BR102012012034A2 - mÁquina para trabalho de solo, e, mÉtodo para operar uma mÁquina para trabalho de solo - Google Patents

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Abstract

MÁQUINA PARA TRABALHO DE SOLO, E, MÉTODO PARA OPERAR UMA MÁQUINA PARA TRABALHO DE SOLO. Máquina para trabalho de solo tendo um chassi, uma roda de engate no solo montada na chassi e que pode se mover entre uma posição elevada, que não engata no solo, quando está na posição de trabalho, que engata no solo. A roda de engate no solo, quando está na posição de trabalho, girando ao redor de um eixo, quando a máquina é deslocada sobre o solo. Um atuador eleva a abaixa as rodas de engate no solo. Um sistema de controle inclui um sensor para detectar a rotação da roda de engate no solo e um controlador que recebe entradas a partir de um sensor. O controlador comanda o atuador, para elevar a roda de engate no solo, quando o sensor detecta que a roda de engate no solo não está girando.

Description

“MÁQUINA PARA TRABALHO DE SOLO, E, MÉTODO PARA OPERAR UMA MÁQUINA PARA TRABALHO DE SOLO”
Campo
Uma máquina para trabalho de solo com uma roda de engate no solo é descrita e, em especial, um sistema de controle para levantar a roda de engate no solo, em resposta à interrupção da rotação da roda.
Fundamentos
E prática comum no meio-oeste dos Estados Unidos a produção de colheitas com utilização de práticas de lavoura mínima ou de não-lavoura, que deixam resíduos de colheita no campo. Como resultado, as rodas de uma limpadora de fileira são as comumente utilizadas plantadeiras. As rodas limpadoras de fileira liberam os resíduos da colheita anterior e os blocos de terra do trajeto da unidade de fileira, para remover os restolhos de solo e liberar o campo. Isto provê um ambiente mais uniforme para a colocação da semente no solo e libera os resíduos da área imediata que circunda a semente, para facilitar o aquecimento do solo e reduzir a possibilidade de doenças e a interferência de fungos com a germinação emergente.
A maioria das rodas das limpadoras de fileiras é configurada para liberar um trajeto tão largo quanto as rodas do calibre da unidade de fileira. As rodas das limpadoras de fileiras utilizadas no solo lavrado lutam para encontrar uma tração suficiente para manter as rodas girando. As rodas flutuantes das limpadoras de fileiras são frequentemente utilizadas, em combinação com rodas de banda de rodagem para calibrar profundidade e prover tração extra para manter as rodas limpadoras girando. Quando se planta em campos de milho lavrados, bolas de raízes e espigas podem, facilmente, ficar presas na frente das rodas limpadoras de fileiras e interromper a rotação das rodas. A unidade de fileira, então, começa a empurrar uma pilha de resíduos e de solo. Leva apenas alguns segundos para que a pilha fique suficientemente grande para causar impacto nas fileiras, em qualquer dos lados da fileira conectada. A plantadeira tem que ser parada e elevada, e deslocada sobre a pilha, para liberar a pilha. Se o operador não quiser deixar um vazio não plantado no campo, a pilha de resíduos e de solo deve ser manualmente deslocada para um dos lados, ao invés de elevar a plantadeira, para desloca-la sobre a pilha. Isto consome tempo e reduz a eficiência da plantação.
Sumário
É descrita uma máquina para trabalho de solo que tem um chassi, uma roda de engate no solo montada no chassi e móvel entre uma posição elevada, que não se engata no solo, e uma posição de trabalho, que se engata no solo. A roda de engate no solo, quando está na posição de trabalho, gira ao redor de um eixo geométrico de roda, quando a máquina é deslocada sobre o solo. Um sistema de controle é provido tendo um sensor para detectar a rotação da roda de engate no solo, um controlador que recebe uma entrada a partir do sensor e um atuador para elevar a roda de engate no solo, quando o sensor detecta que a roda de engate no solo não está girando.
Breve Descrição dos Desenhos A Fig.l é uma vista lateral de uma máquina para trabalho de solo, ilustrando uma unidade de fileira da máquina.
A Fig. 2 é um sistema de controle para elevar a roda de engate no solo da máquina, em resposta à interrupção da rotação da roda de engate no solo.
Descrição Detalhada Com referência à Fig. 1, é mostrada uma unidade de fileira 12 de uma máquina para trabalho de solo. A máquina para trabalho de solo 10 está sob a forma de uma máquina semeadora, e, em especial, de uma plantadeira de fileira da colheita mas, poderia ser qualquer tipo de máquina que tenha pelo menos uma roda giratória engatando com, e trabalhando o solo, quando a máquina é deslocada sobre o solo. A máquina 10 possui uma pluralidade de unidades de fileiras individuais 12 acopladas som uma barra de ferramentas transversal, ou chassi 14. A barra de ferramentas 14 é, por sua vez, acoplada a um trator (não mostrado), para movimentar a máquina de uma 5 forma conhecida. Cada unidade de fileira 12 é tipicamente configurada de modo substancialmente idêntico uma à outra, e, desta forma, apenas uma única unidade de fileira 12 é mostrada e descrita.
A unidade de fileira 12 é acoplada com a barra de ferramentas por meio de elementos de ligação pivotantes 16, e, desta forma, pode ser 10 movida nas direções, de modo geral vertical, para cima e para baixo, para seguir o contorno do solo 18. Um acionador de plantadeira inclui um eixo principal acionado no solo 20, que roda ao longo da parte traseira da barra de ferramenta 14, e, é fonte, ou fonte primária, da energia que entra para cada medidor de semente 22. Um eixo de acionamento flexível 24 se acopla com o 15 eixo principal 20, para a transmissão 26. A saída da transmissão é um eixo de medição do medidor de semente 22. O medidor de semente 22 é utilizado para espaçar as sementes 28, em uma distância média predeterminada, umas das outras dentro de um trecho de sementes 30. As sementes do medidor de semente são depositadas na vala por meio de um tubo de sementes 32.
A vala de semente 30 é formada por um formador de vala de
disco duplo 34. Rodas de medição 38, localizadas nas laterais e ligeiramente na direção traseira dos discos de abertura, controlam a profundidade na qual os discos de abertura penetram no solo e, desta forma, a profundidade da vala da semente 30. Na direção traseira das rodas de medição ficam os discos de 25 fechamento ou rodas 40, que fecham a vala colocando terra em cima da semente. Na frente da abridora 34 está a limpadora de fileira 42, que possui um par de rodas limpadoras 44, arranjado em um determinado ângulo, para direcionar para frente o deslocamento da máquina. As rodas limpadoras 44 são montadas em um braço 46 que é montado de modo pivotante no chassi da unidade de fileira 60, na extremidade dianteira da mesma. As rodas 44, conforme mostrado, possuem um determinado número de dentes ou pontas 48 que se engatam com o solo e giram quando a máquina é deslocada sobre o solo. Cada roda 44 gira ao redor do seu próprio eixo geométrico. A rotação 5 das rodas 44 faz com que os resíduos da colheita sobre a superfície do solo se movam lateralmente, para fora do trajeto da abridora 34, deixando liberado o solo para a abridora. Isto facilita a colocação precisa da semente na vala 30 e reduz a possibilidade de um “grampeamento” onde a abridora empurra resíduos da colheita, como, por exemplo um talo de milho, para dentro da vala 10 da semente, criando um ambiente não desejado para a semente. A posição do braço 46 é controlada por um atuador linear 50, que eleva e abaixa o braço 46, entre uma posição de trabalho, na qual as rodas se engatam no solo, e, uma posição elevada, na qual as rodas não se engatam. O atuador 50 pode ser um cilindro pneumático, um cilindro hidráulico, um parafuso acionado por motor, 15 etc. A forma exata do atuador não é crítica. Alguns produtos limpadores de fileira comercialmente disponíveis incluem a 2967 E Series Residue Manager da Yetter Manufacturing Inc. de Colchester, Illinois, a Clean Sweep, disponibilizada pela Precision Planting of Tremont, Illinois e a Ground Effects (Gfc) Floating Row Cleaner da Dawn Equipmente Company of 20 Sycamore, Ilinois. Algumas limpadoras de fileiras são “flutuantes”, o que significa que a limpadora de fileira não é fixada ao chassi da unidade de fileira, mas, é livre para seguir os contornos do solo. Outras limpadoras de fileiras possuem uma posição fixa em relação ao chassi da unidade de fileira controlada pelo atuador linear 50.
Em determinadas condições, os resíduos de colheita, tais como
bolas de raízes do milho e espigas, podem facilmente ficar presos pelas rodas limpadoras de fileiras e interromper a rotação das rodas. A unidade de fileira, então, começa a empurrar a pilha de resíduos e de solo. Leva apenas alguns segundos para que a pilha fique grande o bastante para causar impacto sobre as fileiras, de qualquer dos lados da fileira conectada. Para corrigir este problema, a máquina deve ser parada e elevada ou deslocada sobre a pilha para liberar a pilha. Se o operador não quiser deixar um vazio não plantado no campo. A pilha de resíduos e de solo tem que ser manualmente deslocada para 5 os lados, ao invés de elevar a plantadeira, para desloca-la sobre a pilha. Para reduzir a destruição provocada pela roda limpadora de fileira conectada, as rodas 44 são equipadas com um sensor de rotação de rodas 52 no braço 46. O sensor 52 pode ser um sensor magnético, com um magneto 54 montado na roda limpadora 44, e detectado pelo sensor 52, quando o magneto 54 passa 10 pelo sensor. O sensor 52 produz um sinal de saída, comunicado a um controlador 58, mostrado na Fig.2. Qualquer tipo de sensor pode ser utilizado para detectar a rotação das rodas limpadoras. Estes tipos incluem sensores indutivos, sensores de proximidade, sensores ópticos, sensores de efeito de Hall, dentre outros. Um sensor óptico pode ser montado remotamente da roda. 15 Além disto, uma câmera de vídeo pode ser montada no chassi, em algum local, para visualizar as rodas limpadoras nas múltiplas unidades de fileiras, e, com um software de análise, determinar qual roda limpadora não está girando, para uma ação corretiva. Quando o sensor de rotação detecta que rodas de uma limpadora não estão girando, o sistema de controle 70, mostrado na Fig. 20 2, opera para elevar a roda limpadora parada, para permitir que a roda limpadora se desloque sobre a pilha de resíduos de colheita acumulados. A roda limpadora é, então, levada de volta para a posição de operação.
No sistema de controle ilustrado 70, o atuador linear é um cilindro hidráulico, com um fluido de pressão hidráulica, suprido a partir do 25 suprimento de um trator hidráulico 72. A pressão hidráulica no sistema é controlada por uma válvula 74, por meio de uma entrada elétrica, a partir do controlador 56. A entrada de um usuário 76 para o controlador permite que o operador configure a pressão do sistema. Válvulas de controle individual 78 operam para fornecer uma pressão de fluido hidráulica, para os atuadores lineares 50. Os atuadores 50 são cilindros hidráulicos com mola de retomo que atuam sozinhos, de forma que quando a pressão hidráulica é removida da cilindro, a mola de retomo retrai o pistão do atuador, elevando o braço 46 e as rodas limpadoras 44. Quando um dos sensores 52 detecta que a roda 5 limpadora associada não está girando, o controlador 56 vai enviar um sinal para a válvula associada 78, para liberar a pressão hidráulica para o atuador 50, permitindo que o atuador se retraia e eleve a roda limpadora. Após alguns segundos, a máquina já terá se deslocado e passado pela pilha de resíduos, o controlador, então, ativa a válvula 78, para reaplicar uma pressão de fluido, 10 para abaixar a limpadora de fileiras uma vez mais. O sensor e o sistema de controle operam autonomamente, sem entradas do operador para liberar a roda limpadora, de forma que ela gire novamente.
Os especialistas na técnica vão observar que o sistema de controle 70 é apenas uma das várias maneiras possíveis de liberar dos 15 resíduos de uma roda limpadora. Os atuadores 50 são também um tipo possível de atuador. Um cilindro de duas vias pode ser utilizado com o sistema hidráulico, de forma a operar tanto para elevar como para abaixar a roda limpadora.
No sistema descrito, cada uma das rodas de unidade de fileira 20 é operada de forma independente. Isto provê um benefício máximo em termos de liberação do plugue e de não interromper a operação das outras fileiras da máquina. Mas, isto também acrescenta um custo maior, em termos das válvulas acrescentadas ao sistema de controle. Um sistema menos caro utiliza um atuador para elevar múltiplas rodas limpadoras, como um conjunto de 25 rodas limpadoras. Um sistema ainda mais simples é o que eleva toda a máquina quando uma roda limpadora para de girar. Embora isto afete toda a máquina e ainda deixe um vazio no campo, quando a máquina é levantada, ele ainda traz o benefício da detecção automática de uma roda limpadora conectada e da correção e não se baseia na observação do problema pelo operador, antes de tomar a medida de correção.
Embora o sistema tenha sido descrito no contexto da liberação de uma roda limpadora de fileira conectada, ficará claro para os especialistas na técnica que o sistema pode ser aplicado a qualquer roda de engate no solo 5 na máquina. As rodas da unidade de fileira podem ser liberadas pelo levantamento de uma roda individual, ou pelo levantamento de toda de unidade de fileira.
O sistema de controle 70 não precisa estar operando em todos os momentos, mas, apenas quando a máquina está trabalhando no campo. Por exemplo, quando a máquina é virada, na extremidade de um campo, a máquina é primeiramente elevada. Uma vez elevada, as rodas limpadoras vão ficar fora do solo e desta forma, não vão rodar. Desta forma, uma entrada no sistema de controle de operação da máquina é desejável. Várias formas podem ser utilizadas para determinar se a máquina está em uso. Uma das formas é detectar a posição da barra de ferramentas da máquina 14, se a barra de ferramentas foi elevada para uma volta em um fim de fileira, ou para transporte, ou, se a barra de ferramenta foi abaixada para uma operação no campo. A posição da barra de ferramentas juntamente com a velocidade da máquina que foi entrada vai permitir que seja determinada a utilização da máquina. Se a barra de ferramentas estiver abaixada, mas não estiver em movimento, não há necessidade de detectar a rotação das rodas. Apenas quando a barra de ferramentas está abaixada e em movimento é que a rotação da roda limpadora é necessária. O movimento da máquina pode ser determinado por um sensor de velocidade separado da máquina, por mudanças na determinação da localização por GPS, ou, pelo estado do motor/transmissão do trator, etc. Quaisquer dos métodos acima (e outros) podem ser utilizados para determinar quando é necessário monitorar a rotação da roda limpadora.
Uma vez descrito o sistema, fica claro que várias modificações podem ser feitas, sem que se afaste do escopo, conforme é definido nas reivindicações anexas.

Claims (10)

1. Máquina para trabalho de solo, caracterizada por compreender: um chassi; uma roda de engate no solo montada no chassi e que pode se mover entre uma posição elevada, que não engata no solo, e uma posição de trabalho, que engata no solo; a roda de engate no solo, quando na posição de trabalho, girando ao redor de um eixo geométrico de roda, quando a máquina é deslocada sobre o solo; um atuador para movimentar a roda de engate no solo entre uma posição elevada e uma posição de trabalho; e sistema de controle incluindo um sensor para detectar a rotação da roda de engate no solo, um controlador que recebe uma entrada de um sensor, o controlador operacionalmente conectado com o atuador fazendo com que o atuador eleve a roda de engate no solo, quando o sensor detectar que a roda de engate no solo não está girando.
2. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um meio para determinar quando a máquina está em operação, trabalhando o solo, ou apenas operando o sistema de controle, para elevar a roda de engate no solo, quando a máquina está em operação, e o sensor detectar que a roda de engate no solo não está girando.
3. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente múltiplas rodas de engate no solo, e, um ou mais sensores para determinar se uma das mencionadas rodas de engate no solo não está girando; o sistema de controle operável para elevar todas as mencionadas rodas de engate no solo juntas, em resposta a uma de mencionadas rodas de engate no solo não girarem.
4. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente múltiplas rodas de engate no solo, e um ou mais sensores para determinar se uma das mencionadas rodas de engate no solo não está girando, o sistema de controle operável para elevar uma porção das mencionadas rodas de engate no solo juntas em resposta a uma das mencionadas rodas de engate no solo não girar.
5. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente múltiplas rodas de engate no solo, e um ou mais sensores, para determinar se uma das mencionadas rodas de engate no solo não está girando; o sistema de controle operável para elevar qualquer uma das mencionadas rodas de engate no solo, independentemente das outras mencionadas rodas de engate no solo, em resposta à aquela roda de engate no solo não girar.
6. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a máquina é uma máquina semeadeira, tendo uma pluralidade de unidades de fileira, cada unidade de fileira tendo uma roda de engate no solo e um atuador, para elevar a roda de engate no solo, em resposta à roda de engate no solo não girar.
7. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as rodas de engate no solo são montadas em uma das respectivas unidades de fileira, e, de que o atuador eleva toda a unidade de fileira.
8. Máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a máquina é uma máquina semeadeira que tem uma pluralidade de unidades de fileira, cada unidade de fileira tendo um abridor de vala para semente, e uma roda limpadora em frente do abridor de vala para semente, e que o sensor detecta a rotação de uma roda limpadora e o atuador abaixa e eleva a roda limpadora.
9. Método para operar uma máquina para trabalho de solo, tendo uma roda de engate no solo que pode se mover entre uma posição elevada, que não engata no solo, e uma posição de trabalho, que engata no solo; a roda de engate no solo girando ao redor de um eixo geométrico de roda, quando a máquina é deslocada sobre o solo, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: deslocamento da máquina sobre o solo com a roda de engate no solo na posição de trabalho, fazendo, desta forma, com que a roda de engate no solo gire; detecção da rotação da roda de engate no solo; e no caso da roda de engate no solo parar de girar, mover a roda de engate no solo para a posição elevada.
10. Método para operar uma máquina para trabalho de solo de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender adicionalmente uma etapa de, após a elevação da roda, subsequentemente, abaixar a roda para a posição de trabalho.
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