PT2724166E - Acelerómetro pendular - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "ACELERÓMETRO PENDULAR" A presente invenção refere-se a um método e a um sistema de medição de uma variação de velocidade de um corpo móvel em função do tempo, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Em particular, a presente invenção refere-se ao dominio dos veículos, designadamente veículos guiados, que necessitam de uma medição segura da sua aceleração, como por exemplo os veículos guiados do domínio ferroviário. Por «veículo guiado», faz-se referência aos meios de transporte comuns, tais como autocarros, eléctricos, tróleis, metros, comboios ou unidades de comboio, etc., para os quais o aspeto de segurança é muito importante. De um modo geral, a presente invenção aplica-se a qualquer móvel (i.e., a qualquer corpo que se move ou que é movido, como, por exemplo, um veículo automóvel) obrigado a respeitar pelo menos um critério de segurança de aceleração. Este critério de segurança é, designadamente, suscetível de garantir a segurança do referido móvel no momento de uma aceleração, por exemplo, uma travagem de emergência. Por aceleração, a presente invenção fará referência às acelerações positivas (aumento da velocidade em função do tempo) e às acelerações negativas ou às desacelerações (diminuição da velocidade em função do tempo) do móvel.

Para numerosos móveis, em particular os móveis que permitem o transporte de passageiros como, por exemplo, os metros manuais ou automáticos, de rolamento em ferro ou em pneu, é necessário determinar se a aceleração, positiva ou negativa, sofrida pelo móvel é superior ou não a um valor limite de aceleração predefinida. Por exemplo, para assegurar a segurança de um veiculo guiado, tal como um metro, a aceleração deste último no momento de uma travagem de emergência deve, imperativamente, respeitar simultaneamente vários critérios de segurança, designadamente: - um valor de desaceleração minimo, tomado como hipótese para cálculos de distância de paragem de segurança (tipicamente 1,8 m/s2); - um valor de desaceleração máximo, para lá do qual os passageiros de pé a bordo do veiculo correm o risco de cair (tipicamente: -0.32 g, i.e., uma desaceleração de 3,2 m/s2 acordo com a norma ASCE 21, ou ainda 3,5 m/s2 de acordo com a norma EN 13452) .

Por via de regra, quando é emitida uma ordem de travagem de emergência, uma válvula eletromagnética de um travão de emergência abre-se, permitindo a referida abertura uma diminuição de uma pressão hidráulica ou pneumática que provoca uma ativação do travão de emergência e um aumento da desaceleração do móvel (a velocidade do referido móvel diminui em função do tempo). Depois, quando a desaceleração atinge ou ultrapassa um valor limite predeterminado, uma outa válvula eletromagnética, chamada válvula eletromagnética de limitação do travão de emergência, fecha-se, provocando o referido fecho uma manutenção constante da referida pressão e uma manutenção sensivelmente constante da desaceleração. Finalmente, no momento da paragem do veiculo a desaceleração anula-se, a válvula eletromagnética de limitação do travão de emergência abre-se e a pressão diminui até zero (purga completa). 0 facto de não se respeitar o primeiro critério de segurança (valor de desaceleração mínimo) é um incidente de gravidade I, considerado "catastrófico" no sentido da norma EN-50126 e que necessita de uma lógica de comando SIL4. 0 facto de não se respeitar o segundo critério de segurança (valor de desaceleração máxima) é um incidente de gravidade II, considerado como "crítico" ou III considerado "marginal" no sentido da norma EN-50126, que requer, portanto, de uma lógica de comando SIL2. Um outro critério de segurança é uma variação rápida da desaceleração do referido móvel no momento de uma travagem de emergência. Com efeito, um "Jerk" da ordem de 3 a 6 m/s3 deve ser respeitado no momento de uma travagem de emergência para assegurar a segurança do referido móvel.

Este "Jerk" implica um método e um dispositivo de medição da variação da velocidade do móvel em função do tempo, caracterizado por um tempo de resposta curto. Assim, a deteção da ultrapassagem de um nível de desaceleração deve ser feita antes que a desaceleração do móvel atinja este limite, de modo a dar ao sistema de travagem tempo para reagir. São conhecidos pelos peritos no ramo numerosos métodos e dispositivos de medição da aceleração de um móvel. Alguns desacelerómetros utilizam, por exemplo, um tubo cheio com mercúrio para medir a desaceleração do móvel. Assim, o documento GB 2 211 942 A descreve um dispositivo apto a medir uma aceleração a partir de uma medição elétrica ou óptica de uma deslocação de um fluido, em particular mercúrio, contido no interior de um tubo selado em forma de «U» ou de «0». Infelizmente, o referido tubo é frágil, facilmente danificável e, portanto, suscetível de libertar o referido fluido que pode, designadamente, revelar-se nocivo quando se trata de mercúrio. Além disso, geralmente esses desacelerómetros apenas podem indicar a variação de velocidade do móvel em função do tempo de acordo com um único sentido de deslocação do referido móvel. Por conseguinte, cada sentido de deslocação do móvel deve estar associado ao seu próprio dispositivo de medição da aceleração. Em particular, no caso de veículos guiados caracterizados por dois sentidos de deslocação, respetivamente uma deslocação em marcha à frente e uma deslocação em marcha atrás, são necessários dois desacelerómetros para cobrir a medição da aceleração nos referidos dois sentidos de deslocação.

Um outro dispositivo de medição da aceleração é descrito no documento US 4,849,655. Trata-se de um dispositivo composto por dois elementos, um primeiro elemento fixo e um segundo elemento que tem um movimento relativo em relação ao referido primeiro elemento. Estes dois elementos são, por exemplo, respetivamente um emissor de campo magnético e um sensor de efeito hall. No momento de uma aceleração, o movimento relativo entre os dois elementos produz uma variação do campo magnético que é detetada pelo sensor. Este último produz então um sinal correlacionado com a variação de velocidade do móvel. Em seguida este sinal é tratado eletronicamente para ser utilizado, designadamente, para controlar uma travagem do referido móvel.

Outros dispositivos são baseados, designadamente, numa deteção e numa medição de aceleração a partir de um sensor que altera a tensão em função do seu sentido de rotação (US 5,659,137), num acelerador angular que utiliza mercúrio como massa de inércia (US 3,147,391), numa medição de deslocação de uma parte de um pêndulo imersa num liquido (US 5,134,883). Infelizmente, os seus princípios de funcionamento são geralmente complexos, necessitando, por exemplo, de uma análise de sinal, e implicando também um custo de fabrico significativo. Por outro lado, estes dispositivos não são fiáveis durante muito tempo de funcionamento, estando sujeitos a um desgaste designadamente mecânico das suas peças constituintes, assim como das peças que cooperam com a medição de aceleração.

Outros dispositivos, descritos nos documentos DE 199 23 412 Al e US 3 908 782 A, permitem igualmente detetar uma aceleração que ultrapassa um limite predefinido.

Um objetivo da presente invenção é propor um dispositivo de medição de uma variação da velocidade de um móvel em função do tempo, que seja simples, economicamente vantajoso (designadamente para permitir uma manutenção, fora das verificações correntes, por simples substituição do referido dispositivo), seguro, fiável, e capaz de estabelecer rapidamente a referida medição da referida variação de velocidade em função do tempo (i.e., tendo um tempo de resposta curto, designadamente da ordem de 100 a 200 ms).

Um outro objetivo da presente invenção é, em particular, permitir uma determinação fiável de uma ultrapassagem de um valor limite de aceleração predefinido (valor limite tolerável) sofrido pelo móvel, independentemente de um tratamento de um sinal destinado a determinar a referida ultrapassagem.

Nestes objetivos, propõe-se um dispositivo de acordo com o conteúdo da reivindicação 1. Um conjunto de reivindicações dependentes apresenta igualmente vantagens da invenção. A presente invenção propõe um dispositivo de medição de uma aceleração de um móvel, sendo o referido dispositivo de medição destinado a equipar o referido móvel e compreendendo: - um pêndulo capaz de oscilar em torno de um centro instantâneo de rotação 0 (i.e., um ponto em torno do qual é capaz de oscilar o referido pêndulo, ou em particular do seu centro de massa, num dado momento em relação a um referencial de referência, por exemplo o referido móvel, ou uma caixa de proteção do referido pêndulo); - um sistema de deteção capaz de detetar uma oscilação do referido pêndulo suscetível de resultar da referida aceleração; - o pêndulo tem uma configuração geométrica que permite a sua cooperação com o referido sistema de deteção, sendo a referida configuração geométrica de molde a permitir unicamente ao referido sistema de deteção assinalar uma oscilação do referido pêndulo que ultrapasse, ou em particular, que transponha, um valor limite de oscilação, ou, dito de outro modo, a referida configuração geométrica permite ao sistema de deteção gerar um sinal de deteção capaz de indicar unicamente que o referido pêndulo sofreu uma aceleração que ultrapassa um valor limite de aceleração. 0 sistema de deteção de acordo com a invenção pode compreender, em particular, um detetor disposto perpendicularmente a um plano de oscilação do referido pêndulo e, de preferência, igualmente perpendicular a um eixo que passa pelo centro de massa do pêndulo em repouso (estando o referido eixo alinhado, por exemplo, no campo gravitacional) e pelo centro instantâneo de rotação 0. Por plano de oscilação faz-se referência, designadamente, ao plano no qual se desloca o centro de massa do referido pêndulo quando o referido pêndulo oscila em torno do referido centro de rotação 0. O referido sistema de deteção de acordo com a invenção pode igualmente compreender um emissor destinado a cooperar com o referido detetor. O referido emissor e o referido detetor são destinados a cooperar um com o outro para gerar um sinal de deteção que não necessita de qualquer tratamento para ser interpretado por um sistema de travagem, porque é capaz de indicar diretamente se uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa o referido valor limite de oscilação. Por exemplo, o referido emissor é um dispositivo que gera um feixe luminoso e o detetor é um dispositivo de deteção fotoelétrico, ou ainda, o referido sistema de deteção é um detetor de proximidade capacitivo ou indutivo, compreendendo um emissor capaz de emitir um campo magnético ou elétrico suscetível de interagir com um objeto contido no corpo do referido pêndulo, em particular, um objeto metálico ou magnético, e um detetor é capaz de detetar uma variação do referido campo magnético, ou elétrico, designadamente no momento de uma interação do referido objeto com o referido campo magnético, ou elétrico. Outros pares emissor-detetor serão apresentados de maneira mais pormenorizada no que se segue no documento. A referida configuração geométrica de acordo com a invenção pode, em particular, ser definida em função da massa do pêndulo, da posição do seu centro de massa em relação ao centro instantâneo de rotação, do seu plano de oscilação, de uma posição do sistema de deteção em relação ao referido pêndulo, para garantir que apenas uma oscilação que ultrapasse um valor limite de oscilação seja detetável pelo referido sistema de deteção. De modo preferencial, a referida configuração geométrica é tal que o referido pêndulo compreende, num local do referido pêndulo destinado a encontrar-se em frente do referido sistema de deteção (em particular, em frente do referido detetor) quando a referida oscilação equivale ao referido valor limite de oscilação, uma interface entre dois meios, respetivamente um primeiro meio e um segundo meio, em que apenas um dos dois meios é apto a cooperar com o referido sistema de deteção para assinalar a referida ultrapassagem ou transposição do valor limite de oscilação. 0 referido sistema de deteção é assim capaz de assinalar uma passagem do referido primeiro meio para o referido segundo meio e inversamente e, portanto, qualquer ultrapassagem ou transposição de um valor limite de oscilação, e portanto, de um valor limite de aceleração correspondente ao referido valor limite de oscilação.

Por interface, faz-se referência à superfície que separa os dois meios, que podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. Por meio, faz-se referência a um conjunto de elementos físicos capazes de constituir um corpo (sólido, líquido, gasoso) suscetível de interagir ou, respetivamente, não interagir com o sistema de deteção. Por exemplo, o primeiro meio e o segundo meio podem, cada um, ser um corpo sólido, ou ainda o primeiro meio pode ser um corpo sólido, enquanto o segundo meio é um corpo gasoso.

De preferência, de acordo com uma forma de realização particular, o primeiro meio é constituído por uma parte não metálica do referido pêndulo, e o segundo meio é constituído por uma parte metálica suscetível de desempenhar o papel de emissor. Ou ainda, de acordo com uma outra forma de realização particular, o primeiro meio poderia ser um material sólido destinado a formar o corpo do referido pêndulo, e o segundo meio poderia ser um gás contido em, ou ocupando (por exemplo temporariamente) uma cavidade do referido pêndulo, por exemplo uma abertura ou uma janela inscrita no corpo do referido pêndulo. Vantajosamente, o referido detetor é, em particular, capaz de detetar uma passagem do referido primeiro para o referido segundo meio quando a referida oscilação é superior ou igual ao referido valor limite, sendo a referida passagem assim suscetível de provocar direta ou indiretamente uma sinalização pelo referido detetor de uma ultrapassagem de um valor limite de oscilação. 0 referido sinal de deteção suscetível de ser gerado pelo detetor é, em particular, caracterizado por dois estados, um primeiro estado caracterizável por um primeiro valor do sinal de deteção e relativo à não ultrapassagem do referido valor limite de oscilação, e um segundo estado caracterizável por um segundo valor do sinal de deteção e relativo à ultrapassagem do referido valor limite de oscilação. Neste caso, o sistema de travagem pode, em particular, ser diretamente ativado em função do estado do sinal de deteção (ou dito de outro modo, do valor do referido sinal de deteção) gerado pelo detetor, livre de qualquer tratamento do referido sinal de deteção. A referida sinalização corresponde, portanto, simplesmente a uma mudança do estado do referido sinal de deteção, que permite, designadamente, ativar ou desativar um sistema de travagem, ou, por exemplo, uma válvula eletromagnética de limitação do travão de emergência.

De maneira preferencial, a referida configuração geométrica de acordo com a invenção é tal que o referido pêndulo compreende, num outro local do referido pêndulo destinado a encontrar-se em frente do referido sistema de deteção quando a referida oscilação equivale a um outro valor limite, a referida interface entre os referidos dois meios. Vantajosamente, o referido local e o referido outro local permitem definir dois valores limites de oscilações, sendo cada um suscetível de desencadear uma sinalização, pelo referido detetor, da ultrapassagem do referido valor limite ou do referido outro valor limite de oscilação, por exemplo, respetivamente para um sentido de deslocação do móvel e um outro sentido de deslocação do referido móvel.

Em particular, o referido pêndulo tem uma forma simétrica em relação a um plano de simetria que passa pelo seu centro de massa e pelo centro instantâneo de rotação 0, sendo o referido plano de simetria perpendicular ao plano de oscilação do referido pêndulo, sendo o referido local e o referido outro local equidistantes do referido plano de simetria, e estendendo-se o mesmo meio do referido primeiro local para o referido segundo local. 0 referido pêndulo pode, por exemplo, ser um pêndulo plano ou um pêndulo tridimensional. Em particular, o referido pêndulo é um corpo plano e o referido mesmo meio que se estende do referido primeiro local para o referido segundo local forma uma janela no corpo plano.

De maneira preferencial, o referido sistema de deteção compreende um único detetor e um único emissor, a referida configuração geométrica permite, vantajosamente, que o referido sistema de deteção assinale a ultrapassagem do referido valor limite de oscilação (destinado, por exemplo, a caracterizar uma aceleração positiva) e do referido outro valor limite de oscilação (destinado, por exemplo, a caracterizar uma aceleração negativa).

Além disso, o dispositivo de medição de acordo com a invenção é, em particular, caracterizado por compreender um travão destinado a amortecer o pêndulo quando uma oscilação ultrapassa o referido valor limite. 0 referido travão compreende, por exemplo, uma pista de atrito destinada a cooperar com uma superfície do referido pêndulo, ou ainda pelo menos um íman permanente.

Exemplos de formas de realização e de aplicações fornecidas com o auxílio das figuras anexas auxiliarão a compreender melhor a presente invenção. Os números de referência utilizados numa figura são retomados de maneira coerente nas outras figuras.

Figura 1 - exemplo de realização de acordo com a invenção de um dispositivo de medição da aceleração acoplável a um veiculo (IA vista de frente; IB vista de cima).

Figura 2 - exemplo de realização de uma primeira configuração geométrica do pêndulo de acordo com a invenção.

Figura 3 - exemplo de realização de acordo com a invenção de um travão do dispositivo de acordo com a invenção.

Figura 4 ilustração do funcionamento de um sistema de deteção de acordo com a invenção.

Figuras 5 - exemplo de realização de uma outra configuração geométrica do pêndulo de acordo com a invenção.

Figuras 6 - ilustração de uma deteção de uma ultrapassagem de um limite de oscilação para a referida outra configuração geométrica do pêndulo de acordo com a invenção.

Figuras 7 - exemplo de realização de acordo com a invenção de um travão que compreende um iman permanente e interação do referido travão com o pêndulo em repouso.

Figuras 8 - exemplo de realização de acordo com a invenção de um travão compreendendo um iman permanente e interação do referido travão com o pêndulo em movimento.

Figura 9 - exemplo de realizações do dispositivo de acordo com a invenção que permitem uma regulação de um limite de aceleração destinado a ser detetado pelo dispositivo de acordo com a invenção.

Figura 10 - exemplo de realização de acordo com a invenção de um dispositivo de medição de uma aceleração compreendendo sistemas de deteção redundantes. A titulo de exemplo, a figura 1 mostra um dispositivo 1 de medição de uma aceleração, sendo o referido dispositivo 1 destinado a equipar um móvel para determinar se uma aceleração do referido móvel ultrapassa pelo menos um valor limite de aceleração. A figura IA apresenta uma vista de frente do referido dispositivo 1, enquanto a figura IB apresenta uma vista de cima do referido dispositivo 1, de acordo com o corte P. O referido dispositivo 1 de medição de acordo com a invenção compreende: - um pêndulo 11 capaz de oscilar em torno de um centro instantâneo de rotação 0, podendo o referido pêndulo 11, em particular, girar em torno de uma rótula 12 suscetível de compreender o referido centro instantâneo de rotação; - um sistema de deteção compreendendo, em particular, um emissor 131 e um detetor 132, sendo o referido sistema de deteção capaz de detetar uma oscilação do referido pêndulo 11 suscetível de resultar da referida aceleração; e sendo caracterizado por - o pêndulo 11 ter uma configuração geométrica que permite a sua cooperação com o referido sistema de deteção, sendo a referida configuração geométrica tal que permite ao referido sistema de deteção, em particular ao referido detetor 132, gerar um sinal de deteção capaz de assinalar unicamente uma oscilação do referido pêndulo 11 que ultrapasse ou transponha um valor limite, ou dito de outro modo, que o referido pêndulo 11 sofra uma aceleração que ultrapasse um valor limite de aceleração.

Em particular, o dispositivo 1 pode ser acoplado a um veiculo estando, por exemplo, fixado a uma plataforma horizontal do referido veiculo e ligado a um sistema de travagem 2 do referido veiculo. De preferência, o detetor 132 do sistema de deteção pode ser diretamente ligado ao referido sistema de travagem 2. Vantajosamente, o dispositivo 1 de acordo com a invenção permite identificar de maneira rápida, segura e fiável, uma ultrapassagem de um valor limite, em particular predefinido, de aceleração do referido veiculo, quer seja um veiculo ferroviário, quer seja um metro/elétrico com rolamento de ferro ou pneumático, e limitar a referida aceleração transmitindo o referido sinal de deteção ao referido sistema de travagem 2. 0 referido sinal de deteção pode, por exemplo, ser transmitido, quer diretamente em redes pneumáticas, hidráulicas, ou elétricas do veiculo, quer a uma unidade central de controlo da travagem, ou ainda a uma unidade geral de controlo do veiculo, tal como, por exemplo, uma unidade de controlo de um comboio automático capaz de gerir o referido sistema de travagem.

De maneira preferencial, a referida configuração geométrica do referido pêndulo 11 é tal que o referido pêndulo 11 compreende, num local 111 destinado a encontrar-se em frente do referido detetor 132 quando a referida oscilação equivale ao referido valor limite de oscilação, uma interface entre dois meios, respetivamente um primeiro meio e um segundo meio, em que apenas um dos dois meios é apto a cooperar com o referido sistema de deteção para que o referido sinal de deteção assinale unicamente uma transposição de um valor limite de oscilação, ou, dito de outro modo, de aceleração. Em particular, o referido pêndulo compreende, num outro local 112 destinado a encontrar-se em frente do referido detetor 132 quando a referida oscilação equivale a um outro valor limite, a referida interface entre os referidos dois meios. Por exemplo, o referido primeiro meio é formado por um corpo opaco que constitui o corpo do pêndulo 2 e que envolve uma janela 13 praticada no referido corpo do referido pêndulo 11, e o segundo meio 2 é um gás que pode ocupar a referida janela 13 e que envolve o corpo do referido pêndulo 11, por exemplo, azoto que enche a referida caixa 3 de proteção estanque do referido pêndulo. A referida janela 13 estende-se, em particular, do referido primeiro local 111 para o referido outro local 112. Neste caso, o referido emissor 131 é, de preferência, um dispositivo capaz de emitir um feixe luminoso 14 capaz de atravessar a referida janela para ser detetado pelo referido detetor 132 enquanto que a oscilação do referido pêndulo é inferior ao referido valor limite de oscilação, sendo o referido corpo opaco apto a parar o referido feixe luminoso 14 desde que a referida oscilação do referido pêndulo seja superior ou igual ao referido valor limite de oscilação. Assim, a passagem do referido segundo meio para o referido primeiro meio é detetável pelo referido detetor 132 unicamente quando uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa pelo menos um valor limite de oscilação.

Por oscilação do referido pêndulo, faz-se referência, em particular, ao movimento de balanceiro do referido pêndulo quando este último deixa uma posição de equilíbrio em repouso Po, sendo o referido movimento caracterizável em qualquer momento por um ângulo de inclinação do referido pêndulo que se pode exprimir em graus ou radianos e forma entre uma reta que passa pelo centro instantâneo de rotação e pelo centro de massa do referido pêndulo quando este último está em repouso, e pela referida mesma reta quando o referido pêndulo está em movimento (um movimento de 1 grau de liberdade é considerado) . 0 referido ângulo de inclinação caracteriza assim o desvio do referido pêndulo da sua posição de equilíbrio para repouso. Cada valor limite de aceleração que deve ser detetado pelo referido dispositivo 1 é calculado em função das características físicas do pêndulo um valor limite de oscilação que pode ser expresso em graus ou radianos: o referido valor limite de oscilação é assim um ângulo limite de inclinação, como por exemplo o ângulo β, que define um desvio particular do referido pêndulo da sua posição de equilíbrio. Por ultrapassagem do valor limite de oscilação, faz-se referência à passagem de uma oscilação do referido pêndulo caracterízada por um ângulo de inclinação tendo um valor inferior, ou superior, ao referido ângulo limite, a uma oscilação caracterizada por um ângulo de inclinação tendo um valor superior, ou inferior, ao referido ângulo limite. A ultrapassagem de um valor limite de oscilação faz assim referência à transposição, pelo pêndulo, de um ângulo limite de inclinação . A configuração geométrica de acordo com a invenção, quanto a si, faz referência, em particular, a uma forma geométrica particular do referido pêndulo e/ou a uma disposição de um elemento do referido pêndulo no referido local ou no referido outro local, em que a referida forma e/ou o referido elemento permitem ao referido sistema de deteção detetar unicamente uma oscilação que ultrapasse o referido valor limite de oscilação. A forma geométrica particular ou o referido elemento pode, por exemplo, ser a referida janela praticada no corpo do referido pêndulo e cujas dimensões e a posição em função do referido local e/ou do referido outro local permite unicamente a deteção de uma oscilação que ultrapasse o referido valor limite de oscilação e/ou o referido outro valor limite de oscilação.

De maneira preferencial, o referido dispositivo 1 de acordo com a invenção compreende uma pista de atrito 15 e um iman 16 posicionado fixamente no corpo do referido pêndulo 11, sendo a referida pista de atrito 15 e o referido iman 16 destinados a cooperar com um travão 18 móvel em torno de uma rótula 17, sendo a referida rótula do travão 18, designadamente, fixada numa mesma base que a rótula 12 do pêndulo 11 e sendo o referido travão 18 suscetível de repousar num suporte 10 e de conter uma pista de atrito 19 voltada para a pista de atrito 15 do referido pêndulo 11. Em particular, o referido travão 18 é constituído por material metálico e o referido iman 16 é capaz de exercer no referido travão 18 uma força magnética capaz de colocar o referido travão 18, em particular a sua pista de atrito 19, em contacto com a pista de atrito 15 do referido pêndulo 11.

De acordo com uma forma de realização preferencial, o referido pêndulo 11 é, por exemplo, um pêndulo plano, em material opaco, em forma de sector circular, podendo ser fechado na referida caixa 3 que pode ser fixada a um móvel e que permite uma oscilação do referido pêndulo em torno de uma rótula 12 posicionada no topo do referido sector circular e que compreende o centro instantâneo de rotação 0, compreendendo o referido pêndulo 11, além disso, uma pista de atrito 15 disposta na extremidade do referido sector circular, ao longo do seu arco de curva, em frente do travão 18, e um iman 16 posicionado no prolongamento de uma reta que passa pelo centro de massa do referido sector circular e pelo centro de rotação instantâneo 0, na proximidade da referida pista de atrito, sendo o referido iman 16 capaz de interagir magneticamente com o referido travão 18 desde que o referido pêndulo se desvie num ângulo α da sua posição de equilíbrio Po- A interação magnética do referido travão 18 com o referido iman 16 permite, em particular, que a pista de atrito 19 do referido travão 18 entre em contacto com a pista de atrito 15 do referido pêndulo 11 desde que o referido pêndulo se desvie pelo menos no referido ângulo α da referida posição de equilíbrio Po- De preferência, o referido pêndulo 11 compreende, além disso, uma janela 13, i.e., uma abertura praticada no corpo do referido pêndulo 11, sendo a referida janela ocupada por um gás contido na referida caixa 3 (por exemplo ar, ou um gás neutro) , sendo a referida janela mais simétrica em relação à referida reta que passa pelo referido centro de massa e o referido centro instantâneo de rotação 0, estendendo-se em forma de arco de círculo de um primeiro local 111 para um outro local 112, estando cada um dos referidos locais situados a uma distância igual r do referido centro instantâneo de rotação 0, sendo o comprimento da janela, i.e., o comprimento da curva que liga o referido local ao referido outro local, portanto, sensivelmente igual a 2 r β, com β expresso em radianos, e sendo a largura radial da referida janela igual a dr, sendo dr, em particular, superior ou igual à dimensão do feixe 14 ao nivel da referida janela, sendo dr, por exemplo, igual a 2 mm.

Em particular, o referido ângulo β é calculado em função de uma inclinação máxima de uma pista sobre a qual um móvel equipado com o dispositivo de acordo com a invenção é suscetível de se deslocar, de modo que o referido íman 16 não interaja com o referido travão 18 quando o móvel se desloca a velocidade constante ou está em posição de repouso na porção da referida pista tendo a referida inclinação máxima. Deste modo, evita-se, com vantagem, uma histerese inicial: com efeito, o ângulo α garante que a reta que passa pelo centro de massa e pelo centro instantâneo de rotação 0 do referido pêndulo 11 esteja alinhada no campo gravitacional quando a velocidade do referido móvel é constante ou nula, e não ligeiramente inclinada em relação ao campo gravitacional sob o efeito de uma força de atrito resultante do contacto da pista de atrito 15 do pêndulo 11 com a pista de atrito 19 do travão 18 .

As figuras 2 a 8 ilustram uma utilização do dispositivo de acordo com a invenção para um móvel em deslocação, sendo o referido dispositivo de acordo com a invenção destinado a equipar o referido móvel, e permitindo identificar e assinalar de uma maneira rápida, segura e fiável, uma ultrapassagem de um nível de aceleração do referido móvel, e limitar a referida aceleração comandando diretamente um sistema de travagem, quer seja numa rede pneumática, hidráulica, ou elétrica, quer seja transmitindo um sinal de deteção a um dispositivo de controlo da travagem («Braking Control Unity») ou de comando do móvel, como por exemplo para um «Automatic Train Control» se o referido móvel for um comboio. 0 dispositivo proposto pela presente invenção é, em particular, capaz de manter uma aceleração inferior ou igual a um valor limite de aceleração de cerca de -2m/s2, podendo o referido valor limite ser ajustado, designadamente por exemplo, por regulação de uma abertura de uma janela apta a deixar passar o referido feixe (ver a figura 9 para mais pormenores) . Quando o referido valor limite é atingido, um contacto é fechado (ou aberto segundo a lógica do dispositivo de acordo com a invenção) e um sinal (analógico ou digital) é enviado ao referido sistema de travagem encarregado da regulação da travagem do móvel. As figuras 2 a 8 descrevem a utilização do dispositivo de acordo com a invenção no referido móvel retomando as mesmas referências que as utilizadas para a figura 1 para cada mesmo objeto ou para cada objeto equivalente.

Suponhamos que o dispositivo de acordo com a invenção tal como descrito na figura 1 é fixado num móvel, de modo que a reta que passa pelo centro instantâneo de rotação 0 e pelo centro de massa do pêndulo é perpendicular a um plano horizontal sobre o qual repousa o referido móvel, estando alinhado com o campo gravitacional enquanto o referido móvel está em repouso ou se desloca a velocidade constante no referido plano horizontal.

Enquanto o referido móvel equipado com o referido dispositivo de acordo com a invenção se desloca a velocidade constante no referido plano horizontal, a referida reta fica alinhada com o campo gravitacional, i.e., perpendicular ao referido plano horizontal. Em caso de desaceleração do referido móvel (cfr. figura 2), uma força devida à referida desaceleração é exercida sobre o centro de massa do referido pêndulo, afastando-o da sua posição de equilíbrio por rotação em torno do seu centro instantâneo de rotação 0. Logo que o referido desvio é igual ao referido ângulo α, o campo magnético do íman 16 é capaz de exercer tração sobre o travão 18 que é, por exemplo, constituído por material metálico. Portanto, as pistas de atrito do pêndulo 15 e do travão 19 entram em contacto uma com a outra. Do atrito da pista de atrito 15 do pêndulo 11 com a pista de atrito 19 do travão 18 resulta uma força tangencial F oposta ao sentido de deslocação do referido pêndulo 11. As características físicas e geométricas das pistas de atritos são escolhidas de modo que a força F não seja suficiente para parar o movimento rotativo do pêndulo (para mais pormenores, ver figura 3) . 0 pêndulo continuará, portanto, a girar até que um bordo da sua janela 13, sendo o referido bordo posicionado sobre o referido pêndulo 11 no local 111, oculte o feixe 14. Vantajosamente, qualquer passagem de um meio gasoso apto a transmitir o referido feixe e ocupando a referida janela para um meio sólido opaco que constitui o corpo do referido pêndulo e apto a parar o referido feixe 14, assim como qualquer passagem do referido meio sólido para o referido meio gasoso, é detetável pelo detetor 132 do sistema de deteção de acordo com a invenção. Assim, o dispositivo de acordo com a invenção é capaz de correlacionar diretamente a ocultação do feixe 14 pelo corpo sólido do referido pêndulo com uma variação do referido sinal de deteção, não necessitando a referida variação de qualquer tratamento eletrónico para assinalar ao sistema de travagem 2 a referida ultrapassagem do referido valor limite de oscilação ou de aceleração. Por exemplo, o referido sinal de deteção permite fechar diretamente uma válvula eletromagnética de limitação de travagem capaz de parar o aumento da referida travagem quando é fechada. Enquanto a desaceleração do referido móvel for superior ao valor limite de aceleração preestabelecido, o referido feixe 14 será oculto pelo corpo do referido pêndulo 11, e o detetor 132 transmitirá um sinal de deteção correlacionado com esta ultrapassagem do limite de aceleração. Desde que a desaceleração diminua, a força resultante da referida desaceleração, exercida sobre o centro de massa do referido pêndulo 11, diminui proporcionalmente, permitindo ao pêndulo um movimento que tende a fazer reganhar a sua posição de equilíbrio. Desde que a aceleração tenha atingido um valor inferior ao referido limite de aceleração, a janela 13 do referido pêndulo encontra-se em frente do referido feixe 14 que pode ser detetado pelo detetor 132 que é, por exemplo, suscetível de comandar diretamente o fecho da válvula eletromagnética de limitação de travagem. De preferência, um segundo travão idêntico ao referido travão 18 pode ser disposto simetricamente ao referido travão 18 em relação a uma reta que passa pelo referido centro instantâneo de rotação 0 e pelo centro de massa do referido pêndulo quando este último está em repouso para, designadamente, permitir a deteção da referida ultrapassagem de um valor limite de oscilação nos dois sentidos de marcha do referido móvel. A figura 3 apresenta uma vista mais pormenorizada da pista de atrito 15 do pêndulo 11 e da pista de atrito 19 do travão 18. A força tangencial F resultante do contacto das duas pistas de atrito é essencialmente destinada a amortecer um movimento pendular do referido pêndulo suscetível de provocar uma sequência de oscilações no momento da ocultação do feixe 14. A referida força tangencial F é igual ao coeficiente de atrito da pista de atrito 15 do pêndulo 11 contra a pista de atrito 19 do travão 18, multiplicadas pela força de contacto das referidas pistas de atrito 15, 19. Esta força de contacto pode ser calculada em função das características físicas do íman 16 e do travão 18, i.e., o volume do íman 16, a sua superfície exposta 161, o seu campo magnético; o volume e a superfície exposta 181 de uma parte metálica do travão 18; e finalmente a distância entre a superfície exposta 161 do íman 16 e a superfície exposta 181 do travão 18. Vantajosamente, as pistas de atrito 15, 19 do pêndulo 11 e do travão 18 são constituídas por materiais não-ferromagnéticos como, por exemplo, inox ou cerâmica, para evitar a sua magnetização.

De preferência, a distância DE entre a superfície exposta 161 do íman 16 e a superfície exposta 181 da parte metálica (ferromagnética) do travão 18 varia, em particular diminui, com o aumento do ângulo que caracteriza o desvio do referido pêndulo da sua posição de equilíbrio. Para este fim, o referido travão 18 tem, por exemplo, uma forma de haste curva capaz de coincidir com a curvatura do arco de curva de um pêndulo em forma de sector circular, sendo a extremidade 192 do referido travão 18 que está mais afastada do centro de massa do referido pêndulo 11 mantida por uma rótula 17 que permite uma rotação livre do referido travão 18, e a outra extremidade 191 do referido travão 18 sendo livre, e suscetível de ser suportada por um suporte 10 que garante uma pequena distância entre a superfície exposta 181 da parte metálica (ferromagnética) do travão 18 e a superfície exposta 161 do íman 16. Em particular, o referido travão 18 é constituído, pelo menos, por dois materiais: um material não ferromagnético que forma uma camada de espessura variável destinada a formar a referida pista de atrito 19, e que cobre um material metálico destinado a interagir com o referido íman 16. De preferência, a espessura da referida camada, ou dito de outro modo, a espessura da pista de atrito 19 do travão 18 diminui continuamente desde a referida outra extremidade 191 até à referida extremidade 192 para que a força de interação entre o íman 16 e a parte metálica do referido travão 18 aumente quando o pêndulo 11 se desvia da sua posição de equilíbrio. A superfície 151 da pista de atrito 15 do pêndulo 11 e a superfície 193 da pista de atrito 19 do travão 18 têm, em particular, o mesmo raio de curvatura de maneira a conservar um contacto uniforme e a reduzir um atrito localizado, logo, um desgaste das referidas pistas de atrito. Finalmente, a parte do referido travão 18 próxima da rótula 17 é chanfrada de modo a garantir que em posição de repouso (i.e., travão que repousa sobre o suporte 10), é mantido um desvio entre as referidas duas pistas de atrito 15, 19. Assim, a presente invenção propõe, em particular, um controlo da força tangencial F por variação da espessura da pista de atrito 19 do travão 18. Vantajosamente, um perfil de variação da espessura da referida pista de atrito 19 do referido travão 18 pode ser deduzida de medições de acelerações reais de um móvel e adaptada para filtrar melhor acelerações que se aproximam do referido limite de aceleração. É claro que a presente invenção não se restringe à forma de realização preferencial anteriormente descrita e os peritos no ramo saberão, designadamente, adaptar esta forma de realização preferencial a diferentes formas de pêndulos 11, diferentes disposições ou formas de travão 18. Em particular, diferentes cooperações pêndulo sistema de deteção podem ser consideradas em função da configuração geométrica do referido pêndulo.

Em particular, de acordo com uma primeira forma particular de realização do dispositivo de acordo com a invenção, o sistema de deteção de acordo com a invenção compreende um emissor capaz de emitir um feixe luminoso destinado a ser detetado pelo referido detetor, estando o referido emissor posicionado em frente do referido detetor e fixado em relação a este último, sendo o referido pêndulo 11 suscetível de oscilar num espaço que separa o referido detetor do referido emissor. Nesta primeira forma de realização, o referido pêndulo tem uma configuração geométrica que permite, - de acordo com uma primeira variante, uma ocultação do referido feixe luminoso 14 unicamente quando o referido pêndulo se afasta do referido ângulo β da sua posição de equilíbrio, sendo o referido feixe 14 assim parado pelo corpo do referido pêndulo 11 antes que ele atinja o detetor 132 do sistema de deteção (cfr. figura 1 e figura 4: caso do pêndulo contendo uma janela praticada no seu corpo); - de acordo com uma segunda variante, uma livre passagem para o referido feixe 14 do emissor 131 até ao referido detetor 132, unicamente quando o referido pêndulo se desvia do referido ângulo β da sua posição de equilíbrio, sendo o referido feixe parado pelo corpo do referido pêndulo 11 quando o ângulo que caracteriza o desvio do referido pêndulo 11 da sua posição de equilíbrio é inferior ao referido ângulo β (cfr. figura 5) . 0 corpo do referido pêndulo 11 é, por exemplo, um corpo plano tal como apresentado na figura 5, cuja forma geométrica é o resultado de uma reunião no sentido matemático de um primeiro sector circular de topo S, de raio Ra e do ângulo no topo aa, com um segundo sector circular do mesmo topo S, de raio Ra + Dra, Dra > 0 e dimensionado para ocultar o referido feixe 14, e do ângulo no topo d aa, com o ângulo ab = 2β, sendo o centro de massa do sector circular do ângulo no topo aa e o centro de massa do sector circular de ângulo no topo ab posicionados num mesmo segmento de reta oriundo do referido topo S (supõe-se que os sectores circulares têm uma massa homogénea).

De acordo com esta primeira forma particular de realização, o referido emissor 131 é, por exemplo, um LED (Light Emission Diode), e o detetor 132 pode ser um detetor de proximidade fotoelétrico capaz de reagir a uma variação de quantidade de luz recebida. Para a primeira variante, é a passagem de um meio apto a transmitir o referido feixe 14 para um meio apto a parar o referido feixe 14 quando o afastamento do referido pêndulo 11 da sua posição de equilíbrio é igual ao ângulo β, que permite a deteção de uma ultrapassagem de um limite de aceleração, e inversamente para a referida segunda variante. Vantajosamente, a realização da presente invenção de acordo com a primeira variante da referida primeira forma particular de realização permite aumentar a segurança do sistema de deteção. Com efeito, neste caso, uma avaria do emissor 131 pode ser interpretada pelo sistema de deteção como uma ultrapassagem de um limite de aceleração, enquanto que o sistema de travagem do móvel não estiver ativo. Uma tal avaria pode portanto facilmente ser detetada e reparada. A figura 4 apresenta de maneira pormenorizada o funcionamento do dispositivo de acordo com a invenção, neste caso a primeira variante de acordo com a referida primeira forma particular de realização. Quer seja um feixe 14 luminoso ou, como se verá a seguir, um sensor indutivo/capacitivo (cfr. figuras 5 e 6) , produzindo-se o exato momento da mudança do estado do sinal de deteção em particular no momento da passagem de um bordo da janela 13 (estando o referido bordo situado no local 111) em frente do referido detetor 132, ou no momento da passagem de um meio condutor de eletricidade para um meio não condutor de eletricidade em frente do referido detetor 132 (estando a interface entre os referidos meios situada no referido local 111) é, vantajosamente, tida em conta pela presente invenção para evitar qualquer efeito de histerese entre a mudança de estado (por exemplo, 0-1 e 1-0) do sinal de deteção. Por exemplo, a figura 4A ilustra a presente invenção no caso de o feixe 14 não estar oculto pelo corpo do pêndulo 11 e atravessar assim livremente a janela 13 aberta no referido corpo do pêndulo 11. A figura 4B apresenta o caso em que o feixe 14 está parcialmente oculto, de modo que um feixe parcial 34 de diâmetro e, portanto, de intensidade inferior ao referido feixe 14, é suscetível de atingir o referido detetor 132. Neste caso, o feixe parcial 34 ilumina uma superfície 35 de um fotodetetor do detetor 132 inferior à superfície que pode ser iluminado pelo feixe 14 quando este último não está oculto. A presente invenção compreende, de preferência, uma regulação de um limite de deteção, i.e., um limite de intensidade luminosa apto a ser detetado pelo detetor 132, de modo que a mudança de estado do referido sinal de deteção tenha lugar entre o início da ocultação parcial do feixe 14 e a sua ocultação total, tal como apresentado na figura 4C. No momento da ocultação total do feixe 14, este último ilumina uma superfície 36 do corpo do pêndulo 11.

De acordo com uma segunda forma particular de realização do dispositivo de acordo com a invenção que pode ser ilustrado pela figura 5, o referido sistema de deteção é um detetor de proximidade indutivo que compreende um emissor 131 capaz de gerar e de emitir um campo magnético suscetível de interagir com um objeto condutor de eletricidade ou apto a interagir com um campo magnético, e um detetor 132 capaz de detetar uma variação do referido campo magnético resultante, designadamente, da interação do referido campo magnético com o referido objeto. De acordo com esta segunda forma particular de realização, o referido detetor 132 é capaz de gerar um sinal de deteção cujo valor, ou, preferencialmente, cujo estado depende da presença do referido objeto e da sua interação com o referido campo magnético do referido emissor 131. De preferência, o corpo do referido pêndulo compreende o referido objeto e a posição do referido objeto no corpo do referido pêndulo permite ao detetor 132 detetar correlativamente oscilações do referido pêndulo que ultrapassem um valor limite. Assim, nesta segunda forma particular de realização, a configuração geométrica do pêndulo permite uma passagem de um meio condutor de eletricidade, ou de um modo geral apto a interagir com o campo magnético (o ou os elementos físicos que constituem o referido objeto formam o referido meio condutor de eletricidade ou, de modo geral, apto a interagir com o campo magnético), a um meio não condutor de eletricidade, ou de modo geral, inapto para interagir com o referido campo magnético, unicamente quando uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa o referido valor limite de oscilação, provocando automaticamente uma alteração do valor, ou preferencialmente do estado, do referido sinal de deteção.

Para esta segunda forma particular de realização e de acordo com uma primeira variante, o corpo do referido pêndulo pode, designadamente, ter a forma geométrica descrita na figura 5, ocupando o referido objeto uma superfície 134 do referido segundo sector circular, sendo a referida superfície 134 constituída pelo conjunto dos pontos do referido segundo sector circular situados a uma distância Rx > Ra do referido topo S. A referida superfície 134 tem assim uma forma de sector de coroa circular, portanto o comprimento é sensivelmente igual a (Ra + Dra) · β. Enquanto um móvel equipado com o referido dispositivo realizado de acordo com a referida segunda forma particular apresentada acima se desloca a velocidade constante, o detetor 132 deteta a presença da superfície 134 e gera um sinal de deteção caracterizado por um primeiro valor. No momento de uma travagem do móvel equipado com o referido dispositivo de acordo com a invenção, o pêndulo 11 gira em torno da sua rótula 12 como ilustrado na figura 6. Se a desaceleração do referido móvel ultrapassa um valor limite, a superfície 134 sai do campo de deteção do detetor 132 e provoca a geração de um sinal de deteção caracterizado por um segundo valor, sendo o referido segundo valor apto a desencadear uma diminuição da travagem do referido veiculo. De acordo com uma segunda variante, o corpo do referido pêndulo poderia ter a forma geométrica descrita na figura 1, tomando o referido objeto lugar no corpo do referido pêndulo, de ambos os lados da referida janela, no prolongamento segundo o comprimento da referida janela, conservando a mesma curvatura e a mesma largura radial dr que a referida janela.

De acordo com uma terceira forma particular de realização do dispositivo de acordo com a invenção, o sistema de deteção é um detetor de proximidade capacitivo que compreende um emissor 131 capaz de emitir um campo elétrico alternativo e um detetor 132 capaz de detetar uma variação de uma capacidade de um condensador do referido sistema de deteção, sendo a referida variação suscetível de resultar da interação do referido campo elétrico alternativo com pelo menos uma parte do corpo do referido pêndulo 11. Para este fim, o corpo do referido pêndulo tem, em particular e de acordo com uma primeira variante, a forma geométrica tal como descrita na figura 1, e de acordo com uma segunda variante, a forma geométrica descrita na figura 5. 0 principio de funcionamento do dispositivo de acordo com a invenção de acordo com esta terceira forma particular de realização é, de preferência, semelhante, ou mesmo idêntico, ao principio de funcionamento do dispositivo de acordo com a segunda forma particular de realização, sendo o referido detetor 132 capaz de detetar qualquer objeto que interaja com o referido campo elétrico alternativo emitido pelo referido emissor 131, resultando a referida interação na referida variação da capacite do referido condensador do referido sistema de deteção de proximidade capacitiva.

As figuras 7 e 8 apresentam uma quarta forma particular de realização do dispositivo de acordo com a invenção, na qual o corpo do referido pêndulo 11 compreende pelo menos um iman 16 (ou em particular dois imanes 16, 161) capaz de interagir com um travão 18 móvel em torno de uma rótula 17, sendo o referido travão 18 configurado para ser repelido pelo campo magnético do referido iman 16 quando o referido pêndulo está em repouso (figura 7), e para ser atraído pelo referido campo magnético do referido iman 16 unicamente quando uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa um valor limite de oscilação (cfr. figura 8), sendo a atração do referido travão 18 pelo campo magnético do referido iman 16 apta a provocar um contacto elétrico entre a pista de atrito 19 do referido travão 18 e a pista de atrito 15 do referido pêndulo 11 (cfr. figuras 2 ou 3, sendo as referidas pistas de atrito 15, 19 condutoras nesta quarta forma particular de realização), ou de acordo com uma variante preferencial entre o referido travão e uma haste metálica 3 curva disposta em particular entre o referido travão 18 e o corpo do referido pêndulo 11 (cfr. Figuras 7 e 8), sendo o referido contacto elétrico suscetível de fechar um circuito elétrico ligado a um sistema de travagem, ativando, por exemplo, uma válvula eletromagnética de limitação de travagem. De acordo com esta quarta forma particular de realização, o referido travão 18 é assim um comutador de desencadeamento magnético capaz de detetar uma oscilação do pêndulo (que atua assim como detetor) e de comandar uma ativação ou desativação de um sistema de travagem capaz, por exemplo, de comandar uma válvula eletromagnética de limitação de travagem, em função de uma ultrapassagem de um valor limite de aceleração. Vantajosamente, o referido travão 18 pode interagir magneticamente com o referido pêndulo, designadamente de maneira a amortecer o seu movimento. De acordo com esta quarta forma de realização, a referida configuração geométrica do pêndulo é tal que o referido pêndulo compreende, num local do referido pêndulo destinado a encontrar-se em frente do referido sistema de deteção, i.e., do referido travão, quando a referida oscilação equivale ao referido valor limite de oscilação, uma interface entre dois meios, respetivamente um primeiro meio não magnetizado e um segundo meio magnetizado capaz de atuar enquanto emissor de campo magnético, sendo apenas um dos dois meios (i.e., o meio magnetizado) apto a cooperar com o referido sistema de deteção para gerar um sinal de deteção capaz de assinalar unicamente a referida ultrapassagem do referido valor limite de oscilação.

De maneira preferencial, o corpo do referido pêndulo 11 tem uma forma de sector circular móvel em torno de uma rótula 12 posicionada no topo do referido sector circular. 0 referido iman 16 pode em particular ser embebido no referido corpo do referido pêndulo 11 e posicionado por meio do arco de curva do referido pêndulo. 0 travão 18 compreende em particular duas partes magnetizadas, respetivamente uma primeira parte 181 e uma segunda parte 182, estando as referidas partes dispostas de maneira a que a orientação do campo magnético da primeira parte é a inversa da orientação do campo magnético da referida segunda parte. De acordo com a referida variante preferencial, a referida haste metálica 3 é, em particular, uma haste longilinea curva posicionada sob o arco de curva do referido pêndulo 11, cuja forma é apta a coincidir com a forma do arco de curva do referido pêndulo ao mesmo tempo que garante um movimento do referido pêndulo 11 livre de contacto com a referida haste metálica 3. Esta última é, de preferência, mantida fixada às suas duas extremidades 31, 32 por fixações que permitem uma condução elétrica. Sob a referida haste metálica 3, em frente do arco de curva do referido pêndulo 11, mantido móvel pela referida rótula 17, é disposto o referido travão 18 de comprimento e de curvatura sensivelmente idênticos aos da referida haste metálica 3.

De preferência, quando o referido pêndulo 11 está em repouso, o referido iman 16 está em frente da referida segunda parte 182, sendo a orientação dos campos magnéticos do referido iman 16 e da referida segunda parte 182 opostas uma à outra para que o referido iman 16 e a referida segunda parte 182 se repilam mutuamente. 0 referido travão 18 é assim repelido contra o seu suporte 10, deixando livre de contacto as pistas de atrito 15 e 19 (ou de acordo com a referida variante preferencial desta quarta forma particular de realização, a referida haste metálica 3 e o referido travão 18 (cfr. figura 7), e parando desde logo qualquer condução elétrica entre o referido travão 18 e o referido pêndulo 11 (ou de acordo com a referida variante preferencial, entre o referido travão 18 e a referida haste metálica 3) . O circuito é então aberto. Vantajosamente, o referido iman 16 é posicionado no corpo do referido pêndulo 11 de maneira a que se encontre em frente da referida primeira parte 181 quando uma oscilação ultrapasse o referido valor limite de oscilação. Neste caso, quando o referido iman 16 está em frente da referida primeira parte 181, tendo os seus campos magnéticos respectivos a mesma orientação, o referido iman 16 e a referida primeira parte 181 atraem-se mutuamente, provocando a rotação do referido travão 18 em torno da sua rótula 17, e o contacto das pistas de atrito 15 e 19 (ou de acordo com a variante preferencial, o contacto do referido travão 18 com a referida haste metálica 3 (cfr. figura 8), permitindo uma condução elétrica entre o referido travão 18 e o referido pêndulo 11 (ou de acordo com a variante preferencial, entre o referido travão 18 e a referida haste metálica 3) . 0 circuito elétrico é então fechado. A referida condução elétrica entre o referido travão 18 e o referido pêndulo 11 (ou de acordo com a variante preferencial, entre o referido travão 18 e a referida haste metálica 3) permite, por exemplo, transmitir um sinal de deteção capaz de ativar a referida válvula eletromagnética de limitação de travagem, enquanto uma ausência de contacto entre o referido travão 18 e o referido pêndulo 11 (ou de acordo com a variante preferencial, entre o referido travão 18 e a referida haste metálica 3) pára a transmissão do referido sinal de deteção, e desativa a referida válvula eletromagnética de limitação de travagem. Eventualmente, poderia ser utilizado um outro iman 161 para aumentar a força de atração entre o referido travão 18 e o referido pêndulo 11 quando uma oscilação deste último ultrapassa um valor limite de oscilação. Por exemplo, o referido outro iman 161 poderia ter uma orientação da polarização do seu campo magnético idêntica à orientação da polarização da referida segunda parte e seria disposto, no corpo do referido pêndulo, de maneira a estar voltado para a referida segunda parte 182 unicamente quando uma oscilação do referido pêndulo 11 ultrapassa o referido valor limite de oscilação, sendo a força de atração entre o referido outro iman 161 e a referida segunda parte 161 negligenciável quando o referido pêndulo 11 está em repouso .

De acordo com uma primeira forma de realização da variante preferencial da quarta forma particular de realização, os polos do iman 16, e do iman 161, no caso de serem utilizados vários imanes, são invertidos, de modo que a orientação da polarização produzida pelo referido iman 16 atraia o referido travão 18 quando o pêndulo está em repouso, e repila o referido travão 18 quando uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa um valor limite de oscilação. De acordo com uma segunda variante da quarta forma particular de realização, o contacto metálico 3 é solidário com o arco de curva do referido pêndulo 11, que cobre todo o comprimento do referido arco de curva. A figura 9A e a figura 9B apresentam dois exemplos não limitativos de realização do dispositivo de acordo com a invenção que permitem uma regulação de um valor limite de aceleração. De modo geral, o dispositivo de medição da aceleração do móvel de acordo com a invenção compreende, de preferência, um sistema de regulação do valor limite de oscilação detetável pelo referido sistema de deteção. 0 primeiro exemplo (figura 9A) apresenta um pêndulo 11 que contem uma janela 13 cujo comprimento (i.e. a distância entre o local 111 e o outro local 112) pode ser feita variar por meio do referido sistema de regulação, que é por exemplo neste caso, um sistema de janela deslizante que tem pelo menos uma janela deslizante, de preferência, uma primeira janela deslizante 1111 destinada a modificar a posição do local 111 em relação ao corpo do pêndulo, e uma segunda janela deslizante 112 destinada a modificar o referido outro local 1121 em relação ao corpo do pêndulo. Modificando a posição do referido local 111 e/ou 112 por meio das referidas janelas deslizantes 1111, 1121, o ângulo β varia e, por consequência, o valor limite de aceleração detetável pelo sistema de deteção pode ser modificado. A figura 9B mostra um segundo exemplo de realização do referido sistema de regulação que permite uma regulação do valor limite de aceleração detetável pelo dispositivo de acordo com a invenção. Neste caso, a posição do referido detetor pode ser modificada pelo referido sistema de regulação, por exemplo por um sistema de parafusos micrométricos destinado à deslocação do referido detetor num plano paralelo ao plano de oscilação do pêndulo 11, para modificar a posição de deteção pelo referido detetor da referida passagem do referido primeiro meio para o referido segundo meio quando a referida oscilação é superior ou igual ao referido valor limite. De preferência, o referido sistema de regulação é capaz de deslocar conjuntamente o referido emissor e o referido detetor. Por exemplo, o referido sistema de parafusos micrométricos compreende duas bases aptas a servir cada uma de suporte ao referido emissor e respetivamente ao referido detetor, podendo as referidas bases ser movidas em conjunto para deslocar conjuntamente o referido detetor e o referido emissor. Em particular, o corpo do referido pêndulo 11 compreende uma janela 13 de forma sensivelmente triangular, por exemplo em forma de triângulo isosceles, tendo a referida janela um topo posicionado no eixo que passa pelo centro de massa do pêndulo em repouso e pelo centro instantâneo de rotação 0, e cujos dois lados retilíneos que partem do referido topo formam respetivamente um ângulo θ > β e φ > β com o referido eixo, em particular θ = φ no caso do referido triângulo isosceles, sendo o terceiro lado da janela curvilíneo e em particular paralelo ao arco de circulo do pêndulo quando este último tem a referida forma de sector circular. 0 emissor do feixe 14 e o detetor podem, em particular, ser deslocados verticalmente pelo referido dispositivo de regulação para fazer variar o valor limite de aceleração detetável pelo sistema de deteção, em que o valor do ângulo β' formado pela interseção do referido eixo e da reta que passa pelo centro instantâneo de rotação 0 e a posição do referido local 111 (ou respetivamente a posição do referido outro local 112) varia de maneira continua entre 0o e β em função da deslocação vertical do feixe no interior da referida janela de forma sensivelmente triangular, que permite com vantagem uma variação continua do valor limite de aceleração detetável pelo referido sistema de deteção. A figura 10 apresenta um exemplo de realização de acordo com a invenção do referido dispositivo de medição de uma aceleração compreendendo um sistema de deteção seguro, em que compreende vários detetores destinados, cada um, à deteção de uma transposição de um valor limite de oscilação diferente, ou de um mesmo valor limite de oscilação. Pode tratar-se, por exemplo de uma redundância de detetores destinada a detetar a referida transposição do referido valor limite de oscilação, ou de diferentes tipos de detetores (fotoelétrico, capacitivo, indutivo, por contacto elétrico), cada um destinado a detetar a transposição de um valor limite de oscilação diferente, ou do mesmo valor limite de oscilação. De preferência, o referido pêndulo compreende uma ou várias janelas 13 que podem ter as caracteristicas das janelas 13 descritas anteriormente (por exemplo, uma janela de forma sensivelmente triangular, ou uma janela longilinea curva) destinada, cada uma, a interagir com um feixe 14 emitido por um emissor e destinada a ser detetada por um detetor. Assim o número de janelas 13, o número de feixes 14, o número de detetores e o número de emissores são assim iguais para que cada janela seja suscetível de interagir com o seu próprio feixe e com o seu próprio detetor. Cada janela é, em particular, apta a definir o referido primeiro local 111, 113, 115, 117 e o referido outro local 112, 114, 116, 118 de acordo com a invenção, sendo cada um dos referidos locais ou o outro local 111-118 apto a permitir a deteção de um mesmo limite de oscilação e/ou de um limite de oscilação diferente. Cada sector circular do referido pêndulo pode, em particular, ser amortecido por, pelo menos um travão 18 móvel em torno de uma rótula, sendo cada travão 18 destinado a amortecer o pêndulo 11 quando uma oscilação ultrapassa pelo menos um valor limite de oscilação. Cada sector circular pode, em particular, compreender um ou vários imanes 16 destinados cada um a interagir com pelo menos um travão 18. De preferência, pelo menos um travão 18 é configurado para ser repelido pelo campo magnético de pelo menos um dos referidos imanes 16 quando o referido pêndulo está em repouso (cfr. mecanismo descrito na figura 7), e para ser atraído pelo referido campo magnético do referido íman 16 unicamente quando uma oscilação do referido pêndulo ultrapassa um valor limite de oscilação (cfr. mecanismo descrito na figura 8), sendo a atração do referido travão 18 pelo o campo magnético do referido íman 16 apta a provocar um contacto elétrico entre o referido travão 18 e uma haste metálica 3 curva disposta, em particular, entre o referido travão 18 e o corpo do referido pêndulo 11, sendo o referido contacto elétrico suscetível de fechar um circuito elétrico ligado a um sistema de travagem, que ativa, por exemplo, uma válvula eletromagnética de limitação de travagem.

De preferência, o referido pêndulo 11 é um pêndulo plano em forma de cruz que tem quatro braços, em que cada um dos braços da referida cruz forma um ângulo de 90° com os braços adjacentes, e sendo cada braço em forma de sector circular suscetível de compreender, na sua extremidade circular, uma pista de atrito tal como descrito anteriormente e destinada a cooperar com uma pista de atrito de um travão 18 capaz de interagir com ela. De preferência, três sectores circulares são definidos por um mesmo raio Rl e por um mesmo ângulo no topo co, e são assim de dimensão sensivelmente igual, e um quarto sector circular é definido por um raio R2 > Rl. Os referidos sectores circulares são assim ligados entre si no seu topo para formar a referida cruz, estando o centro de rotação instantâneo 0 posicionado na interseção dos referidos topos dos referidos sectores circulares. Vantajosamente, o pêndulo 11 tal como descrito na figura 10 permite detetar a transposição de diferentes valores limites de oscilação por meio de diferentes detetores e permite também detetar a transposição de um mesmo valor limite de oscilação por meio de vários detetores, de maneira a que uma avaria de um detetor e/ou de um emissor não provoque uma falsa deteção de uma transposição de um valor limite de oscilação.

Finalmente, a presente invenção não se limita às configurações geométricas descritas no presente documento, e os peritos no ramo saberão adaptar a forma do referido pêndulo, do referido travão, e a posição do referido sistema de deteção, em função das suas propriedades físicas para que o dispositivo de medição de acordo com a invenção possa assinalar uma transposição de um valor limite de aceleração por um móvel equipado com o referido dispositivo. Vantajosamente, o dispositivo de acordo com a invenção permite pelo menos assinalar qualquer aceleração caracterizável por um vetor de aceleração sensivelmente paralelo ao plano de oscilação do referido pêndulo e sensivelmente perpendicular à reta que passa pelo centro instantâneo de rotação 0 e pelo seu centro de massa quando o pêndulo está em repouso. Assim, a presente invenção permite, em particular, identificar e assinalar uma ultrapassagem de um nível de aceleração longitudinal (i.e., paralelo a um caminho seguido pelo móvel) de um móvel de maneira simples, evitando uma utilização de um sistema de análise eletrónica e suscetível de ficar avariada, aumentando portanto a fiabilidade do assinalar da referida ultrapassagem.

Em resumo, o dispositivo de acordo com a invenção apresenta várias vantagens em relação aos dispositivos de medição de uma aceleração existentes em que: - o sinal de deteção gerado pelo sistema de deteção do dispositivo de acordo com a invenção pode ser utilizado diretamente por válvulas eletromagnéticas de travagem, de uma maneira livre de qualquer transformação ou tratamento eletrónico, digital ou analógico; - tem em conta os efeitos de inclinação sobre a qual seria suscetível de se deslocar um móvel equipado com o referido dispositivo de acordo com a invenção; - o amortecimento do referido pêndulo por atrito seco ou campo magnético não é influenciado pela temperatura do sistema; - permite também uma proteção da deteção da ultrapassagem de um valor de aceleração por utilização de sistemas de deteção redundantes (óptico, indutivo, capacitivo, contacto), aumentando portanto a fiabilidade do dispositivo; - são de segurança intrínseca, porque baseados em fenómenos de aceleração e de inércia; - são garantes de medições precisas e reprodutíveis de ultrapassagem de um valor limite de aceleração para o referido móvel: a precisão e a reprodutibilidade do comportamento são determinados pela geometria do dispositivo de acordo com a invenção, que é invariável no domínio de temperatura prevista (-40 °C a +70 °C); - permite uma escolha de material facilmente reciclável e não poluente para o ambiente; - permite ajustar o valor limite de aceleração que deve ser detetado, por exemplo 2m/s2, garantindo uma grande faixa operacional; - é de simples conceção, pouco dispendioso, utiliza poucos componentes, conservando os referidos componentes, além disso, as suas propriedades físicas durante um longo período de tempo; - uma avaria do referido dispositivo não provoca obrigatoriamente uma travagem de emergência do móvel que equiparia; - as vibrações têm uma acção negligenciável no referido dispositivo de acordo com a invenção.

Lisboa, 16 de outubro de 2015

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo (1) de medição de uma aceleração de um móvel, compreendendo o referido dispositivo: um pêndulo (11) capaz de oscilar em torno de um centro instantâneo de rotação (0); um sistema de deteção capaz de detetar uma oscilação do referido pêndulo (11) suscetível de resultar da referida aceleração; o pêndulo (11) tem uma configuração geométrica que permite a sua cooperação com o referido sistema de deteção, sendo a referida configuração geométrica tal que permite unicamente ao referido sistema de deteção assinalar uma oscilação do referido pêndulo (11) que ultrapasse um valor limite de oscilação; caracterizado por compreender um travão (18) destinado a amortecer o pêndulo (11) quando uma oscilação ultrapassa o referido valor limite.
2. 2. Dispositivo (1) de medição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido sistema de deteção compreender um detetor (132) disposto perpendicularmente a um plano de oscilação do referido pêndulo (11).
3. 3. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o referido sistema de deteção compreender um emissor (131) .
4. 4. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a referida configuração geométrica ser tal que o referido pêndulo (11) compreende, num local (111) do referido pêndulo (11) destinado a encontrar-se em frente do referido sistema de deteção (132) quando a referida oscilação equivale ao referido valor limite de oscilação, uma interface entre dois meios, respetivamente um primeiro meio e um segundo meio, em que apenas um dos dois meios é apto a cooperar com o referido sistema de deteção (132) para assinalar a ultrapassagem do referido valor limite de oscilação.
5. 5. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um sistema de regulação do valor limite de oscilação detetável pelo referido sistema de deteção.
6. 6. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado por o sistema de deteção ser seguro por compreender vários detetores destinados, cada um, à deteção de uma transposição de um valor limite de oscilação.
7. 7. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado por a referida configuração geométrica ser tal que o referido pêndulo (11) compreende, num outro local (112) do referido pêndulo (11) destinado a encontrar-se em frente do referido sistema de deteção (132) quando a referida oscilação equivale a um outro valor limite, a referida interface entre os referidos dois meios.
8. 8. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o referido pêndulo (11) ter uma forma simétrica em relação a um plano de simetria que passa pelo seu centro de massa e pelo centro instantâneo de rotação (0), sendo o referido plano de simetria perpendicular ao plano de oscilação do referido pêndulo (11), sendo o referido local (111) e o referido outro local (112) equidistantes do referido plano de simetria, e estendendo-se o mesmo meio do referido primeiro local (111) para o referido segundo local (112) .
9. 9. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 5 ou 6 caracterizado por o referido sistema de deteção compreender um único detetor (132) e um único emissor (131), e por a referida configuração geométrica permitir ao referido sistema de deteção assinalar a referida ultrapassagem do referido valor limite de oscilação e do referido outro valor limite de oscilação.
10. 10. Dispositivo (1) de medição de acordo com uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado por o referido pêndulo (11) ser um corpo plano, e o referido mesmo meio se estender do referido primeiro local (111) para o referido segundo local (112) formar uma janela no referido corpo plano.
11. 11. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o referido travão (18) ser móvel em torno de uma rótula (17).
12. 12. Dispositivo (1) de acordo com uma das reivindicações 1 a 11 caracterizado por o referido travão (18) compreender uma pista de atrito (19) .
13. 13. Dispositivo (1) de acordo com uma das reivindicações 1 a 11 caracterizado por o referido travão (18) compreender um iman permanente.
14. 14. Dispositivo (1) de acordo com a reivindicação 13 caracterizado por o referido travão (18) ser um comutador de desencadeamento magnético capaz de detetar uma oscilação do pêndulo (11). Lisboa, 16 de outubro de 2015