WO2023230693A1 - Equipamento e processo para medição do desgaste de pneus - Google Patents

Equipamento e processo para medição do desgaste de pneus Download PDF

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WO2023230693A1
WO2023230693A1 PCT/BR2023/050183 BR2023050183W WO2023230693A1 WO 2023230693 A1 WO2023230693 A1 WO 2023230693A1 BR 2023050183 W BR2023050183 W BR 2023050183W WO 2023230693 A1 WO2023230693 A1 WO 2023230693A1
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tire
actuator
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measuring equipment
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Carlos Eduardo DE OLIVEIRA
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De Oliveira Carlos Eduardo
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24Wear-indicating arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles

Definitions

  • This invention patent refers to equipment and process for measuring the wear of tires on automotive vehicles, with application in the area of transport, with the purpose of monitoring tire wear as a function of mileage, with the aim of measuring the wear on tires by automated measurement of the depth of the tread grooves of such tires, eliminate human error in measurement and avoid fraudulent exchanges of new tires for worn tires in fleet vehicles, with the advantages of not requiring a dedicated computerized terminal and have low installation and maintenance costs.
  • the tires of automotive vehicles suffer wear and tear caused by the mileage driven by such vehicles. This wear becomes visible as the tread grooves of these tires decrease in depth in relation to the tread surface.
  • the tread grooves also called grooves or creases, are responsible for draining water on wet roads, promoting greater adhesion of the tires to the road, allowing air circulation and ensuring greater stability when driving vehicles.
  • the minimum depth for the tread grooves of a tire according to that established by CONTRAM, National Traffic Council, is 1.6 millimeters, however, it is recommended to change tires when this depth is 3 to 4 millimeters. When this measurement is associated with the mileage driven by the vehicle, it is possible to find an estimated value for the average tire wear time, facilitating the management of tire changes.
  • tread wear bars also known as TWI (Tread Wear Indicator) or tread wear indicators, made of hard rubber and which are designed by the tire manufacturer to be visible when the tire tread is worn. When they become visible, it's time to change the tire;
  • TWI Transmission Wear Indicator
  • tread wear indicators made of hard rubber and which are designed by the tire manufacturer to be visible when the tire tread is worn. When they become visible, it's time to change the tire;
  • the Brazilian patent BR102018014603-3 entitled “Manual utensil for controlling the condition of tires”, disclosed a utensil for manual use that incorporates means of measuring pressure, means of measuring the depth of the groove, means of measuring the temperature of the tire and the environment and means of radio frequency communication with external data processing devices.
  • the depth of the tire tread grooves is measured using a probe made up of a needle-shaped metallic element supported on a magnetic sliding element that acts, depending on the measurement movement, on Hall effect magnetic sensors. This is connected to a processor that determines the depth of the grooves.
  • the tool disclosed by Brazilian patent BR102018014603-3 has the inconvenience of requiring an operator to position the sensor in each groove of the tire's tread and the limitation of measuring the depth of only one groove of each tire at a time.
  • the device disclosed by American patent US20130185005 has the disadvantage of requiring an operator to position the precursor in each groove of the tire's tread and the limitation of measuring the depth of only one groove of each tire at a time.
  • US patent US20080256815 entitled “Device for checking the depth profile and tire type profile, speed and ground clearance of moving vehicles”, disclosed a device that uses laser-illuminated sensors installed under a measuring surface on which pass the tires of the moving vehicle to record the tire profile. tire tread depth, in addition to other parameters of interest. An algorithm is used to process the signals and determine the tire depth profile.
  • the device disclosed by American patent US20080256815 has the disadvantage of not directly measuring the depth of the tread grooves, which may not be correct due to the presence of dirt present in the grooves and has the disadvantage of not being able to be used in open environments, for external light is a source of possible interference with the laser lighting used.
  • Chinese patent CN112197707 entitled “Method for detecting tire wear, computational equipment and readable storage medium”, disclosed a method of detecting tire wear of a vehicle using images of the moving tire by reflected lighting, being computer-calculated wear based on the projected image of the tread, considering the angles of the lighting source and the capture device used.
  • the method disclosed by Chinese patent CN112197707 has the disadvantage of not directly measuring the depth of the tread grooves, which may not be correct due to the presence of dirt present in the grooves or in the windows through which the images are obtained and has the disadvantage of cannot be used in open environments, as external light is a source of possible interference with the reflected lighting used.
  • FIGURE 1 which shows the perspective view of the measuring equipment (ME) of the present patent
  • FIGURE 2 which shows the top front view of the measuring equipment (EM);
  • FIGURE 3 which shows the perspective view of the central portion of the measuring equipment (EM) with emphasis on the protection cover (CP) of the actuator lifting motors and the actuator protection cover motors, for the camera (CAM) and for the protective cover (TP) of the actuators;
  • FIGURE 4 which shows the perspective view of the central portion of the measuring equipment (EM) in which the protective cover (CP) has been removed, exposing the actuator lift motors (MA) and the actuator protective cover motors (MP), and the camera (CAM) and the protective cover (TP) of the actuators can also be viewed;
  • EM measuring equipment
  • MA actuator lift motors
  • MP actuator protective cover motors
  • CAM camera
  • TP protective cover
  • FIGURE 5 which shows the perspective view of the measuring equipment region (EM) located between an actuator block (BA) and an auxiliary column (Cl), whose base (B) was hidden, with the protective cover (CP ), the power cables (CB), the air ducts (DT) and the actuator block housing (CA) can be seen;
  • FIGURE 6 which shows the perspective view of the measuring equipment region (EM) located between an actuator block (BA) and an auxiliary column (Cl), visualizing the protective covers (TP), the protective cover (CP), the pair of actuator lifting motors (MA), the actuator protection cover motor (MP) and the protection cover shaft (ET);
  • FIGURE 7 shows the perspective view of one of the halves of an actuator block (BA) without the protective cover (CP), exposing the pair of actuator lifting motors (MA) and the motor for the actuator protection covers actuators (MP), in which the external grid (GE) with holes is fixed on the actuator block housing (CA) and the internal grid (GI) is inside the actuator block housing (CA);
  • FIGURE 8 which shows the perspective view of one of the halves of the actuator block (BA) without the protective cover (CP) and without the actuator block housing (CA), making it possible to visualize a group of actuators (GA) composed of a plurality of actuators (A) passing through the holes of the internal grid (GI), and the internal grid (GI) that moves in relation to the external grid (GE) through pairs of ball screw axes ( FU) connected to the actuator lift motors (MA);
  • FIGURE 9 which shows the front orthogonal view of a part of the actuator block (BA) without the protective cover (CP) and without the actuator block housing (CA), with two groups of actuators (GA) being visible, and below the internal grid (GI) are the ball screw nut (CF), the bearings (MN) and the depth reading cylinder (CE);
  • FIGURE 10 which shows the perspective view focused on a group of actuators (GA), whose housing (CA) is hidden and allowing viewing of the springs (ME) connected to the actuators (A) and the internal grid (GI), as well as it is possible to check the axis (EX), which supports the actuators (A), internal to the depth reading cylinder (CL);
  • FIGURE 11 which shows the lower perspective view focused on the back of a group of actuators (GA), whose housing (CA) is hidden and allowing the springs (ML) connected to the actuators (A) to be seen, responsible for returning the actuator (A) to its initial position, the displacement sensor (SD) connected to the depth reading cylinder (CL) with a spring (ML) responsible for returning the depth reading cylinder (CL) to its initial position;
  • FIGURE 12 which shows the perspective view of an auxiliary column (Cl) and the functional column (C2), in which the image on the left shows the columns (Cl) and (C2) with housing and the image on the right shows the columns (Cl) and (C2) without the carcass, exposing its internal constituents;
  • FIGURE 13 which shows the perspective view with emphasis on the support for position sensors (S) with the reflective infrared presence sensors (SPI) and the ultrasonic distance sensors (SPU);
  • FIGURE 14 which shows the perspective view of the portable measuring equipment (EMP);
  • FIGURE 15 shows the perspective view of the portable measuring equipment (EMP) with alternative ramp configuration (RMP) with docking rails (TRE) and two lines of actuator groups (GA);
  • EMP portable measuring equipment
  • RMP alternative ramp configuration
  • TRE docking rails
  • GA actuator groups
  • FIGURE 16 which shows the block diagram of the measuring equipment and its interconnections, whose electronic control unit (EC) is delimited by the dashed line;
  • FIGURE 17 which shows the block diagram of the tire wear measurement process for managing tire use in garage entrances or yards; It is, FIGURE 18, which shows the block diagram of the tire wear measurement process for application in monitoring and inspecting vehicles on public roads.
  • the measuring equipment (EM) has the following constituents:
  • the measuring equipment (EM) is equipped with a horizontal metallic base (B) in the shape of a low-thickness polygonal prism; equipped with two rectangular prismatic vertical auxiliary columns (Cl) arranged at the left end and at the right end of the measuring equipment (EM); equipped with a vertical prismatic rectangular functional column (C2) arranged next to one of the auxiliary columns (Cl); equipped with actuator blocks (BA), located at the base level (B); and equipped with supports for distance and presence sensors (S) metallic in the shape of a polygonal prism in “L” or “T”, arranged on the left end and on the right end of the measuring equipment (EM).
  • the distance and presence sensors (S) are arranged on the base (B), between the actuator groups (GA), making it unnecessary to use sensor supports.
  • the measuring equipment (EM) is equipped with a camera (CAM) located on the edge of the base (B).
  • the actuator blocks (BA) have a hollow, rectangular metal housing (CA); with a metallic external grid (GE) in the shape of a long, thin prism that has a plurality of rectangular holes equally spaced along its length; with actuator protection cover motors (MP), 4.8 V and 9.4 kg/cm of torque, fixed to the upper portion of the block ends, in which motors (MP), each at one end of the block , are connected to a cylindrical metallic shaft (ET), fixed to the block by bearings, which has a plurality of actuator protection covers (TP), rectangular prismatic metallic, which cover the rectangular holes of the external grid (GE); with pairs of actuator lifting motors (MA) of 4.8 V and 9.4 kg/cm of torque, also located at the ends of the actuator blocks (BA), close to the motors (MP); with metallic protection covers (CP) in the shape of a hollow semi-cylinder that covers and protects the actuator lifting motors (MA) and the actuator protection cover motor (MP); with an internal metal grid (GI) in the shape of a long, thin prism that has
  • the auxiliary columns (Cl) have a blower (SP), of the sirocco fan type, at their top, with signal lamps (LL) on the side of the auxiliary column (Cl) and facing the direction of vehicle entry, preferably in ribbon-type light-emitting diode (L.E.D.) distributed along the column, with green and red colors, the auxiliary column (Cl) has a hollow cylindrical air duct (DT) inside, connected to the blower air outlet ( SP) and the actuator block housing (CA); with power and communication cables (CB) inside; the functional column (C2) has an RFID antenna (AN), and has an electronic control unit (CE) and power and communication cables (CB) that connect the electronic control unit (CE), the blowers (SP) and others components of measuring equipment (ME).
  • SP blower
  • LL light-emitting diode
  • the auxiliary column (Cl) has a hollow cylindrical air duct (DT) inside, connected to the blower air outlet ( SP) and the actuator block housing (CA); with power and communication
  • the support for distance and presence sensors (S) has reflective infrared presence sensors (SPI) on the right and left side, and ultrasonic distance sensors (SPU) on the right and left side.
  • the electronic control unit (EC) consists of a power supply voltage (FT A) fed from the 110 or 220 V electrical network (RE), connected unidirectionally with the motor power supply (FAM), to the blower relay module (MOR), the blower (SP), the transformer for powering the boards (TAP) and the power supply for the RFID antenna (FAA); by motor power supply (FAM) of 5 V and 7 A, unidirectionally connected to the power supply voltage (FTA) and the motor control board (PCM); by motor control board (PCM) unidirectionally connected to the motor supply voltage source (FAM), actuator lifting motors (MA) and protection cover motors (MP) and bidirectionally connected to the central board (PCE ); by blower relay module (MOR) unidirectionally connected to the blowers (SP), the power supply voltage source (FTA) and
  • portable measuring equipment capable of being transported inside vehicles, with similar construction and functions, but more simplified in relation to measuring equipment (EM), having the distance and presence sensors (S) positioned on the base (B), between the actuator groups (GA), and which does not use some components of the measuring equipment (EM) such as the auxiliary columns (Cl), functional column (C2 ), supports for distance sensors, actuator protection covers (TP), actuator protection cover motors (MP), cylindrical metal shaft, actuator lifting motors (MA), internal grid (GI), ball screw (FU), ball screw nut (CF), blower (SP) for system cleaning, lighting;
  • the portable modality contains ramps (RMP), made of metallic material or rigid polymer, with a triangular prismatic shape with a length equal to that of the base (B), positioned longitudinally to it, allowing the vehicle to be lifted for adequate passage through the transport equipment.
  • the ramps (RMP) and the base (B) have vertical fitting rails (TRE) on the faces that will be fitted longitudinally to the equipment, improving fixation;
  • the ramps (RMP) can have hinges that fit into the base (B) and allow the ramps to fold onto the portable measuring equipment (EMP), facilitating transport.
  • the base (B) provides leveling of the measuring equipment (EM) and protection of components that are close to the ground, such as air ducts (DT) and cables (CB);
  • the auxiliary columns (Cl) have the function of supporting the blowers (SP), which clean the tires, the signal lamps (LL), which turn on the green or red lights to signal the driver, and the fuel ducts. air (DT), to direct the air flow generated by the blowers (SP); limit switches or magnetic sensors (FC) turn off the motors (MA) when the internal grille (GI) reaches the height necessary to expose the actuators (A), the reflective infrared presence sensors (SPI) and the ultrasonic distance sensors (SPU) detect the position of the vehicle and which groups of actuators (GA) will be activated by the tires;
  • the red signal lamps (LL) go out and the green signal lamps (LL) light up, informing the driver that he can continue at a controlled speed, preferably up to 8 km/h;
  • the camera (CAM) is activated, the images of the approaching vehicle are transmitted to the mobile device application, serving as an aid to the driver for the correct alignment of the vehicle that will pass over the measuring equipment (EM), communication between the camera (CAM) and the mobile device is carried out through the bluetooth communication module (MOB), intermediated by the software of the measuring equipment (EM) and the mobile device;
  • the tire of the approaching vehicle presses on the group of actuators (GA) that are elevated, causing the angular displacement of the actuators (A) that came into contact with the tire, and the groups of actuators (GA) that had their actuators (A ) displaced, activate their respective displacement detection sensors (SD) through the depth reader cylinder (CL), or the displaced actuators (A) activate their respective displacement detection sensors (SD), measuring the wear of the tires through the difference in height between the tread and the tire grooves, and in this stage, the tire passes over two subsequent and alternating groups of actuators (GA) that perform the same procedure to reduce or eliminate measurement errors and increase the reliability of the result, and the collected information is stored in the database;
  • the measuring equipment (EM) software crosses information from the latest readings with the vehicle's current mileage and checks whether the wear of each tire is as predicted for the expected wear of that vehicle's tires, and is based on information on the types and commercial tire brands available on the market, the estimated useful life and mileage reported by the manufacturer and also information present in the database itself (BD): i-1) If the depth of the tire grooves measured by the measuring equipment (EM ) is as expected, the information regarding the vehicle's current measurement and mileage is saved in the database (BD), and will be used in the next measurements, and the process continues to step (j); i-2) If a discrepancy in the wear measured by the measuring equipment (EM) is identified, the vehicle and tires are automatically registered on a “suspected fraud” list for inspection by a responsible person who will manually measure tire wear: i-3) If the discrepancy is caused by routine reasons such as excessive tire wear due to load or road conditions, a damaged tire, the replacement of a damaged tire, the replacement of a flat tire, the replacement of
  • the actuator lifting motors (MA) are activated again, causing axial rotation of the ball screw shaft (FU), since the ball screw nuts (CF) are fixed to the internal grid (GI), the internal grid (GI) moves away from the external grid (GE), collecting the actuators (A), and the motors of the actuator protection covers (MP) are activated, which rotate the cover axes (ET), causing the protection covers to actuator protection (TP) are closed, the blowers (SP) are turned off, the warning lights (LL) are turned on in red, and the vehicle enters the company yard and the process returns to step (c).
  • measuring equipment for application in the monitoring and inspection of public roads to measure tire wear on vehicles traveling on public roads; in which the RFID antenna (AN) and its license plate (PAN) are replaced by a photographic system, activated when detection equipment identifies a vehicle with excessive tire wear that presents a safety risk, recording a photograph of the vehicle's license plate that is sent to an organization or company
  • the measuring equipment (EM) software calculates the tread depth of the vehicle's tires, a minimum tread depth value is pre-established:
  • step (A6) If the depth of the tire treads measured by the measuring equipment (EM) is greater than that established, the vehicle is released, and the process continues to step (A6);
  • the photography system records a photograph of the vehicle with the vehicle license plate and sends it to the database (BD) , the vehicle is then released and continues to stage (A6); It is
  • the actuator lifting motors (MA) are activated causing axial rotation of the ball screw shaft (FU), since the ball screw nuts (CF) are fixed to the internal grid (GI), the grid internal grille (GI) moves away from the external grille (GE), collecting the actuators (A), and the actuator protection cover motors (MP) are activated, which rotate the cover axes (ET), causing the covers to
  • the actuator protection switch (TP) is closed, the blowers (SP) are turned off, the red warning lights (LL) are turned on, and the vehicle enters the company yard and the process returns to step (b).
  • Measuring equipment (EM) and portable measuring equipment (EMP) are capable of measuring the wear of tires on light vehicles, such as automobiles and passenger cars, and on heavy vehicles that use tires, such as trucks, buses and machines.

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Abstract

Refere-se a presente patente de invenção a um equipamento para gestão do uso de pneus de veículos automotivos, fixo ou portátil, com aplicação na área de transportes, com a finalidade de monitorar o desgaste de pneus em função da quilometragem, com o objetivo de medir o desgaste em pneus pela medição automatizada da profundidade dos sulcos da banda de rodagem de tais pneus, eliminar o erro humano na medição e evitar trocas fraudulentas de pneus novos por pneus desgastados em veículos de frotas, com vantagens de não necessitar de um terminal informatizado dedicado e apresentar baixo custo de instalação e manutenção.

Description

EQUIPAMENTO E PROCESSO PARA MEDIÇÃO DO DESGASTE DE PNEUS
Refere-se a presente patente de invenção a um equipamento e processo para medição do desgaste de pneus de veículos automotivos, com aplicação na área de transportes, com a finalidade de monitorar o desgaste de pneus em função da quilometragem, com o objetivo de medir o desgaste em pneus pela medição automatizada da profundidade dos sulcos da banda de rodagem de tais pneus, eliminar o erro humano na medição e evitar trocas fraudulentas de pneus novos por pneus desgastados em veículos de frotas , com vantagens de não necessitar de um terminal informatizado dedicado e apresentar baixo custo de instalação e manutenção.
Como é do conhecimento técnico da área dos transportes, os pneus dos veículos automotivos sofrem desgaste provocado pela quilometragem rodada por tais veículos. Esse desgaste se toma visível à medida que os sulcos da banda de rodagem desses pneus vão diminuindo sua profundidade em relação à superfície da banda de rodagem. Os sulcos da banda de rodagem, também chamados de ranhuras ou vincos, são responsáveis por escoar a água em pistas molhadas, promovendo maior aderência dos pneus à pista de rodagem, permitir a circulação de ar e garantir maior estabilidade na condução dos veículos. A profundidade mínima para os sulcos da banda de rodagem de um pneu, de acordo com o estabelecido pelo CONTRAM, Conselho Nacional de Trânsito, é de 1,6 milímetros, sendo, no entanto, recomendável a troca dos pneus quando esta profundidade é de 3 a 4 milímetros. Quando essa medição é associada à quilometragem rodada pelo veículo é possível encontrar um valor estimado para o tempo médio de desgaste dos pneus, facilitando a gestão da troca desses pneus.
Atualmente, a medição da profundidade dos sulcos da banda de rodagem de um pneu pode ser feita de três maneiras conhecidas:
3a) Visualmente, usando as barras de desgaste de banda de rodagem, também conhecidas como TWI {Tread Wear Indicator) ou indicadores do desgaste da banda de rodagem, feitas de borracha dura e que são projetadas, pelo fabricante dos pneus, para ficarem visíveis quando a banda de rodagem do pneu estiver gasta. Quando elas se tomam visíveis, está na hora de trocar o pneu;
3b) Manualmente, com o uso de um medidor de profundidade conhecido como profundímetro, digital ou analógico, sendo a leitura da profundidade indicada por uma escala própria; e
3c) Eletronicamente, com o uso de sensores de diversos tipos ligados a circuitos eletrônicos especialmente projetados para indicarem a profundidade dos sulcos da banda de rodagem a um circuito eletrônico.
A patente brasileira BR102018014603-3, intitulada “Utensílio manual para controle da condição de pneus”, revelou um utensílio de uso manual que incorpora meios de medição de pressão, meios de medição da profundidade do sulco, meios de medição da temperatura do pneu e do ambiente e meios de comunicação por radiofrequência com dispositivos externos de processamento de dados. A medição da profundidade dos sulcos da banda de rodagem do pneu é feita por uma sonda formada por um elemento metálico em formato de agulha apoiado sobre um elemento corrediço magnético que atua, segundo o movimento de medição, sobre sensores magnéticos de efeito Hall. Esse é ligado a um processador que determina a profundidade dos sulcos.
O utensílio revelado pela patente brasileira BR102018014603-3 tem o inconveniente de precisar de um operador para posicionar o sensor em cada sulco da banda de rodagem do pneu e a limitação de medir a profundidade de apenas um sulco de cada pneu e de cada vez.
A patente americana US20130185005, intitulada “Dispositivo para medição combinada de temperatura, pressão e profundidade de um pneu”, revelou um dispositivo portátil, dotado de sensores e processador, capaz de medir a temperatura, a calibração e a profundidade dos sulcos da banda de rodagem de um pneu de um veículo automotivo. A medição da profundidade dos sulcos é feita por um percursor preso a um potenciômetro que atua como um sensor resistive ligado ao processador. A profundidade é proporcional à resistência medida com o percursor inserido no sulco da banda de rodagem.
O dispositivo revelado pela patente americana US20130185005 tem o inconveniente de precisar de um operador para posicionar o percursor em cada sulco da banda de rodagem do pneu e a limitação de medir a profundidade de apenas um sulco de cada pneu e de cada vez.
A patente americana US20080256815, intitulada “Dispositivo para verificação do perfil de profundidade e perfil de tipo de pneu, velocidade e distância ao solo de veículos em movimento”, revelou um dispositivo que utiliza sensores iluminados por laser instalados sob uma superfície de medição sobre a qual passam os pneus do veículo em movimento para gravar o perfil de profundidade da banda de rodagem dos pneus, além de outros parâmetros de interesse. Um algoritmo é utilizado para processar os sinais e determinar o perfil de profundidade dos pneus.
O dispositivo revelado pela patente americana US20080256815 tem o inconveniente de não medir diretamente a profundidade dos sulcos da banda de rodagem, que podem não ser corretos devido a presença de sujidades presentes nos sulcos e tem a desvantagem de não poder ser usado em ambientes abertos, por ser a luz externa uma fonte de possível interferência na iluminação laser utilizada.
A patente chinesa CN112197707, intitulada “Método para detecção do desgaste de pneu, equipamento computacional e meio legível de armazenamento”, revelou um método de detecção do desgaste dos pneus de um veículo usando a captação de imagens do pneu em movimento por iluminação refletida, sendo o desgaste calculado por computador em função da imagem projetada da banda de rodagem, considerando os ângulos da fonte de iluminação e do dispositivo de captura utilizado.
O método revelado pela patente chinesa CN112197707 tem o inconveniente de não medir diretamente a profundidade dos sulcos da banda de rodagem, que podem não ser corretos devido a presença de sujidades presentes nos sulcos ou nas janelas por onde são obtidas as imagens e tem a desvantagem de não poder ser usado em ambientes abertos, por ser a luz externa uma fonte de possível interferência na iluminação refletida utilizada.
“EQUIPAMENTO E PROCESSO PARA MEDIÇÃO DO DESGASTE DE PNEUS”, objeto da presente patente de invenção, foi desenvolvido para superar as desvantagens, as limitações e os inconvenientes encontrados nos equipamentos e dispositivos atuais de medição do desgaste de pneus, através de um equipamento leitor mecânico, automático e fixo, ou portátil, de profundidade dos sulcos da banda de rodagem dos pneus de um veículo automotivo, combinado com um programa aplicativo para uso em smartphones, com vantagens de não necessitar de um terminal informatizado dedicado e de ter baixo custo de instalação e manutenção, podendo ainda, em uma de suas configurações, utilizar um módulo de GPS instalado nos veículos que terão seus pneus monitorados, para fornecer dados referentes à quilometragem percorrida de forma automática. Além disso, é possível utilizar o equipamento em conjunto com células de carga, posicionadas entre o equipamento de medição e o solo, para realizar a pesagem dos veículos.
Problemas técnicos que existem atualmente e a forma como o equipamento e processo da presente de invenção resolveu: 13a) Os dispositivos manuais de medição atuais necessitam de um operador para posicionar um elemento sensor de um equipamento móvel, em cada sulco da banda de rodagem do pneu, resultando em maior tempo para obtenção dos resultados da medição. Resolvido pelo equipamento da presente patente de invenção, com o uso de sensores fixos pelos quais passam os pneus dos veículos em movimento, trazendo a melhoria técnica de maior rapidez na realização da medição do desgaste dos pneus;
13b) Os equipamentos ou dispositivos automáticos atuais, que utilizam tecnologia de leitura da profundidade dos sulcos da banda de rodagem de pneus por varredura com raio laser, sofrem interferências de outras fontes luminosas e precisam ser utilizados em ambientes fechados. Resolvido pelo equipamento da presente de invenção, com o uso de sensores mecânicos, que não são sensíveis à luz, artificial ou natural, trazendo a melhoria técnica da possibilidade de uso em ambientes externos;
13c) Os equipamentos automáticos atuais, que utilizam tecnologia de leitura da profundidade dos sulcos da banda de rodagem de pneus por varredura com raio laser ou por análise de imagens fotográficas, sofrem interferências de umidade ou de sujidades que podem ser fixadas sobre as janelas de visualização com a passagem dos pneus sobre elas, que acarretam erros de medição. Resolvido pelo equipamento e processo da presente patente de invenção, com sensores mecânicos dotados de fluxo interno de ar pressurizado, trazendo a melhoria técnica de um equipamento autolimpante que impede a formação de sujidades ou umidade, resultando na maior precisão nas medições; e
13d) Os equipamentos e dispositivos automáticos atuais, por sua construção mecânica, são utilizados apenas em veículos automotivos de pequeno porte, como os domésticos, os esportivos e os utilitários. Resolvido pelo equipamento da presente patente de invenção, com uma estrutura mecânica com capacidade de suportar veículos de maior porte, como caminhões e ônibus, trazendo a melhoria técnica de poder ser instalado em portarias, entradas de garagens e pátios, resultando em maior agilidade nas medições.
Para melhor entendimento do equipamento de medição do desgaste de pneus e do processo de medição do desgaste de pneus, objetos da presente patente de invenção, são anexadas as seguintes figuras:
FIGURA 1, que mostra a vista em perspectiva do equipamento de medição (EM) da presente patente de invenção; FIGURA 2, que mostra a vista superior frontal do equipamento de medição (EM);
FIGURA 3, que mostra a vista em perspectiva da porção central do equipamento de medição (EM) com destaque para cobertura de proteção (CP) dos motores de elevação dos atuadores e dos motores das tampas de proteção dos atuadores, para a câmera (CAM) e para a tampa de proteção (TP) dos atuadores;
FIGURA 4, que mostra a vista em perspectiva da porção central do equipamento de medição (EM) na qual a cobertura de proteção (CP) foi removida, expondo os motores de elevação dos atuadores (MA) e os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), podendo ainda ser visualizada a câmera (CAM) e a tampa de proteção (TP) dos atuadores;
FIGURA 5, que mostra a vista em perspectiva da região do equipamento de medição (EM) situada entre um bloco de atuadores (BA) e uma coluna auxiliar (Cl), cuja base (B) foi ocultada, com a cobertura de proteção (CP), podendo ser visualizado os cabos de energia (CB), os dutos de ar (DT) e a carcaça do bloco de atuadores (CA);
FIGURA 6, que mostra a vista em perspectiva da região do equipamento de medição (EM) situada entre um bloco de atuadores (BA) e uma coluna auxiliar (Cl), visualizando-se as tampas de proteção (TP), a cobertura de proteção (CP), o par de motores de elevação dos atuadores (MA), o motor das tampas de proteção dos atuadores (MP) e o eixo das tampas de proteção (ET);
FIGURA 7, que mostra a vista em perspectiva de uma das metades de um bloco de atuadores (BA) sem a cobertura de proteção (CP), expondo o par de motores de elevação dos atuadores (MA) e o motor das tampas de proteção dos atuadores (MP), na qual a grade externa (GE) com orifícios é fixada sobre a carcaça do bloco de atuadores (CA) e a grade interna (GI) fica dentro da carcaça do bloco de atuadores (CA);
FIGURA 8, que mostra a vista em perspectiva de uma das metades do bloco de atuadores (BA) sem a cobertura de proteção (CP) e sem a carcaça do bloco de atuadores (CA), sendo possível visualizar um grupo de atuadores (GA) composto por uma pluralidade de atuadores (A) passantes por entre os orifícios da grade interna (GI), e a grade interna (GI) que se move em relação à grade externa (GE) por meio de pares de eixos de fusos de esferas (FU) conectados aos motores de elevação dos atuadores (MA);
FIGURA 9, que mostra a vista ortogonal frontal de uma parte do bloco de atuadores (BA) sem a cobertura de proteção (CP) e sem a carcaça do bloco de atuadores (CA), podendo ser visualizado dois grupos de atuadores (GA), e abaixo da grade interna (GI) encontram-se a castanha do fuso de esferas (CF), os mancais (MN) e o cilindro leitor de profundidade (CE);
FIGURA 10, que mostra a vista em perspectiva focada em um grupo de atuadores (GA), cuja carcaça (CA) está oculta e permitindo visualizar as molas (ME) ligadas aos atuadores (A) e à grade interna (GI), assim como é possível verificar o eixo (EX), que suporta os atuadores (A), interno ao cilindro leitor de profundidade (CL);
FIGURA 11, que mostra a vista em perspectiva inferior focada na parte posterior de um grupo de atuadores (GA), cuja carcaça (CA) está oculta e permitindo visualizar as molas (ML) ligadas aos atuadores (A), responsável pelo retomo do atuador (A) à sua posição inicial, o sensor de deslocamento (SD) ligado ao cilindro leitor de profundidade (CL) com uma mola (ML) responsável pelo retorno do cilindro leitor de profundidade (CL) à sua posição inicial;
FIGURA 12, que mostra a vista em perspectiva de uma coluna auxiliar (Cl) e da coluna funcional (C2), na qual a imagem à esquerda mostra as colunas (Cl) e (C2) com carcaça e a imagem à direita mostra as colunas (Cl) e (C2) sem a carcaça, expondo seus constituintes internos;
FIGURA 13, que mostra a vista em perspectiva com destaque para o suporte para sensores de posição (S) com os sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI) e os sensores de distância ultrassónico (SPU);
FIGURA 14, que mostra a vista em perspectiva do equipamento de medição portátil (EMP);
FIGURA 15, que mostra a vista em perspectiva do equipamento de medição portátil (EMP) com configuração alternativa de rampas (RMP) com trilhos de encaixe (TRE) e duas linhas de grupos de atuadores (GA);
FIGURA 16, que mostra o diagrama de blocos do equipamento de medição e suas interligações, cuja central eletrônica (CE) está delimitada pela linha tracejada;
FIGURA 17, que mostra o diagrama de blocos do processo de medição do desgaste dos pneus para gestão do uso de pneus em entradas de garagens ou pátios; e, FIGURA 18, que mostra o diagrama de blocos do processo de medição do desgaste dos pneus para aplicação em monitoramento e fiscalização de veículos em vias públicas.
O equipamento de medição (EM) apresenta os seguintes constituintes:
Como mostrado nas FIGURAS 1 a 13, o equipamento de medição (EM) é dotado de uma base (B) horizontal metálica em forma de prisma poligonal de baixa espessura; dotado de duas colunas auxiliares (Cl) verticais prismáticas retangulares dispostas na extremidade esquerda e na extremidade direita do equipamento de medição (EM); dotado de coluna funcional (C2) vertical prismática retangulares disposta ao lado de uma das colunas auxiliares (Cl); dotado de blocos de atuadores (BA), situados no nível da base (B); e dotado de suportes para sensores de distância e presença (S) metálico em formato de prisma poligonal em “L” ou “T”, dispostos na extremidade esquerda e na extremidade direita do equipamento de medição (EM). Alternativamente, os sensores de distância e presença (S) são dispostos na base (B), entre os grupos de atuadores (GA), tomando desnecessário utilizar os suportes de sensores.
O equipamento de medição (EM) é dotado de uma câmera (CAM) situada no bordo da base (B).
Os blocos de atuadores (BA) contam com carcaça (CA) metálica de formato retangular e oca; com grade externa (GE) metálica no formato de prisma longo de baixa espessura que apresenta uma pluralidade de orifícios retangulares igualmente espaçados ao longo de seu comprimento; com motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), de 4,8 V e 9,4 kg/cm de torque, fixados na porção superior das extremidades dos blocos, na qual motores (MP), cada um em uma extremidade do bloco, são conectados à um eixo (ET) metálico cilíndrico, fixado no bloco por mancais, que apresenta uma pluralidade de tampas de proteção dos atuadores (TP), metálicas prismáticas retangulares, que cobrem os orifícios retangulares da grade externa (GE); com pares de motores de elevação dos atuadores (MA) de 4,8 V e 9,4 kg/cm de torque, também situados nas extremidades dos blocos de atuadores (BA), próximos aos motores (MP); com coberturas de proteção (CP) metálicas no formato de semi-cilindro oco que cobre e protege os motores de elevação dos atuadores (MA) e o motor das tampas de proteção dos atuadores (MP); com grade interna (GI) metálica no formato de um prisma longo de baixa espessura que apresenta uma pluralidade de orifícios retangulares igualmente espaçados ao longo de seu comprimento, situada na porção central do bloco de atuadores (BA); com fusos de esferas compostos por eixo do fuso de esferas (FU) e castanha do fuso de esferas (CF), ambos metálicos, cujo eixo do fuso (FU) conecta-se aos motores de elevação dos atuadores (MA) e à grade interna (GI), castanha do fuso de esferas (CF) é fixa à grade interna (GI) e conectada ao eixo do fuso (FU); com uma pluralidade de chaves de fim de curso e sensores magnéticos (FC) instalados próximos aos motores de elevação dos atuadores (MA); com uma pluralidade de grupos de atuadores (GA), cada grupo de atuadores (GA) apresenta uma pluralidade de atuadores (A), metálico ou polimérico, preferencialmente metálico, em formato similar ao de um anzol, na qual seu corpo é no formato de um arco com orifício circular numa de suas extremidades para encaixe no eixo (EX) cilíndrico e metálico, e cada atuador (A) possui uma mola (ML) que conecta a parte interna do atuador (A) à grade interna (GI), e cada grupo de atuadores (GA), ou cada atuador (A) individualmente, é conectado a um sensor de detecção de deslocamento (SD) tipo acelerômetro e giroscópio ou tipo potenciômetro, preferencialmente sensor tipo acelerômetro e giroscópio, e o sensor (SD) está diretamente conectado ao cilindro leitor de profundidade (CL) em formato cilíndrico oco e metálico que apresenta abertura ao longo de seu costado na qual passam os atuadores (A), e é conectado à grade interna (GI) por meio de mancais (MN), que apresenta em seu interior um eixo (EX) fixo com os atuadores (A) girando em falso, e que apresenta dispositivo que evita o retomo brusco dos atuadores em seu interior sendo uma mola ou uma espuma de poliuretano por atuador; e também apresenta uma mola (MC) que é conectada à carcaça (CA).
As colunas auxiliares (Cl) contam com soprador (SP), do tipo ventilador siroco, em seu topo, com lâmpadas de sinalização (LL) na parte lateral da coluna auxiliar (Cl) e voltadas para o sentido de entrada dos veículos, preferencialmente de diodo emissor de luz (L.E.D.) tipo fita distribuída ao longo da coluna, com as cores verde e vermelha, a coluna auxiliar (Cl) conta em seu interior com duto de ar (DT) cilíndrico oco, conectado à saída de ar do soprador (SP) e à carcaça do bloco de atuadores (CA); com cabos de energia e de comunicação (CB) em seu interior; a coluna funcional (C2) conta com antena RFID (AN), e conta com central eletrônica (CE) e com cabos de energia e de comunicação (CB) que conecta a central eletrônica (CE), aos sopradores (SP) e aos demais componentes do equipamento de medição (EM).
O suporte para sensores de distância e presença (S) conta com sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI), no lado direito e no lado esquerdo, e com sensores de distância ultrassónico (SPU) no lado direito e no lado esquerdo. A central eletrônica (CE) é constituída por fonte de tensão de alimentação (FT A) alimentada com a rede elétrica (RE) de 110 ou 220 V, ligada unidirecionalmente com a fonte de alimentação dos motores (FAM), ao módulo relé dos sopradores (MOR), ao soprador (SP), ao transformador para alimentação das placas (TAP) e à fonte de alimentação da antena RFID (FAA); por fonte de alimenta dos motores (FAM) de 5 V e 7 A, ligada unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação (FTA) e à placa de controle dos motores (PCM); por placa de controle dos motores (PCM) ligada unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação dos motores (FAM), aos motores de elevação dos atuadores (MA) e aos motores das tampas de proteção (MP) e ligada bidirecionalmente à placa central (PCE); por modulo relé dos sopradores (MOR) ligado unidirecionalmente aos sopradores (SP), à fonte de tensão de alimentação (FTA) e à placa central (PCE); por transformador para alimentação das placas (TAP) com entrada de 110 ou 220 V e saída 5 V, ligado unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação (FTA), à placa da antena (PAN), à câmera (CAM), às lâmpadas de sinalização (EE) e à placa central (PCE); por fonte de alimentação da antena RFID (FAA) de 12 V a 2,6 A, ligada unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação (FTA) e à antena RFID (AN); por antena RFID (AN) ligada unidirecionalmente à fonte de alimentação da antena RFID (FAA) e à placa da antena (PAN); por placa da antena (PAN) para comunicação serial ligada unidirecionalmente à antena (AN) e ao transformador para alimentação das placas (TAP) e bidirecionalmente à placa central (PCE); por placa de controle central (PCE), com software embarcado, ligada unidirecionalmente ao módulo rele dos sopradores (MOR), ao transformador para alimentação das placas (TAP) e às lâmpadas de sinalização (LL), e ligada bidirecionalmente à câmera (CAM), aos multiplexadores para comunicação com outros multiplexadores (MUM), ao multiplexador digital dos sensores (MUS), ao multiplexador digital das chaves de fim de curso e sensores magnéticos (MUF), ao modulo de comunicação bluetooth (MOB) e à placa de controle dos motores (PCM); por multiplexadores para comunicação com outros multiplexadores (MUM), que utilizam protocolo 12C, ligados bidirecionalmente à placa de controle central (PCE) e ligados unidirecionalmente aos multiplexadores para comunicação com dispositivos (MUD); por multiplexadores para comunicação com dispositivos (MUD), que utilizam protocolo 12C, ligados unidirecionalmente aos multiplexadores para comunicação com outros multiplexadores (MUM) e aos sensores de deslocamento (SD); por multiplexador digital dos sensores (MUS) ligado unidirecionalmente aos sensores de distância ultrassónico (SPU) e aos sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI), e ligado bidirecionalmente à placa central (PCE); por multiplexador digital das chaves de fim de curso e sensores magnéticos (MUF), ligado unidirecionalmente às chaves de fim de curso e sensores magnéticos (FC) e ligado bidirecionalmente à placa central (PCE); e por modulo de comunicação bluetooth (MOB) ligado bidirecionalmente à placa central (PCE).
Alternativamente, para uso em rodovias ou em locais remotos, foi desenvolvido o equipamento de medição portátil (EMP), passível de ser transportado dentro de veículos, de construtividade e funções semelhantes, porém mais simplificadas em relação ao equipamento de medição (EM), tendo os sensores de distância e presença (S) posicionados na base (B), entre os grupos de atuadores (GA), e que não utiliza alguns componentes do equipamento de medição (EM) como as colunas auxiliares (Cl), coluna funcional (C2), suportes para sensores de distância, as tampas de proteção dos atuadores (TP), motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), eixo metálico cilíndrico, motores de elevação dos atuadores (MA), grade interna (GI), eixo do fuso de esferas (FU), castanha do fuso de esferas (CF), o soprador (SP) para limpeza do sistema, iluminação; além disso, a modalidade portátil contém rampas (RMP), de material metálico ou polímero rígido, de formato prismático triangular com comprimento igual ao da base (B), posicionadas longitudinalmente a esta, permitindo a elevação do veículo para uma passagem adequada no equipamento de medição portátil (EMP); em outra modalidade, as rampas (RMP) e a base (B) possuem trilhos de encaixe (TRE) verticais nas faces que serão encaixadas longitudinalmente ao equipamento, melhorando a fixação; altemativamente, as rampas (RMP) podem possuir dobradiças que encaixam na base (B) e permitem que as rampas dobrem para cima do equipamento de medição portátil (EMP), facilitando o transporte.
A seguir serão descritas as funções dos principais componentes do equipamento de medição (EM):
22a) A base (B) proporciona o nivelamento do equipamento de medição (EM) e a proteção dos componentes que ficam próximos ao solo, como os dutos de ar (DT) e cabos (CB);
22b) As colunas auxiliares (Cl) possuem a função de suportar os sopradores (SP), que promovem a limpeza dos pneus, as lâmpadas de sinalização (LL), que acendem as luzes verde ou vermelha para sinalização do motorista, e os dutos de ar (DT), para direcionar o fluxo de ar gerado pelos sopradores (SP);
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de fim de curso ou sensores magnéticos (FC) desligam os motores (MA) quanto a grade interna (GI) atinge a altura necessária para expor os atuadores (A), os sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI) e os sensores de distância ultrassónico (SPU) detectam a posição do veículo e quais grupos de atuadores (GA) serão acionados pelos pneus;
As lâmpadas de sinalização (LL) na cor vermelha apagam e as lâmpadas de sinalização (LL) na cor verde acendem, informando ao motorista que pode seguir em uma velocidade controlada, preferencialmente até 8 km/h; a câmera (CAM) é acionada as imagens do veículo que se aproxima são transmitidas para o aplicativo do dispositivo móvel, servindo de auxílio ao motorista para o correto alinhamento do veículo que irá passar sobre o equipamento de medição (EM), a comunicação entre a câmera (CAM) e o dispositivo móvel é realizada através do módulo de comunicação bluetooth (MOB), intermediado pelo software do equipamento de medição (EM) e do dispositivo móvel;
O pneu do veículo que se aproxima pressiona o grupo de atuadores (GA) que estão elevados, provocando o deslocamento angular dos atuadores (A) que entraram em contato com o pneu, e os grupos de atuadores (GA) que tiveram seus atuadores (A) deslocados, acionam seus respectivos sensores de detecção de deslocamento (SD) por meio do cilindro leitor de profundidade (CL), ou os atuadores (A) deslocados acionam seus respectivos sensores de detecção de deslocamento (SD), realizando a medição do desgaste dos pneus através da diferença de altura entre a banda de rodagem e os sulcos dos pneus, e nesta etapa, o pneu passa sobre dois grupos de atuadores (GA) subsequentes e alternados que realizam o mesmo procedimento para reduzir ou eliminar erros de medições e aumentar a confiabilidade do resultado, e as informações coletadas são armazenadas no banco de dados;
O software do equipamento de medição (EM) cruza as informações das últimas leituras com a quilometragem atual do veículo e verifica se o desgaste de cada pneu está como o previsto para o desgaste esperado dos pneus daquele veículo, e tem como base informações dos tipos e marcas comerciais de pneu disponíveis no mercado, as estimativas de vida útil e a quilometragem informada pelo fabricante e também informações presentes no próprio banco de dados (BD): i-1) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) estiver dentro do esperado, as informações referentes à medição e quilometragem atual do veículo são salvas no banco de dados (BD), e serão utilizadas nas próximas medições, e o processo segue para a etapa (j); i-2) Se for identificada uma discrepância do desgaste medido pelo equipamento de medição (EM), o veículo e os pneus são registrados automaticamente em uma lista “suspeita de fraude” para inspeção por uma pessoa responsável que aferirá manualmente o desgaste dos pneus: i-3) Se a discrepância for causada por motivos de rotina como desgaste excessivo do pneu devido às condições de carga ou de pavimentação, por pneu danificado, por troca de pneu danificado, por troca de pneu que furou, por troca de pneu que exp lodiu, a pessoa responsável remove o veículo e o pneu da lista, os dados continuam salvos no banco de dados (BD) para uma posterior consulta ou auditoria, e o processo segue para a etapa (j); i-4) Se a discrepância for causada por motivos de fraude, como troca de um pneu com maior profundidade dos sulcos da banda de rodagem por outro com menor profundidade dos sulcos da banda de rodagem, ou por troca de um pneu novo por um pneu gasto, o veículo e os pneus fraudados são encaminhados para correção da fraude e vai para etapa (i-5); e i-5) Após a correção da fraude, os dados do veículo são atualizados, o veículo é liberado e o processo segue para a etapa (j); e
Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados novamente provocando a rotação axial do eixo dos fusos de esferas (FU), uma vez que as castanhas dos fusos de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se distancia da grade externa (GE), recolhendo os atuadores (A), e são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam fechadas, os sopradores (SP) são desligados, são acesas as luzes de sinalização (LL) na cor vermelha, e o veículo entra no pátio da empresa e o processo retoma à etapa (c).
Em outra modalidade, o equipamento de medição (EM) para aplicação na monitoração e fiscalização de vias públicas para medir o desgaste dos pneus dos veículos que trafegam por vias públicas; na qual a antena RFID (AN) e sua placa (PAN) são substituídas por um sistema fotográfico, acionado quando equipamento de detecção identificar um veículo com desgaste excessivo dos pneus que apresente risco à segurança, registrando uma fotografia da placa do mesmo que é enviada à um órgão ou empresa
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A5) O software do equipamento de medição (EM) calcula a profundidade dos sulcos dos pneus do veículo, um valor mínimo da profundidade do sulco é pré-estabelecido:
A5-1) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) for maior do que o estabelecido, o veículo é liberado, e o processo segue para a etapa ( A6);
A5-2) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) for menor do que o estabelecido, o sistema de fotografia registra uma fotografia do veículo com a placa do veículo e envia para o banco de dados (BD), o veículo é então liberado e segue para a etapa (A6); e
A6) Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados provocando a rotação axial do eixo dos fusos de esferas (FU), uma vez que as castanhas dos fusos de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se distancia da grade externa (GE), recolhendo os atuadores (A), e são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam fechadas, os sopradores (SP) são desligados, são acesas as luzes de sinalização (LL) na cor vermelha, e o veículo entra no pátio da empresa e o processo retoma à etapa (b).
O equipamento de medição (EM) e o equipamento de medição portátil (EMP) possuem capacidade de aferir o desgaste de pneus de veículos leves, como automóveis e carros de passeios, e de veículos pesados que fazem uso de pneus, como por exemplo caminhões, ônibus e máquinas.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS” caracterizado por ser dotado de uma base (B) horizontal metálica em forma de prisma poligonal de baixa espessura; dotado de blocos de atuadores (BA), situados no nível da base (B), que contam com carcaça (CA) metálica de formato retangular e oca; com grade externa (GE) metálica no formato de prisma longo de baixa espessura que apresenta uma pluralidade de orifícios retangulares igualmente espaçados ao longo de seu comprimento; com motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), de 4,8 V e 9,4 kg/cm de torque, fixados na porção superior das extremidades dos blocos, na qual motores (MP), cada um em uma extremidade do bloco, são conectados à um eixo (ET) metálico cilíndrico, fixado no bloco por mancais, que apresenta uma pluralidade de tampas de proteção dos atuadores (TP), metálicas prismáticas retangulares, que cobrem os orifícios retangulares da grade externa (GE); com pares de motores de elevação dos atuadores (MA) de 4,8 V e 9,4 kg/cm de torque, também situados nas extremidades dos blocos de atuadores (BA), próximos aos motores (MP); com coberturas de proteção (CP) metálicas no formato de semi -cilindro oco que cobre e protege os motores de elevação dos atuadores (MA) e o motor das tampas de proteção dos atuadores (MP); com grade interna (GI) metálica no formato de um prisma longo de baixa espessura que apresenta uma pluralidade de orifícios retangulares igualmente espaçados ao longo de seu comprimento, situada na porção central do bloco de atuadores (BA); com fusos de esferas compostos por eixo do fuso de esferas (FU) e castanha do fuso de esferas (CF), ambos metálicos, cujo eixo do fuso (FU) conecta-se aos motores de elevação dos atuadores (MA) e à grade interna (GI), castanha do fuso de esferas (CF) é fixa à grade interna (GI) e conectada ao eixo do fuso (FU); com uma pluralidade de chaves de fim de curso e sensores magnéticos (FC) instalados próximos aos motores de elevação dos atuadores (MA); com uma pluralidade de grupos de atuadores (GA), cada grupo de atuadores (GA) apresenta uma pluralidade de atuadores (A), metálico ou polimérico, em formato similar ao de um anzol, na qual seu corpo é no formato de um arco com orifício circular numa de suas extremidades para encaixe no eixo (EX) cilíndrico e metálico, e cada atuador (A) possui uma mola (ML) que conecta a parte interna do atuador (A) à grade interna (GI), e cada grupo de atuadores (GA), ou cada atuador (A) individualmente, é conectado a um sensor de detecção de deslocamento (SD) tipo acelerômetro e giroscópio ou tipo potenciômetro, e o sensor (SD) está diretamente conectado ao cilindro leitor de profundidade (CL) em formato cilíndrico oco e metálico que apresenta abertura ao longo de seu costado na qual passam os atuadores (A), e é conectado à grade interna (GI) por meio de mancais (MN), que apresenta em seu interior um eixo (EX) fixo com os atuadores (A) girando em falso, e que apresenta dispositivo que evita o retomo brusco dos atuadores em seu interior sendo uma mola ou uma espuma de poliuretano por atuador; e também apresenta uma mola (MC) que é conectada à carcaça (CA) ; dotado de duas colunas auxiliares (Cl) verticais prismáticas retangulares dispostas na extremidade esquerda e na extremidade direita do equipamento de medição (EM), que contam com soprador (SP), do tipo ventilador siroco, em seu topo, com lâmpadas de sinalização (LL) na parte lateral da coluna auxiliar (Cl) e voltadas para o sentido de entrada dos veículos, com as cores verde e vermelha, a coluna auxiliar (Cl) conta em seu interior com duto de ar (DT) cilíndrico oco, conectado à saída de ar do soprador (SP) e à carcaça do bloco de atuadores (CA); com cabos de energia e de comunicação (CB) em seu interior; dotado de coluna funcional (C2) vertical prismática retangulares disposta ao lado de uma das colunas auxiliares (Cl), que conta com antena RFID (AN), com central eletrônica (CE) e com cabos de energia e de comunicação (CB) que conecta a central eletrônica (CE) aos sopradores (SP) e aos demais componentes do equipamento de medição (EM); e dotado de suportes para sensores de distância e presença (S) metálico em formato de prisma poligonal em “L” ou “T”, dispostos na extremidade esquerda e na extremidade direita do equipamento de medição (EM), que conta com sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI), no lado direito e no lado esquerdo, e com sensores de distância ultrassónico (SPU) no lado direito e no lado esquerdo; dotado de uma câmera (CAM) situada no bordo da base (B).
2. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por central eletrônica (CE) é constituída por fonte de tensão de alimentação (FT A) alimentada com a rede elétrica (RE) de 110 ou 220 V, ligada unidirecionalmente com a fonte de alimentação dos motores (FAM), ao módulo relé dos sopradores (MOR), ao soprador (SP), ao transformador para alimentação das placas (TAP) e à fonte de alimentação da antena RFID (FAA); por fonte de alimenta dos motores (FAM) de 5 V e 7 A, ligada unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação (FT A) e à placa de controle dos motores (PCM); por placa de controle dos motores (PCM) ligada unidirecionalmente à fonte de tensão de alimentação dos motores (FAM), aos motores de elevação dos atuadores (MA) e aos motores das tampas de proteção (MP) e ligada
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3. “PROCESSO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS PARA GESTÃO DO USO DE PNEUS” na qual apresenta as seguintes etapas: a) Os veículos da frota são inicialmente cadastrados no banco de dados (BD) que está na nuvem, por meio do software instalado em um smartphone, em um tablet ou em um dispositivo móvel, ou mesmo em um computador com acesso ao banco de dados (BD) que armazena essas informações, informando-se o número de eixos e quais são rodado simples ou rodado duplo, os tipos e marcas dos pneus, e essas informações são então associadas à um dispositivo de identificação eletrônica {tag) que é instalada no respectivo veículo, tal tag é instalada no veículo, preferencialmente na região do para-brisa do veículo; b) A antena RFID (AN), que fica em constante loop, procura por identificar tags que se aproximam do local onde o equipamento de medição (EM) se encontra instalado; c) Quando uma tag é identificada, o software do equipamento de medição (EM) verifica se o veículo está saindo da garagem ou do pátio, ou chegando à garagem ou ao pátio: c-1) se o veículo está chegando na garagem ou no pátio, o software do equipamento de medição (EM) informa que o veículo necessita passar pela medição dos pneus, as lâmpadas de sinalização (LL) na cor vermelha são acesas, e o processo vai para a etapa (c); c-2) se o veículo identificado está saindo da garagem ou do pátio, é feita a liberação do veículo sem realizar medição, pois considera-se que a medição dos pneus desse veículo já foi realizada, e depois que esse veículo sai e retoma à garagem ou ao pátio, nova medição do desgaste dos pneus é realizada, e o processo vai para a etapa (c-1); caracterizado pelas seguintes etapas: d) O software do equipamento de medição (EM), por meio de software instalado em um smartphone, em um tablet ou em um dispositivo móvel, requere que a atual quilometragem do veículo seja informada e requere um registro fotográfico do painel do veículo constando a quilometragem no momento da medição, tanto a informação da quilometragem veicular quanto a fotografia do painel são armazenadas em um banco de dados (BD) e servirão como prova de veracidade, podendo ser consultada a qualquer momento pelo aplicativo, e a comunicação entre o dispositivo móvel, o equipamento de medição (EM) e o banco de dados (BD) é feita através de conexão internet via Wi-Fi, cabeamento ou podendo ser feita também através do módulo bluetooth (MOD); e) Após a identificação do veículo, são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam abertas, e os sopradores (SP) são acionados para prover a limpeza dos pneus e do equipamento, na qual o ar passa por entre os dutos de ar (DT), pela carcaça (CA) e por entre os orifícios da grade externa (GE) até atingir os pneus e limpar as sujidades do pneu; f) Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados provocando a rotação os eixos do fuso de esferas (FU); uma vez que as castanhas do fuso de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se aproxima da grade externa (GE), expondo a extremidade superior dos atuadores (A) responsáveis por realizarem a medição do desgaste dos pneus, e as chaves de fim de curso ou sensores magnéticos (FC) desligam os motores (MA) quanto a grade interna (GI) atinge a altura necessária para expor os atuadores (A), os sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI) e os sensores de distância ultrassónico (SPU) detectam a posição do veículo e quais grupos de atuadores (GA) serão acionados pelos pneus; g) As lâmpadas de sinalização (LL) na cor vermelha apagam e as lâmpadas de sinalização (LL) na cor verde acendem, informando ao motorista que pode seguir em uma velocidade controlada, preferencialmente até 8 km/h; a câmera (CAM) é acionada as imagens do veículo que se aproxima são transmitidas para o aplicativo do dispositivo móvel, servindo de auxílio ao motorista para o correto alinhamento do veículo que irá passar sobre o equipamento de medição (EM), a comunicação entre a câmera (CAM) e o dispositivo móvel é realizada através do módulo de comunicação bluetooth (MOB), intermediado pelo software do equipamento de medição (EM) e do dispositivo móvel; h) O pneu do veículo que se aproxima pressiona o grupo de atuadores (GA) que estão elevados, provocando o deslocamento angular dos atuadores (A) que entraram em contato com o pneu, e os grupos de atuadores (GA) que tiveram seus atuadores (A) deslocados, ou os atuadores (A) deslocados, acionam seus respectivos sensores de detecção de deslocamento (SD) por meio do cilindro externo (CL), realizando a medição do desgaste dos pneus através da diferença de altura entre a banda de rodagem e os sulcos dos pneus, e nesta etapa, o pneu passa sobre dois grupos de atuadores (GA) subsequentes e alternados que realizam o mesmo procedimento para reduzir ou eliminar erros de medições e aumentar a confiabilidade do resultado, e as informações coletadas são armazenadas no banco de dados; i) O software do equipamento de medição (EM) cruza as informações das últimas leituras com a quilometragem atual do veículo e verifica se o desgaste de cada pneu está como o previsto para o desgaste esperado dos pneus daquele veículo, e tem como base informações dos tipos e marcas comerciais de pneu disponíveis no mercado, as estimativas de vida útil e a quilometragem informada pelo fabricante e também informações presentes no próprio banco de dados (BD): i-1) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) estiver dentro do esperado, as informações referentes à medição e quilometragem atual do veículo são salvas no banco de dados (BD), e serão utilizadas nas próximas medições, e o processo segue para a etapa (j); i-2) Se for identificada uma discrepância do desgaste medido pelo equipamento de medição (EM), o veículo e os pneus são registrados automaticamente em uma lista “suspeita de fraude” para inspeção por uma pessoa responsável que aferirá manualmente o desgaste dos pneus: i-3) Se a discrepância for causada por motivos de rotina como desgaste excessivo do pneu devido à condições de carga ou de pavimentação, por pneu danificado, por troca de pneu danificado, por troca de pneu que furou, por troca de pneu que explodiu, a pessoa responsável remove o veículo e o pneu da lista, os dados continuam salvos no banco de dados (BD) para uma posterior consulta ou auditoria, e o processo segue para a etapa (j); i-4) Se a discrepância for causada por motivos de fraude, como troca de um pneu com maior profundidade dos sulcos da banda de rodagem por outro com menor profundidade dos sulcos da banda de rodagem, ou por troca de um pneu novo por um pneu gasto, o veículo e os pneus fraudados são encaminhados para correção da fraude; e i-5) Após a correção da fraude, os dados do veículo são atualizados, o veículo é liberado e o processo segue para a etapa (j); e j) Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados novamente provocando a rotação axial do eixo dos fusos de esferas (FU), uma vez que as castanhas dos fusos de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se distancia da grade externa (GE), recolhendo os atuadores (A), e são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam fechadas, os sopradores (SP) são desligados, são acesas as luzes de sinalização (LL) na cor vermelha, e o veículo entra no pátio da empresa e o processo retoma à etapa (b).
4. “PROCESSO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS” aplicado na monitoração e fiscalização de vias públicas, caracterizado pelas seguintes etapas:
Al) O veículo se aproxima e é detectado pelos sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI) e sensores de distância ultrassónico (SPU), as luzes de sinalização (LL) na cor vermelha estão acesas e são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam abertas, e os sopradores (SP) são acionados para prover a limpeza dos pneus;
A2) Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados provocando a rotação os eixos do fuso de esferas (FU); uma vez que as castanhas do fuso de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se aproxima da grade externa (GE), expondo a extremidade superior dos atuadores (A) responsáveis por realizarem a medição do desgaste dos pneus, os sensores de presença infravermelho reflexivo (SPI) e os sensores de distância ultrassónico (SPU) detectam a posição do veículo e quais grupos de atuadores (GA) serão acionados pelos pneus;
A3) As luzes de sinalização (LL) na cor vermelha apagam e as luzes de sinalização (LL) na cor verde acendem, informando ao motorista que pode seguir em uma velocidade controlada, preferencialmente até 8 km/h;
A4) O pneu do veículo que se aproxima pressiona o grupo de atuadores (GA) que estão elevados, provocando o deslocamento angular dos atuadores (A) que entraram em contato com o pneu, e os grupos de atuadores (GA) que tiveram seus atuadores (A) deslocados, ou os atuadores (A) deslocados, acionam seus sensores de detecção de deslocamento (SD) por meio do cilindro externo (CL), realizando a medição do desgaste dos pneus através da diferença de altura entre a banda de rodagem e os sulcos dos pneus, também é identificado a quantidade de eixos do veículo e quais são rodados simples ou rodados duplos, e nesta etapa, o pneu passa sobre dois grupos de atuadores (GA) subsequentes e alternados que realizam o mesmo procedimento para reduzir ou eliminar erros de medições e aumentar a confiabilidade do resultado as informações coletadas são armazenadas no banco de dados (BD);
A5) O software do equipamento de medição (EM) calcula a profundidade dos sulcos dos pneus do veículo, um valor mínimo da profundidade do sulco é pré-estabelecido:
A5-1) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) for maior do que o estabelecido, o veículo é liberado, e o processo segue para a etapa (A6);
A5-2) Se a profundidade dos sulcos dos pneus medida pelo equipamento de medição (EM) for menor do que o estabelecido, o sistema de fotografia registra uma fotografia do veículo com a placa do veículo e envia para o banco de dados (BD), o veículo é então liberado e segue para a etapa (A6); e
A6) Os motores de elevação dos atuadores (MA) são acionados provocando a rotação axial do eixo dos fusos de esferas (FU), uma vez que as castanhas dos fusos de esferas (CF) estão fixadas à grade interna (GI), a grade interna (GI) se distancia da grade externa (GE), recolhendo os atuadores (A), e são acionados os motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), que rotacionam os eixos das tampas (ET), fazendo com que as tampas de proteção dos atuadores (TP) sejam fechadas, os sopradores (SP) são desligados, são acesas as luzes de sinalização (LL) na cor vermelha, e o veículo é liberado.
5. EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que os sensores de distância e presença (S) são posicionados na base (B), entre os grupos de atuadores (GA).
6. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações
1 a 5, em configuração portátil, utilizado sem os componentes colunas auxiliares (Cl), coluna funcional (C2), suportes para sensores de distância, as tampas de proteção dos atuadores (TP), motores das tampas de proteção dos atuadores (MP), eixo metálico cilíndrico, motores de elevação dos atuadores (MA), grade interna (GI), eixo do fuso de esferas (FU), castanha do fuso de esferas (CF), o soprador (SP) para limpeza do sistema, iluminação; caracterizado por ser complementado por rampas (RMP), de material metálico ou polímero rígido, de formato prismático triangular com comprimento igual ao da base (B), inserida nas partes frontal e traseira desta, permitindo a elevação do veículo para uma passagem adequada no equipamento de medição portátil (EMP).
7. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelas rampas (RMP) e a base (B) possuírem trilhos de encaixe (TRE) para fixação.
8. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelas rampas (RMP) e a base (B) possuírem dobradiças, permitindo que as rampas sejam dobradas para cima do equipamento de medição portátil (EMP).
9. “EQUIPAMENTO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por utilizar células de carga entre o equipamento de medição e o solo a fim de se obter dados sobre o peso do veículo.
10. “PROCESSO DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE PNEUS PARA GESTÃO DO USO DE PNEUS”, de acordo com a reivindicação 3, no qual o software descrito na etapa d); é caracterizado por receber os dados referentes à quilometragem automaticamente a partir de chip de dados no módulo de GPS instalado no veículo.
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