WO2014033691A1 - Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares, respectivo sistema de automação e método de funcionamento - Google Patents

Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares, respectivo sistema de automação e método de funcionamento Download PDF

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Manuel VIEIRA LOPES
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Vieira Lopes Manuel
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Definitions

  • the present application describes an automated structure for hosting modular constructions, their automation system and method of operation.
  • CN201202178Y discloses an automatic car depot, which comprises a main body structure, a roof, a side wall , with doors and an automatic narrowing / widening control mechanism, wherein the sidewall comprises a movable sidewall, and whose mechanism allows widening of the roof and movable sidewall.
  • this document discloses a structure of a building that performs a narrowing / widening of a side wall in a horizontal direction and the folding of the ceiling to configure a folding structure to reduce space when not used.
  • this document does not provide or disclose clues to the solution presented in this application, where the structure allows the movement of the entire modular construction to maximize or decrease sun exposure.
  • a lifting mechanism (2) located on the side sections of said lower frame (1) or on the roof of the modular constructions which is coupled to an upper frame (3) through the hinge and support (6).
  • the outer shaft connecting element (11) may preferably be coupled to the frame (45) and the fixed outer fixing shaft (5).
  • Said coupling may be effected by means of the lifting mechanism (2), the lower bearing (7), the upper bearing (8), the lower bolt (9), the upper bolt (10), the support bars of the (35) and the support part (36).
  • the automated structure for housing modular constructions is connected to a set of sensors and actuators.
  • the automated structure for housing modular constructions comprises a rotary motor (28) and an upper frame drive motor (14) as well as motors (32 and 33) placed on the lower bolts (9) and higher (10) and further a set of protective limit switches, in particular the upper (8) and lower (7) bearings.
  • the automated structure for accommodating modular constructions has a truss-shaped upper structure (3).
  • It is a further object of the present invention to describe an automated frame-linked automation system comprising a programmable automaton and a set of sensors and actuators that control the movements of the frame.
  • the automation system comprises a set of sensors and actuators comprising anemometers and frequency variators.
  • the automation system has three modes of operation - automatic, manual and maintenance.
  • the automation system collects the upper frame (3) and closes all bolts (8 and 9) by acting on motors (14, 32 and 33) when the anemometer makes a measurement. wind speed above a predetermined value.
  • the lower frame (1) contains an opening (4) for housing a fixed shaft comprising the shaft connecting member. with the outside (11), where the structure (45) and the fixed external fixing axis (5) may be coupled, which is in turn preferably coupled to the rotation mechanism (27) or the like, and which, for example, motor action of the rotation mechanism (28) on the drive gear (29) and pinions (30) by a chain leading to axial movement of the entire structure to at least a radius of 180 °.
  • the operating method has a lower structure (1) in its axial movement aided by the axle guide wheels.
  • the method of operation features a set of lower frame support wheels (13) arranged in a circle around the entire fixed axis (5) moving in a track placed on the ground.
  • the operating method has an upper frame (3) in its summer movement from the open position and making use of the automation system drives the upper frame drive electric motor (14) which drives the spindle (16) and, through the nut (15) and the connecting rods (19) raises the frame (3) once they are coupled to it and at the same time actuate on the lower bolt drive electric motor (32), which in turn will drive the lower bolt locking pin (31) keeping the upper bolt (10) locked.
  • the method of operation has an upper structure (3) in which in its winter movement it differs in summer movement in that the automation system unlocks the upper bolt (10) by the action next to the motor. upper bolt drive (33) which drives the upper bolt lock pin (34), keeping
  • the lower bolt (9) is locked.
  • Figure 1 Schematic representation of the structure with opening of the upper structure in winter movement, in which the following reference numbers represent:
  • Figure 2 Schematic representation of the opening structure of the upper structure in summer movement, in which the following reference numbers represent:
  • Figure 3 Schematic representation of the structure with the upper structure in a closed position, in which the following reference numbers represent:
  • FIG. 4 Schematic representation of the bottom and top view of the bottom structure, in which the following reference numerals represent:
  • FIG. 5 Schematic representation of the lifting mechanism, where the following reference numbers represent:
  • FIG. 7 Schematic representation of the upper bearing, in which the following reference numbers represent:
  • FIG. 8 Schematic representation of the rotation mechanism in the bottom and top views, in which the following reference numbers represent:
  • FIG. 9 Schematic representation of the bolts in which the following reference numbers represent:
  • Figure 10 Schematic representation of part of the operation of the automation system in automatic mode.
  • Figure 11 Detail of the schematic representation of the operation of the automation system in maintenance mode.
  • Figure 12 Detail of the schematic representation of the operation of the automation system in manual mode.
  • Figure 13 Detail of the schematic representation of the operation of the automation system of a movement function detail for position X.
  • Figure 14 Schematic representation of the structure in which the following reference numbers represent:
  • Figure 15 Schematic representation of the automated structure, in perspective view with the upper structure in closed position, in which the following reference number represents:
  • Figure 16 Schematic representation of the structure in which the following reference number represents:
  • Figure 17 Schematic representation of the automated structure with the upper structure in the closed position, in which the following reference number represents:
  • the present invention describes an automated structure for housing modular constructions, their automation system and method of operation, wherein the structure comprises a lower structure (1), which contains an opening (4) for housing a fixed axis composed of the outer shaft connecting element (11), where preferably the frame (45) and fixed outer fixing shaft (5) may be coupled, a lifting mechanism (2) preferably located on the side sections of said
  • the lower frame (1) can also be located on the roof of the modular constructions, which is coupled to an upper frame (3) with articulation and support (6) through the lifting mechanism (2) of the lower bearing (7), the upper bearing (8), the lower bolt (9), the upper bolt (10), the lifting mechanism support bars (35) and the support part (36), which allow the same movement The upper structure (3).
  • the axial movement and the upper structure (3) are managed through an automation system based on a programmable automaton and a set of sensors and actuators, namely anemometers and frequency variators that control said movements.
  • the present invention makes it possible to receive over said lower structure (1), through the shaft connecting element with the exterior (11), where the structure (45) can be coupled, being made to the exterior, modular constructions. , for example houses, causing them to move in accordance with, for example, the solar orientation in order to make them energy efficient.
  • the automation system is based on a programmable automaton and a set of sensors and actuators, namely an anemometer and frequency inverters, which control the rotating motor (28) and the upper frame drive motor (14) as well as the motors ( 32 and 33) placed respectively on the lower bolts (9) and upper (10) and which determine the axis of rotation of the upper structure (14), which may for example correspond to to summer and winter movements and through those lower (9) and upper (10) bolts a set of protective limit switches, in particular the upper (8) and lower (7) bearings.
  • the automation system illustrated by the flowchart of Figure 10 uses software developed in Ladder language and designed so that each of the features it implements can be invoked by higher level systems such as computers, tablets or smartphones. 3 modes of operation, which are explained below:
  • the lower structure (1) and the upper structure (3) will be moved in order to obtain maximum use of solar energy.
  • the system can only raise the upper frame (3), only rotate the whole frame or make the two combined movements.
  • it can be configured, in the context of this automatic mode, whether the upper structure (3) performs a summer movement, where the objective is to shade the main façade, or a winter movement, where the The aim is not to shadow the façade, while the upper structure (3) remains perpendicular to the position of the sun, as shown in Figures 1, 2, 14 and 16 respectively.
  • These settings can also be made in manual mode by interacting with a graphical programming console. Motor motions are monitored by the variators and the automaton so that any anomaly is immediately detected and leads to a system shutdown that will require human intervention.
  • the two motors (14) which lift the upper frame (3) must move synchronously and any mismatch, however slight, will be detected and the system will stop until the cause of the problem is resolved. lag.
  • the automation system will retract the upper frame (3) and close all bolts (8 and 9) by acting on the motors (14 32 and 33) to ensure the structural safety of the upper structure (3).
  • the system thus enters maintenance mode from which it will exit if the condition that led to the switch to that mode is no longer met.
  • an authorized user acts on the graphical monitoring and programming console and requests a configuration change or predetermined positioning for the house or the flap, the system switches to manual mode.
  • Automatic movement is thus accomplished by management by said automation system which takes into account variables such as sunlight and time of day.
  • the system enters maintenance mode whenever an error occurs or when the wind speed is above a predetermined value. In the event of an error human intervention is mandatory and error resolution will bring the system into manual mode. In the case of the high wind speed emergency procedure, the system will return to automatic mode if after a predetermined period of time the situation has been resolved.
  • the lower frame (1) contains an opening (4) for housing a fixed shaft, consisting of the shaft connecting element with the exterior (11), where preferably the frame (45) and the fixed shaft can be coupled.
  • the external fixing (5) to which the rotation mechanism (27) is preferably coupled in turn and which, by means of the motor of the rotation mechanism (28) on the drive gear (29) and the pinions (30) through a current (not shown) allows axial movement of the entire automated structure to a radius of at least 180 °.
  • Axial movement is further aided preferably by the axle guide wheels (12) and the lower frame support wheel assembly (13).
  • This latter set also preferred, is arranged in a circle around the entire axis (5), moving in a track placed on the ground (not shown).
  • the automation system drives the electric drive motor of the upper frame (14) which drives the spindle (16) and , through the nut (15) and the connecting rods (19), which will raise the upper structure (3) once they are coupled to it.
  • This movement assumes that the lower bolt (9) is unlocked, which the automation system will do simultaneously by the lower bolt drive electric motor (32), which in turn will drive the lower bolt interlocking bolt (31). keeping the upper bolt (10) locked.
  • the lower bearing (7) serves as axis and support to the upper structure (3), to which it is connected through the support part (36).
  • This movement is especially useful in summer, sunrise and sunset, when the sun's position is lower, so the inclination of the upper structure (3) should be larger, as illustrated in Figure 2, and can go up to 90 degrees creating private outdoor spaces, but in preferred use will go up to 60 degrees creating covered outdoor spaces and shaded areas measured from the lower bearing (7).
  • the opening movement of the upper structure (3) differs only because the automation system orders the upper bolt release (10) by the action on the upper bolt drive motor (33) which drives the upper bolt lock pin (34), keeping the lower bolt (9) locked .
  • the upper bearing (8) through its fixed and movable elements (25 and 24) serves as the axis and support for the upper structure (3) together with the support part (36).
  • This movement has a maximum amplitude of 60 degrees measured from the upper bearing (3) and is especially useful in winter, ie when the sun is lower, so the inclination of the upper structure (3) should be higher, as shown in figure 1, allowing the sun to shine on the façade which results in the interior of the modular building being heated.
  • the movement of the upper frame (3) can also be made in the opposite direction to that shown in the figures by simply changing the direction of the connecting rods (19) by moving the lifting mechanism (2) to the center of the side section and placing the duplication of the other elements responsible for the movement of the upper structure opposite side of the same section, meeting needs in countries close to the equator.
  • the lifting rods (35) enable the lifting mechanism (2) to withstand the forces exerted by the opening and closing movements of the upper frame (3).
  • the entire upper structure (3) is preferably made of lattice shape, thus allowing weight reduction and increased robustness.
  • the automated structure for housing modular constructions may rotate 360 °.
  • the automated structure for housing modular buildings may be programmed so that this modular construction, for example a house, makes a 180 ° movement according to the sun's movement there and back to the starting point, making the return overnight.
  • the above described operating mode may be applied, with appropriate changes, to a simpler structure with the aim of reducing production costs and making a more affordable product available.
  • the automated structure may be sized to allow only opening and closing movements of the upper structure (3) without side sections (46).
  • the lifting mechanism (2) will be positioned at one end of the side sections of the frame. (1), and a pillar (42) containing an upper bearing (9) at its upper end to allow articulation of the upper frame (3) without side sections (46) as well as an upper beam ( 43) supportive.
  • the programmable automaton must only act on the upper frame drive electric motor (14).
  • the angle of inclination of the upper structure without side sections (3) remains identical to that previously explained, however, the embodiment now described only allows winter movement.
  • the automated frame should be rebalanced.
  • support posts (42) are attached to the lateral ends of the lower structure (1), which connect to upper beams (43) and tie rods (40) coupled to tie support posts (44).
  • Counterweights (41) are also applied to each end of the shorter side of and to the lower frame (1) to ensure the balance of the entire automated frame, thereby eliminating the frame support wheels (13) and can be replaced. the axle guide wheels (12) by a solution similar to the crane system or other.

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Abstract

0 presente pedido descreve uma estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares e respectivo sistema de automação compreendido por uma estrutura inferior (1), que contém uma abertura (4) para alojamento de um eixo para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior, onde preferencialmente, poderá ser acoplada a estrutura e o eixo fixo de fixação ao exterior (5), um mecanismo de elevação (2), preferencialmente nas secções laterais da referida estrutura inferior (1), o qual está acoplado a uma estrutura superior (3), permitindo a sua movimentação através da articulação e suporte (6). 0 movimento axial e da estrutura superior (3) são geridos através de um sistema de automação baseado num autómato programável e num conjunto de sensores e actuadores, nomeadamente anemómetros e variadores de frequência que controlam os referidos movimentos. Desta forma, a presente invenção possibilita acolher construções modulares, por exemplo casas, fazendo com que as mesmas se movimentem de acordo, por exemplo, com a orientação solar, de forma a torná-las eficientes energeticamente.

Description

D E S C R I Ç Ã O
"Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares, respectivo sistema de automação e método de funcionamento"
Domínio técnico
0 presente pedido descreve uma estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares, respectivo sistema de automação e método de funcionamento.
Antecedentes
É do conhecimento do estado da técnica, a existência de partes da estrutura de edifícios que são móveis, como o caso do documento CN201202178Y que divulga um edificio- depósito automático de automóveis, que compreende uma estrutura de corpo principal, um teto, uma parede lateral, com portas e um mecanismo de controlo automático de estreitamento/alargamento, em que a parede lateral compreende uma parede lateral móvel, e cujo mecanismo permite o alargamento do telhado e da parede lateral móvel.
Assim, este documento divulga uma estrutura de um edifício que executa um estreitamento/alargamento de uma parede lateral, num sentido horizontal, e o rebatimento do teto para configurar uma estrutura dobrável de forma a reduzir o espaço quando não utilizada. Contudo, este documento não apresenta ou revela pistas sobre a solução apresentada neste pedido, onde a estrutura permite a movimentação de toda a construção modular no sentido de maximizar ou diminuir a exposição solar. Sumário
É objectivo do presente pedido descrever uma estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares que compreende :
- uma estrutura inferior (1), que contém uma abertura (4) que contém uma abertura (4) para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior (11) ;
um mecanismo de elevação (2) localizado nas secções laterais da referida estrutura inferior (1) ou na cobertura das construções modulares, o qual está acoplado a uma estrutura superior (3) através da articulação e suporte (6) .
Ao elemento de ligação do eixo com o exterior (11) pode ser preferencialmente acoplada a estrutura (45) e o eixo fixo de fixação ao exterior (5) .
0 referido acoplamento pode ser efectuado através do mecanismo de elevação (2), da chumaceira inferior (7), da chumaceira superior (8), do ferrolho inferior (9), do ferrolho superior (10), das barras de apoio do mecanismo de elevação (35) e da peça de suporte (36) .
Numa forma de realização preferencial, a estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares está ligada a um conjunto de sensores e actuadores.
Ainda numa outra forma de realização preferencial, a estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares compreende um motor de rotação (28) e um motor de accionamento da estrutura superior (14) bem como motores (32 e 33) colocados nos ferrolhos inferior (9) e superior (10) e ainda um conjunto de fins de curso de protecção, em particular as chumaceiras superior (8) e inferior (7) .
Numa forma de realização preferencial, a estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares apresenta uma estrutura superior (3) elaborada em formato de treliça.
É ainda objectivo da presente invenção descrever um sistema de automação ligada à estrutura automatizada que compreende um autómato programável e um conjunto de sensores e actuadores que controlam os movimentos da estrutura.
Numa forma de realização preferencial, o sistema de automação apresenta um conjunto de sensores e actuadores que compreende anemómetros e variadores de frequência.
Ainda numa outra forma de realização preferencial, o sistema de automação apresenta três modos de funcionamento - automático, manual e manutenção.
Numa forma de realização preferencial, o sistema de automação efectua a recolha da estrutura superior (3) e o fecho de todos os ferrolhos (8 e 9) através da acção sobre os motores (14, 32 e 33) quando o anemómetro efectua uma medida de velocidade do vento superior a um valor pré- determinado .
É ainda objectivo da presente invenção descrever um método de funcionamento da estrutura automatizada em conjunto com o sistema de automação em que a estrutura inferior (1) contêm uma abertura (4) para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior (11) , onde poderá ser acoplada a estrutura (45) e o eixo fixo de fixação ao exterior (5), ao qual está, por sua vez, acoplado preferencialmente o mecanismo de rotação (27) ou outro similar, e que, por acção do motor do mecanismo de rotação (28) sobre o carreto de accionamento (29) e os pinhões (30), através de uma corrente conduzindo ao movimento axial de toda a estrutura até pelo menos um raio de 180°.
Numa forma de realização preferencial, o método de funcionamento apresenta uma estrutura inferior (1) no seu movimento axial auxiliado pelas rodas de guiamento do eixo
(12) e pelo conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior ( 13 ) .
Ainda numa outra forma de realização preferencial, o método de funcionamento apresenta um conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior (13) disposto em circulo em redor de todo o eixo fixo (5), movimentando-se numa calha colocada no solo.
Numa forma de realização preferencial, o método de funcionamento apresenta uma estrutura superior (3) no seu movimento de verão a partir da posição de abertura e fazendo uso do sistema de automação comanda o motor eléctrico de accionamento da estrutura superior (14), o qual acciona o fuso (16) e, através da porca (15) e das bielas (19) eleva a estrutura (3) uma vez que estão a ela acopladas e ao mesmo tempo actuam no motor eléctrico de accionamento do ferrolho inferior (32), que por sua vez accionará a cavilha de encravamento do ferrolho inferior (31) mantendo o ferrolho superior (10) trancado. Ainda numa outra forma de realização preferencial, o método de funcionamento apresenta uma estrutura superior (3) em que no seu movimento de inverno difere no movimento de verão pelo facto do sistema de automação destrancar o ferrolho superior (10) pela acção junto do motor de accionamento do ferrolho superior (33) que acciona a cavilha de encravamento do ferrolho superior (34), mantendo
0 ferrolho inferior (9) trancado.
Descrição das Figuras
Para uma mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente invenção.
Figura 1: Representação esquemática da estrutura com abertura da estrutura superior no movimento de inverno, na qual os seguintes números de referência representam:
1 - estrutura inferior;
2 - mecanismo de elevação;
3 - estrutura superior;
6 - articulação e suporte;
46 - secções laterais da estrutura superior.
Figura 2: Representação esquemática da estrutura com abertura da estrutura superior no movimento de verão, na qual os seguintes números de referência representam:
1 - estrutura inferior;
2 - mecanismo de elevação;
3 - estrutura superior;
4 - abertura para alojamento do eixo;
6 - articulação e suporte. Figura 3: Representação esquemática da estrutura com a estrutura superior em posição fechada, na qual os seguintes números de referência representam:
1 - estrutura inferior;
2 - mecanismo de elevação;
3 - estrutura superior;
7 - chumaceira inferior;
8 - chumaceira superior;
9 - ferrolho inferior;
10 - ferrolho superior;
35 - barra de apoio do mecanismo de elevação;
36 - peça de suporte.
Figura 4: Representação esquemática da vista inferior e superior da estrutura inferior, na qual os seguintes números de referência representam:
1 - estrutura inferior;
5 - eixo fixo de fixação ao exterior;
11 - elemento de ligação do eixo com o exterior;
12 - rodas de guiamento do eixo;
13 - conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior.
Figura 5: Representação esquemática do mecanismo de elevação, na qual os seguintes números de referência representam :
9 - ferrolho inferior;
14 - motor eléctrico de accionamento da estrutura superior;
15 - porca de accionamento;
16 - fuso de accionamento;
18 - manga de apoio do fuso de acionamento;
19 - bielas de accionamento da estrutura superior. Figura 6: Representação esquemática da chumaceira inferior, na qual os seguintes números de referência representam:
7 - chumaceira inferior;
21 - elemento móvel da chumaceira inferior;
22 - elemento fixo da chumaceira inferior.
Figura 7: Representação esquemática da chumaceira superior, na qual os seguintes números de referência representam:
8 - chumaceira superior;
24 - elemento móvel da chumaceira superior;
25 - elemento fixo da chumaceira superior.
Figura 8: Representação esquemática do mecanismo de rotação nas vistas inferior e superior, na qual os seguintes números de referência representam:
27 - mecanismo de rotação;
28 - motor do mecanismo de rotação;
29 - carreto de acionamento;
30 - pinhões.
Figura 9: Representação esquemática dos ferrolhos na qual os seguintes números de referência representam:
9 - ferrolho inferior;
10 - ferrolho superior;
31 - cavilha de encravamento do ferrolho inferior;
32 - motor eléctrico de accionamento do ferrolho inferior;
33 - motor de accionamento do ferrolho superior;
34 - cavilha de encravamento do ferrolho superior.
Figura 10: Representação esquemática de parte do funcionamento do sistema de automação em modo automático. Figura 11: Detalhe da representação esquemática do funcionamento do sistema de automação em modo de manutenção .
Figura 12: Detalhe da representação esquemática do funcionamento do sistema de automação em modo manual.
Figura 13: Detalhe da representação esquemática do funcionamento do sistema de automação de um detalhe da função de movimentação para a posição X.
Figura 14: Representação esquemática da estrutura na qual os seguintes números de referência representam:
1 - estrutura inferior;
2 - mecanismo de elevação;
3 - estrutura superior sem secções laterais;
42 - pilar;
43 - vigas superiores.
Figura 15: Representação esquemática da estrutura automatizada, numa vista em perspectiva com a estrutura superior em posição fechada, na qual o seguinte número de referência representa:
1 - estrutura inferior;
40 - tirante;
41 - contrapesos;
42 - pilares de apoio;
43 - vigas superiores;
44 - pilares de apoio de tirantes.
Figura 16: Representação esquemática da estrutura na qual o seguinte número de referência representa:
1 - estrutura inferior; 45 - estrutura fixa.
Figura 17: Representação esquemática da estrutura automatizada com a estrutura superior em posição fechada, na qual o seguinte número de referência representa:
1 - estrutura inferior;
2 - mecanismo de elevação;
3 - estrutura superior;
5 - eixo fixo de fixação ao exterior;
8 - chumaceira superior;
11 - elemento de ligação do eixo com o exterior;
42 - pilares de apoio;
43 - vigas superiores;
45 - estrutura fixa.
Descrição detalhada
A presente invenção descreve uma estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares, respectivo sistema de automação e método de funcionamento, em que a estrutura compreende uma estrutura inferior (1), que contém uma abertura (4) para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior (11), onde preferencialmente, poderá ser acoplada a estrutura (45) e o eixo fixo de fixação ao exterior (5), um mecanismo de elevação (2) localizado preferencialmente nas secções laterais da referida estrutura inferior (1) podendo ainda ser localizado na cobertura das construções modulares, o qual está acoplado a uma estrutura superior (3) com articulação e suporte (6), através do mecanismo de elevação (2), da chumaceira inferior (7), da chumaceira superior (8), do ferrolho inferior (9), do ferrolho superior (10), das barras de apoio do mecanismo de elevação (35) e da peça de suporte (36) e que permite a movimentação desta mesma estrutura superior (3) . O movimento axial e da estrutura superior (3) é gerido através de um sistema de automação baseado num autómato programável e num conjunto de sensores e actuadores, nomeadamente anemómetros e variadores de frequência que controlam os referidos movimentos. Desta forma, a presente invenção possibilita acolher sobre a referida estrutura inferior (1), através do elemento de ligação do eixo com o exterior (11), onde poderá ser acoplada a estrutura (45), sendo efetuada a fixação ao exterior, construções modulares, por exemplo casas, fazendo com que as mesmas se movimentem de acordo, por exemplo, com a orientação solar, de forma a torna-las eficientes energeticamente .
Adicionalmente pode ao referido elemento de ligação do eixo com o exterior (11), o qual se mantém fixo independentemente de haver ou não movimento de rotação, ser acoplada uma estrutura (45), sendo efetuada fixação ao exterior através do eixo fixo (5), a qual se manterá igualmente fixa e que se introduzirá pela construção modular que vier a ser colocada. Desta forma, permitem-se criar diferentes espaços, igualmente de diferentes dimensões, no interior da referida construção modular à medida que decorre o movimento de rotação.
0 sistema de automação é baseado num autómato programável e num conjunto de sensores e actuadores, nomeadamente um anemómetro e variadores de frequência, que controlam o motor de rotação (28) e o motor de accionamento da estrutura superior (14) bem como os motores (32 e 33) colocados, respectivamente, nos ferrolhos inferior (9) e superior (10) e que determinam o eixo de rotação da estrutura superior (14), que podem por exemplo corresponder aos movimentos de verão ou de inverno e através daqueles ferrolhos inferior (9) e superior (10) um conjunto de fins de curso de protecção, em particular as chumaceiras superior (8) e inferior (7) . O sistema de automação ilustrado pelo fluxograma da figura 10 utiliza um software desenvolvido em linguagem Ladder e desenhado para que cada uma das funcionalidades que implementa possa ser invocada por sistemas de mais alto nível como são caso de computadores, tablets ou telemóveis do tipo smartphone e possui 3 modos de funcionamento, os quais se passam a explicar :
Modo 1: Automático
Neste que será o modo habitual de funcionamento, movimentar-se-á a estrutura inferior (1) e a estrutura superior (3) por forma a obter um aproveitamento máximo da energia solar. Dependendo da configuração que se pretenda, o sistema permite só elevar a estrutura superior (3), só rodar toda a estrutura ou efectuar os dois movimentos combinados. Da mesma forma, pode-se configurar, no contexto deste modo automático, se a estrutura superior (3) efectua um movimento de verão, em que o objectivo passa por criar sombra sobre a fachada principal, ou um movimento de inverno, em que o objectivo passa por não criar sombra sobre a fachada, ao mesmo tempo que a estrutura superior (3) se mantém perpendicular a posição do sol, movimentos estes que estão ilustrados nas figuras 1, 2, 14 e 16 respectivamente. Estas configurações podem ainda ser efectuadas no modo manual através da interacção com uma consola gráfica de programação. Os movimentos dos motores são monitorizados pelos variadores e pelo autómato para que qualquer anomalia seja imediatamente detectada e conduza a uma paragem do sistema que obrigará a uma intervenção humana .
A titulo de exemplo os dois motores (14) que asseguram a elevação da estrutura superior (3), têm de se mover de forma síncrona e qualquer desfasamento, por mínimo que seja, será detectado e o sistema pára até que seja resolvida a causa do desfasamento. Em alternativa, poderemos optar apenas por um motor (14) aplicado a um mecanismo de elevação (2) para elevação da estrutura superior (3), sendo colocado ao centro de secção maior. Quando o anemómetro efectua uma medida de velocidade do vento superior a um valor pré-determinado o sistema de automação efectuará a recolha da estrutura superior (3) e o fecho de todos os ferrolhos (8 e 9) através da acção sobre os motores (14,32 e 33) de forma a assegurar a segurança estrutural da estrutura superior (3) . 0 sistema entra assim em modo de manutenção do qual sairá se a condição que levou à comutação para esse modo deixar de se verificar. Quando em modo automático, um utilizador autorizado actuar sobre a consola gráfica de monitorização e programação e solicitar uma mudança de configuração ou um posicionamento predeterminado para a casa ou para a pala, o sistema passa ao modo manual .
0 movimento automático realiza-se assim através da gestão pelo referido sistema de automação que tem em consideração variáveis como a luz solar e a hora do dia.
Modo 2 : Manual
No modo manual pode efectuar-se a monitorização do funcionamento do sistema e configurar o seu comportamento. Existe um conjunto de posições configuráveis para a elevação da estrutura superior (3) e rotação do chassis para as quais o utilizador pode dar uma ordem de posicionamento; o sistema efectuará todas as verificações necessárias e posicionará a elevação da estrutura superior (3) ou a rotação do chassis, isto a uma velocidade mais rápida do que a utilizada no modo automático de seguimento solar .
Modo 3 : Manutenção
0 sistema entra em modo de manutenção sempre que ocorre um erro ou quando a velocidade do vento é superior a um valor predeterminado. No caso de ocorrer um erro a intervenção humana é obrigatória e a resolução do erro levará o sistema ao modo manual. No caso do procedimento de emergência por velocidade do vento elevada, o sistema retornará ao modo automático se após um período de tempo pré-determinado a situação tenha sido resolvida.
De seguida passa-se a explicar os movimentos axial e da estrutura superior (3) :
Movimento axial
A estrutura inferior (1) contém uma abertura (4) para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior (11), onde preferencialmente, poderá ser acoplada a estrutura (45) e o eixo fixo de fixação ao exterior (5) ao qual, preferencialmente, está, por sua vez, acoplado o mecanismo de rotação (27) e que, por acção do motor do mecanismo de rotação (28) sobre o carreto de accionamento (29) e os pinhões (30), através de uma corrente (não representada) permite o movimento axial de toda a estrutura automatizada até um raio de pelo menos 180°. O movimento axial é ainda auxiliado, preferencialmente, pelas rodas de guiamento do eixo (12) e pelo conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior (13). Este último conjunto, também preferencial, está disposto em circulo em redor de todo o eixo (5), movimentando-se numa calha colocada no solo (não representada) .
Estrutura superior (3)
Para que a estrutura superior (3), partindo da posição de abertura, como ilustrado na figura 1 (inverno) ou 2 (verão) , se possa movimentar no sentido do fecho na figura 3 (até aproximadamente 14h) e voltar a posição de abertura (aproximadamente às 20h) na figura 1 e 2, de acordo com à altura do sol e direcção da sua luz, o sistema de automação comanda o motor eléctrico de accionamento da estrutura superior (14), o qual acciona o fuso (16) e, através da porca (15) e das bielas (19), as quais elevarão a estrutura superior (3) uma vez que estão a ela acopladas. Este movimento pressupõe que o ferrolho inferior (9) esteja destrancado, algo que o sistema de automação fará simultaneamente por acção do motor eléctrico de accionamento do ferrolho inferior (32), que por sua vez accionará a cavilha de encravamento do ferrolho inferior (31) mantendo o ferrolho superior (10) trancado. Neste movimento, a chumaceira inferior (7), através dos seus elementos fixo e móvel (22 e 21) serve de eixo e suporte à estrutura superior (3), à qual está ligada através da peça de suporte (36) . Este movimento é sobretudo útil no verão, ao nascer e por do sol, quando a posição do sol é mais baixa, logo a inclinação da estrutura superior (3) deve ser maior, como se ilustra na figura 2, podendo ir até a um máximo de 90° graus, criando espaços exteriores privados, sendo que, contudo, numa utilização preferencial, irá até aos 60° graus, criando espaços exteriores cobertos e áreas sombreadas, medidos a partir da chumaceira inferior (7) .
No caso do chamado movimento de inverno, em que o grau de inclinação da estrutura superior (3) não necessita de ser tão grande, de modo a manter adequada a temperatura interior da construção modular, o movimento de abertura da estrutura superior (3) difere apenas pelo facto do sistema de automação ordenar a destrancagem do ferrolho superior (10) pela ação junto do motor de accionamento do ferrolho superior (33) que aciona a cavilha de encravamento do ferrolho superior (34), mantendo o ferrolho inferior (9) trancado. Neste caso, a chumaceira superior (8) através dos seus elementos fixo e móvel (25 e 24) serve de eixo e suporte à estrutura superior (3) em conjunto com a peça de suporte (36) . Este movimento tem uma amplitude máxima de 60 graus medidos a partir da chumaceira superior (3) e é sobretudo útil no inverno, ou seja quando a posição do sol é mais baixa, logo a inclinação da estrutura superior (3) deve ser maior, como se ilustra na figura 1, permitindo a incidência do sol na fachada que resulta no aquecimento do interior da construção modular.
O movimento da estrutura superior (3) pode efectuar-se também no sentido oposto ao apresentado nas figuras, bastando para tal modificar a direcção das bielas (19), deslocando o mecanismo de elevação (2) para o centro da secção lateral e colocando a duplicação dos restantes elementos responsáveis pelo movimento da estrutura superior no lado oposto da mesma secção, dando resposta a necessidades em países próximos da linha do equador.
De referir que as barras de apoio do mecanismo de elevação (35) permitem auxiliar o mecanismo de elevação (2) a suportar as forças exercidas aquando dos movimentos de abertura e fecho da estrutura superior (3) . Toda a estrutura superior (3) é preferencialmente elaborada em formato de treliça, permitindo assim a diminuição do peso e aumento da robustez.
Numa forma de realização preferencial, a estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares poderá efectuar uma rotação de 360°.
Numa outra forma de realização preferencial, a estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares pode ser programado para que esta construção modular, por exemplo uma casa, efectue um movimento de 180° de acordo com a deslocação do sol naquele local e voltar ao ponto inicial, efectuando o retorno, durante a noite.
Adicionalmente poderá ser aplicado, com as devidas alterações, o modo de funcionamento anteriormente descrito a uma estrutura mais simples com o objectivo de diminuir custos de produção e de maneira a disponibilizar um produto mais acessível.
Desta forma, pode a estrutura automatizada estar dimensionada, para permitir apenas movimentos de abertura e fecho da estrutura superior (3) sem secções laterais (46). Neste caso, será posicionado o mecanismo de elevação (2) numa das extremidades das secções laterais da estrutura inferior (1), e um pilar (42), que contém uma chumaceira superior (9) na sua extremidade superior, de forma a permitir a articulação da estrutura superior (3) sem secções laterais (46), bem como uma viga superior (43) de suporte. Para controlar os movimentos de abertura e fecho, o autómato programável deverá actuar apenas no motor eléctrico de accionamento da estrutura superior (14) . O angulo de inclinação da estrutura superior sem secções laterais (3) mantém-se idêntico ao anteriormente explicado, contudo, a realização agora descrita apenas permite o movimento de inverno.
Ainda no caso de ser necessário, para efeitos de projeto, colocar a abertura (4) para alojamento de um eixo fixo, composto pelo, elemento de ligação do eixo com o exterior (11), onde preferencialmente, poderá ser acoplada a estrutura (45) e o eixo fixo de fixação ao exterior (5) numa das extremidades da estrutura inferior (1), deverá a estrutura automatizada ser reequilibrada. Recorre-se para o efeito à fixação de pilares de apoio (42) nas extremidades laterais da estrutura inferior (1), os quais ligam a vigas superiores (43) e tirantes (40) acoplados a pilares de apoio de tirantes (44) . São ainda aplicados contrapesos (41) em cada extremidade do lado mais curto da e na estrutura inferior (1) de forma a garantir o equilíbrio de toda a estrutura automatizada, eliminando assim, as rodas de apoio da estrutura (13), podendo ser substituídas as rodas de guiamento do eixo (12) por solução similar ao sistema de grua ou outro.
As reivindicações que se seguem destacam adicionalmente formas de realização particulares da invenção. Lisboa, 02 de Setembro de 2013

Claims

R E I V I N D I C A Ç Õ E S
1. Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares compreendida por:
- uma estrutura inferior, que contém uma abertura para alojamento de um eixo fixo, composto pelo elemento de ligação do eixo com o exterior; um mecanismo de elevação localizado nas secções laterais da referida estrutura inferior, ou na cobertura das construções modulares, o qual está acoplado a uma estrutura superior com articulação e suporte .
2. Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares de acordo com a reivindicação anterior, em que é acoplada a estrutura e o eixo fixo de fixação ao exterior ao elemento de ligação do eixo com o exterior.
3. Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a referida estrutura está ligada a um conjunto de sensores e actuadores.
4. Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, compreendida por um motor de rotação e um motor de accionamento da estrutura superior bem como motores colocados nos ferrolhos inferior e superior e ainda um conjunto de fins de curso de protecção, em particular as chumaceiras superior e inferior.
5. Estrutura automatizada para acolhimento de construções modulares de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a estrutura superior é elaborada em formato de treliça.
6. Sistema de automação ligado à estrutura automatizada descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, compreendido por um autómato programável e um conjunto de sensores e actuadores que controlam os movimentos da estrutura .
7. Sistema de automação de acordo com a reivindicação anterior, em que o conjunto de sensores e actuadores compreende anemómetros e variadores de frequência.
8. Sistema de automação de acordo com as reivindicações 6 e 7, em que o referido sistema apresenta três modos de funcionamento - automático, manual e manutenção.
9. Sistema de automação de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, em que o referido sistema efectua a recolha da estrutura superior e o fecho de todos os ferrolhos através da acção sobre os motores quando o anemómetro efectua uma medida de velocidade do vento superior a um valor pré-determinado .
10. Método de funcionamento da estrutura automatizada descrita em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 em conjunto com o sistema de automação descrito nas reivindicações 6 a 9 em que a estrutura inferior contem uma abertura à qual é acoplado o eixo fixo composto pelo elemento de ligação do eixo com o exterior, onde poderá ser acoplada a estrutura e o eixo fixo de fixação ao exterior, ao qual está, por sua vez, acoplado o mecanismo de rotação e que, por acção do motor do mecanismo de rotação sobre o carreto de accionamento e os pinhões, através de uma corrente.
11. Método de funcionamento de acordo com a reivindicação anterior, em que a estrutura inferior no seu movimento axial é auxiliado pelas rodas de guiamento do eixo e pelo conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior.
12. Método de funcionamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 e 11, em que o conjunto de rodas de apoio da estrutura inferior está disposto em circulo em redor de todo o eixo fixo, movimentando-se numa calha colocada no solo.
13. Método de funcionamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, em que a estrutura superior no seu movimento de verão partir da posição de abertura e fazendo uso do sistema de automação comanda o motor eléctrico de accionamento da estrutura superior, o qual acciona o fuso e, através da porca e das bielas eleva a estrutura uma vez que estão a ela acopladas e ao mesmo tempo actuar o motor eléctrico de accionamento do ferrolho inferior, que por sua vez accionará a cavilha de encravamento do ferrolho inferior mantendo o ferrolho superior trancado.
14. Método de funcionamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, em que a estrutura superior no seu movimento de inverno difere no movimento de verão pelo facto do sistema de automação destrancar o ferrolho superior pela acção junto do motor de accionamento do ferrolho superior que acciona a cavilha de encravamento do ferrolho superior, mantendo o ferrolho inferior trancado .
Lisboa, 02 de Setembro de 2013
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