BR112014029882B1 - Estabilização de unidade de trabalho florestal - Google Patents

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Abstract

estabilização de unidade de trabalho florestal. método para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal envolve determinar um momento aplicado por uma carga útil da unidade de trabalho florestal em uma parte de quadro a ser suportada e determinar uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte necessário pelo menos para estabilizar a parte de quadro com base no momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada. um arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal compreende meio para realizar as referidas determinações.

Description

FUNDAMENTOS
[0001] A invenção se refere à estabilização de uma unidade de trabalho florestal e, em particular, a um método e arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro da unidade de trabalho florestal.
[0002] Vários veículos e máquinas móveis têm muitas vezes que trabalhar em terrenos que são irregulares de diversas maneiras, e também em superfícies inclinadas, sendo assim importante permitir, de um modo ou de outro, contato suficiente dos elementos sobre os quais um veículo ou uma máquina se move, tais como suas rodas e/ou esteiras, com o solo. Normalmente se deseja manter um contato com o solo ou outra superfície de trabalho tão bom quanto possível por muitas razões, tais como a propulsão e força de tração do veículo, uma boa aderência à estrada entre a superfície e o veículo, uma pressão de superfície no solo mais baixa possível, ou boa estabilidade. Essas propriedades são tipicamente enfatizadas em particular em veículos ou máquinas para qualquer terreno, tais como veículos militares ou diferentes máquinas florestais para colheita mecânica. Essas propriedades podem ser melhoradas, por exemplo, permitindo-se que cabos, eixos, ou, particularmente nos casos de máquinas direcionadas por quadro, quadros separados girem uns em relação aos outros. Diferentes arranjos da técnica anterior relacionados à rotação de quadros desse tipo são de fato conhecidos por permitir a rotação e, por outro lado, por evitar ou controlar a mesma, quando desejado, por meio de um conector de placa dentada hidraulicamente controlado, freio de atrito, ou válvulas de trava e cilindros hidráulicos. Uma solução como essa é divulgada na publicação WO 03055735.
[0003] Desse modo é conhecido o arranjo de dois quadros separados de uma máquina florestal ou outra máquina de trabalho móvel em conjunto pelo que se chama uma junta de direção de quadro que permite direcionar a máquina de trabalho e uma junta rotativa que permite a rotação dos quadros entre si substancialmente em relação ao eixo geométrico longitudinal do veículo. Uma solução como essa é conhecida da publicação EP 1261515, por exemplo.
[0004] Um problema típico com arranjos da técnica anterior é que a rotação relativa entre quadros é evitada e permitida com base nos dados de status obtidos da transmissão de tração. Assim, um típico modo de uso é evitar a rotação relativa entre quadros quando a máquina não está sendo dirigida e, quando a máquina está sendo dirigida, a rotação dos quadros é permitida. Entretanto, isso restringe significativamente um uso eventual de um guindaste e sua faixa de operação enquanto está sendo dirigido, uma vez que a parte de quadro compreendendo o guindaste não é suportada de maneira alguma. Por outro lado, a hipótese subjacente é que o conjunto de lança da máquina so é usado quando a máquina está parada, o que reduz significativamente a produtividade em operações de ceifadeira e de tratores florestais, por exemplo. Outro problema típico com soluções da técnica anterior se relaciona a colocar o veículo em movimento quando rotação do quadro foi evitada utilizando-se um momento de suporte grande. Quando o travamento da rotação de quadro é desfeito, os quadros buscam uma nova posição de equilíbrio e, ao fazer isso, o quadro ou quadros pode(m) oscilar até mesmo muito acentuadamente e com muita força. As soluções da técnica anterior também se baseiam tipicamente em travamentos predeterminados ou atenuação ou prevenção de rotação entre partes de quadro, e assim não são capazes de reagir a circunstâncias em que há mudanças.
[0005] Outro problema associado a dentes de forma travada da técnica anterior e implementações de trava de quadro não-contínua é que a trava muitas vezes fica travada em uma posição ligeiramente diferente daquela efetivamente requerida pelo terreno e pela posição do quadro da máquina, o que provoca instabilidade manifestada, por exemplo, por uma suspensão da máquina na base. Foi feita uma tentativa de resolver esse problema por soluções de travamento contínuo, tais como soluções de freio implementado por cilindros hidráulicos e com base em atrito, para permitir que o travamento seja feito para uma rotação precisamente desejada dos quadros entre si. Entretanto, mesmo essas soluções não são capazes de levar em conta uma variação na capacidade de sustentação do terreno que está por baixo da máquina, por exemplo. Além disso, forças exercidas na superfície do solo durante os trabalhos podem levar a que a pressão de superfície não seja distribuída uniformemente, mas a máquina permanece em uma posição instável, especialmente quando ela está parada por um período mais longo de tempo durante carregamento ou trabalho contínuo.
BREVE DESCRIÇÃO
[0006] É, portanto, um objetivo da invenção proporcionar um método e um arranjo implementando o método de modo a permitir que os problemas acima mencionados sejam resolvidos. Esse objetivo é alcançado por um método e arranjo caracterizados por pelo que está enunciado nas reivindicações independentes. As modalidades preferidas são divulgadas nas reivindicações dependentes.
[0007] De acordo com um aspecto da invenção, um método para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal compreende as etapas de determinar um componente de um momento aplicado por uma carga útil da unidade de trabalho florestal à parte de quadro a ser suportada, o componente agindo sobre um eixo geométrico de rotação pelo menos substancialmente longitudinal, e determinar pelo menos com base no momento aplicado à parte de quadro a ser suportada pela referida carga útil uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte necessário para estabilizar a parte de quadro.
[0008] De acordo com um segundo aspecto da invenção, um arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal compreende pelo menos meio para determinar um componente de um momento aplicado por uma carga útil da unidade de trabalho florestal à parte de quadro a ser suportada, o componente agindo em torno de um eixo geométrico de rotação pelo menos substancialmente longitudinal, e meio para determinar com base no momento aplicado à parte de quadro a ser suportada pela referida carga útil uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte necessário para estabilizar a parte de quadro.
[0009] A idéia da solução é que o momento de suporte necessário para estabilizar uma parte de quadro é determinado de uma maneira nova, fazendo uso do momento determinado aplicado à parte de quadro a ser suportada por uma carga útil.
[0010] Uma vantagem do método e arranjo é que se permite um ajuste ativo de estabilização de acordo com a situação de trabalho e circunstâncias que prevalecem. Além disso, a solução permite que dispositivos usados para controlar a rotação de quadro sejam usados de maneira nova para estabilizar a máquina quando a máquina ela está sendo dirigida e quando ela está parada.
[0011] De acordo com um método de uma modalidade, também é determinado um componente do momento aplicado na parte de quadro a ser suportada pela carga útil, o componente agindo em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho florestal.
[0012] De acordo com um método de uma segunda modalidade, um momento de suporte requerido de uma magnitude e direção predeterminadas é formado e ajustado.
[0013] De acordo com um método de uma terceira modalidade, o referido momento de suporte é formado por pelo menos um acionador que pode ser usado para provocar um momento predeterminado em uma direção desejada e para travar o referido acionador mínimo na posição em que se encontra para evitar a rotação relativa entre as partes de quadro.
[0014] De acordo com um método de uma quarta modalidade, uma posição e/ou estado de movimento de pelo menos uma parte de quadro de suporte e pelo menos uma parte de quadro a ser suportada são determinadas em relação a uma aceleração devida ao vetor de gravidade, uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte necessário pelo menos para estabilizar a parte de suporte são determinados com base pelo menos nas referidas posições e/ou estados de movimento e o referido componente que age em torno de um eixo geométrico de rotação substancialmente longitudinal de um momento aplicado à parte de quadro a ser suportada por uma carga útil.
[0015] De acordo com um método de uma quinta modalidade, uma análise da estabilidade das partes de quadro é feita, além disso, com base nas referidas posições e/ou estados de movimento e referido momento, e um estado de operação da unidade de trabalho florestal é selecionado dentre alternativas predeterminadas com base nos resultados da análise de estabilidade. Em algumas modalidades as alternativas para o estado de operação mencionado podem compreender pelo menos um dentre os seguintes estados de operação: estabilização ativa, travamento de uma posição de partes relacionadas do quadro, imobilização, e alerta ao usuário de aproximação de uma posição extrema e/ou de quando uma posição extrema é alcançada.
[0016] De acordo com algumas modalidades, o arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal compreende meio para implementar uma ou mais das etapas de método acima mencionadas.
[0017] De acordo com uma modalidade, o meio para gerar e ajustar o mento de suporte requerido compreende pelo menos um acionador que pode ser usado para aplicar um momento predeterminado em pelo menos uma direção desejada, o acionador mínimo podendo ser travado na posição em que se encontra para evitar rotação relativa entre as partes de quadro.
[0018] De acordo com mais outra modalidade, o meio de determinar uma posição e/ou estado de movimento de pelo menos uma parte de quadro a ser suportada em relação a uma aceleração devida ao vetor de gravidade compreende pelo menos um sensor. Em algumas modalidades, o sensor pode ser pelo menos um dentre os seguintes: sensor de aceleração, inclinômetro e um sensor de velocidade angular.
[0019] De acordo com mais outra modalidade, o meio para determinar um componente de um momento aplicado à parte de quadro a ser suportada pela carga útil da unidade de trabalho florestal, o componente agindo em torno de pelo menos um eixo geométrico de rotação, compreende pelo menos um dos seguintes: medição de um ângulo de articulação de um movimento articulado de um conjunto de lança, medição de uma energia de cilindro de levantamento e medição de um ângulo de articulação de uma junta entre a base de conjunto de lança e o cilindro elevador.
[0020] De acordo com outra modalidade, o meio para determinar uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte necessário pelo menos para estabilizar a parte de quadro compreende pelo menos uma unidade de controle.
[0021] De acordo com mais outra modalidade, o meio para realizar uma análise de estabilidade nas partes de quadro e para selecionar um estado de operação da unidade de trabalho florestal compreende pelo menos uma unidade de controle.
[0022] De acordo com ainda outra modalidade, a solução compreende uma unidade de trabalho florestal que compreende um arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro da unidade de trabalho florestal.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0023] A invenção é descrita agora em maior detalhe em conexão com modalidades preferidas e com referência aos desenhos anexos, nos quais
[0024] As Figuras 1a, 1b e 1c são vistas esquemáticas de três exemplos de uma unidade de trabalho florestal;
[0025] As Figuras 2a e 2b são vistas esquemáticas de uma unidade de trabalho florestal vista a partir de diferentes direções;
[0026] A Figura 3 é uma vista esquemática de uma unidade de trabalho florestal;
[0027] A Figura 4 é uma vista esquemática de uma segunda unidade de trabalho florestal;
[0028] A Figura 5 é uma vista esquemática de um método para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal;
[0029] A Figura 6 é uma vista esquemática de um exemplo de um momento de suporte de uma parte de quadro em uma situação da Figura 2b, por exemplo;
[0030] A Figura 7 é uma vista esquemática de um arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal; e
[0031] A Figura 8 é uma vista esquemática de uma modalidade para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0032] O método e arranjo divulgados são vantajosos, por exemplo, em conexão com veículos e máquinas, máquinas de trabalho florestal em particular, tais como ceifadeiras, tratores de carregamento ou combinações desses, compreendendo ou manipulando cargas úteis, e muitas vezes movendo-se sobre um solo, tal como um terreno, que é irregular e/ou cuja capacidade de sustentação varia. Uma unidade de trabalho florestal desse tipo tipicamente compreende pelo menos dois blocos ou seções que podem ser conectados(as) entre si com membros de conexão ou quadros que permitem pelo menos rotação em torno do eixo geométrico longitudinal do veículo ou máquina ou sobre outro eixo geométrico de rotação substancialmente paralelo aos mesmos. Ao invés disso ou, além disso, a unidade de trabalho florestal pode compreender um eixo oscilante disposto rotativamente em relação ao eixo geométrico longitudinal da máquina, a estrutura de eixo oscilante formando uma seção como essa. De acordo com algumas modalidades, um eixo oscilante desse tipo pode ser um eixo guia, caso esse em que o quadro real da unidade de trabalho florestal pode ser rígido ou pelo menos uma junta que por acaso se junte às suas partes de quadro não precisa ter qualquer grau de liberdade, ou a junta pode ser rígida pelo menos em relação à rotação que está ocorrendo em torno do eixo geométrico longitudinal da unidade de trabalho florestal. Em outras palavras, embora em modalidades diferentes os blocos ou seções acima possam diferir mesmo significativamente no que se refere a tamanho, quadro e posição mútua, esses blocos ou seções são todos chamados, para simplificar, de partes de quadro na descrição dessa solução.
[0033] Cada parte de quadro pode, em cada caso, ser, por exemplo, efetivamente uma parte de quadro separada da máquina de trabalho florestal ou mesmo um simples cabo, por exemplo, disposto em cada caso em pelo menos outra parte de quadro substancialmente rotativo em relação ao eixo geométrico longitudinal de rotação da unidade de trabalho florestal, tal como preferivelmente um eixo oscilante, por exemplo, um eixo oscilante em tandem, um sistema de esteira, um cabo individual ou cabo similar conhecido em si, possivelmente proporcionado com as partes estruturais e/ou de retenção requeridas.
[0034] No contexto dessa solução o momento causado pela carga útil, isto é, o momento aplicado pela carga útil a uma ou mais partes de quadro, se refere a um momento causado por um item físico, tal como um conjunto de lança e/ou carga, que compreende ou é manipulado por uma unidade de trabalho florestal e associado com o trabalho da unidade de trabalho florestal ou um momento causado por uma parte da mesma, o momento agindo pelo menos momentaneamente na estabilidade da unidade de trabalho florestal, tendendo a oscilar um quadro a ser suportado normalmente pelo menos substancialmente em torno de um eixo geométrico de rotação longitudinal C da unidade de trabalho florestal. O momento causado pela carga útil em questão pode assim ser causado, por exemplo, por um conjunto de lança desviado da direção longitudinal da máquina de trabalho florestal e/ou uma ferramenta ajustada a esse conjunto de lança, tal como uma ceifadeira ou cabeçote de levantamento, ou alguma outra massa, tal como madeira a ser manipulada, ou uma carga de trator florestal, por exemplo, ou uma carga útil comparável a essas ou uma inércia de uma massa desse tipo. O momento também pode ser causado por uma ação de alimentação de um tronco de árvore por uma cabeça de trator florestal, por exemplo, em que os cilindros de pressão da cabeça da ceifadeira muitas vezes causam no tronco uma força significativa que atua na direção longitudinal do tronco. Por outro lado, um momento significativo também pode ser causado em uma situação na qual o cabeçote de ceifadeira é usado para agarrar com firmeza um tronco de árvore agarrado ao solo, como um tronco derrubado por uma tempestade. Em diferentes modalidades, a parte ou partes da máquina de trabalho florestal pode ser submetida mesmo a vários momentos causados por cargas úteis, ou simultaneamente ou, dependendo do uso ou situação de acionamento, por exemplo, por várias lanças, uma lança e uma carga dispostas em um espaço de carga ou outras fontes similares. Em diferentes modalidades ou situações, os momentos causados por essas cargas úteis em uma ou mais partes de quadro da unidade de trabalho florestal podem ser da mesma direção, de diferentes direções e também opostos quanto à direção, o momento causado pela carga útil referindo-se neste caso ao momento total causado pelos momentos dessas cargas úteis parciais em cada parte de quadro da máquina de trabalho florestal. Quando apenas um componente do momento aplicado à parte de quadro pela carga útil, componente esse que age em torno do eixo geométrico de rotação C, está sendo examinado, existem naturalmente apenas duas direções possíveis de momento. Entretanto, diferentes modalidades podem também levar em conta componentes de outras direções no momento causado pela carga útil, por exemplo, componentes que atuam em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho, por exemplo, componentes atuam em torno de um eixo geométrico da unidade de trabalho florestal.
[0035] O método e arranjo divulgados permitem um ajuste ativo de estabilização de acordo com uma situação de trabalho e as circunstâncias prevalecentes, por exemplo, ajustando a estabilização a mudanças no momento total causado por irregularidade de terreno ou carga útil. No contexto da solução divulgada, estabilização significa que as diferentes partes de quadro da máquina estariam tão estáveis quanto possível durante o trabalho e/ou direção, isto é, que elas não iriam balançar nem se inclinar significativamente em relação a cada posição particular devido a um momento causado pela carga útil ou inércia de massas, por exemplo, em relação a uma posição na qual a máquina se ajusta em um momento específico ou na qual ela está ajustada devido ao terreno ou às suas conformações. Em outras palavras, o objetivo é minimizar os efeitos do momento total causado pela(s) carga(s) útil (úteis) para o estado de movimento e posição das partes de quadro da máquina. Ao mesmo tempo, o objetivo é distribuir o momento causado pela carga útil tão uniformemente quanto possível para tantos pontos de suporte quanto possível ou para uma área tão ampla quanto possível e/ou pelo menos assegurar que todos os pontos de suporte estejam em contato com o solo ou alguma outra plataforma de trabalho. Em outras palavras, as tensões direcionadas para diferentes partes de quadro são distribuídas mais uniformemente que antes. Por outro lado, isso permite também que a pressão de superfície entre a máquina e a plataforma seja distribuída mais uniformemente. Assim, estabilização nesse contexto não significa guiar uma ou mais partes de quadro, por exemplo, para uma posição específica relativa entre elas ou a base, por exemplo.
[0036] Nesse contexto, é feita referência àquelas que são conhecidas como uma ou mais partes de quadro de suporte ou uma ou mais partes de quadro a serem suportadas. Uma parte de quadro a ser suportada significa uma parte de quadro à qual o momento causado pela carga útil é primeiramente direcionado, isto é, normalmente a parte de quadro na qual está disposto um quadro, tal como um conjunto de lança, por exemplo, um guindaste, carregador ou outro conjunto de lança, espaço de carga ou similar, recebendo o momento causado pela carga útil. Uma parte de quadro de suporte, isto é, uma parte de quadro proporcionando suporte, significa uma parte de quadro à qual a carga do momento causado pela carga útil é distribuída e/ou transferida por meio de estabilização, por exemplo, pela geração de um momento de suporte requerido por meio de pelo menos um acionador. Em diferentes situações de direção e/ou uso diferentes partes de quadro podem ser partes de quadro de suporte e/ou partes de quadro a serem suportadas. Em alguns casos, por exemplo, quando o conjunto de lança é disposto em uma parte de quadro e o espaço de carga em outra parte de quadro, a parte de quadro de suporte e a parte de quadro a ser suportada podem variar de acordo com a posição das partes de quadro e/ou do conjunto de lança e, em certos casos, ambas as partes de quadro podem ser submetidas a um momento causado pela carga útil, caso esse em que cada parte de quadro é, de certo modo, tanto uma parte de quadro de suporte e uma parte de quadro a ser suportada.
[0037] Em outras palavras, a estabilização pode ser usada para distribuir o momento causado pela carga útil da maneira mais uniforme possível entre partes de quadro diferentes. Se a unidade de trabalho florestal compreende pelo menos um eixo oscilante, o qual forma uma parte de quadro no caso em questão, o referido eixo oscilante pode ser usado para a estabilização e assim o momento causado pela carga útil pode ser dividido, dependendo da modalidade, por exemplo, entre o eixo oscilante e um eixo fixo disposto no quadro da unidade de trabalho florestal ou entre vários cabos de pêndulo formando uma parte de quadro.
[0038] A solução permite que o conjunto de lança seja usado eficientemente também ao dirigir. Prover um carregamento eficiente também quanto a máquina está se movendo permite até mesmo um aumento significativo da produtividade particularmente em operações de trator florestal, por exemplo. Em soluções da técnica anterior isto só era possível se o espaço de carga do trator florestal já contivesse madeira suficiente carregada, caso em que a massa total do que se conhece por quadro traseiro, tipicamente localizado debaixo do espaço de carga, e da carga era suficiente para manter o quadro abaixo do trator florestal em posição vertical. Entretanto, isso causou uma tensão não-uniforme nas estruturas de quadro e assim uma carga significativa particularmente em uma área entre um pedal e um vagão traseiro ou eixo traseiro do trator florestal. Esse fenômeno da tensão é particularmente notável quando um trator florestal é carregado enquanto está sendo dirigido. A presente solução difere da técnica anterior no fato de que a tensão na parte de quadro em que o conjunto de lança está disposto pode ser significativamente reduzida pela obtenção de parte do momento de suporte também a partir do quadro de suporte (frontal), o que permite exatamente que a carga em uma área entre uma base 15 do conjunto de lança e o vagão traseiro ou eixo posterior 16, por exemplo, seja significativamente reduzida.
[0039] Além disso, a solução agora divulgada também permite pelo menos um comportamento tão estável da máquina quanto uma trava de quadro de travamento completo da técnica anterior. Além disso, permite que a máquina seja movida mesmo quando a lança com uma ferramenta suportada em uma extremidade da mesma, tal como uma garra ou um cabeçote de ceifadeira com a madeira a ser manipulada, estão em um lado da máquina. Entretanto, a solução agora divulgada também permite que a carga seja transferida e distribuída inteiramente com liberdade nas estruturas de quadro da máquina. Sendo assim, as qualidades de resistência das estruturas de quadro da máquina e diferentes situações operacionais podem ser consideradas com bastante flexibilidade.
[0040] Além disso, a solução permite detectar de maneira controlada uma situação em que um momento de suporte proporcionado pelo quadro de suporte ou capacidade de transferir momento de acionadores de controle de rotação já não é suficiente para estabilizar a parte de estrutura a ser suportada. Dependendo da modalidade, diferentes funções, tais como alertar o usuário e/ou diferentes modelos de controle, tais como imobilização ou travamento mútuo dos quadros, podem ser aplicadas em uma situação tal como essa.
[0041] Outra vantagem da solução agora divulgada é que vibração, choques ou outro movimento não são desnecessariamente transferidos da parte de quadro a ser suportada para a parte de quadro de suporte e ou para uma cabine de direção montada no quadro de suporte e no ponto de trabalho do motorista. Isto é extremamente importante com relação à saúde ocupacional do motorista e à ergonomia, e soluções desse tipo são necessárias para cumprir com os requisitos estabelecidos pelas autoridades quando de exposição à vibração, por exemplo. Por outro lado, para máquinas nas quais a cabine de controle se encontra no quadro a ser suportado a solução proporciona um modelo de controle que estabiliza eficientemente o quadro a ser suportado porque ela permite que o quadro seja suportado por um momento de suporte mais alto do que é possível quando um travamento de quadro totalmente rígido é usado.
[0042] Além disso, a solução agora divulgada permite que se evitem pontos claros de descontinuidade nas trajetórias/rotas de carregamento das estruturas de quadro da máquina e que a carga seja assim distribuída mais uniformemente do que antes em toda a estrutura de quadro. Além disso, picos de carga e choques causados pela liberação e travamento de uma trava de quadro convencional podem ser evitados.
[0043] Outra clara vantagem ainda da solução agora divulgada é que, comparada com soluções da técnica anterior, ela permite que a pressão de superfície entre a máquina e o terreno seja distribuída mais uniformemente em todos os eixos, vagões de roda ou outros elementos da máquina, o que por sua vez proporciona diversas vantagens com relação à durabilidade da máquina e danos causados pelo terreno.
[0044] As Figuras 1a, 1b e 1c são vistas esquemáticas mostrando exemplos de três unidades de trabalho florestal 1. Partes de estrutura e/ou propósito semelhantes são indicadas com numerais de referência semelhantes nas figuras. Uma unidade de trabalho florestal 1, um trator florestal na Figura 1a e uma ceifadeira na Figura 1b podem compreender partes de quadro, no caso da Figura 1a duas partes de estrutura 2, 3 unidas por articulação. A unidade de trabalho florestal 1 compreende tipicamente uma cabine de controle 9 disposta em uma parte de quadro 2, 3, 4, pelo menos uma fonte de energia 10 disposta na mesma parte de quadro 2, 3, 4 que a cabine de controle ou em uma parte diferente para gerar energia para mover e controlar a unidade de trabalho florestal e/ou as ferramentas na mesma. A unidade de trabalho florestal 1compreende ainda ferramentas, tais como um conjunto de lança 11 e a garra 12 retida na mesma na Figura 1a ou um cabeçote de ceifadeira 13 retido na mesma na Figura 1b, tipicamente disposto em uma ou mais partes de quadro 2, 3, 4. Unidades de trabalho florestal móveis 1 compreendem ainda meio para mover a unidade de trabalho florestal, por exemplo, rodas 14, conjuntos de blocos, mecanismos de pedal ou outros elementos para movimento conhecidos por si próprios.
[0045] A Figura 1c é uma vista esquemática de uma parte de uma unidade de trabalho florestal 1. De acordo com a modalidade da figura, a unidade de trabalho florestal 1 compreende uma parte de quadro 2 e um cabo rotativo em relação à parte de quadro 2 em torno de um eixo geométrico de rotação longitudinal C da unidade de trabalho florestal. Além disso, a unidade de trabalho florestal 1 da figura compreende uma segunda parte de quadro 4 que não é rotativa com relação à parte de quadro 2 em torno do eixo geométrico de rotação longitudinal C da unidade de trabalho florestal, mas apenas em relação a um eixo geométrico vertical E da máquina.
[0046] As Figuras 2a e 2b são vistas em perspectiva esquemáticas de uma unidade de trabalho florestal 1 vista a partir de cima e a partir de uma extremidade, respectivamente. A unidade de trabalho florestal 1 pode compreender pelo menos duas, nas Figuras 2a e 2b três, seções ou blocos, a seguir chamados de partes de estrutura 2, 3 e 4, das quais pelo menos duas podem ser giradas relativamente entre si substancialmente em torno do eixo geométrico de rotação longitudinal C da unidade de trabalho florestal. Assim, de acordo com as diferentes modalidades, a unidade de trabalho florestal 1 também pode compreender duas partes de quadro ou mais de três partes de quadro, por exemplo, quatro partes de quadro e as partes de quadro podem ser partes substancialmente sucessivas na direção longitudinal do quadro efetivo da unidade de trabalho florestal 1 ou partes pelo menos parcialmente sucessivas de eixos oscilantes, por exemplo, como discutido acima. Nas figuras, todas as partes de quadro 2, 3 e 4 são mostradas como sendo do mesmo tamanho embora, como declarado, na prática as partes de quadro 2, 3 e 4 possam diferir essencialmente uma da outra, com relação tanto ao tamanho e outras propriedades e/ou como elas estão dispostas uma em relação à outra.
[0047] Em outras palavras, pelo menos duas partes de quadro 2, 3 e 4 da unidade de trabalho florestal 1 podem ser giradas relativamente entre si substancialmente em torno de um eixo geométrico de rotação C substancialmente em paralelo com o eixo geométrico longitudinal da unidade de trabalho florestal. De acordo com uma modalidade, o eixo geométrico de rotação C pode ser o eixo geométrico longitudinal da unidade de trabalho florestal 1 ou um eixo geométrico localizado próximo da mesma, preferivelmente a uma distância máxima de cerca de 0,5m, por exemplo, e substancialmente paralelo à mesma. De acordo com as diferentes modalidades, as duas partes de quadro e, 3, 4 da unidade de trabalho florestal 1 podem, em cada caso, estarem dispostas substancialmente de maneira sucessiva na direção longitudinal da unidade de trabalho florestal 1. De acordo com mais modalidades, as partes de quadro podem ser giradas em blocos relativamente entre si e em relação a uma interface A, B substancialmente plana perpendicular ao eixo geométrico de rotação C da unidade de trabalho florestal 1. Para simplificar, a interface A, B é ilustrada pelas linhas tracejadas A e B também nos blocos 3 e 4 mostradas em perspectiva e assim na solução das Figuras 2a e 2b cada parte de quadro 2, 3 e 4 pode formar um bloco em cada caso.
[0048] A rotação que acontece em torno do eixo geométrico de rotação C pode, em cada caso, ser implementada com qualquer parte ou estrutura conhecida por si própria que permita rotação das partes de quadro 2, 3 relativamente entre si na referida direção em torno do eixo geométrico de rotação C, por exemplo, com uma junta rotativa com pelo menos alguma liberdade. Essas soluções são conhecidas, por exemplo, da publicação EP1261515, e elas podem compreender, por exemplo, um eixo montado em um mancal a partir de pelo menos uma direção por meio de um mancal conhecido por si só, por exemplo, um mancal de esfera, outro mancal de rolamento, um mancal deslizante ou outro mancal que seja forte o bastante.
[0049] Além das partes estruturais montadas nas figuras a máquina de trabalho florestal 1 pode compreender um número exigido de partes conhecidas por si mesmas, incluindo partes de quadro, dispositivos, sistemas, componentes e outras partes estruturais que são típicas de veículos e/ou máquinas mas não são mostradas. Cada uma dessas partes estruturais pode, em cada caso, estar disposta em uma ou mais partes de quadro 2, 3 , 4 ou em outra parte estrutural da máquina de trabalho florestal 1.
[0050] Nas Figuras 1a, 1b, 1c, 2a e 2b pelo menos algumas das partes de quadro 2, 3, 4 são dotadas de rodas 5, mas nas diferentes modalidades da unidade de trabalho florestal 1 podem ser dotadas de um número adequado de rodas, esteiras, eixos em tandem, sistemas de esteira ou outras partes estruturais requeridas para movimento da máquina e conhecidas por si próprias, e essas podem ser dispostas, em cada caso, com relação a uma ou mais partes mostradas ou não mostradas. Em outras palavras, uma ou mais rodas, sistemas de esteira, eixos em tandem ou similares podem estar dispostos de várias maneiras em qualquer parte de quadro 2, 3, 4, em qualquer quadro ou parte estrutural não mostrada, em diversas destas ou suas combinações. A unidade de trabalho florestal 1 podem compreender também uma parte de quadro ou partes de quadro formadas sem rodas, sistemas de esteira, eixos em tandem ou similares.
[0051] A Figura 2a é uma vista esquemática de uma unidade de trabalho florestal 1 em uma posição de uso. A unidade de trabalho florestal 1 da figura é dotada de uma junta que une pelo menos duas partes de quadro, nesse caso as partes de quadro 3 e 4, substancialmente sucessivas na direção longitudinal do quadro da unidade de trabalho florestal 1, a junta permitindo um movimento articulado em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical de revolução E que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação C da unidade de trabalho florestal 1 para aumentar e/ou permitir que a unidade de trabalho florestal possa ser guiada. Na figura, a parte de quadro 4 articulou assim, por exemplo, com relação à direção da unidade de trabalho florestal, com relação à parte de quadro 3 em torno do referido eixo geométrico de rotação longitudinal C da unidade de trabalho florestal 1. O movimento articulado tem a extensão de um ângulo D, e o eixo geométrico de rotação C da unidade de trabalho florestal 1 forma de modo correspondente uma linha partida tendo um ângulo de uma extensão correspondente entre as partes de quadro 3 e 4. Em várias modalidades, pode haver uma ou mais juntas assim que permitam movimento articulado em torno de um eixo geométrico vertical de pivô, e elas podem estar dispostas, em cada caso, entre duas partes de quadro, mostradas ou não mostradas, da unidade de trabalho florestal 1. Nesse caso, um número de ângulos correspondente àqueles das juntas é formado no eixo geométrico de rotação C. Nas diferentes modalidades e situações de operação, as partes de quadro 2, 3, 4 podem se mover relativamente entre si e com relação ao eixo geométrico de rotação C dentro dos limites permitidos pelas folgas e jogo das partes de quadro e estruturas que as conectam; em um caso, elas podem girar, por exemplo, +/- 40 graus relativamente entre si, ou +/- 45 graus relativamente entre si.
[0052] A Figura 2b é uma vista esquemática das três partes de quadro 2, 3, 4 vistas a partir de uma parte de extremidade de quadro 4 da unidade de trabalho florestal. Na posição de uso ou movimento da Figura 2b as partes de quadro giraram entre si de modo que a segunda parte de quadro 3 está em uma posição substancialmente horizontal, isto é, uma posição neutra, a parte de quadro 2 girou no sentido anti-horário na figura em relação à segunda parte de quadro 3, isto é, em uma direção oposta à seta G, e a parte de quadro 4 girou no sentido horário na figura em relação à parte de quadro 3, isto é, Na direção da seta G.
[0053] Juntamente com o método de estabilização e arranjo agora divulgado, o quadro mostrado nas Figuras 2a e 2b e formado de pelo menos três partes de quadro 2, 3 e 4 que giram relativamente entre si em torno do eixo geométrico de rotação C da unidade de trabalho florestal 1 permite muitas vantagens se comparado a soluções da técnica anterior. De acordo com as diferentes modalidades, uma parte de quadro desejada, tal como uma parte de quadro a ser suportada, por exemplo, pode ser guiada até uma posição substancialmente horizontal.
[0054] A Figura 3 mostra uma unidade de trabalho florestal 1 compreendendo um primeiro acionador de controle de rotação 6 para controlar a rotação entre duas partes de quadro 3,4. O acionador de controle de rotação 6 pode preferivelmente ser qualquer acionador usado em veículos e/ou máquinas, por exemplo, um acionador operado por meio de pressão, tal como um cilindro hidráulico, que pode ser controlado de maneira conhecida em si, por exemplo, hidráulica e/ou eletricamente. Nas diferentes modalidades, um arranjo de controle de rotação de outro tipo pode ser usado além do e/ou ao invés do primeiro acionador de controle de rotação 6. Um ou mais desses primeiros acionadores de controle de rotação 6 ou arranjos pode(m) ser proporcionado(s), dependendo da modalidade, por junta e uma ou mais das referidas juntas pode(m) ser equipadas com os mesmos.
[0055] Além disso, na modalidade da Figura 3, a unidade de trabalho florestal 1 compreende pelo menos uma estrutura de montagem 7 que é, em cada caso, disposta em conexão com pelo menos uma estrutura de quadro, de preferência na superfície superior da parte de quadro ou próximo da mesma. Nas diferentes modalidades, diversas estruturas de montagem 7 podem ser proporcionadas. A estrutura de montagem 7 pode compreender uma ou mais partes que pode(m) formar uma parte da parte de quadro ou estar conectada(s) à mesma. A estrutura de montagem 7 pode ser controlada ainda para se mover em torno do eixo geométrico de rotação C ou um eixo geométrico substancialmente paralelo ao mesmo, ou separadamente ou pelo controle da parte de estrutura 2, 3, 4 na qual a estrutura de montagem 7 está disposta. A estrutura de montagem 7 é desta forma preferivelmente controlável em uma posição substancialmente horizontal em relação a um movimento articulado lateral da unidade de trabalho florestal 1 que está ocorrendo em torno do eixo geométrico de rotação C. A estrutura de montagem 7 pode ser de preferência dotada, por exemplo, de uma cabine da unidade de trabalho florestal 1, para a qual uma posição que é tão estável e horizontal quanto possível na direção de rotação que está ocorrendo em torno do eixo geométrico de rotação C em particular, mas também na direção de rotação substancialmente perpendicular a essa e ocorrendo em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho florestal 1 é preferível em vista da higiene ocupacional e da segurança ocupacional, e/ou o sistema de lança de uma máquina florestal, para a qual uma posição que é tão horizontal quanto possível é preferível para maximizar a utilização da energia disponível, por exemplo. Nas diferentes modalidades, a cabine e/ou guindaste ou outro sistema de lança de um veículo ou máquina 1, por exemplo, pode(m) ser disposto(s) para ser suportado(s) substancialmente pela mesma estrutura de montagem 7. Em outras modalidades ainda, uma fonte de energia principal da unidade de trabalho florestal 1, tal como um motor a diesel, e outras partes desejadas de transmissão de energia podem ser preferivelmente colocadas, caso desejado, na estrutura de montagem 7, o que pode ser particularmente vantajoso em ambientes e circunstâncias de trabalho particularmente íngremes e/ou inclinadas, por exemplo. Assim, em algumas modalidades, a parte de quadro 2, 3, 4 na qual a estrutura de montagem 7 está disposta pode ser uma parte de estrutura a ser suportada. Por outro lado, em outras modalidades a parte de estrutura 2, 3, 4 na qual a estrutura de montagem 7 está disposta pode ser uma parte de estrutura de suporte, ou a unidade de trabalho florestal 1 pode compreender diversas estruturas de montagem 7 dispostas em uma parte de quadro de suporte e/ou em uma parte de quadro a ser suportada. Por exemplo, de acordo com uma modalidade o quadro de suporte pode compreender uma estrutura de montagem que pode ter a cabine, por exemplo, e a parte de quadro a ser suportada pode compreender uma segunda estrutura de montagem (não mostrada) na qual, por exemplo, um conjunto de lança, um espaço de carga e/ou outra estrutura similar que forma ou recebe carga útil pode ter sido disposta.
[0056] A Figura 4 mostra uma solução na qual a estrutura de montagem 7 é dotada de um segundo acionador de controle de rotação 8 para guiar a posição da estrutura de montagem em relação a uma inclinação na direção do eixo geométrico de rotação C da unidade florestal por uma rotação direcionada em torno de um eixo geométrico F substancialmente perpendicular à direção do eixo geométrico de rotação C. O mesmo segundo acionador de controle de rotação 8 pode nesse tipo de solução ser usado para controlar a rotação que está acontecendo em relação ao plano de rotação B. O acionador pode ser um acionador operado por meio de pressão, tal com um cilindro hidráulico, um acionador elétrico que gera movimento linear, ou outro acionador adequado para o propósito. Nas diferentes modalidades, um ou mais segundos acionadores de controle de rotação 8 por estrutura de montagem 7 podem ser proporcionados. Nas diferentes modalidades, o segundo acionador de controle de rotação 8 pode naturalmente ser substituído por um ou mais sistemas de outro tipo permitindo que a estrutura de montagem 7 seja girada em relação à parte de quadro 3 em torno do eixo geométrico F e a rotação das partes de quadro 3, 4 em torno do eixo geométrico de rotação C a ser controlado. Nesse tipo de solução a parte de quadro 2, por exemplo, pode ser uma parte de quadro de suporte e as partes de quadro 3 e 4 podem ser partes de quadro a serem suportadas.
[0057] A Figura 5 é uma vista esquemática de um método para estabilizar pelo menos uma parte de quadro 2, 3, 4 da unidade de trabalho florestal 1. O método compreende determinar 501 um componente Tcargaútilx que é um componente de momento Tcargaútil aplicado à parte de quadro 2, 3, 4 pela carga útil da unidade de trabalho florestal 1 e age pelo menos em torno do eixo geométrico longitudinal da máquina. De acordo com algumas modalidades, também os componentes do momento aplicado à parte de quadro a ser suportada pela carga útil que atua em outras direções, tais como componentes que atuam em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho florestal ou de um eixo geométrico substancialmente paralelo a ele e/ou componentes que atuam sobre um eixo geométrico substancialmente vertical, podem ser determinados. Além disso, o método da Figura 5 compreende determinar 502 pelo menos na base do referido componente Tcargaútilx uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte Tsuporte necessário pelo menos para estabilizar a parte de quadro e ajustar 503 o momento de suporte Tsuporte de acordo com a magnitude e direção determinadas. Nas diferentes modalidades, o momento aplicado a pelo menos uma parte de quadro a ser suportada pela carga util Tcargaútil pode ser determinado, por exemplo, por alguns dos métodos listados abaixo e/ou combinações dos mesmos. O momento pode ser determinado com base de medição de momento direto por um sensor de momento e/ou com base na medição direta ou indireta de forças e seus braços e cálculo de vetor de momento. Além disso, o momento pode ser determinado estimando-se o mesmo com base, por exemplo, de modelagem da mecânica e/ou dinâmica a unidade de trabalho florestal e/ou a carga útil e/ou uma posição e/ou estado de movimento estimado do sistema de controle da unidade de trabalho florestal ou algum outro modelo que permita que um momento seja estimado. Também é possível determinar o momento como uma combinação das medições acima listadas, dados, valores e/ou métodos de computação, ou por outros meios semelhantes.
[0058] Tipicamente o momento de suporte mais preferido Tsuporte é o momento de menor suporte que seja suficiente para estabilizar uma parte de quadro a ser suportada e/ou um quadro de uma unidade de trabalho florestal. Por outro lado, como afirmado em um exemplo anterior, em máquinas com a cabine de controle no quadro a ser suportado, por exemplo, um modelo de controle estabilizando eficientemente o quadro a ser suportado pode ser um objetivo, o modelo permitindo que o quadro seja suportado por um momento de suporte mais alto do que possível quando uma trava de quadro rígida está sendo usada. Naquele caso o objetivo não é ter o menor momento de suporte possível, mas a estabilização mais eficiente possível da parte de quadro a ser suportada. Assim nas diferentes modalidades o momento de suporte mais preferido pode ser, dependendo do alvo da estabilização e da situação de uso, qualquer momento entre um momento tão pequeno quanto possível e um momento de suporte compensando pelo momento aplicado ao quadro para ser suportado pela carga útil. De acordo com as diferentes modalidades, o método pode ainda compreender determinar pelo menos uma posição e/ou estado de movimento de uma parte de quadro a ser suportada, por exemplo. De acordo com algumas modalidades, o método pode compreender a determinação de uma posição e/ou estado de movimento de mais que uma parte de quadro, por exemplo, pelo menos uma parte de quadro de suporte e pelo menos uma parte de quadro a ser suportada.
[0059] De acordo com algumas modalidades o momento de suporte Tsuporte é gerado e ajustado para ser de uma magnitude e direção predeterminadas. O momento de suporte pode ser gerado por pelo menos um acionador, por exemplo, que pode ser usado causando um momento predeterminado em pelo menos uma direção desejada, o acionador mínimo podendo ser travado em sua posição naquele instante para evitar que as partes de estrutura girem relativamente entre si.
[0060] De acordo com algumas modalidades, a referida parte ou partes também pode(m) ser submetida(s) a uma análise de estabilidade com base no momento aplicado à parte de quadro pelas referidas posições e/ou estados de movimento pela referida carga útil. Isso permite que um estado de operação da unidade florestal seja selecionado, quando desejado, entre alternativas predeterminadas com base na análise de estabilidade. De acordo com algumas modalidades, as alternativas para o estado de operação podem compreender pelo menos um dos seguintes estados operativos: estabilização ativa, travamento de uma posição mútua de partes de quadro, imobilização, e alertar o usuário de uma posição extrema que se aproxima e/ou quando se chega a uma posição extrema.
[0061] A Figura 6 é uma vista esquemática de um momento de suporte de uma parte de quadro, nesse caso o momento de suporte da parte de quadro 3, em uma situação de acordo com a Figura 2b, por exemplo. A magnitude e direção do momento de suporte Tsuporte são preferivelmente determinadas de modo que o momento de suporte é pelo menos igual a um primeiro limite de momento Tmin, que é igual a um momento que seja bastante o suficiente para evitar que a parte de quadro 2, 3, 4 a ser estabilizada caia para um lado no qual ela iria tender a cair ou balançar sem o momento de suporte. Em outras palavras, a direção do momento de suporte Tsuporte é de preferência determinada de acordo com o lado para o qual a parte de quadro 2, 3, 4 a ser suportada iria tender a cair ou balançar sem o momento de suporte. Assim, a direção do momento de suporte Tsuporte é selecionada de modo a ser oposta a esse momento que tende a fazer cair a parte de quadro 2, 3, 4, por exemplo, para ser oposta a um momento causado na lateral pela gravidade. Entretanto, o momento de suporte tem que ser menor que um segundo momento limite Tmax, que é no máximo igual a um dos seguintes que seja menor: um momento que faz com que uma parte de quadro 2, 3, 4 a ser suportada caia para a direção na qual o momento de suporte age ou um momento que faz com que um quadro de suporte 2, 3, 4 perca sua estabilidade. A Figura 6 é um exemplo mostrando um componente do momento de suporte, o componente agindo em torno do eixo geométrico de rotação C, mas de acordo com as diferentes modalidades é possível determinar e/ou gerar um ou mais momentos de suporte Tsuporte e o momento de suporte também pode ter uma direção diferente e/ou compreender componentes que atuam em várias direções.
[0062] Na prática, muitas vezes é preferível formar um momento de suporte tão pequeno quanto possível, e, ao mesmo tempo, que seja grande o bastante para permitir que ambos os quadros sejam mantidos estáveis. Neste caso as estruturas não são submetidas a uma carga desnecessária, e tanto a parte de quadro de suporte quanto tanto a parte de quadro a ser suportada estão estáveis. Entretanto, um momento de suporte ótimo pode variar de acordo com que deve ser otimizado, porque quando um esforço age sobre uma parte de quadro específica, por exemplo, a parte de quadro de suporte ou a parte de quadro a ser suportada, está sendo otimizada, o momento de suporte ótimo pode ser maior.
[0063] De acordo com as diferentes modalidades, o momento de suporte Tsuporte pode ser gerado por pelo menos um acionador. De acordo com uma modalidade, o referido momento de suporte Tsuporte pode ser gerado por pelo menos um acionador que pode ser usado para criar um momento predeterminado em pelo menos uma direção desejada. De acordo com uma modalidade, o referido momento de suporte Tsuporte pode ser gerado por pelo menos dois acionadores, cada um dos quais pode ser usado para criar um momento em pelo menos uma direção. De acordo com outra modalidade, o referido momento de suporte Tsuporte pode ser gerado por pelo menos um acionador que pode ser usado para criar um momento em pelo menos uma direção. De acordo com outra modalidade, o referido momento de suporte Tsuporte pode ser gerado por pelo menos um acionador que pode ser usado para criar um momento em pelo menos duas direções opostas entre si. Os referidos acionadores podem assim ser usados para gerar um momento de suporte total tendo uma magnitude e direção que correspondem ao momento de suporte Tsuporte exigido. De acordo com as diferentes modalidades, o referido acionador ou acionadores pode(m) ser também travado(s) em suas posições naquele instante para evitar que partes de quadro girem relativamente entre si.
[0064] De acordo com as diferentes modalidades, as partes de quadro 2, 3, 4 também podem ser submetidas a uma análise de estabilidade aplicando-se as posições e/ou estados de movimento acima mencionados e o momento acima mencionado e o estado de operação da unidade de trabalho florestal podem ser selecionados dentre alternativas predeterminadas com base no resultado da análise de estabilidade. A análise de estabilidade também pode fazer uso das propriedades mecânicas da unidade de trabalho florestal e suas partes de quadro que afetam estabilidade, tais como um modelo mecânico da unidade de trabalho florestal e suas partes de quadro que afetam a estabilidade, tal como um modelo mecânico da unidade de trabalho florestal e/ou sua parte ou partes de quadro e/ou suas medidas. Dependendo do ambiente, a análise de estabilidade pode ser realizada levando-se em conta, para simplificar, apenas o componente do momento que age em torno do eixo geométrico de rotação C e/ou pelo menos um componente do momento que age em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho florestal e/ou componentes que agem em torno de um eixo geométrico substancialmente vertical. De acordo com as diferentes modalidades, as alternativas para o estado de operação podem compreender pelo menos estabilização ativa e o travamento de uma posição mútua das partes de quadro e/ou alertar o usuário de uma posição extrema que se aproxima e/ou quando se chegou a uma posição extrema. Nesse caso, uma posição extrema se refere a um valor limite de estabilidade no qual toda a unidade de trabalho florestal começa a cair ou está em perigo iminente de cair. A posição extrema também pode ser uma posição ou situação na qual o momento de suporte necessário para estabilizar a parte de quadro a ser suportada é substancialmente igual ao momento de suporte mais alto possível de ser produzido na posição e estado de movimento em questão. De acordo com algumas outras modalidades, as alternativas para o estado de operação também podem compreender imobilização. A imobilização pode ser necessária, por exemplo, em uma situação onde tenha sido necessário travar a rotação relativa entre as partes de quadro em uma posição específica. A imobilização se refere a um arranjo que permite que a partida da unidade de trabalho florestal seja evitada e/ou, quando necessário, uma unidade de trabalho florestal seja parada.
[0065] O método apresentado na divulgação referente à Figura 5 pode ser implementado por um arranjo em conexão com uma unidade de trabalho florestal tendo um quadro que pode ser como aquele descrito na divulgação com relação às Figuras 1 a 4, por exemplo. De acordo com uma modalidade, neste caso o referido momento de suporte pode ser gerado por pelo menos um acionador, acionador ou acionadores esse(s) que pode(m) ser usado(s) para criar um momento predeterminado em pelo menos uma direção desejada. De acordo com as diferentes modalidades, o acionador também pode ser travado na posição em que se encontra para evitar que as partes de quadro girem relativamente umas às outras.
[0066] De acordo com algumas modalidades, a posição e/ou estado de movimento de uma ou mais partes de quadro da unidade de trabalho florestal 1, preferivelmente pelo menos uma parte de quadro a ser suportada, pode ser determinada(o) utilizando-se em cada caso pelo menos um sensor que pode ser um sensor de aceleração ou um inclinômetro. Em algumas modalidades, pelo menos um sensor de velocidade de ângulo também pode ser usado, além do sensor de aceleração.
[0067] A Figura 7 é uma vista esquemática de um arranjo para estabilizar pelo menos uma parte de quadro 2, 3, 4 da unidade de trabalho florestal. O arranjo compreende pelo menos meio de detecção 71 para detectar um momento causado pela carga útil ou cargas úteis, pelo menos um componente desse momento pelo menos que age pelo menos em torno do eixo geométrico de rotação C. Além disso, o arranjo compreende uma unidade de controle ou sistema 72 para determinar a magnitude e a direção de pelo menos um momento de suporte necessário pelo menos para estabilizar uma parte de quadro 2, 3, 4 com base em pelo menos um componente do momento causado pela referida carga útil. O arranjo compreende ainda pelo menos um acionador 73 para formar e ajustar o momento de suporte.
[0068] A Figura 8 é uma vista esquemática de uma modalidade para estabilizar pelo menos uma parte de quadro 2, 3, 4 em uma unidade de trabalho florestal, no qual o arranjo de controle de rotação compreende acionadores 83, tais como acionadores operados por meio de pressão, por exemplo, cilindros hidráulicos. Neste caso a o controle de pressão e de direção do arranjo do controle de rotação podem ser realizados por uma unidade de válvula de controle 84, tal como uma unidade de válvula de direção, controlando a direção do momento e uma unidade de controle de pressão 85 ajustando a magnitude do momento por meio de pressão. A unidade de controle de pressão e de direção pode compreender diversos componentes separados, por exemplo, uma unidade de válvula de controle 84 e uma unidade de ajuste de pressão 85, como mostrado na Figura 8, ou um componente integrado. A unidade de válvula de controle 84 pode compreender uma válvula de direção 2/3, por exemplo, com preferivelmente uma posição intermediária fechada, e a unidade de ajuste de pressão 85 pode compreender uma válvula proporcional à pressão, por exemplo. Neste caso a posição intermediária fechada da válvula de direção permite que os cilindros sejam travados, pelo que a saída da válvula de pressão também fecha, o que permite que a pressão do sistema regulada pela válvula reguladora de pressão seja diminuída para que se poupe energia. A posição intermediária fechada pode ser utilizada, por exemplo, em diagnósticos de erro da válvula de pressão e um sensor de pressão monitorando sua operação, caso esse em que o acionador pode ser alertado em uma situação de erro de um distúrbio operacional e a funcionalidade da estabilização pode ser evitada, quando necessário. A Figura 8 também mostra uma fonte de energia 86 para o arranjo.
[0069] Em uma situação de suporte na qual o arranjo de controle de rotação é controlado com base na pressão, uma junta de quadro 17 pode girar em torno do eixo geométrico longitudinal, praticamente sem que a pressão se altere. Assim, o momento de suporte também pode ser mantido quando se está dirigindo em um solo irregular. Se o chão some debaixo das rodas em um estado parado, os quadros ocupam uma nova posição de equilíbrio sem uma carga extra da junta de quadro, o que iria aparecer com controle de rotação rígido. Uma vez que o momento de suporte real segue o momento exigido em tempo real, o momento de suporte muda de maneira uniforme e não aparecem descontinuidades, como seria o caso com uma implementação de trava de quadro convencional.
[0070] A posição e o estado de movimento da parte de quadro 2, 3, 4 a ser suportada e/ou a parte de quadro de suporte em relação à aceleração devido ao vetor de gravidade, e particularmente à sua direção, pode(m) ser determinado(s), por exemplo, por captação de inclinação e velocidade angular 81d, 87 da parte de quadro a ser suportada e/ou a parte de quadro de suporte, realizada, por exemplo, por um sensor de velocidade, inclinômetro e/ou sensor de velocidade angular, e, com base nisso, o efeito da posição das partes de quadro no momento de suporte podem ser determinadas em uma unidade de controle ou sistema 72, 82. A carga útil pode consistir de um conjunto de lança móvel da unidade de trabalho florestal e/ou uma carga a ser levantada com ele. O momento causado por tais operações de lança pode ser estimado de maneira razoavelmente exata com base em uma pressão 81a do cilindro de levantamento do conjunto de lança e os dados da posição 81b, 81c do conjunto de lança e uma base 15 do conjunto de lança, por exemplo. Outra maneira de calcular o momento causado pelo conjunto de lança e/ou alguma outra carga útil, se houver, tal como uma carga, é calcular o mesmo com base nas pressões de cilindro (medição de 4 pontos) e posição de uma base a ser balançada em duas direções ou por captação de energia separada da base, por exemplo, por meio de sensores de pino e/ou medidores de esforço.
[0071] Entretanto, o momento de suporte preferivelmente não é aumentado para exceder o segundo momento limite Tmax. Se o momento for muito aumentado, o quadro de suporte vai terminar por cair. Se o motorista estiver sentado no quadro a ser suportado, ele ou ela não será necessariamente capaz de detectar que o quadro de suporte está prestes a cair. Por esse motivo um momento de suporte regulado ativamente está restrito a um valor seguro.
[0072] O estado operacional 89 da unidade de trabalho florestal também precisa ser levado em conta no método e arranjo de estabilização. Além disso, ou ao invés disso, as partes de quadro também podem ser submetidas a uma análise de estabilidade, quando necessário, com base nas posições e/ou estados de movimento acima mencionados e o momento causado ao quadro pela carga útil, e um novo estado de operação para a unidade de trabalho florestal pode ser selecionado, quando necessário, entre alternativas predeterminadas com base no resultado da análise de estabilidade. Possíveis estados de operação desse tipo foram discutidas acima com referência à Figura 6, por exemplo.
[0073] Se o momento de suporte determinado excede o segundo limite de momento Tmax quando a unidade de trabalho florestal está parada, a rotação do quadro pode ser controlada controlando-se a junta de quadro para que ela seja enrijecida de maneira convencional por válvulas, por exemplo, toda a massa da unidade florestal participando totalmente na estabilização da máquina. Isso aumenta a estabilidade e a segurança da unidade de trabalho florestal significativamente, porque no caso do motorista notar a instabilidade pelo balanço de toda a unidade de trabalho florestal, a unidade de trabalho florestal se comportando logicamente em uma junta de quadro rígida. Nesse caso a rotação pode ser mantida travada até que o momento de suporte exigido tenha caído ligeiramente abaixo do segundo momento limite Tmax. Quando a rotação é liberada novamente, os acionadores para o controle de rotação podem retornar para a estabilização ativa.
[0074] Para situações nas quais o momento de suporte exigido excede o segundo momento limite Tmax durante o percurso, um valor limite no nível do momento de suporte predeterminado pode ser determinado porque não é apropriado travar a rotação do quadro durante o percurso, nem o momento de suporte pode ser aumentado para garantir a estabilidade da parte de quadro de suporte. Entretanto, o comportamento da unidade de trabalho florestal é lógica e um resultado das próprias ações do(a) motorista, o(a) motorista sendo assim capaz de evitar a perda de estabilidade e a queda da parte de quadro de suporte. Além disso, nas soluções divulgadas o momento necessário para que o quadro de suporte caia é significativamente mais alto do que quando as chamadas travas de quadro convencionais são usadas. Uma funcionalidade correspondente pode naturalmente ser implementada também por um acionador de algum outro tipo, por exemplo, por acionadores elétricos.
[0075] Nos casos acima, nos quais o momento de suporte requerido se aproxima do segundo limite de momento Tmax ou atinge o mesmo ou o ultrapassa, o sistema de controle pode ser disposto para detectar uma instabilidade nas partes de quadro. Isso torna possível avisar o (a) motorista de uma situação iminente possivelmente perigosa por meio audiovisual, por exemplo. Além disso, de acordo com as diferentes modalidades, pode ser determinado que o ato de dirigir uma unidade de trabalho florestal seja evitado durante o percurso, ou a unidade de trabalho florestal pode ser forçada a parar se o momento de suporte exigido se aproximar do segundo limite Tmax. Além disso, as diferentes modalidades de partida podem ser determinadas como tendo de ser evitadas se for feita uma tentativa de fazer a unidade de trabalho florestal se mover quando o momento de suporte exigido for igual ou maior que o segundo limite de momento Tmax. Nesse caso só será permitido dirigir após o motorista ter movido o conjunto de lança para mais próximo do eixo geométrico longitudinal da unidade de trabalho florestal, por exemplo.
[0076] O método de estabilização divulgado e o arranjo também podem ser usados em outras unidades de trabalho floresta, tais como tratores florestais, se o momento causado pelo método e arranjo divulgados acima possam ser medidos por escalas de espaço de carga, por exemplo. Além disso, o método e arranjo divulgados acima podem naturalmente ser usados também em outras máquinas de trabalho correspondentes trabalhando em um solo irregular e compreendendo pelo menos duas partes de quadro que podem ser giradas relativamente entre si.
[0077] Nas figuras, as partes de quadro 2, 3, 4 são mostradas, para simplificar, separadas uma da outra e partes estruturais conectando as mesmas são na maior parte não mostradas nas figuras. Naturalmente, partes estruturais sucessivas podem, em cada caso, estarem conectadas uma à outra por quaisquer partes estruturais ou estruturas que permitam as características das reivindicações independentes.
[0078] Os acionadores divulgados das diferentes modalidades, tais como o primeiro acionador de controle de rotação 6 e/ou o segundo acionador de controle de rotação 8, pode ser substituído por um acionador de articulação, por exemplo, tal como um acionador de ala, ou algum outro motor de torque, ou similar, produzindo um movimento restrito ou por qualquer outra solução similar conhecida em si e adequada para o propósito.
[0079] Será evidente para um especialista na técnica que à medida que a tecnologia avança, a idéia básica da invenção pode ser implementada em muitas maneiras diferentes. A invenção e suas modalidades assim não estão restritas aos exemplos descritos acima, mas podem variar dentro do escopo das reivindicações.

Claims (16)

1. Método para estabilizar pelo menos uma parte de quadro de uma unidade de trabalho florestal (1), compreendendo pelo menos duas partes de quadro (2, 3, 4) rotativas entre si em torno de um eixo de rotação substancialmente longitudinal (C) da unidade de trabalho florestal, CARACTERIZADO pelo fato de quedeterminar (501) um componente de um momento aplicado por uma carga útil a uma parte de quadro (2, 3, 4) a ser suportada da unidade de trabalho florestal, o componente agindo sobre um eixo geométrico de rotação pelo menos substancialmente longitudinal (C) da unidade de trabalho florestal;determinar (502) pelo menos com base no momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte (Tsuporte) requerido para estabilizar pelo menos a parte de quadro; egerar um momento de suporte com uma magnitude e direção que corresponde ao momento de suporte necessário determinado (Tsuporte) por pelo menos um acionador (6, 73, 83),em que uma primeira das partes de quadro (2, 3, 4) da unidade de trabalho florestal (1) compreende a referida parte de quadro a ser suportada para a qual o momento causado pela carga útil é principalmente direcionada e uma segunda das partes de quadro (2, 3, 4) compreende uma parte de quadro de suporte à qual a carga do momento causada pela carga útil é distribuída e/ou transferida por meio de estabilização, gerando o momento de suporte necessário (Tsuporte) por meio do referido pelo menos um acionador (6, 73, 83).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por determinar também um componente do momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada, o componente agindo em torno de um eixo geométrico transversal da unidade de trabalho florestal (1).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido pelo menos um acionador (73) ser arranjado para aplicar um momento predeterminado em uma direção desejada e travar o referido acionador em sua posição naquele instante para evitar que as partes de quadro (2, 3, 4) girem relativamente entre si.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pordeterminar uma posição e/ou um estado de movimento de pelo menos uma parte de quadro de suporte da unidade de trabalho florestal (1) e pelo menos uma parte de quadro a ser suportada em relação a uma aceleração devida ao vetor de gravidade; edeterminar uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte (Tsuporte) necessário pelo menos para estabilizar a parte de quadro com base pelo menos nas referidas posições e/ou estados de movimento e o referido componente do momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada, o componente agindo em torno do eixo geométrico de rotação pelo menos substancialmente longitudinal (C).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO por fazer também uma análise de estabilidade das partes de quadro com base nas referidas posições e/ou estados de movimento e no referido momento, e selecionar com base na análise de estabilidade um estado de operação para a unidade de trabalho florestal entre alternativas predeterminadas.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as alternativas para o estado de operação compreendem pelo menos estabilização ativa e o travamento de uma posição das partes de quadro (2, 3, 4) relativamente entre si.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as alternativas para o estado de operação adicionalmente compreendem pelo menos um dos seguintes: imobilizar, alertar o motorista quando uma posição extrema está se aproximando e alertar quando uma posição extrema é alcançada.
8. Arranjo para estabilizar pelo menos uma unidade de trabalho florestal (1) de parte de quadro, a unidade de trabalho florestal compreendendo pelo menos duas partes de quadro (2, 3, 4) rotativas entre si em torno de um eixo de rotação substancialmente longitudinal (C) da unidade de trabalho florestal, CARACTERIZADO por o arranjo compreender pelo menosmeios (71, 81a-81d, 72, 82) para determinar um componente de um momento aplicado por uma carga útil da unidade de trabalho florestal (1) a uma parte de quadro (2, 3, 4) a ser suportada, o componente agindo pelo menos em torno de um eixo geométrico de rotação substancialmente longitudinal (C) da unidade de trabalho florestal,meios (72, 82) para determinar com base pelo menos no momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada uma magnitude e direção de pelo menos um momento de suporte requerido para estabilizar pelo menos a parte de estrutura, emeios para gerar o momento de suporte necessário e para ajustá- lo a uma magnitude e direção predeterminadas que compreende pelo menos um acionador (6, 73, 83) para gerar um momento de suporte total que tem uma magnitude e direção que corresponde ao momento de suporte necessário determinado (Tsuporte),em que uma primeira das partes de quadro (2, 3, 4) da unidade de trabalho florestal (1) compreende a referida parte de quadro a ser suportada para a qual o momento causado pela carga útil é principalmente direcionada e um segundo das partes de quadro (2, 3, 4) compreende uma parte de quadro de suporte à qual a carga do momento causada pela carga útil é distribuída e/ou transferida por meio de estabilização, gerando o momento de suporte necessário (Tsuporte) por meio do referido pelo menos um acionador (6, 73, 83).
9. Arranjo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO ainda pelo fato de que pelo menos um acionador (73) pode ser configurado para causar um momento predeterminado em pelo menos uma direção desejada, o acionador podendo ser travado na posição em que se encontra para evitar rotação das partes de quadro (2, 3, 4) relativamente entre si.
10. Arranjo, de acordo com as reivindicações 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o arranjo compreende ainda meio (81d) para determinar uma posição de pelo menos uma parte de quadro (2, 3, 4) a ser suportada e/ou um estado de movimento em relação a uma aceleração devido ao vetor de gravidade emeios (72, 82) para determinar, com base no componente do momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada, o componente agindo em torno do eixo geométrico de rotação pelo menos substancialmente longitudinal (C), a magnitude e a direção do momento de suporte mínimo necessário para pelo menos estabilizar a parte de quadro.
11. Arranjo, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios (81d) para determinar uma posição de pelo menos uma parte de quadro a ser suportada e/ou um estado de movimento em relação a uma aceleração devido ao vetor de gravidade compreende pelo menos um sensor.
12. Arranjo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o sensor compreende pelo menos um dos seguintes: um sensor de aceleração, um inclinômetro e um sensor de velocidade angular.
13. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios (71, 81a-81d, 72, 82) para determinar o componente do momento aplicado pela carga útil à parte de quadro a ser suportada da unidade de trabalho florestal (1), o componente agindo em torno pelo menos do eixo geométrico de rotação, compreende pelo menos um dentre os seguintes: medição do ângulo de articulação do movimento articulado do conjunto de lança, medição da energia de cilindro de levantamento e medição do ângulo de articulação de uma junta entre a base de conjunto de lança e o cilindro de levantamento.
14. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que os meios para determinar a magnitude de pelo menos um momento de suporte necessário ao menos para estabilizar a parte de quadro compreende pelo menos um sistema de controle (72, 82).
15. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende os meios (72, 82) para fazer a análise de estabilidade das partes de quadro com base nas referidas posições e/ou estados de movimento e o referido componente do momento aplicado pela carga útil à parte de quadro e para selecionar com base na análise de estabilidade um estado de operação para a unidade de trabalho florestal, sendo que os referidos meios compreendem pelo menos um sistema de controle.
16. Unidade de trabalho florestal (1), CARACTERIZADA pelo fato de que a unidade de trabalho florestal compreende um arranjo como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 8 a 15.
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