BR102018015627B1 - Leveling system for the suspension of a grain and/or fruit harvesting machine, method of adjusting the suspension level of a grain and/or fruit harvesting machine and harvesting machine - Google Patents
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Abstract
SISTEMA NIVELADOR PARA A SUSPENSÃO DE UMA MÁQUINA COLHEDORA DE GRÃOS E/OU FRUTOS, MÉTODO DE AJUSTE DO NÍVEL DA SUSPENSÃO DE UMA MÁQUINA COLHEDORA DE GRÃOS E/OU FRUTOS E MÁQUINA COLHEITADEIRA A presente invenção referese a um sistema nivelador para controle da altura da suspensão de uma máquina colheitadeira de frutos e grãos que compreende características técnicas, construtivas e funcionais capazes de promover o ajuste adequado da altura da suspensão da máquina, mantendo os dispositivos levantadores de saia em uma altura adequada para a colheita. Mais particularmente, o sistema nivelador (10) compreende ao menos uma sapata (11) que é posicionada na extremidade frontal de pelo menos um dos dispositivos levantadores de saia (L), de modo que a referida sapata (11) fique com pelo menos uma porção (11a) enterrada no solo (S) e esteja conectada em ao menos um sensor (12) para medição da força de arrasto (F) gerada por essa porção (11a) enterrada no solo (S).LEVELING SYSTEM FOR SUSPENSION OF A GRAIN AND/OR FRUITS HARVESTING MACHINE, METHOD FOR ADJUSTING THE SUSPENSION LEVEL OF A GRAIN AND/OR FRUITS HARVESTING MACHINE AND HARVESTING MACHINE The present invention relates to a leveling system for controlling the height of the suspension of a fruit and grain harvesting machine that comprises technical, constructive and functional characteristics capable of promoting adequate adjustment of the height of the machine's suspension, maintaining the skirt lifting devices at an appropriate height for harvesting. More particularly, the leveling system (10) comprises at least one shoe (11) which is positioned at the front end of at least one of the skirt lifting devices (L), so that said shoe (11) is at least one portion (11a) buried in the ground (S) and is connected to at least one sensor (12) to measure the drag force (F) generated by that portion (11a) buried in the ground (S).
Description
[0001] A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um sistema nivelador para a suspensão de uma máquina colheitadeira, particularmente de frutos e grãos como, por exemplo, café, olivas, uvas, etc. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um sistema capaz de mensurar alguns parâmetros de locomoção da máquina para, dessa forma, promover o ajuste da altura da suspensão em relação ao solo e, consequentemente, aumentar o rendimento das colheitas.[0001] The present invention generally refers to a leveling system for suspending a harvesting machine, particularly fruits and grains such as, for example, coffee, olives, grapes, etc. More specifically, the present invention refers to a system capable of measuring some parameters of the machine's locomotion to, in this way, promote the adjustment of the height of the suspension in relation to the ground and, consequently, increase crop yield.
[0002] Ainda, a presente invenção se refere a um método para controlar a altura da suspensão da máquina colheitadeira para garantir o correto posicionamento dos mecanismos de colheita em relação à base das árvores e arbustos. Também, a presente invenção trata de uma máquina colheitadeira de frutos e grãos que compreende o sistema nivelador para suspensão acima mencionado.[0002] Furthermore, the present invention relates to a method for controlling the suspension height of the harvesting machine to ensure the correct positioning of the harvesting mechanisms in relation to the base of trees and bushes. Also, the present invention deals with a fruit and grain harvesting machine that comprises the aforementioned suspension leveling system.
[0003] De acordo com o estado da técnica, as colheitas mecanizadas de frutos e/ou grãos como, por exemplo, café, olivas e uvas, são executadas por máquinas auto propelidas e/ou implementos agrícolas capazes de se locomoverem ao longo das plantações, passando sobre as árvores e arbustos com velocidades relativamente baixas de modo a provocar um efeito de arraste, ao mesmo tempo em que mecanismos derriçadores provocam um efeito vibratório através da movimentação rotacional alternada das torres derriçadores com suas hastes flexíveis atravessando os galhos das árvores e arbustos.[0003] According to the state of the art, mechanized harvesting of fruits and/or grains, such as coffee, olives and grapes, are carried out by self-propelled machines and/or agricultural implements capable of moving along the plantations. , passing over the trees and bushes at relatively low speeds in order to cause a dragging effect, at the same time as de-rigging mechanisms cause a vibrating effect through the alternating rotational movement of the de-rigging towers with their flexible rods crossing the branches of the trees and bushes .
[0004] Com base nesses movimentos, consegue-se provocar a vibração, fricção e impacto nas árvores de tal modo a obter diferentes níveis de agressão para provocar a remoção dos frutos da árvore ou arbusto os quais são apanhados por um conjunto de paletas e movimentados por um transportador horizontal posicionadas na porção inferior da máquina. Ainda, esses modelos de máquinas compreendem um mecanismo disposto na porção frontal em frente ao transportador horizontal, usualmente denominado como levantador de saia, o qual deve ficar o mais próximo do solo a fim de conseguir posicionar os galhos mais baixos das árvores e arbustos sobre os transportadores horizontais e, consequentemente, assegurar que todos os frutos e grãos extraídos sejam coletados e não descartados no solo.[0004] Based on these movements, it is possible to cause vibration, friction and impact on the trees in such a way as to obtain different levels of aggression to cause the removal of the fruits from the tree or bush, which are picked up by a set of pallets and moved by a horizontal conveyor positioned in the lower portion of the machine. Furthermore, these machine models comprise a mechanism arranged in the front portion in front of the horizontal conveyor, usually called a skirt lifter, which must be as close to the ground in order to be able to position the lowest branches of trees and bushes on the horizontal conveyors and, consequently, ensure that all extracted fruits and grains are collected and not discarded on the ground.
[0005] O grande inconveniente das máquinas e equipamentos do estado da técnica é que o operador deve, de dentro da cabine, ajustar a altura da suspensão da máquina no intuito de tentar manter os levantadores mais próximos do chão possível. Porém, como é de conhecimento dos técnicos no assunto, com as folhagens caídas e a vegetação baixa encontrada nos locais do plantio, se torna uma tarefa bastante difícil para o operador, o qual acaba executando esses ajustes de acordo com sua experiência e prática e, muitas vezes, sem qualquer precisão.[0005] The major drawback of state-of-the-art machines and equipment is that the operator must, from inside the cabin, adjust the height of the machine's suspension in order to try to keep the lifters as close to the ground as possible. However, as technicians in the field know, with the fallen foliage and low vegetation found in planting sites, it becomes a very difficult task for the operator, who ends up making these adjustments according to his experience and practice and, often without any precision.
[0006] Com a finalidade de tentar auxiliar os operadores para promover o ajuste da altura das máquinas, é possível instalar um sensor de altura convencional no referido levantador de saia, contudo, essa medição não é segura, uma vez que, pode sofrer alterações com muita facilidade devido aos resíduos e vegetações que se acumulam no solo.[0006] In order to try to assist operators in adjusting the height of machines, it is possible to install a conventional height sensor in said skirt lifter, however, this measurement is not safe, as it may change with very easily due to the waste and vegetation that accumulates in the soil.
[0007] Assim, apesar das soluções se mostrem funcionais, verificou-se que os sistemas niveladores poderiam ser aperfeiçoados para promover o aumento da produtividade das máquinas controlando a altura da suspensão de maneira precisa, segura e sem riscos de falhas para, dessa maneira, aprimorar a capacidade e aumentar a produtividade das colheitas. Esses e outros efeitos são os objetivos que se pretende atingir com a presente invenção.[0007] Thus, despite the solutions proving to be functional, it was found that the leveling systems could be improved to promote increased machine productivity by controlling the height of the suspension in a precise, safe way and without risk of failure, thus, improve capacity and increase crop productivity. These and other effects are the objectives intended to be achieved with the present invention.
[0008] De acordo com o acima apresentado, a presente invenção tem por objetivo prover um sistema nivelador para a suspensão de uma máquina colheitadeira de frutos e/ou grão, o qual foi projetado e desenvolvido para obter uma solução pratica e funcional aos problemas, limitações e inconvenientes revelados pelas máquinas conhecidas no estado da técnica. Neste sentido, é um dos objetivos da presente invenção prover um sistema nivelador para a suspenção de máquinas colheitadeiras de frutos e/ou grãos que compreende características técnicas, construtivas e funcionais que promovem o ajuste da altura da suspensão da máquina de modo preciso e com segurança.[0008] In accordance with the above, the present invention aims to provide a leveling system for the suspension of a fruit and/or grain harvesting machine, which was designed and developed to obtain a practical and functional solution to the problems, limitations and drawbacks revealed by machines known in the prior art. In this sense, it is one of the objectives of the present invention to provide a leveling system for the suspension of fruit and/or grain harvesting machines that comprises technical, constructive and functional characteristics that promote the adjustment of the machine's suspension height precisely and safely. .
[0009] Adicionalmente, é objetivo da presente invenção um método para controlar o ajuste da altura da suspensão de uma máquina colheitadeira de frutos e/ou grãos. Ainda, um outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina de colher a qual compreende o sistema nivelador para o ajuste da suspensão acima mencionado.[0009] Additionally, the object of the present invention is a method for controlling the adjustment of the height of the suspension of a fruit and/or grain harvesting machine. Still another object of the present invention is to provide a harvesting machine which comprises the aforementioned leveling system for adjusting the suspension.
[0010] Dessa forma, para se obter os efeitos técnicos funcionais acima sumarizados, sem limitação a quaisquer outros, a apresente invenção refere-se a um sistema nivelador para a suspensão de uma máquina colhedora de grão e/ou frutos, o qual compreende ao menos uma sapata disposta na extremidade frontal de pelo menos um dos dispositivos levantadores de saia da referida máquina, sendo que essa sapata possui uma configuração que fica com pelo menos uma porção enterrada no solo e está conectada em ao menos um sensor de medição da força de arrasto gerada por essa porção enterrada no solo (S).[0010] Therefore, to obtain the functional technical effects summarized above, without limiting any others, the present invention refers to a leveling system for the suspension of a grain and/or fruit harvesting machine, which comprises at at least one shoe arranged at the front end of at least one of the skirt lifting devices of said machine, said shoe having a configuration that has at least one portion buried in the ground and is connected to at least one sensor for measuring the force of drag generated by this portion buried in the ground (S).
[0011] De acordo com uma concretização da presente invenção, o referido sensor é dotado de uma unidade de processamento cuja finalidade é detectar e definir o nível de ajuste da altura da suspensão da referida máquina.[0011] According to an embodiment of the present invention, said sensor is provided with a processing unit whose purpose is to detect and define the adjustment level of the suspension height of said machine.
[0012] Ainda, conforme outra realização da presente invenção, o sistema compreende duas sapatas instaladas nas respectivas extremidades frontais de cada dispositivo levantador de saia da referida máquina colhedora. De modo particular, essas sapatas podem compreender um formato cuja geometria gera uma força de arrasto proporcional à área transversal que está efetivamente enterrada no solo, por exemplo, em um formato piramidal.[0012] Still, according to another embodiment of the present invention, the system comprises two shoes installed at the respective front ends of each skirt lifting device of said harvesting machine. In particular, these shoes may comprise a shape whose geometry generates a drag force proportional to the transversal area that is effectively buried in the ground, for example, in a pyramid shape.
[0013] De acordo com uma outra concretização da presente invenção, o referido sensor pode ser do tipo hidráulico ou pneumático, e compreende um cilindro provido de medidor de pressão. A título exemplificativo, esse sensor pode compreende uma bobina ou mola dotada de um medidor de deslocamento, opcionalmente, esse sensor pode ser um sensor do tipo piezoeléctrico ou uma célula de carga.[0013] According to another embodiment of the present invention, said sensor may be of the hydraulic or pneumatic type, and comprises a cylinder provided with a pressure gauge. By way of example, this sensor may comprise a coil or spring provided with a displacement meter, optionally, this sensor may be a piezoelectric type sensor or a load cell.
[0014] Conforme outra realização do sistema nivelador, objeto da presente invenção, a referida suspensão da máquina colhedora é composta por componentes hidráulicos e/ou pneumáticos, acionados eletronicamente. Além disso, dentro da cabine de controle da referida máquina é previsto, ainda, um sinalizador interno para indicar a situação de trabalho ao operador.[0014] According to another embodiment of the leveling system, object of the present invention, said suspension of the harvesting machine is composed of hydraulic and/or pneumatic components, electronically driven. Furthermore, inside the control cabin of said machine, an internal indicator is also provided to indicate the work situation to the operator.
[0015] De acordo com uma das possíveis realizações da presente invenção, o ajuste de altura da suspensão da máquina colhedora pode ser executado de modo automático.[0015] According to one of the possible embodiments of the present invention, the height adjustment of the harvesting machine suspension can be performed automatically.
[0016] Adicionalmente, conforme acima comentado, a presente invenção trata também de um método de ajuste do nível da suspensão de uma máquina colhedora de grãos e/ou frutos, o qual compreende, basicamente, as seguintes etapas: a) definir o valor de referência para a força de arrasto quando o levantador de saia da máquina estiver em uma determinada altura em relação ao solo; b) medir a força de arrasto gerada pela porção da sapata que está enterrada no solo durante o deslocamento da máquina no campo de cultura; c) comparar e detectar variações da força de arrasto gerada pela porção da sapata que está enterrada no solo em relação ao valor de referência da força de arrasto, de modo que: i. caso o valor da força de arrasto gerada pela porção da sapata que está enterrada no solo for superior ao valor de referência, acionar os mecanismos da suspensão para aumentar a altura; ou ii. caso o valor da força de arrasto gerada pela porção da sapata que está enterrada no solo for inferior ao valor de referência, acionar os mecanismos da suspensão para diminuir a altura; d) retornar para a etapa (b).[0016] Additionally, as mentioned above, the present invention also deals with a method of adjusting the suspension level of a grain and/or fruit harvesting machine, which basically comprises the following steps: a) defining the value of reference for the drag force when the machine's skirt lifter is at a certain height in relation to the ground; b) measure the drag force generated by the portion of the shoe that is buried in the ground during the movement of the machine in the crop field; c) compare and detect variations in the drag force generated by the portion of the footing that is buried in the ground in relation to the reference value of the drag force, so that: i. if the value of the drag force generated by the portion of the shoe that is buried in the ground is higher than the reference value, activate the suspension mechanisms to increase the height; or ii. if the value of the drag force generated by the portion of the shoe that is buried in the ground is lower than the reference value, activate the suspension mechanisms to reduce the height; d) return to step (b).
[0017] De acordo com uma realização do método da presente invenção, durante a etapa (b) considera-se a área transversal da porção que está efetivamente enterrada no solo durante os deslocamentos da máquina colhedora.[0017] According to an embodiment of the method of the present invention, during step (b) the cross-sectional area of the portion that is effectively buried in the ground during the movements of the harvesting machine is considered.
[0018] Ainda, conforme outra realização do método da presente invenção, durante a etapa (a) a velocidade da máquina de colher é considerada para a definição do valor de referência da força de arrasto.[0018] Still, according to another embodiment of the method of the present invention, during step (a) the speed of the harvesting machine is considered to define the reference value of the drag force.
[0019] Também, de acordo com mais uma outra realização do método da presente invenção, a etapa (c) é executada em uma unidade de processamento da própria máquina colhedora.[0019] Also, according to yet another embodiment of the method of the present invention, step (c) is carried out in a processing unit of the harvesting machine itself.
[0020] Adicionalmente, também conforme acima comentado, a presente invenção trata de uma máquina colheitadeira que é formada, basicamente, por uma estrutura capaz de se locomover ao longo das linhas de plantio por meio de rodas fazendo com que as plantas, árvores, arbustos passem por uma passagem gerada pela disposição de torres derriçadoras que são formadas por colunas que sustentam uma pluralidade de hastes flexíveis, sendo que na porção inferior da referida passagem são dispostos dispositivos levantadores de saia com um sistema nivelador conforme descrito acima. De acordo com uma realização particular da presente invenção a referida máquina colheitadeira é destinada a colheita de café.[0020] Additionally, also as mentioned above, the present invention deals with a harvesting machine that is basically formed by a structure capable of moving along the planting lines by means of wheels, causing plants, trees, shrubs pass through a passage generated by the arrangement of stripping towers that are formed by columns that support a plurality of flexible rods, and in the lower portion of said passage there are skirt lifting devices with a leveling system as described above. According to a particular embodiment of the present invention, said harvesting machine is intended for harvesting coffee.
[0021] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção serão mais bem compreendidos por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo, de possíveis concretizações, e com referência às figuras esquemáticas anexas, as quais:[0021] The characteristics, advantages and technical effects of the present invention will be better understood by a person skilled in the art based on the detailed description below, made merely as an example, and not as a restriction, of possible embodiments, and with reference to the schematic figures attached, which:
[0022] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma máquina colheitadeira, tal como uma colhedora de café, que compreende um sistema nivelador de suspensão, de acordo com a presente invenção;[0022] Figure 1 is a schematic side view of a harvesting machine, such as a coffee harvester, comprising a suspension leveling system, in accordance with the present invention;
[0023] A Figura 2 é uma vista frontal da máquina representada na Figura 1 com o sistema nivelador de suspensão, objeto da presente invenção;[0023] Figure 2 is a front view of the machine represented in Figure 1 with the suspension leveling system, object of the present invention;
[0024] A Figura 3 é uma vista ampliada e em perspectiva da porção frontal da máquina colheitadeira representada nas Figuras 1 e 2, segundo a presente invenção;[0024] Figure 3 is an enlarged and perspective view of the front portion of the harvesting machine represented in Figures 1 and 2, according to the present invention;
[0025] As Figuras 4A e 4B mostram vistas laterais esquemáticas de concretizações do sistema nivelador de suspensão, objeto da presente invenção; e[0025] Figures 4A and 4B show schematic side views of embodiments of the suspension leveling system, object of the present invention; It is
[0026] As Figuras 5A, 5B e 5C mostram vistas esquemáticas ampliadas de cortes transversais da sapata do sistema nivelador de suspensão segundo a presente invenção, tal como indicado no detalhe (A) da Figura 2.[0026] Figures 5A, 5B and 5C show enlarged schematic cross-sectional views of the shoe of the suspension leveling system according to the present invention, as indicated in detail (A) of Figure 2.
[0027] A invenção é agora descrita com relação às suas realizações particulares e fazendo-se referência às figuras anexas como exemplos de concretizações. Tais figuras são esquemáticas, e suas dimensões e/ou proporções podem não corresponder à realidade, uma vez que visam meramente descrever a invenção de forma didática. Ademais, certos detalhes construtivos conhecidos e comuns podem ter sido omitidos para maior clareza e concisão da descrição que é feita a seguir. Os números de referência indicados nas figuras são repetidos para indicar características técnicas iguais ou semelhantes. Além disso, os termos eventualmente aqui utilizados como: acima, abaixo, superior, inferior, lateral, direito, esquerdo, frontal, posterior e suas variantes devem ser interpretados segundo a orientação dada nas Figuras 1 e 2.[0027] The invention is now described with respect to its particular embodiments and with reference to the attached figures as examples of embodiments. Such figures are schematic, and their dimensions and/or proportions may not correspond to reality, as they merely aim to describe the invention in a didactic way. Furthermore, certain known and common construction details may have been omitted for greater clarity and conciseness in the description that follows. The reference numbers indicated in the figures are repeated to indicate the same or similar technical characteristics. Furthermore, any terms used here such as: above, below, top, bottom, side, right, left, front, back and their variants must be interpreted according to the guidance given in Figures 1 and 2.
[0028] Apesar da presente descrição fazer referência à colheita de café e as figuras anexas ilustrar uma máquina colheitadeira particularmente destinada à colheita de café, como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, a presente invenção também pode ser aplicada em máquinas para a colheita de outros frutos e/ou grãos, tais como, sem limitação, azeitona/oliva, uva, laranja, limão, mexerica etc.[0028] Although the present description makes reference to coffee harvesting and the attached figures illustrate a harvesting machine particularly intended for harvesting coffee, as should be appreciated by those skilled in the art, the present invention can also be applied to machines for harvesting coffee. other fruits and/or grains, such as, without limitation, olives, grapes, oranges, lemons, tangerines, etc.
[0029] Neste contexto, observa-se que, de um modo geral, a referida máquina (M) se desloca ao longo das linhas de plantio sobre rodas (W) no sentido de colheita conforme dado pela seta indicativa (Y), fazendo com que as plantas, árvores, arbustos (A) passem por uma passagem (P) formada pelos mecanismos derriçadores responsáveis pela vibração das árvores. Esses mecanismos derriçadores são formados pelas torres derriçadoras (D) que são compostas por uma coluna (E) que sustenta uma pluralidade de hastes flexíveis (H), sendo que cada torre derriçadora, convencionalmente, é capaz de rotacionar em torno da coluna, no sentido para dentro da passagem (P).[0029] In this context, it is observed that, in general, said machine (M) moves along the planting lines on wheels (W) in the harvesting direction as given by the indicative arrow (Y), causing that the plants, trees, shrubs (A) pass through a passage (P) formed by the uprooting mechanisms responsible for the vibration of the trees. These derigging mechanisms are formed by derigging towers (D) which are composed of a column (E) that supports a plurality of flexible rods (H), with each derigging tower, conventionally, being capable of rotating around the column, in the direction into the passage (P).
[0030] O equipamento (M) pode ser um equipamento auto propelido ou um equipamento vendido como um implemento agrícola que é puxado por um veículo de trabalho, tal como um trator. Nos casos em que se utiliza equipamentos auto propelidos, como representadas nas figuras anexas, a colheitadeira compreende também uma cabine (C) com comandos para que o operador possa ajustar os parâmetros de colheita da máquina, um motor (I) que fornece potência para acionar os sistemas mecânicos, elétricos e hidráulicos da máquina (M), e opcionalmente também um tanque reservatório (R) para o acondicionamento dos frutos e/ou grãos antes de sua transferência para carretas através de mecanismos transportadores (T). Um equipamento de colheita de frutos e grãos, tal como descrito acima, é comercializado, por exemplo, com a marca CASE IH, de CNH Industrial NV.[0030] Equipment (M) may be self-propelled equipment or equipment sold as an agricultural implement that is pulled by a work vehicle, such as a tractor. In cases where self-propelled equipment is used, as represented in the attached figures, the harvester also comprises a cabin (C) with controls so that the operator can adjust the machine's harvesting parameters, an engine (I) that provides power to drive the mechanical, electrical and hydraulic systems of the machine (M), and optionally also a reservoir tank (R) for packaging the fruits and/or grains before transferring them to trailers through conveyor mechanisms (T). Fruit and grain harvesting equipment, as described above, is sold, for example, under the brand name CASE IH, from CNH Industrial NV.
[0031] Adicionalmente, na entrada da referida passagem (P), particularmente em sua porção inferior, são previstos dispositivos levantadores de saia (L) cuja finalidade é promover o agrupamento e levantamento dos galhos mais baixos das árvores e arbustos (A) antes que elas entrem na referida passagem (P) onde entrarão em contato com as hastes derriçadoras (D).[0031] Additionally, at the entrance to said passage (P), particularly in its lower portion, skirt lifting devices (L) are provided whose purpose is to promote the grouping and lifting of the lowest branches of trees and bushes (A) before they enter the aforementioned passage (P) where they will come into contact with the stripping rods (D).
[0032] Assim, considerando o cenário acima sumarizado, e conforme a presente invenção, o sistema nivelador de suspensão 10 é formado pela disposição de ao menos uma sapata 11 instalada na extremidade frontal de pelo menos um dos referidos dispositivos levantadores de saia (L) de uma máquina colheitadeira (M), sendo que a referida sapata 11 é configurada para ficar ao menos parcialmente enterrada no solo (S) e está conectada em ao menos um sensor 12 que determina o nível da força de arrasto (F) que referida sapata está gerando conforme o deslocamento da máquina (M). A referida força de arrasto gerada e medida pelo sensor 12 é submetida à uma unidade de processamento da máquina (M) na qual serão definidas as ações necessárias para o respectivo ajuste da altura (h) da suspensão da máquina (M).[0032] Thus, considering the scenario summarized above, and in accordance with the present invention, the suspension leveling system 10 is formed by the arrangement of at least one shoe 11 installed on the front end of at least one of said skirt lifting devices (L) of a harvesting machine (M), wherein said shoe 11 is configured to be at least partially buried in the soil (S) and is connected to at least one sensor 12 that determines the level of drag force (F) that said shoe is generating according to the machine displacement (M). Said drag force generated and measured by sensor 12 is submitted to a machine processing unit (M) in which the necessary actions will be defined to adjust the height (h) of the machine suspension (M).
[0033] Em uma concretização da presente invenção, o sistema nivelador de suspensão 10 compreende duas sapatas 11 dispostas nas respectivas extremidades frontais de cada dispositivo levantador de saia (L) da máquina (M). Dessa forma, torna-se possível aumentar e melhorar a precisão do ajuste da altura (h) em relação ao solo (S).[0033] In one embodiment of the present invention, the suspension leveling system 10 comprises two shoes 11 arranged at the respective front ends of each skirt lifting device (L) of the machine (M). In this way, it becomes possible to increase and improve the accuracy of adjusting the height (h) in relation to the ground (S).
[0034] De acordo com uma concretização da presente invenção, a referida sapata 11 compreende um formato projetado para proporcionar o aumento da força de arrasto (F) proporcionalmente conforme o nível em que a sapata 11 está enterrada no solo (S). Mais particularmente, a referida força de arrasto (F), de acordo com o sistema da presente invenção, pode ser determinada pela equação: F=f(ar) + f(solo) onde: f(ar) é a força de arrasto da porção da referida sapata exposta fora do solo; f(solo) é a força de arrasto da porção da referida sapata enterrada no solo.[0034] According to an embodiment of the present invention, said shoe 11 comprises a shape designed to provide an increase in drag force (F) proportionally according to the level at which the shoe 11 is buried in the ground (S). More particularly, said drag force (F), according to the system of the present invention, can be determined by the equation: F=f(air) + f(soil) where: f(air) is the drag force of the portion of said footing exposed outside the ground; f(soil) is the drag force of the portion of said footing buried in the ground.
[0035] Considerando que, em baixas velocidades de deslocamento da máquina (M), verifica-se que a força de arrasto f(ar) da porção da sapata 11 exposta ao ar é substancialmente menor do que a força de arrasto f(solo) da porção da sapata enterrada no solo. Por essa razão, é possível concluir que a força de arrasto (F) gerada pela sapata 11 como um todo será, basicamente, a força de arrasto f(solo) relativa a porção da sapata enterrada no solo, ou seja: F=f(solo)[0035] Considering that, at low machine travel speeds (M), it appears that the drag force f (air) of the portion of the shoe 11 exposed to the air is substantially lower than the drag force f (soil) of the portion of the footing buried in the ground. For this reason, it is possible to conclude that the drag force (F) generated by the shoe 11 as a whole will basically be the drag force f(soil) relative to the portion of the shoe buried in the ground, that is: F=f( ground)
[0036] Neste contexto, de acordo com uma realização da presente invenção, a referida sapata 11 compreende um formato piramidal e, nestas condições, é possível afirmar que a força de arrasto (F) será proporcional à área transversal 11a da porção da sapata 11 que está enterrada no solo (S).[0036] In this context, according to an embodiment of the present invention, said shoe 11 comprises a pyramidal shape and, under these conditions, it is possible to state that the drag force (F) will be proportional to the transversal area 11a of the portion of the shoe 11 which is buried in the ground (S).
[0037] Apenas a título de esclarecimento, como é do conhecimento geral da técnica, a força de arrasto é calculada em função da densidade de massa do material arrastado, da velocidade do fluxo da massa em relação ao objeto, da área de referência em contato com o material e um coeficiente de arrasto que normalmente é baseado no número de Reynolds em função da geometria do objeto que considera o atrito de superfície e o atrito de forma. Assim, sabendo- se que a área de referência é tipicamente definida como sendo a área da projeção ortogonal do objeto no plano perpendicular ao da direção de movimento, conforme acima indicado, é possível afirmar que a força de arrasto (F) gerada pela sapata 11 está diretamente relacionada e proporcional à área transversal da porção 11a que está efetivamente enterrada no solo durante os deslocamentos da máquina (M).[0037] Just for clarification, as is generally known in the art, the drag force is calculated as a function of the mass density of the dragged material, the mass flow speed in relation to the object, the reference area in contact with the material and a drag coefficient that is normally based on the Reynolds number as a function of the geometry of the object that considers surface friction and shape friction. Thus, knowing that the reference area is typically defined as the area of the orthogonal projection of the object in the plane perpendicular to the direction of movement, as indicated above, it is possible to state that the drag force (F) generated by the shoe 11 is directly related and proportional to the cross-sectional area of the portion 11a that is effectively buried in the ground during the machine's movements (M).
[0038] De acordo com as concretizações possíveis da presente invenção, e conforme representadas esquematicamente nas Figuras 4A e 4B, o sensor 12 responsável por determinar o nível da força de arrasto (F) que a sapata 11 está gerando conforme o deslocamento da máquina (M) pode ser do tipo hidráulico ou pneumático formado por um cilindro 12a que é dotado de um medidor de pressão 12b que está conectado com a unidade de processamento da máquina (M) de modo a fornecer dados relacionados à força de arrasto (F) gerada pela sapata 11 para, com isso, determinar a necessidade de promover ajustes na altura (h) da suspensão da máquina (M).[0038] According to the possible embodiments of the present invention, and as represented schematically in Figures 4A and 4B, the sensor 12 is responsible for determining the level of drag force (F) that the shoe 11 is generating according to the displacement of the machine ( M) can be of the hydraulic or pneumatic type formed by a cylinder 12a that is equipped with a pressure gauge 12b that is connected to the machine's processing unit (M) in order to provide data related to the drag force (F) generated by shoe 11 to determine the need to make adjustments to the height (h) of the machine suspension (M).
[0039] Alternativamente, e de acordo com a concretização representada na Figura 4B, o referido sensor 12 pode ser uma bobina 12c, ou uma mola, dotada de um medidor de deslocamento 12d o qual está conectado com a unidade de processamento da máquina (M) de modo a fornecer dados relacionados à força de arrasto (F) gerada pela sapata 11 para, assim, calcular e definir a necessidade de promover ajustes na altura (h) da suspensão da máquina (M).[0039] Alternatively, and according to the embodiment represented in Figure 4B, said sensor 12 may be a coil 12c, or a spring, provided with a displacement meter 12d which is connected with the machine's processing unit (M ) in order to provide data related to the drag force (F) generated by the shoe 11 in order to calculate and define the need to make adjustments to the height (h) of the machine suspension (M).
[0040] Ainda, conforme uma outra realização da presente invenção, o referido sensor 12 por ser um sensor piezoeléctrico, ou uma célula de carga, os quais são capazes de fornecer os dados relacionados a força de arrasto (F).[0040] Still, according to another embodiment of the present invention, said sensor 12 is a piezoelectric sensor, or a load cell, which is capable of providing data related to the drag force (F).
[0041] Opcionalmente, segundo uma concretização possível do sistema da presente invenção, pode-se incorporar um mecanismo de ajuste do valor de referência, o qual é destinado a promover a correção do valor de referência para a força de arrasto (F) de acordo com a variação da velocidade de deslocamento do equipamento (M) em campo. Com isso, permitindo que o ajuste de altura ocorra independentemente da variação da velocidade do equipamento.[0041] Optionally, according to a possible embodiment of the system of the present invention, a reference value adjustment mechanism can be incorporated, which is intended to promote the correction of the reference value for the drag force (F) according to with the variation of the equipment's travel speed (M) in the field. This allows height adjustment to occur regardless of the variation in equipment speed.
[0042] Mais especificamente, conforme representado nas Figuras 5A, 5B e 5C, é possível observar algumas situações em que a referida sapata 11 do sistema nivelador de suspensão 10 está enterrada no solo (S) em diferentes níveis, tal como é possível notar na área transversal 11a da porção da sapata 11 abaixo da linha de solo (S).[0042] More specifically, as represented in Figures 5A, 5B and 5C, it is possible to observe some situations in which said shoe 11 of the suspension leveling system 10 is buried in the ground (S) at different levels, as can be seen in cross-sectional area 11a of the portion of the footing 11 below the soil line (S).
[0043] A Figura 5A mostra uma situação de referência e cuja altura (h) é a mais adequada para garantir que o levantador de saia (L) esteja abaixo dos galhos mais baixos das árvores e arbustos (A). A Figura 5B mostra uma situação em que a referida sapata 11 está substancialmente enterrada no solo (S) e, portanto, o sinal gerado pelo sensor 12 indicará uma força de arrasto (F) relativamente alta e, consequentemente, a unidade de processamento da máquina (M) indicará que a suspensão 13 deve levantar, pois a altura (h1) está muito baixa. A Figura 5C mostra uma situação inversa da Figura 5B, tendo em vista que a sapata 11 está quase que integralmente para fora do solo (S) e, nestas condições, o dito sensor 12 indicará uma força de arrasto (F) muito pequena, como resultado, a unidade de processamento da máquina (M) definirá que a suspensão 13 deve abaixar, pois a altura (h2) está muito alta e, por essa razão, possibilitando que parte dos galhos mais baixos das árvores e arbustos (A) fiquem abaixo dos dispositivos levantadores de saia (L).[0043] Figure 5A shows a reference situation and whose height (h) is the most suitable to ensure that the skirt lifter (L) is below the lowest branches of trees and bushes (A). Figure 5B shows a situation in which said shoe 11 is substantially buried in the ground (S) and therefore the signal generated by sensor 12 will indicate a relatively high drag force (F) and, consequently, the machine's processing unit (M) will indicate that suspension 13 must lift, as the height (h1) is too low. Figure 5C shows an inverse situation to Figure 5B, considering that the shoe 11 is almost entirely out of the ground (S) and, under these conditions, said sensor 12 will indicate a very small drag force (F), as As a result, the machine's processing unit (M) will determine that the suspension 13 must lower, as the height (h2) is too high and, for this reason, allowing part of the lower branches of trees and bushes (A) to be lowered. of the skirt lifting devices (L).
[0044] Na prática, a unidade de processamento da máquina (M) é programada com um valor de referência para a força de arrasto (F) quando a referida sapata 11 está enterrada no solo (S) e o dispositivo levantador de saia (L) está a uma altura (h) em relação ao solo. Após essa programação, o sensor 12 conectado na sapata 11 detecta as eventuais variações da força de arrasto (F), assim, caso seja detectado que a força de arrasto (F) é maior do que o valor de referência programado, isso quer dizer que a referida sapata 11 está muito baixa com uma grande porção 11a enterrada no solo (S), logo, a altura (h1) da suspensão 13 deverá aumentar. Porém, caso seja detectado que a força de arrasto (F) é menor que o valor de referência, isso significa que a sapata 11 está muito alta e com apenas uma pequena porção 11A enterrada no solo (S), com isso, verifica-se que a altura (h2) da suspensão 13 deverá diminuir.[0044] In practice, the machine processing unit (M) is programmed with a reference value for the drag force (F) when said shoe 11 is buried in the ground (S) and the skirt lifting device (L ) is at a height (h) in relation to the ground. After this programming, the sensor 12 connected to the shoe 11 detects any variations in the drag force (F), so, if it is detected that the drag force (F) is greater than the programmed reference value, this means that said shoe 11 is very low with a large portion 11a buried in the ground (S), therefore, the height (h1) of the suspension 13 must increase. However, if it is detected that the drag force (F) is lower than the reference value, this means that the shoe 11 is too high and with only a small portion 11A buried in the soil (S), as a result, it is verified that the height (h2) of the suspension 13 should decrease.
[0045] De acordo com uma realização da presente invenção, a referida suspenção 13 é composta por componentes hidráulicos, pneumáticos ou qualquer outro mecanismo conhecido na técnica capaz de promover a movimentação vertical da máquina (M). Mais particularmente, esses componentes podem ser acionados e controlados eletronicamente e, com isso, possibilitando o ajuste da altura (h) de maneira automática, sem a intervenção do operador durante o trabalho em campo.[0045] According to an embodiment of the present invention, said suspension 13 is composed of hydraulic, pneumatic components or any other mechanism known in the art capable of promoting vertical movement of the machine (M). More particularly, these components can be activated and controlled electronically and, therefore, making it possible to adjust the height (h) automatically, without operator intervention during field work.
[0046] Opcionalmente, e conforme outra concretização da presente invenção, o sistema nivelador de suspensão 10 compreende um sinalizador interno na cabine (C), o qual é acionado quando a unidade de processamento da máquina (M) identificar a necessidade de ajuste da altura (h) da suspensão 13[0046] Optionally, and according to another embodiment of the present invention, the suspension leveling system 10 comprises an internal signal in the cabin (C), which is activated when the machine processing unit (M) identifies the need to adjust the height (h) suspension 13
[0047] De modo complementar, e conforme acima indicado, a presente invenção também trata de um método de ajuste do nível da suspensão de uma máquina colheitadeira, sendo que o referido método compreende, basicamente, as seguintes etapas: a) definir o valor de referência para a força de arrasto (F) quando o levantador de saia (L) estiver em uma altura (h) em relação ao solo (S); b) medir a força de arrasto (F) gerada pela porção 11a da sapata 11 que está enterrada no solo (S) durante o deslocamento da máquina (M) no campo de cultura; c) comparar e detectar variações da força de arrasto (F) gerada pela porção 11a da sapata 11 que está enterrada no solo (S) em relação ao valor de referência da força de arrasto (F), de modo que: i. caso o valor da força de arrasto (F) gerada pela porção 11a da sapata 11 que está enterrada no solo (S) for superior ao valor de referência, acionar os mecanismos da suspensão 13 para aumentar a altura (h1); ou ii. caso o valor da força de arrasto (F) gerada pela porção 11a da sapata 11 que está enterrada no solo (S) for inferior ao valor de referência, acionar os mecanismos da suspensão 13 para diminuir a altura (h2); d) retornar para a etapa (b).[0047] In a complementary way, and as indicated above, the present invention also deals with a method of adjusting the suspension level of a harvesting machine, and said method basically comprises the following steps: a) defining the value of reference for the drag force (F) when the skirt lifter (L) is at a height (h) in relation to the ground (S); b) measure the drag force (F) generated by the portion 11a of the shoe 11 that is buried in the soil (S) during the movement of the machine (M) in the crop field; c) compare and detect variations in the drag force (F) generated by the portion 11a of the footing 11 that is buried in the ground (S) in relation to the reference value of the drag force (F), so that: i. if the value of the drag force (F) generated by the portion 11a of the shoe 11 that is buried in the ground (S) is higher than the reference value, activate the suspension mechanisms 13 to increase the height (h1); or ii. if the value of the drag force (F) generated by the portion 11a of the shoe 11 that is buried in the ground (S) is lower than the reference value, activate the suspension mechanisms 13 to reduce the height (h2); d) return to step (b).
[0048] Como deve ser apreciado do acima exposto, o ajuste do nível da suspensão 13 é controlado de acordo com a força de arrasto (F) gerada pela porção 11a da sapata 11 que se encontra enterrada no solo (S), sendo que o monitoramento é, de certo modo, contínuo e a qualquer variação da força de arrasto diferente do valor de referência, o presente sistema tende a promover o ajuste, automático ou por intermédio do operador, do nível da suspensão 13 para manter a força de arrasto (F) sempre próximo do valor de referência e, consequentemente, manter o levantador de saia (L) na altura (h) que é aquela estabelecida e recomendada pelos operadores para as colheitas dos grãos e frutos.[0048] As can be seen from the above, the adjustment of the level of the suspension 13 is controlled according to the drag force (F) generated by the portion 11a of the shoe 11 which is buried in the ground (S), with the Monitoring is, in a way, continuous and at any variation in the drag force different from the reference value, the present system tends to promote the adjustment, automatically or through the operator, of the suspension level 13 to maintain the drag force ( F) always close to the reference value and, consequently, keep the skirt lifter (L) at the height (h) which is that established and recommended by operators for harvesting grains and fruits.
[0049] De acordo com uma realização do método da presente invenção, durante a etapa (b) de medição da força de arrasto (F) considera particularmente a área transversal da porção 11a que está efetivamente enterrada no solo durante os deslocamentos da máquina (M).[0049] According to an embodiment of the method of the present invention, during step (b) of measuring the drag force (F) particularly considers the cross-sectional area of the portion 11a that is effectively buried in the ground during the machine's displacements (M ).
[0050] Também, conforme uma outra realização do presente método, a velocidade da máquina de colher (M) é utilizada para predefinir o valor de referencia para a força de arrasto (F) ou, até mesmo, efetuar correções no valor de referência conforme ocorra eventuais variações da velocidade da máquina de colher (M) durante a operação de colheita.[0050] Also, according to another embodiment of the present method, the speed of the harvesting machine (M) is used to predefine the reference value for the drag force (F) or even make corrections to the reference value as per possible variations in the speed of the harvesting machine (M) during the harvesting operation.
[0051] Adicionalmente, segundo outra realização do método da presente invenção, a referida etapa (c) de comparação e detecção de variações da força de arrasto (F) é conduzida em uma unidade de processamento da máquina (M).[0051] Additionally, according to another embodiment of the method of the present invention, said step (c) of comparing and detecting variations in the drag force (F) is conducted in a machine processing unit (M).
[0052] Conforme acima indicado a presente invenção também se refere a uma máquina de colher (M), tal como particularmente, uma colheitadeira de frutos e/ou grão auto propelida, formada por uma estrutura capaz de se locomover ao longo das linhas de plantio por meio de rodas (W) fazendo com que as plantas, árvores, arbustos (A) passem por uma passagem (P) obtida pela disposição de torres derriçadoras (D) que são formadas por colunas (E) que sustentam uma pluralidade de hastes flexíveis (H), sendo que na porção inferior da referida passagem (P) são dispostos levantadores de saia (L) com um sistema nivelador 10 da presente invenção para promover o ajuste da altura (h) da suspensão 13.[0052] As indicated above, the present invention also refers to a harvesting machine (M), such as, in particular, a self-propelled fruit and/or grain harvester, formed by a structure capable of moving along the planting lines by means of wheels (W) causing plants, trees, bushes (A) to pass through a passage (P) obtained by the arrangement of derigging towers (D) which are formed by columns (E) that support a plurality of flexible rods (H), and in the lower portion of said passage (P) skirt lifters (L) are arranged with a leveling system 10 of the present invention to adjust the height (h) of the suspension 13.
[0053] De acordo com uma concretização particular da presente invenção, a referida máquina de colher (M) é projetada e desenvolvida para promover a colheita de café.[0053] According to a particular embodiment of the present invention, said spoon machine (M) is designed and developed to promote coffee harvesting.
[0054] Por fim, diante de todo o acima mencionado, vale destacar que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo realizações preferenciais do sistema nivelador para a suspensão de uma máquina colhedora de grãos e/ou frutos, conforme a presente invenção. Logo, como bem devem apreciar os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações de elementos e detalhes equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.[0054] Finally, in view of all the above, it is worth highlighting that the present description aims only to present and define by way of example preferred embodiments of the leveling system for the suspension of a grain and/or fruit harvesting machine, according to the present invention. Therefore, as those skilled in the art must appreciate, various modifications and combinations of equivalent elements and details are possible without thereby departing from the scope of protection defined by the attached claims.
Claims (16)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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| BR102018015627-6A BR102018015627B1 (en) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | Leveling system for the suspension of a grain and/or fruit harvesting machine, method of adjusting the suspension level of a grain and/or fruit harvesting machine and harvesting machine |
Publications (2)
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