BR102015005992A2

BR102015005992A2 - sistema de sensoriamento de mog para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola, e, veículo agrícola

Info

Publication number: BR102015005992A2
Application number: BR102015005992A
Authority: BR
Inventors: Andrezej Kozicki; Matthew G Branch
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2015-12-15
Also published as: US20150264864A1; DE102015202643A1

Abstract

1 / 1 resumo â€œsistema de sensoriamento de mog para um espalhador de resã�duo de um veã�culo agrã�cola, e, veã�culo agrã�colaâ€� um sistema de sensoriamento de mog para um veãculo agrãcola (100) compreende um primeiro sensor ultrassã´nico (204) configurado para ser montado sobre o veãculo agrãcola (100); um segundo sensor ultrassã´nico (206) configurado para ser montado sobre o veãculo agrãcola (100); uma ecu (302) acoplada ao primeiro sensor ultrassã´nico (204) e ao segundo sensor ultrassã´nico (206), no qual a ecu (302) ã© configurada para combinar sinais a partir do primeiro sensor ultrassã´nico (204) e a partir do segundo sensor ultrassã´nico (206) e para determinar uma distribuiã§ã£o de mog ejetado a partir do veãculo agrãcola (100) com base nos sinais combinados.

Description

“SISTEMA DE SENSORIAMENTO DE MOG PARA UM ESPALHADOR DE RESÍDUO DE UM VEÍCULO AGRÍCOLA, E, VEÍCULO AGRÍCOLA” Campo da invenção [001] A invenção é relativa a veículos para agricultura com espalhadores de resíduo. Mais particularmente, a invenção é relativa a sistemas de sensoriamento para determinar uma distribuição de resíduo a partir do espalhador de resíduo.

Fundamento [002] Veículos para agricultura, tais como colheitadeiras agrícolas cortam plantas de colheita (safra) a partir do terreno, reúnem juntas as plantas da colheita cortadas, separam o grão nas plantas de colheita a partir do restante da planta (“materiais diferentes de grão” ou MOG), picam o MOG, e então espalham o MOG sobre o terreno para cobrir por igual o terreno a partir do qual o MOG foi reunido. [003] Uma colheitadeira agrícola colhe a safra utilizando um cabeçote de colheita suportado sobre a frente do veículo. O cabeçote de colheita pode ter 10 ou 15 m de largura. O MOG picado tipicamente deixa a colheitadeira agrícola através de um canal de 1 a 2 m de largura, na traseira da colheitadeira agrícola. Imediatamente depois que ele deixa a calha ele deve ser espalhado de maneira considerável para cobrir a faixa de terreno colhida pelo cabeçote de colheita.

[004] Este espalhamento equilibrado do MOG não é fácil. O MOG pode ser leve ou pesado. Ele pode ser soprado facilmente pelo vento ou cair rapidamente para o terreno. Se o vento está soprando fortemente através do trajeto da colheitadeira agrícola, toda a faixa de MOG pode ser deslocada para a esquerda ou para a direita. Isto irá deixar algumas regiões do campo descobertas devido à pobre distribuição do MOG. [005] Para melhorar a distribuição de MOG, dispositivo de sensoriamento foi sugerido para sensoriar a distribuição de MOG na traseira da máquina. Com este conhecimento o operador pode ajustar manualmente (ou automaticamente) o ângulo dos elementos de direção que dirigem o MOG que deixa a colheitadeira agrícola. [006] Um destes dispositivos de sensoriamento é uma câmara digital colocada na traseira da colheitadeira agrícola para fazer a imagem da faixa de MOG quando ele deixa a colheitadeira agrícola e espalha para cobrir o terreno. O operador pode olhar a imagem nesta câmara na cabine do operador e determinar se o MOG está sendo dirigido de maneira adequada. Com esta informação o operador pode ajustar seja manualmente, ou automaticamente, os elementos de direção. [007] Outro destes dispositivos de sensoriamento é um cata-vento e/ou sensor de velocidade de vento. Tipicamente estes sensores são colocados no topo da colheitadeira agrícola. Os dados do sensor fornecem ao operador uma medição indireta de quão bem este seu MOG está sendo espalhado. Com esta informação o operador pode ajustar seja manualmente, ou automaticamente, os elementos de direção. [008] Estes dispositivos de sensoriamento são menos do que ideais. [009] Muitas vezes é difícil dizer o que está em uma imagem. Isto pode conduzir um operador super corrigir ou sub corrigir quando ele ajusta os elementos de direção de MOG. [0010] Além disto, um vento forte pode ter um grande efeito na direção do MOG que deixa a colheitadeira agrícola em certas colheitas e pouco ou nenhum efeito em outras. Assim, a velocidade do vento e a direção do vento sozinhos podem não ser suficiente para determinar a distribuição real de MOG atrás da colheitadeira agrícola. [0011] Portanto, o que é necessário é uma melhor maneira de determinar a distribuição lateral do MOG atrás da colheitadeira agrícola. E um objetivo desta invenção fornecer tal sistema.

Sumário da invenção [0012] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de uma colheitadeira agrícola compreende um primeiro sensor ultrassônico configurado para ser montado sobre a colheitadeira agrícola; um segundo sensor ultrassônico configurado para ser montado sobre a colheitadeira agrícola; uma ECU acoplada ao primeiro sensor ultrassônico e ao segundo sensor ultrassônico; no qual a ECU é configurada para combinar sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico e a partir do segundo sensor ultrassônico e determinar uma distribuição de MOG, de MOG ejetado a partir da colheitadeira agrícola com base nos sinais combinados. [0013] O primeiro sensor ultrassônico pode ser direcionado no sentido de uma corrente de MOG ejetado a partir da colheitadeira agrícola; e no qual o segundo sensor ultrassônico é também direcionado no sentido da corrente de MOG ejetada a partir da colheitadeira agrícola. [0014] O primeiro sensor ultrassônico e o segundo sensor ultrassônico podem ser configurados para produzir um sinal indicativo da quantidade de MOG ejetado a partir da colheitadeira agrícola. [0015] A ECU pode ser configurada para determinar a magnitude relativa de sinais recebidos a partir do primeiro sensor ultrassônico e a partir do segundo sensor ultrassônico. [0016] A ECU pode ser configurada para controlar uma direção de ejeção de MOG a partir da colheitadeira agrícola com base em uma combinação dos sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico e do segundo sensor ultrassônico. [0017] Entre outros, o sistema de sensoriamento pode ainda compreender um atuador e no mínimo um elemento de direção acoplado ao atuador, no qual ECU 302 é configurada para controlar o atuador para girar o no mínimo um elemento de direção em uma direção para mudar uma diferença em magnitude de sinais por meio do primeiro sensor ultrassônico e do segundo sensor ultrassônico. [0018] O no mínimo um elemento de direção pode compreender uma pluralidade de elementos de direção que são simultaneamente posicionados por meio do atuador.

Breve descrição dos desenhos [0019] A figura 1 é uma vista lateral esquerda de uma colheitadeira agrícola de acordo com a presente invenção. [0020] A figura 2 é uma vista em seção transversal de colheitadeira agrícola da figura 1 feita na linha de corte 2-2 na figura 1. [0021] A figura 3 é um diagrama esquemático de circuito do sistema de sensoriamento de MOG [0022] A figura 4 é um fluxograma da função realizada pelo sistema de sensoriamento de MOG da figura 3.

Descrição detalhada [0023] Fazendo referência à figura 1, uma colheitadeira agrícola 100, aqui mostrada como uma colheitadeira de grãos (combine) compreende um chassi 102 que é suportado sobre rodas 104 para ser acionado sobre o terreno e colhe safras. Um alimentador 106 se estende a partir da frente da colheitadeira agrícola 100. Um cabeçote de colheita agrícola 108 é suportado sobre a frente do alimentador 106. Quando a colheitadeira agrícola 100 opera, ela carrega o alimentador 106 através do campo colhendo safras. O alimentador 106 transporta a safra reunida pela cabeçote de colheita agrícola 108 para trás e para o interior do corpo da colheitadeira agrícola 100. Dentro da colheitadeira agrícola 100 a safra é debulhada, separada e limpa por meio de mecanismos 109. O grão agora limpo cai para baixo em uma calha de trado 110. Um trado 112 colocado na calha de trado 110 carrega o material para o lado direito da colheitadeira agrícola 100 e deposita o grão na extremidade inferior de um elevador de grão 114. O grão levantado pelo elevador vertical de grão 114 é carregado para cima até alcançar a saída superior do elevador de grão 114. O grão é então liberado do elevador de grão 114 e cai em um tanque de grão 116. [0024] A colheitadeira agrícola 100 é descarregada periodicamente pivotando um trado de descarregamento 118 para longe da lateral da colheitadeira agrícola 100 e transportando o grão para um carrinho de grão ou vagão de grão (não mostrado) que viaja ao lado da colheitadeira agrícola 100.

Depois que o MOG é separado do grão ele cai em um conduto 120 que dirige o MOG para trás e para uma picadora 122. A picadora pica e acelera o MOG

e sopra o MOG picado para trás, para diversos elementos de direção de MOG 124 (aqui mostrados como palhetas de direção). Os elementos de direção espalham o MOG lateralmente, por exemplo, para a esquerda e para a direita, quando ele é ejetado da traseira da colheitadeira agrícola 100. O MOG então cai no terreno e cobre a faixa que vem de ser colhida cabeçote da colheitadeira agrícola 108. [0025] Fazendo referência à figura 2, elementos de direção 124 são suportados para movimento pivotante a partir da traseira da colheitadeira agrícola 100. Os elementos de direção 124 podem ser pivotados para a esquerda e para a direita para dirigir de maneira seletiva o MOG que sai da colheitadeira agrícola 100. Um atuador 202 é acoplado aos elementos de direção 124 para dirigi-los. O atuador 202 pode ser, por exemplo, um atuador rotativo ou um atuador linear. Ele pode ser, por exemplo, um atuador elétrico ou um atuador hidráulico. [0026] Um primeiro sensor ultrassônico 204 é acoplado à traseira esquerda da colheitadeira agrícola 100 em uma posição para observar o MOG que deixa a traseira esquerda da colheitadeira agrícola 100. Um segundo sensor ultrassônico 206 é acoplado à traseira direita da colheitadeira agrícola 100 em uma posição para observar o MOG que deixa a traseira direita da colheitadeira agrícola 100. [0027] O primeiro sensor ultrassônico 204 é posicionado para a esquerda dos elementos de direção 124. O segundo sensor ultrassônico 206 é posicionado para a direita dos elementos de direção 124. [0028] Fazendo referência à figura 3, um sistema de sensoriamento de MOG 300 compreende o primeiro sensor ultrassônico 204 e o segundo sensor ultrassônico 206 acoplados a uma unidade de controle eletrônica (ECU) 302. A ECU 302 compreende uma ALU e um circuito de memória. O circuito de memória inclui instruções digitais que são executadas pela ALU e controlam a ECU 302. A ECU 302 também compreende circuitos de condicionamento de sinal, configurados para receber os sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico 204 e do segundo sensor ultrassônico 206 e condicionar os sinais. A ECU 302 também compreende um circuito acionador configurado para converter comandos a partir da ALU para uma forma e em um nível que possam ser aplicados ao atuador 202 suficientes para mover o atuador 202 e os elementos de direção 124. [0029] Na modalidade na figura 3 uma ECU 302 está mostrada. Em outros arranjos uma pluralidade de ECUs 302 pode ser utilizada em lugar da ECU única 302. As ECUs que compreendem esta pluralidade de ECUs 302 podem ser conectadas uma à outra em uma rede de comunicações (por exemplo, em um arranjo de barramento CAN). Além disto, qualquer dos sensores descritos aqui pode ser conectado a qualquer uma da pluralidade de ECUs 302. Além disto, todas as ECUs 302 podem ser conectadas na rede de comunicação para compartilhar qualquer sensor ou informação de atuador com qualquer outra ECU 302. Além disto, cada ECU 302 da pluralidade de ECUs ser programada para fornecer uma, mais do que uma, ou todas as funções da ECU descritas aqui. [0030] A figura 4 ilustra as etapas realizadas pelo sistema de sensoriamento de MOG 300. Estas etapas são armazenadas no circuito de memória da ECU 302 como uma série de instruções programadas. No caso de um sistema de diversas ECUs, algumas destas etapas podem ser realizadas por uma ECU 302 e outras destas etapas podem ser realizadas por outra ECU 302. [0031 ] Na etapa 400 o processo inicia. [0032] Na etapa 402 a ECU 302 lê um sinal a partir do primeiro sensor ultrassônico 204. [0033] Em operação, o primeiro sensor ultrassônico 204 emite um sinal ultrassônico. Este sinal ultrassônico é direcionado no sentido de, e viaja para fora para a nuvem de MOG que voa através do ar no lado esquerdo da colheitadeira agrícola 100. Uma porção do sinal ultrassônico é refletida de volta para o primeiro sensor ultrassônico 204 pela nuvem de MOG. A magnitude desta porção depende da espessura e/ou densidade da nuvem de MOG. Quanto maior a espessura e/ou densidade da nuvem de MOG maior magnitude da porção refletida. O primeiro sensor ultrassônico 204 é configurado para receber esta porção refletida e convertê-la para uma forma legível por computador. Daí, o sinal produzido pelo primeiro sensor ultrassônico e transmitido para a ECU 302 é indicativo da espessura e/ou densidade da nuvem de MOG no lado esquerdo da colheitadeira agrícola 100. [0034] Na etapa 404 a ECU 302 lê um sinal a partir do segundo sensor ultrassônico 206. O segundo sensor ultrassônico 206 é construído igual ao primeiro sensor ultrassônico 204 e, portanto, produz um sinal que ele transmite para a ECU 302 que é indicativo da espessura e/ou da densidade da nuvem de MOG no lado direito da colheitadeira agrícola 100. [0035] Se o MOG que deixa a colheitadeira agrícola 100 está sendo espalhado igualmente através do terreno atrás da colheitadeira agrícola 100, o sinal transmitido pelo primeiro sensor ultrassônico 204 para a ECU 302 e o sinal transmitido pelo segundo sensor ultrassônico 206 para a ECU 302 serão o mesmo. [0036] Se mais do MOG está sendo espalhado sobre o lado esquerdo da colheitadeira agrícola 100, então o sinal transmitido pelo primeiro sensor ultrassônico 204 para a ECU 302 será maior do que o sinal transmitido pelo segundo sensor ultrassônico 206 para a ECU 302. [0037] Da mesma maneira, se mais do MOG está sendo espalhado sobre o lado direito da colheitadeira agrícola 100, então o sinal transmitido pelo primeiro sensor ultrassônico 204 para a ECU 302 será menor do que o sinal transmitido pelo segundo sensor ultrassônico 206 para a ECU 302. [0038] Na etapa 406 a ECU 302 compara os sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico 204 no segundo sensor ultrassônico 206 e determina com base nesta comparação se o MOG está mais espalhado para a direita ou mais para a esquerda atrás da colheitadeira agrícola 100. [0039] Na etapa 408 a ECU 302 calcula um sinal a ser aplicado ao atuador 202 com base na comparação realizada na etapa 406. O sinal é calculado para direcionar o escoamento de MOG que deixa a colheitadeira agrícola 100 para espalhar mais igualmente através da faixa colhida pelo cabeçote de colheita agrícola 108. Assim, se os sensores ultrassônicos indicam que muito MOG está indo para a esquerda, a ECU 302 sinaliza o atuador para dirigir o MOG mais para a direita. Da mesma maneira, se os sensores ultrassônicos indicam que muito MOG está indo para a direita, a ECU 302 sinaliza para o atuador para dirigir o MOG mais para a esquerda.

Em outro arranjo a ECU 302 calcula um sinal a ser aplicado ao atuador 202 com base na comparação realizada na etapa 406, para conseguir uma distribuição desigual do MOG sobre o terreno. [0040] Na etapa 410 o processo para. [0041] A ECU 302 é configurada para executar de maneira automática e de forma repetida o processo da figura 4 em intervalos regulares.

Os intervalos (isto é, o tempo entre cada execução do processo da figura 4) podem durar desde alguns milissegundos até alguns minutos. [0042] As figuras aqui ilustram uma modalidade da invenção.

Contudo, a invenção não está limitada à modalidade de ilustrada. Para alguém versado na técnica de projeto e operação de veículo agrícola, outras modalidades da invenção também são possíveis. [0043] Por exemplo, ao invés das palhetas mostradas aqui, palhetas podem ser fornecidas sobre os rotores de ventiladores de espalhamento, tal como aqueles mostrados na US 2013263565, US 2010120482 e US 2014066148 (que são todas aqui com isto incorporadas para referência para tudo o que elas ensinam). Neste arranjo (ao invés de) como aqui ilustrado girar palhetas para a esquerda ou para a direita para direcionar fluxo de MOG mais para a esquerda ou mais para a direita, a ECU 302 pode ser acoplada a e acionar os motores do ventilador de espalhamento para acelerar o ventilador de espalhamento do lado esquerdo (e suas palhetas) e/ou desacelerar o ventilador de espalhamento do lado direito (e suas palhetas) para espalhar safra mais para a esquerda ou, altemativamente, acelerar o ventilador de espalhamento do lado direito (e suas palhetas) e/ou desacelerar o ventilador de espalhamento do lado esquerdo (e daí suas palhetas) para espalhar safra mais para a direita. Neste exemplo os motores do ventilador de espalhamento constituem o atuador 202. [0044] Como outro exemplo, uma pluralidade de picadoras podem ser fornecidas, tal como as duas picadoras mostrados na US 2014/0031096 que é aqui com isto incorporada para referência para tudo o que ela ensina. Neste arranjo as lâminas da picadora funcionam suas palhetas para dirigir e direcionar a safra lateralmente para fora para longe da colheitadeira agrícola. A ECU 302 neste arranjo pode ser acoplada aos motores da picadora para variar as velocidades relativas dos motores e, portanto, a distribuição relativa de MOG para a esquerda e para a direita. Os motores da picadora neste arranjo constituem, de maneira coletiva, o atuador 202. [0045] Como outro exemplo, diversos atuadores 202 podem ser fornecidos para controlar uma ou mais palhetas individuais. Desta maneira, uma ou mais palhetas em um lado da colheitadeira agrícola podem ser dirigidas pela ECU 302 independentemente de palhetas do outro lado da colheitadeira agrícola. [0046] Como outro exemplo, a ECU 302 pode ser programada para conseguir uma distribuição desigual de MOG sobre o terreno atrás da colheitadeira agrícola, tal que mais MOG é distribuído sobre um lado da colheitadeira agrícola do que é espalhado sobre o outro lado da colheitadeira agrícola. Neste caso, a ECU 302 deveria ser programada para comparar os sinais a partir dos primeiro e segundo sensores ultrassônicos para manter uma diferença não nula entre os sinais. Esta diferença não nula entre dois sinais deveria resultar em mais MOG sendo espalhado sobre um lado da colheitadeira agrícola do que é espalhado sobre o outro lado da colheitadeira agrícola.

Claims

1. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100), caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro sensor ultrassônico (204) configurado para ser montado sobre o veículo agrícola (100); um segundo sensor ultrassônico (206) configurado para ser montado sobre o veículo agrícola (100); e uma ECU (302) acoplada ao primeiro sensor ultrassônico (204) e ao segundo sensor ultrassônico (206); no qual a ECU (302) é configurada para combinar sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico (204) e do segundo sensor ultrassônico (206) e para determinar uma distribuição de MOG de MOG ejetado a partir do veículo agrícola (100) com base nos sinais combinados.

2. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro sensor ultrassônico (204) ser direcionado no sentido de uma corrente de MOG ejetada a partir do veículo agrícola (100) e no qual o segundo sensor ultrassônico (206) é também direcionado no sentido da corrente de MOG ejetada a partir do veículo agrícola (100).

3. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro sensor ultrassônico (204) e o segundo sensor ultrassônico (206) serem configurados para produzir um sinal indicativo da quantidade de MOG ejetada a partir do veículo agrícola (100).

4. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a ECU (302) ser configurada para determinar uma magnitude relativa de sinais recebidos a partir do primeiro sensor ultrassônico (204) e a partir do segundo sensor ultrassônico (206).

5. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a ECU (302) ser configurada para controlar uma direção de ejeção de MOG a partir do veículo agrícola (100) com base em uma combinação dos sinais a partir do primeiro sensor ultrassônico (204) e do segundo sensor ultrassônico (206).

6. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um atuador (202) e no mínimo um elemento de direção (124) acoplado ao atuador, no qual a ECU (302) é configurada para controlar o atuador (202) para girar o no mínimo um elemento de direção (124) em uma direção para mudar uma diferença em magnitude de sinal de sinais por meio do primeiro sensor ultrassônico (204) e do segundo sensor ultrassônico (206).

7. Sistema de sensoriamento de MOG para um espalhador de resíduo de um veículo agrícola (100) da reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o no mínimo um elemento de direção (124) compreender uma pluralidade de elementos de direção (124) que são posicionados de maneira simultânea pelo atuador (202).

8. Veículo agrícola (100), caracterizado pelo fato de ter um sistema de sensoriamento de MOG como definido na reivindicação 1.