RIVAS VILLEGAS ROGELIO (MX)
| EP3048547A1 | 2016-07-27 | |||
| US20140266713A1 | 2014-09-18 | |||
| EP2362315A2 | 2011-08-31 |
| REIVINDICACIONES Un dispositivo electrónico para monitorear "aparatos", caracterizado porque comprende: i) una tarjeta de circuito impreso (PCB) (2), la cual a su vez comprende: un módulo de comunicación (5), que es un sistema de circuitos electrónicos embebidos que maneja todos los protocolos de comunicación del dispositivo (i); y tiene una unidad de procesamiento central (CPU) ; un módulo de interfaz serial (3) para comunicar el dispositivo electrónico (1) con el "aparato" a monitorear ( } ; un módulo de sum.in.ist.ro y carga de energía (6) ; y un conector hembra (8) para conectar el "aparato" a monitorear (4); ii) una batería (7) para almacenar y proveer de energía a dicho dispositivo (1) ; iii) un módulo para adquirir energía desde el "aparato" monitoreado (4); iv) una carcasa (9) contiene y protege a los componentes del dispositivo electrónico (1); y v) una tapa (17) cubre la parte superior de la carcasa ( 9) . El dispositivo de la reivindicación anterior, donde el módulo de comunicación (5) es una tarjeta electrónica comercialmente conocida como Photon, El dispositivo de la reivindicación 1, donde la unidad de procesamiento central (CPU) , tiene la capacidad de conectarse a internet, adquirir información sobre el estado del "aparato" a monitorear (4), conectarse por medio de una aplicación API desarrollada para guardar códigos de error e interconectar las partes; calcular y determinar la localización del "aparato" monitoreado (4); y enviar la información obtenida para la traducción de los códigos de error para el entendimiento de un técnico (11) involucrado. 4. El dispositivo de la reivindicación 1, donde el conector hembra (8) es un conector análogo. 5. El dispositivo de la reivindicación precedente, donde el conector análogo es un conector análogo de 9 clavi as ( DB9 ) . 6. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, donde la carcasa (9) comprende: i) una primera perforación frontal (14) donde se expone el conector hembra (8); ii) una segunda perforación frontal (15) donde queda expuesta la conexión (19) del módulo de suministro y carga de energía (6); iii) una perforación posterior (20) donde sobresale un botón de encendido y apagado (21); y iv) perforaciones laterales (16) para el intercambio de temperatura. 7. El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, un conector-adaptador (18) para conectar el dispositivo electrónico (1) con 8. El dispositi o de la reivindicación anterior, donde el conector-adaptador (18) es un conector-adaptador tipo macho . El dispositivo, tal y como se reclama en las reivindicaciones posteriores, donde el "aparato" a monitorear (4) es un equipo médico. Un sistema para monitorear "aparatos", a distancia, caracterizado porque comprende: i) al menos, un dispositivo electrónico (1) para monitorear "aparatos" (4) , de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores; ii) un lugar virtual (10), donde el dispositivo electrónico (1) envía la información de monitoreo, para almacenarla y analizarla, en base a patrones que permitan identificar fallas, preferentemente antes de que sucedan, armar reportes y presentar calendarios pronosticados para que un técnico o usuario (11) pueda tener una mejor planeación de sus mantenimientos; iii) un aparato de comunicación móvil (12) para que el técnico (11) reciba, en tiempo real, notificaciones de posibles fallas o errores de los "aparatos" monitoreados (4) ; y dar de alta fallas, mantenimientos preventivos, localización del "aparato" monitoreado (4) y recepción de alertas; iv) un módulo de administración (13) , donde el técnico (11) visualiza, diagnostica y administra, a los mantenimientos, inventarios, historiales de mantenimientos, en base a la información proporcionada y analizada en el lugar virtual (10) ; -2.7- v) una red de comunicación remota, preferentemente inalámbrica, para la comunicación de los diferentes componentes que forman a dicho sistema; vi) medios de conexión a dicha red; vii) un programa de cómputo que proporcione un protocolo de comunicación parametrizable, el cual se provee de forma remota, en el lugar virtual (10} ; viii) un programa de cómputo para localizar el "aparato" monitoreado (4) , dicho programa de cómputo se puede proveer en el dispositivo electrónico (1), o de manera remota, en el lugar virtual (10) y en el aparato móvil (12); ix) una base de datos que contendrá toda la información requerida para el monitoreo de los "aparatos" (4); dicha base de datos se encontrará ubicada de manera remota, en el lugar virtual (10); y x) un programa de cómputo para que se ejecute un modelo de análisis de datos; el cual se encontrará almacenado de manera remota, en el lugar virtual (10) . , El sistema de la reivindicación anterior, donde el lugar virtual (10) es la nube informática. , El sistema según la reivindicación 10, donde la red de comunicación remota es: internet y ethernet . , El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, donde uno de los medios de conexión a la red de comunicación, 14. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende opcionalmente, medios donde se manifiesta la señal o i formación de monitoreo y/o diagnóstico, para cuando se desea monitorear a un "aparato" (4) de manera presencial por un técnico o usuario ( 11 ) . El dispositivo de la reivindicación precedente, donde los medios donde se manifiesta la señal o información de monitoreo y/o diagnóstico, son: elementos que emiten luz, pantallas, elementos de vibración, audios, y la combinación entre ellos. |
CAMPO TÉC ICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con los campos técnicos de la Eléctrica, Electrónica, Mecánica, Tecnologías de la
Información y Comunicación; debido a que proporciona un dispositivo electrónico y un sistema, para monitorear el estado funcional de aparatos, máquinas, equipos, etc., en tiempo real.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Actualmente, el mantenimiento de aparatos, máquinas, equipos, herramientas, sistemas, mecanismo, etc., utilizados en la industria en general, es de la siguiente manera: (a) correctivo, sucede cuando el equipo se rompe o descompone, para ello se reporta la falla por un usuario, se revisa y diagnostica la falla por un técnico, y se resuelve o repara la falla, donde dicha reparación puede ser interna por el personal de la empresa o externa; (b) preventivo, se realiza por revisiones cada 6 meses debido a la exigencia de normas oficiales; y por (c) revisión rutinaria, lo cual no siempre lo realizan, y cuando se realiza, lo que se revisa es una inspección visual, encendido/apagado, y prueba de funcionamiento del aparato.
Esto conlleva a que se requiere de largos periodos de tiempo para transmitir la información de la descompostura del aparato. Para ello, se han desarrollado tecnologías para reducir este inconveniente, por ejemplo en el documento de patente ÜS8327408 (4 de diciembre de 2012) describe un proceso que consiste en que primero se levanta el ticket y después se realiza el sistema de diagnóstico. El sistema de autodiagnóstico no se corre automáticamente, el usuario debe ingresar una secuencia de teclas para que el autodiagnóstico se genere. El documento de patente ÜS14287902 {27 de mayo de 2014) describe casos de prueba basado en las propiedades de archivos binarios de una aplicación. Es más orientado a la creación de la prueba en si misma, más que al funcionamiento de la aplicación. No usa ningún hardware ni sensores, es totalmente basado en software .
En cuanto al documento de patente CN201510317138 (10 de junio de 2015) , describe un sistema donde se reciben datos desde un módulo y genera una palabra de un formato fijo. Únicamente arroja los resultados de una prueba, no hay visibilidad de configuraciones o parámetros en tiempo real que permitan un análisis más profundo.
El documento de patente EP2007721388 (8 de junio de 2007) describe un método, sistema y aparato de localización automática, para aparatos de comunicación; donde se aislan fallas en un sistema de comunicaciones, en el que la información obtenida desde módulos internos se analiza para determinar el punto en el que ocurre la falla. No detecta configuraciones o errores de operación del sistema, únicamente usa sistemas de autodiagnóstico del aparato observado .
Además, dichos aparatos, sistemas y métodos, etc., del estado de la técnica, sólo predicen errores o fallas para un solo aparato; no emiten las alertas o diagnósticos en tiempo real; tampoco plantean una solución completa que abarque todo el ciclo de vida del equipo monitoreado; entre otros inconvenientes . Por lo tanto, debido a los inconvenientes antes mencionados,, se ha desarrollado un dispositivo electrónico y sistema, para inonitorear "aparatos", donde dicho dispositivo electrónico es versátil ya que puede monitorear varios "aparatos"; emite alertas en tiempo real; y plantea soluciones durante todo el ciclo de vida del aparato.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 es una vista explosiva del dispositivo electrónico para monitorear "aparatos" en tiempo real, de la presente invención.
La figura 2 es una vista inferior del arreglo de tarjetas electrónicas que forman parte del dispositivo en cuestión .
La figura 3 es un diagrama esquemático de circuitos electrónicos de los componentes que conforman a dicho dispositivo.
La figura 4 es una vista frontal del dispositivo electrónico de la presente invención.
La figura 5 es una vista en perspectiva frontal del dispositivo en cuestión.
La figura 6 es una vista en perspectiva posterior del
dispositivo e1ectr6nico .
La figura 7 es una vista en perspectiva explosiva del
dispositivo electrónico con un "aparato" a monitorear .
La figura 8 es una vista lateral del dispositivo electrónico de la presente invención, unido al "aparato" a monitorear,
La figura 9 es un diagrama esquemático de un sistema para monitorear "aparatos" a distancia, el cual comprende al dispositivo electrónico de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo electrónico para monitorear "aparatos" en tiempo real; y también se refiere a un sistema para monitorear "aparatos" en tiempo real, a distancia o via remota.
En este caso con el término "aparatos", se hace referencia a todo tipo de objetos mecánicos, eléctricos, electrónicos, electromecánicos, mecatrónicos, roboticos, nanotecnológicos, entre otros, que desempeñan alguna función en cualquier rama de la industria, ciencia, tecnología, economía, etc. Por lo que estos "aparatos" pueden ser, de manera enunciativa y no limitativa: máquinas, equipos, herramientas, accesorios, sistemas, mecanismos, utensilios, o cualquier otro objeto que pudiera ser monitoreado con el dispositivo electrónico (1) de la presente invención; poniendo mayor interés en el monitoreo de equipos médicos,
También cabe señalar que con el término "monitorear" se hace referencia a cualquier acción para obtener información de los "aparatos", sobre todo de su funcionamiento; por lo que con el término "monitorear", se refiere también a diagnosticar, analizar, verificar, estudiar, entre otros.
Este dispositivo electrónico (1) puede ser incluido en sistemas para monitorear "aparatos" en tiempo real a diferentes distancias. Por lo que estos sistemas, que comprendan, al menos, un dispositivo electrónico (1), de acuerdo con la presente invención, quedan incluidos en el alcance de esta invención. Los detalles característicos del dispositivo electrónico (1) y sistema para monitorear "aparatos", de la presente invención, se exponen claramente en esta descripción, figuras y ejemplos, que se acompañan en esta solicitud; los cuales se incluyen sólo para ilustrar algunas realizaciones preferentes del dispositivo electrónico (1) y sistema, por lo que no deben ser considerados como una limitante para la presente invención.
El dispositivo electrónico (1) está diseñado para comunicarse directamente con, al menos, un "aparato" a monitorear (4), y tiene la ventaja de ser versátil, ya que puede monitorear distintos "aparatos", o sea que no es exclusivo de un solo "aparato" (4); por lo que dicho dispositivo electrónico (1) se conforma por una tarjeta de circuito impreso (PCB) (2) convencional, la cual se configura agregándole los siguientes componentes:
Un módulo de comunicación (5), el cual es un sistema de circuitos electrónicos embebidos {5} que maneja todos los protocolos de comunicación del dispositivo (1) ; en este módulo (5) se adiciona una unidad de procesamiento central (CPU) (no ilustrada) ; un ejemplo de este módulo es una tarjeta marca Photon.
Un módulo de interfaz serial (3) se configura, para comunicar el dispositivo electrónico (1) con el "aparato" a monitorear (4) .
Un módulo de sum.inist.ro y carga de energía (6) se agrega; y
- También se adiciona un conector (8) en la tarjeta de circuito impreso (2), donde se lleva a cabo la conexión con el "aparato" a monitorear ( 4 ) ; un ejemplo de este conector puede ser un conector análogo, más específicamente un conector análogo de 9 clavijas
(DB9) .
La unidad de procesamiento central (CPU) preferida, es aquella que tiene la capacidad de conectarse a internet, adquirir información sobre el estado del "aparato" a monitorear (4) , conectarse por medio de una aplicación API desarrollada para guardar códigos de error e interconectar las partes; calcular y determinar la localización del "aparato" monitoreado (4); y enviar la información obtenida para la traducción de los códigos de error para el entendimiento de un técnico (11) involucrado.
El dispositivo electrónico (1) también comprende una batería (7) convencional para almacenar y proveer de energía a dicho dispositivo (1). Así también se provee de un módulo (no ilustrado) para adquirir energía desde el "aparato" monitoreado (4). Una carcasa (9) se confecciona para contener y proteger a los componentes del dispositivo electrónico (1) en cuestión. Por lo que dicha carcasa (9) se configura de tal manera que permita la interacción de los componentes internos del dispositivo (1) con los elementos externos que intervienen en la conexión con el "aparato" a monitorear (4). Una tapa (17) se provee para cubrir la parte superior de la carcasa (9} .
Un conector-adaptador (18) se requiere para que el dispositivo electrónico (1) se conecte con el "aparato" a monitorear (4). Por lo que dicho conector-adaptador (18) puede ser cualquier conector-adaptador ya conocido u otro que se desarrolle o modifique para lograr tal conexión. Cabe señalar que este dispositivo electrónico (1) debe tener uno o varios programas de cómputo para llevar acabo todas las funciones de obtener información del "aparato a monitorear {4} y enviar dicha información a un lugar de almacenamiento y análisis; asi como también debe contar con una base de datos donde se incluya toda la información requerida para llevar acabo el monitoreo y diagnóstico de tales "aparatos" a monitorear (4).
De esta manera obtenemos un dispositivo electrónico (1) útil en el monitoreo de "aparatos" (4), con las siguientes ventaj as :
Reportar y monitorear en tiempo real, el estado de un "aparato" (4) .
Mínima tasa de error, debido a las aplicaciones o software impl ementados .
Bajo consumo de energía.
Este dispositivo electrónico (1) puede ser utilizado en un sistema para monitorear aparatos (4) a distancia, para ello dicho dispositivo electrónico (1), una vez que haya obtenido la información de monitoreo del "aparato" (4), tiene la capacidad de enviar dicha información de monitoreo a un lugar virtual de almacenamiento y análisis, como por ejemplo puede ser la nube informática (10) ampliamente conocida, donde se almacena y analiza la información en base a patrones que permitan identificar fallas, preferentemente antes de que sucedan, armar reportes y presentar calendarios pronosticados para que un técnico o usuario (11) pueda tener una mejor planeación de sus mantenimientos . Por lo tanto, el sistema requiere que el técnico (11) tenga un aparato de comunicación móvil (12) para que reciba, en tiempo real, notificaciones de posibles fallas o errores de los "aparatos" (4) que se estén monitoreando. También, el técnico (11) puede dar de alta fallas, mantenimientos preventivos, localización del aparato monitoreado (4) y recepción de alertas.
El sistema, en cuestión, también comprende un módulo de administración (13), donde el técnico (11) visualiza, diagnostica y administra, a los mantenimientos, inventarios, historiales de mantenimientos, en base a la información proporcionada y analizada en la nube informática (10).
Dicho sistema, por lo tanto requiere de una red para comunicación remota, preferentemente inalámbrica, para la comunicación de los diferentes componentes que forman a dicho sistema. Por ejemplo puede ser una red de comunicación remota convencional, tales como internet, redes de área local, entre otros; y los medios de conexión a dicha red pueden ser de los convencionales, tales como WiFi o ethernet.
También requiere de un programa de cómputo que proporcione un protocolo de comunicación parametrizable, el cual se provee de forma remota, como por ejemplo, en la nube informática (10) .
Así también se requiere de un programa de cómputo para localizar el "aparato" monitoreado (4), dicho programa se puede proveer en el dispositivo electrónico (1), o de manera remota, como por ejemplo: en la nube informática (10) o en el aparato móvil (12). Una base de datos es necesaria, la cual contendrá toda la información requerida para el mortitoreo de los "aparatos" (4); dicha base de datos se encontrará ubicada de manera remota, como por ejemplo en la nube informática (10).
También se requiere de un programa de cómputo para que se ejecute un modelo de análisis de datos; el cual se encontrará almacenado de manera remota, como por ejemplo en la nube informática.
A manera de resumen, los programas de cómputo que se requieren son:
Software API (Aplication Programming Interface) , para acceder a la base de datos.
Firmware para garantizar mejorar el funcionamiento de las partes del hardware, del dispositivo electrónico (1) ·
Software de procesamiento de señales, para combatir ruidos en las señales inalámbricas, y mejorar el módulo de localización del "aparato" monitoreado (4).
Software para obtención de patrones de comportamiento del "aparato" (4) y/o generación de tramas de solicitud de información.
- Software de análisis de datos, con el fin de caracterizar el comportamiento del "aparato" (4) y predecir faltas, fallas, errores, etc., en el
"aparato" a monitorear (4).
Software de aplicación para administración de mantenimientos para que el usuario pueda visualizar la información que manda el hardware y el historial de los "aparatos" monitoreados (4). De esta manera obtenemos un sistema para monitorear "aparatos" (4} en tiempo real a distancia, con las siguientes ventajas :
Identificar con precisión la ubicación de los "aparatos" monitoreados (4) .,
Mantener actualizada la bitácora de mantenimientos de los "aparatos" monitoreados (4) .
Reducir el número de "aparatos" fuera de servicio.
Lograr predecir errores en el funcionamiento de los aparatos de interés, tales como equipos médicos,
Planeación de compra de insumos, refacciones y partes. üna modalidad más de la presente invención, es cuando el dispositivo electrónico (1), de la presente invención, es útil para monitorear a un "aparato" (4) de manera presencial por un técnico o usuario (11) . Para ello, a dicho dispositivo (1) se le proveerá de medios donde se pueda manifestar la señal o información de monitoreo y/o diagnóstico. Esos medios pueden ser un elemento que emita luz, una pantalla, un elemento de vibración, un audio, y la combinación entre ellos, por citar algu os ejemplos .
EJEMPLOS
Los siguientes ejemplos ilustran una mejor manera de llevar a cabo la presente invención, los cuales son meramente ilustrativos, por lo que no deben ser considerados como una limitante para dicha invención.
Ejemplo 1. Construcción de un dispositivo electrónico (1) para monitorear aparatos médicos. una tarjeta de circuito impreso (PCB) (2} convencional,, le adaptó: una tarjeta electrónica marca Photon (5) para hacer la función de un módulo de comunicación y manejar todos los protocolos de comunicación del dispositivo (1) ; esta tarjeta electrónica (5) ya comprende una unidad de procesamiento central (CPU) (no ilustrada) capaz de conectarse a internet, adquirir información sobre el estado del "aparato" a monitorear (4), conectarse por medio de una aplicación API para guardar códigos de error e interconectar las partes; calcular y determinar la localización del equipo médico dentro de las instalaciones de un hospital; y enviar la información obtenida para la traducción de los códigos de error para el entendimiento de un técnico (11) involucrado;
- un conector análogo (8) de 9 clavijas (DB9) para conectar el "aparato" a monitorear (4);
un módulo de interfaz serial (3) en combinación con el conector análogo (8) comunican el dispositivo electrónico (1) con el aparato médico a monitorear (4); y
un módulo de suministro y carga de energía (6).
Se utilizó una batería (7) convencional para almacenar y proveer de energía a dicho dispositivo (1) . Así también se implemento un módulo (no ilustrado) para adquirir energía desde el equipo médico monitoreado .
Se construyó una carcasa (9) para alojar dentro de ella a los componentes del dispositivo electrónico (1). Donde dicha carcasa (9) se le hizo una primera perforación frontal (14) donde se expone el conector hembra (8); una segunda perforación frontal (15) , donde queda expuesta la conexión (19) del módulo de suministro y carga de energía
(6); una perforación posterior (20) donde sobresale un botón de encendido y apagado (21) ; y perforaciones laterales (16) para el intercambio de temperatura, üna tapa
(17) se provee para cubrir herméticamente la parte superior de la carcasa { 9) ,
Ejemplo 2, Sistema que incluye un dispositivo electrónico
(1) , para el monitoreo de aparatos médicos, a distancia .
El dispositivo electrónico (1) de la presente invención, se probó en los siguientes aparatos médicos: un monitor de signos vitales marca Space Labs-Ultraview; un ventilador artificial marca Vyasis-Bearcub 750; y una máquina de anestesia marca Mindray-A series; durante un periodo de tiempo de 6 meses. Se utilizó un conector-adaptador (18) tipo macho, para conectar el dispositivo electrónico (1) con los aparatos médicos (4) . De esta manera, el dispositivo electrónico (1) obtuvo la información del funcionamiento de los aparatos médicos (4); y conectado a internet, por medio de WiFi, envió la información a la nube informática (10) para su almacenamiento y análisis.
El técnico (11) involucrado utilizó un teléfono móvil (12) para recibir, en tiempo real, la información de la nube informática (10) de los aparatos médicos (4) . Donde dicha información obtenida fue que los aparatos médicos (4) se encontraban en buenas condiciones de funcionamiento, por lo que en este caso, el técnico (11) no dio de alta fallas, ni mantenimientos preventivos, y tampoco fue necesaria la localización de los aparatos médicos (4).
En este caso se usó una computadora (13) como un módulo de administración, donde el técnico (11) visualizó, diagnosticó y administró, a los mantenimientos, inventarios, historiales de mantenimientos, en base a la información proporcionada y analizada en la nube informática (10), durante el periodo de 6 meses.
Se desarrolló un programa de cómputo que proporcionó un protocolo de comunicación parametrizable para la solicitud de información de diagnóstico y obtención de códigos de error, el cual se provee en la nube informática (10).
Asi también se diseñó un programa de cómputo para localizar a los aparatos médicos (4), dicho programa se proveyó en el dispositivo (1), la nube informática (10), el teléfono móvil (12) y en la computadora (13).
También se constituyó una base de datos, la cual contiene toda la información para el monitoreo de los aparatos (4); dicha base de datos se ubicó en la nube informática (10) .
Un programa de cómputo se desarrolló para ejecut modelo de análisis de datos; el cual se presentó computadora (13).