BR102012033275A2 - Sistema de monitoramento de avanço das rodas de um trator agrícola e trator agrícola - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE MONITORAMENTO DE AVANÇO DAS RODAS DE UM TRATOR AGRÍCOLA E TRATOR AGRÍCOLA. A presente invenção refere-se a um sistema de monitoramento de avanço das rodas (5a, 5b, 6a, 6b) de um trator agrícola (10). Dentre outras finalidades, este sistema é configurado para mensurar automaticamente o avanço de cada uma das rodas (5a,5b,6a,6b)do trator (10) e exibir o resultado desta medição em um painel eletrônico (1). A partir destas informações de avanço o condutor do trator (10) é orientado a tomar ação visando adequar o avanço de suas rodas (5a,5b,6a,6b).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE MONITORAMENTO DE AVANÇO DAS RODAS DE UM TRATOR AGRÍCOLA E TRATOR AGRÍCOLA".

A presente invenção refere-se a um sistema de monitoramento de avanço das rodas de um trator agrícola.

Descrição do estado da técnica

É bastante comum que os tratores agrícolas do estado da técnica compreendam dois conjuntos de rodados com pneus e aros de diâmetros diferentes.

É praxe do estado da técnica que estas máquinas saiam de fá

brica com suas rodas dianteiras 5a, 5b dotadas de um diâmetro ligeiramente menor que suas rodas traseiras 6a, 6b.

Os tratores agrícolas também são comumente dotados de um sistema de tração nas quatro rodas (4WD). Note-se que, é bastante comum 15 um trator sair de fábrica com esta tecnologia, pois estas máquinas são configuradas para trabalhar em solos escorregadios, cheios de lama, barro, água ou areia. Obviamente, um veículo com tração em apenas duas rodas atolaria muito mais facilmente nestas condições.

Em um veículo de passeio convencional, onde o diâmetro das rodas traseiras é igual ao diâmetro das rodas dianteiras (entende-se por "roda", neste relatório, o conjunto pneu mais aro de roda) a relação de transmissão transmitida ao eixo frontal é a mesma da relação de transmissão transmitida ao eixo traseiro.

Em um veículo agrícola, existe uma "transmissão auxiliar" que 25 multiplica a relação do eixo traseiro a fim de prover a mesma velocidade linear às rodas traseiras e dianteiras. Em outras palavras, as rodas dianteiras 5a, 5b, por revelarem um diâmetro menor que as rodas traseiras 6a, 6b, devem apresentar uma velocidade angular ligeiramente superior à velocidade angular das rodas traseiras 6a, 6b.

Se não houvesse esta transmissão auxiliar, os pneus traseiros e

dianteiros se desgastariam muito além de seu desgaste em condições normais de uso, não obstante, a tração e o rendimento do veículo seriam severamente comprometidos.

Ocorre que, no período pós-venda, os usuários dos tratores costumam trocar os pneus de seus veículos, ampliando ou reduzindo os diâmetros das rodas traseiras e dianteiras 5a, 5b, 6a, 6b. Contudo, as transmis5 sões auxiliares não costumam revelar diferentes opções de tração (tal como uma transmissão de marchas de um veículo convencional) para compensar esta troca de pneus. Regra geral, estas transmissões auxiliares revelam uma relação torque/velocidade fixa, comumente na ordem de 1,3 unidades. Existe a possibilidade de se trocar o par de engrenagens que determinam essa re

lação, no entanto, esta operação além de custosa é bastante complexa e demorada.

Neste tipo de situação, em que o usuário do trator repõe seu jogo de pneus trocando-os por pneus de diâmetros diferentes dos diâmetros originais, admite-se uma variação de avanço (positivo) na ordem de 2 a 4%.

Após a instalação das rodas, o condutor deve calibrar os pneus

do veículo objetivando alcançar a proporção ideal entre o diâmetro das rodas dianteiras 5a, 5b e o diâmetro das rodas traseiras 6a, 6b. O porquê desta necessidade de calibração se deve ao fato de que quanto menor a pressão interna de um pneu menor o seu diâmetro externo.

Na prática, a verificação do avanço se dá do seguinte modo:

I. Primeiramente, liga-se o trator, mantém-se o sistema de tração dianteira desligada e movimenta-se o trator por uma distância preestabelecida (ou conta-se 10 voltas na rodagem traseira) e anota-se a quantidade de voltas e garras da rodagem dianteira.

II. Em seguida, o trator retorna à posição inicial, o sistema de

tração dianteira é acionado e a mesma operação de movimentação e contagem de voltas é repetida.

III. Faz-se um cálculo dividindo o número de voltas com tração ligada pelo número de voltas com a tração desligadas, multiplica-se este

número por 100, obtendo-se o valor do percentual de avanço das rodas.

IV. Se o resultado obtido no cálculo da etapa Ill não corresponder à condição ideal de avanço, o trator é levado a um local de calibração onde a pressão de cada um de seus pneus é alterada.

(As etapas acima se repetem sucessivamente até que o valor de avanço desejado seja alcançado).

Note-se que, além de todo o tempo e esforço gasto nesta operação, são necessárias pelo menos três profissionais trabalhando em conjunto a fim de realizar estas tarefas: um condutor, uma pessoa contando as voltas do eixo dianteiro e uma terceira pessoa contando as voltas do eixo traseiro.

Faz-se necessário, portanto, um sistema configurado para monitorar o avanço da rodagem dianteira sobre a traseira sem que haja a necessidade de outras pessoas para a contagem de número de voltas da rodagem dianteira e da traseira e posterior cálculo para verificar se o avanço está dentro do permitido ou não.

Objetivos da invenção

A presente invenção tem por objetivo a provisão de um sistema simples, prático e rápido para a determinação do avanço entre os rodados de um trator agrícola.

A presente invenção tem por objetivo também um trator dotado deste sistema.

Breve descrição da invenção

Os objetivos da presente invenção são alcançados por um sis

tema de monitoramento de avanço das rodas de um trator agrícola (que compreende, pelo menos dois medidores de altura e uma Unidade de Controle Eletrônico; os medidores de altura estando associados a uma distância vertical permanente em relação ao centro dos eixos do trator; a Unidade de 25 Controle Eletrônico se comunicando eletronicamente com cada um dos medidores de altura, detectando o avanço de cada uma das rodas do trator agrícola.

A presente invenção apresenta como vantagens um trator agrícola que compreende um sistema de monitoramento de avanço de suas rodas.

Descrição resumida dos desenhos

A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

Figura 1 - é uma segunda vista em perspectiva do chassi do trator da presente invenção, desta vez acrescido de detalhes como assento, e painel de controle.

Figura 2 - é uma vista em perspectiva superior do painel de controle da presente invenção.

Figura 3 - é uma vista lateral à esquerda do trator da presente

invenção.

Figura 4 - é uma vista superior do trator da presente invenção.

Figura 5 - é uma vista ampliada de um medidor de altura tal como empregado pela presente invenção.

Descrição detalhada das figuras

A presente invenção consiste basicamente em um sistema automático de medição dos diâmetros das rodas 5a, 5b, 6a, 6b de um trator agrícola 10 e interpretação destes dados visando determinar o avanço de cada roda.

Uma série de medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b estrategicamente posicionados ao longo do trator 10, coletam uma série de dados, encami20 nhando-os a uma Unidade de Controle Eletrônico - disposta internamente ao painel eletrônico 1 - que processa estas informações e indica em um visor indicador de avanço 1 a o avanço de cada uma das rodas 5a, 5b, 6a, 6b do trator 10.

Mais especificamente, em sua configuração preferencial, o sistema opera do seguinte modo:

O trator 10 compreende quatro medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b diferentes, cada qual posicionado em proximidade a cada uma das rodas 5a, 5b, 6a, 6b do veículo (vide figura 4).

Estes medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b detectam a distância de seus pontos de apoio ao solo y1+y2 e y1’+y2’ e, com base nestes valores, determinam as distâncias do eixo frontal 4a e do eixo traseiro 4b em relação ao solo y1, y1’. Note-se que, os medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b são dispostos a uma distância vertical permanente em relação ao centro dos eixos 4a, 4b. Na figura 7 é possível perceber um sensor de altura 2a permanentemente fixado através de parafusos a um para-lamas 8. Na figura 1 é possível 5 perceber que os para-lamas 8 estão diretamente associados aos eixos dianteiro e traseiro 4a, 4b.

Assim, os valores y2, e y2’ não variam com a calibração dos pneus, podendo ser subtraídos facilmente da soma y1+y2 (ou y1’+y2’) para a obtenção do valor real da altura do eixo y1, y1’. A Unidade de Controle 10 Eletrônico (UCE) mantém registrados estes valores y2, y2’ em uma memória eletrônica e calcula automaticamente os valores reais da altura dos eixos y1, yV com base nesta memória e em um algoritmo eletrônico.

Alternativamente, os medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b poderiam ser ancorados em qualquer outro ponto que definisse uma distância vertical fixa em relação ao eixo, tal como um mancai de eixo ou o próprio cubo de roda.

Com base nos valores reais de altura dos eixos y 1 e y1 ’, a Unidade de Controle Eletrônico realiza o seguinte cálculo:

% Avanço = * ij -* 100

Onde, " i" é a relação de transmissão eixo traseiro/eixo diantei

ro. Este parâmetro deve ser informado à ECU antes do procedimento de determinação do avanço.

Após o cálculo do avanço de cada uma das rodas 5a, 5b, 6a, 6b, a UCE exibe os resultados desta equação em um primeiro display eletrônico 1a disposto no painel eletrônico 1.

No painel eletrônico 1 também são exibidas - opcionalmente

as pressões internas de cada um dos pneus do trator 10 em um segundo display eletrônico 1b (vide figura 2). Alternativamente todas estas informações (avanço e pressão de cada pneu) são agrupadas em um único display multifuncional.

Quando percebe que determinada roda 5a, 5b, 6a, 6b se encontra fora da faixa de avanço determinada pelo fabricante (abaixo de 2% ou acima de 4%, por exemplo) o condutor deve optar por alterar as pressões de inflação dos pneus, alterar os pneus ou, ainda, alterar um par de engrenagens específico para ajuste de avanço, de forma que tal parâmetro seja ajustado para a faixa determinada pelo fabricante.

No que diz repeio à tecnologia empregada pelos medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b a ferramenta mais adequada a esta medição é um sensor ultrassônico. O sensor ultrassônico é configurado para enviar ondas sonoras de encontro ao solo e calcular o tempo que estas ondas demoram até 10 alcançar um receptor disposto na própria estrutura do sensor, com base neste tempo (ou delay) é determinada a distância do medidor de altura ao solo

(y1+ y2).

Alternativamente, ao invés do sensor ultrassônico, podem ser utilizados sensores infravermelhos cujo funcionamento e utilização também já são bastante comuns ao estado da técnica.

Outra opção à concretização à presente invenção é a compreensão de um único medidor de altura 2a para cada eixo 4a, 4b. Naturalmente, esta solução é mais simples e menos custosa que a configuração preferencial desta invenção, em contrapartida, ela revela uma precisão menor que a configuração que compreende quatro medidores de altura 2a, 2b, 3a, 3b.

No que diz respeito ao painel eletrônico 1, é de se notar que este equipamento não necessariamente compreende dois displays eletrônicos 1a, 1b. Alternativamente este painel pode compreender apenas o primeiro display eletrônico 1a ou até substituí-lo por um trio de LEDs que acende quan25 do o avanço das rodas 5a, 5b, 6a, 6b do trator 10 está inadequado. Um LED vermelho com um sinal de "+" indicaria um avanço excessivo; um outro LED vermelho com um sinal de indicaria uma avanço insuficiente; e um último LED verde com sinal de "Ok" indicaria que o avanço estaria correto.

Por fim, cumpre notar que a presente invenção alcança os objetivos que se propõe alcançar, provendo um sistema simples, prático e rápido para a definição do avanço entre os rodados de um trator agrícola 10.

Tendo sido um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims (7)

1. Sistema de monitoramento de avanço das rodas (5a, 5b, 6a, 6b) de um trator agrícola (10) caracterizado pelo fato de que compreende, pelo menos, dois medidores de altura (2a, 2b, 3a, 3b) e uma Unidade de Controle Eletrônico; os medidores de altura (2a, 2b, 3a, 3b) estando associados a uma distância permanente em relação às rodas (5a, 5b, 6a, 6b); a Unidade de Controle Eletrônico se comunicando eletronicamente com cada um dos medidores de altura (2a, 2b, 3a, 3b), detectando o avanço de cada uma das rodas (5a, 5b, 6a, 6b) do trator agrícola (10).

2. Sistema de monitoramento de avanço das rodas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada par de rodas (5a, 5b, 6a, 6b) é associado a um eixo (4a, 4b); cada medidor de altura (2a, 2b, 3a, 3b) envia à Unidade de Controle Eletrônico o valor de sua distância ao solo (y1+y2, y1’+y2’); que a Unidade de Controle Eletrônico compreende uma memória eletrônica que armazena os valores fixos das distâncias entre os medidores de altura e os eixos (y2, y2’); e que, a partir dos valor da distância ao solo (y1+y2, y1’+y2’) e das distâncias entre os medidores de altura e os eixos (y2, y2’) é obtida a altura real de cada eixo (y1, y1’).

3. Sistema de monitoramento de avanço das rodas de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que com base nos valores das alturas reais de cada eixo (y1, y1’) a Unidade de Controle Eletrônico realiza o seguinte cálculo matemático: Avanço * i) ~ * 100 ; sendo "i" o valor da relação torque/velocidade fornecida pela transmissão auxiliar do trator 10.

4. Sistema de monitoramento de avanço das rodas de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o avanço calculado pela Unidade de Controle Eletrônico é exibido em um primeiro display eletrônico (1a) disposto em um painel de controle (1).

5. Sistema de monitoramento de avanço das rodas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os medidores de altura (2a, 2b, 3a, 3b) são sensores ultrassônicos.

6. Sistema de monitoramento de avanço das rodas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os medidores de altura (2a, 2b, 3a, 3b) são sensores infravermelhos.

7. Trator agrícola (10), caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de monitoramento de avanço das rodas (5a, 5b, 6a, 6b) tal como definido acima.