BR102019000830A2

BR102019000830A2 - colheitadeira e método para controlar uma colheitadeira

Info

Publication number: BR102019000830A2
Application number: BR102019000830-0A
Authority: BR
Inventors: Michael Conrad; Denver Yoder
Original assignee: Cnh Industrial America Llc.
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-28

Abstract

Trata-se de uma realização que inclui uma colheitadeira que inclui um alojamento de alimentador para receber cultura colhida, um sistema de separação para debulhar a cultura colhida, a fim de separar grãos de resíduo, um tanque de grãos para armazenar os grãos separados, um sensor de nível de tanque de grãos para detectar um nível de grãos no tanque de grãos, um sensor de inclinação para detectar a inclinação da colheitadeira e um controlador que controla a colheitadeira. O controlador é configurado para receber o nível de tanque de grãos do sensor de nível de tanque de grãos, receber um valor de inclinação do sensor de inclinação, ajustar o nível de tanque de grãos com base no valor de inclinação e alertar um operador do nível de tanque de grãos ajustado.

Description

COLHEITADEIRA E MÉTODO PARA CONTROLAR UMA COLHEITADEIRA

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se ao sistema de medição de tanque de grãos e ao método para prever os níveis de tanque de grãos, quando a colheitadeira estiver em declives ou colinas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As colheitadeiras combinadas (por exemplo, colheitadeiras) são usadas para colher culturas. As operações realizadas por meio de colheitadeiras convencionais incluem picar a cultura e coletar grãos em um tanque de grãos. Essas colheitadeiras convencionais, no entanto, utilizam dispositivos e métodos de medição de quantidade de grãos que são suscetíveis às imprecisões de medição de grãos e derramamento de grãos, em especial, quando a colheitadeira está colhendo em um declive ou uma colina.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0003] Uma realização inclui uma colheitadeira que compreende um alojamento de alimentador para receber cultura colhida, um sistema de separação para debulhar a cultura colhida a fim de separar grãos de resíduo, um tanque de grãos para armazenar os grãos separados, um sensor de nível de tanque de grãos para detectar um nível de grãos no tanque de grãos, um sensor de inclinação para detectar inclinação da colheitadeira e um controlador que controla a colheitadeira. O controlador configurado para receber o nível de tanque de grãos do sensor de nível de tanque de grãos, receber um valor de inclinação do sensor de inclinação, ajustar o nível de tanque de grãos com base no valor de inclinação e alertar um operador do nível de tanque de grãos ajustado.

[0004] Uma realização inclui um método para controlar uma colheitadeira que inclui um chassi, um alojamento de alimentador para receber cultura colhida, um sistema de separação para debulhar a cultura colhida para separar grãos de resíduo, um tanque de grãos para armazenar os grãos separados, um sensor de nível de tanque de grãos para detectar um nível de grãos no tanque de grãos, um sensor de inclinação para detectar inclinação da colheitadeira e um controlador que controla a colheitadeira. Sendo que o método compreende receber, pelo controlador, o nível de tanque de grãos do sensor de nível de tanque de grãos, receber, pelo controlador, um valor de inclinação do sensor de inclinação, ajustar, pelo controlador, o nível de tanque de grãos com base no valor de inclinação e alertar, pelo controlador, um operador do nível de tanque de grãos ajustado.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0005] A Figura 1A é uma vista lateral de uma colheitadeira, de acordo com uma realização da invenção.

[0006] A Figura 1B é outra vista de uma colheitadeira, de acordo com uma realização da invenção.

[0007] A Figura 2A é uma vista em primeiro plano dos sensores de tanque de grãos em uma colheitadeira com uma pilha de nível grãos, de acordo com uma realização da invenção.

[0008] A Figura 2B é outra vista em primeiro plano dos sensores de tanque de grãos em uma colheitadeira com uma pilha de grãos inclinada, de acordo com uma realização da invenção.

[0009] A Figura 2C é, ainda, outra vista em primeiro plano dos sensores de tanque de grãos em uma colheitadeira com uma pilha de grãos inclinada, de acordo com uma realização da invenção.

[0010] A Figura 3 é uma vista da comunicação entre o sistema de controle de colheitadeira e uma rede externa, de acordo com uma realização da invenção.

[0011] A Figura 4A é uma vista de uma plotagem de dados que mostra a relação entre o ângulo de declive de colheitadeira versus ângulo de declive de cultura no tanque de grãos, de acordo com uma realização da invenção.

[0012] A Figura 4B é uma representação gráfica de uma entrada de inclinômetro de 360°, de acordo com uma realização da invenção.

[0013] A Figura 5 é um fluxograma para determinar um nível de tanque de grãos ajustado com base na inclinação, de acordo com uma realização da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES

[0014] Os aspectos da invenção proporcionam métodos e sistemas para medição de nível de tanque ajustável por operador para implantação em uma colheitadeira combinada.

[0015] Os termos "grãos", "palha" e "rejeitos" são principalmente usados no decorrer deste relatório descritivo a título de conveniência, mas deve ser compreendido que esses termos não se destinam a ser limitantes. Desse modo, "grãos" se referem àquela parte do material de cultura que é debulhada e separada a partir da parte descartável do material de cultura, que é denominada como material de cultura de não grãos, material diferente de grãos (MOG) ou palha. O material de cultura debulhado de modo incompleto é denominado "rejeitos". Também, os termos "dianteiro," "traseiro," "esquerdo" e "direito", quando usados em conexão com a colheitadeira agrícola (por exemplo, colheitadeira) e/ou componentes da mesma são usualmente determinados em referência à direção do percurso operacional dianteiro da colheitadeira, mas novamente, os mesmos não devem ser interpretados como limitantes. Os termos "longitudinal" e "transversal" são determinados em referência à direção de frente para trás da colheitadeira agrícola e, igualmente, não devem ser interpretados como limitantes.

[0016] Em referência, agora, às Figuras e, mais particularmente, à Figura 1A, é mostrada uma realização de uma colheitadeira agrícola na forma de uma colheitadeira 10, que, em geral, inclui um chassi 12, rodas de preparo do solo 14 e 16, uma plataforma 18, um alojamento de alimentador 20, uma cabine de operador 22, um sistema de separação e de debulha 24, um sistema de limpeza 26, um tanque de grãos 28 e um trado de descarga 30.

[0017] As rodas frontais 14 são rodas de tipo de flotação maiores, e as rodas traseiras 16 são rodas dirigíveis menores. A força motriz é seletivamente aplicada às rodas frontais 14 através de usina de energia na forma de um motor a diesel 32 e uma transmissão (não mostrada). Embora uma colheitadeira 10 seja mostrada com rodas, também deve ser compreendido que uma colheitadeira 10 pode incluir esteiras, tais como esteiras completas ou semiesteiras.

[0018] A plataforma 18 é montada na frente da colheitadeira 10 e inclui uma barra cortadora 34 para cortar culturas de um campo durante o movimento da colheitadeira 10 para frente. Um carretel rotativo 36 alimenta a plataforma 18 com a cultura, e um trado duplo 38 alimenta o alojamento de alimentador 20 com a cultura cortada lateralmente para dentro de cada lado. O alojamento de alimentador 20 transporta a cultura de corte para o sistema de separação e de debulha 24, e é, de modo seletivamente vertical, móvel, com uso de atuadores apropriados, tais como cilindros hidráulicos (não mostrados).

[0019] O sistema de separação e de debulha 24 é do tipo de fluxo axial e, em geral, inclui um rotor 40 pelo menos parcialmente encerrado por um contrabatedor perfurado correspondente 42 e é rotativo dentro da mesma. As culturas de corte são debulhadas e separadas pela rotação de rotor 40 dentro do contrabatedor 42, e os elementos maiores, tais como caules, folhas e similares, são descarregados a partir da parte de trás da colheitadeira 10. Os elementos menores de material de cultura que incluem material de cultura de grãos e não grãos, que incluem partículas mais leves do que grãos, tais como resíduos de cereais, poeira e palha, são descarregados através de perfurações de contrabatedor 42.

[0020] Os grãos que foram separados pelo conjunto de debulha e separação 24 caem em um depósito de grãos 44 e são transportados em direção ao sistema de limpeza 26. O sistema de limpeza 26 pode incluir uma peneira de pré-limpeza opcional 46, uma peneira superior 48 (também conhecida como uma peneira de joio), uma peneira inferior 50 (também conhecida como uma peneira de limpeza) e um ventilador de limpeza 52. Os grãos nas peneiras 46, 48 e 50 são submetidos a uma ação de limpeza pelo ventilador 52, que proporciona um fluxo de ar através das peneiras para remover resíduos de cereais e outras impurezas, tais como poeira dos grãos, tornando-se, esse material, aerotransportado para a descarga da capa de palha 54 de colheitadeira 10. O depósito de grãos 44 e a peneira de pré-limpeza 46 oscilam de frente para trás para transportar o material de cultura de grãos e de não grãos mais finos para a superfície superior de peneira superior 48. A peneira superior 48 e a peneira inferior 50 são verticalmente dispostas uma em relação à outra e oscilam, do mesmo modo, de frente para trás para espalhar os grãos através de peneiras 48, 50, enquanto permitem a passagem de grãos limpos por gravidade, através das aberturas de peneiras 48, 50.

[0021] Os grãos limpos caem em um trado de grãos limpos 56 posicionados transversalmente abaixo e em frente à peneira inferior 50. O trado de grãos limpos 56 recebe grãos limpos de cada peneira 48, 50 e do depósito inferior 62 de sistema de limpeza 26. O trado de grãos limpos 56 transporta os grãos limpos lateralmente para um elevador 60 de grãos, em geral, verticalmente disposto para transporte para o tanque de grãos 28.

[0022] Os rejeitos do sistema de limpeza 26 caem em um canal de trado de rejeitos 64. Os rejeitos são transportados por meio de trado de rejeitos 64 e de trado de retorno 66 para a extremidade a montante de sistema de limpeza 26 para ação de limpeza repetida. Um par de trados de tanque de grãos 68 no fundo de tanque de grãos 28 transporta os grãos limpos lateralmente dentro do tanque de grãos 28 para o trado de descarga 30 para a descarga da colheitadeira 10.

[0023] O material de cultura de não grãos continua através de um sistema de manuseio de resíduo 70. O sistema de manuseio de resíduo 70 inclui um picador, contrafacas, uma porta de leira e um espalhador de resíduo. Quando a colheitadeira 10 está em operação no modo de picar e de espalhar, o picador é ajustado para uma velocidade relativamente alta (por exemplo, 3.000 RPM), as contrafacas podem ser engatadas, a porta de leira é fechada e o espalhador de resíduo está em execução (por exemplo, girando). Isso faz com que o material de cultura de não grãos seja picado em pedaços de aproximadamente 15,24 cm (6 polegadas) ou menos e seja espalhado no solo de uma maneira razoavelmente uniforme. Em contrapartida, quando a colheitadeira 10 está em operação no modo de leira, o picador está em uma velocidade relativamente baixa (por exemplo, 800 RPM), as contrafacas são desengatadas e a porta de leira é aberta. O espalhador de resíduo pode continuar a operação para espalhar apenas os resíduos de cereais, sendo que o material de cultura passa através da passagem criada pela porta de leira aberta.

[0024] Os grãos que são coletados são medidos para determinar se o tanque de grãos está cheio ou não. O nível de grãos no tanque de grãos 28 pode ser medido por métodos diferentes, com uso de tipos diferentes de sensores. Esses sensores são posicionados dentro do tanque de grãos 28, em locais adequados, para medir o nível do tanque de grãos.

[0025] Em um exemplo, um sensor de nível de tanque de grãos 29 é posicionado dentro do tanque de grãos 28. O sensor de nível de tanque de grãos 29 pode ser um sensor acústico, sensor de radar ou similar, que meça a distância até os grãos no tanque. Em geral, o sensor de nível de tanque 29 transmite um sinal em direção ao fundo do tanque de grãos 28 e recebe um sinal de reflexão dos grãos. Um controlador usa o tempo de percurso de ida e volta do sinal para computar a distância do sensor até a pilha de grãos. O controlador usa essa distância para determinar quantos grãos há no tanque de grãos 28 em um dado momento. À medida que a pilha de grãos cresce, o tempo de percurso de ida e volta do sinal irá diminuir, o que indica que os grãos estão ficando mais próximos do topo de tanque de grãos 28.

[0026] Em outro exemplo, os sensores de nível de tanque de grãos 31A e 31B são posicionados dentro do tanque de grãos 28. Os sensores de nível de tanque de grãos 31A e 31B podem ser comutadores de pressão que são acionados quando os mesmos entram em contato com a pilha de grãos. O sensor 31B é posicionado mais baixo no tanque do que está o sensor 31A, de modo a detectar quando o tanque de grãos está parcialmente cheio (por exemplo, 50%, 75%, etc.). O sensor 31A é posicionado próximo ao topo do tanque de grãos, de modo a detectar quando o tanque de grãos está quase completamente cheio (por exemplo, 100%). Quando a pilha de grãos aciona o sensor 31B, o controlador determina que o tanque de grãos está parcialmente cheio, até um certo nível (por exemplo, 75% cheio). Quando os grãos tocam o sensor 31A, o controlador determina que o tanque de grãos está completamente cheio. As notificações podem ser feitas ao operador quando esses níveis forem detectados.

[0027] Embora não mostrados, ainda, em outro exemplo, os sensores de nível de tanque de grãos 29, 31A e/ou 31B podem ser posicionados em uma extensão de tanque de grãos. A extensão de tanque de grãos poderia ser um braço de metal que se estende acima do tanque de grãos. Isso poderia permitir que os sensores de nível de tanque de grãos 29, 31A e/ou 31B fossem posicionados a uma distância ajustada acima do topo do tanque de grãos. A operação de sensores de nível de tanque de grãos 29, 31A e/ou 31B, nesse exemplo, permaneceria a mesma, conforme descrito acima.

[0028] A detecção de sensores 29 ou 31A e 31B depende da inclinação do solo onde a colheitadeira está percorrendo. Na superfície plana, os níveis detectados são, em geral, precisos, devido a uma pilha de grãos uniforme no tanque. No entanto, quando a colheitadeira está colhendo em um declive ou uma colina, os níveis detectados pelos sensores 29, 31A e 31B podem não ser precisos, devido ao declive de uma pilha de grãos não uniforme no tanque. Isso é problemático, devido ao fato de que, se o nível real dos grãos no tanque estiver mais alto do que o nível indicado pelos sensores 29, 31A e 31B, há uma chance de que os grãos possam transbordar e se derramar do topo do tanque de grãos. Tal derramamento resulta em perda de renda, e deve ser evitado.

[0029] A fim de evitar derramamento em declives e colinas, a colheitadeira também inclui um sensor de inclinação 33 que pode ser montado em qualquer lugar na colheitadeira, que inclui na cabine de operador, conforme mostrado na Figura 1A. O sensor de inclinação 33 é um sensor de eixo geométrico duplo que detecta a magnitude de inclinação e a direção através de uma faixa de operação de 360°. Essas informações são, então, usadas para determinar o nível real de grãos no tanque, que pode ser diferente do nível indicado pelos sensores 29, 31A e 31B. Esse processo é descrito em mais detalhes em referência às Figuras posteriores.

[0030] A colheitadeira, na Figura 1A, é uma configuração de um ajuste de colheitadeira para realizar a colheita. No entanto, outras configurações são possíveis. Por exemplo. A Figura 1B ilustra uma vista em perspectiva de uma colheitadeira que utiliza um carrinho de grãos 110 para armazenar os grãos colhidos. Conforme mostrado na Figura 1B, a colheitadeira 100 inclui o tanque de grãos 102 para armazenar grãos e o tubo de descarga 108 para carregar os grãos do tanque de grãos 102 para o carrinho de grãos 110, quando sensor de nível de tanque 29 detectar que os grãos atingiram um certo nível. A colheitadeira 100 inclui um controlador 104 na cabine 106 e um transceptor 116. O carrinho de grãos 110 também pode incluir um transceptor 114 para se comunicar com o transceptor de colheitadeira 116, o sensor de nível de tanque 112 e o sensor de célula de carga 118. Em algumas realizações, os controladores exemplificativos podem ser posicionados em locais diferentes dentro da cabine ou em outros locais na colheitadeira.

[0031] No exemplo da Figura 1B, o nível de grãos no tanque de grãos 102 é detectado pelo sensor de nível de tanque 29 ou pelos sensores 31A e 31B, o que depende da configuração, enquanto o nível de grãos no carrinho de grãos 110 é detectado pelo sensor de nível de tanque 112 (por exemplo, similar ao sensor 29 ou sensores 31A e 31B). O controlador pode controlar a colheitadeira para enviar grãos do tanque de grãos 102 para o carrinho de grãos 110 e medir ambos os níveis para garantir que os grãos não se derramem do tanque de grãos 102 ou do carrinho de grãos 110.

[0032] A Figura 2A mostra uma vista em primeiro plano dos sensores para o tanque de grãos 28 da Figura 1A, em que a colheitadeira está colhendo na superfície plana. Durante a operação, os grãos são colhidos e armazenados no tanque de grãos 28. Conforme mostrado pela linha tracejada na Figura 2A, a pilha de grãos é razoavelmente uniforme (por exemplo, o nível em relação ao topo do tanque de grãos), devido à superfície plana.

[0033] Em um exemplo, o sensor de nível de tanque 29 transmite um sinal que é refletido pela pilha de grãos. O tempo de ida e volta desse sinal é, então, usado junto com a velocidade conhecida (por exemplo, velocidade da luz ou velocidade do som) do sinal transmitido para determinar a distância do sensor de nível de tanque 29 até a pilha de grãos. Essa distância se correlaciona com a distância D1 da pilha de grãos até a abertura superior do tanque de grãos.

[0034] Em outro exemplo, o comutador de pressão 31B transmite um sinal ao controlador, em resposta ao fato de ser contatado pela pilha de grãos. Isso indica, para o controlador, que os grãos atingiram o sensor 31B localizado em um local predeterminado (por exemplo, 75% acima da parede do tanque de grãos). O controlador, por esse motivo, determina que o tanque de grãos está parcialmente (por exemplo, 75%) cheio.

[0035] No exemplo mostrado na Figura 2A, o ponto mais alto (mais próximo ao topo do tanque) da pilha de grãos é denotado como D2. A distância D1 detectada pelo sensor 29 e a distância D3 detectada pelo sensor 31B, por esse motivo, representam uma distância precisa do topo (por exemplo, ponto mais alto) da pilha de grãos até a abertura superior do tanque de grãos, de modo que o operador possa determinar se o derramamento de grãos pode ocorrer (por exemplo, D1 e D3 = distância real D2). Se os grãos não estiverem próximos ao topo do tanque de grãos 28, então, o operador poderá continuar a colheita. Se, no entanto, os grãos estiverem próximos ao topo do tanque de grãos 28, então, o operador interromperia a colheita e descarregaria os grãos coletados para evitar derramamento.

[0036] As distâncias D1 e D2 dos sensores 29 e 31B até a pilha de grãos, no entanto, nem sempre se correlacionam diretamente com a distância do topo da pilha de grãos até a abertura superior do tanque de grãos. Em alguns cenários (por exemplo, em terreno com declive), a pilha de grãos tende a se deslocar de uma maneira não uniforme, em que a porção mais alta da pilha de grãos não é orientada no centro do tanque de grãos sob o sensor, mas, ao contrário, em direção às paredes de tanque.

[0037] Em um exemplo, a Figura 2B mostra uma pilha de grãos, em que o ponto mais alto da pilha é orientado em direção à porção traseira do tanque de grãos. Isso pode ocorrer quando a colheitadeira está percorrendo colina acima, durante a colheita. Em um exemplo, o sensor 29 pode determinar incorretamente que a distância maior D1 é a distância do topo (por exemplo, do ponto mais alto) da pilha de grãos até o topo do tanque de grãos, quando a distância real é apenas D2, que é menor do que D1. Em outro exemplo, o sensor 31B nem mesmo detecta a pilha de grãos ainda, mesmo que a pilha de grãos esteja apenas a uma pequena distância D2 do topo do tanque de grãos. Nesse exemplo, o controlador irá determinar incorretamente que o tanque de grãos não está nem mesmo parcialmente (por exemplo, 75%) cheio ainda. Tais erros na detecção de nível de grãos pode resultar em derramamento de grãos, se a D2 se tornar zero.

[0038] Em outro exemplo, a Figura 2C mostra uma pilha de grãos, em que o ponto mais alto da pilha é orientado em direção à porção frontal do tanque de grãos. Isso pode ocorrer quando a colheitadeira estiver percorrendo colina acima durante a colheita. Em um exemplo, o sensor 29 pode determinar incorretamente que a distância maior D1 é a distância do topo (por exemplo, do ponto mais alto) da pilha de grãos até o topo do tanque de grãos, quando a distância real é apenas D2, que é menor do que D1. Em outro exemplo, o sensor 31B detecta a pilha de grãos, mas o sensor 31A ainda não detecta a pilha de grãos. Nesse exemplo, o controlador irá determinar incorretamente que o tanque de grãos está parcialmente (por exemplo, 75%) cheio na distância D3. Tais erros na detecção de nível de grãos pode resultar novamente em derramamento de grãos, se D2 se tornar zero.

[0039] Embora as Figuras 2B e 2C mostrem exemplos em que a pilha de grãos é inclinada em direção às partes traseira e frontal do tanque de grãos, a pilha de grãos pode estar em declive, em qualquer direção dentro do tanque de grãos, o que inclui para os lados e os cantos do tanque (por exemplo, em qualquer direção de 360°). Além disso, o declive dos grãos pode se deslocar durante a operação da colheitadeira em um terreno acidentado ou não plano. Quando os grãos estão em declive, conforme mostrado nas Figuras 2B e 2C, os sensores podem indicar incorretamente o nível de grãos no tanque de grãos. Isso pode levar ao derramamento de grãos em certas circunstâncias. Por exemplo, se o sensor determinar que a distância dos grãos para a abertura de tanque é D1 ou D3, quando a mesma for, na verdade apenas D2, o operador poderá continuar a colheita e derramar os grãos (por exemplo, grãos são derramados do topo do tanque de grãos, e a renda é perdida).

[0040] A fim de evitar tal derramamento, a colheitadeira do presente sistema ajusta o nível de tanque de grãos detectado pelos sensores a fim de refletir uma representação mais precisa do nível de tanque de grãos. A determinação do ajuste pode ser baseada nos vários fatores (por exemplo, inclinação, tipo de cultura, etc.), e pode ser realizada por um controlador na colheitadeira, ou por meio de um computador pessoal (PC) remoto da colheitadeira. Esse nível de tanque de grãos ajustado é, então, usado para alertar o operador a fim de evitar o derramamento.

[0041] A Figura 3 mostra um exemplo de um sistema 300 para controlar a colheitadeira. O sistema 300 inclui uma interconexão entre um sistema de controle 310 de colheitadeira 10, um PC remoto 306 e um servidor remoto 302 através de rede 304 (por exemplo, Internet). Deve-se observar que uma colheitadeira 10 não tem que estar conectada a outros dispositivos através de uma rede. O controlador de colheitadeira 10 pode ser um sistema autônomo que recebe instruções operacionais (por exemplo, instruções de nível de tanque, tais como níveis de alerta, faixas de operação deslocadas, etc.) através de uma interface de usuário, através de um dispositivo de memória removível (por exemplo, Pen Drive) ou a partir de um servidor 302 por meio de transceptor 317 (por exemplo, Wi-Fi, Bluetooth, Celular, etc.).

[0042] Antes de operar a colheitadeira 10, um operador pode designar os alertas de nível de tanque e outras instruções relacionadas ao nível de tanque (por exemplo, alertas de nível de tanque, faixas de operação deslocadas, terreno, etc.). Em um exemplo, o operador usa a interface 311 do sistema de controle de colheitadeira ou PC 306 localizado em um local remoto. A interface 311 e o PC 306 permitem que o operador visualize os parâmetros localmente armazenados do dispositivo de memória 315 e/ou os parâmetros baixados do servidor 302 através da rede 304. O operador pode selecionar (por meio de Interface 311 ou PC 306) instruções apropriadas relacionadas ao nível de tanque, com base em vários fatores, que incluem, dentre outros, o tipo de cultura a ser colhido pela colheitadeira e o terreno. Uma vez que as instruções relacionadas ao nível de tanque são selecionadas, o operador pode começar a colheita. O controlador de colheitadeira 312 controla, então, os atuadores 314 (por exemplo, debulhador, picador, etc.), com base nas instruções. Por exemplo, os sensores 316 (por exemplo, o sensor de nível de tanque e o sensor de inclinação) podem ser usados durante a colheita para determinar mais precisamente o nível de grãos para evitar o derramamento. A colheita também pode ser rastreada e auxiliada por meio do receptor de GPS 313 para monitorar o terreno.

[0043] Por exemplo, se o terreno incluir inclinações e/ou colinas, a direção e a magnitude da inclinação serão medidas pelo inclinômetro 33. O controlador 312 pode usar essas informações de inclinação junto com outras informações (por exemplo, tipo de cultura) para estimar um nível mais preciso de tanque de grãos que represente, de maneira mais precisa, a distância real D2 do ponto mais alto da pilha de grãos até a abertura superior do tanque de grãos, conforme mostrado nas Figuras 2B e 2C.

[0044] A Figura 4A mostra uma plotagem de dados de ângulo de inclinação (por exemplo, declive) detectados pelo sensor de inclinação 33 versus o ângulo real (por exemplo, declive) da pilha de grãos no tanque de grãos para três tipos diferentes de grãos. Naturalmente, o ângulo de pilha de grãos aumenta à medida que o ângulo de inclinação da colheitadeira aumenta. Isso é verdadeiro para a maioria dos grãos. No entanto, alguns grãos, devido aos óleos e a outras propriedades físicas, podem ser empilhados em um declive mais íngreme do que outros grãos para um dado ângulo de colheitadeira. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 4A, o tipo de grão 1 exibe um declive de pilha de grãos relativamente baixo, desde que o declive de inclinação da colheitadeira esteja abaixo de 4°. O mesmo é verdadeiro dos tipos de grão 2 e 3, desde que o declive de inclinação da colheitadeira esteja abaixo de 6° e 8° respectivamente. No entanto, quando o declive de inclinação da colheitadeira atingir certos níveis (por exemplo, 4°, 6° e 8°) os declives de pilha de grãos aumentarão significativamente. Em geral, o declive de grãos para diferentes tipos de grão pode exibir comportamento linear ou não linear, em resposta ao declive de inclinação da colheitadeira. Desse modo, é benéfico para o controlador 312 saber o tipo de grão que é colhido, para determinar mais precisamente o ponto mais alto da pilha de grãos.

[0045] O inclinômetro pode ser um inclinômetro de eixo geométrico duplo com capacidade de detectar um ângulo de inclinação em uma direção de 360° e a magnitude do mesmo (por exemplo, quão íngreme). A Figura 4B mostra uma representação gráfica de uma saída de inclinômetro de 360°. Conforme mostrado, o inclinômetro pode detectar inclinações nas direções dos lados dianteiro, traseiro, esquerdo e direito da colheitadeira, e qualquer direção entre os mesmos. Um exemplo 400 é proporcionado na Figura 4B a título de clareza. Especificamente, o vetor 406 representa uma inclinação detectada pelo inclinômetro, à medida que a colheitadeira está percorrendo colina abaixo. O vetor 406 tem uma direção e uma magnitude. A direção é 40° à esquerda da parte dianteira da colheitadeira (ou seja, a colheitadeira é inclinada em direção à parte frontal e esquerda). A magnitude do vetor indica que o declive da inclinação é de 8°, que é quase meio-caminho entre o declive mínimo 402 de 0°, e o declive máximo 404 de 20°. Essas informações de inclinação, por esse motivo, indicam ao controlador 312 que a colheitadeira é inclinada em um declive de 8° em uma direção de 40°, em direção à parte frontal e esquerda da colheitadeira. Essas informações podem, então, ser usadas pelo controlador 312 para estimar o ponto mais alto dos grãos no tanque e ajustar a entrada de nível pelo sensor.

[0046] A Figura 5 mostra um fluxograma 500 que descreve a operação de controlador para ajustar o nível de tanque de grãos detectado e alertar o operador, a fim de evitar o derramamento. Na etapa 501, o controlador 312 usa o sensor de inclinação 33 para determinar a direção e a magnitude da inclinação de colheitadeira. Na etapa 502, o controlador 312 usa o sensor de tanque de grãos (ou os sensores de tanque de grãos) 316 (por exemplo, 31A, 31B, ou 29) para determinar o nível de tanque de grãos (por exemplo, a distância que resta até o topo de tanque de grãos, a porcentagem total, etc.).

[0047] Uma vez que os valores de inclinação e de nível de tanque de grãos são determinados, o controlador 312, então, ajusta o nível de tanque de grãos na etapa 503 para estimar um valor mais preciso do nível de tanque de grãos. Esse ajuste pode ser realizado com uso de vários métodos diferentes com uso do valor de inclinação, nível de tanque de grãos e, opcionalmente, do tipo de cultura.

[0048] Um primeiro exemplo é, agora, descrito quando os sensores de pressão 31A e 31B são instalados no tanque de grãos de colheitadeira. Durante a operação, o controlador 312 monitora a inclinação da colheitadeira com uso de sensores 316. Quando o sensor de pressão 31B (por exemplo, 75% do sensor de estado cheio) é acionado pelos grãos, o controlador 312 estima o declive dos grãos no tanque. Isso pode ser realizado por uma consulta à tabela, em que o valor de inclinação é correlacionado a um declive predeterminado da pilha de grãos. O declive da pilha de grãos e o nível de tanque de grãos medido são usados para determinar uma linha (consultar a linha pontilhada na Figura 2C) que cruza a parede de tanque de grãos em dois pontos. O ponto de interseção mais alto é determinado para que seja o ponto mais alto da pilha de grãos. Depois que o sensor de pressão 31B é acionado, o nível de pilha de grãos não é conhecido até que o sensor de pressão 31A seja acionado. Para lidar com isso, o rendimento de “ponto cego” pode ser monitorado através do tempo a fim de estimar o crescimento da pilha de grãos. Esse crescimento estimado, junto com a inclinação medida, pode, então, ser usado para estimar os pontos de interseção da linha que representa a superfície da pilha de grãos.

[0049] Um segundo exemplo é, agora, descrito quando o sensor ultrassônico 29 é instalado no tanque de grãos de colheitadeira. Durante a operação, o controlador 312 monitora a inclinação da colheitadeira, e o sensor 29 determina a distância para os grãos. Com base nesses valores, o controlador 312 estima o declive da pilha de grãos no tanque. Similar ao primeiro exemplo, isso pode ser realizado por meio de uma consulta à tabela, em que o valor de inclinação é correlacionado a um declive predeterminado da pilha de grãos. O declive da pilha de grãos e o nível de tanque de grãos medido são usados para determinar uma linha (consultar a linha pontilhada na Figura 2C) que cruza a parede de tanque de grãos em dois pontos (ponto alto e ponto baixo). O ponto de interseção alto é determinado para que seja o ponto mais alto da pilha de grãos. À medida que a pilha de grãos cresce, o sensor 29 continua a detectar o nível da pilha, e o sensor de inclinação monitora continuamente a inclinação da colheitadeira. Com essa medição contínua, o ponto mais alto da pilha pode ser continuamente estimado.

[0050] Depois que o nível de tanque de grãos for ajustado com base na inclinação, o mesmo é determinado se os grãos estiverem em risco de derramamento do tanque de grãos. Na etapa 504, o controlador 312 faz essa determinação. Se o nível de grãos ajustado for determinado para que seja menos de um nível de derramamento predeterminado, o nível será simplesmente exibido ao operador, e a colheita continuará na etapa 506. Se, no entanto, o nível de grãos ajustado for determinado para maior ou igual ao nível de derramamento predeterminado, uma alerta (por exemplo, por meio de interface 311) é emitido ao operador na etapa 505.

[0051] Independentemente do método para realizar o ajuste do nível de grãos, o operador é notificado do nível de grãos estimado e alertado quando houver um risco de derramamento. Esse processo ajuda a evitar o derramamento, ao se colher em solo desigual e, por esse motivo, reduz a perda de renda. O alerta pode ser fornecido soando-se um alarme audível ou visual. Isso pode ser executado pela interface 311, um sino/ uma cigarra exclusiva (não mostrada), uma luz indicadora (não mostrada), etc.

[0052] As etapas de ajustar o nível de tanque de grãos com base na inclinação mostrada nas etapas 501 a 506 da Figura 5 são realizadas pelo sistema de controle 310 que inclui o controlador 312 mediante o carregamento e a execução de instruções ou código de software que são tangivelmente armazenadas em um meio legível por computador tangível 315, tal como em um meio magnético, por exemplo, um disco rígido de computador, um meio óptico, por exemplo, um disco óptico, memória de estado sólido, por exemplo, memória rápida, ou outro meio de armazenamento conhecido na técnica. Desse modo, qualquer uma das funcionalidades realizadas pelo controlador 312 descrito no presente documento, tais como as etapas mostradas na Figura 5, é implantada em instruções ou código de software que são tangivelmente armazenadas em um meio legível por computador tangível. Mediante o carregamento e a execução de tal instruções ou código de software pelo controlador 312, o controlador 312 pode realizar qualquer uma dentre as funcionalidades do controlador 312 descritas no presente documento, que incluem as etapas mostradas na Figura 5, descritas no presente documento.

[0053] O termo "código de software" ou "código" usado no presente documento se refere a quaisquer instruções ou conjunto de instruções que influenciem a operação de um computador ou controlador 312. Os mesmos podem existir em uma forma executável por computador, tal como código de máquina, que é o conjunto de instruções e dados diretamente executados por uma unidade de processamento central do computador ou por um controlador, uma forma compreensível por humano, tal como código de fonte, que pode ser compilado a fim de ser executado por uma unidade de processamento central do computador ou por um controlador, ou uma forma intermediária, tal como código de objeto, que é produzido por um compilador. Conforme usado no presente documento, o termo "código de software" ou "código" também inclui quaisquer instruções de computador ou conjunto de instruções compreensíveis por humano, por exemplo, um roteiro, que possam ser executadas instantaneamente, com o auxílio de um intérprete executado por uma unidade de processamento central de computador ou por um controlador.

[0054] Embora a invenção seja ilustrada e descrita no presente documento em referência às realizações específicas, a invenção não se destina a ser limitada aos detalhes mostrados. Ao invés disso, várias modificações podem ser feitas nos detalhes dentro do escopo e da faixa de equivalência das reivindicações e sem se afastar da invenção.

Claims

COLHEITADEIRA caracterizada pelo fato de que compreende:
um alojamento de alimentador para receber cultura colhida;
um sistema de separação para debulhar a cultura colhida, a fim de separar grãos de resíduo;
um tanque de grãos para armazenar os grãos separados;
um sensor de nível de tanque de grãos para detectar um nível de grãos no tanque de grãos;
um sensor de inclinação para detectar a inclinação da colheitadeira; e
um controlador que controla uma colheitadeira, sendo que o controlador é configurado para:
receber o nível de tanque de grãos do sensor de nível de tanque de grãos,
receber um valor de inclinação do sensor de inclinação,
ajustar o nível de tanque de grãos com base no valor de inclinação, e
alertar um operador do nível de tanque de grãos ajustado.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sensor de inclinação é um sensor de eixo geométrico duplo que mede a inclinação em uma direção de frente para trás da colheitadeira e uma direção lado a lado da colheitadeira.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o valor de inclinação inclui um ângulo de inclinação e uma direção de inclinação.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para ajustar o nível de tanque de grãos com base em pelo menos um dentre um tipo da cultura que é colhida e uma geometria do tanque de grãos.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sensor de nível de tanque de grãos inclui:
um primeiro sensor para detectar o nível de tanque de grãos como parcialmente cheio, e
um segundo sensor para detectar o nível de tanque de grãos como cheio.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sensor de nível de tanque de grãos inclui pelo menos um dentre um sensor de radiofrequência (RF) ou um sensor ultrassônico para detectar o nível de tanque de grãos.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para determinar o nível de tanque de grãos em um ponto da superfície de grãos mais próximo a um topo do tanque de grãos.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para determinar o nível de tanque de grãos em um ponto em uma linha ou um plano que define uma superfície dos grãos.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sensor de nível de tanque de grãos é pelo menos um dentre um sensor de pressão ou um sensor de distância.
COLHEITADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o controlador é adicionalmente configurado para alertar o operador do nível de tanque de grãos ajustado soando-se um alarme audível ou visual ou exibindo-se o nível de tanque de grãos ajustado.
MÉTODO PARA CONTROLAR UMA COLHEITADEIRA que inclui um chassi, um alojamento de alimentador para receber colheita colhida, um sistema de separação para debulhar a colheita colhida para separar grãos de resíduo, um tanque de grãos para armazenar os grãos separados, um sensor de nível de tanque de grãos para detectar um nível de grãos no tanque de grãos, um sensor de inclinação para detectar a inclinação da colheitadeira e um controlador que controla a colheitadeira, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:
receber, pelo controlador, o nível de tanque de grãos do sensor de nível de tanque de grãos;
receber, pelo controlador, um valor de inclinação do sensor de inclinação;
ajustar, pelo controlador, o nível de tanque de grãos com base no valor de inclinação; e
alertar, pelo controlador, um operador do nível de tanque de grãos ajustado.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
detectar, pelo sensor de inclinação, a inclinação em uma direção de frente para trás da colheitadeira e uma direção lado a lado da colheitadeira.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
detectar, pelo sensor de inclinação, o valor de inclinação como um ângulo de inclinação e uma direção de inclinação.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
ajustar, pelo controlador, o nível de tanque de grãos com base em pelo menos um dentre um tipo da cultura que é colhida e uma geometria do tanque de grãos.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
detectar, pelo sensor de nível de tanque de grãos, o nível de tanque de grãos como parcialmente cheio ou cheio.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
transmitir, pelo sensor de nível de tanque de grãos, pelo menos um dentre um sinal de radiofrequência (RF) ou um sinal ultrassônico, em direção aos grãos, para detectar o nível de tanque de grãos.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
determinar, pelo controlador, o nível de tanque de grãos em um ponto da superfície de grãos mais próximo a um topo do tanque de grãos.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
determinar, pelo controlador, o nível de tanque de grãos em um ponto em uma linha ou um plano que define uma superfície dos grãos.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
detectar, pelo sensor de nível de tanque de grãos, pelo menos um dentre um sinal de pressão ou um sinal de distância.
MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
alertar, pelo controlador, o operador do nível de tanque de grãos ajustado soando-se um alarme audível ou visual, ou exibindo-se o nível de tanque de grãos ajustado.