ITUB20159562A1

ITUB20159562A1 - Vehicle wheel control and maintenance device

Info

Publication number: ITUB20159562A1
Application number: ITUB2015A009562A
Authority: IT
Inventors: Alessio Gellini
Original assignee: Alessio Gellini
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-06-24

Description

Dispositivo di controllo e manutenzione delle ruote dei veicoli . Vehicle wheel inspection and maintenance device.

Descrizione Description

Il dispositivo ha come obiettivo la soluzione di una serie di problemi tecnici nel campo del controllo dello stato dei pneumatici per veicoli in genere. The device aims to solve a series of technical problems in the field of checking the condition of tires for vehicles in general.

Per veicoli si intende ad esempio ma non solo: By vehicles we mean, for example, but not limited to:

biciclette bicycles

autoveicoli motor vehicles

camion. truck.

Treni. Trains.

Mezzi militari. Military vehicles.

Nello specifico: In particular:

problema dell'aderenza: nel corso della guida di un mezzo a motore le mote possono essere ricoperte da diverse sostanze con diversi livelli di viscosità. La presenza di questo stato può alterare la guida. Il trovato ha come obiettivo la risoluzione di questo problema. P Problema della misura dell'usura del pneumatico: i pneumatici si usurano in modo non sempre prevedibile e nello specifico risulta difficile determinare quando per motivi di sicurezza è bene sostituirli il trovato risolve questo problema grazie alla sua innovativa caratteristica tecnologica di rilevazione e comunicazione. adhesion problem: while driving a motor vehicle, the wheels can be covered with different substances with different levels of viscosity. The presence of this state can impair driving. The object of the invention is to solve this problem. P Problem of tire wear measurement: tires wear in a way that is not always predictable and specifically it is difficult to determine when for safety reasons it is good to replace them. The invention solves this problem thanks to its innovative technological detection and communication feature.

La particolarità del sistema è che effettua una analisi della mota in movimento o da ferma . Infatti il componente è fissato rigidamente al veicolo mentre istante per istante sotto i suoi sensori passano porzioni differenti della mota da analizzare e da pulire. The peculiarity of the system is that it carries out an analysis of the motion in motion or when stationary. In fact, the component is rigidly fixed to the vehicle while different portions of the mud to be analyzed and cleaned pass instant by instant under its sensors.

Campo della tecnica di riferimento Field of the reference technique

Il campo della tecnica di riferimento è quello dei sistemi di controllo dei veicoli a propulsione dotati di ruote. The field of reference technique is that of control systems for propulsion vehicles equipped with wheels.

Stato della tecnica State of the art

Sono presenti dei sistemi basati principalmente su sensori di pressione temperatura e sistemi di identificazione basati su RFID ma hanno problemi di alimentazione elettrica e durata delle batterie. Il problema specifico di rilevare dall'esterno ed in tempo reale le condizioni fisiche delle mote dei veicoli a propulsione non è risolto da nessun trovato con la stessa modalità di quanto proposto in questa descrizione. Inoltre il trovato porta una una soluzione alla pulitura mirata delle ruote. There are systems based mainly on pressure temperature sensors and RFID-based identification systems but they have problems with power supply and battery life. The specific problem of detecting from the outside and in real time the physical conditions of the motions of propulsion vehicles is not solved by any invention in the same way as proposed in this description. Furthermore, the invention brings a solution to the targeted cleaning of the wheels.

Esposizione dell'invenzione Presentation of the invention

Per comprendere il funzionamento del trovato è bene descrivere un modello standard di pneumatico. To understand the operation of the invention it is good to describe a standard model of tire.

A tal proposito toma utile la descrizione presente su Wikipedia che riporto fedelmente nelle prossime frasi evidenziate in grassetto. In this regard, the description on Wikipedia is useful, which I faithfully report in the next sentences highlighted in bold.

Lo pneumatico è costituito da diverse parti che possono essere riassunte in: The tire consists of several parts which can be summarized in:

Battistrada : è l'elemento a contatto con l'asfalto, assicura la trazione del mezzo, resiste all'usura e protegge la carcassa, viene prodotto (generalmente ma non solo ) con la gomma (in passato naturale, ora sintetica ( generalmente SBR) per trasmettere e ricevere gli attriti radenti e volventi che si generano con il movimento). Tread: it is the element in contact with the asphalt, ensures traction of the vehicle, resists wear and protects the carcass, is produced (generally but not only) with rubber (in the past natural, now synthetic (generally SBR) to transmit and receive the sliding and rolling frictions that are generated with the movement).

* Pacco cintura o cinture e cintura radiale : strati multipli di corde o fili d'acciaio (materiale più usato), nylon, poliestere o rayon (in disuso) interposte tra la carcassa e il battistrada, che aumentano la resistenza dello pneumatico, stabilizzano il battistrada garantendo protezione contro urti e forature e garantendo una migliore distribuzione delle forze suirimpronta laterale del battistrada e quindi anche una maggiore impronta a terra, questi fili sono disposti nella cintura con un'angolazione ridotta di 15-25° e incrociati tra loro, oppure sono disposti con un'angolazione di 0° rispetto alla mediana dello pneumatico ed eventualmente presentano anche altre cinture a diverse angolazioni per la distribuzione delle forze, in quest'ultimo caso il pacco cintura può essere sostituito da una "cintura radiale" caratterizzata da un filo metallico o da tanti fili senza giunture disposti sempre a 0°. * Belt pack or belts and radial belt: multiple layers of steel ropes or wires (most used material), nylon, polyester or rayon (no longer in use) interposed between the carcass and the tread, which increase the resistance of the tire, stabilize the tread pattern guaranteeing protection against impacts and punctures and guaranteeing a better distribution of forces on the lateral footprint of the tread and therefore also a greater footprint on the ground, these threads are arranged in the belt with a reduced angle of 15-25 ° and crossed each other, or they are arranged at an angle of 0 ° with respect to the median of the tire and possibly also have other belts at different angles for the distribution of forces, in the latter case the belt pack can be replaced by a "radial belt" characterized by a metal wire or by many threads without joints always arranged at 0 °.

Questo elemento non è usato su tutti gli pneumatici con carcassa a tele incrociate, i quali se provvisti di queste cinture prendono il nome di cinturato, ma è una consuetudine per quelli con una carcassa a tele radiali. This element is not used on all tires with cross-ply carcass, which if equipped with these belts take the name of belted, but it is customary for those with a radial-ply carcass.

* Fianco dello pneumatico o spallai protegge le tele dagli agenti atmosferici e chimici e inoltre si oppone alla flessione a cui è sottoposto durante l'impiego. * Sidewall of the tire or shoulder protects the plies from atmospheric and chemical agents and also opposes the bending to which it is subjected during use.

* Carcassa o tela : consente la trasmissione di tutte le forze di carico tra la ruota e il terreno come quelle che si sprigionano durante la frenata e nelle manovre di sterzatura, inoltre garantisce la resistenza alla pressione di gonfiaggio e successivamente di esercizio durante tutte le manovre. Questo elemento è composto principalmente da fili di Nylon affiancati (tela) che possono essere di diverso spessore e conferire una maggiore resistenza o scorrevolezza, infatti con l'aumento della sezione dei fili e di conseguenza una loro diminuzione di fili per pollice (TPI: Threads Per Inch o EPI: Ends Per Inch) si aumenta la resistenza e rigidezza della carcassa, ma diminuendone la scorrevolezza, questi valori di TPI variano da 20 a 320 a seconda dell'impiego. * Carcass or canvas: allows the transmission of all load forces between the wheel and the ground such as those that are released during braking and steering maneuvers, it also guarantees resistance to inflation and subsequently operating pressure during all maneuvers . This element is mainly composed of Nylon threads placed side by side (canvas) which can be of different thickness and give greater resistance or smoothness, in fact with the increase in the section of the threads and consequently a decrease in their threads per inch (TPI: Threads Per Inch or EPI: Ends Per Inch) the strength and stiffness of the casing is increased, but by decreasing its smoothness, these TPI values vary from 20 to 320 depending on the use.

* Diagonale o a tele incrociate o biasi le tele si estendono in diagonale da un tallone all'altro dello pneumatico formando un angolo di 30-40° con la linea mediana dello pneumatico stesso, dove ogni tela o strato successivo di filo va in direzione opposta e quindi incrociandosi. * Diagonal or cross-ply or double ply the plies extend diagonally from one bead to the other of the tire forming an angle of 30-40 ° with the center line of the tire, where each subsequent ply or layer of thread goes in the opposite direction and therefore crossing.

* Cinturato o bias beltedi si tratta di una carcassa diagonale provvista del pacco cintura, la quale conferisce caratteristiche analoghe ai pneumatici radiali. * Cinturato or bias beltedi is a diagonal carcass equipped with a belt pack, which gives characteristics similar to radial tires.

* Radiali : le tele si estendono da un tallone all'altro con un angolo di 90° con l'asse mediano dello pneumatico. * Radial: the plies extend from one bead to the other at a 90 ° angle with the median axis of the tire.

* Nervatura fascio o cerchietti : sono fasce d'acciaio poste nel tallone, accomodano lo pneumatico sul cerchione e lo mantengono in posizione, evitando un suo eventuale sfilamento. * Beam ribbing or circles: these are steel bands placed in the bead, they accommodate the tire on the rim and keep it in position, preventing it from slipping off.

* Riempimento·, generalmente è costituito da gomma ed è posto nella zona del tallone e del fianco per consentire un passaggio graduale dalla zona rigida del tallone a quella flessibile del fianco. * Filling · Generally consists of rubber and is placed in the heel and flank area to allow for a smooth transition from the rigid heel area to the flexible flank area.

* Rivestimento interno : strato di gomma inserito all'interno degli pneumatici tubeless, studiato appositamente per evitare perdite d'aria. * Inner lining: rubber layer inserted inside the tubeless tires, specially designed to avoid air leaks.

* Tallone o incavo del tallone : strato di tela gommata che impedisce l'usura provocata dallo sfregamento del tallone contro il bordo del cerchio e che garantisce l'attrito necessario per evitarne la rotazione sullo stesso * Heel or heel groove: rubberized canvas layer that prevents wear caused by the heel rubbing against the rim edge and that guarantees the necessary friction to prevent rotation on the same

Il trovato parte dall'osservazione della struttura dei pneumatici e delle ruote in genere ,che a tutti gli effetti possono essere rappresentati come degli elementi toroidali o cilindri ci in rotazione (di seguito definiti come ruote). The invention starts from the observation of the structure of tires and wheels in general, which in effect can be represented as rotating toroidal elements or cylinders (hereinafter referred to as wheels).

Il trovato per mezzo di un insieme di sensori fissi posizionati nel vano di alloggiamento della mota ed ancorati alla carrozzeria dei veicoli , rileva le condizioni delle mote e le trasmette ad una centralina di elaborazione elettronica posizionata all'intemo del veicolo. The invention, by means of a set of fixed sensors positioned in the motorbike housing compartment and anchored to the vehicle bodywork, detects the conditions of the motorbikes and transmits them to an electronic processing unit positioned inside the vehicle.

I sensori sono: The sensors are:

• sensore di temperatura • temperature sensor

• sensore di scansione ad onde elettromagnetiche. • electromagnetic wave scanning sensor.

• Sensore acustico. • Acoustic sensor.

• Sensore di cattura di immagini. • Image capture sensor.

Gli attuatori sono: The actuators are:

• generatore di onde sonore. • sound wave generator.

• Generatore di vibrazioni • Vibration generator

• compressore di aria. • air compressor.

• Generatore di onde elettromagnetiche multi frequenza. • Multi-frequency electromagnetic wave generator.

In pratica questo insieme di sensori ed attuatori rilevano le condizioni del pneumatico effettuando una analisi della sua superficie ed in caso di anomalie cerca di provi rimedio tramite rutilizzo degli attuatori. In practice, this set of sensors and actuators detect the conditions of the tire by carrying out an analysis of its surface and in case of anomalies it tries to remedy it by using the actuators.

L'unità di elaborazione prende delle decisioni sulla base dei risultati dei sensori relative allo stato delle mote dei veicoli e poi: The processing unit makes decisions based on the results of the sensors relating to the state of the vehicles' motions and then:

• può inviare i dati ad una centrale di elaborazione locale al veicolo o remota tramite opportuno modulo di trasmissione radio o ad ultrasuoni. • can send the data to a local processing center on the vehicle or remotely via an appropriate radio or ultrasound transmission module.

• Può comandare gli attuatori per pulire e/o riportare in condizioni ottimali di funzionamento le mote dei veicoli. • It can control the actuators to clean and / or restore the vehicle wheels to optimal operating conditions.

Modo di attuazione deii Invenzione Method of implementation of the invention

Un modo di realizzare il trovato è dotarsi di un modulo di elaborazione dati basato su microprocessore , collegarlo ai sensori suddetti e scrivere un software di elaborazione del segnale. Un modulo di elaborazione dati utilizzabile è ad esempio un computer dotato di interfaccia usb 3.0 ed interfaccia seriale. One way of making the invention is to equip oneself with a data processing module based on a microprocessor, connect it to the aforementioned sensors and write a signal processing software. A usable data processing module is for example a computer equipped with a USB 3.0 interface and a serial interface.

I sensori possono essere realizzati partendo da diversi prodotti: Sensors can be made starting from different products:

• il sensore di temperatura può essere un termometro digitale a infrarossi. • the temperature sensor can be an infrared digital thermometer.

• Il sensore di scansione ad onde elettromagnetiche può essere una cavità radar a microonde. • Il sensore acustico può essere un dispositivo ad ultrasuoni come ad esempio un ecocolor doppler simile a quelli utilizzati per le diagnosi mediche. • The electromagnetic wave scanning sensor can be a microwave radar cavity. • The acoustic sensor can be an ultrasound device such as an echocolor doppler similar to those used for medical diagnoses.

• Il sensore ottico può essere una telecamera, ad esempio ccd, ad alta risoluzione dotata ad esempio di un illuminatore a led. • The optical sensor can be a high resolution camera, for example ccd, equipped for example with a LED illuminator.

I suddetti sensori producono un segnale di immagine in diversi formati che può essere elaborato ad esempio ma non solo con le immagini della mota in condizioni ottimali oppure in condizioni di usura. The aforesaid sensors produce an image signal in different formats which can be processed for example but not only with images of the mud in optimal conditions or in conditions of wear.

Inoltre il sensore di scansione ad onde elettromagnetiche può essere anche un radar ad apertura sintetica quindi riesce a rilevare anche lo stato interno della ruota come ad esempio, ma non solo, lo stato della carcassa a tela. Furthermore, the electromagnetic wave scanning sensor can also be a synthetic aperture radar so it is also able to detect the internal state of the wheel such as, but not limited to, the state of the canvas casing.

Il sistema di elaborazione per mezzo di un algoritmo di confronto di elaborazione di immagini può detenninare se la ruota è in codizioni critiche in relazione alla sua usura e/o in relazione allo strato di deposito sulla stessa mota come ad esempio fango , acqua o detriti in genere. The processing system by means of an image processing comparison algorithm can determine if the wheel is in critical conditions in relation to its wear and / or in relation to the deposit layer on the same mud such as mud, water or debris in gender.

Sulla base delle elaborazioni del modulo di elaborazione possono essere attivati i sistemi di pulitura che possono asportare ad esempio acqua in eccesso posizionata sulla mota oppure residui di terreno o ghiaccio. On the basis of the processing of the processing module, cleaning systems can be activated that can remove, for example, excess water placed on the mud or residues of soil or ice.

Ad esempio il sensore ad ultrasuoni può rompere i microscristalli di ghiaccio facilitando sia la partenza che il movimento del veicolo cosi come il generatore di onde elettromagnetiche che può scaldare l'acqua rendendola piu fluida o facendola evaporare. For example, the ultrasonic sensor can break the ice micro-crystals facilitating both the departure and the movement of the vehicle as well as the electromagnetic wave generator that can heat the water making it more fluid or making it evaporate.

Claims

Claims. 1. Real-time control and maintenance device for vehicle wheels, said device comprising a container in industrially workable plastic material suitable for being arranged in the housing point of the wheels in vehicles, means for detecting physical parameters suitable for determining values of quantities measurable physical means, means for carrying out maintenance interventions designed to clean the wheels of vehicles or to bring them to optimal operating conditions in relation to the environmental state of operation and transmission means suitable for communicating said values to third parties, characterized by the fact that said means detection, actuation and transmission are electrically controlled by a special processor capable, but not limited to, receiving the data of the aforementioned detectors, processing them, communicating them to third parties and activating the actuators.

2. Device as in claim 1 (one) characterized in that said means for detecting physical parameters comprise at least one temperature measurement sensor, at least one active electromagnetic wave scanning sensor, at least one scanning sensor based on acoustic signals of and at least one image capture sensor adapted to produce data towards the processing and transmission means relating to the physical state of the wheels, both stationary and in motion, according to sampling intervals of the configurable values;

3. Device as per claim 2 (two) characterized in that said means for detecting physical quantities comprise at least one transduction module;

4. Device as per claim 1 (one) characterized in that said means for transmitting the values of claim 3 (three) is controlled by the processing means and comprises at least one transmitter of electromagnetic waves;

5. Device as in claim 1 (one) characterized in that said processing means contains at least one processing means in microprocessor technology for collecting the sensor data, analyzing them, sending them to third parties and producing a command to the means of implementation;

6. Device as per claim 4 (four) characterized in that said electromagnetic wave transmission means are suitable for sending information including at least one datacenter;

7. Device as per claim 2 (two) characterized in that said means for detecting physical quantities comprise at least one active electromagnetic wave scanning module operating as a synthetic aperture radar with the purpose of detecting the state of the vehicle wheels both at the surface and inside them;

8. Device as claimed in claim 2 (two) characterized in that said means for detecting physical quantities comprise at least one active scanning module based on acoustic signals operating on the basis of the acoustic echo to detect the state of the vehicle wheels;

9. Device as per claim 1 (one) characterized in that said actuators comprise at least one sound wave generator, a vibration generator, an air compressor and a multi-frequency electromagnetic wave generator to clean and bring the vehicle wheels.