BRPI0706609B1

BRPI0706609B1 - "sistema de levantamento".

Info

Publication number: BRPI0706609B1
Application number: BRPI0706609A
Authority: BR
Inventors: Reese Blake; Peets Brian; Stockmaster James; Alday Jim; Pembroke John; Liu Peter; Devoria Robert
Original assignee: Gorbel Inc
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2018-08-28
Also published as: CN101460387B; US7559533B2; AU2007207529B2; WO2007084553A3; RU2008126765A; RU2429185C2; BRPI0706609A2; CA2919247C; JP5650376B2; ES2641734T3; US20070205405A1; EP1976790A4; KR20080091479A; WO2007084553A2; CA2633333C; CN101460387A; KR101056712B1; EP1976790A2; AU2007207529A1; EP1976790B1

Abstract

atuador de levantamento. a presente invenção refere-se a um atuador de levantamento elétrico, melhorado, para utilização em uma variedade de sistemas de levantamento, inclui diversos melhoramentos que possibilitam um projeto universal com partes intercambiáveis através de diferentes faixas de carga. o projeto universal ainda possibilita que aspectos adicionais e funcionalidades (por exemplo, localização melhorada da célula de carga, sensoriamento de operador melhorado, e pendente de operador com sinal elétrico/sensoriamento de operador melhorado, e sinal elétrico/canal de ar no pendente do operador, confiabilidade melhorada e custo reduzido, para sensoriamento de força do operador, etc.). em adição, o projeto universal é in corporado com um conjunto de acionamento de rotação no qual o sensoriamento de carga e o sensoriamento de folga de cabo metálico com folga bem como os limites de cabo, podem ser conseguidos utilizando componentes e técnicas melhoradas tais como sensores sem contato, etc. acredita-se que diversos dos melhoramentos descritos reduzem o custo e melhorem o de-sempenho e expandam a capacidade e confiabilidade do atuador, em atuação a fazer o atuador um projeto comum através de diversas aplicações e faixas de carga.

Description

(54) Título: SISTEMA DE LEVANTAMENTO.

(51) Int.CI.: B66D 1/48 (30) Prioridade Unionista: 16/01/2007 US 11/623,710, 17/01/2006 US 60/759,462 (73) Titular(es): GORBEL, INC (72) Inventor(es): JAMES STOCKMASTER; JIM ALDAY; BRIAN PEETS; PETER LIU; ROBERT DEVORIA; JOHN PEMBROKE; BLAKE REESE (85) Data do Início da Fase Nacional: 17/07/2008

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE LEVANTAMENTO.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção é direcionada para um atuador de levantamento melhorado e, mais especificamente, a um atuador de levantamento elétrico para utilização em uma variedade de sistemas de levantamento nos quais o atuador inclui diversos melhoramentos que reduzem custo e melhoram o desempenho, por exemplo, capacidade máxima global e confiabilidade do atuador aumentadas, em adição a fazer com o atuador, efetuador final e componentes com projetos comuns através de diversas faixas de aplicações e/ou cargas.

TÉCNICA ANTERIOR [002] A utilização de atuadores de levantamento elétricos é bemconhecida na indústria de movimentação de materiais. Elevadores elétricos são particularmente úteis e têm sido utilizados em diversas modalidades para fornecer capacidades de levantamento variáveis para dispositivos de levantamento de pessoal e para levantar e transportar cargas. Exemplos de tais dispositivos incluem os sistemas Gorbel GForce® Easy Arm®.

[003] Mais especificamente a presente invenção é direcionada para uma classe de dispositivos de movimentação de materiais chamados balanceadores ou elevadores que incluem uma polia de levantamento motorizada que tem um cabo ou linha que, com uma extremidade fixada à polia enrola ao redor da polia quando a polia é girada e um efetuador final ou controle de operador na forma de um pendente ou dispositivo eletromecânico similar, que pode ser preso à outra extremidade do cabo (livre ou não fixada). O efetuador final tem componentes que conectam à carga que está sendo levantada, e a rotação da polia enrola ou desenrola a linha, e faz com que o efetuador final levante ou abaixe a carga conectada a ele. Em um modo de operação

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2/29 o atuador aplica torque à polia e gera uma força para cima na linha que iguala exatamente a força de gravidade do objeto que está sendo levantado, de modo que a tensão na linha equilibra essencialmente o peso do objeto. Portanto, a única força que o operador deve impor para manobrar o objeto é a força de aceleração do objeto.

[004] Em uma classe de sistemas, estes dispositivos medem a força humana ou movimento e, com base nesta medição variam a velocidade ou força aplicada pelo atuador (acionamento pneumático ou acionamento elétrico). Um exemplo de um tal dispositivo são a Patente U.S. N° 4.917.360 a Yasuhioro Kojima, a Patente U. S. N° 6.622.990 a Kazerooni e a Patente U.S. N° 6.386.513 a Kazeroon i. A Patente U.S. N° 6.622.990 para um HUMAN POWER AMPLIFIER FOR LI FTING LOAD WITH SLACK PREVENTION APPARATUS a Kazerooni, emitida em 23 de setembro de 2003. Com este e com dispositivos similares quando um humano empurra para cima no efetuador final, a polia gira e levanta a carga; e quando o humano empurra para baixo no efetuador final a polia gira na direção oposta e abaixa a carga. Operação similar pode ser observada em sistemas que têm, o que é frequentemente referido como, um modo flutuante no qual a aplicação pelo operador de força para cima ou para baixo à própria carga, resulta em movimento assistido pelo sistema da carga.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [005] A modalidade aqui descrita é projetada para fornecer diversos melhoramentos ao atuador elétrico e sistemas de levantamento existentes. Em um sentido geral, o projeto melhorado facilita a padronização do projeto do atuador para reduzir o número de componentes requeridos para fabricar e manter uma ampla faixa de sistemas de levantamento, pelo que, menos componentes são trocados entre diversos atuadores que têm faixas variáveis de levantamento de carga. O reprojeto também modifica diversos componentes no atuador e os conPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 6/40

3/29 troles de usuário associados (isto é, o pendente controle do operador) de modo a melhorar a confiabilidade, capacidade de serviços (manutenção) e a capacidade de expansão dos controles.

[006] É descrito aqui em modalidades um atuador de levantamento que compreende um controlador, um motor elétrico para acionar o atuador, dito motor operando em resposta a sinais de controle a partir do controlador, para girar um tambor sobre o qual um cabo, com uma extremidade fixada ao tambor, é enrolado e desenrolado; e uma interface de operador ligada junto à extremidade livre do cabo, dita interface de operador incluindo uma ferramenta de levantamento destacável, no qual a interface de operador fornece sinais a partir do operador para um controlador, para controlar a operação do atuador.

[007] Também são descritos: uma estrutura para suspender o motor de maneira rotativa, redução mecânica e tambor a partir dele; um sensor de carga ligado à estrutura para sensoriar a carga como resultado de rotação do conjunto motor/redutor/tambor quando uma carga é aplicada à extremidade desenrolada do cabo; um sensor de folga para sensoriar o ângulo de orientação do conjunto motor/redutor/ tambor e determinar quando alguma condição de folga está presente, em resposta a um sinal a partir do sensor de folga montado no conjunto rotativo em uma modalidade; um conjunto universal motor e redutor que pode ser equipado com um de uma pluralidade de redutores adicionais para alterar a faixa de capacidade do atuador; um redutor planetário no qual a configuração mecânica do redutor está substancialmente encerrada dentro do tambor polia do cabo metálico; uma guia de cabo para controlar a posição e manter a integridade do enrolamento (aperto) do cabo ao ser enrolado sobre ou desenrolado do tambor, sensores ajustáveis de limite de cabo disparados em resposta ao movimento axial extremo da guia de cabo quando o cabo é enrolado e desenrolado; e a guia de cabo incluindo uma pluralidade de roscas paPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 7/40

4/29 ra corresponder com ranhuras no tambor para fornecer a força lateral para mover a guia quando o cabo é enrolado é desenrolado. Ditas ranhuras também servem como localização para o cabo no tambor, produzindo a colocação precisa de uma única camada do cabo metálico sobre o tambor.

[008] São ainda descritos em relação a diversas modalidades alternativas da interface do operador: um punho; um acoplamento pivotante para prender a interface ao cabo metálico, porém permitindo sua rotação em 360 °em relação ao cabo por meio de um anel de deslizamento como bolacha que é adequado para fornecer contatos elétricos e um canal de ar ou conduto com ele; um sensor de bobina para sensoriar um componente vertical de um deslocamento aplicado ao punho, no qual o punho é acoplado a um núcleo que passa dentro da bobina por meio de um filamento flexível; um mostrador de cristal líquido na interface para apresentar informação de estado para um operador; um sensor de proximidade ótico sem contato para detectar a presença de uma mão de operador no punho durante operação;e uma ligação de tipo de desconexão rápida do tipo baioneta ou tipo pinos para ferramentas a serem ligadas ao fundo da interface.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma modalidade tomada como exemplo da presente invenção;

[0010] As figuras 2-4 são representações ilustrativas de diversas modalidades alternativas, por exemplo capacidades de carga diferentes de um conjunto de acionamento de atuador de acordo com diversos aspectos comuns de projeto das modalidades descritas, [0011] As figuras 5 e 6 são representações tomadas como exemplo de um conjunto de engrenagem planetária que ilustra modalidades alternativas adequadas para diferentes capacidades de carga;

[0012] As figuras 7A-C e 8-11 são representações ilustrativas de

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5/29 sistema melhorado de sensoriamento de carga empregado como um aspecto das modalidades descritas, no qual uma célula de carga é utilizada para sensoriar a carga aplicada por meio de rotação do conjunto de acionamento em relação à estrutura de suspensão;

[0013] As figuras 12A e 12B são modalidades alternativas de dispositivos interface de operador empregados de acordo com a invenção descrita;

[0014] As figuras 13A-13C são exemplos ilustrativos dos componentes e operação figuras (13A, 13B) do dispositivo interface de operador delineado na figura 12A;

[0015] A figura 14 é uma ilustração de um conjunto de anel deslizante adequado para a condução de sinais elétricos, bem como ar (fluido) para o dispositivo interface de operador da figura 12A.

[0016] As figuras 15A-B e 16 são representações detalhadas de modalidades alternativas de dispositivos interface de operador das figuras 12A-B;

[0017] As figuras 17-19 são ilustrações detalhadas que delineiam uma modalidade da presente invenção direcionada sensoriamento ou do potencial para uma condição de folga a do cabo metálico de acordo com um aspecto da presente invenção;

[0018] As figuras 20-21 delineiam uma modalidade de sensoriamento de folga alternativa que pode ser empregada de acordo com a invenção descrita;

[0019] As figuras 22-24 são representações detalhadas de gerenciamento melhorado de cabo e aspectos de cobertura de tambor que incluem prevenção de folga de acordo com um aspecto da presente invenção;

[0020] As figuras 25 e 26 ilustram uma modalidade na qual componentes de porta de cabo das figuras 22-23 são utilizados para sensoriar limites de passeio do cabo; e

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6/29 [0021] As figuras 27-29 ilustram uma modalidade alternativa para sensoriar limites de passeio de cabo empregando as portas das figuras 22 e 23.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO [0022] A seguir está uma descrição projetada para fornecer informação relacionada a cada um dos diversos melhoramentos para um atuador elétrico de levantamento e foi descrita com relação a suas modalidades. Será, contudo, apreciado que diversos dos melhoramentos podem ser utilizados com, ou implementados em outros tipos de atuadores ou outros equipamentos de movimentação de carga em geral, e não são especificamente limitados a um atuador elétrico ou sistema de levantamento como aqui descrito. Os desenhos não estão projetados para estarem em escala, e alguns de seus aspectos podem ser mostrados em proporção ampliada para melhor clareza.

[0023] Fazendo referência à figura 1, nela está delineada uma representação esquemática de uma modalidade da invenção que mostra uma polia de tomada ou de acionamento e conjuntos mecânicos associados em um amplificador de potência humana tomado como exemplo 110. No topo do dispositivo uma polia de tomada 111 acionada por um atuador 112 é presa diretamente a um teto, parede ou guindaste aéreo, braço ou estrutura similar (não mostrado). Circundando a polia 111 existe uma linha ou cabo 113 que tem uma extremidade ligada à polia e a extremidade oposta livre para ligação a uma carga. O cabo 113, também referido como um cabo metálico, é capaz de levantar ou abaixar uma carga 125 quando a polia 111 gira. A linha 113 pode ser qualquer tipo de linha, arame, cabo, correia, corda, linha metálica, cordão, fio, corrente, cadeia, ou outro elemento que pode ser enrolado ao redor de uma polia ou tambor e pode fornecer uma força de levantamento a uma carga. Ligado à linha 113 existe um efetuador final 114 que inclui um subsistema de interface humana (por exemplo, um puPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 10/40

7/29 nho ou pendente 116) e um subsistema de interface de carga 117 que nesta modalidade inclui um gancho em J removível, mas pode também incluir um par de taças de aspiração ou dispositivo similar de pega de carga. Não mostrado, porém incluído em uma modalidade de taça de aspiração, poderia haver uma mangueira de ar para fornecer vácuo para as taças de aspiração.

[0024] Em uma modalidade o atuador 112 é um motor elétrico com uma transmissão mas, alternativamente, ele pode ser um motor energizado eletricamente sem uma transmissão. Além disto, o atuador 112 também pode ser energizado utilizando outros tipos de energia inclusive pneumáticas, hidráulicas e outras alternativas. Como aqui utilizado transmissões são dispositivos mecânicos tais como engrenagens, polias e similares, que aumentam ou diminuem a força de tração na linha. A polia 111 pode ser substituída por um tambor com um guincho ou qualquer mecanismo que possa converter o movimento de rotação ou angular fornecido pelo atuador 112 para movimento vertical que levanta e abaixa a linha 113. Embora nesta modalidade o atuador 112 diretamente energize a polia de tomada 111, pode-se montar o atuador 112 em uma outra localização e transferir energia para a polia de tomada 111 através de um outro sistema de transmissão, tal como um conjunto de correntes e rodas dentadas. O atuador 112 opera preferivelmente em resposta a um controlador eletrônico 150 que recebe sinais a partir do efetuador final 114 sobre um cabo de sinal (não mostrado), chicote de fiação ou dispositivo de transmissão de sinal similar. Será apreciado que existem diversas maneiras de transmitir sinais elétricos, e o dispositivo de transmissão pode ser um dispositivo de transmissão de sinal alternativo que inclui transmissão sem fio (por exemplo, RF, ótico, etc). Uma modalidade da presente invenção considera um cordão bobina sob medida 148 no qual a fiação de controle bobinada e/ou conduto de ar são moldados sob medida de modo a

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8/29 permitir a tal cordão reter sua forma (por exemplo, bobinada ao redor do cabo 113).

[0025] Um ou mais sensores podem ser empregados em adição aos controles de operador para fornecer aspectos funcionais e/ou de segurança para um sistema. Por exemplo, o controlador 150 pode receber entrada a partir de sensores (por exemplo, comutadores) tal como um sensor de folga 160, sensor de limite de passeio do cabo 170, uma célula de carga 1170 (por exemplo, figuras 10, 11) ou um sensor de presença de operador 1710 (figura 17).

[0026] Em uma modalidade o controlador 150 contém três componentes primários:

[0027] Circuitos de controle que incluem um circuito analógico, um circuito digital e/ou um computador com capacidade de entrada e saída e periféricos padrão. A função dos circuitos de controle é processar a informação recebida de diversas entradas e gerar sinais de comando para controle do atuador através do amplificador de potência.

[0028] Um amplificador de potência que envia potência para o atuador em resposta a um comando a partir dos circuitos de controle (por exemplo, uma célula de carga que indica a força devido à carga). Em geral o amplificador de potência recebe potência elétrica a partir de um suprimento de potência e distribui a quantidade de potência adequada para o atuador. A quantidade de potência elétrica (corrente e/ou voltagem) fornecida pelo computador e/ou circuitos de controle 112 é determinada pelo sinal de comando gerado dentro do computador e/ou circuitos de controle. Será apreciado que diversas configurações de motor/acionador/ amplificador podem ser empregadas com base nos requisitos do levantamento. Em uma modalidade o sistema motor/acionador preferido é o ACOPOS Servo Drive produzido por B&R Automation sob a parte de fabricante N° 8V1016.50-2. Uma modalidade ainda considera a adição de outros módulos utilizados em conPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 12/40

9/29 junto com este acionador tal como uma CPU (por exemplo, ACOPOS 8AC140 ou 8AC141), módulo I/O (por exemplo, 8AC130.60-1) e componentes similares para completar os controles.

[0029] Um circuito lógico composto de relés eletromecânicos ou de estado sólido, comutadores e sensores para partir e parar o sistema em resposta a uma sequência de possíveis eventos. Por exemplo, os relés são utilizados para partir e parar toda a operação do sistema utilizando dois botões de premir instalados ou no controlador ou no efetuador final. Os relés também engatam um freio de atrito (não mostrado) no caso de falta de potência ou quando o operador deixa o sistema. Em geral, dependendo da aplicação, diversas arquiteturas e projetos detalhados são possíveis para o circuito lógico. Em uma modalidade o circuito lógico pode ser similar àquele empregado no elevador GForce fabricado e vendido por Gorbel, Inc.

[0030] Como descrito em detalhe na Patente U.S. 6.622.990 um subsistema interface humana 114 pode ser projetado para ser apanhado por uma mão humana e medir a força humana aplicada, isto é, a força aplicada pelo operador humano contra o subsistema interface humana 114. Em uma modalidade a força humana aplicada é detectada por uma célula de carga 1170 (por exemplo, figuras 10, 11) ou sensor gerador de saída similar como descrito em mais detalhe abaixo, no qual o nível de sinal de saída gerado pelo sensor de carga é uma função da carga aplicada ao efetuador final pelo humano e é adicionado ou subtraído da carga que está sendo suportada.

[0031] O subsistema de interface de carga 117, como também será descrito abaixo, é um mecanismo removível ou sob medida, projetado para interfacear com uma carga e contém diversos dispositivos de sustentação, fixação ou outros dispositivos sob medida de pega de carga. O projeto do subsistema de interface de carga depende da geometria da carga e outros fatores relacionados à operação de levanPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 13/40

10/29 tamento. Em adição ao gancho 117, outras interfaces de carga poderiam incluir taças de aspiração, bem como diversos ganchos, grampos e apanhadores e dispositivos similares que conectam a subssistemas de interfaces de carga. Para levantar objetos pesados o subssistema de interface de carga pode compreender diversas interfaces de carga (isto é, diversos ganchos, grampos, apanhadores, taças de aspiração e vácuo, ou combinações deles).

[0032] Tendo descrito os componentes de um sistema de levantamento a atenção será voltada agora para os diversos aspectos da presente invenção. Um aspecto é o que é referido como um projeto de bloco de construção para o sistema atuador. O projeto de bloco de construção está geralmente delineado nas figuras 2 até 6, onde diversos aspectos do projeto estão descritos. Na criação do projeto de bloco de construção, os diversos componentes de um sistema de levantamento, por exemplo, atuador, punho, redutores de engrenagem etc., são projetados de tal modo que os componentes podem ser utilizados em uma pluralidade de modelos ou tipos de levantadores (Easy Arm®, G-Force®, etc.). Reconhecendo que em algumas situações características, tal como capacidade de levantamento, devem ser configuradas por ordem, os projetos foram também analisados para determinar que, se algum, componentes podem ser empregados como comuns ou universais e qual deve ser selecionado em uma base por ordem.

[0033] Um tal exemplo está delineado nas figuras 2 a 4. Na figura 2 por exemplo, o motor 210 e um redutor associado 212 são empregados e qualquer um ou ambos os componentes podem ser utilizados através de diversos atuadores tendo alguma faixa ou capacidades de levantamento, por exemplo como delineado nas figuras 3 e 4. Em uma unidade de capacidade mais baixa um adaptador integral de polia tambor 216a é ligado ao conjunto motor/ redutor. Nenhuma redução adicional é utilizada. Fazendo também referência às figuras 3 e 4, prePetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 14/40

11/29 sa em lugar do adaptador integral polia tambor 216a existe um dispositivo de redução de velocidade alternativo (figura 3), ou adicional (figura

4) na forma de redutores 216b e 216c, respectivamente. O redutor adicional 216b é projetado/dimensionado (por exemplo, conjunto de engrenagem planetária interna 218; figura 5) de modo a permitir ao motor 210 levantar um peso de carga aumentado. Também fazendo referência à figura 4, um redutor 216c é ligado, no qual o redutor adicional empregado é projetado/dimensionado de modo a permitir a um motor 210 levantar cargas dentro de uma outra faixa. Desta maneira o motor universal pode ser empregado através de uma pluralidade de faixas de carga de atuador, pelo que, o componente primário que é adicionado/trocado é o(s) redutor(es) adicional(ais).

[0034] Como será apreciado, as modalidades delineadas utilizam uma configuração de redução de engrenagem de bloco de construção empilhada, no qual os conjuntos de redutor 216a, 216b, e 216c diferem em capacidade de carregar carga uma vez que o engrenamento planetário interno 218 tem relações que são variadas entre os diferentes modelos. Para capacidade de levantamento a mais baixa, um simples adaptador é utilizado em lugar de redução adicional. Para capacidade a mais pesada, um segundo ou um redutor empilhado é adicionado e o projeto do segundo redutor é selecionado como uma função da capacidade desejada para um atuador de levantamento. Também como redutor diferente ou alternativo (e planetário) conjuntos são empregados, o controlador é alterado de maneira similar ou reprogramado, de modo a ajustar de maneira apropriada as características de acionamento do motor para acomodar as capacidades de redução alternativas dos conjuntos e direção de rotação do motor.

[0035] Será apreciado que os projetos de acionamento do atuador delineados nas figuras 2 - 6 possibilitam a produção em massa e ainda sob medida da unidade atuador para uma aplicação específica, e ainPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 15/40

12/29 da facilitam serviço eficiente bem como um projeto mais efetivo em custo em volumes mais baixos. Como está também delineado nas figuras 5 e 6, diversas modalidades incluem as engrenagens de redução dentro da polia tambor 111. Os redutores de engrenagem planetária 218 são localizados dentro da polia tambor de cabo metálico 111, o que economiza espaço, peso e custo em contraste com sistemas convencionais que colocam o redutor em linha com o tambor. Ele também melhora o equilíbrio do atuador quando ele é suspenso de uma estrutura externa, tal como uma viga de guindaste. Com o redutor dentro do tambor a unidade é compacta e o peso unitário é reduzido ligeiramente devido a menos material no tambor. O custo do redutor pode também ser reduzido produzindo o tambor a partir de tubulação convencional contra um bloco sólido de material que é usinado. Por exemplo, em uma modalidade o tambor pode ser fabricado de uma liga de alumínio ou, alternativamente de um náilon ou composto polimérico similar, que fornece características mecânicas adequadas.

[0036] Como será apreciado por aqueles que têm conhecimento no campo de sistemas de levantamento, um aspecto importante das diversas modalidades aqui descritas é a redução no peso de tais sistemas. Para aumentar praticamente a capacidade de levantamento de um levantador deve-se também considerar o impacto da capacidade aumentada na estrutura de suporte para o levantador, por exemplo, treliças, braços em balanço, carrinhos etc. Assim, embora possa ser possível fornecer capacidade de levantamento aumentada, pode ser necessário diminuir o peso do próprio equipamento de levantamento para obter uma vantagem a partir da capacidade aumentada. Por exemplo, se a capacidade de levantamento pode ser aumentada por 25 kg, para utilizar o elevador melhorado é necessário assegurar que a estrutura de suporte pode suportar a capacidade aumentada ou o peso global suportado pela estrutura deve ser diminuído. É este último ponPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 16/40

13/29 to que é enfrentado pelos diversos aspectos das modalidades aqui descritas. Redução de peso do atuador permite maior utilização da capacidade da estrutura de suporte para o peso de carga. Além disto, o peso do atuador diminuído torna mais fácil movimentar o levantador (menos esforço (manual) do operador) ou motores menores (carrinho)).

[0037] Voltando agora para as figuras 7A-C e 8-10, nelas estão delineados componentes adicionais de uma modalidade do atuador 112, na qual a carga suportada pelo atuador pode ser sensoriada diretamente utilizando uma célula de carga de compressão. O atuador 112 ainda inclui um braço 710, ou estrutura similar, e a luva 712 que são conectados operacionalmente um ao outro e à polia tambor 111. Em uma modalidade o braço 710 é ligado à luva de modo a fornecer superfícies para atuar os aspectos de sensoriamento de carga e sensoriamento de folga aqui descritos, e para fornecer parada positiva em rotação durante uma condição empilhada. Como ilustrado por exemplo na figura 9, a luva 712 ainda suporta a redução adicional e a polia tambor 111 que tem um cabo metálico ou cabo 930 enrolado sobre ela, com uma extremidade ligada à polia tambor 111.

[0038] Em uma modalidade o atuador 112 também utiliza um anel de desgaste de polímero de peso molecular ultra-elevado (UHMW) 999 (a abertura em forma de rosquinha no fundo do atuador através do qual passa o cabo 930). A utilização do anel de desgaste resulta em uma durabilidade mais elevada quando comparada a atuadores convencionais. Em uma outra modalidade será apreciado que projetos alternativos do atuador podem alterar a maneira na qual os suportes de apoio (por exemplo, braço 710) são conectados aos componentes do acionamento do atuador e/ou às coberturas e carcaças como delineado na figura 8. Por exemplo, o projeto delineado na figura 10 emprega um braço ligeiramente diferente e estrutura de suporte relacionada no

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14/29 atuador.

[0039] O atuador 112 ainda inclui o fundido central 840, pelo que, o tambor ou redução adicional do conjunto de acionamento do atuador é suportado nele por meio de mancais 844, porém onde o conjunto de acionamento, que inclui a polia tambor 111, luva 712, suporte do cordão bobina e braço 710, é capaz de movimento de rotação embora restringido em relação ao fundido central, como será apreciado como requerido para empregar a célula de carga para sensoriar a carga no atuador (rotação dos componentes de acionamento do atuador). O atuador 112 ainda inclui, como delineado na figura 8, um elemento de suporte 850 conectado ao fundido central 840 para suspender o atuador de sua estrutura de suporte, tal como um carrinho ou braço (não mostrado), bem como um estojo ou carcaça 860 (mostrado como corte removido na figura 8) para encerrar os componentes operacionais do atuador. Uma modalidade de uma carcaça adequada para o atuador delineado é encontrada, por exemplo, no Pedido de Patente de Projeto U.S. 29/256.812.

[0040] Será apreciado que em adição às coberturas moldadas, pode ser possível reduzir ainda o custo do atuador 112 empregando coberturas menos onerosas. Por exemplo, coberturas ou componentes de cobertura feitos de chapa metálica conformada ou material plástico e formas de matéria-prima podem resultar em reduções significativas. Além disto, técnicas atuais de conformação de chapa permitem a conformação de formas algo complexas similares àquelas parcialmente delineadas na figura 8 e no Pedido de Projeto identificado acima. Em uma modalidade, que emprega coberturas metálicas conformadas, as portas ou aberturas permanecem as mesmas, porém o restante da cobertura pode ser alterado em projeto, de modo a acomodar materiais e técnicas de conformação alternativas.

[0041] Em adição ao projeto de acionamento universal melhorado,

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15/29 a eletrônica de acionamento e controle, por exemplo, o ACOPOS Servo Drive, produzido por B&R Automation sob parte do fabricante No. 8V1016.50-2 ainda fornece capacidade melhorada de entrada/saída e possibilita melhoramentos de projeto adicionais caracterizados como componentes de ligar e operar. As características de ligar e operar dos diversos componentes atuadores, punhos etc., permitem ao controlador de levantamento (não mostrado) reconhecer que tipo de cabo foi ligado ao levantador e ajustar quaisquer controles programáticos ou I/O de modo que o componente detectado trabalhe de maneira adequada com aquele punho. O projeto de ligar e operar supera dificuldades observadas em sistemas de levantamento convencionais, quando alterações mecânicas e elétricas devem ser feitas ao mudar de um tipo de punho ou tipo de atuador para um outro, com isto evitando modificações onerosas e consumidoras de tempo, e permitindo a possibilidade de alterações e melhoramentos de campo.

[0042] Um outro aspecto possibilitado por um controlador melhorado associado com o atuador 112 é capacidade de diagnóstico remoto. Em uma modalidade de diagnóstico remoto o controlador inclui circuitos de comunicação, de tal modo que informação pode ser trocada entre o controlador do atuador e um outro serviço de computação (por exemplo, uma estação de trabalho, um controlador de guindaste, etc.) por meio de uma conexão de rede (LAN/WAN/Internet). De acordo com um aspecto da presente invenção, a capacidade de diagnóstico remoto possibilita configuração remota, bem como solução de problemas de um dispositivo de levantamento tal como um atuador.

[0043] Por exemplo, quando algum cliente em Detroit tem um problema com um atuador particular, seria possível acessar o controlador daquele atuador (com um certo endereço IP de rede ou identificador similar) a partir de uma localização remota, ou no mínimo receber dados a partir do controlador na localização remota por meio de Ethernet,

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16/29 um modem e/ou Internet e verificaram e trocar ajustes, bem como enfrentar diversos aspectos de desempenho. Acredita-se que a capacidade de diagnóstico e serviços remotos reduza de maneira significativa o custo de manter e fazer serviços no sistema quando não é atualmente possível realizar serviço de levantamento ou enfrentar problemas de desempenho sem tipicamente ter uma viagem de técnico para o local de trabalho, ou ter o atuador embarcado de volta para manutenção. Isto irá reduzir enormemente o tempo de parada da unidade. É antecipado que o controlador irá utilizar um protocolo de comunicação padrão tal como CANbus bem como outras tecnologias de comunicação digital e protocolos bem-conhecidos e será no mínimo capaz de executar e registrar de maneira rudimentar funcionalidade de diagnóstico que inclui transmissão de informação de registro e registros de desempenho, entre outros.

[0044] Como descrito acima, o projeto do atuador 112 é tal que o conjunto de acionamento é capaz de girar em relação ao fundido central 840. Tal projeto facilita a utilização de uma célula de carga de compressão 1170 como delineado em mais detalhe nas figuras 10 e

11. Em um levantador de equilíbrio de carga convencional, a célula de carga é tipicamente embutida dentro ou associada com o pendente de controle ou efetuador final, onde a carga é aplicada ou ligada. Tais sistemas, contudo, requerem a utilização de sensores de carga mais complexos (sensoriamento de tração e de compressão) e ainda requerem a transmissão em tempo e precisa de sinais de volta para o controlador do atuador, para controlar a carga. Eles também requerem um projeto de intertravamento da célula de carga mais complexo e oneroso para fornecer segurança razoável caso a célula de carga baseada no pendente falhe. Montar a célula de carga de compressão 1170 no fundido central do tambor 840 permite o sensoriamento de uma força de rotação aplicada ao braço 710, a força de rotação sendo criada por

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17/29 uma carga suspensa na extremidade livre do cabo 930. Localizar a célula de carga no recinto do atuador adjacente aos sistemas de controle também fornece um trajeto de transmissão mais curto e qualidade melhorada de sinal recebido pelo controlador 150 (figura 1).

[0045] Tomar a célula de carga fora do trajeto de carga também melhora a segurança de dispositivos de levantamento, uma vez que caso a célula de carga falhe, a carga não irá necessariamente cair. Daí, o projeto delineado nas figuras 10 e 11 possibilita um sensoriamento da carga em uma localização adjacente ao conjunto de acionamento e sem fazer a célula de carga um elo no sistema de levantamento. No conjunto de acionamento (por exemplo, polia tambor 111, caixa de engrenagem de redução 212, adaptador/redução adicional (216a, b ou c) e motor 210), os componentes do conjunto giram axialmente em mancais de rolamento 844. Uma superfície de atuação 1174 é associada com o braço 710, e o braço 710 é por sua vez montado à luva 712 que é aparafusada a uma face de montagem do redutor de engrenagens 212. A célula de carga de estilo de compressão 1170 é ligada de maneira rígida ao fundido central 840 do levantador e é situada para sensoriar a força aplicada pela superfície de atuação 1174. Quando o operador aplica a força manualmente a uma carga suspensa, o mecanismo de acionamento gira na direção da seta 1178 e muda a força aplicada à célula de carga. Quanto mais pesada a força, maior a compressão sensoriada pela célula de carga, e vice-versa. Como delineado na figura 11, o sensor de força pode incluir uma pequena mola de deslocamento 1150 na extremidade do eixo da célula de carga 1145 que equilibra o peso morto do cabo e/ou pendente para longe da célula de carga e, como descrito abaixo, é importante também para sensoriamento de folga. Em uma modalidade alternativa a presente invenção considera a derivação da carga aplicada ao cabo, ou pendente, suspensa dele, monitorando a corrente do motor através do

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18/29 controlador e software associados.

[0046] Um outro melhoramento ao atuador de levantamento pode incluir condicionamento do sinal de célula de carga. Em adição a processar o sinal da célula de carga para tornar o sinal útil para o presente pedido, é ainda considerado que um único circuito de condicionamento pode ser empregado para o sinal de célula de carga, no qual até três ou mais células de carga podem ser empregadas (por exemplo, três faixas de carga diferentes) e um circuito de condicionamento comum ou universal pode ser utilizado. Novamente a alternativa à abordagem universal de condicionamento de sinal seria ter circuitos separados para manipular as diferentes células de carga e os sinais de saída que elas geram em resposta à carga suspensa do ou aplicada ao cabo.

[0047] Fazendo referência em seguida às figuras 12A-B e 13A-c e 14, está delineado na figura 12A um mecanismo eletromecânico melhorado para determinar a intenção do operador no pendente de controle 116. Como uma alternativa, um pendente tal como aquele delineado na figura 12B pode ser empregado para controlar a presente invenção. Aspectos de tal pendente estão descritos no Pedido U.S. Publicado 2005/0207872A1 depositado em 21 de março de 2005 por M. Taylor e outros (USSN 11/085.764). Ambos os dispositivos podem empregar diversos dispositivos de sinalização (visual, audível, de vibração) e podem incluir um dispositivo mostrador de cristal líquido ou similar 3610 para indicar um estado operacional atual ou outra informação para o operador.

[0048] Na modalidade da figura 12A como ainda ilustrado nas figuras 13A-C, o mecanismo de sensoriamento emprega um arranjo de bobina 1310 quando comparado ao transdutor de deslocamento variável linear tradicional (LVDT). Na modalidade, a bobina é utilizada para sensoriar um núcleo que consiste em uma haste metálica ou compoPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 22/40

19/29 nente similar, nela e para sensoriar a intenção do operador (levantar ou abaixar). Uma outra modificação na modalidade delineada é a utilização de filamento flexível 1320 para ligar o núcleo à porção deslizante do punho, pega de operador 1716. A utilização de um arranjo de bobina sob medida acredita-se ser uma alternativa menos onerosa para o LVDT disponível comercialmente. Além disto, a utilização de um filamento flexível (por exemplo, náilon ou plástico similar, ou material flexível) para conectar o núcleo ao cabo, impede cisalhamento do núcleo sob situações de utilização onde o punho sofre sobretorque ou é girado sob carga, bem como impede arraste no sistema se não perfeitamente alinhado. Também é possível empregar LVDT ou dispositivos de sensoriamento magnético para determinar as entradas para baixo ou para cima do operador e ilustradas pelas figuras 13A e 13B, respectivamente. As modalidades delineadas nas figuras 13A e 13B ilustram o movimento respectivo do cabo (seta grande mais baixa) em relação à bobina.

[0049] Dispositivos alternativos para sensoriar a entrada de operador por meio do cabo estão descritos, por exemplo, na Patente U.S. 6.386.513 a Kazerooni para um HUMAN POWER AMPLIFIER FOR LIFTING LOAD INCLUDING APPARATUS FOR PREVENTING SLACK IN LIFTING CABLE, emitida em 14 de maio de 2002 e WO2005092054, para um ELECTRONIC LIFT INTERFACE USING LINEAR VARIABLE DIFFERENTIAL TRANSDUCERS publicado em 16 de outubro de 2005. Em uma modalidade o pendente de controle pode ser similar àquele delineado, por exemplo, no Pedido de Projeto U.S. também pendente 29/256.811.

[0050] Um outro aspecto do pendente de controle melhorado está delineado na figura 14 onde um anel de deslizamento foi projetado para permitir a transmissão precisa e confiável da saída a partir do sensor de bobina 1320, bem como o comutador de potência 1610 ou siPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 23/40

20/29 nais elétricos relacionados presentes no conector elétrico 1624, até o atuador 112 através do cabo cordão bobina de controle que pode ser encaixado no conector 1628. O projeto utiliza um conjunto de anel de deslizamento no estilo bolacha 1620 no cabo de controle para permitir rotação contínua de 360° independente do cabo metál ico e controla o cabo cordão bobina. O anel de deslizamento sob medida passa sinais elétricos a partir do cabo rotativo até o cabo cordão bobina de controle. O conjunto anel de deslizamento sob medida é também especificamente projetado para permitir que ar (pneumático e/ou vácuo) ou outro fluido pressurizado acesse através de seu centro por meio de uma entrada giratória 1640. Isto permite ao operador operar energia de ar para a ferramenta final e ainda girar 360°de maneira contínua.

[0051] Será apreciado que contatos de anel deslizante são conhecidos, porém acredita-se que o projeto de um condutor elétrico integrado e conduto de ar que facilita a rotação sem restrição é um aspecto melhorado do projeto do pendente não empregado anteriormente na tecnologia de levantamento. O conduto de ar preferivelmente possibilita a transmissão de um fluido pressurizado (por exemplo, pneumático, vácuo, hidráulico) para uma ferramenta associada com o pendente. O projeto melhorado ainda controla ou reduz espaço superior aceitável no pendente a um custo razoável.

[0052] Fazendo referência às figuras 13A-C, nelas está ilustrado um outro aspecto do projeto do pendente no qual a presença do operador (mão no punho) é sensoriada utilizando um sensor indutivo, ou preferivelmente reflexivo fotoelétrico 1710. Em uma modalidade o sensor 1710 é um sensor fotoelétrico tubular (metálico, 12 mm, PNP) e uma luz indicadora no sensor comuta quando ele detecta luz refletida para indicar que uma mão de operador está presente. Será apreciado que diversos tipos alternativos de comutadores de homem morto são conhecidos, contudo, diversos destes requerem uma pega firme ou

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21/29 pega prolongada da pega do operador 1716, o que pode conduzir à fadiga do operador, bem como confusão. O projeto delineado nas figuras 13A-C ilustram um sensor fotoelétrico como um dispositivo de sensoriamento da mão do operador no levantador quando engatada com o punho de controle, não requerendo interpretação por parte do usuário, e evitando a tendência de usuários utilizarem o comutador como um dispositivo para ligar e desligar a unidade. Quando engatado, o sensor envia um sinal de volta para o controlador, o qual então permite ao levantador ser operado na direção para cima e para baixo. Sensores alternativos, ou comutadores, para detectar a mão do operador, incluem um comutador de rolo de estilo mecânico similar a projetos conhecidos, um sensor de torque, um sensor ótico indutivo e um sensor de membrana. Como será apreciado, localizar o sensor dentro do corpo do pendente é preferível para evitar dano ou falsificação, contudo o punho do pendente deve incluir então uma abertura 1730 através da qual a presença da mão do operador pode ser sensoriada.

[0053] Em diversos utilizações de um atuador e pendente de controle, algumas vezes é necessário mudar ou alterar a interface de carga no campo. Por exemplo, ao invés de um gancho a carga pode ter necessidade de ser levantada utilizando um conector rosqueado ou similar. Fazendo referência às figuras 15A-B, o projeto aí delineado considera um adaptador de desconexão rápida no fundo do pendente ou efetuador final 116, no qual um operador pode mudar rapidamente o ferramental extremo deslizando para baixo um colar 1810 que retrai pinos de travamento 1820 e permite que a espiga de montagem de ferramenta 1830 libere. Uma outra ferramenta pode então ser ligada rapidamente e facilmente deslizando sua espiga de montagem para o interior do furo de montagem retraindo os pinos de travamento quando ela passa, e então travando de maneira segura no lugar, quando os pinos engatam as ranhuras 1834 na espiga. Nenhuma ferramenta é

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22/29 requerida para mudanças de ferramental extremo.

[0054] Será apreciado por aqueles familiarizados com sistemas de levantamento, que a técnica conhecida de acoplamento rosqueado pode ser empregada, ou que alternativas que requerem ao operador remover fisicamente um pino 1910 (figura 16) para liberar o ferramental, podem ser incluídas no escopo das diversas modalidades aqui descritas.

[0055] Fazendo referência em seguida às figuras 17-21, nelas estão delineados aspectos de uma modalidade da presente invenção que incorpora uma capacidade melhorada de sensoriamento de folga de cabo. Em particular, como indicado acima em relação a um sensoriamento melhorado de carga, a modalidade de atuador delineada nas figuras 17- 21 sensoriam a folga do cabo utilizando a rotação do tambor, redução de engrenagem e motor (conjunto de acionamento) também (embora na rotação de direção oposta). Neste projeto, o conjunto de acionamento principal (polia tambor 111, caixa de engrenagens (não mostrado) e motor 210) gira axialmente em mancais de rolamento 844. Uma placa de atuação ou braço 710 é montada a uma luva que foi aparafusada à face de montagem da caixa de engrenagens primária e também gira juntamente com o conjunto de acionamento. Quando o operador remove do cabo metálico 930 todo o peso exclusive o punho de controle e qualquer ferramental aplicável, folga é induzida. Quando a folga é induzida o conjunto de acionamento gira em uma direção anti-horária (seta 2020), auxiliado pela utilização de uma mola de compressão 1150 (figura 11). Provisões para ajustamento da força da mola será requerido para facilitar variações em ferramental aplicado pelo cliente. A mola de compressão 1150 é montada entre a célula de carga 1170 e a superfície 1174 da placa de atuação e é coaxial em um pino de carga ou eixo instalado na célula de carga. Quando o conjunto de acionamento gira sob condições descarregadas ou folgadas um

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23/29 microcomutador 2030 montado na estrutura de suporte principal do levantador sensoria a presença da placa de atuação (figura 24) por meio de contato com a placa de atuação 2034. Quando o microcomputador é ativado ele envia um sinal para o controlador (não mostrado), por meio do qual o software irá somente permitir ao levantador mover na direção para cima. Para segurança do usuário, uma vez que folga seja sensoriada, o controlador não irá permitir que ou levantador alimente qualquer outro cabo metálico na direção para baixo.

[0056] Como será apreciado, a utilização de conjunto de acionamento rotativo para as finalidades de sensoriamento de carga e de folga, permite ao dispositivo de sensoriamento de carga ver qualquer carregamento de torque e com isto ser capaz de sensoriar toda a carga que ambos o cabo metálico e o cordão bobina/mangueira de ar poderiam ver. Em outras palavras, o sensor de carga terá uma carga de compressão aplicada a ele, que é o resultado direto do peso da carga. Também quando a carga é levantada ou abaixada, a carga cumulativa permanece a mesma, mesmo embora as porções relativas da carga carregadas pelo cordão bobina, mangueira de ar e cabo metálico possam variar. Uma vez que todo o conjunto do cabo metálico e cordão bobina são suportados a partir do conjunto de acionamento em rotação, a célula de carga sensoria seu peso total todo o tempo, e assim variações em altura de carga não afetam o sensoriamento de carga ou operação em modo flutuante. Quaisquer efeitos potencialmente negativos, por exemplo, no modo flutuante, da força da mola e peso do cordão bobina, são anulados por esta configuração de montagem.

[0057] Em modalidade alternativa pode ser possível sensoriar folga utilizando software para monitorar a corrente do motor para determinar uma condição de folga. Embora possível, permanece como uma preocupação que tal método possa se provar não confiável. Também é considerado que ao invés do comutador de contato mecânicos (comuPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 27/40

24/29 tador de rolete ou similar) um sensor de proximidade sem contato 2040 possa ser empregado para sensoriar a rotação da placa 710. Tal modalidade está delineada, por exemplo, nas figuras 20 e 21, onde o sensor 2140 é empregado para sensoriar a rotação da placa 710, para determinar a condição de folga.

[0058] A atenção é agora voltada para diversos aspectos adicionais do atuador melhorado 112 que incluem uma polia tambor e arranjo guia de cabo metálico (cabo). Fazendo referência às figuras 22 até 29, o projeto melhorado utiliza um conjunto de duas peças 2610 (2610a, 2610b, etc.) que prende ou monta ao redor do cabo metálico ou outro dispositivo de levantamento, e desliza para trás e para frente em trilhos fornecidos pela cobertura de tambor 998 (figura 25). O movimento deslizante para o conjunto 2610 é induzido por roscas 2620 contidas em uma metade do conjunto 2610a que correm nas ranhuras abertas 2622 da polia tambor de cabo metálico 111.

[0059] O conjunto 2610 quando montado ao redor do cabo 930 fornece uma porta deslizante, ou abertura, através da qual o cabo metálico 930 se afasta do tambor como delineado na figura 24. Tal dispositivo em adição à função de proteger o cabo e o tambor, também impede qualquer desgaste lateral das ranhuras do tambor e mantém o cabo metálico restringido de maneira apertada na polia do tambor, evitando assim a criação de folga não desejada. Em outras palavras, as forças laterais do cabo metálico são assumidas pela porta e o cabo não está sujeito a desgastar a superfície do tambor, uma vez que o alinhamento na entrada para as ranhuras do tambor é quase perfeito em todos os casos. A grande área de apoio das roscas sobre a porta 2610a fornece grande força lateral e distribui essa força sobre diversas ranhuras no tambor, uma vez que qualquer força lateral tem apenas probabilidade de ocorrer quando o cabo metálico está quase completamente fora e o engatamento da porta e das ranhuras do tambor está

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25/29 em seu número máximo de roscas na porta. Ter esta metade da porta permanentemente ligada ao tambor, permite que ela mantenha nivelamento ao substituir o cabo metálico.

[0060] Um outro aspecto desta modalidade está delineado especificamente nas figuras 24 a 29, onde a porta deslizante 2610 permite que a própria porta seja empregada como um indicador dos limites de passeio superior e inferior para o cabo. Como delineado pelas setas em linhas tracejadas nas figuras 25 até 28, a porta desliza para trás e para frente acionada pela rotação da polia do tambor quando ou cabo metálico está sendo enrolado e desenrolado dela. A adição dos comutadores de limite 2510 delineados nas figuras 25 e 26, por exemplo, permite o movimento da porta 2610, transmitido através de uma haste 2520, ou elemento similar, ser utilizado para identificar limites de passeio. Como descrito abaixo, o projeto permite o ajuste de comutadores de limite não ser afetado por mudanças no sistema, substituição do cabo metálico, etc. De fato, somente o lado da porta mais próximo da extremidade ancorada do cabo metálico 2610b, deve ser removido para mudar o cabo, mesmo embora o comutador de limite para saída máxima de cabo metálico deva ser contornado para a operação de recarregamento. Será apreciado que um mecanismo de acionamento de parafuso e esfera convencional, para movimentar a polia tambor de cabo metálico para trás e para frente, pode ser empregado, ou que um mecanismo que engrena ou aciona de maneira operacional uma polia louca através de uma única ranhura na polia tambor pode ser utilizado, como é o caso em diversos atuadores Gorbel atuais.

[0061] Fazendo referência especificamente às figuras 25 e 26, nelas está delineado um sistema de sensoriamento de limite que emprega micro comutadores 2510 como anotado brevemente acima. Está delineada uma modalidade que consiste em uma haste 2520 que é movida para trazer para a frente como resultado de movimento da porPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 29/40

26/29 ta rosqueada 26 (porta 2610a). Na haste estão contidos dois cilindros ajustáveis 2530 que podem ser movidos para a localização desejada, e então fixados e colocados, por exemplo, com uma porca de travamento ou dispositivo similar. Estes cilindros contatam os microcomutadores 2510 quando a porta está em suas localizações limites superior e inferior. Quando a guia de cabo metálico ou mecanismo porta desliza para trás e para frente, e os cilindros disparam o sensor 2510, um sinal é enviado para os controles para ativar, seja o limite de passeio superior ou o inferior da unidade. Quando um limite de passeio é disparado, o software irá permitir então apenas que o elevador opere na direção oposta do objetivo disparado (isto é, se o limite superior é disparado, o elevador irá apenas operar na direção para baixo). Os limites podem ser ajustados movimentando os cilindros.

[0062] Embora se acredite que o mecanismo de microcomutador seja preferido em virtude de sua simplicidade, deveria ser apreciado que sistemas de sensoriamento alternativos, tais como sensor magnético sem contato, podem eliminar a força de contato requerida para atuar um sensor, e assim eliminar desgaste do componente, podem ser empregados. Por exemplo, como delineado nas figuras 27 a 29 um sensor magnético 3410 pode ser montado estacionário na cobertura do tambor de cabo ao metálico fixo 998. Juntamente com dois alvos magnéticos 3420 e 3422 que montam ao mecanismo guia de cabo metálico 2610, o sensor é conectado operacionalmente à polia tambor. Os alvos sensores 3420, 3422 consistem em imã orientado um pólo norte e um pólo sul, e são adequados para fornecer, de maneira similar, sinais limites de passeio como discutido acima. Outras opções para sensores de limite de passeio incluem técnicas óticas ou outras sem contato, bem como sensores e comutadores mecânicos convencionais.

[0063] Os diversos aspectos e funções aqui descritos são preferiPetição 870180036827, de 04/05/2018, pág. 30/40

27/29 velmente implementados utilizando um controlador, ou sistema de processamento similar adequado para operar sob o controle de código programático. Uma modalidade considera o controlador 150 (figura 1) que tem funcionalidade pré-carregada para uma ampla faixa de aspectos e funções, no qual o um ou mais aspectos e funções são possibilitados somente como um resultado de uma instrução subsequente ou sinal para o controlador. Desta maneira, a natureza universal do atuador 112 (inclusive o controlador 150) pode ser ainda prolongada e estendida. O processo ou operação de pré-carregar toda a funcionalidade de software então somente possibilita o que o cliente deseja ou compra, acredita-se facilitar a intercambiabilidade projetada de componentes de acordo com um aspecto da presente invenção. Tal processo deveria também permitir a possibilitação de funcionalidade aumentada depois que um atuador tenha sido desenvolvido no campo, por exemplo, quando as necessidades do cliente ou a aplicação muda, o atuador pode ter habilitados aspectos adicionais ou funções. Também é possível que no caso de um componente de ligar e operar venha a ser ligado mais tarde ao atuador, o atuador poderia não apenas reconhecer o componente como descrito acima, mas poderia alterar seus controles programáticos para facilitar a utilização do componente recentemente instalado. Acredita-se que estes melhoramentos irão permitir a rápida feitura sob medida de atuadores para requisitos do cliente e, ao mesmo tempo que reduz ou elimina a necessidade de mudanças de software sob medida e suporte contínuo.

[0064] Voltando para a figura 12A, nela está delineado um outro melhoramento para o pendente de controle do operador ou efetuador final 116. Na modalidade delineada, o pendente 116 é equipado com um mostrador de cristal líquido (LCD) 3610 ou tecnologia de mostrador similar, para fornecer a capacidade de comunicar informação mais facilmente disponível para um usuário. A informação apresentada no

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LCD pode incluir informação básica tal como estado do sistema (isto é, sistema pronto para utilização), informação avançada ou adicional, tal como peso de carga, utilização do sistema e informação de serviço (isto é, número de ciclos completados e indicadores de serviço do sistema), bem como guia aprimorada e realimentação quando no modo de programação, tal como que aspecto está atualmente sendo programado (isto é, limites virtuais).

[0065] Utilizando o LCD é possível fornecer mais e diferente informação para o instalador, o usuário, e mesmo a equipe de manutenção. Uma vez novamente, como uma alternativa ao mostrador LCD, diodos emissoras de luz convencionais (LEDs) e similares podem ser empregados para comunicar para um operador a informação do estado do atuador.

[0066] Em ainda uma outra modalidade alternativa, por exemplo, como delineado na figura 25, o cabo metálico é restringido de maneira apertada todo o tempo entre a polia tambor 111, a cobertura de tambor 998, e as portas deslizantes 2610 de modo que nenhum espaço está disponível para permitir uma alça folgada no cabo metálico em qualquer um lugar no atuador. Assim, mesmo uma carga de compressão aplicada ao cabo metálico não irá permitir que folga se forme ou acumule dentro do atuador 112, uma vez que a extremidade ancorada está restringida quanto a deslizar. Falando de maneira prática, existe uma probabilidade de haver uma pequena porção do cabo metálico que permanecem livre embora dentro do atuador e antes de deixar a porta quando ele desenrola da polia e antes de sair do atuador ou carcaça do tambor. Será ainda apreciado que a utilização de um cabo metálico de diâmetro maior (por exemplo, cabo de 0,25 polegadas de diâmetro (6,3 mm) ajuda neste sentido, uma vez que tem mais resistência de coluna do que cabo de menor diâmetro) reduz a capacidade do cabo para formar uma alça (folga) quando não restringido por uma

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29/29 distância curta. Aqueles versados na técnica irão apreciar que o diâmetro do cabo é uma função da capacidade de carga do atuador e pode ser menor ou maior do que 0,025 polegadas (0,63 mm).

[0067] Com funcionalidade adicional fornecida nos controles atuais o sistema também pode realizaram um ou mais processos de identificação de equipamento durante energização e pode comparar a informação resultante contra funcionalidade especificada. Utilizando tal informação o sistema pode produzir uma mensagem de alarme que pode ser apresentada se são encontrados aspectos tais como subsistemas inoperantes ou em falta, por exemplo, um cabo que falta, ou sensoriamento de presença do operador estando inoperante.

[0068] Novamente à vista do projeto universal projetado para as diversas modalidades aqui caracterizadas, a presente invenção considera a utilização de um fornecimento de porta de I/O em tempo real através de um ajuste de configuração flexível, ao invés de modificar o programa código fonte a cada momento. Tal sistema deveria permitir ao usuário acessar a funcionalidade programada dentro dos controles, para configurar mais rapidamente a I/O da unidade para sua aplicação específica. É considerado que uma interface de software pode ser fornecida para simplificar ainda mais a facilidade e flexibilidade de configuração da aplicação.

[0069] Será apreciado que diversos aspectos dos aspectos e funções acima descritos e outros, ou alternativas deles podem ser combinados de maneira desejável em diversos outros sistemas ou aplicações diferentes. Também, que diversas alternativas, modificações, variações e melhoramentos nela não previstos ou não antecipados, podem ser feitos em seguida por aqueles versados na técnica, os quais são também projetados para serem abrangidos pelas reivindicações a seguir.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de levantamento, caracterizado pelo fato de que compreende:

um controlador (150);

um atuador (112), dito atuador (112) respondendo a dito controlador (150), dito atuador (112) incluído uma polia (111) com um cabo (113) fixado a ela, dito cabo (113) enrolado sobre ela em uma única camada para suportar uma carga em uma extremidade livre de dito cabo (113), no qual a polia (111) é acionada por um motor e uma transmissão associada, dito motor sendo adequado para utilização com no mínimo duas faixas de cargas e dita transmissão tendo uma configuração de redução de engrenagem de bloco de construção no qual a configuração determina a capacidade de levantamento da carga do atuador (112); e uma interface de carga conectada operacionalmente à extremidade de dito cabo (113), dita interface de carga incluindo controles de usuário e gerando os sinais a serem transmitidos para dito controlador (150), no qual, em resposta ao sinais, dito controlador (150) provoca a operação do atuador (112) para levantar e abaixar a carga suspensa de dito atuador (112).
2. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um redutor de engrenagem planetária empregado como a redução de engrenagem da transmissão.
3. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sensor de carga de compressão operacionalmente associado com dito atuador (112), no qual dito sensor sensória uma carga de compressão a partir de um elemento do atuador (112) em resposta à carga no cabo (113).
4. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação

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3, caracterizado pelo fato de que o elemento do atuador (112) compreende um braço que é associado com a polia (111) e motor e transmissão associados, dito braço sendo deslocado em uma direção de rotação em resposta à carga.
5. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende circuitos de comunicação associados com dito controlador (150), ditos circuitos de comunicação permitindo ao controlador (150) se comunicar com um computador remoto.
6. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende no qual as comunicações com dito computador remoto incluem a transmissão da informação de diagnóstico remoto.
7. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o qual dito atuador (112) ainda compreende uma porta deslizante através da qual a extremidade livre de dito cabo (113) deixa a polia (111).
8. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação

7, caracterizado pelo fato de que a dita porta deslizante é operacionalmente associada com a polia (111) de modo a manter nível quando a polia (111) gira e o cabo (113) é enrolado ou desenrolado.
9. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação

8, caracterizado pelo fato de que a dita porta atravessa a polia (111) ao longo de uma direção longitudinal em resposta à rotação da polia (111) e ainda incluindo no mínimo um sensor de passeio, adequado para sensoriar a posição de dita porta, de modo a determinar a quantidade de dito ao cabo (113) desenrolada de dita polia (111).
10. Sistema de levantamento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito no mínimo um sensor de passeio gera um sinal quando o sistema de levantamento alcança um

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3/3 limite de passeio.

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