BR102016015129B1

BR102016015129B1 - Implemento agrícola para ser rebocado por um veículo de reboque

Info

Publication number: BR102016015129B1
Application number: BR102016015129-5A
Authority: BR
Inventors: Tyson J. Dollinger; David SCHULTE; Robert J. Longua
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2021-12-14
Also published as: CA2924850C; US9979338B2; BR102016015129A8; CA2924850A1; US20170000009A1

Abstract

implemento agrícola para rebocar um veículo de reboque e método de controle de um dispositivo de geração de energia elétrica trata-se de um implemento (10) rebocado por um veículo de reboque (50). o veículo de reboque (50) fornece fluido hidráulico pressurizado ao implemento (10). o implemento (10) inclui um chassi (12), um dispositivo de geração de energia elétrica (60) transportado pelo chassi (12) e um sistema de controle de fluxo hidráulico (68). o dispositivo de geração de energia elétrica (60) tem um motor acionado hidraulicamente (62) acoplado ao fluido hidráulico pressurizado. o sistema de controle de fluxo hidráulico (68) é configurado para alterar um fluxo do fluido hidráulico para o motor (62) e para manter uma velocidade do motor (62), sendo que a velocidade é dependente de uma entrada de configuração que define uma configuração do implemento (10) ao qual o dispositivo de geração de energia elétrica (60) é acoplado.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a plantadeiras agrícolas e, mais particularmente, a sistemas de geração de energia elétrica associados a plantadeiras agrícolas.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

[002] Fazendeiros utilizam uma ampla variedade de implementos de plantação de semente, que incluem semeadeiras e plantadeiras. Em um tipo conhecido de implemento de plantio, plantio de sementes ou unidades de fileira são fixadas a uma barra de ferramentas que se estende de modo transversal à direção de plantio. A barra de ferramentas é acoplada a um trator ou outro veículo de trabalho adequado para puxar o implemento de plantio ao longo de um campo que deve ser semeado para uma colheita. Cada unidade de plantio inclui uma montagem de penetração terrestre, que frequentemente inclui um ou mais discos, para abrir uma trincheira de semente ou sulco na terra conforme o implemento de plantio é puxado ao longo de um campo. Os componentes da montagem de penetração terrestre conformam o fundo e os lados da trincheira de semente, e um dispositivo de medição de semente fornece sementes individuais em uma taxa controlada para depósito na trincheira de semente. Os componentes de fechamento de sulco de cada unidade de fileira fecham a trincheira de semente de uma maneira controlada.

[003] As plantadeiras agrícolas são implementos comumente usados para o plantio de sementes na terra. Uma plantadeira agrícola pode incluir um chassi que transporta um ou mais tanques de estocagem que transportam sementes, e aplicações químicas que devem ser aplicadas ao campo durante a operação de plantio, um mecanismo de engate que é anexado a um trator ou outro implemento puxado por um trator, e uma barra de ferramentas a qual as unidades de fileira podem ser conectadas de modo que as mesmas sejam transportadas pelo chassi. A plantadeira também pode incluir um sistema pneumático transportado pelo chassi que fornece ar pressurizado para transportar as sementes ou outro particulado dos tanques de estocagem para as unidades de fileira.

[004] Cada unidade de fileira da plantadeira agrícola coloca sementes no campo. Tipicamente, as unidades de fileira são dispostas lateralmente ao longo de um comprimento da barra de ferramentas de modo que, conforme a plantadeira é puxada através do campo, cada unidade de fileira planta sementes em intervalos predefinidos ao longo da trajetória através da qual a mesma é puxada. Para plantar as sementes, as unidades de fileira realizam quatro operações principais conforme as mesmas são puxadas: abrir uma trincheira na terra; colocar uma semente na trincheira formada em intervalos adequados; fechar a trincheira formada para botar terra em cima da semente depositada; e encher de terra o topo da semente para fornecer o contato desejado da terra com a semente dedpositada. Para abrir uma trincheira na terra, um sistema de disco de formação de sulco, também chamado de disco de abertura, penetra na terra e gira, deslocando a terra conforme o mesmo gira para formar a trincheira.

[005] Uma vez que a trincheira é aberta, uma semente é depositada na trincheira por um dispositivo de medição que recebe as sementes a partir do(s) tanque(s) de estocagem principal ou de um tanque de estocagem da unidade de fileira e utiliza tipicamente uma combinação de pressão de ar diferencial, para selecionar a semente, e gravidade para depositar a semente na trincheira em intervalos predefinidos ao longo da trajetória arrastada de modo que as sementes adjacentes na fileira não estejam muito próximas umas das outras. Um ou mais discos de fechamento transportados atrás do disco de formação de sulco são pressionados para dentro da terra e também giram conforme a plantadeira é puxada para substituir a terra deslocada pelo disco de formação de sulco na trincheira ou para deslocar a terra adjacente para dentro da trincheira para cobrir a semente colocada na trincheira com terra. Finalmente, pelo menos uma roda compactadora transportada atrás do(s) disco(s) de fechamento exerce uma pressão na terra que cobre a semente para pressionar a terra para baixo na semente e fornecer um bom contato da terra com a semente. Tendo-se múltiplas unidades de fileira trabalhando de maneira harmônica conforme a plantadeira é puxada através de um campo, muitas sementes podem ser plantadas de modo eficaz de uma maneira eficiente.

[006] Um problema que se origina com as plantadeiras é a equiparação da geração de energia elétrica com as necessidades de energia elétrica da plantadeira conforme a mesma se encontra em diferentes modos de operação.

[007] Necessita-se, na técnica, de um sistema elétrico de plantadeira que se adapte às necessidades da plantadeira específicas e da operação dos sistemas na mesma.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] A presente invenção fornece um sistema elétrico adaptativo para uma plantadeira.

[009] A invenção, em uma forma, é direcionada a um sistema de veículo agrícola que inclui um veículo de reboque e um implemento rebocado pelo veículo de reboque. O veículo de reboque fornece fluido hidráulico pressurizado ao implemento. O implemento inclui um chassi, um dispositivo de geração de energia elétrica transportado pelo chassi e um sistema de controle de fluxo hidráulico. O dispositivo de geração de energia elétrica tem um motor acionado hidraulicamente acoplado ao fluido hidráulico pressurizado. O sistema de controle de fluxo hidráulico é configurado para alterar um fluxo do fluido hidráulico para o motor e para manter uma velocidade do motor, com a velocidade sendo dependente de uma entrada de configuração que define uma configuração do implemento ao qual o dispositivo de geração de energia elétrica é acoplado.

[010] A invenção, em outra forma, é direcionada a um implemento agrícola que deve ser rebocado por um veículo de reboque que fornece fluido hidráulico pressurizado ao implemento. O implemento agrícola inclui um chassi, um dispositivo de geração de energia elétrica transportado pelo chassi e um sistema de controle de fluxo hidráulico. O dispositivo de geração de energia elétrica tem um motor acionado hidraulicamente acoplado ao fluido hidráulico pressurizado. O sistema de controle de fluxo hidráulico é configurado para alterar um fluxo do fluido hidráulico para o motor e para manter uma velocidade do motor, com a velocidade sendo dependente de uma entrada de configuração que define uma configuração do implemento ao qual o dispositivo de geração de energia elétrica é acoplado.

[011] A invenção, em ainda outra forma, é direcionada a um método de controle de um gerador elétrico acoplado a um implemento com capacidade para ser rebocado por um veículo de reboque. O método inclui as etapas de fornecer fluido hidráulico pressurizado ao implemento; acionar hidraulicamente um motor com o uso do fluido hidráulico pressurizado, sendo que o motor é acoplado a um dispositivo de geração de energia elétrica transportado pelo implemento; e controlar um fluxo do fluido hidráulico para o motor e para manter uma velocidade do motor, sendo que a velocidade depende de uma entrada de configuração que define uma configuração do implemento ao qual o dispositivo de geração de energia elétrica é acoplado.

[012] Uma vantagem da presente invenção é que a mesma se adapta à configuração e à velocidade da plantadeira.

[013] Outra vantagem é que o fluido hidráulico se torna disponível ao sistema de elevação quando não é necessário para gerar eletricidade.

[014] Ainda outra vantagem é que a velocidade da operação de plantio altera as necessidades elétricas da plantadeira que são compensadas pela presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] O supracitado e outras características e vantagens desta invenção, e a maneira de se obter as mesmas, se tornarão mais evidentes e a invenção mu mais bem compreendida com referência à seguinte descrição de uma realização da invenção, tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um mu ma t agrícola na forma de uma plantadeira que mostra uma realização de um sistema de geração de energia elétrica da presente invenção anexada ao mesmo; A Figura 2 é uma representação esquemática do sistema de geração de energia elétrica da Figura 1; e A Figura 3 é um mu ma de estados que ilustra os diferentes estados através dos quais o sistema de geração de energia elétrica das Figuras 1 e 2 transita.

[016] Caracteres de referência mu ma t dents indicam partes mu ma t dents ao longo das várias vistas. A exemplificação definida no presente mu ma t ilustra uma realização da invenção, mu ma forma, e tal exemplificação não deve ser interpretada de modo algum como limitadora do escopo da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[017] Referindo-se agora aos desenhos e, mais particularmente, à Figura 1, é mostrada uma realização de uma plantadeira agrícola 10, de acordo com a presente invenção, que inclui, de modo geral, um chassi 12 que forma uma estrutura de suporte para os componentes da plantadeira 10 que podem ser formados por uma montagem de engate em uma parte frontal da plantadeira 10 conectada a uma barra de ferramentas 14, rodas principais 16 transportadas pelo chassi próximo a uma parte traseira da plantadeira 10, um ou mais tanques de estocagem 18, 20 e 22 que podem ser preenchidos com semente ou outro material agrícola transportado pelo chassi, e uma pluralidade de unidades de fileira 24 conectadas à barra de ferramentas 14 e dispostas de modo lateral através de um comprimento da barra de ferramentas 14 de modo que as mesmas possam ser transportadas pelo chassi. O chassi 12 pode incluir um engate 26 configurado para ser conectado a um trator ou a outro implemento agrícola (não mostrado) de modo que a plantadeira 10 possa ser puxada em uma direção de percurso para frente. O engate 26 pode ser formado integralmente com ou conectada a uma barra de engate 28 que é conectada à barra de ferramentas 14 por barras de reforço 30 e um ou mais cilindros 32. Conforme pode ser visto, a plantadeira 10 também pode ter várias linhas hidráulicas, pneumáticas e elétricas (sem numeração) ao longo da mesma para sustentar vários cilindros e sistemas que são incluídos na plantadeira 10, tais como um sistema pneumático 34 conectado à barra de ferramentas 16 e um gerador elétrico 36 também conectado à barra de ferramentas 16. Um dispositivo de marcação 38 pode ser conectado a cada extremidade lateral da barra de ferramentas 14 e pode ser estendível de modo que um disco de marcação 40 do dispositivo de marcação 38 possa criar uma linha na terra conforme a plantadeira 10 é puxada que auxilia um usuário no posicionamento da plantadeira 10 para criar fileiras subsequentes. Uma montagem de escada 42 pode ser montada na parte traseira da plantadeira 10 para permitir que um operador acesse os tanques de estocagem 20, 22.

[018] Agora, referindo-se adicionalmente à Figura 2, é mostrada uma representação esquemática de um dispositivo de geração de energia elétrica 60 que é transportado pelo chassi 12 e é fornecido com fluido hidráulico pressurizado a partir de um veículo de reboque 50, que pode ser um trator 50. O dispositivo de geração de energia elétrica 60 inclui um motor acionado hidraulicamente 62, que recebe o fluido hidráulico a partir de uma fonte de fluido 64 que, para o propósito dessa discussão, é parte do trator 50. O dispositivo de geração de energia elétrica 60 também inclui uma válvula de controle 66, um sistema de controle de fluxo hidráulico 68, um alternador 70, uma bateria 72 e um módulo de potência 74.

[019] O alternador 70 é acionado pelo motor 62 e a velocidade do motor 62 (e, portanto, do alternador 70) é controlada pelo sistema de controle 68. A saída de tensão do campo de alternador está disponível na linha C e é usada como uma indicação de que o alternador 70 está funcionando corretamente. O relé de excitação de campo do alternador é controlado pela bobina do relé acoplado à linha E, e quando o relé está conduzindo a tensão da bateria está presente na linha B. A velocidade do alternador está disponível na linha D, que pode ser determinada pela frequência da tensão que está sendo gerada, e também está disponível ao sistema de controle 68 de modo que a velocidade do alternador 70 possa ser monitorada e o fluxo de fluido hidráulico através da válvula de controle 66 seja alterado pelo sistema de controle 68 para manter uma velocidade pré-selecionada para o alternador 70.

[020] A linha G está acoplada à bobina de um relé normalmente aberto 76 de modo que uma fonte externa, ilustrada aqui como uma potência de um trator, possa ser conectada para controlar os sistemas elétricos da plantadeira 10 ilustrados como uma série de conexões ao longo do fundo do módulo de potência 74. A linha F é acoplada à bobina de um relé normalmente aberto no módulo de potência 74. Uma vez que o alternador 70 se encontra em operação, o relé no módulo de potência 74 é energizado e o relé de potência do trator 76 é desenergizado. A potência é, então, fornecida aos sistemas elétricos da plantadeira 10 a partir do alternador 70 através das conexões de energia ao longo do fundo do módulo de potência 74.

[021] Uma configuração predefinida é colocada no sistema de controle de fluxo hidráulico 68 que reflete a configuração da plantadeira 10, que pode ser um número de modelo e os elementos que são opcionalmente instalados na plantadeira 10. Com base nessas informações, um valor de velocidade para o alternador 70 é consultado de modo que as necessidades elétricas da plantadeira 10 possam ser alcançadas. O sistema de controle 68 monitora a velocidade da plantadeira e ajusta a velocidade do alternador 70. O sistema de controle 68 recebe o sinal de retroinformação de velocidade do alternador na linha D e ajusta a válvula de controle 66 de modo que o sinal de velocidade na linha D se aproxime do valor de velocidade desejado. Por exemplo, são mostrados aqui plantadeiras de diferentes números de modelos que têm diferentes recursos nas mesmas e a velocidade desejada do alternador 70 é mostrada como um registro na Tabela.

TABELA 1. EXIBIÇÃO DA VELOCIDADE DE ALTERNADOR DESEJADA COM BASE NO MODELO, CONFIGURAÇÃO E VELOCIDADE DE PLANTADEIRA.

[022] Na Tabela 1, quando a plantadeira tem uma ID de AA, a velocidade selecionada do alternador 70 é 2.000 rpm independentemente de outros fatores. Além disso, independentemente da ID, se apenas os elementos eletrônicos básicos e opcionais forem instalados, então, a velocidade do alternador 70 é 2.000 rpm. Com uma ID de BB, então, a velocidade do alternador 70 é 2.000 rpm, até a plantadeira 10 exceder a velocidade de 9,7 km/h (6 mph), então, a velocidade do alternador 70 é alterada para 2.500 rpm para atender às necessidades de potência aumentadas dos motores elétricos na plantadeira 10 a uma velocidade de plantio mais alta. Quando a ID CC é selecionada, então, quando os motores elétricos são ativados, a velocidade do alternador 70 é aumentada para 2.500 rpm até a plantadeira 10 exceder 9,7 km/h (6 mph), então, a velocidade é aumentada para 5.000 rpm. De um modo semelhante, com a ID de modelo de plantadeira DD, as velocidades dos motores elétricos são 2.800 e 5.000 rpm, dependendo da velocidade da plantadeira 10.

[023] Agora, referindo-se adicionalmente à Figura 3, é ilustrada uma tabela de estados para vários aspectos dos sistemas que podem fazer parte da plantadeira 10, dependendo da configuração da plantadeira 10, e que mostra adicionalmente o quão ativos os sistemas se encontram quando a plantadeira 10 está em diferentes modos, conforme ilustrado ao longo do lado esquerdo da tabela de estados, que pode se relacionar à posição do chassi 12, como em completamente elevado, com elevação limitada, em uma posição de transportador ou em uma posição completamente rebaixada.

[024] Em relação ao alternador 70, quando a plantadeira 10 se encontra em um modo de elevação de chassi, o alternador 70 é interrompido de modo que o fluido hidráulico possa ser usado para elevar a plantadeira de um modo mais eficiente. A ação de elevação é um evento de detecção de término de fileira por um sensor de altura de armação 78 acoplado ao chassi 12. O alternador 70 pode, então, ser ativado quando o chassi 12 é completamente elevado e o fluxo hidráulico não é mais necessário para se elevar o chassi 12. Além disso, o alternador 70 pode ser mantido desligado enquanto o chassi 12 é elevado, até que um rebaixamento do chassi 12 seja detectado pelo sensor 78, como um evento de inicialização e, então, o alternador 70 é ativado para a velocidade conforme determinado pela Tabela 1. Também é contemplado que a bateria 72 possa fornecer as necessidades elétricas dos sistemas elétricos quando o chassi 12 estiver elevado e, além disso, que o estado da bateria 72 possa ser monitorado e, se a mesma estiver se esgotando, que o alternador 70 possa ser ativado.

[025] A presente invenção permite de modo vantajoso que uma única versão de sistema de geração de energia elétrica 60 seja colocado em vários tipos de plantadeira e que a saída elétrica seja alterada pelo modelo, configuração do modelo, e pela velocidade de plantio. Adicionalmente, a presente invenção detecta um evento de término de fileira, ou um modo de interrupção de plantio, e reage desligando o alternador de modo que o fluxo hidráulico possa ser usado para elevar a plantadeira 10 para uma operação de elevação mais rápida. O alternador 70 é, então, ativado quando um evento de inicialização, tal como o rebaixamento do chassi 12, é detectado.

[026] Embora esta invenção tenha sido descrita em relação a pelo menos uma realização, a presente invenção pode ser modificada adicionalmente dentro do espírito e do escopo desta revelação. Este pedido se destina, portanto, a cobrir quaisquer variações, usos ou adaptações da invenção ao se usar seus princípios gerais. Adicionalmente, este pedido é destinado a cobrir tais desvios da presente revelação conforme abrangidos em prática conhecida ou habitual na técnica à qual esta invenção pertence e que se encontram dentro dos limites das reivindicações anexas.

Claims

1. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10) PARA SER REBOCADO POR UM VEÍCULO DE REBOQUE (50), que fornece fluido hidráulico pressurizado ao implemento (10), sendo que o implemento agrícola (10) compreende: um chassi (12); um sistema de geração de energia elétrica (60) transportado pelo chassi (12), sendo que o sistema de geração de energia elétrica (60) inclui um alternador e uma bateria que juntos operam para alimentar força elétrica para o implemento agrícola (10) através de um motor acionado hidraulicamente (62) acoplado ao alternador (70) e acoplado ao fluido hidráulico pressurizado; e um sistema de controle de fluxo hidráulico (68) ser configurado para alterar um fluxo do fluido hidráulico para o motor hidráulico (62) e para manter uma velocidade do motor hidráulico (62) e uma velocidade do alternador (70), sendo que a velocidade do alternador (70) depende de uma entrada de configuração que define uma configuração do implemento (10) ao qual o sistema de geração de energia elétrica (60) é acoplado, sendo o implemento caracterizado pelo motor hidráulico (62) acionar o alternador (70), e o alternador (70) e a bateria (72) fornecem toda a energia elétrica para o implemento agrícola (10) quando o implemento agrícola (10) está em modo de trabalho, e em que quando em modo de trabalho, o alternador (70) é desligado e a bateria (72) é utilizada para fornecer a força elétrica para o implemento agrícola (10) quando uma porção do chassi (12) é hidraulicamente levantada.

2. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um sensor de evento (78) configurado para detectar um término de evento de fileira, sendo que o sistema de controle de fluxo hidráulico (68) é configurado para interromper substancialmente o fluxo do fluido hidráulico para o motor hidráulico (62) do implemento agrícola (10) quando o término de evento de fileira é detectado.

3. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo término de evento de fileira que é detectado ser uma elevação de uma porção do chassi (12) do implemento agrícola (10).

4. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo sensor de evento (78) ser um sensor de proximidade (78) configurado para detectar um movimento do chassi (12).

5. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo sistema de controle de fluxo hidráulico (68) ser adicionalmente configurado para iniciar o fluxo do fluido hidráulico para o motor hidráulico (62) quando um evento de inicialização é detectado.

6. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo evento de inicialização ser uma detecção de um rebaixamento da porção do chassi (12).

7. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela configuração do implemento (10) incluir um motor elétrico, e uma velocidade de alternador (70) é elevada para acionar o motor elétrico.

8. IMPLEMENTO AGRÍCOLA (10), de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo implemento agrícola (10) ser uma plantadeira que inclui várias unidades de fileira (24) acopladas ao chassi (12).