IT201800009639A1

IT201800009639A1 - Metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo e sistema che attua tale metodo

Info

Publication number: IT201800009639A1
Application number: IT102018000009639A
Authority: IT
Inventors: Marco Controzzi; Alessandro Lupi; Domenico Bartoli; Alessio Ghionzoli; Paolo Dario; Michele Bacchereti; Federico Montagnani; Torquato Cecchini; Massimo Roggi; Marco Minutillo
Original assignee: Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Sant'anna; Piaggio & C Spa; Robot System Automation Srl; Roggi Srl
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-19
Also published as: WO2020079661A1; EP3867616A1; EP3867616B1; EP3867616C0

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo “Metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo e sistema che attua tale metodo”

DESCRIZIONE

Ambito dell’invenzione

La presente invenzione riguarda l’ambito della produzione e del collaudo di veicoli.

In particolare, l’invenzione riguarda un metodo ed un’area di lavoro per la verifica della capacità frenante di motoveicoli.

Descrizione della tecnica nota

Come noto, il collaudo del sistema frenante dei motoveicoli richiede l’azionamento ripetuto della leva freno durante la marcia riprodotta su un banco a rulli motorizzato. Un’interfaccia di controllo informa l’utente sul livello e la durata della trazione da esercitare sulla leva freno e i dati di frenata vengono registrati dal rullo del banco motorizzato.

In particolare, l’operatore posiziona il mezzo sul banco, si posiziona su di esso e manualmente aziona le leve dell’impianto frenante seguendo il protocollo di test. L’operatore segue istruzioni visive provenienti da un video terminale che indicano l’entità e la durata della forza da trasferire sulle leve del sistema frenante che definiscono i cicli di frenatura da effettuare ed altre istruzioni utili per procedere con il test.

Il sistema di sensori presenti sul banco a rulli è atto alla misurazione delle forze di interazione tra ruota del mezzo e rullo del banco prova, per verificare se viene superato o meno un valore di soglia predefinito. Inoltre, l’operatore è tenuto a fornire informazioni di natura soggettiva sulla qualità della frenata, in particolare informazioni sulla risposta della leva interagendo con il banco per mezzo di una pulsantiera.

Tuttavia, tale operazione manuale ha diversi svantaggi, sia in termini di sicurezza che di accuratezza del test.

In primis, il fatto che il bloccaggio del veicolo avvenga manualmente, mediante il peso dell’operatore, risulta influire sulla precisione e la ripetibilità del test, in quanto la porzione delle ruote a contatto con i rulli rotanti ed il peso esercitato su di essi può variare a seconda di come l’operatore posizione il motoveicolo nell’area di prova.

Inoltre, nel momento in cui le ruote vengono messe in rotazione, la velocità di rotazione può destabilizzare il mezzo, se non è posizionato correttamente. Un’eventuale disattenzione dell’operatore può quindi portare ad incidenti di vario tipo, con possibili danni sia sul mezzo che sull’operatore stesso.

Un ulteriore fattore di rischio per la salute degli operatori è dato dall’azionamento manuale ripetuto della leva del freno, che può portare l’operatore a sviluppare sindromi invalidanti.

Sintesi dell’invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo che permetta di avere elevata precisione e ripetibilità.

È inoltre scopo della presente invenzione fornire un siffatto metodo che non produca fattori di rischio per gli operatori addetti.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo secondo le rivendicazioni da 1 a 11.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, si rivendica un’area di lavoro atta a realizzare tale metodo.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, si rivendica un kit di modifica di un’area di lavoro preesistente per poter successivamente attuare tale metodo.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e/o vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiari con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 mostra un’area di lavoro adibita alla verifica della capacità frenante di un veicolo, in cui è presente una prima forma realizzativa dei mezzi di bloccaggio secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra schematicamente le fasi essenziali del metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo, secondo la presente invenzione;

- la figura 3 mostra una variante del metodo di figura 2, in cui sono presenti delle fasi realizzate da dispositivi di movimentazione e manipolazione automatici;

- la figura 4A mostra un possibile percorso del sensore laser del dispositivo di localizzazione per individuare la direzione della manopola;

- la figura 4B mostra il grafico relativo ad uno dei passaggi fatti dal sensore laser sopra la manopola.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite Con riferimento alle figure 1 e 2, la presente invenzione rivendica un’area di lavoro 100 ed un metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo 10, in particolare un motoveicolo.

Inoltre, la presente invenzione rivendica un kit di modifica di un’area di lavoro tradizionale al fine di attuare tale metodo.

In particolare, il motoveicolo 10 comprende una scocca 11, due ruote 15 ed un impianto frenante azionabile tramite una leva del freno 21 posta sul manubrio 12.

Il metodo comprende una prima fase di posizionamento del veicolo 10 all’interno di un’area di lavoro 100 dove sono presenti almeno due rulli rotanti 110 ed una unità di controllo [301].

In seguito, la scocca viene posizionata in una posizione predeterminata, in maniera tale che le ruote 15 del motoveicolo siano in contatto con i rulli rotanti 110 e siano vincolate ad essi mediante attrito volvente [302].

Si ha quindi una fase di azionamento dei rulli rotanti 110 per mettere in rotazione le ruote fino al raggiungimento di una velocità ω predeterminata [304].

Raggiunta la velocità ω desiderata, viene azionato l’impianto frenante per ridurre la velocità ω [305] e viene rilevata la forza tangenziale tra ciascuna ruota 15 e il rispettivo rullo rotante 110 [306] in modo da poter successivamente realizzare le analisi sullo stato dell’impianto frenante.

Secondo la presente invenzione, prima della fase di azionamento dei rulli rotanti 110, il motoveicolo 10 viene disposto nell’area di lavoro 100 e bloccato mediante mezzi di bloccaggio. In particolare, è presente un sistema di bilanciamento 150, comprendente un dispositivo di ancoraggio 151, che mantiene la scocca 11 nella suddetta posizione predeterminata, ossia con le ruote 15 a contatti con i rulli 110, anche in caso di forze esterne impreviste applicate al motoveicolo 10 [303]. Inoltre, sono previsti secondi mezzi di movimentazione 155 atti a movimentare il dispositivo di ancoraggio 151.

In particolare, il sistema di bilanciamento 150 consente di compensare eventuali sbilanciamenti di rollio e di imbardata del veicolo 10, rilevabili mediante sensori integrati nel dispositivo di ancoraggio 151 a contatto con la sella 13, e di compensare le variazioni di quota che la sella 13 compie a seguito degli spostamenti verticali delle piastre presso i rulli 110 dell’area di lavoro 100, che abilitano o impediscono il contatto tra ruota e rulli.

Questa fase rappresenta una prima caratteristica nuova della presente invenzione, in quanto in tecnica nota il bloccaggio del motoveicolo viene fatto dall’operatore stesso, manualmente, senza alcun sistema di blocco che vincoli le ruote in contatto con i rulli e che mantenga bilanciato il motoveicolo durante la verifica della capacità frenante.

Con riferimento anche alla figura 3, in una variante del metodo sono inoltre previste alcune fasi aggiuntive operate da un sistema robotizzato per azionare l’impianto frenante.

In particolare, nel diagramma di flusso 300’ è prevista una fase aggiuntiva di localizzazione del dispositivo di interfaccia del motoveicolo, ed in particolare della manopola 22 [307].

Tale fase è realizzata mediante primi mezzi di movimentazione 135, in particolare un braccio robotico, atti a movimentare un dispositivo di manipolazione 130, comprendente una pinza 131.

In particolare, il dispositivo di manipolazione 130 comprende un sensore laser atto a rilevare la posizione, l’orientamento e l’estremità laterale della manopola 22, e quindi indirettamente della leva del freno 21.

In figura 4A è mostrato un possibile percorso del sensore laser del dispositivo di localizzazione per individuare la direzione della manopola 22.

In particolare, il sensore laser compie archi di circonferenza a raggi differenti, andando ad individuare, in ogni passaggio, la massima prossimità della manopola 22 e definendo quindi i punti A, B e C. Di conseguenza viene individuato il punto D, corrispondente all’estremità della manopola 22, dove si va poi ad inserire il dispositivo di manipolazione 130.

La figura 4B mostra il grafico relativo ad uno dei passaggi fatti dal sensore laser sopra la manopola. L’apice della curva corrisponde ad uno dei punti A, B e C individuati.

Successivamente, l’unità di controllo comanda l’azionamento dei primi mezzi di movimentazione 135 per portare il dispositivo di manipolazione 130 in contatto con la leva del freno 21 [308].

In particolare, il dispositivo di manipolazione 130 comprende inoltre una pinza 131 atta a tirare la leva del freno 21 per azionare l’impianto frenante [309].

La forza applicata sulla leva del freno 21 e lo spostamento della leva stessa possono inoltre essere misurati tramite sensori posti nel dispositivo di manipolazione 130, in modo da poter inviare tali informazioni all’unità di controllo e verificare il corretto funzionamento dell’impianto idraulico.

Ad esempio, il sensore atto a misurare la forza applicata sulla leva del freno 21 può comprendere una cella di carico basata su estensimetri posti sulla pinza 131. In alternativa, può essere un sensore di tipo resistivo.

Per misurare lo spostamento della leva 21 può invece essere usato, ad esempio, un encoder ottico o dei potenziometri.

Per quanto in figura 1 sia mostrata un’area di lavoro 100 specificamente realizzata per l’attuazione del suddetto metodo, la presente invenzione prevede anche un kit di modifica di un’area di lavoro tradizionale.

Tale kit di modifica comprende il sistema di bilanciamento 150, il dispositivo di manipolazione 130 e l’unità di controllo atta a comandare in maniera coordinata tra loro il sistema di bilanciamento 150, il dispositivo di manipolazione 130 e i rulli rotanti 110.

La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l’invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), detto veicolo (10) comprendendo: - una scocca(11); - almeno una ruota (15); - un impianto frenante atto a ridurre la velocità di rotazione di detta o ciascuna ruota (15), detto impianto frenante comprendendo un dispositivo di interfaccia atto a comandare detto impianto frenante; detto metodo comprendendo le fasi di: - posizionamento di detto veicolo (10) all’interno di un’area di lavoro (100) comprendente almeno un rullo rotante (110) ed una unità di controllo; - disposizione di detta scocca (11) in una posizione predeterminata e associando detta o ciascuna ruota (15) ad almeno un rullo rotante (110) mediante un vincolo di attrito volvente; - azionamento di detto o ciascun rullo rotante (110) per mettere in rotazione almeno una ruota (15) ad esso associata fino al raggiungimento di una predeterminata velocità di rotazione ω; - azionamento di detto impianto frenante, mediante detto dispositivo di interfaccia (20), per ridurre detta predeterminata velocità di rotazione ω di detta o ciascuna ruota (15) posta in rotazione; - rilevamento della forza tangenziale tra detta o ciascuna ruota (15) ed almeno un rullo rotante (110) ad essa associato; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che, a valle di detta fase di azionamento di detto o ciascun rullo rotante (110), è prevista una fase di bloccaggio di detto veicolo (10) in modo tale che detta scocca (11) si mantenga sostanzialmente in detta posizione predeterminata anche in caso di forze applicate a detta scocca (11), detta fase di bloccaggio essendo realizzata mediante mezzi di bloccaggio.
2. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 1, in cui detta area di lavoro (100) comprende inoltre almeno un sensore (120) atto ad effettuare detta fase di rilevamento della forza tangenziale e ad inviare i valori rilevati ad un’unità di controllo.
3. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 1, in cui detta area di lavoro (100) comprende un dispositivo di manipolazione (130) atto ad entrare in contatto con detto dispositivo di interfaccia per realizzare detta fase di azionamento di detto impianto frenante.
4. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 3, in cui detta area di lavoro (100) comprende un sistema di localizzazione (140) e in cui sono inoltre previste le fasi di: - localizzazione di una posizione di detto dispositivo di interfaccia rispetto ad un sistema di riferimento S da parte di detto sistema di localizzazione (140); - invio di detta posizione di detto dispositivo di interfaccia a detta unità di controllo.
5. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 4, in cui detta area di lavoro (100) comprende primi mezzi di movimentazione (135) atti a movimentare detto dispositivo di manipolazione (130) e in cui sono inoltre previste le fasi di: - azionamento da parte di detta unità di controllo di detti primi mezzi di movimentazione (135) per portare detto dispositivo di manipolazione (130) in contatto con detto dispositivo di interfaccia (20); - azionamento da parte di detta unità di controllo di detto dispositivo di manipolazione (130) per realizzare detta fase di azionamento di detto impianto frenante.
6. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 5, in cui detto veicolo (10) comprende un manubrio (12) e in cui detto dispositivo di interfaccia comprende una leva del freno (21) disposta su detto manubrio (12), detto dispositivo di manipolazione (130) comprendendo almeno una prima pinza (131) atta a porre in rotazione detta leva del freno (21) per realizzare detta fase di azionamento di detto impianto frenante.
7. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 6, in cui detto dispositivo di manipolazione (130) comprende un sensore laser e in cui detta fase di localizzazione di una posizione di detto dispositivo di interfaccia comprende una fase di rilevazione di un orientamento di detto manubrio (12) rispetto a detto sistema di riferimento S mediante detto sensore laser.
8. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 6, in cui detto dispositivo di manipolazione (130) comprende almeno una seconda pinza (132) atta a realizzare un ancoraggio di detto dispositivo di manipolazione (130) a detto dispositivo di interfaccia (20).
9. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di bloccaggio comprendono un sistema di bilanciamento (150) atto a realizzare detta fase di bloccaggio di detto veicolo (10).
10. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema di bilanciamento (150) comprende un dispositivo di ancoraggio (151), atto ad entrare in contatto con detta scocca (11) in corrispondenza di una porzione predeterminata (11’), e secondi mezzi di movimentazione (155) atti a movimentare detto dispositivo di ancoraggio (151).
11. Il metodo per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo le rivendicazioni 5 e 10, in cui sono inoltre previste le fasi di: - localizzazione di una posizione di detta porzione predeterminata (11’) rispetto ad un sistema di riferimento S da parte di detto sistema di localizzazione (140); - invio di detta posizione di detta porzione predeterminata (11’) a detta unità di controllo; - azionamento da parte di detta unità di controllo di detti secondi mezzi di movimentazione (155) per portare detto dispositivo di ancoraggio (151) in contatto con detta porzione predeterminata (11’).
12. Un’area di lavoro (100) per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), detto veicolo (10) comprendendo: - una scocca (11); - almeno una ruota (15); - un impianto frenante atto a ridurre la velocità di rotazione di detta o ciascuna ruota (15), detto impianto frenante un dispositivo di interfaccia atto ad azionare detto impianto frenante; detta area di lavoro (100) comprendendo: - almeno un rullo rotante (110) configurato in modo tale che, quando detto veicolo (10) è disposto in una posizione predeterminata all’interno di detta area di lavoro (100), detta o ciascuna ruota (15) è associata ad almeno un rullo rotante (110) mediante un vincolo di attrito volvente; - un sensore (120) atto a rilevare una forza tangenziale tra detta o ciascuna ruota (15) ed almeno un rullo rotante (110) ad essa associato; detta area di lavoro (100) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre: - un sistema di bilanciamento (150) atto a bloccare detto veicolo (10) in detta posizione predeterminata; - un dispositivo di manipolazione (130), dotato di primi mezzi di movimentazione (135), atto ad entrare in contatto con detto dispositivo di interfaccia per azionare detto impianto frenante; - un’unità di controllo atta a comandare in maniera coordinata tra loro detto sistema di bilanciamento (150), detto dispositivo di manipolazione (130), e detto rullo rotante (110).
13. L’area di lavoro (100) per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), secondo la rivendicazione 12, in cui è inoltre previsto un sistema di localizzazione (140) atto a localizzare una posizione di detto dispositivo di interfaccia rispetto ad un sistema di riferimento S.
14. Un kit di modifica di un’area di lavoro (100’) per la verifica della capacità frenante di un veicolo (10), detto veicolo (10) comprendendo: - una scocca (11); - almeno una ruota (15); - un impianto frenante atto a ridurre la velocità di rotazione di detta o ciascuna ruota (15), detto impianto frenante un dispositivo di interfaccia atto ad azionare detto impianto frenante; detta area di lavoro (100’) comprendendo: - almeno un rullo rotante (110) configurato in modo tale che, quando detto veicolo (10) è disposto in una posizione predeterminata all’interno di detta area di lavoro (100), detta o ciascuna ruota (15) è associata ad almeno un rullo rotante (110) mediante un vincolo di attrito volvente; - un sensore (120) atto a rilevare una forza tangenziale tra detta o ciascuna ruota (15) ed almeno un rullo rotante (110) ad essa associato; detto kit di modifica essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: - un sistema di bilanciamento (150) atto a bloccare detto veicolo (10) in detta posizione predeterminata; - un dispositivo di manipolazione (130), dotato di primi mezzi di movimentazione (135), atto ad entrare in contatto con detto dispositivo di interfaccia per azionare detto impianto frenante; - un’unità di controllo atta a comandare in maniera coordinata tra loro detto sistema di bilanciamento (150), detto dispositivo di manipolazione (130), e detto rullo rotante (110).
15. Il kit di modifica di un’area di lavoro (100’), secondo la rivendicazione 14, in cui detto veicolo (10) comprende un manubrio (12) e in cui detto dispositivo di interfaccia comprende una leva del freno (21) disposta su detto manubrio (12), detto dispositivo di manipolazione (130) comprendendo almeno una prima pinza (131) atta a porre in rotazione detta leva del freno (21) per realizzare detta fase di azionamento di detto impianto frenante.