pueden bloquearse o fijarse en una cierta posición para impedir el movimiento lateral del carrete automático 100.

En ciertas formas de realización, una parte del cuerpo 102 puede unirse de manera móvil a la base para permitir un movimiento de vaivén del carrete automático 100 mientras la manguera se enrolla sobre el carrete interno. Un ejemplo de un mecanismo de vaivén está descrito... [Seguir leyendo]

1. Carrete automático (100) para facilitar el bobinado de material lineal, comprendiendo el carrete automático:

un elemento giratorio (220) que presenta una superficie de bobina, pudiendo el elemento giratorio enrollar un material lineal alrededor de la superficie de bobina cuando el elemento giratorio gira en un primer sentido, pudiendo además el elemento giratorio extraer el material lineal desde alrededor de la superficie de bobina cuando el elemento giratorio gira en un segundo sentido;

un motor (222) que puede interaccionar con el elemento giratorio (220) para hacer girar selectivamente el elemento giratorio (220) en el primer sentido o en el segundo sentido; y caracterizado porque comprende además un conjunto de circuitos de control (224) que puede detectar una fuerza electromagnética inversa asociada con el motor (222) , para determinar cuándo se está tirando del material lineal, pudiendo además el conjunto de circuitos de control (224) suministrar una señal de control para provocar que el motor (222) haga girar el elemento giratorio (220) en el segundo sentido para extraer el material lineal cuando el conjunto de circuitos de control detecta que se está tirando del material lineal.

2. Carrete automático según la reivindicación 1, en el que el conjunto de circuitos de control puede detectar una tensión del material lineal a partir de dicha fuerza electromagnética inversa, pudiendo el conjunto de circuitos de control además suministrar la señal de control para provocar que el motor haga girar el elemento giratorio en el segundo sentido para extraer el material lineal cuando el conjunto de circuitos de control detecta que la tensión del material lineal es superior a una cantidad predeterminada.

3. Carrete automático según la reivindicación 1 ó 2, en el que la señal de control provoca que el motor haga girar el 25 elemento giratorio en el segundo sentido durante un periodo de tiempo predeterminado.

4. Carrete automático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la señal de control provoca que el motor haga girar el elemento giratorio en el segundo sentido para extraer una longitud predeterminada del material lineal.

5. Carrete automático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el conjunto de circuitos de control puede además monitorizar una longitud de una parte del material lineal no enrollado en el elemento giratorio.

6. Carrete automático según la reivindicación 5, en el que el conjunto de circuitos de control puede además

provocar que una velocidad de giro del elemento giratorio en el primer sentido disminuya cuando la longitud del material lineal no enrollado es menor que una longitud umbral predeterminada.

7. Carrete automático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el conjunto de circuitos de control puede además detener el giro del elemento giratorio en respuesta a la detección de un aumento sustancial en una 40 corriente suministrada al motor.

8. Carrete automático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además una carcasa que rodea sustancialmente el elemento giratorio, el motor y el conjunto de circuitos de control.

45 9. Carrete automático según la reivindicación 8, en el que la carcasa comprende una abertura a través de la cual es bobinado el material lineal.

10. Carrete automático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además una interfaz de usuario. 50

11. Carrete automático según la reivindicación 10, en el que la interfaz de usuario puede recibir por lo menos una señal desde un dispositivo de control remoto.

12. Procedimiento para facilitar el bobinado automático de material lineal, comprendiendo el procedimiento:

55 utilizar un motor (222) para hacer girar un elemento giratorio (220) en un primer sentido, para enrollar un material lineal alrededor de una superficie de bobina del elemento giratorio (220) cuando el elemento giratorio (220) gira en el primer sentido; caracterizado porque comprende además

60 detectar utilizando un conjunto de circuitos de control (224) , una señal de fuerza electromagnética inversa asociada con el motor (222) , para determinar cuándo se está tirando del material lineal; y suministrar desde el conjunto de circuitos de control (224) una señal de control para provocar que el motor (222) haga girar el elemento giratorio (220) en un segundo sentido para extraer el material lineal cuando el conjunto de 65 circuitos de control (224) detecta que se está tirando del material lineal.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que determinar cuándo se está tirando del material lineal comprende:

detectar una tensión del material lineal a partir de la fuerza electromagnética inversa detectada; y determinar que la tensión es superior a una cantidad predeterminada.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, que comprende además extraer el material lineal a una velocidad menor que durante dicho enrollamiento del material lineal. 10

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende además extraer el material lineal durante un periodo de tiempo predeterminado basándose en la señal de control.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, que comprende además parar el giro del motor 15 cuando un usuario deja de tirar del material lineal.