BR102017005171A2

BR102017005171A2 - sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículos e containers

Info

Publication number: BR102017005171A2
Application number: BR102017005171A
Authority: BR
Inventors: Machado Gonçalves Sergio
Original assignee: Velsis Sist E Tecnologia Viaria S/A
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-10-30
Also published as: EP3598083A1; CR20190462A; CA3003253A1; MX2018005507A; CO2018005123A2; WO2018165727A1; BR102017005171A8; CN110476042A; EP3598083A4; US11035718B2; PE20200021A1; US20200064180A1

Abstract

sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículos e containers, trata-se de um sistema para veículos terrestres, aéreos ou marítimos, preferencialmente caminhões de cargas (a) e containers (b), que poderão ser monitorados, por um sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículo e containers (1), que utiliza sensores de fibra ótica (s) para análises e leituras individuais e/ou interligados, formados por: um módulo do sistema de pesagem (2) como elemento de monitoramento do peso das cargas transportadas, dotado de um modelo passivo (2a), modelo ativo (2b) e modelo ativo autônomo (2c); um módulo do sistema de sensoriamento geral (3) com o sistema propulsor e/ou força (3a), o sistema de sustentação (3b), sistema de exaustão (3c), o sistema de direção e frenagem (3d) e os indicadores de condução (3e).

Description

(54) Título: SISTEMA EMBARCADO DE MEDIÇÃO INSTANTÂNEA DE PESO, VIBRAÇÃO, DEFORMAÇÃO, PRESSÃO, ACELERAÇÃO E TEMPERATURA DE VEÍCULOS E CONTAINERS (51) Int. Cl.: B60W 40/09; G06F 7/00; B60T 8/18 (73) Titular(es): VELSIS SISTEMAS E TECNOLOGIA VIARIA S/A (72) Inventor(es): SÉRGIO MACHADO GONÇALVES (85) Data do Início da Fase Nacional:

15/03/2017 (57) Resumo: SISTEMA EMBARCADO DE MEDIÇÃO INSTANTÂNEA DE PESO, VIBRAÇÃO, DEFORMAÇÃO, PRESSÃO, ACELERAÇÃO E TEMPERATURA DE VEÍCULOS E CONTAINERS, trata-se de um sistema para veículos terrestres, aéreos ou marítimos, preferencialmente caminhões de cargas (A) e containers (B), que poderão ser monitorados, por um sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículo e containers (1), que utiliza sensores de fibra ótica (S) para análises e leituras individuais e/ou interligados, formados por: um módulo do sistema de pesagem (2) como elemento de monitoramento do peso das cargas transportadas, dotado de um modelo passivo (2A), modelo ativo (2B) e modelo ativo autônomo (2C); um módulo do sistema de sensoriamento geral (3) com o sistema propulsor e/ou força (3A), o sistema de sustentação (3B), sistema de exaustão (3C), o sistema de direção e frenagem (3D) e os indicadores de condução (3E).

SISTEMA EMBARCADO v. DE MEDIÇÃO INSTAN TÃNEA DE PESO. VIBRAÇÃO, DEFORMAÇÃO, PRESSÃO E TEMPERATURA DE VEÍCULOS E CONTAINERS

2—Γ módulo 1 DE PESAGEM	I MÓDULO DE 'Γ ⁰ 1 sensoriamento 1 \| GERAL^^I
Ί A —-l· MODELO PASSJVO
	1 ΗΓΤηυ,Μ 1ΛΠΚΓ*ςΑϋ J JÃ
?R--\| MODELO ATIVO	1 WÍ4· —- 7 μι
-Ji^SelOÀTIVO autúwouci
~3E

1/14

SISTEMA EMBARCADO DE MEDIÇÃO INSTANTÂNEA DE PESO, VIBRAÇÃO, DEFORMAÇÃO, PRESSÃO, ACELERAÇÃO E TEMPERATURA DE VEÍCULOS E CONTAINERS.

[0001] Apresentação [0002] Refere-se a presente invenção ao campo técnico de sistemas de medições de cargas, e outras variáveis físicas em veículos e/ou containers em geral, preferencialmente em caminhões de carga e containers, porém não limitado a estes, correspondendo a um sistema de sensoriamento e monitoramento de veículos e/ou containers e as suas condições instantâneas.

[0003] E aplicável em containers, veículos de carga e de passeio em geral, sejam eles terrestres, marítimos ou aéreos, e utiliza uma série de módulos com sensores de fibra ótica, para monitorar o peso das cargas; as condições da cabine e do condutor; as partes estruturais e mecânicas; os fatores ambientais; os fatores físicos; as condições exteriores ao veículo e os aspectos operacionais. O objetivo da invenção é monitorar o peso das cargas transportadas e o maior número de fatores que possam acarretar em acidentes, e desta forma, poder alertar os motoristas, as empresas de transportes, seguradores, órgãos de fiscalização, entre outros.

[0004] A invenção será descrita e aplicada preferencialmente em caminhões de transporte de cargas e/ou containers, porém, ela poderá ser aplicada em: ônibus, carretas, pick-ups, carros de passeio, motocicletas, bicicletas, triciclos, quadriciclos, veículos de competição, veículos militares, veículos de serviço, veículos especiais, tratores, colheitadeiras, retroescavadeiras, patrolas, locomotivas, vagões, caçambas, aviões, helicópteros, barcos, drones, entre outros.

[0005] Histórico [0006] Nas estradas brasileiras, assim como em outros países, existem uma série de riscos que podem ocasionar acidentes, entre eles podemos citar: as más condições da pavimentação; os caminhões com pesos excessivos ou com problemas estruturais; a falta de revisões mecânicas; o uso de anfetaminas ou de drogas que inibem o sono; o uso de bebidas alcoólicas; as condições meteorológicas, o estado das estradas, entre outros.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 15/29

2/14 [0007] O transporte rodoviário no Brasil, está calçado na mão de obra de caminhoneiros autônomos, que em muitos casos, se submetem a colocar sobre o caminhão mais peso do que eles suportam. Este excesso é o responsável por uma série de problemas, entre eles: a redução da velocidade em rampas e subidas, causando congestionamentos e demais transtornos aos motoristas; prejudica a capacidade de frenagem da composição, o que pode levar a acidentes de grandes proporções, em especial em estradas mais perigosas e em condições climáticas desafiadoras; prejudica a capacidade de manobra das carretas, outro fator que pode levar a acidentes; o mau dimensionamento da carga por eixo eleva o consumo e reduz o desempenho dos caminhões, também ampliando a emissão de poluentes; outros danos à carreta podem ocorrer, como problemas na estabilidade dos eixos, aumento do consumo de peças de reposição e pneus danificados; além de contribuir com a deformação e danos na pavimentação da estrada.

[0008] Os caminhões de cargas que transportam as mercadorias em containers; caçambas; baús; tanques; carrocerias; entre outros, por Lei são obrigados a passarem por postos de pesagem, para fazer a averiguação do peso transportado. Na teoria, esta fiscalização, impediria que o caminhão pudesse transitar com uma carga e/ou peso acima do especificado. Porém, o alto custo de fabricação, preservação e manutenção destes postos, ocasionou no desinteresse dos órgãos responsáveis, que ao invés de mantê-las em funcionamento, estão fechando e abandonando as unidades.

[0009] Outro problema apresentado nas estradas, em especial dos motoristas de caminhão que precisam entregar as mercadorias no tempo agendado é o de dirigir por um longo período sem respeitar os intervalos ou paradas de descanso. Em muitos destes casos, eles driblam o problema do sono e do cansaço, com o uso de anfetaminas e/ou drogas (cocaína e crack), aumentando em muito o risco de acidentes.

[0010] Outro problema apresentado se encontra na falta de manutenção adequada da parte mecânica e estrutural do veículo, onde uma grande parcela dos proprietários

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 16/29

3/14 do veículo, mesmo recebendo a indicação de possíveis falhas, vai protelando ao máximo o conserto das partes essenciais.

[0011] Estado da técnica e problemas apresentados [0012] Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, o sistema de monitoramento da pesagem da carga feito em postos de pesagem, vem sendo substituído por um sistema de pesagem embarcada nos veículos, como é descrito na US20090143923, que descreve e reivindica um dispositivo para monitorar o peso de um contentor de transporte, por meio de um sistema de sensores do tipo strain gauge, para executar as medições das deformações e obter informações sobre o peso de um recipiente e seu conteúdo.

[0013] A US20090143923 se difere do invento proposto, por permitir o monitoramento somente do peso da carga, além de utilizar sensores do tipo strain gauge, que são de difícil instalação e manutenção.

[0014] Melhorias apresentadas [0015] O invento em apreço foi desenvolvido para aperfeiçoar os sistemas de monitoramento existentes em qualquer modelo de veículos, terrestres, aéreos ou marítimos, preferencialmente em caminhões de transporte de cargas (containers; caçambas; baús; tanques; carrocerias; entre outros) e avaliar as condições do transporte de cargas e demais condições físicas, além de permitir o monitoramento contínuo e instantâneo do peso transportado, o que permitirá solucionar uma série de situações que possam causar acidentes nas estradas de rodagem, estradas de ferro, nas vias aéreas e marítimas, através de um método e sistema de medições e monitoramento, que abrange a grande maioria dos problemas, passíveis de provocar acidentes. Entre eles podemos citar:

- a implantação de um subsistema embarcado de medições por sensores de fibra ótica, para o monitoramento do peso e distribuição das cargas; monitoramento da estrutura, cabine, e o monitoramento de toda a parte mecânica do veículo, e com isso oferecer muito mais segurança aos condutores, passageiros, as mercadorias transportadas e as empresas contratantes;

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 17/29

4/14

- possui configurações que permitem múltiplos usos e aplicações;

- é totalmente protegido contra tentativas de manipulação (proposital ou não);

- possui um sistema de energia alternativo à batería do veículo e mantém os dados registrados, mesmo que o sistema de energia esteja descarregado; (quando aplicável);

- possui um controle de transmissão de dados de forma que somente os dados transmitidos (e recebidos do outro lado) possam ser apagados;

- sempre transmite os dados (ainda não enviados) quando houver uma fonte de recepção próxima;

- os dados transmitidos são criptografados com algoritmo seguro; e

- o sistema permite que os dados sejam analisados constantemente, enviando reporte do seu funcionamento junto com os dados de monitoramento.

[0016] Revelação da invenção [0017] A presente invenção trata-se de um sistema de sensoriamento por fibra ótica (embarcado) para medição de peso, vibração, deformação e temperatura. O sistema é instalado preferencialmente, mas não limitado a estes, em caminhões de cargas e containers). Medindo as condições instantâneas, permitindo verificar o peso de qualquer carga, sejam volumes, pessoas, líquidos, animais entre outros, através de três modelos: Modelo passivo, Modelo ativo e Modelo Ativo autônomo.

[0018] Adicionalmente o sistema em questão permite monitorar as partes mecânicas e estruturais mais relevantes dos veículos, sendo (mas não limitados a estes): o sistema propulsor e/ou força, o sistema de sustentação, exaustão, de direção e frenagem, e os indicadores de condução, principalmente no que diz respeito aos aspectos de segurança, como prevenção a tombamento e redução do risco de colisões, bem como economia de combustível e pneus.

[0019] Breve descrição das figuras [0020] Os objetivos, vantagens e demais características importantes da invenção em apreço poderão ser mais facilmente compreendidos quando lidos em conjunto com os desenhos em anexos, nos quais:

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 18/29

5/14 [0021] A figura 01 representa um diagrama em bloco do método e sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículos e containers.

[0022] A figura 02 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores pontuais ao longo da fibra óptica em um Container, para a medição de variáveis na geração de informações de peso, através do monitoramento de variáveis físicas de deformação, vibração, pressão, aceleração e temperatura.

[0023] A figura 03 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores de deformação em Container.

[0024] A figura 04 representa um gráfico do comportamento da deformação em função das condições físicas e operacionais do “Container”: “a” vazio e em repouso, “b” carregamento, “c” empilhamento e transporte, “d” empilhamento, “e” carregamento e em repouso sem empilhamento, “f” transporte.

[0025] A figura 05 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores de deformação, vibração e aceleração, com alta densidade espacial, com o objetivo de medição do peso da carga no interior do “Container” de forma distribuída e consolidada.

[0026] A figura 06 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores que medem a deformação da estrutura do “Container”, a qual serve como principal variável para medição indireta do peso transportado pelo “Container”.

[0027] A figura 07 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores a fibra ótica que medem os parâmetros da carroceria, da estrutura e do sistema de suspensão do veículo, sistema de freios, sistema propulsor (mas não limitados a estes), objetivando o monitoramento e a determinação do peso, temperatura, vibração, pressão, aceleração e deformação.

[0028] A figura 08 representa a vista esquemática, podendo haver variações

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 19/29

6/14 dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação de sensores a fibra ótica que medem os parâmetros da carroceria, da estrutura e do sistema de sustentação do veículo, sistema de freios, sistema propulsor (mas não limitados a estes), objetivando o monitoramento e a determinação do peso, temperatura, vibração, pressão, aceleração e deformação.

[0029] A figura 09 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação do sistema de monitoramento de parâmetros físicos no interior da cabine.

[0030] A figura 010 representa a vista esquemática, podendo haver variações dependendo do objeto a ser monitorado, da instalação do sistema de monitoramento de parâmetros operacionais dos veículos e containers.

[0031] Descrição detalhada das figuras [0032] Como se infere nas figuras em anexos que ilustram e integram o presente relatório descritivo da invenção em apreço de Sistema Embarcado de Medição Instantânea de Peso, Vibração, Deformação, Pressão, Aceleração e Temperatura de Veículos e Containers (1), trata-se de um sistema de monitoramento para veículos terrestres, aéreos ou marítimos, preferencialmente caminhões de cargas (A) e containers (B), que poderão ser monitorados utilizando sensores de fibra ótica (S). Este sistema é responsável pelas análises e leituras individuais e/ou interligadas de: um módulo do sistema de pesagem (2) para monitoramento do peso das cargas transportadas, podendo ser do tipo passivo (2A), ativo (2B) e ativo autônomo (2C); um módulo do sistema de sensoriamento geral (3) para monitoramento de freios, motor, eixo cardã e todas as partes mecânicas mais relevantes do veículo.

[0033] O módulo do sistema de pesagem (2) é composto por uma pluralidade de sensores de fibra ótica Sl, S2, S3, S4, S5, S6, até a quantidade de sensores (SN) que venha a ser necessária em função do objetivo da medição ou monitoramento, os quais são devidamente instalados em pontos específicos da estrutura do caminhão e/ou Container, conectados por fibra ótica a uma unidade de interfaces e/ou unidade de leitura/interrogação dos sensores.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 20/29

ΊΒΛ [0034] O módulo do sistema de sensoriamento geral (3), por meio de sensores de fibra ótica, analisa e monitora (Fig. 1), o sistema propulsor e/ou força (3A), o sistema de sustentação (3B), o sistema de exaustão (3C), o sistema de direção e frenagem (3D), e os indicadores de condução (3E).

[0035] A invenção segundo o método [0036] O método de monitoramento dos veículos é compreendido por utilizar módulos de pesagem (2); de sensoriamento geral (3); que permitem o monitoramento e a análise das áreas internas ou externas do veículo e/ou do Container, de acordo com a sua característica e objetivo, ou seja:

- o monitoramento de cargas;

- o monitoramento da cabine;

- o monitoramento da estrutura do veículo ou Container;

- o monitoramento dos fatores físicos do veículo ou Container; e

- o monitoramento dos aspectos operacionais.

[0037] De acordo com o método, todos os sensores de monitoramento possuem a capacidade de operar de forma integrada entre eles ou independente, permitindo maior flexibilidade e adequação a várias formas de uso e de conexão com os dispositivos de leituras e controladores externos.

[0038] De acordo com o método, o módulo de pesagem, permite o monitoramento de toda a estrutura e dos componentes físicos, permitindo verificar o peso de qualquer tipo de produtos, líquidos, animais, pessoas, entre outros, que estejam em repouso ou transportados em veículos ou containers.

[0039] De acordo com método, o modelo passivo (2A) permite a coleta de informações dos sensores instalados no veículo e/ou “Container”, através de um equipamento de coleta de dados externo, onde os dados reportados pelos sensores serão pontuais no tempo no momento da coleta.

[0040] De acordo com o método, o sistema de pesagem (2) possui o modelo ativo (2B), que permite a coleta automática de informações dos sensores instalados no veículo e/ou “Container”, ou seja, os dados obtidos pelos sensores serão armazenados em memória não volátil, permitindo a analise contínua do peso

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 21/29

8/14 transportado ao longo do tempo, onde, neste caso, cabe a equipamento externo, o tratamento das informações coletadas e o cálculo do peso e de outras variáveis (vibração, pressão, aceleração e temperatura, mas não limitados a estes) da “carga” e do veículo ou Container.

[0041] De acordo método, o módulo de pesagem (2) possui o modelo ativo autônomo (2C) que permite a coleta, processamento, cálculo do peso e de outras variáveis (vibração, pressão, aceleração e temperatura, mas não limitados a estes) do veículo (A) e/ou do Container (B) de forma constante, onde os dados obtidos pelos sensores e o resultado do cálculo do peso e das outras variáveis (vibração, pressão, aceleração e temperatura, mas não limitados a estes) serão armazenadas em memória não volátil, permitindo a analise instantânea e contínua das informações. [0042] De acordo com o método, o módulo de sensoriamento geral (3), monitora o sistema propulsor e/ou força (3A), coletando as informações pontuais ou distribuídas de temperatura, vibração, potência, fricção dos componentes, aceleração, desgaste, pressão de óleo, entre outros.

[0043] De acordo com o método, o módulo de sensoriamento geral (3), monitora o sistema de sustentação (3B), coletando informações pontuais e/ou distribuídas de pressão de pneus, integridade dos amortecedores, temperatura, vibração, deformação, flexão, absorção de impactos, entre outros.

[0044] De acordo com o método, o módulo de sensoriamento geral (3), monitora o sistema de exaustão (3C), coletando informações pontuais ou distribuídas de temperatura, entre outros.

[0045] De acordo com o método, o módulo de sensoriamento geral (3), monitora o sistema de direção e frenagem (3D), coletando informações pontuais ou distribuídas de temperatura, de freios, fricção, temperatura do óleo da direção, desgaste, vibração, entre outros.

[0046] De acordo com o método, o módulo de sensoriamento geral (3), monitora os indicadores de condução (3E), coletando informações pontuais ou distribuídas, como: temperatura corporal, sensor de presença, aceleração, mas não limitados a estes.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 22/29

9/14 [0047] Na Figura 01 é apresentado um diagrama em blocos do sistema de monitoramento embarcado (1) de sensores de fibra ótica, onde são evidenciados o módulo do sistema de pesagem (2), com modelo passivo (2A), o modelo ativo (2B) e o modelo ativo autônomo (2C); o módulo de sensoriamento geral (3), com o sistema propulsor e/ou força (3A), o sistema de sustentação (3B), sistema de exaustão (3C), o sistema de direção e frenagem (3D) e os indicadores de condução (3E).

[0048] Nas figuras a seguir são apresentados conceitos referentes à integração dos sensores a fibra ótica (S) à estrutura de containers (B) e veículos para o monitoramento de variáveis de interesse, conforme descrito acima. As figuras de 02 a 04 apresentam conceitos da instalação dos sensores em um Container (B) e também indicam de que forma os parâmetros podem ser adquiridos. Em todos os conceitos, os sensores são interligados por uma rede de comunicação de fibras óticas que podem operar nas configurações dos sistemas embarcados no modelo passivo (2A), ativo (2B) ou ativo e autônomo (2C). Como os sensores a fibra ótica (S) não precisam de nenhum tipo de alimentação externa para operarem, o fato deles não serem mantidos ligados permanentemente não interfere em sua operação ou calibração. Com relação à calibração, vale considerar que a maioria dos sensores elétricos de deformação, como os strain gauges, têm problemas de perda de calibração ao longo do tempo em função de variáveis como temperatura, umidade, mas não limitados a estes. Os sensores a fibra ótica não apresentam esse tipo de problema e mantem seus parâmetros inalterados ao longo de dezenas de anos.

[0049] Nas Figuras 02, 03, 04 e 05 são apresentadas as variantes (não limitadas a estas) do módulo de pesagem (02) e o sistema de sustentação (3B), do módulo de sensoriamento geral (3), instalados em um Container (B), através de uma rede de sensores de fibra ótica (S), para medição de variáveis físicas de deformação, vibração, aceleração, pressão e temperatura. Os sensores podem ser posicionados no interior ou exterior da estrutura do Container (B), bem como serem fixados em seus distintos componentes estruturais, como longarinas, paredes, teto, pontos de apoio, não limitados a estes.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 23/29

10/14 [0050] A figura 02 indica o módulo do sistema de pesagem (2) que é composto por pluralidade de sensores de fibra ótica, Sl, S2, S3, S4, S5, S6, devidamente instalados em pontos específicos da estrutura do caminhão e/ou Container, conectados por fibra ótica a uma unidade de interfaces e/ou unidade de leitura/interrogação dos sensores. Observando-se que o número de sensores não está limitado a 6, podendo ter a quantidade de sensores (SN) que venha a ser necessária em função do objetivo da medição ou monitoramento.

[0051] A partir das medições das variáveis físicas de deformação, vibração, aceleração, pressão e temperatura (mas não limitas a estas) da estrutura do Container (B), é possível se inferir todos os esforços aos quais os containers (B) estão sujeitos quando em repouso ou transportados. Por exemplo: o peso da carga em seu interior, a distribuição do peso em seu interior, variações de temperatura ambiente, o tensionamento mecânico da estrutura do Container (B), efeitos de aceleração e desaceleração em virtude do transporte do Container (B) em caminhões, navios ou aviões, entre outros.

[0052] Todos esses esforços podem aparecer simultaneamente na estrutura do Container (B) conforme indicado na Figura 03. Nesta figura é mostrada, de forma esquemática, como exemplo, a instalação de um sensor tri-axial de deformação em um elemento estrutural da base do Container (B). No gráfico da figura 04 é representada a variação da deformação em função das condições operacionais do Container: “a” vazio e em repouso; “b” carregamento; “c” empilhamento e transporte; “d” empilhamento; “e” carregamento e em repouso sem empilhamento; e “f” transporte.

[0053] Importante observar que as informações de vibração e aceleração devem depender também da massa contida no “Container”. Assim, a medição simultânea dessas grandezas, em conjunto com a deformação distribuída em vários pontos da estrutura, deve auxiliar na determinação do peso do “Container” nas diversas condições operacionais a que ele está sujeito.

[0054] Outra maneira de se monitorar o peso da carga no interior de “containers” é através da instalação de sistemas sensores especializados conforme indicado na

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 24/29

11/14

Figura 05. A instalação do sistema proposto pode ser feita diretamente na estrutura do Container (B) ou ser independente ao Container e optimizada para interagir com a carga. Nessa configuração prevê-se a instalação de uma rede com alta densidade de sensores óticos medindo distintos parâmetros, como deformação, vibração, aceleração, pressão, temperatura, mas não limitados a estes. A rede é formada por fibra ótica, e sensores a fibra ótica, e por isso pode mimetizar a geometria de interesse, no caso, o piso do “Container”. Com esse tipo de instalação é possível medir de dezenas a centenas de parâmetros simultaneamente e, com calibração e processamento adequados, retirar informações absolutas e relativas, de baixa e alta frequência temporal, com alta densidade espacial, do estado físico da estrutura do piso, paredes ou teto, do “Container” e/ou, de forma isolada, da carga sobre o piso. [0055] Em virtude da densidade espacial dos sensores e da diversidade das informações monitoradas simultaneamente, é possível determinar com alta resolução a distribuição da carga ao longo do piso do “Container” e, dessa forma, medir o peso de forma distribuída. A instalação de sensores de deformação (2S), vibração (3S) e aceleração (4S), com alta densidade espacial, com o objetivo de medição do peso da carga no interior do “Container” de forma distribuída e consolidada. O elemento (IS) consiste em um cabo de fibra ótica para conexão dos elementos sensores.

[0056] Na Figura 06 é apresentada de forma esquemática a deformação estrutural a qual o Container (B) está sujeito e a instalação de sensores de fibra ótica (S) para detecção de informações de grandezas físicas, que servirá como principal variável para medição indireta do peso transportado pelo Container.

[0057] As figuras 08 e 09 representam a integração dos sensores a fibra ótica em veículos de carga de médio e grande porte com o intuito principal de determinar o peso da carga transportada pelo veículo. Os dois conceitos propostos nestas figuras são genéricos e podem ser adaptados a partir das informações mostradas nas figuras de acordo com as necessidades de cada tipo de veículo e/ou carga. Em ambos os conceitos, os sensores são interligados por uma rede de comunicação de fibras

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 25/29

12/14 óticas que pode operar nas configurações dos sistemas embarcados no modelo passivo, ativo, ou ativo e autônomo.

[0058] Na Figura 08 é apresentado o primeiro conceito, onde são considerados os veículos com carroceria no formato de baú, e na figura 09 é apresentado o segundo conceito, para veículo com carrocerias baixas (prancha, mas não limitados a estes). [0059] Para o primeiro conceito embarcado no caminhão (A) são evidenciadas: a carroceria baú (Al); o sistema de suspenção (A2); o sensor medindo as variáveis da carga (S9); os sensores medindo a deformação da carroceria (S10) e (S10); os sensores medindo a deformação da longarina da carroceria (SI 1), (SI 1) e (SI 1); o sensor medindo as variáveis físicas dos pneus (SI2); sensor medindo a deformação do sistema de suspensão da carroceria (SI3) e o sensor medindo a aceleração e vibração do sistema de suspensão da carroceria (S14).

[0060] Para o segundo conceito embarcado no caminhão (A) são evidenciadas: a carroceria (Al); o sistema de suspenção (A2); a rede de fibra ótica (S15) os sensores medindo deformação (SI6); os sensores medindo vibração (SI7) e medindo aceleração (SI8); os sensores medindo variáveis físicas dos pneus (SI9); sensor medindo a deformação do sistema de suspensão da carroceria (S20) e os sensores medindo a aceleração e vibração do sistema de suspensão da carroceria (S21).

[0061] A figura 09 representa o sistema de monitoramento dos fatores físicos no interior da cabine, onde os principais parâmetros são: temperatura na cabine e nos assentos (D); vibração e ruído sonoro (E). Com esses parâmetros é possível se controlar as condições com as quais o motorista está guiando o veículo.

[0062] A figura 010 representa parte do módulo do sistema de sensoriamento geral (3), dos parâmetros operacionais do caminhão (A), onde são evidenciados os sensores medindo a temperatura do motor (S22); o sensor medindo a temperatura do radiador e dos demais componentes ligados ao motor (S23); o sensor medindo a temperatura dos mancais do eixo cardan (S24); o sensor medindo a temperatura dos rolamentos das rodas e do sistema de freios (S25); o sensor medindo a vibrações na estrutura da carroceria (S26); o sensor medindo a pressão dos pneus (S27); e o sensor medindo a inclinação da carroceria (S28).

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 26/29

13/14 [0063] Das vantagens do uso de sensores de fibra ótica.

[0064] Entre as tecnologias disponíveis no mercado os sensores de fibra ótica apresentam uma série de vantagens no que tange ao potencial de integração a veículos e containers para o monitoramento de variáveis físicas gerais. Os sensores de fibra ótica proporcionam as seguintes características:

- dimensão reduzida, o diâmetro da fibra ótica é tipicamente da ordem de 125um;

- imunidade à interferência eletromagnética, a fibra ótica é um material dielétrico e a frequência da onda eletromagnética no domínio ótico é muito superior àquela dos campos oscilantes gerados por máquinas elétricas, pelo chaveamento de contatores e relés ou pela irradiação de antenas e/ou placas de circuitos impressos;

- resistência à corrosão por água e pela maioria de ácidos, óleos e substâncias tipicamente presentes em veículos;

- resistência a altas temperaturas uma vez que a temperatura de fusão do vidro é superior a 1200°C;

- são dúcteis e adquirem facilmente o formato das superfícies ou corpos aos quais são integrados;

- resistência a trações elevadas, de forma comparativa, possuem maior resistência à tração que a grande maioria dos aços;

- podem ser integrados a estruturas metálicas mediante a utilização de colas e resinas ou através da conexão direta ao metal mediante processos de sputtering, fusão entre outros;

- podem operar de forma remota em função da excelente qualidade de transmissão de dados apresentados pelas fibras óticas, permitindo a criação de redes óticas com configurações simples, como anel ou estrela, ou ainda configurações avançadas definidas pela segurança e desempenho operacionais;

- os sinais gerados pelos sensores podem ser codificados em comprimento de onda (frequência) o que possibilita a multiplexação de dezenas a centenas de

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 27/29

14/14 elementos sensores em uma mesma fibra ótica. Isso permite que o sistema de monitoramento como um todo seja miniaturizado.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 28/29

1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. )SISTEMA, trata-se de um sistema para veículos terrestres, aéreos ou marítimos, preferencialmente caminhões de cargas (A) e containers (B), que poderão ser monitorados, caracterizado por compreender: um sistema embarcado de medição instantânea de peso, vibração, deformação, pressão, aceleração e temperatura de veículo e containers (1), que utiliza sensores de fibra ótica (S) para análises e leituras individuais e/ou interligados, formados por: sistema de pesagem (2) como elemento de monitoramento do peso das cargas transportadas, dotado de um modelo passivo (2A), modelo ativo (2B) e modelo ativo autônomo (2C); sistema de sensoriamento geral (3) com o sistema propulsor e/ou força (3A), o sistema de sustentação (3B), sistema de exaustão (3C), o sistema de direção e frenagem (3D) e os indicadores de condução (3E).
2. )SISTEMA, sistema de acordo com a reivindicação 1 é caracterizado pela pesagem (2) sendo composto por uma pluralidade de sensores de fibra ótica, devidamente instalados em pontos específicos da estrutura do caminhão e/ou Container, conectados por fibra ótica a uma unidade de interfaces e/ou unidade de leitura/interrogação dos sensores e composto pelos sensores, Sl, S2, S3, S4, S5, S6, até a quantidade de sensores (SN) que venha a ser necessária em função do objetivo da medição ou monitoramento.
3. )SISTEMA, sistema de acordo com a reivindicação 1 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), por meio de sensores de fibra ótica, para monitorar o sistema propulsor e/ou força (3A), o sistema de sustentação (3B), o sistema de exaustão (3C), o sistema de direção e frenagem (3D), e os indicadores de condução (3E).
4. )METODO, método de monitoramento dos veículos caracterizado por utilizar a pesagem (2); o sensoriamento geral (3); que permitem o monitoramento e a análise das áreas internas ou externas do veículo e/ou do Container, de acordo com a sua característica e objetivo, ou seja:

- o monitoramento de cargas;

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 12/29

2/3

- o monitoramento da cabine;

- o monitoramento da estrutura do veículo ou Container;

- o monitoramento dos fatores físicos da carga;

- o monitoramento dos fatores ambientais; e

- o monitoramento dos aspectos operacionais.
5. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo monitoramento possuir a capacidade de operar de forma integrada, ou de forma independente, permitindo maior flexibilidade e adequação a várias formas de uso e de conexão com os dispositivos de leituras e controladores externos.
6. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pela pesagem, permitindo o monitoramento de toda a estrutura e dos componentes físicos, permitindo verificar o peso de qualquer tipo de produtos, líquidos, animais, pessoas, entre outros, que estejam em repouso ou transportados em veículos ou containers.
7. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 e 6 é caracterizado pelo modelo passivo (2A) permitir a coleta de informações dos sensores instalados no veículo e/ou “Container”, através de um equipamento de coleta de dados externo, onde os dados reportados pelos sensores serão pontuais no tempo no momento da coleta.
8. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 e 6 é caracterizado pelo modelo ativo (2B), permitir a coleta automática de informações dos sensores de pesagem instalados no veículo e/ou “Container”, ou seja, os dados obtidos pelos sensores serão armazenados em memória não volátil, permitindo a analise contínua do peso transportado ao longo do tempo onde, neste caso, caberá ao equipamento externo o tratamento das informações coletadas e o cálculo do peso, de vibração, pressão, aceleração e temperatura da “carga” do veículo ou Container.
9)METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), monitorar o sistema propulsor e/ou força (3A), coletando as informações pontuais ou distribuídas de temperatura, vibração, potência, fricção dos componentes, aceleração, desgaste^ e pressão de óleo.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 13/29
10. )MÉTODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), monitorar o sistema de sustentação (3B), coletando informações pontuais ou distribuídas de pressão de pneus, integridade dos amortecedores, temperatura, vibração, deformação, flexão, e absorção de impactos.
11. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), monitorar o sistema de exaustão (3C), coletando informações pontuais ou distribuídas de temperatura.
12. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), monitorar o sistema de direção e frenagem (3D), coletando informações pontuais ou distribuídas de temperatura, de freios, fricção, tempo de efetividade, temperatura do óleo da direção, desgaste e vibração.
13. )METODO, método de acordo com a reivindicação 4 é caracterizado pelo sensoriamento geral (3), monitorar os indicadores de condução (3E), coletando informações pontuais ou distribuídas de temperatura corporal, sensor de presença e aceleração.

Petição 870170016975, de 15/03/2017, pág. 14/29

1/5

3Α

3Β

3C

3D

3E