PT107481B

PT107481B - PORTABLE SYSTEM TO IDENTIFY AND QUANTIFY SOURCES OF DAMAGE IN AGRICULTURAL APPLICATIONS

Info

Publication number: PT107481B
Application number: PT107481A
Authority: PT
Inventors: Nuno Manuel Fernandes Alves; Inês Catarina Silva Sousa; Elodie Maria Pinto; Rúben Filipe Brás Pereira; Daniela Filipa De Sousa Rocha
Original assignee: Inst Politécnico De Leiria
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2016-02-26
Also published as: PT107481A

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO CONSISTE NUM EQUIPAMENTO PORTÁTIL QUE IDENTIFICA E QUANTIFICA AS FONTES DE DANOS POR IMPACTOS E CARGAS MECÂNICAS DE COMPRESSÃO EXERCIDAS SOBRE PRODUTOS AGRÍCOLAS DURANTE AS OPERAÇÕES ENVOLVIDAS NAS ETAPAS DE PROCESSAMENTO. DIARIAMENTE, AS OPERAÇÕES ENVOLVIDAS NESTAS ETAPAS INDUZEM UM CERTO GRAU DE DANO AOS PRODUTOS AGRÍCOLAS, QUE NOS CASOS MAIS SEVEROS, RESULTAM NUMA DIMINUIÇÃO SIGNIFICATIVA DA QUALIDADE, PODENDO MESMO IMPEDIR A SUA COMERCIALIZAÇÃO COM CONSEQUENTE PERDA DE RECEITAS. O SISTEMA É CONSTITUÍDO POR QUATRO PARTES PRINCIPAIS, A SABER: (1) ESTRUTURA DE SUPORTE, (2) CONTROLO ELETRÓNICO, (3) CAMADA DE REVESTIMENTO ABSORVENTE E SOFTWARE DE CONTROLO. O SISTEMA POSSIBILITA AO UTILIZADOR ACEDER, AOS DADOS DA MONITORIZAÇÃO DA TEMPERATURA E DOS RESULTADOS DE IMPACTO E COMPRESSÃO MECÂNICA, AMBOS EM COORDENADAS TRIAXIAIS (X,Y,Z), PERMITINDO A IDENTIFICAÇÃO DE ZONAS, TÉCNICAS OU PROCEDIMENTOS QUE CONDUZIRÃO AOS DANOS DETETADOS, DE FORMA A SEREM DESENCADEADAS AÇÕES CORRETIVAS E/OU PREVENTIVAS PARA ELIMINAR E/OU MINIMIZAR A INCIDÊNCIA DE DANOS.The present invention is comprised of portable equipment which identifies and quantifies the sources of damages by mechanical compression loads and impacts on agricultural products during the operations involved in the processing steps. DAILY, THE OPERATIONS INVOLVED IN THESE STEPS INDICATE A CERTAIN DEGREE OF DAMAGE TO AGRICULTURAL PRODUCTS, WHICH, IN THE MOST SEVERE CASES, RESULT IN A SIGNIFICANT DECREASE IN THE QUALITY, EVEN THOUGH IT MAY PREVENT ITS MARKETING WITH A CONSEQUENT LOSS OF REVENUE. THE SYSTEM IS CONSIDERED BY FOUR MAIN PARTIES TO BE KNOWN: (1) SUPPORT STRUCTURE, (2) ELECTRONIC CONTROL, (3) ABSORBENT COATING LAYER AND CONTROL SOFTWARE. THE SYSTEM PROVIDES THE USER TO ACCESS, THE TEMPERATURE MONITORING DATA AND THE IMPACT AND MECHANICAL COMPRESSION RESULTS, BOTH IN TRIAXIAL (X, Y, Z) COORDINATES, ALLOWING THE IDENTIFICATION OF ZONES, TECHNIQUES OR PROCEDURES THAT WILL LEAD TO DETECTED DAMAGES, FORM TO BE UNINTERRUPTED AND / OR PREVENTIVE ACTIONS TO ELIMINATE AND / OR MINIMIZE THE INCIDENT OF DAMAGES.

Description

A PRESENTE INVENÇÃO CONSISTE NUM EQUIPAMENTO PORTÁTIL QUE IDENTIFICA E QUANTIFICA AS FONTES DE DANOS POR IMPACTOS E CARGAS MECÂNICAS DE COMPRESSÃO EXERCIDAS SOBRE PRODUTOS AGRÍCOLAS DURANTE AS OPERAÇÕES ENVOLVIDAS NAS ETAPAS DE PROCESSAMENTO. DIARIAMENTE, AS OPERAÇÕES ENVOLVIDAS NESTAS ETAPAS INDUZEM UM CERTO GRAU DE DANO AOS PRODUTOS AGRÍCOLAS, QUE NOS CASOS MAIS SEVEROS, RESULTAM NUMA DIMINUIÇÃO SIGNIFICATIVA DA QUALIDADE, PODENDO MESMO IMPEDIR A SUA COMERCIALIZAÇÃO COM CONSEQUENTE PERDA DE RECEITAS. O SISTEMA É CONSTITUÍDO POR QUATRO PARTES PRINCIPAIS, A SABER: (1) ESTRUTURA DE SUPORTE, (2) CONTROLO ELETRÓNICO, (3) CAMADA DE REVESTIMENTO ABSORVENTE E SOFTWARE DE CONTROLO. O SISTEMA POSSIBILITA AO UTILIZADOR ACEDER, AOS DADOS DA MONITORIZAÇÃO DA TEMPERATURA E DOS RESULTADOS DE IMPACTO E COMPRESSÃO MECÂNICA, AMBOS EM COORDENADAS TRIAXIAIS (Χ,Υ,Ζ), PERMITINDO A IDENTIFICAÇÃO DE ZONAS, TÉCNICAS OU PROCEDIMENTOS QUE CONDUZIRÃO AOS DANOS DETETADOS, DE FORMA A SEREM DESENCADEADAS AÇÕES CORRETIVAS E/OU PREVENTIVAS PARA ELIMINAR E/OU MINIMIZAR A INCIDÊNCIA DE DANOS.THIS INVENTION CONSISTS OF A PORTABLE EQUIPMENT THAT IDENTIFIES AND QUANTIFIES THE SOURCES OF DAMAGE BY IMPACTS AND MECHANICAL LOADS OF COMPRESSION EXERCISED ON AGRICULTURAL PRODUCTS DURING OPERATIONS INVOLVED IN THE PROCESSING STEPS. DAILY, THE OPERATIONS INVOLVED IN THESE STEPS INDUCT A CERTAIN DEGREE OF DAMAGE TO AGRICULTURAL PRODUCTS, WHICH IN THE MOST SEVERE CASES, RESULT IN A SIGNIFICANT DECREASE IN QUALITY, WHICH MAY EVEN PREVENT YOUR COMMERCIALIZATION WITH CONSEQUENTIAL LOSS. THE SYSTEM IS CONSTITUTED BY FOUR MAIN PARTS, TO KNOW: (1) SUPPORT STRUCTURE, (2) ELECTRONIC CONTROL, (3) ABSORBENT COATING LAYER AND CONTROL SOFTWARE. THE SYSTEM ALLOWS THE USER TO ACCESS, TO THE DATA OF THE TEMPERATURE MONITORING AND THE IMPACT AND MECHANICAL COMPRESSION RESULTS, BOTH IN TRIAXIAL COORDINATES (Χ, Υ, Ζ), ALLOWING THE IDENTIFICATION OF ZONES, DETENTION OR DETENTION, DETENTION OR DETECTION. CORRECTIVE AND / OR PREVENTIVE ACTIONS TO BE UNDERTAKEN TO ELIMINATE AND / OR MINIMIZE THE INCIDENCE OF DAMAGES.

RESUMOABSTRACT

SISTEMA PORTÁTIL PARA IDENTIFICAR E QUANTIFICAR FONTES DE DANOS EM APLICAÇÕES AGRÍCOLASPORTABLE SYSTEM TO IDENTIFY AND QUANTIFY SOURCES OF DAMAGE IN AGRICULTURAL APPLICATIONS

A presente invenção consiste num equipamento portátil que identifica e quantifica as fontes de danos por impactos e cargas mecânicas de compressão exercidas sobre produtos agrícolas durante as operações envolvidas nas etapas de processamento. Diariamente, as operações envolvidas nestas etapas induzem um certo grau de dano aos produtos agrícolas, que nos casos mais severos, resultam numa diminuição significativa da qualidade, podendo mesmo impedir a sua comercialização com consequente perda de receitas. 0 sistema é constituído por quatro partes principais, a saber: (1) estrutura de suporte, (2) controlo eletrónico, (3) camada de revestimento absorvente e software de controlo. 0 sistema possibilita ao utilizador aceder, aos dados da monitorização da temperatura e dos resultados de impacto e compressão mecânica, ambos em coordenadas triaxiais (x,y,z), permitindo a identificação de zonas, técnicas ou procedimentos que conduzirão aos danos detetados, de forma a serem desencadeadas ações corretivas e/ou preventivas para eliminar e/ou minimizar a incidência de danos.The present invention consists of portable equipment that identifies and quantifies the sources of damage from impacts and mechanical compression loads exerted on agricultural products during the operations involved in the processing steps. Daily, the operations involved in these stages induce a certain degree of damage to agricultural products, which in the most severe cases, result in a significant decrease in quality, and may even prevent their commercialization with consequent loss of revenue. The system consists of four main parts, namely: (1) support structure, (2) electronic control, (3) absorbent coating layer and control software. The system allows the user to access the temperature monitoring data and the results of impact and mechanical compression, both in triaxial coordinates (x, y, z), allowing the identification of zones, techniques or procedures that will lead to the detected damages, in order to take corrective and / or preventive actions to eliminate and / or minimize the incidence of damage.

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DESCRIÇÃODESCRIPTION

Domínio técnico da invençãoTechnical domain of the invention

A presente invenção diz respeito a um sistema portátil para identificar e quantificar fontes de dano em aplicações agrícolas. As operações envolvidas nas atividades de colheita, transporte, limpeza, calibração e armazenamento são os principais fatores de dano em produtos agrícolas, resultando na diminuição da qualidade dos alimentos com consequente limitação dos canais de distribuição (ex: destinos de exportação) e redução dos proveitos económicos. A presente invenção foi desenvolvida com o objetivo de permitir identificar, quantificar e monitorizar as fontes de dano por impacto, vibração e compressão mecânica provocados em géneros alimentícios na área agrícola.The present invention relates to a portable system for identifying and quantifying sources of damage in agricultural applications. The operations involved in harvesting, transportation, cleaning, calibration and storage activities are the main damage factors in agricultural products, resulting in decreased food quality with consequent limitation of distribution channels (eg, export destinations) and reduced income economic. The present invention was developed in order to identify, quantify and monitor the sources of damage caused by impact, vibration and mechanical compression caused by foodstuffs in the agricultural area.

Estado da técnica da invençãoState of the art of the invention

A área agrícola é um setor altamente industrializado e onde uma parte considerável das operações é realizada com recurso a equipamentos automatizados. Apesar das vantagens competitivas resultantes, os processos agrícolas automatizados requerem a otimização de um grande número de variáveis (ex. condições de operação, materiais, dimensões, etc.) de forma a minimizar ou mesmo eliminar os danosThe agricultural area is a highly industrialized sector and where a considerable part of the operations is carried out using automated equipment. Despite the resulting competitive advantages, automated agricultural processes require the optimization of a large number of variables (eg operating conditions, materials, dimensions, etc.) in order to minimize or even eliminate damage

2/10 causados nos alimentos. Para tal, a utilização de sistemas capazes de avaliar, identificar e quantificar fontes de dano causadas por impactos, vibrações e compressões na área agrícola assume particular relevância. Atualmente, os equipamentos comerciais disponíveis para este tipo de aplicações não possibilita a identificação e o registo simultâneo dos danos por impacto, compressão e vibração. Os sistemas disponíveis permitem apenas a avaliação de danos resultantes de impactos e vibrações, negligenciando os danos causados por compressões. De facto, os danos por compressão mecânica são bastante comuns, por exemplo, durante o transporte, armazenamento e conservação, devido ao facto dos alimentos se encontrarem empilhados no interior de embalagens.2/10 caused in food. To this end, the use of systems capable of assessing, identifying and quantifying sources of damage caused by impacts, vibrations and compressions in the agricultural area is particularly relevant. Currently, the commercial equipment available for this type of applications does not allow the simultaneous identification and registration of damage by impact, compression and vibration. The available systems allow only the evaluation of damages resulting from impacts and vibrations, neglecting the damages caused by compressions. In fact, damage by mechanical compression is quite common, for example, during transport, storage and conservation, due to the fact that the food is stacked inside packages.

No estado da arte, foi possível identificar diversos documentos de patente descrevendo sistemas para a deteção de fontes de dano para diversas aplicações:In the state of the art, it was possible to identify several patent documents describing systems for detecting sources of damage for different applications:

• US 4745564 A, BI e B2, na área agrícola, descreve um aparelho que mede e regista acelerações ou outras grandezas físicas através de um acelerómetro triaxial, ou seja, danos por impacto gue podem ocorrer em frutas ou computadores eletrónicos quando estes são manipulados e/ou transportados;• US 4745564 A, BI and B2, in the agricultural area, describes a device that measures and records accelerations or other physical quantities through a triaxial accelerometer, that is, impact damage that can occur on fruits or electronic computers when they are manipulated and / or transported;

• US 4387587 A descreve um sistema que deteta dados de desaceleração de um veículo durante ensaios de deslizamento, através de um acelerómetro com aplicações nos setores automóvel e aeronáutico. Os dados são posteriormente processados para determinar parâmetros como o comprimento de deslizamento e o coeficiente de fricção entre a superfície da estrada e o veículo de derrapagem;• US 4387587 A describes a system that detects vehicle deceleration data during slip tests, using an accelerometer with applications in the automotive and aeronautical sectors. The data is further processed to determine parameters such as the slip length and the friction coefficient between the road surface and the skid vehicle;

3/10 • US 4114450 A e US 4862394 A apresentam aparelhos que detetam e gravam dados de choque, altura de queda, temperatura e humidade relativa através de acelerómetros tri-axiais com aplicações na monitorização do dano de encomendas/produtos. O documento US 2868611 mede e regista elevadas acelerações envolvidas, por exemplo, queda de uma aeronave, provocando a destruição parcial do objeto devido ao embate num objeto fixo; GB 2196740 Al divulga um dispositivo de simulação de avaliação da tensão mecânica do processamento dos produtos agrícolas que inclui um cabo piezoelétrico ligado ao produto, de modo que os sinais causados pela tensão mecânica sejam analisados por equipamentos eletrónicos. O dispositivo encontra-se rodeado por um material resiliente;3/10 • US 4114450 A and US 4862394 A feature devices that detect and record shock, drop height, temperature and relative humidity data using tri-axial accelerometers with applications for monitoring damage to orders / products. The document US 2868611 measures and registers high accelerations involved, for example, the fall of an aircraft, causing partial destruction of the object due to the collision with a fixed object; GB 2196740 Al discloses a simulation device for assessing the mechanical stress of processing agricultural products that includes a piezoelectric cable connected to the product, so that signals caused by mechanical stress are analyzed by electronic equipment. The device is surrounded by a resilient material;

• DD 261439 Al revela um equipamento para determinar o efeito de pressão ou impacto de produtos agrícolas e hortofrutícolas durante as operações de colheita, armazenamento e através de uma folha de material piezoelétrico por forma a fornecer informações sobre os impactos ou pressões envolvidos;• DD 261439 Al reveals equipment to determine the pressure or impact effect of agricultural and horticultural products during harvesting, storage operations and through a sheet of piezoelectric material in order to provide information on the impacts or pressures involved;

• GB 2281625 Al divulga um equipamento de análise de dados para a avaliação de cargas de flexão durante o manuseamento mecânico de produtos agrícolas;• GB 2281625 Al discloses data analysis equipment for the assessment of flexural loads during the mechanical handling of agricultural products;

• US 7368312 BI divulga um método de fabrico de dispositivos de deteção/diagnóstico/avaliação miniaturizados com sensores ambientais integrados que monitorizam dados relativos à temperatura, humidade e aceleração em dois eixos.• US 7368312 BI discloses a method of manufacturing miniaturized detection / diagnosis / evaluation devices with integrated environmental sensors that monitor data relating to temperature, humidity and acceleration in two axes.

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Descrição geral da invençãoGeneral description of the invention

A presente invenção refere-se a um sistema portátil para identificar e quantificar fontes de dano por impactos e cargas mecânicas de compressão durante diversas operações na área agrícola, como são exemplos mas não limitadas, à colheita, transporte, lavagem, calibração, embalagem e conservação de alimentos. Contrariamente aos equipamentos atuais, o sistema desenvolvido permite identificar e quantificar, em simultâneo, danos por impacto, vibração e compressão mecânica, determinando a sua localização (x,y,z) exata no espaço.The present invention relates to a portable system to identify and quantify sources of damage by impacts and mechanical compression loads during various operations in the agricultural area, as examples, but not limited to, harvesting, transportation, washing, calibration, packaging and conservation of food. Contrary to current equipment, the developed system allows to identify and quantify, simultaneously, damage by impact, vibration and mechanical compression, determining its exact location (x, y, z) in space.

O sistema desenvolvido caracteriza-se por ser portátil, possuir autonomia limitada e permitir ao utilizador controlar e definir as condições operacionais mais adequadas a cada aplicação específica. O sistema permite ainda que o utilizador aceda aos dados da monitorização da temperatura e dos resultados de impacto e compressão mecânica, ambos em coordenadas tri-axiais (eixos x,y,z). Os componentes que constituem o sistema são facilmente substituídos, adicionados e/ou removidos de acordo com os requisitos intrínsecos a cada aplicação.The developed system is characterized by being portable, having limited autonomy and allowing the user to control and define the most appropriate operational conditions for each specific application. The system also allows the user to access data from temperature monitoring and the results of impact and mechanical compression, both in tri-axial coordinates (x, y, z axes). The components that make up the system are easily replaced, added and / or removed according to the requirements intrinsic to each application.

O sistema é constituído por quatro partes principais, a saber: (1) estrutura de suporte, (2) controlo eletrónico, (3) camada de revestimento absorvente e software de controlo.The system consists of four main parts, namely: (1) support structure, (2) electronic control, (3) absorbent coating layer and control software.

A estrutura de suporte corresponde ao componente que exerce funções de suporte estrutural e no qual são acopladas asThe support structure corresponds to the component that performs structural support functions and in which the

5/10 restantes partes do sistema. A estrutura de suporte pode ser constituída por uma ou mais partes acopladas entre si, podendo assumir uma grande variedade de formas geométricas, dimensões e caracteristicas mecânicas. As características geométricas da estrutura de suporte podem ser obtidas através de abordagens convencionais ou modernas. As primeiras incluem, mas não estão limitadas, à modelação computacional tridimensional (3D) da estrutura de suporte através de softwares de CAD (do inglês: Computer aided design) comerciais. As segundas incluem, mas não se encontram limitadas, à utilização de tecnologias de engenharia inversa para obter um modelo virtual 3D do alimento físico ou à utilização combinada de fotografia com segmentação de imagem para se obterem os contornos do género alimentício. Quer na utilização de tecnologias de engenharia inversa quer na utilização de fotografia combinada com a segmentação de imagem, os dados virtuais são aplicados para replicar uma estrutura de suporte com caracteristicas geométricas as mais aproximadas possíveis às do modelo físico original, minimizando possíveis interferências relacionadas com a disparidade na geometria do sistema, comparativamente ao alimento em estudo. A estrutura de suporte pode ser fabricada numa vasta gama de materiais metálicos, poliméricos, cerâmicos e compósitos, através de tecnologias de fabrico convencionais (exemplo: remoção de material) ou avançadas (exemplo: fabricação aditiva). A estrutura de suporte possui ainda um orifício que permite a passagem de uma ficha do tipo USB para comunicação com um computador e vários orifícios para a passagem de sensores localizados na superfície externa da estrutura de suporte. A comunicação entre o sistema e o computador pode ainda realizar-se via wireless.5/10 remaining parts of the system. The support structure can consist of one or more parts coupled together, and can assume a wide variety of geometric shapes, dimensions and mechanical characteristics. The geometric characteristics of the support structure can be obtained through conventional or modern approaches. The former include, but are not limited to, three-dimensional (3D) computational modeling of the support structure using commercial CAD (Computer aided design) software. The second include, but are not limited to, the use of reverse engineering technologies to obtain a virtual 3D model of physical food or the combined use of photography with image segmentation to obtain the contours of the foodstuff. Whether using reverse engineering technologies or using photography combined with image segmentation, virtual data is applied to replicate a support structure with geometric characteristics as close as possible to those of the original physical model, minimizing possible interference related to disparity in the geometry of the system, compared to the food under study. The support structure can be manufactured in a wide range of metallic, polymeric, ceramic and composite materials, using conventional (example: material removal) or advanced (example: additive) manufacturing technologies. The support structure also has a hole that allows the passage of a USB type plug for communication with a computer and several holes for the passage of sensors located on the external surface of the support structure. Communication between the system and the computer can also take place via wireless.

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O controlo eletrónico é composto por um microcontrolador no qual se encontram diversos componentes eletrónicos, incluindo mas não limitados, a periféricos (ex. fonte de alimentação - bateria, entrada USB), sensores de temperatura, acelerómetros tri-axiais e sensores de compressão. O controlo eletrónico permite detetar, identificar, monitorizar, armazenar e partilhar os dados relativos a impactos, compressão mecânica e temperatura, encontrando-se acoplado à estrutura de suporte por intermédio de múltiplos sistemas de fixação. O controlo eletrónico permite a conexão a um computador via USB, possibilitando, entre outros, a partilha de informação com o utilizador, a definição das condições de operação (ex. sensibilidade do sistema) do sistema, e o carregamento das fontes de alimentação.The electronic control consists of a microcontroller in which there are several electronic components, including, but not limited to, peripherals (eg power supply - battery, USB port), temperature sensors, tri-axial accelerometers and compression sensors. The electronic control allows to detect, identify, monitor, store and share data related to impacts, mechanical compression and temperature, being attached to the support structure through multiple fixation systems. The electronic control allows the connection to a computer via USB, allowing, among others, the sharing of information with the user, the definition of the operating conditions (eg system sensitivity) of the system, and the charging of the power supplies.

A camada de revestimento absorvente é um componente que pode ser composto por uma ou várias partes acopladas entre si, encontrando-se a envolver toda a superfície externa da estrutura de suporte, com exceção da porta USB. Este componente atua como uma capa que reveste a estrutura de suporte e, consequentemente o controlo eletrónico e seus constituintes, conferindo proteção adicional contra choques e forças externas, garantindo a estanquicidade de todo o sistema e, permitindo a transferência adequada de cargas mecânicas para os sensores de compressão localizados na interface entre a superfície interna da camada de revestimento absorvente e a superfície externa da estrutura de suporte. A camada de revestimento absorvente pode assumir diversas formas geométricas, dimensões e espessuras, podendo ser fabricada numa grande variedade deThe absorbent coating layer is a component that can be composed of one or more parts connected to each other, and it surrounds the entire external surface of the support structure, with the exception of the USB port. This component acts as a layer that covers the support structure and, consequently, electronic control and its constituents, providing additional protection against shocks and external forces, ensuring the tightness of the entire system and allowing the proper transfer of mechanical loads to the sensors. compression elements located at the interface between the inner surface of the absorbent coating layer and the outer surface of the support structure. The absorbent coating layer can take on various geometric shapes, dimensions and thicknesses, and can be manufactured in a wide variety of

7/10 materiais, incluindo mas não limitada, a silicones e elastómeros.7/10 materials, including but not limited to, silicones and elastomers.

O software de controlo constitui a interface entre o utilizador e o sistema, permitindo entre outros, a definição das condições operacionais, a monitorização dos dados em tempo real, o download dos resultados e a consulta sobre o estado de carga do sistema.The control software constitutes the interface between the user and the system, allowing, among others, the definition of operational conditions, the monitoring of data in real time, the download of results and consultation on the system's load status.

Descrição das FigurasDescription of the Figures

Figura 1: Representação esquemática da presente invenção. Na qual (1) representa a estrutura de suporte, (2) representa o controlo eletrónico e (3) representa a camada de revestimento absorvente.Figure 1: Schematic representation of the present invention. In which (1) represents the support structure, (2) represents the electronic control and (3) represents the absorbent coating layer.

Figura 2: Representação esquemática da estrutura de suporte do sistema portátil. Na qual (4) representa a ranhura para a ligação dos sensores, (5) representa o sensor de compressão e (6) representa a abertura para a ligação do USB.Figure 2: Schematic representation of the support structure of the portable system. In which (4) represents the slot for connecting the sensors, (5) represents the compression sensor and (6) represents the opening for connecting the USB.

Figura 3: Representação esquemática do controlo eletrónico, segundo a vista superior. Na qual (7) representa a entrada USB, (8) representa a ficha de ligação ao sensor de compressão, (9) representa o microcontrolador, (10) representa a ficha de programação e debug, (11) representa o carregador de bateria, (12) representa a memória EEPROM, (13) representa o sensor de temperatura e (14) representa acelerómetro tri-axial.Figure 3: Schematic representation of the electronic control, according to the top view. In which (7) represents the USB input, (8) represents the connector plug for the compression sensor, (9) represents the microcontroller, (10) represents the programming and debug plug, (11) represents the battery charger, (12) represents the EEPROM memory, (13) represents the temperature sensor and (14) represents tri-axial accelerometer.

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Figura 4: Representação esquemática do controlo eletrónico, segundo a vista inferior. Na qual (8) representa a ficha de ligação ao sensor de compressão, (15) representa a bateria e (16) representa a ficha de ligação à bateria.Figure 4: Schematic representation of the electronic control, according to the bottom view. In which (8) represents the connector plug for the compression sensor, (15) represents the battery and (16) represents the connector for the battery.

Descrição detalhada da invençãoDetailed description of the invention

A presente invenção e as suas vantagens são melhor entendidas com referência aos desenhos. Os elementos dos desenhos não estão necessariamente à escala, no entanto, são ilustrados claramente os princípios da invenção.The present invention and its advantages are best understood with reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily to scale, however, the principles of the invention are clearly illustrated.

O sistema apresentado contempla: uma estrutura de suporte (1); controlo eletrónico (2); camada de revestimento absorvente (3) ; ranhura para a ligação dos sensores (4) ; sensor de compressão (5) ; abertura para a ligação do USB (6); entrada USB (7); ficha de ligação ao sensor de compressão (8); microcontrolador (9); a ficha de programação e debug (10); carregador de bateria (11); memória EEPROM (12); sensor de temperatura (13), acelerómetro tri-axial (14), a bateria (15) e ficha de ligação à bateria (16).The system presented includes: a support structure (1); electronic control (2); absorbent coating layer (3); slot for connecting the sensors (4); compression sensor (5); opening for the USB connection (6); USB port (7); connector for compression sensor (8); microcontroller (9); the schedule and debug form (10); battery charger (11); EEPROM memory (12); temperature sensor (13), tri-axial accelerometer (14), battery (15) and battery connector (16).

O sistema é constituído por quatro partes fundamentais, designadamente, estrutura de suporte (1), controlo eletrónico (2) , camada de revestimento absorvente (3) e software de controlo.The system consists of four fundamental parts, namely, support structure (1), electronic control (2), absorbent coating layer (3) and control software.

A estrutura de suporte (1) exerce funções de suporte estrutural o qual está acoplado à camada de revestimento absorvente (3) e ao controlo eletrónico (2). Esta possuiThe support structure (1) functions as a structural support which is coupled to the absorbent coating layer (3) and to the electronic control (2). This has

9/10 uma abertura para a ligação do USB (6) que permite a leitura dos dados solicitados pelo utilizador num computador e várias ranhuras para a ligação dos sensores (4). Os sensores de compressão (5) estão localizados na superfície externa da estrutura de suporte (1).9/10 an opening for the USB connection (6) that allows the reading of the data requested by the user on a computer and several slots for the connection of the sensors (4). The compression sensors (5) are located on the outer surface of the support structure (1).

O controlo eletrónico (2) é constituído por um microcontrolador (9) que monitoriza a bateria (15), que por sua vez está conectada à ficha de ligação à bateria (16), ficha de programação e debug (10), sensor de temperatura (13), acelerómetro tri-axial (14) e sensores de compressão (5) , que por sua vez se conectam às fichas de ligação correspondentes (8).The electronic control (2) consists of a microcontroller (9) that monitors the battery (15), which in turn is connected to the battery connection plug (16), programming and debug plug (10), temperature sensor (13), tri-axial accelerometer (14) and compression sensors (5), which in turn connect to the corresponding connection plugs (8).

O controlo eletrónico (2) permite monitorizar os dados relativos aos impactos através do acelerómetro tri-axial (14), compressões mecânicas através dos sensores de compressão (5) e temperatura através do sensor de temperatura (13), podendo ser conectado a um computador através da entrada USB (7) , possibilitando, caso o utilizador pretenda, a partilha ou consulta de dados relativos às medições e o carregamento da bateria (15). A informação recolhida pode ser copiada pelo utilizador para uma análise gráfica posterior. Esta cópia é possível ser feita via USB (7).The electronic control (2) allows to monitor the data related to the impacts through the tri-axial accelerometer (14), mechanical compressions through the compression sensors (5) and temperature through the temperature sensor (13), being able to be connected to a computer through the USB input (7), allowing, if the user wishes, the sharing or consultation of data related to measurements and battery charging (15). The collected information can be copied by the user for later graphical analysis. This copy is possible via USB (7).

A camada de revestimento absorvente (3) é um componente que envolve a superfície externa da estrutura de suporte (1). Esta atua como capa protetora contra choques e forças externas da estrutura de suporte (1) e do controlo eletrónico (2) . Garante ainda a estanquicidade de todo o / 10 sistema permitindo a transferência adequada de cargas mecânicas para os sensores de compressão (5).The absorbent coating layer (3) is a component that surrounds the outer surface of the support structure (1). This acts as a protective cover against shocks and external forces from the support structure (1) and the electronic control (2). It also guarantees the tightness of the entire / 10 system, allowing the adequate transfer of mechanical loads to the compression sensors (5).

O software de controlo é o intermediário entre o utilizador e o sistema, possibilitando a definição das condições operacionais, a monitorização dos dados, o download dos resultados e a consulta sobre o estado de carga da bateria (15) .The control software is the intermediary between the user and the system, making it possible to define the operational conditions, monitor the data, download the results and consult the battery charge status (15).

Exemplos de aplicaçãoApplication examples

O sistema portátil para identificar e quantificar fontes de dano em aplicações agrícolas descrito no presente documento apresenta uma vasta gama de aplicações que envolvem a identificação e quantificação de fontes de dano provocado por impacto, vibração e compressão mecânica. Este sistema pode ser aplicado no estudo e otimização de linhas de processamento de produtos agrícolas, avaliação da capacidade de novos materiais em diminuir o dano causado a alimentos, entre outros.The portable system for identifying and quantifying sources of damage in agricultural applications described in this document presents a wide range of applications that involve the identification and quantification of sources of damage caused by impact, vibration and mechanical compression. This system can be applied in the study and optimization of agricultural product processing lines, evaluation of the ability of new materials to reduce the damage caused to food, among others.

Claims

1. Portable system to identify and quantify sources of damage from impacts and mechanical compression loads during various operations in the agricultural area characterized by being made up of:

a) support structure (1) coupled to the absorbent coating layer (3) and the electronic control (2), which has an opening (6) for connecting the USB, at least one slot (4) for connecting the compression sensors and sensors (5) located on the external surface of the support structure (1) and which connect to the connection plugs (8);

b) electronic control (2) consists of a microcontroller (9) that monitors the battery (15) which is connected to the connection plug (16) to the battery, programming and debug plug (10), temperature sensor (13), triaxial accelerometer (14) and compression sensors (5);

c) absorbent coating layer (3) that surrounds the external surface of the support structure (1);

d) USB port (7), battery charger (11), EEPROM memory (12) and control software.

System according to claim 1, characterized in that the support structure (1) is made of metallic, polymeric, ceramic or composite materials.

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System according to claim 1, characterized in that the coating layer (3) is made of silicone or elastomer.