BR102018072457A2 - Dispositivo modular acessório para agv - Google Patents

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Ugo Ghirardi
Andrea Ascheri
Maurizio Pollano
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Abstract

um dispositivo acessório (1) para agv (a), configurado para ser montado a bordo do agv (a), é descrito aqui, por exemplo, para facilitar carregamento sobre e descarregamento do agv (a) de um objeto transportado pelo agv (a). o dispositivo acessório (1) compreende duas unidades de elevação (2) dispostas para serem montadas acima de uma superfície de base (3) do agv (a). as unidades de elevação (2) são operacionais em uma direção substancialmente vertical por meio da atuação de um motor elétrico (m). o dispositivo acessório (1) também compreende uma plataforma superior (4) disposta acima das unidades de elevação (2), de tal maneira que a plataforma superior (4) pode ser levantada ou abaixada pelas unidades de elevação (2). a plataforma superior (4) tem uma forma substancialmente semelhante a um ômega invertido, de modo que tem uma porção central (41) situada em um plano que é abaixado em relação às suas porções extremas (40) dispostas acima das unidades de elevação (2).

Description

“DISPOSITIVO MODULAR ACESSÓRIO PARA AGV” CAMPO DE INVENÇÃO
[0001] A presente invenção é relativa a veículos guiados automaticamente (AGV), utilizados no campo industrial para manusear produtos e/ou componentes tipicamente dentro de um ambiente de produção. Em particular, a presente invenção é relativa a um dispositivo modular acessório projetado para ser montado a bordo de vários tipos de AGV, por exemplo, para facilitar o carregamento sobre e descarregamento do próprio AGV, e/ou facilitar operações de montagem que um operador deve executar nos componentes transportados pelo próprio AGV.
OBJETIVO DA INVENÇÃO
[0002] O objetivo da presente invenção é produzir um dispositivo acessório para um AGV do tipo indicado acima, que possa ser facilmente implementado sobre diferentes tipos de AGV e, ao mesmo tempo, tenha uma estrutura relativamente simples e econômica para produzir.
[0003] Um outro objetivo da presente invenção é produzir um dispositivo acessório do tipo indicado acima, que tenha dimensões gerais reduzidas e que possa ser adaptado de acordo com os operadores que interagem com o dispositivo anteriormente mencionado, dependendo do ambiente de produção em que o AGV é projetado para operar, e dependendo dos tipos de componentes transportados pelo AGV.
SUMARIO DA INVENÇÃO
[0004] Tendo em vista atingir os objetivos anteriormente referidos, a presente invenção é relativa a um dispositivo acessório para um AGV, configurado para ser montado a bordo de dito AGV, por exemplo, para facilitar carregamento sobre e descarregamento de dito AGV, de um objeto transportado por dito AGV, em particular um palete, dito dispositivo acessório compreendendo: - duas unidades de elevação dispostas para serem montadas acima de uma superfície de base de dito AGV, sendo as ditas unidades de elevação operacionais em uma direção substancialmente vertical por meio da atuação de pelo menos um primeiro motor elétrico; - uma plataforma superior disposta acima das ditas unidades de elevação e tendo porções extremas rigidamente conectadas acima de ditas unidades de elevação, de tal modo que dita plataforma superior pode ser levantada ou abaixada por ditas unidades de elevação; - em que dita plataforma superior tem uma forma substancialmente semelhante a um ômega invertido, de modo que tem uma porção central situada em um plano que é abaixado em relação às suas porções extremas dispostas acima de ditas unidades de elevação.
[0005] Graças a estas características, o dispositivo acessório de acordo com a invenção é capaz de implementar uma série de vantagens importantes. Em primeiro lugar, a adoção de uma plataforma superior ajustável em altura facilita a interação de um operador com o objeto transportado pelo AGV, por exemplo, permitindo que um operador realize operações de montagem no componente transportado pelo AGV em posições ergonômicas. Além disso, graças à plataforma superior com a forma de um ômega invertido e, portanto, tendo uma porção central situada em um plano que é abaixado em relação às suas porções extremas, é possível ter uma dimensão vertical relativamente contida. Finalmente, a forma de ômega da plataforma superior possibilita dispor, dentro de sua porção central, acessórios úteis para facilitar ainda mais o manuseio de objetos transportados pelo AGV e pelo dispositivo.
[0006] De acordo com uma primeira característica preferida da invenção, as unidades de elevação têm uma estrutura de pantógrafo que tem uma porção de base disposta para ser fixada acima da superfície de base do AGV e uma porção superior móvel verticalmente. A porção de base é substancialmente conformada como um retângulo e é fixada transversalmente acima da superfície de base em relação à direção longitudinal do AGV. Graças a essa característica é possível limitar o tamanho do dispositivo acessório, restrito às dimensões do plano superior do AGV.
[0007] De acordo com uma outra característica preferida da invenção, o dispositivo também compreende um acessório para facilitar ainda mais o movimento do objeto transportado pelo AGV. O acessório é disposto na porção central da plataforma superior.
[0008] Em uma primeira modalidade, o acessório é um transportador de rolos equipado com um motor elétrico, e as unidades de elevação são móveis com um mecanismo de parafuso e porca operado por um único motor elétrico que, com uma correia de transmissão, move as unidades de elevação de modo sincronizado na direção vertical anteriormente mencionada.
[0009] Em uma segunda modalidade, o acessório é uma mesa giratória motorizada.
[0010] Em uma terceira modalidade, uma mesa giratória motorizada é disposta na porção central da plataforma superior, e um transportador de rolos é disposto acima da mesa giratória motorizada.
DESCRIÇÃO DE UMA MODALIDADE PREFERIDA
[0011] Outras características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição que segue com referência aos desenhos anexos, fornecidos puramente a título de exemplo não limitativo, em que: - A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um AGV com um dispositivo acessório associado de acordo com a invenção; - A Figura 2 mostra uma vista esquemática explodida dos elementos ilustrados na Figura anterior; - As Figuras 3A-3B são duas vistas laterais esquemáticas adicionais do dispositivo de acordo com a invenção, em sua condição abaixada e em sua condição levantada, respectivamente - As Figuras 4A-4B ilustram duas vistas em perspectiva do dispositivo acessório das Figuras precedentes: - As Figuras 5A-5B ilustram, em detalhe, duas vistas em perspectiva de uma unidade de elevação que faz parte do dispositivo ilustrado nas Figuras anteriores; e - As Figuras 6A-6B ilustram duas outras vistas em perspectiva do dispositivo das Figuras precedentes na sua condição levantada.
[0012] Na descrição que segue, vários detalhes específicos são ilustrados visando uma compreensão completa das modalidades. As modalidades podem ser implementadas sem um ou mais dos detalhes específicos, ou com outros métodos, componentes, materiais, etc. Em outros casos, estruturas conhecidas, detalhes construtivos, materiais ou operações não são ilustrados e descritos em detalhe, uma vez que podem ser produzidos de qualquer modo conhecido, e também em virtude de não caírem, tomados em seu próprio direito, dentro do escopo da presente invenção. [0013] É também entendido que na descrição a seguir, apenas os elementos úteis para a compreensão da invenção são descritos, por exemplo, assumindo que o AGV no qual os dispositivos acessórios são implementados de acordo com a invenção, compreende todos os elementos conhecidos por si mesmos para operação.
[0014] Nos desenhos anexos, a referência 1 indica, na sua totalidade, uma modalidade preferida de um dispositivo acessório modular de acordo com a presente invenção para um AGV A. Como é conhecido há algum tempo, o termo AGV significa um veículo guiado automaticamente utilizado principalmente no campo industrial para manipular produtos dentro de um ambiente de produção, tal como uma linha de produção.
[0015] O dispositivo acessório 1 de acordo com a invenção é configurado para ser montado a bordo do AGV A, por exemplo, para facilitar carregamento sobre e descarregamento do dito AGV, de um objeto transportado pelo próprio AGV.
[0016] O AGV A tem uma superfície de base 3, sobre a qual tanto o dispositivo acessório 1 como um objeto a ser manuseado dentro do ambiente de produção em que o AGV opera, podem ser montados.
[0017] O AGV A ilustrado nos desenhos é fornecido aqui apenas a título de exemplo, e é evidente que pode ter qualquer configuração conhecida, diferente daquela ilustrada. Além disso, os detalhes relativos à tecnologia com a qual o AGV opera dentro do ambiente de produção não são apresentados aqui uma vez que estão além das características específicas da invenção. O dispositivo de acordo com a presente invenção é aplicável a diferentes tipos de AGV e é energizado por baterias do AGV. O dispositivo de acordo com a invenção pode ser utilizado em diferentes tipos de ambientes de produção, tais como, por exemplo, uma linha de produção de parar e partir (“stop-and-go”) ou “em movimento contínuo”.
[0018] Na modalidade ilustrada, com referência em particular às Figuras 1 e 2, o AGV A, e o dispositivo acessório 1 associado ao AGV A, transportam um palete P. O palete P é disposto, por sua vez, para transportar um componente (por exemplo, uma cabeça de cilindro T). Normalmente, um operador O deve executar manualmente, e/ou com o auxílio de sistemas eletromecânicos, operações de montagem nos componentes transportados pelos paletes P. Naturalmente, o palete P, como aqui delineado, também é dado a título de exemplo, uma vez que o dispositivo acessório 1 também pode estar associado a outros tipos de objetos que são diferentes daqueles ilustrados.
[0019] Com referência em particular à vista explodida da Figura 2, o dispositivo acessório 1 de acordo com a invenção compreende duas unidades de elevação 2 dispostas para serem fixadas acima da superfície de base 3 do AGV A. As unidades de elevação 2 são operacionais em uma direção vertical por meio da atuação de um motor elétrico M energizado por meio das baterias do AGV no qual o dispositivo é aplicado.
[0020] O dispositivo acessório modular 1 de acordo com a invenção também compreende uma plataforma superior 4 disposta acima das unidades de elevação 2. A plataforma superior 4 tem duas porções extremas 40, cada uma das quais é rigidamente conectada acima de uma respectiva unidade de elevação 2, de tal modo que a plataforma superior 4 pode ser levantada ou abaixada pelas unidades de elevação 2.
[0021] De acordo com uma característica importante da presente invenção, a plataforma superior 4 é substancialmente conformada como um ômega invertido, de modo que tem uma porção central 41 que se situa em uma plano abaixado em relação a suas porções extremas 40 dispostas acima das unidades de elevação 2 (Figura 2). [0022] Graças às características do dispositivo 1 de acordo com a invenção indicada acima, o palete P disposto na porção central 41 da plataforma superior 4 pode ser ajustado em uma direção vertical. Essa característica facilita carregar as peças transportadas sobre e descarregar do próprio AGV as peças transportadas, e/ou facilita as operações de montagem que um operador deve executar nos componentes transportados pelo próprio AGV. Uma outra vantagem decorrente da estrutura acima descrita do dispositivo 1 é aquela de ser capaz de ajustar a altura a partir do solo da cabeça de cilindro T associada ao palete P, de modo a permitir que um operador O realize usinagem e/ou operações de montagem em posições ergonômicas. Além disso, graças à forma de ômega invertido da plataforma superior 4, a altura a partir do solo do palete P é reduzida em comparação com plataformas com um perfil substancialmente retilíneo, uma vez que o fornecimento de uma parte central abaixada em relação às porções extremas, montadas sobre as unidades de elevação, permite limitar a altura devido à implementação do dispositivo 1 sobre a superfície de base 3 do AGV A.
[0023] De acordo com uma característica preferida da invenção, o dispositivo acessório 1 também compreende um acessório 7 (Figuras 2 e 4A) para facilitar ainda mais o movimento do palete P transportado pelo AGV A.
[0024] O acessório 7 é configurado para ser montado na porção central 41 da plataforma superior 4. A forma em ômega da plataforma superior 4 tem, por conseguinte, a vantagem adicional de permitir a disposição de diferentes tipos de acessórios 7 em sua porção central 41.
[0025] A distância entre as duas porções extremas 40 pode ser modificada para posicionar acessórios 7 de tamanhos diferentes, paletes e componentes transportados pelo palete.
[0026] Com referência, em particular, às Figuras 4A e 4B, o acessório 7 é um transportador de rolos equipado com um motor elétrico, mas também pode ser implementado em outras modalidades (por exemplo, uma mesa giratória motorizada). O transportador de rolos 7 tem uma pluralidade de rolos 70 feitos com o objetivo de facilitar ainda mais o carregamento sobre e o descarregamento do AGV A, do palete (Figura 4B).
[0027] De acordo com uma modalidade alternativa (não ilustrada nos desenhos), o acessório 7 montado na porção central 41 da plataforma superior 4 consiste em uma mesa giratória motorizada disposta na porção central 41 da plataforma superior 4 e em um transportador de rolos disposto acima da mesa giratória motorizada. Nesta configuração, a altura a partir do solo do plano sobre o qual o palete está disposto é maior do que nas modalidades nas quais o acessório 7 consiste de apenas um transportador de rolos ou uma mesa giratória, mas nestes casos o palete é capaz de girar livremente acima da plataforma 4 com uma forma de ômega invertido que compreende as duas unidades de elevação.
[0028] As Figuras 3A e 3B ilustram duas vistas laterais esquemáticas do dispositivo acessório 1 em sua condição abaixada e em sua condição levantada, respectivamente. O dispositivo acessório 1 compreende um fole 10 que tem a função de cobrir o exterior das unidades de elevação 2 e o motor elétrico M que as alimenta. Na plataforma superior 4, existe também um dispositivo eletrônico 11 para detectar a posição do dispositivo acessório 1 associado ao AGV A, e uma interface HMI 12 que compreende um visor e um painel de botões de premir controlado manualmente, com o qual um operador O pode interagir.
[0029] De acordo com uma característica importante da invenção, o dispositivo acessório modular 1 compreende uma unidade de controle eletrônico configurável para operar automaticamente as unidades de elevação 2 e o acessório 7 de acordo com um programa predeterminado. A unidade eletrônica do dispositivo 1 pode ser configurada para comunicar com uma unidade eletrônica do AGV A.
[0030] Alternativamente, as unidades de elevação e o acessório 7 podem ser operados manualmente por um operador O por meio do painel de botões de premir controlado manualmente anteriormente mencionado.
[0031] O dispositivo 1 também compreende um controlador de segurança eletrônico programável, configurado para comunicar com a unidade eletrônica AGV, para gerenciar automaticamente uma série de funções de segurança necessárias de acordo com a aplicação específica na qual o dispositivo acessório 1 e o AGV A operam (por exemplo, a parada automática do movimento vertical das unidades de elevação). [0032] Como mencionado anteriormente, o dispositivo 1 pode ser interfaceado com diferentes tipos de AGV. Os motores elétricos M, M1 são energizados por meio das baterias do AGV A para atuar as unidades de elevação e/ou o acessório 7.
[0033] Novamente, com referência ao exemplo ilustrado nas Figuras 3A-3B, as porções extremas 40 da plataforma 4 têm larguras diferentes. De fato, a porção extrema 40 com uma largura maior está disposta acima da respectiva unidade de elevação 2 com a qual o motor elétrico M está associado, configurado para mover de modo sincronizado ambas as unidades de elevação 2. Além disso, a unidade de controle eletrônico mencionada acima também é fornecida na porção extrema 40 com uma largura maior. Com referência, em particular, às Figuras 5A-6B, a estrutura e operação das unidades de elevação 2 serão agora descritas em detalhe.
[0034] De acordo com a modalidade preferida ilustrada nos desenhos, cada unidade de elevação 2 tem uma porção de base 5 montada acima da superfície de base 3 do AGV A. As porções de base 5 das unidades de elevação 2 têm uma forma substancialmente retangular e são fixadas transversalmente acima da superfície de base 3 em relação à direção longitudinal do AGV A. Cada unidade de elevação 2 compreende um parafuso 9 montado de maneira livremente rotativa entre dois elementos de suporte 8, 13, cada um montado em uma respectiva extremidade do elemento de base 5. A porção de base 5 compreende ainda uma porca 14 engatada com o parafuso 9. A porca 14 é montada de forma deslizante sobre a porção de base 5 e está livre para mover ao longo da porção de base 5 e não para rodar quando o parafuso 9 é girado. Como se tornará mais claro abaixo, os parafusos 9 das unidades 2 são acionados de modo sincronizado pelo motor elétrico M, por meio de uma correia de transmissão 24.
[0035] Cada uma das unidades de elevação 2 compreende ainda uma estrutura de pantógrafo S e uma porção superior móvel verticalmente 6. A porção superior 6 tem substancialmente a mesma forma e dimensão que a porção de base 5. A estrutura de pantógrafo S é configurada para abaixar ou levantar a porção superior 6 quando o motor elétrico M aciona o parafuso 9, o que provoca o deslocamento axial da porca 14 A estrutura de pantógrafo S consiste em dois pares de hastes (indicados pelas referências 19, 20 e 21, 22), que são montados paralelos um ao outro em relação à direção longitudinal da porção de base 5. Como ilustrado na Figura 5A, cada par de hastes tem as duas hastes conectadas uma à outra por meio de um pino 23 disposto na sua linha central, e elas têm uma configuração em forma de X quando a porção superior 6 está na sua posição elevada. Cada par de hastes da estrutura de pantógrafo S consiste de uma primeira haste 19, 22 e uma segunda haste 20, 21. As hastes 19, 22 têm uma extremidade inferior conectada rigidamente ao elemento de suporte 13 e uma extremidade superior engatada de forma deslizante em uma fenda 16 formada na porção superior 6. As hastes 20, 21 têm a sua extremidade inferior conectada rigidamente à porca 14 e a sua extremidade superior conectada rigidamente a uma extremidade 60 da porção superior 6. As extremidades superiores das hastes 19, 22 têm, cada uma, um pino 18 engatado de forma deslizante em uma segunda fenda 17. [0036] As unidades de elevação 2 são móveis na direção vertical por meio de um único motor elétrico M, que atua o mecanismo de parafuso e porca descrito acima.
[0037] De acordo com uma modalidade específica, o mecanismo também pode ser implementado por meio de um fuso de esfera recirculante. Ambos os parafusos 9 das unidades de elevação 2 são atuados por meio de uma correia de transmissão 24. Após rotação do parafuso 9, a porca 14 se move axialmente ao longo da porção de base 5. O movimento da porca 14 provoca deslocamento das hastes 20, 22 o que, por sua vez, faz com que a plataforma superior 6 seja abaixada ou levantada. Após o abaixamento ou levantamento da porção superior 6, os pinos 18 das hastes 19, 22 deslizam para dentro das fendas 17 fornecidas na plataforma superior 6, e as hastes 19, 22 também estão livres para se moverem para a condição levantada ou abaixada. [0038] Como ilustrado na Figura 6B, uma correia 24 é engatada na saída do motor elétrico M e em cada uma das unidades de elevação, por meio de uma pluralidade de polias 26 dispostas em cada elemento de suporte 8.
[0039] Como é evidente a partir da descrição anterior, o dispositivo acessório de acordo com a invenção consegue uma série de vantagens importantes.
[0040] Em primeiro lugar, o dispositivo modular acessório torna possível mover um objeto transportado pelo AGV em uma direção vertical por meio de uma estrutura relativamente simples, que é facilmente adaptável a diferentes tipos de AGV.
[0041] Em segundo lugar, o fornecimento de uma plataforma superior 4 substancialmente conformada como um ômega, permite que a porção central seja mais baixa em relação às partes extremas, e isto permite obter uma altura relativamente reduzida a partir do solo dos objetos transportados pelo AGV, e também ter um assento (porção central da plataforma superior 4) para acomodar um acessório adicional configurado para facilitar ainda mais o manuseio dos objetos transportados pelo dispositivo e pelo AGV.
[0042] Uma outra vantagem da presente invenção é aquela de ser capaz de adaptar automaticamente ou manualmente a altura do objeto transportado pelo AGV de modo que um operador possa interagir com dito objeto em posições ergonômicas. As unidades de elevação 2 também podem ser automaticamente ativadas durante uma etapa de movimentação operacional do AGV A.
[0043] Finalmente, a presente invenção é aplicável a diferentes tipos de AGV e pode ser usada em diferentes tipos de ambientes de produção, tais como, por exemplo, uma linha de produção de parar e partir (“stop-and-go”) ou “em movimento contínuo”.
[0044] Naturalmente, sem prejuízo do princípio da invenção, os detalhes de construção e as modalidades podem variar amplamente em relação àqueles descritos e ilustrados, sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, as unidades de elevação podem ter um tipo diferente de estrutura de pantógrafo daquela ilustrada, e as unidades podem ser alimentadas por diferentes motores elétricos (um motor elétrico para cada unidade de elevação).
REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Dispositivo acessório (1) para um AGV (A), configurado para ser montado a bordo de dito AGV (A), por exemplo, para facilitar carregamento sobre e descarregamento do dito AGV (A), de um objeto transportado por dito AGV (A), em particular, um palete (P), dito dispositivo acessório (1) caracterizado pelo fato de compreender: - duas unidades de elevação (2) dispostas para serem montadas acima de uma superfície de base (3) de dito AGV (A), ditas unidades de elevação (2) sendo operacionais em uma direção substancialmente vertical por meio da atuação de pelo menos um primeiro motor elétrico (M); - uma plataforma superior (4) disposta acima de ditas unidades de elevação (2) e tendo porções extremas (40) rigidamente conectadas acima de ditas unidades de elevação (2), de tal modo que dita plataforma superior (4) pode ser levantada ou abaixada por ditas unidades de elevação (2); - em que dita plataforma superior (4) tem uma forma substancialmente semelhante a um ômega invertido, de modo que tem uma porção central (41) situada em um plano que é abaixado em relação às suas porções extremas (40) dispostas acima de ditas unidades de elevação (2).
2. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma de ditas unidades de elevação (2) ter uma estrutura de pantógrafo (S) que tem uma porção de base (5) fixada acima de dita superfície de base (3) de dito AGV (A), e uma porção superior móvel verticalmente (6) dita porção de base (5) tendo uma forma substancialmente retangular e sendo transversalmente fixada acima de dita superfície de base (3) em relação à direção longitudinal de dito AGV (A).
3. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito dispositivo também compreender um acessório (7) para facilitar ainda mais o movimento de dito palete (P), sendo dito acessório (7) disposto na porção central (41) de dita plataforma superior (4) do dispositivo (1).
4. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de dito acessório (7) ser um transportador de rolos com uma pluralidade de rolos (70), sendo dito transportador de rolos preparado para facilitar o carregamento e descarregamento de dito AGV (A), de dito palete (P).
5. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de dito transportador de rolos ser dotado de pelo menos um segundo motor elétrico (M1) para automatizar a atuação de ditos rolos (70).
6. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de cada uma das ditas unidades de elevação (2) ser móvel na direção vertical com um mecanismo de parafuso e porca (9, 14) operado por dito motor elétrico (M) que, por meio de uma correia de transmissão (24), faz com que ditas unidades de elevação (2) se movam de modo sincronizado na direção vertical acima mencionada.
7. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de dita estrutura de pantógrafo (S) consistir em dois pares de hastes, cada um compreendendo uma primeira haste (19, 22) e uma segunda haste (20, 21), em que a primeira haste (19, 22) tem uma extremidade inferior rigidamente conectada a um elemento de suporte (13) e uma extremidade superior engatada de forma deslizante em uma fenda (16) formada na porção superior (6) de dita estrutura de pantógrafo (S) e dita segunda haste (20, 21) tem uma extremidade inferior rigidamente conectada a uma porca (14) e uma extremidade superior conectada rigidamente a uma extremidade (60) de dita porção superior (6) de dita estrutura de pantógrafo (S).
8. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender também uma unidade de controle eletrônico configurável para atuar automaticamente ditas unidades de elevação (2) de acordo com um programa predeterminado.
9. Dispositivo acessório (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender também um controlador eletrônico de segurança, configurável para o gerenciamento automático de uma pluralidade de funções de segurança, em particular, a parada automática das unidades de elevação (2).
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