Campo de la Invención

La presente invención se enmarca dentro del campo de la maquinaria forestal, concretamente en el aviso al usuario de maquinaria forestal y tractores de posible riesgo de vuelco cuando el tractor circula a través de cualquier tipo de terreno.

Antecedentes de la Invención

Es una realidad que durante el manejo de maquinaria forestal o tractores ocurren accidentes debido a un vuelco del tractor.

Existen numerosos sistemas sobre sistemas de protección frente al vuelco de vehículos, como el ESP (Programa electrónico de estabilidad) y similares, que mejoran la estabilidad y reducen el riesgo de vuelcos, derrapaje y efecto "tijera. Se trata de sistemas activos. Tienen sensores que miden parámetros como la velocidad, la inclinación, velocidad angular, aceleración, presión de neumáticos, etc., y actúan cuando se detecta riesgo de vuelco, por ejemplo, reduciendo la potencia del motor, actuando sobre los amortiguadores, o frenando ruedas individualmente; o bien disparan elementos de protección, como los airbags, cuando detectan que se ha producido un vuelco.

Sin embargo, estas propuestas de sistemas anti-vuelco no tienen en cuenta las condiciones concretas del terreno por el que transita la maquinaria, siendo ésta una información importante a la hora de determinar el riesgo de vuelco de la maquinaria en cuestión.

En la solicitud de patente europea EP-1648736-A1 se describe un sistema que avisa del peligro de vuelco a camiones que circulen por carretera, en función de su velocidad, de la posición del camión obtenida por GPS y del radio de las curvas según la cartografía.

Existe, por tanto, la necesidad de mejorar los sistemas de determinación en tiempo real del posible vuelco de maquinaria forestal (o de un tractor) cuando ésta transita por un determinado terreno, con sus condiciones específicas como la pendiente, tipo de suelo o pedregosidad, para así poder generar el correspondiente aviso al usuario de dicha maquinaria. Descripción de la Invención

La invención se refiere a un dispositivo de control dinámico de la inclinación de un vehículo según la reivindicación 1 . Realizaciones preferidas del dispositivo se describen en las reivindicaciones dependientes.

Las deficiencias mencionadas anteriormente se superan con el dispositivo de la invención, que va embarcado en el propio vehículo a controlar, y permite informar al usuario/operario del posible riesgo de vuelco de dicho vehículo.

Según un primer aspecto de la invención, ésta se refiere a dispositivo de control dinámico de inclinación de un vehículo forestal situado sobre un terreno, que comprende:

una unidad de medida de inclinación para proporcionar datos relativos a la inclinación de dicho vehículo;

un dispositivo de posicionamiento GPS, para proporcionar datos de posicionamiento del vehículo en dicho terreno;

estando dicha unidad de medida de inclinación y dicho dispositivo de posicionamiento GPS embarcados en el vehículo, y conectados a una unidad de procesado también embarcada, y configurada para, cada intervalo de tiempo preestablecido:

- tomar de dicha unidad de medida de inclinación una lectura de datos relativos a la inclinación del vehículo;

- comparar dichos datos relativos a la inclinación del vehículo con unos límites de inclinación preestablecidos;

- generar una señal de alarma si dichos datos relativos a inclinación son superiores a los límites de inclinación preestablecidos;

- tomar de dicho dispositivo de posicionamiento una lectura de datos de posicionamiento del vehículo;

- escribir en un registro de acuerdo con un determinado patrón cada lectura de datos relativos a la inclinación y posicionamiento del vehículo;

comprendiendo además el dispositivo

medios de conexión con un avisador opto-acústico activable en respuesta a la generación de dicha señal de alarma;

medios de conexión con medios de visualizacion para visualizar dichos datos relativos a la inclinación del vehículo;

estando situados dichos medios de visualizacion de forma visible a un usuario del vehículo.

Dichos datos relativos a inclinación preferiblemente son datos relativos a cabeceo y alabeo del vehículo.

Preferiblemente el dispositivo de la invención comprende un dispositivo GSM-GPRS para envío de dichos datos a un servidor remoto. Este dispositivo

GSM-GPRS puede estar integrado con el dispositivo de posicionamiento GPS o ser independiente.

Dichos límites de inclinación preestablecidos pueden ser programables. Así mismo, el avisador opto-acústico puede ser programable y tener asignado con diferentes secuencias para proporcionar diferentes avisos al usuario.

De esta forma, el dispositivo de la invención puede realizar las siguientes funciones:

- Control en tiempo real de la inclinación de la maquinaria forestal, en ambos ejes cartesianos paralelos al terreno, con una resolución suficiente para este tipo de aplicación.

- Obtención de coordenadas GPS de la posición, asociadas a cada lectura de inclinación.

- Visualización en display LCD de los valores actuales de inclinación.

- Aviso acústico y visual cuando los valores de inclinación se aproximen a los establecidos como peligrosos.

- Registro en dispositivo de memoria flash del histórico de datos.

Los elementos esenciales del sistema se encuentran integrados y embarcados en el vehículo, gracias a lo cual no se necesita ninguna infraestructura exterior. El sistema es integrable a cualquier tipo de maquinaria forestal, sin necesidad de ningún requisito previo, e independientemente de las características de la misma.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se pasa a describir de manera muy breve un dibujo que ayuda a comprender mejor la invención y que se presenta como ejemplo ilustrativo pero no limitativo de ésta.

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del dispositivo de la invención. Descripción detallada de una realización preferida de la invención

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del dispositivo de la invención, que se encuentra embarcado en el vehículo o máquina forestal (por ejemplo, un tractor) del que se quiere conocer el riesgo de vuelco cuando éste transita por un determinado terreno.

El dispositivo comprende:

Un inclinómetro 10, que proporciona información sobre la inclinación del vehículo; esta información relativa a la inclinación viene dada en forma de cabeceo y alabeo del vehículo respecto a unos ejes cartesianos paralelos al terreno en el que está el vehículo;

Un dispositivo combinado GPS/GSM 20. Este dispositivo, en su función GPS proporciona los datos relativos al posicionamiento del vehículo sobre el terreno; para ello proporciona coordenadas de latitud, longitud y altura. En su función de GSM-GPRS actúa como cliente TCP-IP.

- Una unidad central de procesado 30, alimentada mediante una fuente de alimentación 31 (a 12 Vdc) que ejecuta las siguientes tareas:

• Lectura, comparación y procesado cada 2 segundos -o cada intervalo de tiempo previamente establecido- de los datos proporcionados por un inclinómetro 10.

· Lectura y procesado cada 2 segundos de los datos proporcionados por el dispositivo GPS 20.

• Presentación cada 2 segundos de los datos del inclinómetro en un display doble 50, siendo el display de 7 segmentos 2 dígitos.

• Activación, actuando sobre un relé de alarma, de una sirena-piloto 60 cuando los datos del inclinómetro rebasen un límite preprogramado.

• Archivo de los datos del inclinómetro y del dispositivo GPS en una tarjeta MMC o SD 40 cada 2,5 segundos.

• Envío de estos mismos datos a un servidor remoto en modo continuo GPRS. Para ello, el dispositivo incluye un módulo GPRS -en la realización mostrada en la Figura 1 está integrado en el dispositivo GPS 20, pero también podría tratarse de dispositivos independientes- que envía los datos vía Internet a un servidor Socket TCP-IP constituido por otro módulo GPRS y un software apropiado que vuelca los datos en un ordenador.

El sistema incluye el software INCLISEGUR para lectura y programación de los límites y configuraciones del equipo vía USB.

El archivo o registro de los datos en la tarjeta MMC o SD 40 se realiza cada 2 segundos. Cada línea de registro contiene los siguientes datos en tiempo real:

{día, hora, latitud, longitud, altura, velocidad, cabeceo, alabeo}

donde el dato relativo a velocidad lo proporciona el GPS, además de los datos de latitud, longitud y altura, y los datos de cabeceo y alabeo los proporciona el inclinómetro.

La sirena-piloto 60 -o cualquier otro avisador opto-acústico adecuado- se sitúa en el vehículo de forma visible al usuario, y se conecta al dispositivo de la invención. Se trata de una sirena-piloto programable, que indica al usuario/operario el estado del dispositivo, y sobre todo le avisa de una posible superación de alguno de los límites de inclinación programados. Para ello, esta sirena-piloto está programada para comunicar al usuario sobre estados de alarma y los fallos del sistema siguientes:

- Secuencias de 3 tonos largos indican que se ha sobrepasado el umbral permitido en alguno de los ejes de inclinación.

- Secuencia de 3 tonos cortos indica que hay algún problema el display o su conexionado.

- Esta misma secuencia se usa para indicar que el display, la red GSM y el módulo GPS están operativos si es la primera conexión del equipo tras un corte de alimentación.

- Secuencia de 1 tono largo que se ejecuta a los pocos segundos de alimentar el sistema indicando que la unidad central de procesado está trabajando y suficientemente alimentada.

- Secuencia de 4 tonos cortos indica un error relacionado con la tarjeta de memoria MMC/SD.

En su realización preferida el dispositivo de la invención está integrado dentro de una caja estanca IP56 de 155 X 1 10 X 75mm. que contiene la fuente de alimentación 31 doble regulada, toda la circuitería de control de procesos, el dispositivo GPS/GPRS 20, circuito de memoria MMC-SD, portatarjetas y tarjetas, bases de conexión, inclinómetro 10 y relé de alarma para activación de la sirena- piloto 60 (externa a la caja) .

El display doble 50, también externo a la caja, se compone de una caja ABS negra que contiene 2 displays de 7 segmentos de 2 dígitos cada uno de 20 X 10mm cada dígito. El primer dígito indica el mayor grado de cabeceo del vehículo, y el segundo indica el mayor grado de alabeo. Este display se conecta la a caja estanca mediante un cable de 2 m y un conector de 4 líneas.

El módulo display trabaja mediante comunicación serie gracias a la circuitería driver que incluye y lo permite.

A esta caja se conecta también la antena GPS mediante una clavija (con objeto de permitir el funcionamiento del dispositivo GPS), que se trata de una antena discal de superficie de unos 40 mm de diámetro y 20 mm de altura que se aloja en un techo del vehículo.

El dispositivo además incluye una conexión 70 a PC, que consiste en una toma especial de 5 líneas para enchufar el cable USB incluido y comunicar con un ordenador que incluye una aplicación informática denominada INCLISEG para Windows.

La unidad central de procesado 30 está basada en dos microcontroladores de la serie PIC gama alta de 14 y 40 pines respectivamente.

El microcontrolador más pequeño, PIC16F630, se limita a distribuir las señales serie TX-RX a las 3 vías de comunicación posibles:

- dispositivo GPS (XT-65).

- tarjeta de memoria MMC/SD.

- puerto USB de cualquier ordenador con Windows.

El sentido de las señales y los datos que contienen son controlados originalmente por el microcontrolador principal de 8Kb de memoria de programa, PIC16F884. Este microcontrolador principal es el encargado de desarrollar las tareas programadas para el dispositivo. El programa del microcontrolador principal PIC16F884 comienza asignando registros, puertos y memoria, antes de realizar los siguientes procesos:

- Encendido y chequeo de comunicación con el dispositivo GPS. Si todo es correcto se acciona la sirena durante 1 segundo y enseguida se conecta el GPS.

- Chequeo de comunicación con el módulo de memoria MMC/SD y posterior configuración de parámetros internos del módulo para un correcto intercambio de datos.

- Lectura del registro de configuraciones (límites de alabeo y cabeceo) y estado de los archivos de registros y la memoria.

- Grabación en memoria EEPROM de los actuales límites de alabeo y cabeceo.

- Chequeo del display y su correcto conexionado.

La aplicación informática INCLISEG incluye una serie de funcionalidades que permiten:

Leer (mostrando en pantalla) los últimos X registros archivados, siendo X una cantidad que puede introducir el usuario.

Presentar las últimas 20-40 alarmas registradas por el equipo al exceder el umbral límite de cabeceo y/o alabeo.

Vaciar los archivos de los últimos registros.

Vaciar el archivo de alarmas.

Copiar los archivos con los registros.

Modificar los límites establecidos para cabeceo y alabeo.

Modificar el modelo de vehículo.

La invención ha sido descrita según una realización preferida de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que otras variaciones pueden ser introducidas sin exceder el objeto de la invención reivindicada.