BR102021015014A2

BR102021015014A2 - Implemento agrícola estirado

Info

Publication number: BR102021015014A2
Application number: BR102021015014-9A
Authority: BR
Inventors: Darin L. Roth; Joshua D. Graeve; Cole L. Murrayn
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-03-22
Also published as: EP3967119B1; US20220078314A1; US11575810B2; EP3967119A1; CA3128983A1

Abstract

Um implemento agrícola estirado inclui um chassi principal e uma pluralidade de unidades de penetração no solo que suportam o chassi principal a partir de uma superfície do solo. Uma unidade de trabalho é suportada a partir do chassi principal e configurada para penetrar nas safras conforme o implemento se move em uma direção para frente através da superfície do solo. Um temão de tração se estende a partir do chassi principal para fixação a um trator. Uma câmera que tem um campo de visão é montada em pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho. A câmera é móvel em relação a pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho para reposicionar o campo de visão.

Description

IMPLEMENTO AGRÍCOLA ESTIRADO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um sistema de montagem de câmera para uso em implementos estirados.

FUNDAMENTOS

[002] Os sistemas de controle automatizado de equipamentos agrícolas dependem de câmeras ou outros sistemas de sensores para visualizar o trabalho que está sendo executado. Esses sistemas de sensores são normalmente montados no trator ou outro veículo de reboque, onde o operador humano e/ou controlador automatizado está localizado. Esses sistemas podem não ser ideais para muitos tipos de implementos de trabalho usados com o trator.

[003] Há uma necessidade de melhorias nos sistemas de sensores que são projetados para os implementos específicos que estão sendo usados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Em uma modalidade, um implemento agrícola estirado inclui um chassi principal e uma pluralidade de unidades de penetração no solo que suportam o chassi principal a partir de uma superfície do solo. Uma unidade de trabalho é suportada a partir do chassi principal e configurada para penetrar nas safras conforme o implemento se move em uma direção para frente através da superfície do solo. Um temão de tração se estende a partir do chassi principal para fixação a um trator. Pelo menos um sensor é suportado a partir de pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho. O sensor pode ser móvel em relação a pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho para reposicionar o campo de visão.

[005] Diversos objetivos, características e vantagens da presente invenção serão facilmente evidentes para aqueles versados na técnica após uma revisão da seguinte descrição em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A Figura 1 é uma vista plana esquemática de um trator puxando um implemento estirado, neste caso, uma gadanheira enfardadeira de articulação central. Uma câmera é montada no temão de tração e é ajustável de modo que fique voltada principalmente para frente para orientação tanto do lado esquerdo quanto do lado direito da gadanheira enfardadeira.

[007] A Figura 2 é uma vista plana esquemática de um trator puxando um implemento estirado, neste caso, uma enfardadeira com estiramento lateral. Uma câmera é montada na caixa de fardo da enfardadeira e é ajustável de forma que a câmera fique voltada principalmente para frente.

[008] A Figura 3 é uma vista em elevação lateral da gadanheira enfardadeira de articulação central da Figura 1.

[009] A Figura 4 é uma vista em perspectiva frontal da enfardadeira da Figura 2.

[0010] A Figura 5 é uma vista plana da enfardadeira da Figura 2.

[0011] A Figura 6 é uma vista esquemática voltada para cima de um tipo de articulação oscilante de manivela e atuador associado para ajustar a direção do campo de visão da câmera, por exemplo, como montado na parte inferior do temão de tração da gadanheira enfardadeira da Figura 1.

[0012] A Figura 7 é uma vista em perspectiva da articulação e atuador da Figura 6, como montados na parte inferior do temão de tração.

[0013] A Figura 8 é uma vista esquemática voltada para cima, similar à Figura 6, de um arranjo de engrenagem e atuador associado para ajustar a direção do campo de visão da câmera, por exemplo, como montados no temão de tração da gadanheira enfardadeira da Figura 1.

[0014] A Figura 9 é uma ilustração esquemática ampliada do suporte da câmera da Figura 1 que inclui um segundo grau de liberdade em torno de um segundo eixo horizontal.

[0015] A Figura 10A é uma vista plana esquemática de um suporte de câmera omnidirecional que provê três graus de liberdade em torno de três eixos mutuamente ortogonais.

[0016] A Figura 10B é uma vista lateral esquemática do suporte de câmera omnidirecional da Figura 10A.

[0017] A Figura 11 é uma ilustração esquemática de um sistema de controle para reposicionar a câmera.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] Com referência agora aos desenhos e particularmente à Figura 1, um implemento estirado 20 é esquematicamente mostrado sendo rebocado por um trator 22.

[0019] O trator 22 inclui um chassi de trator 24 transportado em uma pluralidade de rodas ou outras unidades de penetração no solo 26. Um motor 28 aciona as unidades de penetração no solo 26 para mover o trator em uma direção para frente 30. A direção para frente 30 também pode ser referida como o rumo do trator 22. O motor 28 também provê energia para uma tomada de força 32 localizada na parte traseira do trator 22. Uma barra de tração ou outro engate 34 é localizado na parte traseira do trator 22.

[0020] O implemento estirado 20 pode geralmente ser descrito como incluindo um chassi principal 36 e uma pluralidade de unidades de penetração no solo 38 para suportar o chassi principal 36 a partir da superfície do solo 40. O implemento estirado 20 inclui adicionalmente uma unidade de trabalho 42 suportada a partir do chassi principal 36 e configurada para penetrar nas safras 37 conforme o implemento 20 se move na direção para frente 30 através da superfície do solo 40. O implemento 20 inclui adicionalmente um temão de tração 44 que se estende a partir do chassi principal 36 para fixação ao trator 22.

[0021] Dependendo do tipo de implemento estirado 20, a unidade de trabalho pode ser de diferentes tipos. Conforme explicado mais abaixo, para uma gadanheira enfardadeira, como mostrada nas Figuras 1 e 3, a unidade de trabalho 42 pode ser uma cabeça de corte. Para uma enfardadeira com estiramento lateral, como mostrada nas Figuras 2, 4 e 5, a unidade de trabalho pode incluir um dispositivo de coleta de feno. No entanto, a invenção não é de forma alguma limitada a implementos destes tipos, mas também pode ser usada em outros implementos de reboque, por exemplo, ferramentas de condicionamento do solo, serras, pulverizadores e similares.

[0022] A gadanheira enfardadeira 20 mostrada em mais detalhes na Figura 3 inclui um material rodante ou chassi principal 36, rodas 38, suspensões de roda 92, um arranjo de molas 94, dispositivos de ajuste 96 e a unidade de trabalho 42.

[0023] A gadanheira enfardadeira 20 serve para cortar, processar e depositar safras de talos 37 no solo 40. Durante a operação, a gadanheira enfardadeira 20 é rebocada por um terreno irregular com uma velocidade relativamente alta e constantemente sujeita a choques que, além da flexibilidade das rodas 38, precisam ser absorvidos pelo arranjo de molas 94.

[0024] O chassi principal 36 é essencialmente construído na forma de uma estrutura que tem o formato de um “U” de cabeça para baixo com membros verticais 100 e uma viga transversal horizontal 98 no espaço intermediário em que a unidade de trabalho 42 está pelo menos parcialmente acomodada. O chassi principal 36 carrega a unidade de trabalho 42 de uma maneira descrita em mais detalhes abaixo e, juntamente com a unidade de trabalho, pode ser ajustado para diferentes elevações em referência ao solo.

[0025] Uma roda 38, que é convencionalmente provida com um pneumático, é conectada na região inferior de cada membro 100, de modo que possa ser articulada verticalmente, ou seja, por meio da suspensão da roda 92, que inclui um elo de fuga que tem sua extremidade dianteira acoplada de forma articulada ao membro 100 e que carrega em sua extremidade traseira um fuso no qual a roda 38 está montada de maneira rotativa. Dessa forma, o chassi principal 36 é suportado no solo 40 pelas rodas 38.

[0026] Um fixador ou suporte 102 é localizado na região superior de cada membro 100. Além disso, um rolamento 104 localizado em uma região traseira de um braço superior que se estende longitudinalmente 106 faz parte de um acoplamento de articulação do braço 106 à viga transversal 98. Além disso, um rolamento 108 faz parte de um eixo de articulação vertical em torno do qual uma seção dianteira do temão 44 é conectada para articular horizontalmente em relação a uma seção traseira que é fixada à viga transversal 98. Receptores 110 para molas 112 também são providos em cada lado da viga transversal 98. Um sensor de orientação 218 é esquematicamente indicado e associado à conexão articulada 108 para detectar a orientação angular da unidade de trabalho 42 em relação ao temão de tração 44.

[0027] Cada suspensão da roda 92 inclui adicionalmente uma conexão ou suporte 114 localizado na parte superior traseira do elo de fuga. Estendendo-se entre os suportes 102 e 114 está um cilindro extensível e retrátil 116 do dispositivo de ajuste 96. O cilindro 116, que é construído na forma de um cilindro hidráulico de ação simples que é pressurizado para efetuar sua extensão, também pode ser considerado como parte da suspensão da roda 92. Um elo de suspensão inferior 118 coopera com o elo superior 106 para formar um quadrilátero articulado e tem sua extremidade traseira acoplada ao elo de fuga por um pino de articulação 120 e tem sua extremidade dianteira acoplada a uma região traseira inferior da unidade de trabalho 42.

[0028] A Figura 1 ilustra esquematicamente três posições diferentes da gadanheira enfardadeira de articulação central 20 em relação ao trator 22. Nas linhas contínuas, a gadanheira enfardadeira de articulação central é mostrada sendo puxada pelo lado direito do trator 22. Nas linhas tracejadas indicadas como 20’, a gadanheira enfardadeira de articulação central é mostrada sendo puxada pelo lado esquerdo do trator 22. Nas linhas tracejadas indicadas como 20’’, a gadanheira enfardadeira de articulação central é mostrada sendo puxada diretamente atrás do trator 22. As localizações correspondentes do temão de tração 44 são indicadas de maneira similar como 44’ e 44’’.

[0029] Uma câmera 46 é montada em um suporte de câmera 48. A câmera 46 pode mais geralmente ser referida como um sensor 46 e o suporte da câmera pode ser referida como um suporte do sensor 48. O sensor 46 pode ser de outros tipos, além de uma câmera; por exemplo, sensores ultrassônicos, sensores infravermelhos, sensores a laser e outros podem ser usados para detectar as safras 37 à frente do implemento estirado 20. A discussão abaixo irá se referir principalmente ao uso de uma câmera, mas será entendido que qualquer um desses outros tipos de sensores pode ser substituído por uma câmera em uma situação apropriada. O sensor 46 também pode ser referido como um sensor de safra 46. Também será entendido que mais de um sensor pode ser usado em associação a um único implemento.

[0030] Na modalidade gadanheira enfardadeira 20 mostrada nas Figuras 1 e 3, o suporte de câmera 48 pode ser suportado a partir do temão de tração 44. Como melhor visto na Figura 1, o suporte de câmera 48 é articulável em torno de pelo menos um primeiro eixo principalmente vertical 50. Isso permite que a orientação de um campo de visão 52 da câmera 46 seja ajustada em torno do primeiro eixo 50 de modo que o campo de visão 52 possa ser orientado em uma direção voltada principalmente para a frente. A orientação do campo de visão 52 é definida como a orientação de um eixo central 54 do campo de visão 52. Por exemplo, o eixo central 54 do campo de visão pode ser orientado de modo que o campo de visão abranja ou seja centrado em uma ou ambas as bordas 37a ou 37b da safra 37 de modo que a unidade de trabalho 42 possa ser melhor orientada em relação a borda 37a ou 37b. Esta orientação pode mudar dependendo de uma mudança no rumo 30 do trator 22.

[0031] Conforme usado neste documento, se um eixo é descrito como “principalmente” vertical, isso significa que o eixo está mais próximo da vertical que da horizontal, ou seja, o eixo está dentro de uma faixa de mais ou menos 45 graus da vertical. Se um eixo é descrito como “principalmente” horizontal, isso significa que o eixo está mais próximo da horizontal que da vertical, ou seja, o eixo está dentro de uma faixa de mais ou menos 45 graus da horizontal. Da mesma forma, se uma direção ou orientação é descrita como “principalmente” para frente, a direção está dentro de uma faixa de mais ou menos 45 graus da direção para frente 30. Assim, quando o campo de visão 52 é descrito como sendo orientado em uma direção voltada principalmente para frente, isso significa que um componente horizontal do eixo central 54 está dentro de mais ou menos 45 graus da direção para frente 30 quando a direção para frente 30 é horizontal.

[0032] Mais preferivelmente, o campo de visão 52 é orientado de modo que o componente horizontal do eixo central 54 seja mais ou menos trinta graus da direção para frente 30 quando a direção dianteira 30 é horizontal, e ainda mais preferivelmente o campo de visão 52 é orientado de modo que o componente horizontal do eixo central 54 é mais ou menos dez graus da direção para frente 30 quando a direção para frente 30 é horizontal.

[0033] As Figuras 6 e 7 mostram um exemplo do suporte de câmera 48 na forma de um quadrilátero articulado do tipo oscilador de manivela montando a câmera 46 no lado inferior do temão de tração 44 da gadanheira enfardadeira de articulação central 20 das Figuras 1 e 3. O suporte de câmera 48 pode incluir uma base giratória 56 fixada ao lado inferior do temão de tração 44. A câmera 46 é articulável na base giratória 56 em torno do primeiro eixo 50.

[0034] Um atuador 58 que inclui um motor elétrico 60 e conjunto de engrenagens 62 rotaciona um elo de manivela 64. O motor elétrico 60 pode ser um motor de passo reversível. O elo de manivela 64 alterna um elo de conexão 66 que balança um elo oscilante 68 para frente e para trás através de uma faixa de movimento designada como ângulo 70. Assim, quando o temão de tração 44 estiver localizado no lado direito do trator 22, como mostrado nas linhas contínuas na Figura 1, a câmera 46 pode ser articulada para a extremidade direita da faixa de movimento 70 e quando o temão de tração 44 estiver localizado no lado esquerdo do trator 22, como mostrado nas linhas tracejadas 44’ na Figura 1, a câmera 46 pode ser articulada para a extremidade esquerda da faixa de movimento 70. Quando o temão de tração 44 estiver diretamente atrás do trator 22, como mostrado nas linhas tracejadas 44’’ na Figura 1, a câmera 46 pode ser articulada para o centro da faixa de movimento 70. Além disso, é claro, a orientação da câmera pode ser definida em qualquer local entre as extremidades da faixa de movimento 70.

[0035] A articulação do suporte de câmera 48 pode ser descrita como um quadrilátero articulado que tem um atuador 60 para movimento automatizado do quadrilátero articulado para articular o suporte da câmera 48 e a câmera 46 em torno de pelo menos um primeiro eixo principalmente vertical. Observa-se que em vez de centrar a câmera 46 em uma das articulações do quadrilátero articulado, a câmera 46 pode ser montada em um dos elos 64, 66, 68 de modo que a câmera rotacione ou articule em torno de múltiplos eixos principalmente verticais.

[0036] Diferentes tipos de articulações, além da articulação oscilante de manivela, também podem ser usados para o suporte da câmera 48, dependendo da faixa e do tipo de movimento que melhor provê o ajuste desejado de orientação da câmera 46.

[0037] Outro arranjo adequado para o suporte da câmera é esquematicamente mostrado na Figura 8 e designado como 48a. O suporte da câmera 48a da Figura 8 inclui um mecanismo de engrenagem 72 que inclui uma engrenagem maior 74 e uma engrenagem menor 76. A engrenagem maior 74 é montada rotativamente no temão de tração 44 e tem a câmera 46 montada na engrenagem maior 74 para rotação com a mesma em torno do primeiro eixo 50. A engrenagem menor 76 é acionada pelo motor elétrico 60 e engrena com a engrenagem maior 74.

[0038] Preferivelmente, o suporte de câmera 48 ou 48a também é configurado para prover um segundo grau de liberdade para permitir que o suporte de câmera e a câmera 46 articulem em torno de pelo menos um segundo eixo 78 que se estende principalmente horizontalmente para permitir que a câmera 46 seja inclinada para cima e para baixo em torno do segundo eixo 78. Como esquematicamente mostrado nas Figuras 3 e 9, esse arranjo pode ser provido, por exemplo, provendo uma junta de articulação cilíndrica ajustável orientada horizontalmente 80 montando a câmera 46 no mecanismo de quadrilátero articulado ou no mecanismo de engrenagem 72 descrito acima. Preferivelmente, a câmera 46 pode ser inclinada de modo que o eixo central 54 do seu campo de visão 52 seja horizontal ou inclinado para baixo em um ângulo 146 na direção para frente 30, como mostrado esquematicamente na vista em elevação lateral da Figura 3.

[0039] Ainda mais preferivelmente, o suporte da câmera pode ser configurado para prover ajustabilidade da orientação da câmera em torno de um terceiro eixo ortogonal ao primeiro e segundo eixos. Isso provê uma ajustabilidade totalmente omnidirecional da orientação da câmera. Um exemplo dessa forma omnidirecional de montagem é um manipulador magnético com atuador esférico (SAMM), como aquele descrito por Wright, “A Spherical-magnet End-effector for Robotic Magnetic Manipulation”, 2015 IEEE International Conference on Robotics and Automation (2015). As Figuras 10A e 10B ilustram esquematicamente essa conexão SAMM que é geralmente indicada como 82. A Figura 10A é uma vista plana que mostra esquematicamente o ímã esférico 84 e três rotadores de rodas omnidirecionais mutuamente ortogonalmente orientados 86, 88 e 90. A Figura 10B é uma vista lateral direita do dispositivo da Figura 10A. Isso provê a rotação do ímã esférico 84 em torno de qualquer um dos três eixos a1, a2 e a3.

[0040] Observa-se que, embora o sistema de montagem da câmera descrito neste documento seja configurado principalmente para permitir um reposicionamento angular do campo de visão 52, em seus aspectos mais amplos, a presente invenção também inclui o reposicionamento translacional do campo de visão. Este reposicionamento translacional pode incluir até três graus de reposicionamento translacional, incluir o ajuste da posição da câmera 46 em uma ou mais das direções x, y e z em relação ao temão de tração ou outro componente sobre o qual a câmera 46 está montada.

[0041] Todos estes mesmos arranjos de suporte de câmera podem ser utilizados com outros tipos de implementos estirados, como por exemplo a enfardadeira com estiramento lateral 20a mostrada nas Figuras 2, 4 e 5.

[0042] A enfardadeira com estiramento lateral 20a pode geralmente ser descrita como incluindo um chassi principal 36a e uma pluralidade de unidades de penetração no solo 38a para suportar o chassi principal 36a partir da superfície do solo 40. A enfardadeira 20a inclui adicionalmente uma unidade de trabalho 42a suportada a partir do chassi principal 36a e configurada para penetrar nas safras conforme o implemento 20a se move na direção para frente 30 através da superfície do solo 40. A enfardadeira 20a inclui adicionalmente um temão de tração 44a que se estende a partir do chassi principal 36a para fixação ao trator 22.

[0043] O chassi principal 36a carrega a unidade de trabalho ou dispositivo de coleta 42a para coletar as safras em leiras 37 e distribuí-las na retaguarda para uma plataforma ou piso 122 que conduz lateralmente para dentro de uma caixa de fardo que se estende para a frente e para trás 124. A caixa de fardo 124 tem uma parede vertical interna ou direita 126 na qual é formada uma abertura de alimentação 128 a partir da qual o piso 122 se estende lateralmente para fora. O dispositivo de coleta 42a é delineado em sua parte traseira por uma parede traseira transversal 130 e é adicionalmente delineado em sua extremidade externa ou direita por uma parede externa 132. Um pistão de enfardamento alternado 134 é carregado na caixa de fardo 124 para operação em cursos alternados de compressão e retração, o pistão sendo convencionalmente acionado por um braço da direção 136 e eixo de manivela 138 no qual está um volante 140. A energia para acionar o eixo de manivela 138 é derivada do trator 20 pela tomada de força 32 que aciona um eixo do impulsor 142 (ver Figura 4) que fornece energia a uma transmissão de engrenagem da enfardadeira 20a. Localizado na retaguarda atrás do dispositivo de coleta de safra 42a está um trado 144 para mover a safra colhida para dentro da caixa de fardo 124.

[0044] Os sistemas de montagem de câmera descritos acima podem ser incorporados nos implementos estirados 20, 20a para prover uma perspectiva de câmera ideal para permitir que os sistemas de formação de imagem associados à câmera 46 identifiquem safras 37 não cortadas, cortadas, reunidas ou em leiras a fim de otimizar o desempenho da máquina durante uma operação de colheita ou manuseio. A visão é parte integrante dos sistemas “inteligentes” que automatizam o controle das máquinas. Uma perspectiva ótica muito alta tem dificuldade em estabelecer a altura da safra não cortada, a altura do restolho da safra cortada e qualquer diferença de cor ou sombreamento entre a safra processada e intacta. Uma perspectiva óptica muito curta também é distrativa, pois pode ser facilmente escondida pela própria safra ou pode ser ofuscada pelo brilho da luz que irradia do sol.

[0045] Não apenas a posição vertical é estratégica, mas uma posição longitudinal otimizada da câmera também pode ter um impacto no controle e no desempenho da máquina. Uma câmera posicionada relativamente perto de uma extremidade de trabalho não requer uma grande ampliação para uma visão detalhada do trabalho a ser feito. Consequentemente, a formação da imagem resultante é mais utilizável, pois quaisquer vibrações ressonantes através das estruturas de montagem não são ampliadas. Da mesma forma, o controle é menos complexo com um mecanismo de realimentação próximo ao ponto de trabalho. O erro é reduzido à medida que os alvos são facilmente identificados porque eles simplesmente não são ampliados em longas distâncias de deslocamento extrapoladas às vezes por várias conexões não rígidas.

[0046] Além disso, como muitas máquinas agrícolas e comerciais possuem implementos montados que podem ser orientados de maneira diferente dependendo do trabalho a ser realizado, como a gadanheira enfardadeira de articulação central 20 descrita acima, a ajustabilidade na orientação de qualquer câmera ou outro sensor em relação ao implemento provê funcionalidade aprimorada.

[0047] Os sistemas de montagem de câmeras aqui propostos levam em consideração muitos desses fatores para prover arranjos preferidos para vários tipos de implementos estirados.

[0048] Para uma gadanheira de estiramento lateral 20, tal como a gadanheira enfardadeira de articulação central descrita acima com referência às Figuras 1 e 3, uma elevação ideal da câmera limpa os pontos mais altos de qualquer material processado e/ou parado 37 e está relativamente perto do local de trabalho da cabeça de corte 42 da máquina. Como mostrado nas Figuras 1 e 3, uma posição preferida para a câmera 46 é a localização no temão de tração 44 logo na frente e acima da cabeça de corte 42, com um ângulo de visão 146 em torno do eixo horizontal 80 que é relativamente plano para baixo e com o ângulo de visão 148 em torno do eixo vertical 50 que está principalmente na direção para frente 30 do trabalho a ser executado.

[0049] Para uma enfardadeira com estiramento lateral, como mostrada nas Figuras 2, 4 e 5, uma posição preferida para a câmera 46 é montá-la na parede interna 146 da caixa de fardo 124 à frente do coletor de safra 42a.

Sistemas de Controle:

[0050] Na Figura 11, um sistema de controle 200 é mostrado esquematicamente. Como é explicado abaixo, o posicionamento da câmera 46 pode ser controlado remotamente manualmente por um operador humano localizado no trator 24 e/ou o posicionamento da câmera 46 pode ser controlado automaticamente com base em vários parâmetros monitorados.

[0051] O sistema de controle 200 inclui um controlador 202. O controlador 202 pode fazer parte do sistema de controle da máquina do trator 24, ou pode ser um módulo de controle separado. O controlador 202 pode ser montado na cabine do operador do trator 24. O controlador 202 é configurado para receber uma entrada, como um sinal de orientação 218S do sensor de orientação 218. Os sinais transmitidos a partir dos vários sensores para o controlador 202 são indicados esquematicamente na Figura 11 por linhas fantasmas que conectam os sensores ao controlador com uma ponta de seta indicando o fluxo do sinal do sensor para o controlador 202.

[0052] Da mesma forma, o controlador 202 irá gerar sinais de controle para controlar a operação dos vários atuadores, cujos sinais de controle são indicados esquematicamente na Figura 11 por linhas fantasmas que conectam o controlador 202 aos vários atuadores com a seta indicando o fluxo do sinal de comando do controlador 202 para o respectivo atuador. Por exemplo, um sinal de controle 60S é indicado indo para o motor elétrico 60 do atuador 58, que aciona a articulação oscilante de manivela do suporte da câmera 48. Será entendido que o sinal de controle 60S do controlador 202 pode acionar relés e interruptores (não mostrados) para direcionar energia elétrica para o motor elétrico 60 para acionar o motor em uma direção desejada a uma velocidade desejada. Embora o atuador 60 ilustrado controle a orientação da câmera 46 apenas em torno do eixo vertical, será entendido que dois atuadores adicionais podem ser providos para controlar a orientação da câmera 46 em torno de dois eixos ortogonais horizontais.

[0053] O controlador 202 inclui ou pode estar associado a um processador 204, um meio legível por computador 206, uma base de dados 208 e um módulo de entrada/saída ou painel de controle 210 que tem um visor 212. Um dispositivo de entrada/saída 214, como um teclado, manche ou outra interface de usuário, é provido para que o operador humano possa inserir instruções para o controlador. Entende-se que o controlador 202 aqui descrito pode ser um único controlador que tem todas as funcionalidades descritas ou pode incluir múltiplos controladores em que a funcionalidade descrita é distribuída dentre os múltiplos controladores.

[0054] Várias operações, etapas ou algoritmos conforme descritos com relação ao controlador 202 podem ser incorporados diretamente em hardware, em um produto de programa de computador 216, como um módulo de software executado pelo processador 204, ou em uma combinação dos dois. O produto de programa de computador 216 pode residir na memória RAM, memória flash, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, registros, disco rígido, um disco removível ou qualquer outra forma de meio legível por computador 206 conhecido na técnica. Um meio legível por computador 206 exemplificativo pode ser acoplado ao processador 204 de modo que o processador possa ler informações e gravar informações no meio de memória/armazenamento. Como alternativa, o meio pode ser parte integrante do processador. O processador e o meio podem residir em um circuito integrado de aplicação específica (ASIC). O ASIC pode residir em um terminal de usuário. Como alternativa, o processador e o meio podem residir como componentes discretos em um terminal de usuário.

[0055] O termo “processador”, tal como aqui utilizado, pode se referir a pelo menos dispositivos de processamento para fins gerais ou fins específicos e/ou lógicos como pode ser entendido por um versado na técnica, incluindo, mas não se limitando a um microprocessador, um microcontrolador, um máquina de estado e similares. Um processador também pode ser implementado como uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo DSP ou qualquer outra configuração desse tipo.

[0056] Em um modo de operação remoto controlado manualmente, o operador humano localizado no trator 24 pode observar uma imagem a partir da câmera 46 exibida no visor 212 localizado na cabine do trator 24. O operador humano pode inserir sinais de comando através do dispositivo de entrada e saída 214 para direcionar a reorientação da câmera 46. O dispositivo de entrada e saída 214 do controlador 202 pode ser descrito como sendo configurado de modo que o operador humano possa inserir manualmente as instruções de orientação para controlar o reposicionamento do campo de visão 52.

[0057] Em um modo de operação automatizado, a orientação da câmera 46 pode ser ajustada em resposta a um ou mais parâmetros monitorados. O controlador 202 pode ser configurado para gerar um sinal de comando 60S para o atuador 60 mover o câmera 46, pelo menos em parte, em resposta a um ou mais parâmetros monitorados representativos de uma posição do campo de visão 52.

[0058] Um exemplo é a gadanheira de estiramento lateral 20, em que a câmera 46 é montada no temão de tração 44. Nesse caso, o campo de visão 52 da câmera 46 pode ser descrito como sendo definido em relação ao temão de tração 44. Como a gadanheira de estiramento lateral 20 é conectada de maneira articulada ao temão de tração, pode ser desejável reposicionar o campo de visão do sensor 46 com base em uma orientação da gadanheira de estiramento lateral 20 e, particularmente, sua unidade de trabalho 42, em relação ao temão de tração 44. O controlador 202 pode monitorar a orientação angular da unidade de trabalho 42 em relação ao temão de tração 44, conforme detectado pelo detector de orientação 218. A localização do detector de orientação 218 é mostrada esquematicamente nas Figuras 1 e 3 na conexão de articulação 108 do temão de tração 44 para o chassi principal 36 da gadanheira de estiramento lateral 20. O detector de orientação 218 pode ser qualquer tipo adequado de sensor angular. Com a câmera 46 montada no temão de tração 44, o controlador 202 pode ser configurado para receber o sinal de orientação 218S e para gerar o sinal de comando 60S para o atuador 60 para reorientar a câmera 46, pelo menos em parte, em resposta ao sinal de orientação 218S.

[0059] Assim, é visto que o aparelho e os métodos da presente invenção alcançam prontamente as finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas inerentes aos mesmos. Embora certas modalidades preferidas da invenção tenham sido ilustradas e descritas para os presentes propósitos, numerosas mudanças no arranjo e na construção de peças e etapas podem ser feitas por aqueles versados na técnica, mudanças essas que estão englobadas dentro do escopo e do espírito da presente invenção, conforme definidas pelas reivindicações anexas. Cada característica ou modalidade descrita pode ser combinada com qualquer uma das outras características ou modalidades descritas.

Claims

Implemento agrícola estirado (10), caracterizado pelo fato de que compreende:
um chassi principal (36);
uma pluralidade de unidades de penetração no solo (26) que suportam o chassi principal a partir de uma superfície do solo (40);
uma unidade de trabalho (42) suportada a partir do chassi principal e configurada para penetrar nas safras (37) conforme o implemento se move em uma direção para frente (30) através da superfície do solo;
um temão de tração (44) que se estende do chassi principal para fixação a um trator (22); e
pelo menos um sensor (46) que tem um campo de visão (52), em que o sensor é suportado por pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho, e em que o sensor é móvel em relação a pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal e a unidade de trabalho para reposicionar o campo de visão.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o campo de visão (52) do sensor (46) é definido em relação ao temão de tração (44); e
o sensor é suportado de modo que o campo de visão em relação ao temão de tração possa ser reposicionado com base em uma orientação da unidade de trabalho (42) em relação ao temão de tração.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
um detector de orientação (218) operacionalmente associado à unidade de trabalho (42) e ao temão de tração (44) e configurado para gerar um sinal de orientação (218S) representativo da orientação da unidade de trabalho em relação ao temão de tração;
um atuador (58, 60) configurado para mover o sensor (46) em relação a pelo menos um dentre o temão de tração, o chassi principal (36) e a unidade de trabalho para reposicionar o campo de visão (52); e
um controlador (202) configurado para receber o sinal de orientação (218S) e gerar um sinal de comando (60S) para o atuador (58, 60) para mover o sensor, pelo menos em parte, em resposta ao sinal de orientação.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) é suportado a partir de pelo menos um dentre o temão de tração (44), o chassi principal (36) e a unidade de trabalho (42) de modo que o campo de visão (52) seja voltado principalmente para frente e o sensor seja articulado em torno de pelo menos um primeiro eixo que se estende principalmente verticalmente (50) para permitir que o campo de visão voltado para frente do sensor seja ajustado em torno do primeiro eixo.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) é articulável em torno de pelo menos um segundo eixo que se estende principalmente horizontalmente (78) para permitir que o sensor seja inclinado para cima e para baixo em torno do segundo eixo.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:
o campo de visão (52) do sensor (46) tem um eixo central (54);
o eixo central do campo de visão é orientado de modo que um componente horizontal do eixo central fique dentro de trinta graus da direção para frente quando a direção para frente for horizontal; e
o sensor é inclinado em torno do segundo eixo (78) de modo que o eixo central seja horizontal ou inclinado para baixo na direção para frente.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o implemento (20) é um implemento de articulação central configurado de modo que o temão de tração (44) possa ser articulado seletivamente para o lado direito ou para o lado esquerdo do trator (22); e
o sensor (46) é suportado de modo a permitir uma orientação principalmente para frente do campo de visão (52) do sensor, independentemente do temão de tração ser articulado para o lado direito ou para o lado esquerdo do trator.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) é suportado em um suporte de sensor (48) que inclui um quadrilátero articulado e um atuador (58, 60) para movimento automatizado do quadrilátero articulado para articular o suporte de sensor em torno de pelo menos um primeiro eixo principalmente vertical (50).
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) é suportado em um suporte de sensor (48) que inclui um mecanismo de engrenagem (72) e um atuador (58, 60) para movimento automatizado do mecanismo de engrenagem para articular o suporte de sensor em torno de pelo menos um primeiro eixo principalmente vertical (50).
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) está localizado à frente e acima da unidade de trabalho (42).
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, o implemento sendo uma gadanheira de estiramento lateral (20), caracterizado pelo fato de que:
a unidade de trabalho é uma cabeça de corte (42); e
o sensor (46) é suportado a partir do temão de tração (44) à frente da cabeça de corte.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, o implemento sendo uma enfardadeira de estiramento lateral (20a), caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
uma caixa de fardo (124) que se estende geralmente da frente para trás, a caixa de fardo sendo suportada a partir do chassi principal (36);
um coletor de safra (42a) que se estende lateralmente em relação à caixa de fardo, o coletor de safra sendo a unidade de trabalho; e
um trado (144) localizado atrás do coletor de safra para mover a safra colhida para dentro da caixa de fardo; e
em que o sensor (46) é suportado a partir da caixa de fardo à frente do coletor de safra.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:
o sensor (46) inclui uma câmera.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
um atuador (58, 60) configurado para mover o sensor (46) em relação a pelo menos um dentre o temão de tração (44), o chassi principal (36) e a unidade de trabalho (42) para reposicionar o campo de visão (52); e
um controlador (202) configurado para gerar um sinal de comando (60S) para o atuador mover o sensor (46), pelo menos em parte, em resposta a um ou mais parâmetros monitorados representativos de uma posição do campo de visão.
Implemento agrícola estirado de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
um dispositivo de entrada do operador (214) configurado de tal modo que um operador humano possa inserir manualmente as instruções de orientação para controlar o reposicionamento do campo de visão (52).