BR112015027554B1

BR112015027554B1 - Sistema de irrigação de velocidade variável possuindo um braço de extensão

Info

Publication number: BR112015027554B1
Application number: BR112015027554-0A
Authority: BR
Inventors: Craig S. Malsam
Original assignee: Valmont Industries, Inc.
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2014-05-02
Publication date: 2021-03-30
Also published as: ZA201508090B; US20140326808A1; BR112015027554A2; AU2022202911A1; AU2020203878A1; EP2996813A1; WO2014179663A1; AU2014259718A1; AU2018241097A1; EP2996813A4

Abstract

sistema de irrigação de velocidade variável possuindo um braço de extensão. um sistema de irrigação é descrito e configurado para manter uma linha quase reta. em uma implementação, um sistema de irrigação inclui múltiplos lances interconectados que são suportados por múltiplas estruturas tipo torre e um braço de extensão conectado de forma articulada à torre de extremidade. cada estrutura de torre inclui uma unidade de acionamento variável para acionar seletivamente uma estrutura de torre em uma velocidade selecionada. o sistema de irrigação também inclui múltiplos sensores que são associados com um lance correspondente para determinar um alinhamento do lance correspondente com relação aos lances adjacentes. cada um dos sensores está em comunicação com uma unidade de controle de acionamento variável correspondente. cada uma das unidades de controle de acionamento variável é configurada para controlar a velocidade selecionada de uma unidade de acionamento de velocidade variável correspondente para manter os lances interconectados em uma orientação substancialmente linear com relação aos lances adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados ao longo de um eixo geométrico orientado geralmente de forma longitudinal.

Description

Fundamentos

[001] A agricultura moderna tem se tornado cada vez mais eficiente no século passado e essa tendência deve continuar a fim de produzir um suprimento de alimentos suficiente para a população mundial em crescimento. Um avanço perceptível na produção agrícola foi a introdução de sistemas de irrigação mecanizados, tal como articulação central e sistemas de irrigação de movimento linear. Esses sistemas de irrigação possibilitam a irrigação de campos inteiros, e reduzem a vulnerabilidade do rendimento da plantação em consequência de condições climáticas extremas. A capacidade em monitorar e controlar a quantidade de água e/ou nutrientes (elementos de aplicação) aplicados a um campo agrícola tem aumentado a quantidade de acres aráveis no mundo e aumentado a probabilidade de um rendimento lucrativo da colheita. Esses sistemas de irrigação incluem tipicamente um dispositivo de controle configurado para fornecer ao usuário uma interface que permite que o operador monitore e controle uma ou mais funções ou operações do sistema de irrigação.

Sumário

[002] Um sistema de irrigação é descrito e configurado para manter um alinhamento quase reto (por exemplo, em um grau de aproximadamente zero (0). Em uma implementação, um sistema de irrigação inclui múltiplos lances interconectados que são suportados por múltiplas estruturas tipo torre e um braço de extensão conectado de forma articulada à torre de extremidade. Cada estrutura de torre inclui uma unidade de acionamento variável para acionar seletivamente uma estrutura tipo torre em uma velocidade selecionada. Em uma implementação específica, as unidades de acionamento variável podem ser motores de relutância comutada. O sistema de irrigação também inclui múltiplos sensores que são, cada um, associados com um lance correspondente para determinar um alinhamento do lance correspondente com relação aos lances adjacentes. Cada um dos sensores está em comunicação com uma unidade de controle de acionamento correspondente. Cada uma das unidades de controle de acionamento é configurada para controlar a velocidade selecionada de uma unidade de acionamento variável correspondente para manter os lances interconectados em uma orientação substancialmente linear com relação aos adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados ao longo de um eixo orientado geralmente de forma longitudinal (por exemplo, manter o alinhamento dos lances com relação um ao outro). O sistema de irrigação também inclui um dispositivo de controle configurado para instruir um conjunto de direcionamento de braço de extensão para direcionar o braço de extensão na direção de uma posição real desejada quando a posição desejada do braço de extensão e uma posição real do braço de extensão desviam por mais de um limite predeterminado.

[003] Esse Sumário é fornecido apenas para introduzir a matéria que é totalmente descrita na Descrição Detalhada e nos Desenhos. Logo, o Sumário não deve ser considerado como responsável pela descrição de características essenciais nem deve ser utilizado para determinar o escopo das reivindicações.

Breve Descrição dos Desenhos

[004] A descrição detalhada é descrita com referência às figuras em anexo. Nas figuras, os dígitos mais à esquerda de um número de referência identificam a figura na qual o número de referência aparece primeiro. O uso dos mesmos números de referência em momentos diferentes na descrição e nas figuras pode indicar itens similares ou idênticos.

[005] A figura 1A é uma vista em perspectiva diagramática isométrica de um sistema de irrigação de acordo com uma implementação ilustrativa da presente descrição.

[006] A figura 1B é uma vista plana diagramática de um sistema de irrigação de acordo com uma implementação ilustrativa da presente descrição.

[007] A figura 1C é um diagrama em bloco ilustrando um dispositivo de controle do sistema de irrigação ilustrado nas figuras 1A e 1B de acordo com uma implementação ilustrativa da presente descrição.

[008] A figura 1D é um diagrama em bloco ilustrando um sensor em comunicação eletrônica com uma unidade de controle de acionamento, onde o dispositivo de controle variável é configurado para controlar a velocidade selecionada de uma unidade de acionamento variável com base em um alinhamento dos lances adjacentes correspondentes como determinado pelo sensor.

[009] A figura 2 é um diagrama em bloco ilustrando uma implementação ilustrativa de uma unidade de controle de acionamento que é configurada para controlar uma unidade de acionamento variável, onde a unidade de controle de acionamento inclui um processador, uma memória, e um módulo de comunicação configurado para comunicar com um sensor e a unidade de acionamento variável.

[010] A figura 3 é uma tabela de consulta parcial que pode ser utilizada pelo dispositivo de controle ilustrado na figura 1C.

[011] A figura 4 é um fluxograma ilustrando um método ilustrativo para direcionar um braço de extensão de acordo com uma implementação ilustrativa da presente descrição.

[012] A figura 5 é um fluxograma ilustrando um método ilustrativo para determinação de uma falta de alinhamento de um ou mais lances de irrigação do sistema de irrigação de acordo com uma implementação ilustrativa da presente descrição.

Descrição Detalhada

[013] A maior parte dos sistemas de irrigação, tal como sistemas de irrigação de articulação central, incluem unidades de acionamento (motores) localizadas nas torres de acionamento para impulsionar o sistema de irrigação. Muitos dos mesmos se baseiam em motores de taxa fixa devido à sua simplicidade e robustez relativas. No entanto, tais sistemas podem ajustar apenas o alinhamento relativo de várias partes de lances pela iniciação e interrupção alternativas dos acionadores. Isso resulta em torres de acionamento parando completamente e então precisando de um impulso grande de energia para iniciar a torre novamente. A iniciação e interrupção impõem tensão indevida a vários componentes do sistema de irrigação, o que pode acelerar o desgaste e aumentar os custos com manutenção. O movimento irregular também pode causar a aplicação desigual de água de irrigação e/ou produtos químicos ao campo. Isso resulta em desperdício de água e produtos químicos. O movimento irregular também pode causar erros no alinhamento ou na determinação da posição do fim da máquina. Isso pode resultar em erros nas operações com base na posição.

[014] De acordo, um sistema de irrigação é descrito e configurado para manter um alinhamento quase reto (por exemplo, um alinhamento de pelo menos zero grau (0°). Em uma implementação, um sistema de irrigação inclui múltiplos lances interconectados que são suportados por múltiplas estruturas de torre. Cada estrutura de torre inclui uma unidade de acionamento variável para acionar seletivamente uma estrutura de torre em uma velocidade selecionada. O sistema de irrigação também inclui múltiplos sensores que são, cada um, associados com um lance correspondente para determinar um alinhamento do lance correspondente com relação aos lances adjacentes. Cada um dos sensores está em comunicação com uma unidade de controle de acionamento correspondente. Cada uma das unidades de controle de acionamento é configurada para controlar a velocidade selecionada de uma unidade de acionamento variável correspondente para manter os lances interconectados em uma orientação substancialmente linear com relação aos adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados ao longo de um eixo geralmente orientado de forma longitudinal (por exemplo, manter o alinhamento dos lances com relação um ao outro).

[015] A figura 1A ilustra um sistema de irrigação (conjunto) auto impulsionado (por exemplo, mecanizado) 100 de acordo com implementações ilustrativas da presente descrição. Exemplos de sistemas de irrigação auto impulsionados incluem um sistema de irrigação de articulação central, um sistema de irrigação de movimento linear ou similares. A figura 1A ilustra uma modalidade da presente descrição onde o sistema de irrigação 100 é um sistema de irrigação de articulação central. No entanto, é contemplado que a presente descrição pode ser implementada em outros sistemas de irrigação auto impulsionados (por exemplo, sistemas de irrigação de movimento linear). Como ilustrado, o sistema 100 inclui uma estrutura de articulação central 102, um conjunto de seção principal 104 (conjunto de seção de irrigação, conjunto de boom principal) acoplado (por exemplo, conectado) à estrutura de articulação central 102. A estrutura de articulação central 102 tem acesso a um poço, um depósito de água (por exemplo, tanque de água), ou outra fonte de fluido, para fornecer água para o sistema de irrigação 100. Por exemplo, o poço pode ser localizado sob a estrutura articulada central 102. Em outro caso, o poço pode estar em proximidade com a área de cultivo 101 (por exemplo, campo). A fonte de fluido pode ser acoplada a um depósito ou outra fonte de produtos agrícolas para injeção de fertilizantes, pesticidas, e/ou outros produtos químicos nos fluidos para criar um elemento de aplicação para aplicação durante a irrigação. Dessa forma, o elemento de aplicação pode ser água, fertilizante, herbicida, pesticida, combinações dos mesmos ou similares. O sistema de irrigação 100 pode ser acoplado a um dispositivo de deslocamento de fluido (por exemplo, um conjunto de bomba) configurado para fornecer o elemento de aplicação por todo o sistema de irrigação 100. Por exemplo, o dispositivo de deslocamento de fluido pode auxiliar no deslocamento de fluido a partir da fonte de fluido (por exemplo, poço, depósito de água, etc.) para as partes de conduto do sistema de irrigação que são descritos aqui. A estrutura de articulação central 102 pode ser fixa ou pode ser rebocável de modo que um operador possa mover o sistema de irrigação 100 de um campo para outro. Em uma implementação, a estrutura de articulação central 102 pode compreender um conjunto de estrutura (por exemplo, conjunto de estrutura de aço galvanizado, e assim por diante).

[016] O conjunto de seção principal 104 inclui um número de lances interconectados 106, 108, 109 (por exemplo, lances de irrigação) suportado por uma ou mais estruturas tipo torre 110, 111 (estruturas tipo torres intermediária) e uma estrutura tipo torre final 112. As estruturas de torre 110, 111, 112 podem ser qualquer configuração de torre conhecida na técnica para suportar adequadamente os condutos (por exemplo, seções de tubo de água) descritos aqui. É compreendido que o conjunto de seção 104 pode incluir qualquer número de lances e estruturas de torre.

[017] As estruturas tipo torre 110, 111 e a estrutura tipo torre de extremidade 112 incluem, cada uma, rodas 114, 116, para auxiliar na movimentação do sistema de irrigação 100 (por exemplo, permitindo que o conjunto de seção principal 104 articule) em torno de uma área de cultivo (por exemplo, campo). Em uma implementação, as rodas 114, 116 podem ser acionadas por uma unidade de acionamento variável adequada 118 (por exemplo, motor de acionamento), ou similar, para auxiliar na travessia do sistema 100 em torno da área especificada. Por exemplo, cada estrutura tipo torre 110 pode incluir uma unidade de acionamento variável 118 para impulsionar a estrutura tipo torre respectiva 110, 111, 112 (e o sistema de irrigação 100) através da área de cultivo. Em uma ou mais implementações, as unidades de acionamento variável 118 compreendem motores de velocidade variável que são configurados para acionar seletivamente uma estrutura de torre em uma velocidade selecionada. Por exemplo, unidades de acionamento variável 118 podem compreender motores de relutância comutada elétricos configurados para acionar o sistema de irrigação 100 em uma direção de avanço ou uma direção de retrocesso. Tipicamente, o alinhamento entre cada lance 106, 108, 109 (por exemplo, alinhamento de máquina) do sistema de irrigação 100 é mantido por uma conexão mecânica adequada em cada junta de lance de unidade de acionamento. A unidade de acionamento da junta de lances é configurada como um potenciômetro, ou outro sensor, que serve para acelerar ou desacelerar a unidade de acionamento variável 118 respectiva (motores de relutância comutados, que são descritos em maiores detalhes abaixo) para pelo menos substancialmente manter o lance respectivo 106, 108, 109 em alinhamento com os outros lances de irrigação. O alinhamento pode ser definido como cada lance 106, 108, 109 sendo alinhado como um ou mais lances adjacentes ao longo de um eixo longitudinal linear (por exemplo, definido com relação a uma superfície geralmente horizontal, tal como o solo).

[018] Como ilustrado na figura 1A, cada lance 106, 108 inclui condutos 120, 121, 122 (por exemplo, tubos) que são configurados para portar (por exemplo, transportar, fornecer e assim por diante) líquido (por exemplo, elemento de aplicação) ao longo do comprimento do sistema 100 para um ou mais conjuntos de dispersão de elemento de aplicação que são configurados para irrigar a área de cultivo. Cada conduto 120, 121, 122 pode ser acoplado um ao outro para permitir a comunicação por fluido entre cada conduto. Em uma implementação, os condutos 120, 121, 122 podem ser suportados por estruturas tipo longarina 124, 125, 126. Dessa forma, o dispositivo de deslocamento de fluido principal pode ser configurado para deslocar o elemento de aplicação através dos condutos 120, 121, 122. Como ilustrado na figura 1A, o sistema de irrigação 100 também inclui um braço de extensão 123 que é articuladamente conectado à torre de extremidade 112. O braço de extensão 123 pode ser suportado por uma torre oscilante 128 possuindo rodas direcionáveis 129 acionadas por um motor. Em uma ou mais implementações, o braço de extensão 123 é dobrado com relação à torre de extremidade 112 quando o braço 123 não está irrigando um canto de um campo e pode ser articulado para fora e para longe da torre de extremidade 112 enquanto irriga os cantos de um campo. O braço de extensão 123 pode ser acoplado à torre de extremidade 112 por uma junta articulada para permitir que o braço de extensão 123 articule ou dobre com relação à torre de extremidade 112 ou para a extremidade do braço de extensão 123.

[019] Como ilustrado nas figuras 1A e 1C, o sistema de irrigação 100 inclui um dispositivo de controle 130, que é acessível através do painel de controle 131, que está em comunicação eletrônica com um ou mais componentes do sistema 100. Por exemplo, o dispositivo de controle 130 pode estar em comunicação eletrônica com uma ou mais caixas de torre montadas em uma ou mais estruturas de torre 110, 111, 112 e dispositivos de determinação de posição 133A, 133B utilizados para determinar a posição do sistema de irrigação e uma posição do braço de extensão 123, respectivamente. Em uma implementação, os dispositivos de determinação de posição 133A, 133B podem ser um sensor de ângulo, ou similar, montado na estrutura de articulação central 102 e a torre de extremidade 112, respectivamente. O dispositivo de determinação de posição 133A pode ser posicionado entre a estrutura de articulação central 102 e o conjunto de seção principal 104 para determinar a posição de rotação do conjunto de seção principal 104 com relação a uma linha de eixo 135. Adicionalmente, o dispositivo de controle 130 é configurado para utilizar os sinais de posição a partir do dispositivo 133B para determinar uma posição atual do braço de extensão 123 com relação à estrutura de torre de extremidade 112.

[020] Em uma implementação, o dispositivo de controle 130 é montado na estrutura de articulação central 102 (isso é, painel de controle 131), ou um carrinho de controle. Em outra implementação ilustrativa, o dispositivo de controle 130 é localizado na estrutura de torre de extremidade 112. O dispositivo de controle 130 é geralmente localizado no elemento estrutural do sistema de irrigação 100 onde o elemento de aplicação/água é introduzido no sistema de irrigação; no entanto, outras configurações conhecidas na técnica estão dentro do escopo da presente descrição.

[021] O dispositivo de controle 130 é configurado para monitorar as condições operacionais e configurado para controlar várias funções do sistema de irrigação 100. Em determinadas implementações, o dispositivo de controle 130 monitora ativamente a função do sistema de irrigação 100 e o desempenho incluindo, mas não limitado a: uma posição de uma ou mais seções de conduto 120, 121, 122 ou estruturas de torre 110, 111, 112 (por exemplo, a posição do conjunto de seção principal 104), esteja o sistema de irrigação 100 ligado ou desligado, um parâmetro de voltagem associado com o sistema de irrigação 100, um parâmetro de velocidade de motor associado com o sistema de irrigação 100, um parâmetro de velocidade de solo aproximada associado com o sistema de irrigação 100, um parâmetro de direção associado com o sistema de irrigação 100, um parâmetro de diagnóstico associado com o sistema de irrigação 100, se o elemento de aplicação estiver sendo suprido para o sistema de irrigação 100 (por exemplo, se o dispositivo de deslocamento de fluido estiver operacional), esteja o Stop in Slot (SIS) ligado ou desligado, uma pressão de elemento de aplicação associada com o sistema de irrigação 100, um parâmetro de tempo, um parâmetro de data, um parâmetro de posição de campo dos componentes de sistema de irrigação, a situação de pistola final, e se os programas (por exemplo, programas de software, etc.) estão rodando adequadamente. O dispositivo de controle 130 também controla as funções e configurações do sistema de irrigação 100 incluindo, mas não limitado a: iniciar e parar, energizar seletivamente o dispositivo de deslocamento de fluxo principal, um parâmetro de profundidade de aplicação do elemento de aplicação, a direção de percurso associada com o sistema de irrigação 100, o reinício automático do sistema de irrigação 100, fornecendo a um operador o controle auxiliar do sistema 100, escrevendo e editando programas de irrigação (por exemplo, programas de software de irrigação), e controlando os programas de setor e sequenciais (por exemplo, programas de software). Em outra implementação, o dispositivo de controle 130 pode causar um alerta para o operador se houver qualquer erro na operação do sistema de irrigação 100 ou se qualquer uma das funções ou condições monitoradas pelo dispositivo de controle 130 tiverem sido comprometidas (por exemplo, operação interrompida ou fora de uma faixa aceitável).

[022] O dispositivo de controle 130, como ilustrado na figura 1C, inclui pelo menos uma memória 134 para armazenar um ou mais programas de software (por exemplo, módulos de software), um processador 136 acoplado de forma comunicativa à memória 134, uma interface de usuário 138 (por exemplo, interface de usuário gráfica, etc.) e um módulo de comunicações 140 (por exemplo, transmissor, receptor, transceptor, etc.). A memória 134 é um exemplo de mídia legível por computador tangível que fornece funcionalidade de armazenamento para armazenar vários dados associados com a operação do dispositivo de controle 130, tal como programas/módulos de software e segmentos de código mencionados aqui, ou outros dados para instruir o processador 136 a realizar, ou executar, as etapas descritas aqui. Em uma ou mais implementações, a memória 134 é configurada para armazenar dados representativos de uma pluralidade de posições do conjunto de seção principal 104 ao longo de um percurso de irrigação (por exemplo, um percurso geralmente circular ou geralmente semicircular) e dados que são representativos das posições desejadas de um conjunto de braço de extensão.

[023] Como descrito acima, o sistema de irrigação pode incluir uma pluralidade de unidades de acionamento variável 118 montadas em cada estrutura de torre 110, 111, 112. Como ilustrado na figura 1D, cada unidade de acionamento variável 118 pode compreender um motor de relutância comutado (SRM) 142. O motor de relutância comutado 142 é um motor elétrico configurado para operar utilizando um torque de relutância. O uso de motores de relutância comutados 142 permite o ajuste contínuo da velocidade (em comparação com os motores que não utilizam configurações de relutância comutada), o que permite ajustes de alinhamento dinâmicos ("na hora") dos lances 106, 108, 109. Adicionalmente, os motores de relutância comutada 142 permitem o movimento constante dos sistemas de irrigação de articulação central (em comparação com os sistemas de irrigação de articulação central que não possuem motores de relutância comutada), que pode permitir uma aplicação mais uniforme de água e/ou produtos químicos enquanto de reduz o desperdício.

[024] Como ilustrado na figura 1D, as unidades de acionamento variável 118 podem, cada uma, incluir uma unidade de controle de acionamento 143. Como ilustrado na figura 2, a unidade de controle de acionamento 143 inclui um processador 202 que é configurado para fornecer a funcionalidade de processamento para a unidade de controle de acionamento 143. Dessa forma, o processador 202 pode executar um ou mais programas de software e/ou instruções descritas aqui. A unidade de controle de acionamento 143 também inclui uma memoria 204, que é um exemplo de mídia legível por computador tangível que fornece funcionalidade de armazenamento para armazenar vários dados associados com a operação da unidade de controle de acionamento 143, tal como programas/módulos de software e segmentos de código mencionados aqui, ou outros dados para instruir o processador 202 para realizar as etapas descritas aqui. Em uma implementação, a unidade de controle de acionamento 143 é conectada diretamente ao sensor respectivo 144 (por exemplo, através de uma conexão com fio). Nessa implementação, a unidade de controle de acionamento 143 também é diretamente conectada ao motor de relutância comutada respectiva 142 (por exemplo, através de uma conexão com fio). Em outra implementação, a unidade de controle de acionamento 143 pode incluir um módulo de comunicação 206, que é configurado para comunicar com outros componentes (por exemplo, motores de relutância comutada 142, sensores 144) através de uma rede de comunicação (por exemplo, uma rede sem fio, uma rede com fio, etc.). Por exemplo, o módulo de comunicação 206 pode ser acoplado de forma direcionada (por exemplo, através de um ou mais fios, ou similares) a uma unidade de acionamento variável 118 correspondente, além de um sensor correspondente 144. O módulo de comunicação 206 pode ser representativo de uma variedade de componentes de comunicação e funcionalidade, incluindo, mas não limitado a: uma ou mais antenas, um transmissor e/ou receptor, um transceptor, ou similar. Enquanto a figura 2 ilustra que a unidade de controle de acionamento 143 é integrada (por exemplo, alojada dentro) à unidade de acionamento variável 118, deve-se compreender que a unidade de controle de acionamento 143 pode ser uma unidade independente.

[025] Como ilustrado na figura 1D, cada um dos sensores 144 está em comunicação com a unidade de controle de acionamento 143 respectiva. Em uma implementação específica, os sensores estão em comunicação eletrônica direta com a unidade de controle de acionamento 143 correspondente. Previamente, os sistemas de irrigação podem ter empregado acionadores de haste e comutador. Esses acionadores podem ser substituídos por sensores 144 configurados para monitorar (por exemplo, determinar) o alinhamento lance - lance do sistema de irrigação 100. Por exemplo, os sensores 144 são configurados para determinar um ângulo entre os lances correspondentes. Em uma ou mais implementações, os sensores 144 podem ser potenciômetros, sensores de alinhamento cativos, sensores de alinhamento com base em laser, sensores de proximidade sem contato, ou outros dispositivos capazes de medir de forma quantificadas o alinhamento de lance (por exemplo, determinando um valor de ângulo entre os lances correspondentes) em vez de determinar meramente se o lance respectivo 106, 108, 109 está fora de alinhamento além de um valor máximo predeterminado. Como descrito acima, os sensores 144 (potenciômetros, sensores de alinhamento cativos, sensores de alinhamento com base em laser, e/ou os sensores de proximidade sem contato) estão em comunicação eletrônica com a unidade de controle de acionamento 143. Em resposta, a unidade de controle de acionamento 143 é configurada para fornecer (por exemplo, fornecer, gerar, transmitir) um ou mais sinais de unidade de acionamento para controlar o motor de relutância comutado 142. Por exemplo, o processador 202 da unidade de controle de acionamento 143 é configurado para traduzir a informação angular fornecida pelo sensor 144 em informação de velocidade que é utilizada para controlar o motor de relutância comutado 142 (por exemplo, controlar a velocidade do lance correspondente 106, 108, 109). Dessa forma, a unidade de controle de acionamento 143 pode fornecer um ou mais sinais de unidade de acionamento que são configurados para fazer com que uma unidade de acionamento variável 118 especificada modifique a velocidade (por exemplo, aumente a velocidade, reduza a velocidade) da unidade 118 (por exemplo, motor de relutância comutado 142), o que faz com que o lance correspondente 106, 108, 109 varie em termos de velocidade. Em uma implementação, o dispositivo de controle 130 pode ser configurado para comunicar com cada unidade de controle de acionamento (143) durante a operação do sistema de irrigação 100. Por exemplo, a unidade de controle de acionamento 143 pode ser configurada para fornecer informação de diagnostico e/ou desempenho referente à unidade de acionamento variável 118 para o dispositivo de controle 130.

[026] Em uma implementação, um sensor 144 é configurado para monitorar continuamente (determinar) os valores de alinhamento (por exemplo, ângulos) dos lances correspondentes 106,108, 109. Por sua vez, a unidade de controle de acionamento 143 é configurada para fornecer um sinal de unidade de acionamento configurado para fazer com que a unidade de acionamento variável 118 correspondente modifique continuamente a velocidade da unidade de acionamento variável 118 (por exemplo, modifique a velocidade do motor de relutância comutado 142) para realinhar o lance mal alinhado correspondente 106,108, 109. Dessa forma, a unidade de controle de acionamento 143 é configurada para fornecer continuamente sinais, com base no sinal de sensor 144, para causar um alinhamento substancialmente quase perfeito (por exemplo, alinhamento quase horizontal) entre os lances correspondentes por meio de motores de relutância comutado 142. Por exemplo, a velocidade de unidade de acionamento variável 118 pode variar (através de um ou mais sinais de unidade de acionamento) com base em um desvio de um alinhamento de zero grau (alinhamento de 0° entre dois lances). Em uma ou mais implementações, o sistema de irrigação 100 (por exemplo, sensores 144, unidade de controle de acionamento 143, etc.) pode utilizar uma ou mais técnicas de controle de motor para ajustar a velocidade das unidades de acionamento variável 118 e/ou medição do alinhamento de um lance particular. Por exemplo, o sistema de irrigação 100 pode utilizar um algoritmo de controle proporcional-integral-derivado, ou similar, para sintonizar a velocidade de uma unidade de acionamento variável 118 particular. A unidade de controle de acionamento 143 é configurada para fornecer continuamente um ou mais sinais de unidade de acionamento para as unidades de acionamento variável 118 quando o sensor 144 determina que um lance em particular está mal alinhado.

[027] Dessa forma, em operação, os sinais de unidade de acionamento variável (controle) configurados para ajustar a velocidade determinada de uma unidade de acionamento variável 118 particular são fornecidos para a unidade de acionamento variável 118 particular, o que causa um ajuste da velocidade da unidade de acionamento variável 118. Como descrito acima, os sinais da unidade de acionamento podem ser baseados em sinais de potenciômetro, sinais de sensor de alinhamento cativo, sinais de sensor de alinhamento com base em laser, sinais de sensor de proximidade sem contato, e/ou outros parâmetros úteis na determinação de uma nova velocidade determinada para uma unidade de acionamento variável 118 em particular. Como descrito acima, a unidade de controle de acionamento 143 inclui um processador 202 que é configurado para receber e utilizar dados (informação) a partir das estruturas tipo torre 110, 111, 112 na determinação da velocidade para uma unidade de acionamento variável 118 em particular. Em uma implementação, o processador 202 pode compreender um micro controlador que inclui lógica dedicada (por exemplo, um conjunto de circuitos) para controlar as unidades de acionamento variável 118 e/ou motores de relutância comutada 142. Por exemplo, a unidade de controle de acionamento 143 pode estar em comunicação com cada uma das estruturas de torre 110, 111, 112 por meio de sensores 144, ou similares. Como descrito acima, isso pode permitir um controle de velocidade mais fino e uma correção de alinhamento dinâmico do sistema de irrigação 100.

[028] Como ilustrado na figura 1C, o sistema de irrigação 100 inclui um conjunto de direcionamento de braço de extensão 145 que é configurado para direcionar o braço de extensão 123 para uma posição desejada. Em uma ou mais implementações, o processador 136 é configurado para instruir o controle de direcionamento de braço de extensão 145 para direcionar o braço de extensão 123 para uma posição desejada.

[029] Como descrito acima, o sistema de irrigação 100 é configurado para manter os lances 110, 111, 112 em uma orientação substancialmente linear com relação a um lance adjacente ao longo de um eixo orientado geralmente de forma longitudinal. Durante a operação, o dispositivo de determinação de posição 133A é utilizado para determinar uma posição real do conjunto de seção principal 104, e o dispositivo de determinação de posição 133B é utilizado para determinar uma posição real do braço de extensão 123. Por exemplo, com base no valor angular (α) (por exemplo, medição angular) detectado por um dispositivo de determinação de posição 133A, o dispositivo de controle 130 é configurado para determinar uma posição do conjunto de seção principal 104. Um dispositivo de determinação de posição 133B é configurado para medir um valor de ângulo (θ) (por exemplo, medição angular) entre a torre de extremidade 112 e o braço de extensão 123. Dessa forma, o dispositivo de controle 130 pode ser configurado para determinar uma posição real da torre de extensão 123 com base na medição angular fornecida pelo dispositivo de determinação de posição 133B. O dispositivo de controle 130 é configurado para determinar uma posição desejada do braço de extensão 123 com base na posição determinada do conjunto de seção principal 104. Por exemplo, o dispositivo de controle 130 pode utilizar uma tabela de consulta, como ilustrado na figura 3, que contém uma lista de posições desejadas do braço de extensão 123 que corresponde a uma posição real do conjunto de seção principal 104. Em uma implementação, um processador 136 é configurado para acessar a tabela de consulta que é armazenada dentro de uma memória respectiva 134. A tabela de consulta inclui um número de posições do percurso de irrigação do conjunto de seção principal 146 (ver figura 1B). A tabela de consulta também inclui uma posição desejada do braço de extensão 123 para cada posição do conjunto de seção principal. Por exemplo, as posições do braço de extensão 123 são representadas por um ângulo (θ) formado entre o braço de extensão 123 e o conjunto de seção principal 104 como ilustrado na figura 1B. O conjunto de seção principal 104 e o braço de extensão 123 podem ser representados na tabela de consulta em qualquer formato adequado. Por exemplo, as posições podem ser representadas como coordenadas geográficas, distâncias de outros objetos, ângulos de outros objetos, ou similares. Uma vez que um processador 136 determina uma posição real do conjunto de seção principal 104, o processador 136 é configurado para calcular se uma posição real do braço de extensão 123 desvia da posição desejada. Se o braço de extensão 123 desviar além de um limite predeterminado, o processador 136 é configurado para instruir o mecanismo de direcionamento 145 para reposicionar o braço de extensão 123 para a posição desejada.

[030] A figura 4 ilustra um método ilustrativo 400 para reposicionamento de um braço de extensão 123 com base em uma posição do conjunto de seção principal 104. Como ilustrado na figura 4, dados de posição representando uma posição desejada de um braço de extensão que corresponde a uma posição de um conjunto de seção principal são recebidos (bloco 402). Por exemplo, como descrito acima, a tabela de consulta inclui uma lista de posições desejadas do braço de extensão 123 que correspondem a uma posição do conjunto de seção principal 104.

[031] A posição real do braço de extensão e do conjunto de seção principal é determinada (bloco 404). Como descrito acima, uma posição do conjunto de seção principal 104 é determinada utilizando-se um dispositivo de determinação de posição 133A que fornece dados de posição que representam uma posição do conjunto de irrigação principal 104 para o dispositivo de controle 130. De forma similar, o dispositivo de determinação de posição 133B é configurado para fornecer dados de posição que representam uma posição do braço de extensão 123 para o dispositivo de controle 130. Uma vez que as posições são determinadas, uma posição desejada de um braço de extensão é determinada (bloco 406). Em uma implementação, o dispositivo de controle 130 configurado para utilizar a tabela de consulta para determinar uma posição desejada do braço de extensão 123 com base na posição atual do conjunto de seção principal 104.

[032] Com base na posição desejada, um conjunto de direcionamento de braço de extensão é instruído a fazer com que o braço de direcionamento mova para a posição desejada (bloco 408). Em uma ou mais implementações, o dispositivo de controle 130 é configurado para instruir o controle de direcionamento de braço de extensão 145 a direcionar para dentro ou para fora, ou mover o braço de extensão 123 para a posição desejada com base na posição do conjunto de seção principal 104. Por exemplo, o processador 136 é configurado para comparar uma posição real do braço de extensão 123 com a posição desejada do braço de extensão 123. Se a posição real desviar da posição desejada por mais do que um limite predeterminado, um processador 136 é configurado para calcular um valor de correção de direcionamento e então instrui o braço de extensão a direcionar na direção da posição desejada. O método 500 pode retornar para o bloco 508 para determinar as posições reais do conjunto de seção principal 104 e o braço de extensão 123 para realizar qualquer ajuste de direcionamento como necessário.

[033] A figura 5 ilustra um método ilustrativo 500 para determinação da falta de alinhamento de um sistema de irrigação. Como ilustrado na figura 5, uma determinação é feita quanto ao fato de um ou mais lances de irrigação serem mal alinhados além de um valor máximo predeterminado (Bloco de Decisão 502). Em uma ou mais implementações, como descrito acima, os sensores 144 são configurados para determinar se um ou mais dos lances 106, 108, 109 estão mal alinhados além de um valor máximo predeterminado. Se um lance de irrigação for mal alinhado além de um valor máximo predeterminado (NÃO a partir do Bloco de Decisão 502), uma unidade de controle de acionamento 143 é configurada para fazer com que um motor de relutância comutado varie uma velocidade de pelo menos um lance de irrigação para realinhar um lance de irrigação mal alinhado (bloco 506). Se o sistema não puder manter o alinhamento desejado (SIM a partir do Bloco de Decisão 502), o sistema de irrigação é parado ou desligado (bloco 508) para evitar uma falta de alinhamento maior e para evitar o direcionamento inadequado do braço de extensão 123.

[034] Apesar de a presente matéria ter sido descrita em linguagem específica com relação às características estruturais e/ou operações de processamento, deve-se compreender que a presente matéria definida nas reivindicações em anexo não deve ser necessariamente limitada às características específicas ou atos descritos acima. Em vez disso, as características e atos específicos descritos acima são descritos como formas ilustrativas de implementação das reivindicações.

Claims

1. Sistema de irrigação (100), compreendendo: um conjunto de seção principal (104) incluindo uma pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109); uma pluralidade de estruturas tipo torre (110, 111, 112) para suportar os lances interconectados (106, 108, 109), cada uma dentre a pluralidade de estruturas tipo torre (110, 111, 112) incluindo uma unidade de acionamento de variável (118) para acionar seletivamente uma estrutura tipo torre (110, 111, 112) em uma velocidade selecionada, a pluralidade de estruturas tipo torre (110, 111, 112) incluindo uma torre de extremidade (112); um braço de extensão (123) conectado de forma articulada à torre de extremidade (112); um primeiro dispositivo de determinação de posição (133A) configurado para determinar uma posição atual do conjunto de seção principal (104); um segundo dispositivo de determinação de posição (133B) configurado para determinar uma posição atual do braço de extensão (123); uma pluralidade de sensores (144), cada um dentre a pluralidade de sensores (144) associados com um lance correspondente dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) e configurado para determinar um alinhamento de um lance correspondente dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109); uma pluralidade de unidades de controle de acionamento (143), cada unidade de controle de acionamento (143) dentre a pluralidade de unidades de controle de acionamento (143) em comunicação com uma unidade de acionamento variável (118) correspondente e um sensor (144) correspondente, cada unidade de controle de acionamento (143) configurada para controlar a velocidade selecionada da unidade de acionamento variável (118) correspondente para manter a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) em uma orientação substancialmente linear com relação aos lances adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) ao longo de um eixo orientado geralmente de forma longitudinal, a velocidade selecionada da unidade de controle de acionamento (143) correspondente baseada no alinhamento; e um dispositivo de controle (130) acoplado de forma comunicativa ao primeiro dispositivo de determinação de posição (133A) e segundo dispositivo de determinação de posição (133B), o sistema caracterizado pelo fato de o dispositivo de controle (130) ser configurado para: determinar uma posição desejada do braço de extensão (123) com base na posição real do conjunto de seção principal (104); comparar a posição desejada do braço de extensão (123) com a posição real do braço de extensão (123) para orientação substancialmente linear; instruir um conjunto de direcionamento de braço de extensão (123) para fornecer ajuste contínuo de velocidade para ajuste dinâmico coerente de todas as unidades de acionamento variável (118) para direcionar o braço de extensão (123) enquanto mantém o movimento constante do sistema, de modo que o movimento seja sempre na direção da posição real desejada quando a posição desejada do braço de extensão (123) e a posição real do braço de extensão (123) desviam por mais do que um limite predeterminado.

2. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos um sensor (144) ser configurado para determinar um ângulo entre um primeiro lance interconectado correspondente da pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) e um segundo lance interconectado correspondente dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109); onde a unidade de controle de acionamento (143) correspondente é configurada para determinar uma velocidade selecionada para manter a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) em uma orientação substancialmente linear com relação aos lances adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) ao longo de um eixo geralmente orientado de forma longitudinal, a velocidade selecionada com base no ângulo.

3. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada sensor (144) dentre a pluralidade de sensores (144) estar em comunicação direta com uma unidade de controle de acionamento (143) correspondente da pluralidade de unidades de controle de acionamento (143).

4. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as unidades de acionamento variável (118) compreenderem motores de relutância comutados (142).

5. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da pluralidade de sensores (144) compreender pelo menos um dentre um potenciômetro, um sensor de alinhamento cativo, um sensor de alinhamento com base em laser, ou um sensor de proximidade sem contato.

6. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de pelo menos um sensor (144) dentre a pluralidade de sensores (144) ser configurada para fornecer continuamente um sinal para a unidade de controle de acionamento (143) correspondente, onde a unidade de controle de acionamento (143) é configurada para fornecer continuamente um sinal para uma unidade de acionamento variável (118) do lance interconectado correspondente para modificar continuamente uma velocidade da estrutura de torre (110, 111) correspondente para realinhar a estrutura de torre correspondente com a estrutura de torre adjacente.

7. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: uma estrutura de articulação central (102); e em que o conjunto de seção principal (104) é acoplado à estrutura de articulação central (102).

8. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de compreender: uma estrutura de articulação central (102); e em que conjunto de seção principal (104) é acoplado à estrutura de articulação central (102).

9. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de pelo menos um sensor (144) ser configurado para determinar um ângulo entre um primeiro lance interconectado correspondente dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) e um segundo lance interconectado correspondente dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109); onde a unidade de controle de acionamento (143) correspondente é configurada para determinar uma velocidade selecionada para manter a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) em uma orientação substancialmente linear com relação aos lances adjacentes dentre a pluralidade de lances interconectados (106, 108, 109) ao longo de um eixo orientado geralmente de forma longitudinal, a velocidade selecionada baseada no ângulo.

10. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de cada sensor (144) dentre a pluralidade de sensores (144) estar em comunicação direta com uma unidade de controle de acionamento (143) correspondente dentre a pluralidade de unidades de controle de acionamento (143).

11. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato da pluralidade de sensores (144) compreender pelo menos um dentre um potenciômetro, um sensor de alinhamento cativo, um sensor de alinhamento com base em laser, ou um sensor de proximidade sem contato.

12. Sistema de irrigação (100), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de pelo menos um sensor (144) dentre a pluralidade de sensores (144) ser configurado para fornecer continuamente um sinal para a unidade de controle de acionamento (143) correspondente, onde a unidade de controle de acionamento (143) é configurada para fornecer continuamente um sinal para uma unidade de acionamento variável (118) do lance interconectado correspondente para modificar continuamente uma velocidade da estrutura de torre correspondente para realinhar a estrutura de torre correspondente com a estrutura de torre adjacente.