BR102018016474A2 - Dispositivo de monitoramento, e, método para monitoramento de produtividade de colheita - Google Patents

Abstract

é descrito um dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita. o dispositivo de monitoramento é montado a um alojamento de um elevador de grão de uma máquina de trabalho agrícola próxima a um conjunto de transportador de colheita arranjada no alojamento e tem pelo menos um orifício formado na mesma. um membro de engate de material está arranjado na estrutura de montagem e é pivotante com relação à estrutura de montagem em torno de um ponto de pivô. o membro de engate de material pode compreender primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. pelo menos um sensor rotacional está arranjado no dispositivo de monitoramento e está configurado para detectar movimento espacial ou posição do membro de engate de material. um dispositivo de processamento está acoplado a pelo menos um sensor rotacional e está acoplado para determinar uma produtividade de colheita agregada com base na magnitude rotacional detectada do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade.

Description

“DISPOSITIVO DE MONITORAMENTO, E, MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE PRODUTIVIDADE DE COLHEITA”

CAMPO DA DESCRIÇÃO [001] A presente descrição se refere no geral a dispositivos de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita. FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO [002] Durante a colheita, o monitoramento e determinação em tempo real de produtividade da colheita é frequentemente desejável para melhorar as operações de colheita e prover informação pertinente (por exemplo, desempenho da colheita) a respeito da colheita que está sendo colhida. Por exemplo, tal informação pode ser usada para determinar áreas de alto e baixo desempenho, bem como, com propósitos de comparação, para comparar a produtividade de uma variedade de tipos de semente. O monitor de produtividade para grão mede e registra informação tal como fluxo de grão, umidade de grão, área coberta e localização. Com base na produtividade medida, outras propriedades podem ser determinadas tais como umidade e fluxo de grão.

[003] Algumas abordagens convencionais empregaram o uso de dispositivos de sensor translacional (isto é, translação não rotacional e linear) para medir produtividades. Entretanto, desvantagens significantes para dispositivos de sensor translacional incluem menor resolução de sensor, maiores erros de medição e faixas de detecção limitadas, deste modo resultando em medições de produtividade imprecisas que podem ser caras. Outras abordagens convencionais empregaram sensores de nível de enchimento que determina fluxo de massa com base em uma mudança medida em uma constante dielétrica de um capacitor de placas paralelas. Inconvenientes de tais abordagens convencionais incluem baixa resolução de sensor e menor precisão de detecção. Como tal, existe uma necessidade na

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 109/142 / 16 técnica de um dispositivo de monitoramento melhorado que supera as limitações das abordagens convencionais.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO [004] De acordo com um aspecto da presente descrição, um dispositivo de monitoramento para monitorar produtividade de colheita. O dispositivo de monitoramento compreende uma estrutura de montagem montada em um alojamento de um elevador de grão de uma máquina de trabalho agrícola próxima a um conjunto de transportador de colheita arranjado no alojamento. Um membro de engate de material está arranjado no dispositivo de monitoramento e é pivotante com relação à estrutura de montagem em torno de um ponto de pivô, o membro de engate de material tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade.

[005] Pelo menos um sensor rotacional configurado para detectar movimento espacial ou posição do membro de engate de material e emitir um sinal correspondente a uma magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade do membro de engate de material com relação ao ponto de pivô. O deslocamento é induzido pelo esforço de uma força angular gerada por um material agrícola engatado com uma superfície de pelo menos um membro do membro de engate de material. O deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade é proporcional a um grau de movimento pivotante do membro de engate de material em torno de um eixo geométrico de ponto de pivô. Um dispositivo de processamento acoplado ao pelo menos um sensor rotacional e configurado para determinar para determinar uma vazão de massa do material agrícola com base na magnitude rotacional detectada do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade e em que uma produtividade de colheita agregada é determinada com base na vazão de massa.

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 110/142 / 16 [006] Outros recursos e aspectos ficarão aparentes mediante consideração da descrição detalhada e desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [007] A descrição detalhada dos desenhos se refere às figuras anexas em que:

FIG. 1A é uma vista lateral em perspectiva do dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 1B é uma vista lateral transversal do dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 2 é uma vista em perspectiva de topo do dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 3 é uma vista expandida de um dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita de acordo com uma modalidade;

FIG. 4 é uma vista de base do dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 5A é uma vista em perspectiva expandida de um membro de engate de material arranjado no dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 5B é uma vista lateral expandida do membro de engate de material da FIG. 5A de acordo com uma modalidade;

FIG. 5C é uma vista lateral expandida de um membro de engate de material arranjado no dispositivo de monitoramento de FIG. 1 de acordo com uma modalidade;

FIG. 6 é uma vista lateral transversal de um dispositivo de monitoramento de acordo com uma modalidade;

FIG. 7 é uma vista lateral de uma máquina de trabalho agrícola incluindo uma modalidade do dispositivo de monitoramento de FIG. 1;

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FIG. 8 é uma vista lateral do membro de engate de material da FIG. 1 arranjado próximo a um conjunto de transportador de colheita arranjado na máquina de trabalho agrícola da FIG. 7 de acordo com uma modalidade;

FIG. 9 é um fluxograma de um método para determinar uma produtividade de colheita utilizando o dispositivo de monitoramento de FIG.

1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS [008] Com referência às FIGS. 1 a 4, um dispositivo de monitoramento 100 para monitoramento de produtividade de colheita é mostrado de acordo com uma modalidade. O dispositivo de monitoramento 100 pode compreender um membro de engate de material 102, um conjunto de fulcro 104 e pelo menos um sensor rotacional 106 coletivamente arranjados em uma estrutura de montagem 108 próxima a um conjunto de transportador de colheita 424 localizado em uma máquina de trabalho agrícola 400 (FIGS. 7 e 8). Com propósitos de clareza, a presente descrição será descrita como sendo implementada em uma máquina de trabalho agrícola incluindo uma colheitadeira, entretanto, deve-se notar que a presente descrição pode também ser empregada em outras aplicações de monitoramento de produtividade tais como semeadura.

[009] Em algumas modalidades, a estrutura de montagem 108 é montada próxima a um mecanismo rotativo 434 arranjado no conjunto de transportador de colheita 424 e pode compreender pelo menos uma abertura 118 que é formatada e dimensionada em relação a um comprimento do membro de engate de material 102. Por exemplo, o posicionamento e geometria estrutural da abertura 118 podem variar e variarão, com base no tamanho e formato de pelo menos um membro do membro de engate de material 102 (referir-se, por exemplo, a FIG. 4). A estrutura de montagem 108 pode compreender uma placa de montagem 120 tendo pelo menos duas

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 112/142 / 16 paredes laterais 122 que se estendem em uma direção substancialmente paralela a uma superfície planar superior 126 da placa de montagem 120. Uma pluralidade de furos de montagem 127 pode ser espacialmente arranjada na superfície planar superior 126 para receber fixadores para assegurar colocação do conjunto de fulcro 104 ou outros componentes na placa de montagem 120 em uma variedade de posições. Um painel traseiro 128 pode ser arranjado para projetar para cima e para fora da placa de montagem 120 para trás do membro de engate de material 102.

[0010] O membro de engate de material 102 (por exemplo, um braço oscilante) é acoplado à estrutura de montagem 108 e pode ser arranjado para se estender entre uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. Em algumas modalidades, o membro de engate de material 102 pode compreender um primeiro membro de engate 110 (de forma fixa ou removível em um segundo membro de engate 112). O primeiro membro de engate 110 pode compreender uma viga ou estrutura tipo cantiléver que é acoplada em relação nivelada ao segundo membro de engate 112 em qualquer ou ambas das primeira e segunda extremidades 111, 113 (FIGS. 5A, 5B, 5C). Um contrapeso 105 pode ser arranjado pelo menos em uma das primeira ou segunda extremidades 111, 113 do membro de engate de material 102 para equilibrar uma distribuição de peso do membro de engate de material 102 tanto em uma primeira posição quanto em uma segunda posição.

[0011] Pelo menos uma ranhura cilíndrica 114 pode ser definida no primeiro membro de engate 110 e é adaptada para receber um membro elástico 116 tal como uma mola alongada (por exemplo, uma mola espiral, mola de torção, arruela Belleville, etc.) tendo uma força de restauração. O membro elástico 116 é arranjado para predispor o membro de engate de material 102 em uma dada direção e aplicar uma força de restauração para articular o membro de engate de material 102 para uma posição de retorno (isto é, posição nula) quando o membro de engate de material 102 é deslocado

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 113/142 / 16 articuladamente da estrutura de montagem 108. Por exemplo, o primeiro membro de engate 110 pode ser arranjado para se estender acima do conjunto de fulcro 104 e é articulado com respeito à estrutura de montagem 108 em torno de um elemento de fulcro 130 do conjunto de fulcro 104. Um canal de recebimento do eixo 118 (FIG. 5B) pode ser formado em ou sobre uma superfície pivô do primeiro membro de engate 110 e é adaptado para engatar uma superfície complementar do elemento de fulcro 130.

[0012] Como mostrado na FIG. 3, em modalidades, o conjunto de fulcro 104 pode compreender o elemento de fulcro 130 afixado a um conjunto de base 132. O elemento de fulcro 130 pode compreender um eixo rotativo ou estrutura similar que é arranjado para articular em torno de um eixo geométrico rotacional 137 sem translação, em que o eixo geométrico rotacional 137 é arranjado substancialmente paralelo a uma superfície planar do conjunto de base 132. O conjunto de base 132 pode compreender um substrato de suporte 135 compreendendo uma ou mais aberturas de montagem arranjadas para receber elementos de fixação 134 (por exemplo, cavilhas ou parafusos) para permitir montagem do conjunto de base 132 na estrutura de montagem 108. Pelo menos uma cavidade de sensor 136 pode ser arranjada em uma porção externa do conjunto de base 132 para assegurar colocação e posicionamento de um ou mais dos sensores rotacionais 106.

[0013] Embora em modalidades aqui contidas, o pelo menos um sensor rotacional 110 será mostrado posicionado em uma ou mais cavidades do sensor 136 arranjadas no conjunto de base 132, em outras modalidades, é também possível que sensor 110 seja arranjado na estrutura de montagem 108 ou outras estruturas de suporte.

[0014] O pelo menos um sensor rotacional 106 é arranjado para detectar movimento espacial ou posição do membro de engate de material 102 em relação ao elemento de fulcro 130 (isto é, ponto pivô)) e é comunicativamente acoplado a um dispositivo de processamento 107. O

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 114/142 / 16 dispositivo de processamento 107 pode compreender um microprocessador, um microcontrolador, um processador de sinal digital, um controlador de lógica programável ou outros dispositivos de computação adequados e pode ser arranjado localmente na máquina de trabalho agrícola como mostrado ou remotamente em uma instalação de processamento remoto. Em várias modalidades e como será discutido com referência à FIG. 9, o pelo menos um sensor rotacional 106 pode compreender uma variedade de sensores incluindo, mas não se limitando a potenciômetros, codificadores, sensores magneto-resistivos, sensores de proximidade magnética, sensores ópticos, sensores acústicos, sensores de efeito Hall, sensores indutivos ou combinações dos mesmos.

[0015] Como versados na técnica reconhecerão, a FIG. 1 é provida meramente com propósitos ilustrativos e exemplares e não visa de maneira nenhuma limitar a presente descrição ou suas aplicações. Em outras modalidades, o arranjo e/ou configuração estrutural do dispositivo de monitoramento 100 podem variar e variarão. Por exemplo, a localização e posicionamento do dispositivo de monitoramento 100 podem ser deslocados para a esquerda ou para a direita das modalidades ilustradas. Em algumas modalidades, o dispositivo de monitoramento 100 pode compreender uma quantidade maior ou menor de sensores (por exemplo, sensores rotacionais, sensores gravimétricos ou outros) como será discutido com mais detalhes com referência à FIG. 6. Adicionalmente, a localização e arranjo do conjunto de fulcro 104 podem variar e variarão, em várias modalidades. Em algumas modalidades, o conjunto de fulcro 104 pode ser centralmente arranjado na estrutura de montagem 108 para permitir acoplamento articulado (FIG. 2) ou central do membro de engate de material 102, que permite movimento articulada ou tipo gangorra do membro de engate de material 102. Em outras modalidades, o conjunto de fulcro 104 pode ser posicionado tanto à esquerda quanto à direita da estrutura de montagem 108 para permitir também

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 115/142 / 16 acoplamento articulado do membro de engate de material 102. Ainda em outras modalidades, o dispositivo de monitoramento 100 pode ser arranjado para excluir o conjunto de fulcro 104. Em um arranjo como esse, cada qual das primeira e segunda extremidades 111, 113 do membro de engate de material 102 pode ser fixamente acoplado à estrutura de montagem 108 de maneira tal que qualquer força que age no membro de engate 112 pelo material agrícola 432 será transformada a partir de uma forma de energia cinética para uma outra forma de energia.

[0016] Com referência às FIGS. 5A-5C, o primeiro membro de engate

110 do membro de engate de material 102 é mostrado com mais detalhes. Como ilustrado, o primeiro membro de engate 110 pode compreender uma porção central 210 integralmente acoplada em um primeiro elemento de acoplamento 206 e um segundo elemento de acoplamento 208. O tamanho e dimensões do primeiro e segundo elementos de acoplamento 206, 208 variarão em várias modalidades com base no arranjo estrutural do membro de engate de material 102. Por exemplo, em algumas modalidades, o primeiro e segundo elementos de acoplamento 206, 208 serão dimensionados em relação a um comprimento do segundo membro de engate 112 (referir-se, por exemplo, às FIGS. 5B e 5C), bem como com base em um tipo de arranjo de acoplamento (isto é, acoplamento articulado ou central) como discutido anteriormente.

[0017] Em modalidades, o primeiro membro de engate 110 pode compreender um material rígido, tal como alumínio, aço ou outros materiais metálicos adequados tendo resiliência suficiente para resistir ao dobramento e/ou flexão do membro 110. Adicionalmente, um elemento de reforço 203 pode ser formado em ou sobre pelo menos uma superfície do primeiro membro de engate 110 e pode compreender uma pluralidade de ranhuras rebaixadas 204 arranjada de forma adjacente para facilitar adicionalmente maior rigidez e reforço do primeiro membro de engate 110, enquanto também

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 116/142 / 16 facilita uma redução no peso estrutural. Um arranjo como esse é particularmente vantajoso, uma vez que movimento do membro de engate do material 102 é restrito a movimento rotacional ou de pivô no elemento de fulcro 130, o que diminui substancialmente sua suscetibilidade a ruído ou vibrações indesejadas.

[0018] Como mostrado nas FIGS. 3 e 5A, o segundo membro de engate 112 pode compreender uma placa de força tendo uma primeira porção 112a acoplada adesivamente a uma segunda porção 112b, entretanto, outras técnicas de acoplamento adequadas podem ser empregadas. Por exemplo, em outras modalidades, as primeira e segunda porções 112a, 112b podem ser conectadas utilizando técnicas tais como acoplamento térmico, soldagem, laminação ou similares. A primeira porção 112a pode compreender um material metálico, tal como alumínio ou aço, ao passo que a segunda porção 112b, por causa de seu posicionamento, pode compreender um material que é mais resistente a desgaste abrasivo (por exemplo, cerâmicas) comparado com a primeira porção 112a. A segunda porção 112b pode compreender uma superfície angulada 115 (por exemplo, uma superfície arqueada ou inclinada) tendo uma borda dianteira 117a e uma borda traseira 117b que é angulada com respeito a uma superfície externa da estrutura de montagem 108. Em algumas modalidades, a borda dianteira 117a pode ser rebaixada aproximadamente 1mm da superfície externa da estrutura de montagem 108 e a borda traseira 117b pode ser arranjada para se estender aproximadamente 1mm da superfície externa da estrutura de montagem 108. Isto é feito basicamente para minimizar o desgaste e proteger a superfície angulada 115 de ter impacto direto com uma massa em movimento de material agrícola 432. Por exemplo, a superfície angulada 115 é arranjada de maneira tal que a força exercida pela massa de material agrícola 432 na superfície angulada será concentrada em direção a um centro.

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 117/142 / 16 [0019] Como discutido com referência à FIG. 1 e agora com referência à FIG. 6, em algumas modalidades, o dispositivo de monitoramento 100 pode compreender adicionalmente um mecanismo de ajuste 320 acoplado ao segundo membro de engate 112. O mecanismo de ajuste 320 pode compreender um dispositivo de atuação tal como um motor de acionamento acoplado a um eixo de parafuso rosqueado (não mostrado) e arranjado para ajustar bidimensionalmente uma posição do segundo membro de engate 112. O motor acionador pode ser comunicativamente acoplado ao dispositivo de processamento 118 de maneira tal que, mediante recepção de um sinal de controle, uma posição nula (isto é, posição padrão sem impacto) do membro de engate de material 102 é rotacionalmente ou translacionalmente ajustada. Um arranjo como esse é particularmente vantajoso, uma vez que ele ajuda a melhorar a precisão de medição e desempenho do dispositivo de monitoramento 106 para uma variedade de colheitas, sensor de passos ou rolamentos do dispositivo de monitoramento 100 em relação à gravidade; ou para várias faixas de medição do dispositivo de monitoramento 100 para um dado material agrícola. Por exemplo, uma resposta característica do segundo membro de engate 112 pode ser modificada ajustando dinamicamente a posição do segundo membro de engate 112 com base em uma vazão de massa do material agrícola 432.

[0020] Em outras modalidades, o dispositivo de monitoramento 100 pode compreender um mecanismo de amortecimento ajustável ou amortecedor de êmbolo (não mostrado) que opera para mudar uma faixa de força aplicada que resulta no membro de engate de material 102 que move a faixa total de magnitude rotacional. Por exemplo, uma primeira configuração de amortecedor de êmbolo pode ser usada com colheitas de baixa vazão de massa, tais como pequenos grãos, enquanto uma segunda configuração de amortecedor de êmbolo pode ser usada com colheitas de alta vazão de massa, tal como milho. Outros exemplos incluem ter uma faixa de configurações para

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 118/142 / 16 várias colheitas para o mecanismo. Ainda em outras modalidades, em vez de realizar um ajuste de posição nula, o dispositivo de monitoramento 100 pode compreender um sensor gravimétrico (não mostrado) que é configurado para detectar a posição do membro de engate de material 102 em relação à gravidade da terra. Em um arranjo como esse, os dados gravimétricos relativos são transmitidos a partir do sensor gravimétrico para o dispositivo de processamento 118 para escala dinâmica ou calibração inicial dos dados.

[0021] Com referência às FIGS. 7-8, é mostrada uma modalidade exemplar da máquina de trabalho agrícola 400 (por exemplo, uma colheitadeira) na qual o dispositivo de monitoramento 100 da FIG.1 é arranjado. Como representado, a máquina de trabalho agrícola 400 pode compreender uma armação do veículo 402 tendo elementos de engate no solo 404 se estendendo a partir da armação do veículo 402. Para controlar operações da máquina de trabalho agrícola 400, uma cabine do operador 410 pode ser arranjada em cima da armação do veículo 402.

[0022] Um aparelho de colheita 412 é arranjado para se estender para frente da máquina de trabalho agrícola 400 e pode compreender uma plataforma de colheita 414, uma câmara de alimentação 416 e um batedor 418. A plataforma de colheita 414 pode ser arranjada em uma extremidade inferior do aparelho de colheita 412 e é usada para colheita do material agrícola 432. A câmara de alimentação 416 pode estar arranjada de forma interposta entre a plataforma de colheita 414 e o batedor 418 para direcionar o material agrícola 432 recebido pelo aparelho de colheita 412 para cima através de uma seção de transição de entrada 420 para uma unidade de processamento de colheita 422.

[0023] Um sistema de separação de material 426, que remove resíduo do material agrícola 432, pode ser arranjado abaixo da unidade de processamento de colheita 422 e acoplado a uma extremidade inferior do conjunto de transportador de colheita 424 como mostrado na FIG. 3. O

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 119/142 / 16 conjunto de transportador de colheita pode compreender uma pluralidade de membros móveis afixados a um mecanismo rotativo 434 (por exemplo, correia ou corrente e roda dentada ou polia), que devem se estender para fora e para longe de um eixo geométrico central 137 do mecanismo rotativo 434. Como versados na técnica reconhecerão, FIG. 3 não está desenhado em escala e a modalidade ilustrada é meramente com propósitos exemplares para facilitar explicação do sistema de separação de material 426. Por exemplo, embora não mostrados em várias modalidades, cada qual dos membros móveis 430 pode compreender e compreenderá, no geral uma configuração de formato curvo ou arqueado.

[0024] Como representado, a pluralidade de membros móveis 430 do conjunto de transportador de colheita 424 recebe o material separado e direciona o material agrícola 432 para uma área de transição 427 onde o material agrícola 432 engata com o membro de engate de material 102 e é suprido para um trado de carregamento 434 para carregamento em um tanque de material 450. Em algumas modalidades, o veículo agrícola pode compreender adicionalmente um receptor de determinação de localização 436 arranjado na cabine do operador 410 para receber sinais de localização/posicionamento.

[0025] Com referência à FIG. 9, é mostrado um fluxograma de um método 500 para monitoramento de produtividade de colheita. Em operação, à medida que o material agrícola 432 é transferido a partir do sistema de separação de material 426 para os membros móveis 430, o material agrícola 432 é transportado no sentido horário e para cima pelo conjunto de transportador de colheita 424 para o membro de engate de material 102. Por exemplo, uma vez que o material agrícola 432 atinge uma extremidade superior do conjunto de transportador de colheita 424, o material agrícola 432 é lançado a partir dos membros móveis 430 para o membro de engate de material 102.

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 120/142 / 16 [0026] Como ilustrado na FIG. 8, em 502, uma força angular (por exemplo, força centrípeta) é exercida na superfície angulada 115 do segundo membro de engate 112, à medida que o material agrícola 432 impacta a superfície, deste modo induzindo movimento rotacional ou articulado de cada borda 117a, 117b da superfície angulada 115 uma em relação a outra. Movimento rotacional e articulado da primeira extremidade 111 e/ou da segunda extremidade 113 é também induzido em decorrência do impacto. Como previamente discutido, tal movimento rotacional ou de pivô será determinado, em parte, com base no arranjo de acoplamento (por exemplo, acoplamento articulado ou central) do membro de engate de material 102. Por exemplo, mediante engate em um arranjo de acoplamento articulado, tanto a primeira extremidade 111 quanto a segunda extremidade 113 serão desproporcionalmente deslocadas uma em relação a outra em torno do elemento de fulcro 112 (isto é, as duas extremidades não movem distâncias iguais uma em relação a outra de maneira tal que a magnitude rotacional de deslocamento de cada é desproporcional uma da outra). Em um arranjo de acoplamento central, entretanto, ambas as extremidades 111, 113 serão desproporcionalmente deslocadas de uma maneira tipo gangorra uma em relação a outra.

[0027] Em 504, o pelo menos um sensor rotacional é configurado para medir uma magnitude rotacional do deslocamento do membro de engate de material 102. A magnitude rotacional do deslocamento variará com base em um nível de impacto. Por exemplo, uma magnitude rotacional máxima resultará quando o membro de engate de material for deslocado para cima (por exemplo, alto impacto de grão) e uma magnitude rotacional mínima resultará quando o membro de engate de material 102 estiver em uma posição para baixo (borda traseira 117b se estendendo além da estrutura de montagem 108) ou em repouso. Em uma modalidade, o pelo menos um sensor rotacional 106 pode compreender potenciômetros, codificadores rotativos, sensores

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 121/142 / 16 magneto-resistivos integrados, codificadores de Hall, combinações dos mesmos ou outros sensores adequados que são configurados para detectar uma mudança angular do membro de engate de material 102 em relação ao conjunto de fulcro 104. Entretanto, deve-se notar que o tipo de sensor empregado variará com base em uma saída de medição desejada.

[0028] Por exemplo, em outras modalidades, o pelo menos um sensor rotacional 106 pode ser configurado para detectar uma mudança em uma posição do membro de engate de material 102 em relação ao sensor 106 em um modo de detecção tanto diferencial quanto não diferencial. Como referido aqui, o “modo de detecção não diferencial” inclui um modo no qual um ou mais sensores produzem sinais de medição que são individualmente processados. Ao contrário, o “modo de detecção diferencial” inclui um modo no qual dois ou mais sensores produzem simultaneamente sinais de medição que são subtraídos para produzir uma medição livre de erro de modo comum. Por exemplo, em um modo de detecção diferencial, o pelo menos um sensor rotacional 106 pode compreender dois ou mais sensores arranjados em lados opostos do elemento de fulcro 130 que são configurados para detectar uma mudança em uma distância (isto é, abertura espacial) do membro de engate de material 102 em relação aos sensores. Uso dos dois ou mais sensores no modo de detecção diferencial pode ajudar a aliviar erro, por exemplo, sem limitação, da vibração de modo comum do membro de engate de material 102 ou desvio de temperatura dos sensores.

[0029] Em qualquer modo de detecção, o pelo menos um sensor rotacional 106 pode compreender um ou mais dos seguintes sensores: potenciômetros lineares, sensores de proximidade magnética, sensores de distância ópticos, sensores ultrassônicos, sensores de efeito Hall, sensores indutivos, sensores magneto-resistivos gigantes ou similares. Em 506, baseado na medida magnitude rotacional, o dispositivo de processamento 118 pode determinar uma produtividade de colheita e gerar uma saída de uma

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 122/142 / 16 produtividade de colheita agregada para exibir em uma interface de usuário arranjada na cabine do operador 410. Por exemplo, o dispositivo de processamento 118 primeiro determina uma vazão de massa do material agrícola 432 com base na magnitude rotacional do deslocamento, que é então usada para determinar a produtividade de colheita.

[0030] Em seguida, em 508, o membro elástico 116 opera para aplicar uma força restaurativa ao membro de engate de material 102 para retornar o membro 102 para uma posição nula uma vez que o engate do material é deslocado. Por exemplo, tal deslocamento resultará em uma força de restauração relativamente pequena e, à medida que o deslocamento se torna maior, a força de restauração aumenta proporcionalmente. Em algumas modalidades, uma constante de mola do membro elástico 116 provendo força restaurativa pode ser variada através de meios tais como temperatura da mola, uma mola de torção arranjada no conjunto de fulcro 104 com um fluido eletro-reológico ou magneto-reológico integrado. A força resistiva variável pode ser obtida com tecnologias tais como amortecedores de êmbolo pneumáticos de pressão variável, amortecedores de êmbolo eletro-reológicos, amortecedores de êmbolo magneto-reológicos ou outros dispositivos adequados.

[0031] Sem querer limitar de maneira alguma o escopo, interpretação ou aplicação das reivindicações que aparecem a seguir, um efeito técnico de uma ou mais das modalidades de exemplo descritas aqui é um dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita. Notavelmente, a presente descrição tem diversas vantagens em relação a abordagens convencionais, incluindo, mas não se limitando a, prover maior resolução de sensor, prover escalabilidade para uma variedade de tipos de colheita, cancelamento efetivo de ruído e vibrações indesejados.

[0032] Embora tenham sido aqui descritas modalidades de exemplo da presente descrição, essas descrições não devem ser vistas em um sentido

Petição 870180070315, de 13/08/2018, pág. 123/142 / 16 limitante. Em vez disso, outras variações e modificações podem ser feitas sem fugir do escopo e espírito da presente descrição como definido nas reivindicações anexas.

Claims (20)

1. Dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita, o dispositivo de monitoramento caracterizado pelo fato de que compreende:

uma estrutura de montagem montada em um alojamento de um elevador de grão de uma máquina de trabalho agrícola próxima a um conjunto de transportador de colheita arranjado no alojamento, a estrutura de montagem compreendendo pelo menos uma abertura formada na mesma;

um membro de engate de material sendo pivotante com relação à estrutura de montagem em torno de um ponto de pivô, o membro de engate de material tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade;

pelo menos um sensor rotacional configurado para detectar movimento espacial ou posição do membro de engate de material e emitir um sinal correspondente a uma magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade do membro de engate de material relativa ao ponto de pivô, em que o deslocamento é induzido pelo esforço de uma força gerada por um material agrícola engatado com uma superfície de pelo menos um membro do membro de engate de material e em que o deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade é proporcional a um grau de movimento pivotante do membro de engate de material em torno de um eixo geométrico de ponto de pivô; e um dispositivo de processamento acoplado ao pelo menos um sensor rotacional e configurado para determinar uma vazão de massa do material agrícola com base na magnitude rotacional detectada do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade e em que uma produtividade de colheita agregada é determinada com base na vazão de massa.

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2. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o membro de engate de material compreende um primeiro membro de engate acoplado a um segundo membro de engate.

3. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de engate está arranjado para se estender longitudinalmente de uma maneira tipo cantiléver entre a primeira extremidade e a segunda extremidade e em que o segundo elemento de engate está arranjado para inserção móvel no pelo menos um orifício formado na estrutura de montagem.

4. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de engate está acoplado ao segundo membro de engate tanto na primeira extremidade ou segunda extremidade.

5. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da primeira extremidade ou segunda extremidade está acoplada de forma fixada à estrutura de montagem de modo que o movimento pivotante do membro de engate de material está induzido pelo movimento de uma extremidade livre não afixada.

6. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro engate está acoplado de forma central ao ponto de pivô e em que o segundo membro de engate está acoplado ao primeiro membro de engate na primeira extremidade e segunda extremidade de modo que movimento pivotante é induzida tanto pela primeira ou segunda extremidade de uma maneira tipo gangorra.

7. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um membro elástico acoplado ao primeiro membro de engate e

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3 / 6 arranjado para aplicar uma força restaurativa ao primeiro membro de engate em uma primeira posição ou segunda posição.

8. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estima uma magnitude rotacional de deslocamento do membro de engate de material compreende pelo menos uma das seguintes:

medir uma mudança angular do membro de engate de material;

medir uma mudança na posição do membro de engate de material com relação ao pelo menos um sensor rotacional em um modo não diferencial; ou medir uma mudança na posição do membro de engate de material com relação ao pelo menos um sensor rotacional em um modo diferencial.

9. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade é desproporcional à magnitude rotacional de deslocamento da segunda extremidade quando o material agrícola está engatado com o membro de engate de material.

10. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sensor rotacional compreende uma ou mais das seguintes: potenciômetros, codificadores, sensores magneto-resistivos, sensores de proximidade magnética, sensores ópticos, sensores acústicos, sensores de efeito Hall, sensores indutivos ou combinações dos mesmos.

11. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de montagem compreende um material semirrígido e em que o pelo menos um sensor rotacional compreende uma pluralidade de elementos de sensor uniformemente disposta ao longo de um membro de engate de material de

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4 / 6 superfície e configurada para gerar um perfil de distribuição do fluxo de material agrícola transverso a uma direção do fluxo de material agrícola.

12. Dispositivo de monitoramento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um mecanismo de ajuste, em que o mecanismo de ajuste está configurado para ajustar uma posição nula do membro de engate de material com base em uma vazão de massa do material agrícola.

13. Dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita, o dispositivo de monitoramento caracterizado pelo fato de que compreende:

uma estrutura de montagem montada em um alojamento de um elevador de grão de uma máquina de trabalho agrícola próxima a um conjunto de transportador de colheita arranjado no alojamento, a estrutura de montagem compreendendo pelo menos um orifício formado na mesma;

um membro de engate de material sendo pivotante com relação à estrutura de montagem em torno de um ponto de pivô, o membro de engate de material tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade;

um mecanismo de ajuste acoplado ao segundo elemento de engate, em que o mecanismo de ajuste é configurado para ajustar uma posição nula do segundo elemento de engate;

pelo menos um sensor rotacional configurado para detectar movimento espacial ou posição do membro de engate de material e emitir um sinal correspondente a uma magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade do membro de engate de material relativa ao ponto de pivô, em que o deslocamento é induzido pelo esforço de uma força angular gerada por um material agrícola engatado com uma superfície de pelo menos um membro do membro de engate de material e em que o deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade é

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5 / 6 proporcional a um grau de movimento pivotante do membro de engate de material em torno de um eixo geométrico de ponto de pivô; e um dispositivo de processamento acoplado ao pelo menos um sensor rotacional e configurado para determinar uma produtividade de colheita agregada com base na magnitude rotacional detectada do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade, em que a magnitude rotacional corresponde a uma vazão do material agrícola.

14. Dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de ajuste compreende uma ou mais da seguinte: um dispositivo de atuação, mecanismo de amortecimento ajustável, um amortecedor de êmbolo ou combinações dos mesmos.

15. Dispositivo de monitoramento para monitoramento de produtividade de colheita de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro de engate está arranjado para se estender longitudinalmente de uma maneira tipo gangorra entre a primeira extremidade e segunda extremidade e em que o segundo elemento de engate está arranjado para inserção móvel no pelo menos um orifício.

16. Método para monitoramento de produtividade de colheita, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

estimar, com pelo menos um sensor rotacional, uma magnitude rotacional de deslocamento de uma primeira extremidade ou segunda extremidade de um membro de engate de material com relação a um ponto de pivô;

correlacionar a magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade a uma força que atua no membro de engate de material, em que a força é indicativo de uma vazão de massa de um material agrícola; e

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6 / 6 determinar uma produtividade de colheita com base na vazão de massa.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que detectar a magnitude rotacional de deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade compreende medir uma mudança angular do membro de engate de material com relação ao ponto de pivô.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que detectar a magnitude rotacional do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade compreende medir uma mudança em uma posição da primeira extremidade ou a segunda extremidade e determinar uma magnitude rotacional correspondente máxima ou mínima em um modo de sensoriamento não diferencial.

19. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que detectar a magnitude rotacional do deslocamento da primeira extremidade ou segunda extremidade compreende medir uma mudança em uma posição da primeira extremidade ou a segunda extremidade e determinar uma magnitude rotacional correspondente máxima ou mínima em um modo de sensoriamento diferencial.

20. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente modificar uma característica de resposta do membro de engate de material ajustando dinamicamente uma posição nula do membro de engate de material com base em uma mudança na vazão do material agrícola.