BR112015031412B1

BR112015031412B1 - Colheitadeira de cana-de-açúcar e método para colher múltiplas fileiras de caules de cana-de-açúcar utilizando múltiplos cortadores de base

Info

Publication number: BR112015031412B1
Application number: BR112015031412-0A
Authority: BR
Inventors: Ramon Sarchi; Jan Verstraete; Adriano Fagundes; Daenio Cleodolphi; Fabio Tanaka
Original assignee: Cnh Industrial America Llc
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2020-06-16
Also published as: CN105491875B; CN105491875A; US9781880B2; US20160135365A1; BR112015031412A2; WO2015003058A2; WO2015003058A3

Abstract

resumo aparelho para processamento de cana-de-açúcar para múltiplas fileiras de caules de cana-de-açúcar, colheitadeira de cana-de-açúcar, método para colher múltiplas fileiras de caules de cana-de-açúcar utilizando múltiplos cortadores de base e método de determinação da carga entre um chassi e uma ligação trata-se de uma colheitadeira de cana-de-açúcar de múltiplas fileiras que tem controle automático e independente de múltiplos cortadores de base utilizados para partir caules de cana-de-açúcar em fileiras adjacentes. sensores de posição captam a altura dos cortadores de base em relação ao chassi da colheitadeira de cana-de-açúcar e alimentam os sinais para um controlador para ajustar a altura em um nível pré-selecionado. os cortadores de base são acionados individualmente por motores hidráulicos através de circuitos hidráulicos individuais e a pressão operacional é captada e alimentada para o controlador para determinar se existe ou não uma condição de obstrução. um sensor de carga é incorporado entre a ligação e o chassi de colheitadeira de cana-de-açúcar para determinar se os cortadores de base têm ou não têm contato com o solo para elevar os cortadores de base. 1/1

Description

“COLHEITADEIRA DE CANA-DE-AÇÚCAR E MÉTODO PARA COLHER MÚLTIPLAS FILEIRAS DE CAULES DE CANA-DE-AÇÚCAR UTILIZANDO MÚLTIPLOS CORTADORES DE BASE”

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a uma colheitadeira de canade-açúcar e, mais particularmente, a colheitadeiras do tipo que processa múltiplas fileiras.

Fundamentos das Invenção

[002] Na colheita de cana-de-açúcar, um dos elementos essenciais da máquina é o cortador de base. Esse é o componente que corta o caule para ser carregado pela colheitadeira para uma sequência de etapas de processamento. Na utilização do cortador de base, é desejável cortar os caules de cana-de-açúcar o mais próximo possível do solo sem comprometer a raiz e o solo. Devido às variações em terreno e composição da terra, é necessário ajustar a altura do cortador de base a uma altura ideal durante a operação no campo. Várias abordagens anteriores utilizaram diversos dispositivos para controlar a altura do cortador de base. Esses podem assumir a forma de sensores de posição ópticos e outras abordagens conhecidas na técnica.

[003] O problema de ajustar a altura do cortador de base se torna mais desafiador quando a colheitadeira processa múltiplas fileiras de caules de cana-de-açúcar a fim de ganhar produtividade. Atualmente, propõe-se que duas fileiras de caules de cana-de-açúcar sejam processadas, porém é observado que fileiras adicionais podem ser processadas por máquinas futuras. Com tais múltiplas fileiras de processamento, o ajuste instantâneo do cortador de base pode variar dinamicamente durante o processamento no campo e a altura de um dos cortadores de base não será necessariamente a altura do outro. Tentativas anteriores foram feitas para ajustar a altura, porém as mesmas envolvem sistemas que são tanto excessivamente complicados como simplesmente

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I 8 aproximam a altura do cortador de base desejada.

[004] O que é desejado na técnica, portanto, é o controle de altura do cortador de base para uma colheitadeira de cana-de-açúcar de múltiplas fileiras que evite os problemas acima e seja eficaz em condições de campo dinâmicas.

Descrição da Invenção

[005] Em uma forma, a presente invenção é incorporada em um aparelho para processamento de cana-de-açúcar que tem múltiplos cortadores de base posicionados adjacentes à superfície de um campo para cortar caules de cana-de-açúcar em alturas pré-selecionadas individuais. Uma ligação posiciona cada cortador de base a uma altura variável em relação à superfície do campo e um atuador posiciona de modo variável o cortador de base a uma distância pré-selecionada da superfície do campo. Os sensores de posição geram sinais proporcionais à posição dos cortadores de base em relação à superfície do campo. Os sensores de carga na ligação determinam a carga imposta no cortador de base pelo contato com a superfície do campo. Um controlador coordena a posição do sinal que reflete a posição do cortador de base e a carga na ligação atuadora para manter o cortador de base a uma altura pré-selecionada.

[006] Em outra forma da invenção, a combinação acima inclui um motor hidráulico que fornece energia para o cortador de base e um sistema hidráulico para suprir fluido ao motor hidráulico e um sensor de pressão para gerar um sinal que reflete a pressão acima de um dado nível para indicar obstrução e alimentar esse sinal ao controlador para elevar a altura.

[007] Ainda em outra forma, a invenção é uma colheitadeira de cana-de-açúcar que tem um chassi propulsionado para se movimentar através de um campo em uma direção para frente. O chassi tem divisores de linhas de cana-de-açúcar e um cortador de base à jusante. Um aparelho para

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I 8 processamento de cana-de-açúcar é posicionado a jusante do cortador de base. A colheitadeira de cana-de-açúcar tem uma ligação para posicionar de modo variável os cortadores de base a uma distância pré-selecionada da superfície do campo. Motores são fornecidos para cada cortador de base. Um sensor de posição é empregado na ligação para gerar um sinal indicativo da posição do cortador de base em relação ao solo e um sensor de carga é posicionado na ligação para determinar a presença ou ausência de uma carga que reflete o contato com o solo. O sensor de carga envia um sinal para um controlador para controlar o atuador para posicionar de modo variável o cortador de base em resposta aos sinais a partir dos sensores.

[008] Em outra realização, a colheitadeira de cana-de-açúcar inclui um motor hidráulico que opera os cortadores de base e um sensor de pressão para gerar um sinal para o controlador quando a pressão acima de um dado nível indica um efeito de obstrução e, dessa forma, elevar o cortador de base em relação à superfície do campo.

[009] Ainda em outra forma, a invenção é um método para colher múltiplas fileiras de caules de cana-de-açúcar utilizando múltiplos cortadores de base. O método inclui as etapas de posicionar os cortadores de base independentemente a uma dada posição em relação à superfície do campo e captar a posição em relação à superfície do campo. A carga nos cortadores de base é determinada e utilizada para elevar os cortadores de base no caso de obstrução.

[010] Em outra forma, o método inclui a etapa de usar pressão hidráulica para acionar em rotação os cortadores de base e determinar a força de fluido de acionamento de modo que a força acima de um dado nível indique a obstrução em relação ao caule de cana-de-açúcar e que faz com que os cortadores de base sejam elevados em relação à superfície do campo.

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I 8

Breve Descrição dos Desenhos

[011 ] As características e vantagens acima mencionadas e outras características e vantagens desta invenção, e a maneira de obtenção das mesmas, se tornarão mais evidentes e a invenção será mais bem compreendida por referência à seguinte descrição de uma realização da invenção, tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que:

A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de uma colheitadeira de cana-de-açúcar que incorpora a presente invenção;

A Figura 2 é uma vista frontal da colheitadeira de cana-de-açúcar da Figura 1;

A Figura 3 é uma vista lateral parcial da colheitadeira de cana-deaçúcar da Figura 1 que mostra os detalhes de vários sensores que são incorporados na invenção;

A Figura 4 é uma vista lateral parcial da colheitadeira da Figura 1 que mostra a interconexão entre o chassi da colheitadeira e o movimento do cortador de base; e

A Figura 5 é uma vista esquemática do sistema de controle para a colheitadeira de cana-de-açúcar das Figuras 1 a 4.

[012] Os anexos adicionais mostram as etapas do método na prática da presente invenção.

[013] Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes nas várias vistas. A exemplificação definida no presente documento ilustra uma realização da invenção e tal exemplificação não deve ser interpretada de forma alguma como limitadora do escopo da invenção.

Descrição de Realizações da Invenção

[014] A Figura 1 mostra uma colheitadeira de cana-de-açúcar 10 que inclui um chassi 12 que tem trilhos sem fim 14 para movimento direcional energizado através de um campo 16. O chassi 12 é energizado por uma forma

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I 8 adequada de mecanismo motor, geralmente um mecanismo motor de combustão interna. Os trilhos sem fim 14 fornecem movimento através do campo 16, assim como direcionamento. Deve ficar evidente aos versados na técnica que uma ampla variedade de unidades de propulsão, assim como disposições de movimento no solo, como rodas, pode ser empregada no chassi 12 de modo que o mesmo se mova através de um campo para colher cana-de-açúcar.

[015] Um conjunto de despontador 18 se estende para frente a partir do chassi 12 para partir os topos dos caules de cana-de-açúcar para facilitar a colheita. Um conjunto de divisor de linha de safra 20 inclui um par de cilindros que dividem as safras e movem o caule de cana-de-açúcar em uma direção à jusante em relação ao movimento para frente do chassi 12, onde a base dos caules é cortada por um par de conjuntos de cortador de base 22. Os conjuntos de cortador de base 22 geralmente consistem em discos giratórios sobrepostos aos quais os caules são alimentados para partir os mesmos em suas bases. Os caules cortados, juntamente com material indesejado, são movidos em uma direção à jusante para alimentar um mecanismo 24 que entrega o material em tarugos ao equipamento, indicado de modo geral por 26, que limpa o material indesejado e outras partes de safra dos tarugos e, ainda, extrai lixo para, por fim, colocar os caules em uma forma para ser entregue a um vagão de safra (não mostrado) por um condutor 27.

[016] A colheitadeira de cana-de-açúcar das Figuras 1 e 2 é adaptada para processar múltiplas fileiras de cana-de-açúcar, como as duas fileiras ilustradas. Para essa finalidade, a colheitadeira de cana-de-açúcar tem um par direito e esquerdo de cortadores de base 22 para fornecer controle independente da altura de corte do cortador de base. Os cortadores de base 22, além de serem deslocáveis para cima e para baixo em relação à superfície do campo 16, são acionados por motores hidráulicos 28 mostrados de modo esquemático na Figura 2 e na Figura 5.

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[017] Na Figura 5, os motores hidráulicos 28 acionam, cada um, os cortadores de base 22 em seus respectivos pares. Os motores 28 à esquerda são hidraulicamente conectados a uma fonte de pressão hidráulica 30 pela linha 34 e os motores hidráulicos 28 na direita são conectados a uma fonte controlável independentemente de fluido hidráulico 32 por meio da linha 36. Conforme declarado a seguir, um sensor de pressão 38 e uma linha 34 e o sensor 40 e a linha 36 captam a pressão do motor. Essa pressão do motor é transmitida na forma de um sinal através das linhas 42 e 44 para um controlador, também denominado como unidade de controle eletrônico (ECU) 46.

[018] Os motores 28 e os cortadores de base 22 são deslocáveis mecanicamente para cima e para baixo através de uma interconexão mecânica 48 para o lado esquerdo e 50 para o lado direito. O deslocamento do motor e dos cortadores de base 28 e 22 é captado pelo componente 52 à esquerda e pelo componente 54 à direita. Os sinais a partir desses componentes são alimentados por meio das linhas 56 e 58 também para a ECU 46. Os sensores 52 e 54 podem assumir uma dentre várias formas diferentes, porém no caso presente os mesmos podem ser sensores de efeito Hall que detectam a rotação na suspensão do cortador de base e, dessa forma, geram um sinal indicativo da altura de cortador de base. Além disso, as interconexões mecânicas 48 e 50 para os motores hidráulicos e cortadores de base podem conter sensores de carga 60 e 62 que são interconectados entre a ligação para o cortador de base e o chassi 12 de colheitadeira 10. Os sinais a partir dos sensores de pressão 38 e 40 são alimentados pelas linhas 42 e 44 para a ECU 46.

[019] Os sensores 38 e 40 detectam a pressão de trabalho dos motores 28 e, conforme descrito a seguir, detectam quando a pressão de trabalho dos motores 28 aumenta além de um limiar, como quando uma obstrução no solo é encontrada. Os sensores 52 e 54 geram um sinal proporcional à distância dos cortadores de base 22 acima da superfície do

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I 8 campo. Isso é usado como uma entrada primária para determinar a posição dos cortadores de base 22. Os sensores de carga 60 e 62, que podem ser empregados na suspensão, detectam uma condição de engate no solo entre os cortadores de base 22 e a superfície do campo, como quando a carga vai a zero.

[020] A Figura 3 mostra uma vista lateral fragmentada do sistema de suspensão 48 para um dos conjuntos de cortadores de base. Esse sistema de suspensão é duplicado para o outro dos cortadores de base. O sistema de suspensão inclui uma conexão pivotante 68 a um membro de estrutura do chassi 12. O sensor de pino de carga 60 é posicionado na conexão pivotante. Um atuador 70 tem uma extremidade conectada à conexão pivotante 68 e um eixo de saída 72 conectado a um mecanismo de levantamento para o cortador de base. O sensor de deslocamento 52, ilustrado como um sensor de efeito Hall, é montado em uma braçadeira 74 também conectada a um elemento de estrutura do chassi 12.

[021] A Figura 4 é uma vista lateral de uma porção adicional da colheitadeira que mostra a adição do divisor de linha 20 também montado no chassi 12 com o atuador 70 ilustrado e o eixo de saída 72 conectado para elevar ou baixar o cortador de base 22 e os motores hidráulicos 28. Conexões substancialmente paralelas 71 e 73 são conectadas de maneira articulada a um chassi 12 e à estrutura que constitui os divisores de linha 20 e o cortador de base 22. Dessa forma, os sensores 52 e 54 detectam alterações em ângulos que refletem variações na distância dos cortadores de base a partir da superfície do campo.

[022] O sistema conforme apresentado acima opera no modo que é ilustrado nos documentos adicionais anexos. O efeito total da disposição dos sensores e da interconexão com a ECU é de manter as alturas de cortadores de base no valor pré-selecionado ótimo, independentes uns dos outros. Os sensores de carga 60 e 62, quando empregados, determinam se os cortadores

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I 8 de base atingiram ou não o solo e ajustam o mecanismo de um modo para cima, em conformidade. De modo semelhante, os sensores de pressão 38 e 40 detectam quando uma condição de obstrução no solo ocorreu mediante um aumento substancial na pressão operacional dos motores 28. Os sensores de deslocamento 52 determinam a altura em relação ao solo e, independentes uns dos outros, mantêm a altura dos cortadores de base no modo pré-selecionado de acordo com a lógica apresentada nos documentos anexos.

[023] Embora esta invenção tenha sido descrita em relação a pelo menos uma realização, a presente invenção pode ser modificada adicionalmente dentro do espírito e do escopo desta revelação. Este pedido, portanto, se destina a cobrir quaisquer variações, usos ou adaptações da invenção com o uso de seus princípios gerais. Adicionalmente, este pedido é destinado a cobrir tais desvios da presente revelação conforme abrangidos em prática conhecida ou habitual na técnica à qual esta invenção pertence e que se encontram dentro dos limites das reivindicações anexas.

Claims

1. COLHEITADEIRA DE CANA-DE-AÇÚCAR, que compreende:

um chassi (12) energizado para se movimentar através de um campo (16) em uma direção para frente;

um divisor de linha de cana-de-açúcar (20);

um cortador de base (22) posicionado à jusante do divisor de linha de cana-de-açúcar (20) para cortar os caules de cana-de-açúcar em fileiras individuais;

uma ligação conectada ao chassi (12) para posicionar de modo variável o cortador de base (22) em relação à superfície do campo (16);

um atuador (70) para posicionar de modo variável o cortador de base (22) em relação a superfície do campo (16);

um sensor de posição (52, 54) na ligação para gerar um sinal indicacando uma posição do cortador de base (22) em relação à superfície do campo (16);

um controlador (46) configurado para receber um sinal do dito sensor de posição (52, 54) para manter o cortador de base (22) a uma altura préselecionada; e caracterizada por compreender um sensor de carga (60, 62) entre a ligação e o chassi da colheitadeira para detectar e gerar um sinal representativo da carga, sendo o controlador (46) configurado para determinar quando o sinal da carga cai, indicando o contato com o solo entre o cortador de base (22) e a superfície do campo (16) para elevar o cortador de base (22).

2. COLHEITADEIRA DE CANA-DE-AÇÚCAR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que inclui um motor hidráulico (28) para acionar o cortador de base (22) e um sistema hidráulico para suprir fluido pressurizado individualmente ao motor (28) dos cortadores de base (22) e um

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2 I 2 sensor de pressão (38, 40) que capta a pressão de trabalho do motor hidráulico (28) para gerar um sinal sempre que a pressão de trabalho exceder um nível predeterminado e alimentar esse sinal ao controlador (46) para elevar o cortador de base (22) em relação à superfície do campo (16).

3. MÉTODO PARA COLHER MÚLTIPLAS FILEIRAS DE

CAULES DE CANA-DE-AÇÚCAR UTILIZANDO MÚLTIPLOS CORTADORES DE BASE, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: posicionar um cortador de base (22) independentemente a uma dada posição em relação à superfície do campo (16);

captar a posição do cortador de base (22) em relação à superfície do campo (16);

determinar uma carga com um sensor de carga (60, 62) entre um chassi (12) de uma colheitadeira de cana-de-açucar (10) e a ligação conectando o chassi (12) ao cortador de base (22);

determinar o engate no solo do cortador de base (22) com o controlador (46) e elevar o cortador de base (22) ao determinar que o sinal representativo da carga do sensor de carga reduziu, indicando contato com o solo entre o cortador de base (22) e a superfície do campo para elevar o cortador de base.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa de: usar pressão hidráulica para, independentemente, acionar em rotação os cortadores de base (22) e captar a pressão operacional do motor (28) para determinar obstrução.