IT201900011736A1 - AUTONOMOUS AGRICULTURAL ROBOT FOR RICE FIELDS - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:

“ROBOT AUTONOMO AGRICOLO PER RISAIE” "AUTONOMOUS AGRICULTURAL ROBOT FOR RICE FIELDS"

Campo dell’invenzione Field of the invention

La presente invenzione è relativa a un robot autonomo agricolo per risaie. In particolare, la presente invenzione è relativa a un robot autonomo agricolo per risaie in grado di realizzare le operazioni di strigliatura e sarchiatura. The present invention relates to an autonomous agricultural robot for rice fields. In particular, the present invention relates to an autonomous agricultural robot for rice fields capable of carrying out the weeding and weeding operations.

Arte nota Known art

La coltivazione del riso viene realizzata in opportune risaie, in cui la crescita delle piante di riso avviene contestualmente alla crescita di piante infestanti, le quali rovinano la qualità del riso e rendono difficoltose le operazioni di raccolta. Allo stato attuale, le piante infestanti vengono combattute mediante l’impiego di prodotti chimici, spesso impiegati egualmente anche in fase di concimazione per raggiungere un buon rapporto di prodotto raccolto ad ettaro. The cultivation of rice is carried out in suitable rice fields, in which the growth of rice plants occurs at the same time as the growth of weeds, which ruin the quality of the rice and make harvesting operations difficult. At present, weeds are fought through the use of chemicals, often used equally also in the fertilization phase to achieve a good crop yield per hectare.

Per limitare l’impiego di prodotti chimici, è noto utilizzare la tecnica del trapianto, ovvero una procedura che permette di disporre in risaia le piante di riso già cresciute, circa 30/40 giorni più tardi della semina tradizionale e permettendo dunque di limitare la crescita di piante infestanti durante il suddetto periodo. La tecnica del trapianto viene effettuata, infatti, nel mese di giugno su un terreno che, se ben preparato, fa sì che le piante di riso vengano trapiantate su un terreno privo di infestanti e pronto ad accoglierle. To limit the use of chemical products, it is known to use the transplantation technique, that is a procedure that allows to arrange the rice plants already grown in the paddy field, about 30/40 days later than the traditional sowing and thus allowing to limit the growth of weeds during the aforementioned period. The transplantation technique is carried out, in fact, in June on a soil which, if well prepared, ensures that the rice plants are transplanted on a soil free of weeds and ready to welcome them.

La tecnica del trapianto può essere realizzata manualmente o tramite l’ausilio di macchine trapiantatrici semi-manuali o automatiche. In particolare, l’utilizzo di trapiantatrici automatiche consente di trapiantare più file alla volta che possano assicurare una maggiore velocità di lavoro nonché una stesura delle piante lungo le file designate e parallele con estrema precisione. Ad esempio, uno schema di trapianto è realizzato disponendo le piante di riso in ciascuna fila ad una distanza compresa tra 10 cm e 20 cm l’una dall’altra e distanziando anche le file di una distanza compresa tra 20 cm e 30 cm l’una dall’altra. Lo schema di trapianto utilizzato dipende tanto dalla varietà di piante di riso utilizzata quanto dal livello di accestimento per una migliore copertura della risaia rispetto alle piante infestanti. The transplantation technique can be performed manually or with the aid of semi-manual or automatic transplanters. In particular, the use of automatic transplanters allows you to transplant multiple rows at a time which can ensure greater working speed as well as spreading the plants along the designated and parallel rows with extreme precision. For example, a transplantation scheme is made by arranging the rice plants in each row at a distance between 10 cm and 20 cm from each other and also spacing the rows by a distance of between 20 cm and 30 cm. one from the other. The transplant scheme used depends as much on the variety of rice plants used as on the level of tillering for better coverage of the paddy field compared to weeds.

La tecnica del trapianto, se ben praticata, presenta molti vantaggi per la coltivazione di piante di riso di alta qualità, sane, produttive e soprattutto privo di ammendati chimici in concimazione e soprattutto per la lotta alle infestanti. La tecnica del trapianto presenta, però, anche alcune problematiche, tra cui la ridotta velocità della tecnica stessa rispetto alle tradizionali tecniche di semina a spaglio o a file interrate. Inoltre, a seguito della semina o del trapianto in risaia, sarà comunque necessario effettuare lavorazioni di prevenzione per la nascita delle future piante infestanti. The transplantation technique, if well practiced, has many advantages for the cultivation of high quality rice plants, healthy, productive and above all free of chemical fertilizers and above all for the fight against weeds. However, the transplantation technique also presents some problems, including the reduced speed of the technique itself compared to traditional broadcasting or underground row sowing techniques. Furthermore, following sowing or transplanting in the paddy field, it will still be necessary to carry out prevention work for the birth of future weeds.

A tal proposito, in aggiunta alla tecnica del trapianto, viene effettuata la tecnica di sarchiatura tra le file di piante di riso con macchinari manuali o motorizzati, quest’ultimi consentendo una mondatura più veloce e semplice vista la disposizione ordinata delle piante di riso in file. La tecnica di sarchiatura è legata alla tecnica del trapianto visto il reciproco aiuto che una tecnica può fornire all’altra. La tecnica di sarchiatura per essere efficace e di facile utilizzo deve avvenire su colture che si sviluppano su file di piante di riso ben distinte perché il macchinario grazie al suo passaggio riesce ad estirpare le piccole piante di infestanti lasciando inalterate le piante di riso già sviluppate. In this regard, in addition to the transplanting technique, the weeding technique is carried out between the rows of rice plants with manual or motorized machinery, the latter allowing a faster and simpler husking given the orderly arrangement of the rice plants in rows. . The weeding technique is linked to the transplant technique given the mutual help that one technique can provide to the other. To be effective and easy to use, the weeding technique must take place on crops that grow on distinct rows of rice plants because the machinery, thanks to its passage, is able to eradicate the small weed plants, leaving the already developed rice plants unaltered.

Sono evidenti le difficoltà dell’ambiente fangoso della risaia in cui è necessario effettuare queste operazioni, difficoltà che si riscontrano con qualsiasi tipologia di macchinario utilizzato, in particolare nelle operazioni di avanzamento. A tal proposito, vengono utilizzati macchinari di sarchiatura motorizzati, tipicamente realizzati da un trattore provvisto di una parte che funge da slitta e al centro una o più componenti che svolgono la vera e propria funzione di sarchiatore. Il macchinario di sarchiatura motorizzato consente la movimentazione tanto delle componenti di sarchiatura quanto dei componenti di avanzamento. I componenti di sarchiatura ruotano, dunque, ad una velocità predeterminata, svolgendo una significativa azione di pulizia tra le file di piante di riso con una ridotta fatica da parte dell’utente. In alcuni casi i componenti di sarchiatura sono più di uno per ciascun macchinario di sarchiatura così che l’operatore possa agire su più file contemporaneamente. The difficulties of the muddy environment of the paddy field in which it is necessary to carry out these operations are evident, difficulties that are encountered with any type of machinery used, in particular in advancement operations. In this regard, motorized weeding machines are used, typically made by a tractor equipped with a part that acts as a sled and in the center one or more components that perform the real function of weeder. The motorized weeding machine allows the movement of both the weeding components and the feed components. The weeding components therefore rotate at a predetermined speed, carrying out a significant cleaning action between the rows of rice plants with reduced user effort. In some cases the weeding components are more than one for each weeding machinery so that the operator can act on several rows at the same time.

L’impiego dei macchinari di sarchiatura tradizionali presenta alcuni inconvenienti quali il calpestamento di buone porzioni di piante di riso trapiantate, soprattutto in capezzagna ovvero in ciascuna delle due strisce di terreno dove i macchinari eseguono la svolta di fine campo e invertono la marcia. Ulteriormente, i macchinari di sarchiatura tradizionali creano solchi lungo il passaggio delle ruote d’appoggio in cui le infestanti possono proliferare. Infine, pur riducendo la fatica dell’operatore, è necessario che l’operatore sia esperto e specializzato per effettuare la pluralità di passaggi necessari per la realizzazione della corretta sarchiatura. The use of traditional weeding machinery has some drawbacks such as the trampling of good portions of transplanted rice plants, especially on the headlands or in each of the two strips of land where the machinery turns the headland and reverses the march. Additionally, traditional weeding machines create grooves along the passage of the support wheels in which weeds can proliferate. Finally, while reducing the operator's fatigue, the operator must be experienced and specialized in order to carry out the plurality of steps required to carry out the correct weeding.

Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un macchinario di sarchiatura in grado di minimizzare gli inconvenienti sopra esposti. In particolare, sarebbe desiderabile disporre di un macchinario di sarchiatura in grado di ridurre il calpestamento delle piante di riso trapiantate e dal ridotto costo di esercizio. It would therefore be desirable to have a weeding machine capable of minimizing the drawbacks described above. In particular, it would be desirable to have a weeding machine capable of reducing the trampling of transplanted rice plants and with a low operating cost.

Sommario dell’invenzione Summary of the invention

Scopo della presente invenzione è fornire un robot autonomo agricolo per risaie in grado di minimizzare le problematiche suddette. The purpose of the present invention is to provide an autonomous agricultural robot for rice fields capable of minimizing the aforementioned problems.

Ancora uno scopo della presente invenzione è fornire un robot autonomo agricolo per risaie in grado di lavorare tra le file di piante di riso in completa autonomia, anche senza il controllo diretto di un operatore, e che sia al contempo molto preciso. Another object of the present invention is to provide an autonomous agricultural robot for rice fields capable of working between the rows of rice plants in complete autonomy, even without the direct control of an operator, and which is at the same time very precise.

Infine, uno scopo della presente invenzione è fornire un robot autonomo agricolo per risaie in grado di ottimizzare il passaggio tra le file di piante di riso, tanto in termini di numero di passaggi quanto in termini di qualità di ogni singolo passaggio, preservando le piante di riso e riducendo le possibilità di formazione di aree atte alla crescita di piante infestanti. Finally, an object of the present invention is to provide an autonomous agricultural robot for rice fields capable of optimizing the passage between the rows of rice plants, both in terms of the number of steps and in terms of the quality of each single step, while preserving the rice plants. rice and reducing the possibility of formation of areas suitable for the growth of weeds.

Gli scopi sopra menzionati vengono raggiunti da un robot autonomo agricolo per risaie, in accordo con le rivendicazioni allegate. The aforementioned purposes are achieved by an autonomous agricultural robot for rice fields, in accordance with the attached claims.

Il robot autonomo agricolo per risaie comprende: The autonomous agricultural robot for rice fields includes:

- un telaio di supporto; - a support frame;

- almeno una coppia di ruote contrapposte e operativamente connesse al telaio di supporto, in cui le ruote sono atte a movimentare il robot autonomo agricolo e contemporaneamente sono atte a lavorare le risaie per le operazioni di sarchiatura o strigliatura; - at least one pair of opposite wheels and operatively connected to the support frame, in which the wheels are suitable for moving the autonomous agricultural robot and at the same time are suitable for working the rice fields for weeding or weeding operations;

- un sistema di movimentazione operativamente connesso alle ruote; - a movement system operatively connected to the wheels;

- un sistema di navigazione atto ad identificare le file di piante di riso nelle risaie e le estremità di fine campo delle risaie; - a navigation system designed to identify rows of rice plants in paddy fields and the headlands of paddy fields;

- un sistema di controllo operativamente connesso al sistema di movimentazione e al sistema di navigazione; - a control system operatively connected to the movement system and to the navigation system;

- un sistema di alimentazione operativamente connesso al sistema di movimentazione, al sistema di navigazione e al sistema di controllo; - a power supply system operatively connected to the handling system, the navigation system and the control system;

in cui le ruote presentano una superficie circonferenziale provvista di elementi sarchianti, in which the wheels have a circumferential surface provided with weeding elements,

in cui il sistema di controllo è atto a controllare il sistema di movimentazione in funzione del sistema di navigazione per azionare le ruote e mantenere il robot autonomo agricolo allineato alla fila di piante di riso da trattare tra le estremità di fine campo, e in which the control system is adapted to control the handling system as a function of the navigation system to operate the wheels and keep the autonomous agricultural robot aligned with the row of rice plants to be treated between the ends of the headland, and

in cui il sistema di controllo è atto a controllare il sistema di movimentazione in funzione del sistema di navigazione per azionare le ruote e sterzare il robot autonomo agricolo in corrispondenza della estremità di fine campo nella fila di piante di riso adiacente alla fila di piante di riso trattata. in which the control system is adapted to control the handling system as a function of the navigation system to operate the wheels and steer the autonomous agricultural robot at the headland end in the row of rice plants adjacent to the row of rice plants treated.

In tal modo, è possibile realizzare un macchinario completamente autonomo che muovendosi all’interno della risaia riesca, grazie al suo passaggio, a creare un’opera di sarchiatura e quindi una significativa lotta alle piante infestanti. Inoltre, la movimentazione e la sterzatura automatica contribuiscono a rendere meno pesante il lavoro di eventuali operatori a supporto. In this way, it is possible to create a completely autonomous machinery that, by moving inside the paddy field, is able, thanks to its passage, to create a work of weeding and therefore a significant fight against weeds. In addition, the handling and automatic steering help to make the work of any supporting operators less heavy.

Preferibilmente, le ruote sono costituite ciascuna da un contenitore a tenuta d’acqua, in cui il contenitore a tenuta d’acqua è atto ad essere riempito o svuotato rispettivamente per appesantire o alleggerire il robot autonomo agricolo per risaie. Preferably, the wheels each consist of a watertight container, in which the watertight container is able to be filled or emptied respectively to weigh down or lighten the autonomous agricultural robot for rice fields.

In tal modo, è possibile definire l’impiego corretto in funzione delle modalità operative cui il robot autonomo agricolo è destinato, ovvero alleggerito nel caso di necessità di galleggiamento o appesantito nel caso di necessità di un maggior affondamento o contatto con il terreno. In this way, it is possible to define the correct use according to the operating modes for which the autonomous agricultural robot is intended, or lightened in case of need for buoyancy or heavier in case of need for greater sinking or contact with the ground.

Preferibilmente, le ruote comprendono una parete laterale esterna opposta al telaio, in cui la parete laterale esterna presenta una conformazione convessa verso l’esterno del robot autonomo agricolo per risaie. Preferably, the wheels comprise an external side wall opposite the frame, in which the external side wall has a convex conformation towards the outside of the autonomous agricultural robot for rice fields.

La conformazione della suddetta parete laterale esterna consente di allontanare la parte apicale delle piante di riso dagli elementi sarchianti. The conformation of the aforementioned external side wall allows the apical part of the rice plants to be removed from the weeding elements.

Preferibilmente, gli elementi sarchianti sono regolabili e/o sostituibili. Preferably, the weeding elements are adjustable and / or replaceable.

È possibile, dunque, modificare la disposizione degli elementi sarchianti in funzione della tipologia di sarchiatura da effettuare o delle condizioni della risaia. It is therefore possible to modify the arrangement of the weeding elements according to the type of weeding to be carried out or the conditions of the paddy field.

Preferibilmente, le ruote sono indipendenti, e Preferably, the wheels are independent, and

il sistema di movimentazione comprende un motore autonomo per ciascuna delle ruote. the movement system includes an independent motor for each of the wheels.

La indipendenza delle ruote consente di sterzare il robot autonomo agricolo senza l’impiego di opportuni mezzi sterzanti. The independence of the wheels allows the autonomous agricultural robot to be steered without the use of appropriate steering means.

Preferibilmente, il sistema di navigazione comprende telecamere di rilevamento delle file di piante di riso da trattare e delle estremità di fine campo e/o un sistema di posizionamento satellitare. Preferably, the navigation system comprises cameras for detecting the rows of rice plants to be treated and the headlands and / or a satellite positioning system.

Le telecamere di rilevamento delle file di piante di riso da trattare consentono al robot autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore anche se le file di piante di riso non sono perfettamente allineate. Il sistema di posizionamento satellitare, invece, consente al robot autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore in funzione di uno schema predefinito di file di piante di riso in risaia. The cameras for detecting the rows of rice plants to be treated allow the autonomous agricultural robot to operate without the aid of an operator even if the rows of rice plants are not perfectly aligned. The satellite positioning system, on the other hand, allows the autonomous agricultural robot to operate without the aid of an operator according to a predefined pattern of rows of rice plants in the paddy field.

Preferibilmente, il sistema di navigazione è atto a definire uno schema virtuale dei punti semina o di trapianto delle piante di riso della risaia. Preferably, the navigation system is adapted to define a virtual scheme of the sowing or transplanting points of the rice plants of the paddy field.

In tal modo, è possibile gestire la movimentazione del robot autonomo agricolo anche senza la presenza di telecamere di rilevamento delle file di piante di riso o di un sistema di posizionamento satellitare. In this way, it is possible to manage the movement of the autonomous agricultural robot even without the presence of cameras for detecting rows of rice plants or a satellite positioning system.

Preferibilmente, il sistema di alimentazione comprende pannelli solari. Preferably, the power system comprises solar panels.

La presenza di un’alimentazione solare contribuisce all’autonomia di gestione del robot autonomo agricolo. The presence of a solar power supply contributes to the autonomy of management of the autonomous agricultural robot.

Preferibilmente, il robot autonomo agricolo per risaie comprende mezzi di copertura atti a proteggere il robot autonomo agricolo per risaie dagli agenti atmosferici. Preferably, the autonomous agricultural robot for rice fields comprises covering means adapted to protect the autonomous agricultural robot for rice fields from atmospheric agents.

I mezzi di copertura garantiscono l’integrità del robot autonomo agricolo, con particolare riguardo alla componentistica elettronica e più delicata. The covering means guarantee the integrity of the autonomous agricultural robot, with particular regard to electronic and more delicate components.

Preferibilmente, il robot autonomo agricolo per risaie comprende erpici strigliatori accoppiati al telaio in posizione contrapposta alle ruote. Preferably, the autonomous agricultural robot for rice fields comprises harrow harrows coupled to the frame in a position opposite to the wheels.

Gli erpici strigliatori consentono, dunque, di definire anche una fase di strigliatura nella risaia The weeder harrows therefore also make it possible to define a weeding phase in the paddy field

Descrizione delle figure Description of the figures

Queste e ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione della forma di realizzazione preferita, illustrata a titolo esemplificativo e non limitativo nelle allegate figure, in cui: - la Figura 1 è una vista in prospettiva di una forma di realizzazione del robot autonomo agricolo per risaie, in accordo con la presente invenzione; These and further characteristics and advantages of the present invention will become evident from the description of the preferred embodiment, illustrated by way of non-limiting example in the attached figures, in which: - Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the autonomous robot agricultural for rice fields, in accordance with the present invention;

- la Figura 2 è un diagramma a blocchi illustrante l’interazione tra il sistema di alimentazione, il sistema di movimentazione, il sistema di navigazione e il sistema di controllo del robot autonomo agricolo per risaie di Figura 1; - Figure 2 is a block diagram illustrating the interaction between the power system, the handling system, the navigation system and the control system of the autonomous agricultural robot for rice fields in Figure 1;

- la Figura 3 è una vista schematica in prospettiva del robot autonomo agricolo per risaie di Figura 1, in cui le ruote sono provviste di elementi sarchianti; - la Figura 4 è una vista schematica in prospettiva del robot autonomo agricolo per risaie di Figura 1, in cui le ruote sono sprovviste di elementi sarchianti e il telaio è provvisto di erpici strigliatori. Figure 3 is a schematic perspective view of the autonomous agricultural robot for rice fields of Figure 1, in which the wheels are provided with weeding elements; Figure 4 is a schematic perspective view of the autonomous agricultural robot for rice fields of Figure 1, in which the wheels are devoid of weeding elements and the frame is equipped with harrows.

Descrizione dettagliata dell’invenzione Detailed description of the invention

Con riferimento alle Figure 1-4, è illustrata una forma di realizzazione preferita del robot 1 autonomo agricolo, in accordo con la presente invenzione. With reference to Figures 1-4, a preferred embodiment of the autonomous agricultural robot 1 is illustrated, in accordance with the present invention.

Nella descrizione che segue si farà riferimento all’impiego del robot 1 autonomo agricolo in risaia e, in particolare, nella fase di sarchiatura e, eventualmente, di strigliatura. Nel prosieguo, verrà mantenuta la medesima numerazione per identificare componenti del robot 1 autonomo agricolo che possono essere utilizzati tanto nella fase di sarchiatura quanto nella fase di strigliatura. In the following description, reference will be made to the use of the autonomous agricultural robot 1 in the paddy field and, in particular, in the weeding and, possibly, weeding phase. In the following, the same numbering will be maintained to identify components of the autonomous agricultural robot 1 which can be used both in the weeding phase and in the weeding phase.

Il robot 1 autonomo agricolo per risaie comprende un telaio 11 di supporto al quale sono operativamente connesse una coppia di ruote 121, 221 contrapposte. Tali ruote 121, 221 sono atte a movimentare il robot 1 autonomo agricolo e contemporaneamente sono atte a lavorare le risaie per le operazioni di sarchiatura e, eventualmente, di strigliatura, come nel seguito dettagliatamente descritto. Secondo forme di realizzazione ulteriori, non illustrate, il robot autonomo agricolo può essere provvisto di un numero di coppie di ruote superiore a una, ad esempio due coppie di ruote, in grado di migliorare la stabilità del robot autonomo agricolo e di garantire una migliore fase operativa durante le operazioni di sarchiatura. The autonomous agricultural robot 1 for rice fields comprises a support frame 11 to which a pair of opposing wheels 121, 221 are operatively connected. These wheels 121, 221 are suitable for moving the autonomous agricultural robot 1 and at the same time are suitable for working the rice fields for weeding and, possibly, for weeding operations, as described in detail below. According to further embodiments, not illustrated, the autonomous agricultural robot can be provided with a number of pairs of wheels greater than one, for example two pairs of wheels, capable of improving the stability of the autonomous agricultural robot and guaranteeing a better phase. operational during weeding operations.

Il telaio 11 di supporto definisce una scocca a tenuta d’acqua, in grado, dunque, di sopportare le difficili condizioni di lavoro in risaia, ovvero l’ambiente umido nonché le repentine variazioni climatiche. Nella forma di realizzazione illustrata nelle Figure 1, 3 e 4, il telaio 11 di supporto è realizzato da due elementi separati e accoppiati a tenuta di liquido, rispettivamente una struttura 111 di sostegno e un elemento 211 di copertura, i quali circoscrivono una camera di contenimento tra questi. In particolare, la struttura111 di sostegno definisce la porzione di fondo del telaio 11 di supporto, mentre l’elemento 211 di copertura definisce la porzione di chiusura del medesimo telaio 11 di supporto. L’elemento 211 di copertura è provvisto, inoltre, di due aperture 1211, 2211 che in normali condizioni operative risultano chiuse preferibilmente a tenuta d’acqua e possono essere aperte per consentire l’accesso alla camera di contenimento per la manutenzione dei dispositivi ivi contenuti, come nel seguito descritto in maggior dettaglio. I materiali del telaio 11 di supporto devono essere materiali in grado di garantire resistenza meccanica, tenuta all’acqua e leggerezza. In generale, può essere utilizzato qualsiasi tipo di materiale in grado di garantire il corretto impiego entro una risaia, quali, ad esempio, lega di alluminio, ovvero acciaio inox per le componenti del telaio 11 di supporto più esposte all’azione dell’acqua. The support frame 11 defines a watertight body, able, therefore, to withstand the difficult working conditions in the paddy field, i.e. the humid environment as well as sudden climatic variations. In the embodiment illustrated in Figures 1, 3 and 4, the support frame 11 is made up of two separate and coupled liquid-tight elements, respectively a support structure 111 and a covering element 211, which circumscribe a chamber containment among these. In particular, the support structure 111 defines the bottom portion of the support frame 11, while the cover element 211 defines the closing portion of the same support frame 11. The covering element 211 is also provided with two openings 1211, 2211 which in normal operating conditions are preferably closed watertight and can be opened to allow access to the containment chamber for maintenance of the devices contained therein. , as described in more detail below. The materials of the support frame 11 must be materials capable of guaranteeing mechanical strength, water tightness and lightness. In general, any type of material can be used that can ensure proper use within a paddy field, such as, for example, aluminum alloy, or stainless steel for the components of the support frame 11 most exposed to the action of water.

Nella forma di realizzazione ivi descritta, il telaio 11 di supporto presenta dimensioni pari a 400 mm x 500 mm in modo tale da contenere la dimensione del robot 1 autonomo agricolo. Le suddette dimensioni possono comunque variare in funzione delle necessità progettuali richieste o della tipologia di risaia da lavorare. Secondo forme di realizzazione alternative, non illustrate, il telaio di supporto potrebbe essere realizzato da una scocca singola o da un numero di elementi superiori senza modificare il concetto inventivo della presente invenzione. In the embodiment described therein, the support frame 11 has dimensions equal to 400 mm x 500 mm so as to contain the size of the autonomous agricultural robot 1. The aforementioned dimensions may in any case vary according to the required design needs or the type of paddy field to be worked. According to alternative embodiments, not illustrated, the support frame could be made from a single body or from a number of higher elements without modifying the inventive concept of the present invention.

Come descritto in precedenza, le ruote 121, 221 sono operativamente connesse al telaio 11 di supporto, in particolare a questo vincolate in modo da consentirne la rotazione attorno ad un proprio asse di rotazione. Come illustrato nelle Figure 3 e 4, nella forma di realizzazione ivi descritta le ruote 121, 221 sono operativamente connesse al telaio 11 di supporto in corrispondenza della porzione 111 di fondo, ove ciascuno degli assi di rotazione di ciascuna ruota 121, 221 entra nella camera di contenimento. As previously described, the wheels 121, 221 are operatively connected to the support frame 11, in particular constrained thereto in such a way as to allow them to rotate around their own axis of rotation. As illustrated in Figures 3 and 4, in the embodiment described therein the wheels 121, 221 are operatively connected to the support frame 11 at the bottom portion 111, where each of the rotation axes of each wheel 121, 221 enters the chamber containment.

Il robot 1 autonomo agricolo comprende, dunque, un sistema di movimentazione operativamente connesso alle suddette ruote 121, 221. A tal proposito, la camera di contenimento è provvista di uno o più motori 131 elettici operativamente connessi ai suddetti assi di rotazione delle ruote 121, 221. I motori 131 elettrici consentono, dunque, la movimentazione delle ruote 121, 221 in rotazione attorno ai rispettivi assi di rotazione, definendo almeno in parte il suddetto sistema di movimentazione. Ulteriori elementi del sistema di movimentazione possono comprendere riduttori disposti tra le ruote 121, 221 e i motori 131 elettrici. Quest’ultimi devono poter consentire l’avanzamento del robot 1 autonomo agricolo in risaia, preferibilmente ad una velocità pari a circa 4 km/h. Nella forma di realizzazione preferita, il sistema di movimentazione comprende una pluralità di motori 131 elettrici. In particolare, ogni ruota 121, 221 è accoppiata al relativo motore 131 elettrico, in cui ciascun motore 131 elettrico è autonomo per ciascuna delle ruote 121, 221, rendendo le suddette ruote 121, 221 indipendenti l’un l’altra. La indipendenza delle ruote 121, 221, ovvero dei relativi motori 131 elettrici, consente di effettuare le manovre di sterzata del robot 1 autonomo agricolo senza l’impiego di opportuni mezzi sterzanti. La velocità di rotazione di ciascuna ruota 121, 221 consente, dunque, di realizzare la sterzata del robot 1 autonomo agricolo con estrema semplicità e senza l’impiego di elementi che possano appesantire e rendere maggiormente complesso il robot 1 autonomo agricolo. The autonomous agricultural robot 1 therefore comprises a movement system operatively connected to the aforementioned wheels 121, 221. In this regard, the containment chamber is provided with one or more electric motors 131 operatively connected to the aforementioned axes of rotation of the wheels 121, 221. The electric motors 131 therefore allow the movement of the wheels 121, 221 in rotation about their respective rotation axes, defining at least in part the aforementioned movement system. Further elements of the movement system can comprise reducers arranged between the wheels 121, 221 and the electric motors 131. The latter must be able to allow the advancement of the autonomous agricultural robot 1 in the paddy field, preferably at a speed of about 4 km / h. In the preferred embodiment, the movement system comprises a plurality of electric motors 131. In particular, each wheel 121, 221 is coupled to the relative electric motor 131, in which each electric motor 131 is autonomous for each of the wheels 121, 221, making the aforementioned wheels 121, 221 independent of each other. The independence of the wheels 121, 221, or of the related electric motors 131, makes it possible to carry out the steering maneuvers of the autonomous agricultural robot 1 without the use of appropriate steering means. The rotation speed of each wheel 121, 221 allows, therefore, to realize the steering of the autonomous agricultural robot 1 with extreme simplicity and without the use of elements that can weigh down and make the autonomous agricultural robot 1 more complex.

Il robot 1 autonomo agricolo comprende ulteriormente un sistema di navigazione atto ad identificare le file di piante di riso nelle risaie e le estremità di fine campo di dette risaie, ipotizzando che ciascuna fila di piante di riso segua un segmento di allineamento lineare ipotetico. L’identificazione di ciascuna fila di piante di riso consente al robot 1 autonomo agricolo di procedere in autonomia, senza la necessità di guida da parte di un operatore. In una forma di realizzazione, il sistema di navigazione comprende telecamere di rilevamento delle file di piante di riso da trattare e delle estremità di fine campo. Le telecamere di rilevamento delle file di piante di riso da trattare consentono al robot autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore anche se le file di piante di riso non sono perfettamente allineate. L’impiego di un sistema di telecamere consente di ottenere un sistema di navigazione economico e autonomo rispetto ad eventuali sistemi di navigazione esterni al robot 1 autonomo agricolo. Il sistema di navigazione può ulteriormente comprendere, o essere realizzato da, un sistema di posizionamento satellitare. Ad esempio, è possibile impiegare un sistema di navigazione satellitare in tempo reale, del tipo RTK Real Time Kinematic ovvero una tecnica basata su segnali GPS, GLONASS, Galileo dove una singola stazione di riferimento fornisce connessioni in tempo reale fornendo un’accuratezza a livello del centimetro. Anche in tal caso, il sistema di posizionamento satellitare consente al robot autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore in funzione di uno schema predefinito di file di piante di riso in risaia, identificando lo spostamento del robot autonomo agricolo lungo la fila di piante di riso e rispetto alle file di piante di riso in funzione delle coordinate di posizionamento del robot autonomo agricolo determinate dal sistema di posizionamento satellitare. The autonomous agricultural robot 1 further comprises a navigation system suitable for identifying the rows of rice plants in the paddy fields and the headland ends of said paddy fields, assuming that each row of rice plants follows a hypothetical linear alignment segment. The identification of each row of rice plants allows the autonomous agricultural robot 1 to proceed autonomously, without the need for guidance by an operator. In one embodiment, the navigation system comprises cameras for detecting the rows of rice plants to be treated and the headlands. The cameras for detecting the rows of rice plants to be treated allow the autonomous agricultural robot to operate without the aid of an operator even if the rows of rice plants are not perfectly aligned. The use of a camera system makes it possible to obtain an economic and autonomous navigation system with respect to any navigation systems external to the autonomous agricultural robot 1. The navigation system may further comprise, or be implemented by, a satellite positioning system. For example, it is possible to use a satellite navigation system in real time, of the RTK Real Time Kinematic type, that is a technique based on GPS, GLONASS, Galileo signals where a single reference station provides connections in real time providing an accuracy at the level of the centimeter. Also in this case, the satellite positioning system allows the autonomous agricultural robot to operate without the aid of an operator according to a predefined pattern of rows of rice plants in the paddy field, identifying the movement of the autonomous agricultural robot along the row of rice plants and with respect to the rows of rice plants as a function of the positioning coordinates of the autonomous agricultural robot determined by the satellite positioning system.

Secondo forme di realizzazione ulteriori, non illustrate, il robot autonomo agricolo può essere provvisto di un sistema di navigazione atto a definire uno schema virtuale dei punti di semina o di trapianto delle piante di riso della risaia. In tal modo, è possibile gestire la movimentazione del robot autonomo agricolo anche senza la presenza di telecamere di rilevamento delle file di piante di riso o di un sistema di posizionamento satellitare. Dunque, a fronte di una fase iniziale di identificazione dei punti di semina o di trapianto delle piante di riso in risaia, è possibile utilizzare il robot autonomo agricolo senza l’impiego di alcun sistema di telecamere. According to further embodiments, not illustrated, the autonomous agricultural robot can be provided with a navigation system able to define a virtual scheme of the sowing or transplanting points of the rice plants of the paddy field. In this way, it is possible to manage the movement of the autonomous agricultural robot even without the presence of cameras for detecting rows of rice plants or a satellite positioning system. Therefore, in the face of an initial phase of identification of the sowing or transplanting points of rice plants in the paddy field, it is possible to use the autonomous agricultural robot without the use of any camera system.

Un sistema di controllo del robot 1 autonomo agricolo è atto a controllare il sistema di movimentazione in funzione del sistema di navigazione per azionare le ruote 121, 221 e mantenere il robot 1 autonomo agricolo allineato alla fila di piante di riso da trattare tra le estremità di fine campo. A control system of the autonomous agricultural robot 1 is adapted to control the movement system as a function of the navigation system to operate the wheels 121, 221 and keep the autonomous agricultural robot 1 aligned with the row of rice plants to be treated between the ends of headland.

Il sistema di controllo è parte del robot 1 autonomo agricolo nonché operativamente connesso tanto al sistema di movimentazione quanto al sistema di navigazione, come illustrato in Figura 2. Il suddetto sistema di controllo comprende, ad esempio, un dispositivo di elaborazione dati disposto entro la camera di contenimento e, pertanto, protetto dagli agenti atmosferici e dalle condizioni di lavoro in risaia. The control system is part of the autonomous agricultural robot 1 and is operationally connected both to the movement system and to the navigation system, as illustrated in Figure 2. The aforementioned control system comprises, for example, a data processing device arranged inside the chamber containment and, therefore, protected from atmospheric agents and working conditions in the paddy field.

Il suddetto sistema di controllo è ulteriormente atto a controllare il sistema di movimentazione sempre in funzione del sistema di navigazione per azionare le ruote 121, 221 e consentire al robot 1 autonomo agricolo di effettuare le operazioni di sterzata in corrispondenza della estremità di fine campo nella fila di piante di riso adiacente alla fila di piante di riso trattata. In particolare, la sterzata è controllata dalla velocità di rotazione di ciascuna ruota 121, 221, regolata mediante l’azionamento indipendente dei singoli motori 131 elettrici. The aforementioned control system is further adapted to control the movement system always according to the navigation system to drive the wheels 121, 221 and allow the autonomous agricultural robot 1 to carry out the steering operations at the end of the headland in the row. of rice plants adjacent to the row of rice plants being treated. In particular, the steering is controlled by the rotation speed of each wheel 121, 221, regulated by the independent drive of the individual electric motors 131.

Identificata la fila di piante di riso mediante il sistema di navigazione, il robot 1 autonomo agricolo inizierà il suo avanzamento mediante il sistema di movimentazione sino al raggiungimento della relativa estremità di fine campo identificata dal medesimo sistema di navigazione, ad esempio leggibile con l’assenza della fila e la presenza di un argine di confine. Il sistema di movimentazione effettuerà la sterzata per spostarsi ed identificare la fila successiva. Identificata la nuova fila da trattare, una ulteriore sterzata consentirà al robot 1 autonomo agricolo di allinearsi alla nuova fila identificata. Verrà, dunque, invertito il senso di marcia e il robot 1 autonomo agricolo procederà fino al completamento delle operazioni in risaia o fino all’esaurimento delle batterie, come nel seguito descritto in maggior dettaglio. Le operazioni di sterzata non hanno, quindi, necessità di opportuni organi di sterzo o di motori supplementari, con un notevole risparmio in termini di dispendio energetico e peso del robot 1 autonomo agricolo. In particolare, le operazioni di sterzata possono essere realizzate incrementando la velocità di rotazione della ruota 121, 221 opposta al direzione di svolta, consentendo alla rimanente ruota 121, 221 di operare come perno di rotazione. Once the row of rice plants has been identified by the navigation system, the autonomous agricultural robot 1 will start its advancement through the handling system until it reaches the relative headland end identified by the same navigation system, for example readable with the absence of the row and the presence of a border embankment. The handling system will steer to move and identify the next row. Once the new row to be treated has been identified, a further steering will allow the autonomous agricultural robot 1 to align itself with the new identified row. The direction of travel will therefore be reversed and the autonomous agricultural robot 1 will proceed until the operations in the paddy field are completed or until the batteries are exhausted, as described in more detail below. The steering operations therefore do not require suitable steering members or additional motors, with a considerable saving in terms of energy expenditure and weight of the autonomous agricultural robot 1. In particular, the steering operations can be carried out by increasing the rotation speed of the wheel 121, 221 opposite to the turning direction, allowing the remaining wheel 121, 221 to operate as a rotation pin.

Il robot 1 autonomo agricolo è altresì provvisto di un sistema di alimentazione operativamente connesso al sistema di movimentazione, al sistema di navigazione e al sistema di controllo, consentendo in tal modo l’alimentazione di tutte le componenti parti del robot 1 autonomo agricolo. Il suddetto sistema di alimentazione può comprendere, ad esempio, una o più batterie disposte entro la suddetta camera di contenimento e, pertanto, protette dagli agenti atmosferici e dalle condizioni di lavoro in risaia. Le aperture 1211, 2211 dell’elemento di copertura 211 possono consentire, dunque, la facile rimozione delle batterie per la sostituzione delle stesse con batterie a percentuale di carica maggiore o l’inserimento di uno specifico connettore per la ricarica. The autonomous agricultural robot 1 is also equipped with a power system operatively connected to the handling system, the navigation system and the control system, thus allowing the powering of all the components of the autonomous agricultural robot 1. The aforesaid power supply system can comprise, for example, one or more batteries arranged within the aforesaid containment chamber and, therefore, protected from atmospheric agents and from working conditions in the paddy field. The openings 1211, 2211 of the cover element 211 can therefore allow easy removal of the batteries to replace them with batteries with a higher percentage of charge or the insertion of a specific connector for recharging.

Secondo forme di realizzazione ulteriori, non illustrate, il sistema di alimentazione comprende pannelli solari. L’alimentazione solare contribuisce all’autonomia di gestione del robot autonomo agricolo, massimizzando, dunque, l’efficienza e la produttività nelle operazioni cui è destinato. According to further embodiments, not illustrated, the power supply system comprises solar panels. The solar power supply contributes to the autonomy of management of the autonomous agricultural robot, thus maximizing the efficiency and productivity in the operations for which it is intended.

L’autonomia ideale dovrebbe consentire al robot autonomo agricolo di essere disposto in risaia il giorno successivo al trapianto per poter operare in modo indipendente per i successivi 30/40 giorni fino al giusto accestimento delle piante di riso. Pertanto, la soluzione più idonea potrebbe pertanto essere quella di dotare il robot autonomo agricolo tanto di batterie quanto di pannelli solari che riescano ad alimentare il robot autonomo agricolo in totale indipendenza. The ideal autonomy should allow the autonomous agricultural robot to be placed in the paddy field the day after the transplant in order to be able to operate independently for the next 30/40 days until the right tillering of the rice plants. Therefore, the most suitable solution could therefore be to equip the autonomous agricultural robot with both batteries and solar panels that are able to power the autonomous agricultural robot in total independence.

Come illustrato nelle Figure 1, 3 e 4, il robot 1 autonomo agricolo per risaie comprende ulteriormente mezzi 301 di copertura atti a proteggere il robot 1 autonomo agricolo per risaie dagli agenti atmosferici, per limitare il contatto con eventuale acqua e grandine ovvero per limitare il riscaldamento del robot 1 agricolo autonomo e della relativa camera di contenimento sotto l’azione dei raggi solari. I mezzi 301 di copertura garantiscono, pertanto, l’integrità del robot 1 autonomo agricolo, con particolare riguardo alla componentistica elettronica e, pertanto, più delicata. Nella forma di realizzazione ivi illustrata, i mezzi 301 di copertura comprendono un elemento a conformazione parabolica di dimensioni tali da garantire la copertura integrale di tutte le componenti del robot 1 autonomo agricolo. In particolare, l’elemento a conformazione parabolica presenta una superficie convessa rivolta verso il telaio 11 di supporto e, conseguentemente, una opposta superficie concava rivolta dal lato opposto del telaio 11 di supporto. L’elemento a conformazione parabolica è accoppiato al, e distanziato dal, telaio 11 di supporto mediante un elemento di sostegno in grado di distanziare il suddetto elemento a conformazione parabolica della distanza necessaria a consentire almeno la corretta operatività delle ruote 121, 221. As illustrated in Figures 1, 3 and 4, the autonomous agricultural robot 1 for rice fields further comprises covering means 301 suitable for protecting the autonomous agricultural robot 1 for rice fields from atmospheric agents, to limit contact with any water and hail or to limit the heating of autonomous agricultural robot 1 and its containment chamber under the action of sunlight. The covering means 301 therefore guarantee the integrity of the autonomous agricultural robot 1, with particular regard to electronic components and, therefore, more delicate. In the embodiment illustrated therein, the covering means 301 comprise a parabolic shaped element of such dimensions as to guarantee the integral covering of all the components of the autonomous agricultural robot 1. In particular, the parabolic shaped element has a convex surface facing the support frame 11 and, consequently, an opposite concave surface facing the opposite side of the support frame 11. The parabolic shaped element is coupled to and spaced from the support frame 11 by means of a support element capable of spacing the aforementioned parabolic shaped element by the distance necessary to allow at least the correct operation of the wheels 121, 221.

La presenza dei mezzi 301 di copertura potrebbe, inoltre, essere di supporto per l’installazione dei suddetti pannelli solari. Ad esempio, i pannelli solari possono essere disposti su almeno una porzione della superficie concava in considerazione dell’esposizione della stessa ai raggi solari. The presence of the covering means 301 could also be of support for the installation of the aforementioned solar panels. For example, solar panels can be arranged on at least a portion of the concave surface in consideration of its exposure to sunlight.

I suddetti pannelli solari possono altresì essere disposti direttamente sul telaio di supporto nel caso in cui il robot autonomo agricolo sia sprovvisto dei mezzi di copertura descritti in precedenza. The aforesaid solar panels can also be arranged directly on the support frame if the autonomous agricultural robot is not equipped with the covering means described above.

Una delle caratteristiche importanti del robot 1 autonomo agricolo secondo la presente invenzione sono le ruote 121, 221, realizzate appositamente per svolgere la duplice funzione di trazione e di sarchiatura. Essendo la distanza tra le file preferibilmente di 280 mm, per avere un corretto ed efficace passaggio, le ruote 121, 221 dovranno essere dimensionate in modo tale da non interferire con le file di piante di riso. One of the important characteristics of the autonomous agricultural robot 1 according to the present invention are the wheels 121, 221, specially made to perform the dual function of traction and weeding. Since the distance between the rows is preferably 280 mm, in order to have a correct and effective passage, the wheels 121, 221 must be sized in such a way as not to interfere with the rows of rice plants.

Ad esempio, le ruote 121, 221 possono presentare una larghezza compresa tra 120 mm e 150 mm e un diametro compreso tra 650 mm e 800 mm. For example, the wheels 121, 221 can have a width between 120 mm and 150 mm and a diameter between 650 mm and 800 mm.

In considerazione della dimensione delle suddette ruote 121, 221, le dimensioni del robot 1 autonomo agricolo presentano preferibilmente un ingombro totale pari a 1000 mm per ciascuna dimensione di ognuno dei tre lati, ovvero lunghezza, larghezza e altezza. In consideration of the size of the aforementioned wheels 121, 221, the dimensions of the autonomous agricultural robot 1 preferably have a total size of 1000 mm for each dimension of each of the three sides, ie length, width and height.

Nelle Figure 1, 3 e 4, le suddette ruote 121, 221 presentano una superficie circonferenziale provvista di elementi 501 sarchianti, consentendo contemporaneamente la movimentazione del robot 1 autonomo agricolo nonché l’operatività connessa con le operazioni di sarchiatura. In Figures 1, 3 and 4, the aforementioned wheels 121, 221 have a circumferential surface provided with weeding elements 501, simultaneously allowing the movement of the autonomous agricultural robot 1 as well as the operation connected with the weeding operations.

Gli elementi 501 sarchianti sono preferibilmente regolabili e sostituibili. È possibile, infatti, modificarne la disposizione in funzione della tipologia di sarchiatura da effettuare o delle condizioni della risaia entro cui operare. Gli elementi 501 sarchianti sono costituiti da una pluralità di elementi comprendenti, in configurazione alternata, un profilo lineare e un profilo frastagliato. In considerazione della possibilità di regolazione e sostituibilità dei suddetti elementi 501 sarchianti, la configurazione e il numero degli elementi sarchianti può essere soggetta alle necessarie variazioni. The weeding elements 501 are preferably adjustable and replaceable. In fact, it is possible to modify its arrangement according to the type of weeding to be carried out or the conditions of the paddy field in which to operate. The weeding elements 501 consist of a plurality of elements comprising, in alternating configuration, a linear profile and a jagged profile. In consideration of the possibility of regulating and replacing the aforesaid weeding elements 501, the configuration and number of the weeding elements can be subject to the necessary variations.

Come illustrato nelle Figure allegate alla presente descrizione, le ruote 121, 221 secondo la presente forma di realizzazione comprendono una struttura 2121, 2221 a raggi che definisce il telaio delle suddette ruote 121, 221. In Figura 4 è evidente che la suddetta struttura 2121, 2221 a raggi presenta una conformazione simmetrica tale da definire una coppia di raggi distanziati gli uni a gli altri per ciascuna ruota 121, 221. La struttura 2121, 2221 a raggi presenta quindi una fascia circonferenziale la cui larghezza definisce sostanzialmente la larghezza di ciascuna ruota 121, 221. As illustrated in the Figures attached to the present description, the wheels 121, 221 according to the present embodiment comprise a spoked structure 2121, 2221 which defines the frame of the aforementioned wheels 121, 221. In Figure 4 it is evident that the aforementioned structure 2121, 2221 with spokes has a symmetrical conformation such as to define a pair of spokes spaced from each other for each wheel 121, 221. The spoke structure 2121, 2221 therefore has a circumferential band whose width substantially defines the width of each wheel 121 , 221.

Le ruote 121, 221 sono quindi atte a definire un contenitore a tenuta d’acqua, come illustrato in Figura 1 e 3, in modo tale da essere riempito o svuotato rispettivamente per appesantire o alleggerire il robot 1 autonomo agricolo per risaie. In tal modo, è possibile definire l’impiego corretto in funzione delle modalità operative cui il robot 1 autonomo agricolo è destinato, ovvero alleggerito nel caso di necessità di galleggiamento o appesantito nel caso di necessità di un maggior affondamento o contatto con il terreno. The wheels 121, 221 are therefore designed to define a watertight container, as shown in Figures 1 and 3, in such a way as to be filled or emptied respectively to weight or lighten the autonomous agricultural robot 1 for rice fields. In this way, it is possible to define the correct use according to the operating modes for which the autonomous agricultural robot 1 is intended, or lightened in case of need for buoyancy or heavier in case of need for greater sinking or contact with the ground.

Per definire un contenitore a tenuta d’acqua, ciascuna delle ruote 121, 221 viene sigillata a tenuta d’acqua tanto sulle pareti 1121 laterali quanto sulla parete 3121, 3221 circonferenziale. In particolare la parete 1121 laterale esterna opposta al telaio 11 di supporto presenta una conformazione convessa verso l’esterno del robot 1 autonomo agricolo per risaie. La conformazione della suddetta parete 1121 laterale esterna consente di allontanare la parte apicale delle piante di riso dagli elementi 501 sarchianti. To define a watertight container, each of the wheels 121, 221 is sealed watertight both on the side walls 1121 and on the circumferential wall 3121, 3221. In particular, the external lateral wall 1121 opposite the support frame 11 has a convex conformation towards the outside of the autonomous agricultural robot 1 for rice fields. The conformation of the aforementioned external lateral wall 1121 allows the apical part of the rice plants to be removed from the weeding elements 501.

Dunque, nelle operazioni di sarchiatura le suddette ruote 121, 221 definiscono il suddetto contenitore a tenuta d’acqua, mentre nelle operazioni di strigliatura potrebbe essere preferibile mantenere le ruote 121, 221 sprovviste delle pareti laterali 1121 e circonferenziale 3121, 3221, come illustrato in Figura 4. Therefore, in the weeding operations the aforementioned wheels 121, 221 define the aforementioned watertight container, while in the weeding operations it could be preferable to keep the wheels 121, 221 without the side walls 1121 and circumferential walls 3121, 3221, as illustrated in Figure 4.

A tal proposito, per effettuare le operazioni di strigliatura, il robot 1 autonomo agricolo per risaie comprende erpici 401 strigliatori accoppiati al telaio 11 di supporto in posizione contrapposta alle ruote 121, 221, come illustrato in Figura 4. Gli erpici 401 strigliatori consentono, dunque, di definire anche una fase di strigliatura nella risaia, mantenendo una larghezza non superiore alla larghezza totale del robot 1 autonomo agricolo. In this regard, to carry out the harrowing operations, the autonomous agricultural robot 1 for rice fields comprises harrows 401 harrows coupled to the support frame 11 in opposite position to the wheels 121, 221, as illustrated in Figure 4. The harrows 401 harrows allow, therefore , to also define a harrowing phase in the paddy field, maintaining a width not exceeding the total width of the autonomous agricultural robot 1.

Nel seguito verrà descritto il funzionamento del robot 1 agricolo autonomo nelle operazioni di sarchiatura, in cui il robot 1 agricolo autonomo è nella configurazione illustrata nelle Figure 1 e 3. Ulteriormente, verrà descritto il funzionamento del robot 1 agricolo autonomo nelle operazioni di strigliatura, in cui il robot 1 agricolo autonomo è nella configurazione illustrata in Figura 4. In the following, the operation of the autonomous agricultural robot 1 in weeding operations will be described, in which the autonomous agricultural robot 1 is in the configuration illustrated in Figures 1 and 3. Further, the operation of the autonomous agricultural robot 1 in the weeding operations will be described, in where the autonomous agricultural robot 1 is in the configuration shown in Figure 4.

La Figura 2 illustra un diagramma a blocchi relativi ai sistemi elettronici del robot 1 autonomo agricolo, utilizzabili tanto nelle operazioni di sarchiatura quanto nelle operazioni di strigliatura. In particolare, la Figura 2 illustra l’interazione tra il sistema di alimentazione, il sistema di movimentazione, il sistema di navigazione e il sistema di controllo del robot 1 autonomo agricolo per risai secondo la presente invenzione. Ulteriormente, la Figura 2 illustra le possibilità di modifica della forma di realizzazione descritta, ovvero l’integrazione tanto di telecamere di rilevamento quanto di un sistema di posizionamento satellitare per il sistema di navigazione. Inoltre, l’integrazione di batterie e di pannelli solari per il sistema di alimentazione. Le suddette modifiche possono essere realizzate anche solo in parte o non essere realizzate, ad esempio, è possibile non prevedere i pannelli solari o il sistema di posizionamento satellitare. Figure 2 illustrates a block diagram relating to the electronic systems of the autonomous agricultural robot 1, usable both in weeding and in weeding operations. In particular, Figure 2 illustrates the interaction between the power supply system, the handling system, the navigation system and the control system of the autonomous agricultural robot 1 for laughter according to the present invention. Further, Figure 2 illustrates the possibilities of modification of the embodiment described, ie the integration of both detection cameras and a satellite positioning system for the navigation system. In addition, the integration of batteries and solar panels for the power system. The aforementioned modifications can be made even only partially or not be made, for example, it is possible not to provide for the solar panels or the satellite positioning system.

Il processo di sarchiatura consiste in un’operazione meccanica che gli elementi 501 sarchianti realizzano smuovendo il terreno in risaia e bonificando il terreno da eventuali piante infestanti. Tale processo di sarchiatura dovrà, quindi, essere tempestivo e realizzato soventemente in modo da tenere sempre sotto controllo le piante indesiderate senza l’impiego di elementi chimici in risaia. The weeding process consists of a mechanical operation that the 501 weeding elements carry out by moving the soil in the paddy field and clearing the soil of any weeds. This weeding process must, therefore, be timely and often carried out in order to always keep unwanted plants under control without the use of chemical elements in the paddy field.

Il robot 1 autonomo agricolo dovrà quindi passare a cavallo di ciascuna fila di piante di riso e mediante le relative ruote 121, 221, studiate appositamente per svolgere nel miglior modo possibile le operazioni di sarchiatura, si muoverà seguendo ciascuna fila per mezzo del sistema di navigazione atto ad identificare le file di piante di riso nelle risaie e le estremità di fine campo nelle risaie. Le telecamere di rilevamento identificano la fila di piante di riso da trattare e le relative estremità di fine campo, consentendo al robot 1 autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore anche se le file di piante di riso non sono perfettamente allineate. The autonomous agricultural robot 1 will therefore have to pass astride each row of rice plants and by means of the relative wheels 121, 221, specifically designed to carry out the weeding operations in the best possible way, it will move following each row by means of the navigation system. to identify rows of rice plants in paddy fields and headland ends in paddy fields. The detection cameras identify the row of rice plants to be treated and their headland ends, allowing the autonomous agricultural robot 1 to operate without the aid of an operator even if the rows of rice plants are not perfectly aligned.

Gli elementi 501 sarchianti sono facilmente regolabili, e sostituibili ove richiesto, e consentono di tagliare e schiacciare le eventuali piante infestanti. In particolare, il taglio viene effettuato dagli elementi 501 sarchianti a profilo frastagliato, mentre lo schiacciamento viene effettuato dagli elementi 501 sarchianti a profilo lineare. I contenitori a tenuta d’acqua definiti dalle ruote 121, 221 consentono l’introduzione di liquido al loro interno per modulare il passaggio del robot 1 autonomo agricolo e, conseguentemente, le operazioni di sarchiatura a seconda delle condizioni del terreno. Infine, la conformazione convessa delle pareti 1121 laterali esterne di ciascuna ruota 121,221 consente di operare su ciascuna fila di piante di riso con estrema precisione e allontanando la parte apicale delle eventuali piante di riso che possano fuoriuscire dalla ciascuna fila definita, mantenendo in tal modo una produttività massimizzata. The weeding elements 501 are easily adjustable, and replaceable where required, and allow to cut and crush any weeds. In particular, the cut is carried out by the weeding elements 501 with a jagged profile, while the crushing is carried out by the weeding elements 501 with a linear profile. The watertight containers defined by the wheels 121, 221 allow the introduction of liquid inside them to modulate the passage of the autonomous agricultural robot 1 and, consequently, the weeding operations depending on the soil conditions. Finally, the convex conformation of the external lateral walls 1121 of each wheel 121,221 allows to operate on each row of rice plants with extreme precision and removing the apical part of any rice plants that may protrude from each defined row, thus maintaining a maximized productivity.

Ultimata la fila trattata, le telecamere di rilevamento identificheranno l’estremità di fine campo ove il robot 1 autonomo agricolo effettuerà lo spostamento alla fila successiva. Tale spostamento avverrà sterzando il robot 1 autonomo agricolo incrementando la velocità di rotazione della ruota 121, 221 opposta alla direzione di svolta, consentendo alla rimanente ruota 121, 221 di operare come perno di rotazione e, quindi, invertendo il senso di marcia. Il robot 1 autonomo agricolo avanzerà quindi in modalità obliqua rispetto alla fila trattata, preferibilmente perpendicolarmente alla stessa, fino ad allinearsi alla fila successiva da trattare. Once the treated row is finished, the detection cameras will identify the end of the headland where the autonomous agricultural robot 1 will move to the next row. This movement will take place by steering the autonomous agricultural robot 1, increasing the rotation speed of the wheel 121, 221 opposite to the turning direction, allowing the remaining wheel 121, 221 to operate as a rotation pin and, therefore, reversing the direction of travel. The autonomous agricultural robot 1 will then advance in oblique mode with respect to the treated row, preferably perpendicular to it, until it aligns with the next row to be treated.

Dunque, il robot 1 autonomo agricolo effettuerà un doppio passaggio sulla medesima fila, ovvero le operazioni di sarchiatura saranno effettuate dapprima mediante le ruote 121, 221 disposte su un lato del suddetto robot 1 autonomo agricolo e, successivamente, mediante le ruote 121, 221 disposte sul lato opposto dello stesso robot 1 autonomo agricolo. Therefore, the autonomous agricultural robot 1 will carry out a double passage on the same row, i.e. the weeding operations will be carried out first by means of the wheels 121, 221 arranged on one side of the aforementioned autonomous agricultural robot 1 and, subsequently, by means of the wheels 121, 221 arranged on the opposite side of the same autonomous agricultural robot 1.

Le operazioni di sarchiatura procederanno fino al completamento della risaia o fino all’esaurimento dell’energia accumulata nel sistema di alimentazione. A tal proposito, si ipotizza una superficie trattata pari a 10.000m<2 >ogni 13 ore di lavoro continuo. The weeding operations will proceed until the rice field is completed or until the energy accumulated in the power system is exhausted. In this regard, a treated area of 10,000m <2> every 13 hours of continuous work is assumed.

Le dimensioni del robot 1 autonomo agricolo saranno connesse alla distanza tra le file di piante di riso trapiantate descritta in precedenza e considerando anche il naturale accestimento e quindi la riduzione nel tempo della medesima distanza tra le file di piante di riso. The dimensions of the autonomous agricultural robot 1 will be connected to the distance between the rows of transplanted rice plants described above and also considering the natural tillering and therefore the reduction over time of the same distance between the rows of rice plants.

Oltre alle operazioni di sarchiatura effettuate con gli elementi 501 sarchianti, il passaggio del robot 1 autonomo agricolo renderà l’acqua più torbida facendo da barriera ai raggi solari e quindi da ulteriore controllo della crescita delle piante infestanti. Si potrà inoltre eseguire un buon innalzamento delle acque della risaia, terminato il periodo di attività del robot 1 autonomo agricolo, così da controllare ulteriormente le piante infestanti non desiderate. In addition to the weeding operations carried out with the weeding elements 501, the passage of the autonomous agricultural robot 1 will make the water more turbid by acting as a barrier to sunlight and therefore by further controlling the growth of weeds. It will also be possible to carry out a good raising of the waters of the paddy field, at the end of the period of activity of the autonomous agricultural robot 1, so as to further control the unwanted weeds.

Il sistema di navigazione potrebbe essere impiegato anche per creare una mappa accurata dei punti di semina o di trapianto di ogni pianta di riso. Ad esempio, mediante un sistema di localizzazione satellitare è possibile creare uno schema virtuale che sia poi in grado di far muovere il robot autonomo agricolo senza l’impiego di ulteriori sensori; conoscendo il punto di partenza il robot autonomo agricolo potrà muoversi tra le file di piante di riso ma anche tra le piante di riso medesime, svolgendo una azione di lavoro su tutte le direzioni. The navigation system could also be used to create an accurate map of the sowing or transplanting points of each rice plant. For example, using a satellite tracking system it is possible to create a virtual scheme that is then able to move the autonomous agricultural robot without the use of additional sensors; knowing the starting point, the autonomous agricultural robot will be able to move between the rows of rice plants but also between the rice plants themselves, carrying out a work action in all directions.

Inoltre, le telecamere di rilevamento potrebbero essere impiegate per un controllo costante e mirato dello stato di salute della risaia e delle piante di riso in funzione del continuo passaggio tra le piante di riso. Ad esempio, le telecamere di rilevamento potranno controllare ciascuna pianta di riso e il terreno circostante, valutando lo stato di concimazione in base alla colorazione, possibilità di insorgenze di malattie, rischio di attacchi di animali nocivi e tutto quello che riguarda lo stato di salute generale della risaia. Furthermore, the detection cameras could be used for a constant and targeted control of the health of the paddy field and rice plants according to the continuous passage between the rice plants. For example, the detection cameras will be able to check each rice plant and the surrounding soil, evaluating the fertilization status based on the color, the possibility of disease outbreaks, the risk of pest attacks and everything related to the general state of health. of the paddy field.

Il processo di strigliatura superficiale del terreno viene effettuato dopo le operazioni di semina. Lo scopo delle operazioni di strigliatura consiste in un’operazione meccanica che gli erpici 401 strigliatori realizzano per estirpare piante infestanti dalla risaia. The surface grooming process of the soil is carried out after the sowing operations. The purpose of the weeding operations consists of a mechanical operation that the harrows 401 harrows carry out to eradicate weeds from the paddy field.

Il robot 1 autonomo agricolo, si muoverà dapprima senza il necessario riferimento ad una specifica fila di piante di riso, in quanto le operazioni di strigliatura possono essere realizzate prima delle operazioni di semina. In seguito alla semina a file, il robot 1 autonomo agricolo si muoverà seguendo ciascuna fila per mezzo del sistema di navigazione atto ad identificare le file di piante di riso nelle risaie e le estremità di fine campo nelle risaie, come descritto in precedenza. Le telecamere di rilevamento identificano la fila di piante di riso da trattare e le relative estremità di fine campo, consentendo al robot 1 autonomo agricolo di operare senza l’ausilio di un operatore anche se le file di piante di riso non sono perfettamente allineate. The autonomous agricultural robot 1 will initially move without the necessary reference to a specific row of rice plants, as the weeding operations can be carried out before the sowing operations. After sowing in rows, the autonomous agricultural robot 1 will move following each row by means of the navigation system designed to identify the rows of rice plants in the paddy fields and the ends of the headland in the paddy fields, as described above. The detection cameras identify the row of rice plants to be treated and their headland ends, allowing the autonomous agricultural robot 1 to operate without the aid of an operator even if the rows of rice plants are not perfectly aligned.

Gli elementi 501 sarchianti sono in tal caso sostituiti e regolati per facilitare la movimentazione sul terreno e consentono mediante gli elementi 501 sarchianti a profilo lineare di rompere le zolle di terreno formate. Durante le suddette operazioni, le ruote 121, 221 possono non necessitare di modularità di affondamento, ovvero potrebbe essere non necessario definire contenitori a tenuta d’acqua. Pertanto, le pareti che definiscono i contenitori a tenuta d’acqua possono essere rimosse, come illustrato in Figura 4. In this case, the weeding elements 501 are replaced and adjusted to facilitate movement on the ground and allow, by means of the linear profile weeding elements 501, to break the clods of soil formed. During the aforementioned operations, the wheels 121, 221 may not require sinking modularity, or it may not be necessary to define watertight containers. Therefore, the walls that define the watertight containers can be removed, as shown in Figure 4.

Ultimata la fila trattata, le telecamere di rilevamento identificheranno l’estremità di fine campo ove il robot 1 autonomo agricolo effettuerà lo spostamento alla fila successiva. Tale spostamento avverrà sterzando il robot 1 autonomo agricolo incrementando la velocità di rotazione della ruota 121, 221 opposta al direzione di svolta, consentendo alla rimanente ruota 121, 221 di operare come perno di rotazione e, quindi, invertendo il senso di marcia. Once the treated row is finished, the detection cameras will identify the end of the headland where the autonomous agricultural robot 1 will move to the next row. This movement will take place by steering the autonomous agricultural robot 1, increasing the rotation speed of the wheel 121, 221 opposite to the turning direction, allowing the remaining wheel 121, 221 to operate as a rotation pin and, therefore, reversing the direction of travel.

Come descritto in precedenza per le operazioni di sarchiatura, anche le operazioni di strigliatura procederanno fino al completamento della risaia o fino all’esaurimento dell’energia accumulata nel sistema di alimentazione. As described above for the weeding operations, the weeding operations will also proceed until the paddy field is completed or until the energy accumulated in the power system is exhausted.

Il robot autonomo agricolo secondo la presente invenzione è, dunque, in grado di minimizzare le problematiche suddette. In particolare, il robot autonomo agricolo per risaie secondo la presente invenzione è in grado di lavorare tra le file di piante di riso in completa autonomia, anche senza il controllo diretto di un operatore, e con estrema precisione. The autonomous agricultural robot according to the present invention is therefore capable of minimizing the aforementioned problems. In particular, the autonomous agricultural robot for rice fields according to the present invention is able to work between the rows of rice plants in complete autonomy, even without the direct control of an operator, and with extreme precision.

L’adozione di ruote dal diametro elevato oltre i 500 mm, in particolare compreso tra 650 mm e 800 mm, e con la possibilità di modularne il peso consentano di ridurre lo sforzo di rotolamento e, al contempo, una riduzione di dispendio energetico. Inoltre, la possibilità di effettuare le operazioni di sterzata senza organi appositi consente di ridurre notevolmente il peso del robot autonomo agricolo secondo la presente invenzione, nonché di aumentare il passo da terra e, dunque, la luce rispetto alle piante di riso evitando la possibilità di qualsiasi contatto e danneggiamento delle medesime nella parte apicale. The adoption of large diameter wheels over 500 mm, in particular between 650 mm and 800 mm, and with the possibility of modulating the weight, allow to reduce the rolling effort and, at the same time, a reduction in energy expenditure. Furthermore, the possibility of carrying out the steering operations without special organs allows to considerably reduce the weight of the autonomous agricultural robot according to the present invention, as well as to increase the step from the ground and, therefore, the light compared to the rice plants avoiding the possibility of any contact and damage to the same in the apical part.

Inoltre, il robot autonomo agricolo per risaie è in grado di ottimizzare il passaggio tra le file di piante di riso, tanto in termini di numero di passaggi quanto in termini di qualità di ogni singolo passaggio, preservando le piante di riso e riducendo le possibilità di formazione di aree atte alla crescita di piante infestanti. Furthermore, the autonomous agricultural robot for rice fields is able to optimize the passage between the rows of rice plants, both in terms of the number of steps and in terms of the quality of each single step, preserving the rice plants and reducing the chances of formation of areas suitable for the growth of weeds.

La possibilità di modificare la struttura delle ruote e degli elementi sarchianti consente di velocizzare le operazioni di set-up del robot autonomo agricolo, aumentando la produttività dello stesso. The possibility of modifying the structure of the wheels and of the weeding elements allows to speed up the set-up operations of the autonomous agricultural robot, increasing its productivity.

Il robot autonomo agricolo secondo la presente invenzione è, dunque, completamente autonomo nelle operazioni di sarchiatura con una significativa lotta alle piante infestanti. Inoltre, la movimentazione e la sterzatura automatica contribuiscono a rendere meno pesante il lavoro di eventuali operatori a supporto. The autonomous agricultural robot according to the present invention is therefore completely autonomous in weeding operations with a significant fight against weeds. In addition, the handling and automatic steering help to make the work of any supporting operators less heavy.

L’impiego del robot autonomo agricolo consente, inoltre, una notevole riduzione di rumore aumentando la presenza di fauna locale in grado di contribuire alla rimozione di eventuali insetti nocivi. The use of the autonomous agricultural robot also allows a significant reduction in noise by increasing the presence of local fauna capable of contributing to the removal of any harmful insects.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Robot (1) autonomo agricolo per risaie comprendente: - un telaio (11) di supporto; - almeno una coppia di ruote (121, 221) contrapposte e operativamente connesse al detto telaio (11) di supporto, in cui le dette ruote (121, 221) sono atte a movimentare il detto robot (1) autonomo agricolo e contemporaneamente sono atte a lavorare le dette risaie per le operazioni di sarchiatura o strigliatura; - un sistema di movimentazione operativamente connesso alle dette ruote (121, 221); - un sistema di navigazione atto ad identificare le file di piante di riso in dette risaie e le estremità di fine campo di dette risaie; - un sistema di controllo operativamente connesso al detto sistema di movimentazione e al detto sistema di navigazione; - un sistema di alimentazione operativamente connesso al detto sistema di movimentazione, al detto sistema di navigazione e al detto sistema di controllo; in cui le dette ruote (121, 221) presentano una superficie circonferenziale provvista di elementi (501) sarchianti, in cui il detto sistema di controllo è atto a controllare il detto sistema di movimentazione in funzione del detto sistema di navigazione per azionare le dette ruote (121, 221) e mantenere il detto robot (1) autonomo agricolo allineato alla detta fila di piante di riso da trattare tra le dette estremità di fine campo, e in cui il detto sistema di controllo è atto a controllare il detto sistema di movimentazione in funzione del detto sistema di navigazione per azionare le dette ruote (121, 221) e sterzare il detto robot (1) autonomo agricolo in corrispondenza della detta estremità di fine campo nella detta fila di piante di riso adiacente alla detta fila di piante di riso trattata. CLAIMS 1. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields comprising: - a support frame (11); - at least one pair of opposing wheels (121, 221) and operatively connected to said support frame (11), in which said wheels (121, 221) are suitable for moving said autonomous agricultural robot (1) and at the same time are suitable to work the rice fields for weeding or weeding; - a movement system operatively connected to said wheels (121, 221); - a navigation system suitable for identifying the rows of rice plants in said paddy fields and the headlands of said paddy fields; - a control system operatively connected to said movement system and to said navigation system; - a power supply system operatively connected to said movement system, said navigation system and said control system; in which said wheels (121, 221) have a circumferential surface provided with weeding elements (501), in which the said control system is adapted to control the said movement system as a function of the said navigation system to operate the said wheels (121, 221) and keep the said autonomous agricultural robot (1) aligned with the said row of rice to be treated between said headland ends, e wherein said control system is adapted to control said movement system as a function of said navigation system to drive said wheels (121, 221) and steer said autonomous agricultural robot (1) at said end end field in said row of rice plants adjacent to said row of treated rice plants. 2. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo la rivendicazione 1, in cui le dette ruote (121, 221) sono costituite ciascuna da un contenitore a tenuta d’acqua, in cui il detto contenitore a tenuta d’acqua è atto ad essere riempito o svuotato rispettivamente per appesantire o alleggerire il detto robot (1) autonomo agricolo per risaie. 2. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to claim 1, wherein said wheels (121, 221) each consist of a watertight container, in which said watertight container is adapted to be filled or emptied respectively to weight or lighten said autonomous agricultural robot (1) for rice fields. 3. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui le dette ruote (121, 221) comprendono una parete (1121) laterale esterna opposta al detto telaio (11) di supporto, in cui la detta parete (1121) laterale esterna presenta una conformazione convessa verso l’esterno del detto robot (1) autonomo agricolo per risaie. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to claim 1 or 2, wherein said wheels (121, 221) comprise an external lateral wall (1121) opposite to said support frame (11), in which said wall (1121) on the external side has a convex conformation towards the outside of said autonomous agricultural robot (1) for rice fields. 4. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui i detti elementi (501) sarchianti sono regolabili e/o sostituibili. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 3, in which said weeding elements (501) are adjustable and / or replaceable. 5. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 o 4, in cui le dette ruote (121, 221) sono indipendenti, e in cui il detto sistema di movimentazione comprende un motore (131) autonomo per ciascuna delle dette ruote (121, 221). 5. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 or 4, in which said wheels (121, 221) are independent, and wherein said movement system comprises an autonomous motor (131) for each of said wheels (121, 221). 6. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il detto sistema di navigazione comprende telecamere di rilevamento delle dette file di piante di riso da trattare e delle dette estremità di fine campo e/o un sistema di posizionamento satellitare. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 5, wherein said navigation system comprises cameras for detecting said rows of rice plants to be treated and said headland ends and / or a satellite positioning system. 7. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui il detto sistema di navigazione è atto a definire uno schema virtuale dei punti di semina o di trapianto delle piante di riso della detta risaia. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 6, wherein said navigation system is able to define a virtual scheme of the sowing or transplanting points of the rice plants of said paddy field. 8. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui il detto sistema di alimentazione comprende pannelli solari. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 7, wherein said power supply system comprises solar panels. 9. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, comprendente mezzi (41) di copertura atti a proteggere il detto robot (1) autonomo agricolo per risaie dagli agenti atmosferici. Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 8, comprising covering means (41) suitable for protecting said autonomous agricultural robot (1) for rice fields from atmospheric agents. 10. Robot (1) autonomo agricolo per risaie secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente erpici (401) strigliatori accoppiati al detto telaio (11) di supporto in posizione contrapposta alle dette ruote (121, 221). Autonomous agricultural robot (1) for rice fields according to one or more of claims 1 to 9, comprising harrows (401) harrow coupled to said support frame (11) in opposite position to said wheels (121, 221).