BR112018068904B1

BR112018068904B1 - Método para medir a rugosidade na direção de deslocamento de um implemento e sistema para o mesmo

Info

Publication number: BR112018068904B1
Application number: BR112018068904-1A
Authority: BR
Inventors: Luca Ferrari
Original assignee: Cnh Industrial Italia S.P.A.
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2022-04-12
Also published as: WO2017158006A3; EP3429329A2; WO2017158006A2; ITUA20161821A1; CN109068575A; CA3017315A1; US20200329626A1; EP3429329B1; BR112018068904A2; US11197408B2; CN109068575B

Abstract

Um sistema mede a rugosidade da superfície do terreno sobre o qual um implemento agrícola (10) passa como medido na direção da viagem (22). O sistema inclui ao menos um sensor de terreno (40, 42) anexado ao implemento agrícola (10) que provê a medição da distância até o terreno. Um controlador (80) é conectado a ao menos um sensor de terreno (40, 42), e controla ao menos um ajuste do implemento agrícola (10). Ao menos um sensor de terreno (40, 42) provê uma saída instantânea (OFGS, ORGS) com base na distância até o terreno para o controlador (80). O controlador (80) então calcula ao menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, óAV) a partir da saída instantânea (OFGS, ORGS). Ao menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, óAV) é calculado a partir das variações na distância até o terreno na direção da viagem (22) do implemento agrícola (10).

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à implementos de lavoura agrícola, e, mais particularmente, a cultivadores de campo agrícola. Mais especificamente, a presente invenção refere-se à um sistema que usa um ou mais sensores de solo remoto para medir a distância até o solo em alta resolução, e que usa a saída de um ou mais sensores de solo remotos para calcular informação estatística representando a rugosidade da superfície do solo após e/ou antes de ser trabalhado por um implemento de lavoura agrícola.

[002] Os fazendeiros utilizam uma grande variedade de implementos de lavoura agrícola para preparar o solo para o plantio. Alguns de tais implementos incluem duas ou mais seções acopladas juntas para realizar funções múltiplas uma vez que são puxados pelos campos por um trator. Por exemplo, um cultivador de campo é capaz de lavrar o solo e nivelar o solo lavrado simultaneamente na preparação para o plantio. Um cultivador de campo tem uma estrutura que carrega várias hastes de cultivo com pás em suas extremidades inferiores para lavrar o solo. O cultivador de campo converte o solo compactado em um nível de sementeira com uma profundidade consistente, proporcionando ali condições excelentes para o plantio de uma cultura. Grama ou material de cultura residual disposto no topo do solo também é trabalhado na sementeira de maneira que não interfira com uma implementação de semeadura passando subsequentemente através da sementeira. Um cultivador de campo conforme descrito acima também pode incluir um implemento auxiliar traseiro opcional para finalizar a sementeira para semeadura. Por exemplo, um implemento auxiliar traseiro pode incluir uma grade de dente de espigão, cesta de rolamento (aka, crumbler), dentes de arrasto, etc., ou qualquer combinação dos mesmos. Tais implementos de lavoura agrícola geralmente têm múltiplos graus de liberdade e ajuste que podem afetar a qualidade da sementeira que é produzida, especificamente a rugosidade de campo resultante na direção de deslocamento.

[003] Estes ajustes podem incluir a alguma da seção de estrutura principal conforme configurado pelas rodas de elevação principais traseiras, a altura das seções de asa conforme configurado pelas rodas de elevação da barra de ferramentas, a altura e o ângulo da estrutura da haste principal conforme configurado pelas hidráulicas conectando-a à seção de estrutura principal e conforme configurado pelas montagens de rodas de calibre, a altura do ângulo das estruturas de haste asa frontal conforme configurado pelas hidráulicas conectando- as às seções de asa e conforme configurado pelas montagens de rodas de calibre, configurações das próprias hastes do cultivador, assim como dos implementos auxiliares traseiros como molas de dentes de arrasto e cestas crumbler. A fim de obter ótimos resultados, geralmente é necessário que um operador saia do veículo reboque e inspecione o campo e, subsequentemente, faça os ajustes ao implemento agrícola. Este não é apenas um processo de triagem e erro, mas também pode precisar ser repetido em intervalos conforme as mudanças de condições do campo. É conhecido por usar sensores de solo remoto para medir a distância até o solo seguindo a passagem de um implemento agrícola. No WO 2012/102667 A1, o dito sistema é descrito. Entretanto, o WO 2012/102667 A1 está preocupado com a medição da uniformidade vertical entre os umes longitudinais e os sulcos criados pelo implemento agrícola, não com a medição da rugosidade do campo na direção de deslocamento do implemento agrícola.

[004] O que é necessário na arte é uma maneira de medir e responder à qualidade de trabalho realizado por um implemento agrícola conforme medido pela rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo sobre o qual o implemento agrícola tenha passado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção provê um implemento agrícola ou industrial tendo um ou mais sensores de solo que são usados para medir a rugosidade do campo relativa na direção de deslocamento do implemento. A presente invenção pode ser incorporada em um plantador, disco arador, segadeira de disco, segadeira em linha, ou implemento de lavoura vertical, conforme os exemplos não limitantes. Adicionalmente, a presente invenção pode ser incorporada em uma máquina não agrícola, como um trator de terraplanagem, motoniveladora, escavadeira, arado de neve, compactador de solo ou aterro, ou escavadora para mineração, conforme adicionalmente os exemplos não limitantes. Além disso, a presente invenção pode ser incorporada em uma máquina autoalimentada. A presente invenção pode usar um ou mais sensores ultrassônicos de baixo custo orientados em direção ao solo que mede a distância instantânea pelo tempo de deslocamento das ondas de som ultrassônicas e seus ecos. Os ditos sensores ultrassônicos de baixo custo que podem ser usados são capazes de medir a distância remotamente, opera rem alta resolução, e geralmente não são afetados pelo pó. Alternativamente, outros tipos de sensores podem ser usados de maneira que funcionem para medir a distância remotamente e em alta resolução, como radar, infravermelho, laser ou sonar. A presente invenção prove um controlador que pode controlar vários cilíndricos hidráulicos e funções do implemento agrícola com base na saída de um ou mais sensores de solo. Por exemplo, sensores de solo traseiro podem ser conectados ao controlador, de maneira que a saída dos sensores de solo traseiro seja usada pelo controlador para determinar a rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo sobre o qual o cultivador de campo tenha passado, dando assim uma indicação da qualidade de trabalho realizado pelo implemento agrícola. O controlador ou outro dispositivo, se conectado diretamente ao cultivador de campo ou carregado pelo veículo de reboque, pode utilizar esta informação para fazer ajustes no cultivador de campo.

[006] A presente invenção provê adicionalmente que a saída dos sensores de solo frontal pode ser usada pelo controlador para determinar a rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo sobre a qual o cultivador de campo está por passar, que pode ser comparado à rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo após o cultivador de campo ter passado sobre ele. Esta comparação dá indicação adicional da qualidade do trabalho realizado pelo implemento agrícola. A presente invenção provê adicionalmente que o controlador do cultivador de campo pode armazenar e usar a saída instantânea provida pelos sensores de solo traseiro e a saída instantânea provida pelos sensores de solo frontal, se aplicável, para calcular uma variância média na superfície do solo ao passo que o implemento agrícola se move na direção de deslocamento para as posições depois do trabalho e antes do trabalho, respectivamente. O controlador pode implementar um processamento pós estatístico para converter a saída instantânea em parâmetros estatísticos úteis, como variância média.

[007] Quando ambos os sensores de solo frontal e traseiro são usados, a mudança na variância média na superfície do solo de antes de ser trabalhado pelo cultivador de campo para depois de ser trabalhado pelo cultivador de campo pode ser calculada pelo controlador, dando assim uma indicação adicional da qualidade de trabalho sendo realizado pelo implemento agrícola. Quando apenas os sensores de solo traseiro que sentem o solo após este ter sido trabalhado pelo cultivador de campo são usados, o controlador pode em vez disso de comparar a variância média calculada a partir da saída dos sensores de solo traseiro para um valor alvo, dando assim uma indicação da qualidade de trabalho sendo realizado pelo implemento agrícola.

[008] Um sensor de solo traseiro único ou um sensor de solo traseiro único e um sensor de solo frontal único podem ser usados para determinar a variância média e/ou a mudança na variância média da superfície do solo para todo o implemento agrícola. Alternativamente, um sensor de solo traseiro ou um sensor de solo traseiro e um sensor de solo frontal podem ser usados para determinar a variância média e/ou a mudança na variância média da superfície do solo para cada seção do implemento agrícola, por exemplo para uma estrutura de haste principal e cada uma das seções de asa interna esquerda, a seção de asa interna direita, uma seção de asa intermediária esquerda, a seção de asa intermediária direita, uma seção de asa externa esquerda, e uma seção de asa externa direita.

[009] Em outra modalidade da presente invenção, o controlador ou outro dispositivo que recebe a saída do sensor de solo traseiro ou sensores e/ou o sensor de solo frontal ou sensores incorporam ou é conectado a um sistema de localização de posição como GPS. Desta maneira, a variância média da superfície do solo após ter sido trabalhado pelo implemento agrícola e/ou a mudança na variância média da superfície do solo de antes de ter sido trabalhado pelo implemento agrícola pode ser correlacionado com a localização física do implemento agrícola. Esta informação pode ser gravida, por exemplo, um sistema de mapeamento de campo, cujo sistema de mapeamento de campo pode ser remoto ou pode ser diretamente incorporado com o controlador. A localização da informação de variância média da superfície de solo correlatado e/ou a localização de mudança correlatada na informação de variância média da superfície de solo pode ser subsequentemente usada pelo controlador e/ou um ou mais controladores dentro do veículo de reboque durante as operações agrícolas subsequentes, como fertilização ou semeadura. Além disso, a informação de localização da variância média de superfície de solo correlatada gravada pode ser usada durante os passos subsequentes do próprio implemento de lavoura agrícola em fazer os ajustes ao implemento de lavoura agrícola.

[010] O controlador pode incorporar um ou mais algoritmos, rotinas de aprendizagem, ou lógica difusa para reconhecer o significado de tendências ou mudanças momentâneas dentro da saída do sensor ou de dados gravados. Além disso, o controlador pode incorporar um ou mais algoritmos, rotinas de aprendizagem, ou lógica difusa para reconhecer como mudanças nas configurações do implemento agrícola afetam a variância média da superfície do solo desejado e/ou mudança na variância média da superfície do solo. Desta maneira, o controlador pode continuamente melhorar o desempenho do implemento de lavoura agrícola de acordo com suas características individuais e de acordo com condições de campo únicas.

[011] A invenção em uma forma é direcionada a um sistema para medir a rugosidade da superfície do solo sobre o qual um implemento passa como medido na direção de deslocamento do implemento. O sistema inclui pelo menos um sensor de solo anexado ao implemento que prove medidas da distância até o solo. Um controlador é conectado a pelo menos um sensor de solo, e controla pelo menos um ajuste do implemento. O pelo menos um sensor de solo provê uma saída instantânea com base na distância até o solo para o controlador. O controlador então calcula pelo menos um parâmetro estatístico a partir da saída instantânea de pelo menos um sensor de solo.

[012] O pelo menos um parâmetro estatístico é calculado a partir das variações na distância até o solo na direção de deslocamento do implemento.

[013] A invenção em outra forma é direcionada a um método para medir a rugosidade da superfície do solo sobre a qual um implemento tendo pelo menos um componente de engate de solo passa como na direção de deslocamento do implemento. O método inclui várias etapas. A primeira etapa é prover pelo menos um sensor de solo anexado ao implemento para prover medidas de distância até o solo. A segunda etapa é prover um controlador conectado a pelo menos um sensor de solo para controlar pelo menos um ajuste do implemento. A terceira etapa é pelo menos um sensor de solo provendo ao controlador saída instantânea com base na distância até o solo. A quarta etapa é o controlador calculando pelo menos um parâmetro estatístico a partir da saída instantânea de pelo menos um sensor de solo. Pelo menos um parâmetro estatístico é calculado a partir de variações na distância até o solo na direção de deslocamento. Uma vantagem da presente invenção é que pode usar sensores ultrassônicos de baixo custo que não são afetados pelo pó para prover medições de alta resolução instantâneas para a superfície do solo, que são então usadas para produzir parâmetros estatísticos úteis como variância média da superfície do solo que dá uma indicação da qualidade do trabalho de um implemento agrícola. Outra vantagem é que a presente invenção permite que um sinal de resposta controle um ou mais ajustes do implemento agrícola com base nos parâmetros estatísticos representando o desempenho do implemento agrícola. Desta maneira, um operador é liberado da necessidade de sair manualmente do veículo de reboque, conferir a superfície do solo após o implemento agrícola ter passado sobre ele, e fazer ajustes responsivos para o implemento agrícola.

[014] Outra vantagem da presente invenção é que pode ser usada com um Sistema de localização de posição como GPS, de maneira que os parâmetros estatísticos sejam correlacionados a uma localização física. Os parâmetros estatísticos correlacionados podem então ser usados nas operações agrícolas subsequentes, tanto pelo mesmo implemento agrícola, quanto por outros implementos agrícolas realizando funções separadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] Outras vantagens e características da invenção mencionadas acima, e a maneira de atingi-las, tornar-se-ão mais aparentes e a invenção será mais bem entendida com referência à seguinte descrição das modalidades tomadas em conjunto com os desenhos que acompanham, sendo que: a figura 1 é uma vista em perspectiva de topo de uma modalidade de um implemento de lavoura agrícola incorporando a presente invenção, na forma de um cultivador de campo; a figura 2 é uma vista de lado do implemento de lavoura agrícola mostrado na figura 1; a figura 3 é uma vista em perspectiva parcial traseira de uma modalidade de um implemento de lavoura agrícola incorporando a presente invenção, na forma de um cultivador de campo; e a figura 4 é uma vista em perspectiva parcial frontal de uma modalidade de um implemento de lavoura agrícola incorporando a presente invenção, na forma de um cultivador de campo; e a figura 5 é uma representação gráfica de uma modalidade de um implemento de lavoura agrícola incorporando a presente invenção, na forma de um cultivador de campo.

[016] Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes em todas as várias vistas. As exemplificações configuradas aqui ilustram modalidades de uma invenção, e tais exemplificações não são construídas para serem limitadoras do escopo da invenção de maneira nenhuma.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[017] Os termos “implemento de lavoura agrícola”, “cultivador de campo”, e “sensor ultrassônico” são usados aqui principalmente em toda esta especificação por conveniência, mas deve-se entendem que estes termos não pretendem ser limitantes. Desse modo, “implemento de lavoura agrícola” ou “cultivador de campo” pode se referir a qualquer tipo de implemento agrícola ou industrial de engate no solo. “Sensor ultrassônico” refere-se a um sensor que mede a distância sem contato físico usando ondas sonoras, mas não deve ser construído como limitante e pode representar um outro tipo de sensor que funcione para medir a distância remotamente e em alta resolução, como um radar, infravermelho, laser, ou sonar, conforme exemplos não limitantes.

[018] Referindo-se agora aos desenhos e mais especificamente às figuras 1 e 2, é mostrado uma modalidade de um implemento de lavoura agrícola incorporando a presente invenção. Na modalidade ilustrada, o implemento de lavoura agrícola 10 está na forma de um cultivador de campo para lavrar e finalizar o solo antes da semeadura. Entretanto, a presente invenção pode ser incorporada em um plantador, disco arador, segadeira de disco, segadeira em linha, ou implemento de lavoura vertical, conforme exemplos não limitantes. Além disso, a presente invenção pode ser incorporada em uma máquina não agrícola, como um trator de terraplanagem, motoniveladora, escavadeira, arado de neve, compactador de solo ou aterro, ou escavadora para mineração, como exemplos não limitantes. Adicionalmente, a presente invenção é mostarda como sendo incorporada em um implemento de reboque, enquanto é contemplado que uma máquina autoalimentada também está dentro do escopo de uma invenção.

[019] O implemento de lavoura agrícola 10 é configurado como um cultivador de campo com múltiplas seções, e inclui uma seção de estrutura principal 12 e uma pluralidade de seções de asa 14A, 14B, 16A, 16B, 18A e 18B. As seções de asa esquerda são designadas 14A, 16A e 18A, e as seções de asa direita são designadas 14B, 16B e 18B. As seções de asa 14A e 14B são, cada uma, seções de asa interna, as seções de asa 16A e 16B são, cada uma, seções de asa intermediárias, e as seções de asa 18A e 18B são, cada uma, seções de asa externa. Seção de estrutura principal 12 é a seção central que é diretamente rebocada por uma unidade de tração, como um trator agrícola (não mostrado). A seção de estrutura principal 12 inclui um tubo de engate para puxar 20 estendendo- se em uma direção de deslocamento 22, e uma barra de ferramentas 24 que é acoplada e se estende transversalmente para puxar o tubo de engate 20. A seção de estrutura principal 12 geralmente funciona para carregar a estrutura de haste principal 28 para lavrar o solo, e um implemento auxiliar traseiro principal 30 para terminar o solo. O implemento auxiliar traseiro principal 30 inclui uma mola de dente de arrasto 32 e uma cesta de rolamento (aka, crumbler) 34 que coopera uma com a outra para finalizar o solo. Entretanto, o implemento auxiliar traseiro principal 30 pode ser configurado de maneira diferente, como um arrasto de dente de espiga, hastes de cultivador, etc.

[020] A estrutura de haste principal 28 geralmente funciona para carregar as hastes de cultivador 36 com pás 38 em suas extremidades inferiores para lavrar o solo. A seção de estrutura principal 12 pode ser levantada e abaixada usando as rodas de elevação traseiras 52 usando cilindros hidráulicos 54 e usando cilindros hidráulicos 55 conectados ao engate de puxar 124. A estrutura de haste principal 28 também inclui uma ou mais montagens de rodas de calibre 56 que funcionam para nivelar a estrutura de haste principal 28. Na modalidade ilustrada, estrutura de haste principal 28 inclui duas montagens de roda de calibre 56. As rodas de elevação de barra de ferramenta 53 podem ser usadas para levantar e abaixar as seções de asa 14A, 14B, 16A, 16B, 18A e 18B junto com a seção de estrutura principal 12, usando cilindros hidráulicos 58. Outro cilindro hidráulico 60 pode, adicionalmente, levantar ou abaixar a estrutura de haste principal 28 independente da seção de estrutura principal 12.

[021] As estruturas de haste de asa frontal 66A, 66B, 66C, 66D, 66E e 66F das seções de asa 14A, 14B, 16A, 16B, 18A e 18B podem, adicionalmente, ser levantadas e abaixadas usando cilindros hidráulicos 68, e podem incluir uma ou mais montagens de roda de calibre 70 que funcionam para nivelar as estruturas de haste de asa frontal 66A, 66B, 66C, 66D, 66E e 66F. Os implemento auxiliares traseiros de seção de asa 78, que podem incluir molas de dente de arrastro, cestas crumbler, arrasto de dente de espigas, hastes de cultivador, ou qualquer combinação dos mesmos, também podem ser, adicionalmente, levantadas e abaixadas. Os tubos de calado angulados diagonalmente 72 estendem-se entre a extremidade dianteira do tubo de engate de puxar 20 e uma barra de ferramentas respectiva 24 associada com um par de seções de asa intermediárias 16A e 16B. O cilindro hidráulico de dobra principal esquerdo 116A e o cilindro hidráulico de dobra principal direito 116B podem dobrar as seções de asa 14A, 14B, 16A, 16B, 18A e 18B para frente para o transporte se necessário.

[022] Um controlador 80 pode ser provido para controlar os vários cilindros hidráulicos e funções do cultivador de campo 10.

[023] Voltando agora para a figura 3, é mostrado uma vista traseira isométrica parcial de um cultivador de campo 10. Os implementos auxiliares traseiros de seção de asa 78 são anexados à barra de ferramentas 24 das seções de asa 14, 16, 18, de maneira que os implementos auxiliares traseiros de seção de asa 78 sejam puxados juntos na direção de deslocamento 22. As rodas de elevação da barra de ferramentas 53 são conectadas à barra de ferramenta 24 das seções de asa 14, 16, 18 por meio de cilindros hidráulicos 58, de maneira que as seções de asa 14, 16, 18 possam ser elevadas e abaixadas usando os cilindros hidráulicos 58. Os implementos auxiliares de seção de asa 78 podem ser providos com hastes de 36, além das hastes de cultivador das estruturas de haste de asa frontal 66 (não mostrado na Fig. 3). As hastes de cultivador 36 de ambos os implementos auxiliares de seção de asa 78, se provido, e aqueles das estruturas de haste de asa frontal 66 tem pás para lavrar o solo. Os implementos auxiliares de seção de asa 78 são, por exemplo, providos com mola de dente de arrastos 32 e cestas crumbler 34.

[024] O cultivador de campo 10 é, adicionalmente, provido com um ou mais sensores de solo traseiro 40 que podem ser sensores de solo ultrassônicos 40. Alternativamente, os sensores de solo 40 podem ser outro tipo de sensor que funcione para medir a distância remotamente e em alta resolução, como um radar, infravermelho, laser, ou sonar, conforme exemplos não limitantes. Os sensores de solo traseiro 40 são mostrados anexados aos implementos auxiliares de seção de asa 78 de maneira que sintam o solo após este ter sido trabalhado pelas hastes de cultivador 36 do cultivador de campo 10. Conforme mostrado, os sensores de solo traseiro 40 são anexados ao implemento auxiliar traseiro de seção de asa 78 subsequente às hastes de cultivador 36.

[025] Alternativamente, os sensores de solo traseiro 40 podem ser anexados na parte de trás da mola de dente de arrastos 32 e/ou de cestas crumbler 34, ou podem ser anexados à barra de ferramentas 24 apenas na traseira da estrutura de haste principal 28 e nas estruturas de haste de asa frontal 66 (não mostrado na Fig. 3). Os sensores de solo traseiro 40 são conectados ao controlador 80 (não mostrado na Fig. 3), de maneira que a saída a partir dos sensores de solo traseiro 40 seja usada pelo controlador para determinar a rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo sobre o qual o cultivador de campo 10 tenha passado, dando assim uma indicação de qualidade do trabalho desempenhado pelo implemento agrícola. Alternativamente, a saída a partir dos sensores de solo traseiro 40 é passada para um controlador ou outro dispositivo no veículo de reboque (não mostrado). O controlador 80 ou outro dispositivo, se conectado diretamente ao cultivador de campo 10 ou carregado pelo veículo de reboque, pode utilizar esta informação para fazer ajustes ao cultivador de campo 10 usando os cilindros hidráulicos 54, 55, 58, 60 e 68. O controlador 80 pode ser um circuito de processamento elétrico (EPC), cujo EPC pode ser configurado como qualquer tipo de processador compatível, como um controlador digital, um processador analógico, componentes com fio, ou um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC).

[026] Indo agora para a figura 4, é mostrado uma vista frontal isomérica parcial de um cultivador de campo 10. A seção de estrutura principal 12 novamente inclui uma barra de ferramentas 24 e uma estrutura de haste principal 28. As seções de asa, das quais apenas a seção de asa interna esquerda 14A e a seção de asa interna direita 14B são visíveis, tem uma estrutura de haste frontal de asa interna esquerda 66A e uma estrutura de haste frontal interna de asa direita 66B, respectivamente. Um tubo de reboque de puxar 20 estende-se na direção de deslocamento 22 de maneira que o cultivador de campo 10 pode ser anexado ao veículo de reboque (não mostrado). As rodas de elevação traseiras 52 são anexadas à seção de estrutura principal 12 e são acionadas pelos cilindros hidráulicos 54, de maneira que as rodas de elevação traseiras 52 podem ser usadas para levantar e abaixar a seção de estrutura principal 12. Cilindros hidráulicos adicionais 58 acionam as rodas de elevação da barra de ferramentas 53 (não mostrado) a fim de levantar e abaixar a seções de asa 14, 16, 18 de maneira similar. Cada uma das estruturas de haste principal 28 e das estruturas de haste de asa frontal 66 é provida com múltiplas hastes de cultivador 36 tendo pás 38 para lavrar o solo. A estrutura de haste principal 28 também inclui uma ou mais montagens de roda de calibre 56 que funcionam para nivelar a estrutura de haste principal 28. Na modalidade ilustrada, estrutura de haste principal 28 inclui duas montagens de roda de calibre 56. Outro cilindro hidráulico 60 pode, adicionalmente, levantar ou abaixar a estrutura de haste principal 28 independente da seção de estrutura principal 12. Um implemento auxiliar traseiro principal 30 incluindo uma mola de dente de arrastos 32 e um cestas crumbler 34 (não mostrado) podem ser anexados à estrutura de haste principal 28. Na modalidade mostrada na Fig. 4, um ou mais sensores de solo frontais 42 precedem as hastes de cultivador 36. Estes novamente podem ser sensores de solo ultrassônicos 42, ou podem ser outro tipo de sensor que funcione para medir a distância remotamente e em alta resolução, como radar, infravermelho, laser, ou sonar, conforme exemplos não limitantes. Os sensores de solo frontais 42 são mostrados anexados à frente da estrutura de haste principal 28, assim como à frente das estruturas de haste de asa frontal 66. Os sensores de solo frontais 42, que também são conectados ao controlador 80 (não mostrado na Fig. 4), novamente provem uma saída para o controlador 80 ou para outro dispositivo no veículo de reboque (não mostrado). A saída a partir dos sensores de solo frontais 42 é usada pelo controlador para determinar a rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo sobre o qual o cultivador de campo está por passar, que pode ser comparado a rugosidade relativa na direção de deslocamento do campo após o cultivador de campo ter passado por ele. Isto dá uma indicação adicional da qualidade do trabalho desempenhado pelo implemento agrícola.

[027] Conforme mostrado na Fig. 5, o controlador 80 do cultivador de campo 10 armazena e usa a saída instantânea ORGS provida pelos sensores de solo traseiro 40 e a saída instantânea OFGS provida pelos sensores de solo frontais 42, se aplicável, para calcular uma variância média AVRGS e AVFGS na superfície do solo ao passo que o implemento agrícola se move na direção de deslocamento para as posições depois do trabalho e antes do trabalho, respectivamente. Para conseguir isto, o controlador 80 implementa um pós-processamento estatístico para converter a saída instantânea ORGS, OFGS em parâmetros estatísticos úteis, como a variância média AVRGS, AVFGS. Este pode incluir traçar o deslocamento vertical do solo sobre o tempo ou sobre a distância conforme mostrado. Em outras palavras, o controlador 80 calcula a variância média AVFGS na superfície do solo ao passo que o implemento agrícola se move na direção de deslocamento antes do solo ser trabalhado usando uma OFGS dos sensores de solo frontais 42.

[028] O controlador 80 calcula a variância média AVRGS na superfície do solo ao passo que o implemento agrícola se move na direção de deslocamento antes do solo ter sido trabalhado usando uma saída ORGS dos sensores de solo traseiro 40. Quando ambos os sensores de solo frontal e traseiro 40 e 42 são usados, a mudança na variância média ΔAV na superfície do solo de antes de ser trabalhado pelo cultivador de campo 10 para depois de ser trabalhado pelo cultivador de campo 10 é calculada pelo controlador 80, dando assim a indicação da qualidade do trabalho sendo desempenhado pelo implemento agrícola. Este pode estar presente como uma válvula de mudança conforme mostrado, ou pode ser apresentado em formato de gráfico. Quando apenas os sensores de solo traseiro 40 que sentem o solo após este ter sido trabalhado pelas hastes de cultivador 36 do cultivador de campo 10 são usados, o controlador 80 compara a variância média AVRGS calculada a partir da saída ORGS dos sensores de solo traseiro 40 para um valor alvo, dando assim uma indicação da qualidade do trabalho sendo desempenhado pelo implemento agrícola.

[029] O controlador 80 ou outro dispositivo, se conectado diretamente ao cultivador de campo 10 ou carregado pelo veículo de reboque, pode novamente utilizar a variância média AVRGS e AVFGS e/ou a mudança na variância média ΔAV da superfície do solo para fazer ajustes ao cultivador de campo 10 usando os cilindros hidráulicos 54, 55, 58, 60, e 68. Um único sensor de solo traseiro 40 ou um único sensor de solo traseiro 40 e um único sensor de solo frontal 42 podem ser usados para determinar a variância média AVRGS e AVFGS e/ou a mudança na variância média ΔAV da superfície do solo para todo o implemento agrícola 10. Alternativamente, um sensor de solo traseiro 40 ou um sensor de solo traseiro 40 e um sensor de solo frontal 42 podem ser usados para determinar a variância média AVRGS e AVFGS e/ou a mudança na variância média ΔAV da superfície do solo para cada seção do implemento agrícola 10, por exemplo para a estrutura de haste principal 28 e cada uma das seção de asa interna esquerda 14A, seção de asa interna direita 14B, seção de asa intermediária esquerda 16A, seção de asa intermediária direita 16B, seção de asa externa esquerda 18A, e seção de asa externa direita 18B.

[030] Em outra modalidade, o controlador 80 ou outro dispositivo que recebe uma saída ORGS, OFGS do sensor de solo traseiro ou sensores 40 e/ou sensor de solo frontal ou sensores 42 incorporam ou são conectados a um sistema de localização de posição 82 como um GPS. Desta maneira, a variância média AVRGS da superfície do solo após ter sido trabalhado pelo implemento agrícola 10 e/ou a mudança na variância média ΔAV da superfície do solo a partir de antes de ter sido trabalhado pelo implemento agrícola 10 até após ter sido trabalhado pelo implemento agrícola 10 é correlacionado com a localização física do implemento agrícola 10.

[031] Esta informação pode ser gravada, por exemplo, em um Sistema de mapeamento de campo, cujo sistema mapeamento de campo pode ser remoto ou pode ser diretamente incorporado dentro do controlador 80. A localização da informação da variância média da superfície de solo correlacionada AVRGS e AVFGS e/ou a mudança na informação de variância média da superfície do solo ΔAV pode subsequentemente ser usada pelo controlador 80 e/ou um ou mais controladores dentro do veículo de reboque durante as operações agrícolas subsequentes, como fertilização ou semeadura. Por exemplo, a localização gravada da variância média da superfície de solo correlacionada AVRGS que indica uma área de alta rugosidade da superfície do solo pode ser usada por tais controladores para configurar uma baixa velocidade de avanço do veículo de reboque quando semeando de maneira subsequente. Outros fatores que podem ser variados como resultado da localização gravada da informação de variância média da superfície do solo correlacionado AVRGS e AVFGS podem incluir, mas não estão limitadas a profundidade de semeadura, densidade de semeadura, e taxa de aplicação de fertilizante. Além disso, a localização gravada da informação de variância média da superfície do solo correlacionado AVRGS e AVFGS pode ser usada durante as passagens subsequentes do próprio implemento de lavoura agrícola 10 para fazer ajustes no implemento de lavoura agrícola 10.

[032] Se o controlador 80 está usando a variância média AVRGS e AVFGS e/ou a mudança na variância média ΔAV da superfície do solo para fazer ajustes no cultivador de campo 10 usando os cilindros hidráulicos 54, 55, 58, 60 e 68 durante uma passagem individual, ou se o controlador 80 e/ou um ou mais controladores dentro do veículo de reboque está usando uma localização gravada da variância média da superfície do solo correlacionado AVRGS e AVFGS e/ou mudança na variância média da superfície do solo ΔAV para fazer ajustes durante as operações agrícolas subsequentes, o controlador 80 pode incorporar um ou mais algoritmos, rotinas de aprendizagem, ou lógica difusa para reconhecer a significância de tendências ou mudanças momentâneas dentro da saída do sensor ORGS, OFGS ou dados gravados. Além disso, o controlador 80 pode incorporar um ou mais algoritmos, rotinas de aprendizagem, ou lógica difusa para reconhecer como mudanças nas configurações do implemento agrícola 10 afetam a variância média da superfície do solo desejado AVRGS e/ou mudança na variância média da superfície do solo ΔAV. Desta maneira, o controlador 80 pode melhorar continuamente o desempenho do implemento de lavoura agrícola 10 de acordo com suas características individuais e de acordo com condições de campo únicas.

Claims

1. Método para medir a rugosidade na direção de deslocamento (22) de um implemento (10) tendo pelo menos um componente de engate de solo (32, 34, 36) da superfície do solo sobre o qual o implemento (10) passa, compreendendo as etapas de: - prover pelo menos um sensor de solo (40, 42) anexado ao implemento (10) para prover a medição da distância até o solo; e - prover um controlador (80) conectado a pelo menos um sensor de solo (40, 42) para controlar pelo menos um ajuste do implemento (10); - o pelo menos um sensor de solo (40, 42) provendo ao controlador (80) saída instantânea (OFGS, ORGS) com base na distância até o solo; e o método compreendendo adicionalmente as etapas de: - o controlador (80) calcula pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) a partir da dita saída instantânea (OFGS, ORGS) do dito pelo menos um sensor de solo (40, 42), o dito pelo menos parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) sendo calculado a partir de variações na distância até o solo na direção de deslocamento (22) do implemento (10); e CARACTERIZADO pelo fato de que o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende a variância média na distância até o solo na direção de deslocamento (22) do implemento (10).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito pelo menos um sensor de solo (40, 42) compreende pelo menos um sensor de solo traseiro (40) anexado ao implemento atrás do pelo menos um componente de engate de solo (32, 34, 36); e o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS) calculado a partir da saída instantânea (ORGS) recebida do dito pelo menos um sensor de solo traseiro (40).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito pelo menos um sensor de solo (40, 42) compreende pelo menos um sensor de solo frontal (42) anexado ao implemento (10) a frente do pelo menos um componente de engate de solo (32, 34, 36); e o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende pelo menos um parâmetro estatístico (AVFGS) calculado a partir da saída instantânea (OFGS) recebida a partir do dito pelo menos um sensor de solo frontal (42).

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: o dito controlador (80) calcula uma diferença (ΔAV) entre o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVFGS) calculado a partir da saída instantânea (OFGS) recebida do dito pelo menos um sensor de solo frontal (42) e do dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS) calculado a partir da saída instantânea (ORGS) recebida do dito pelo menos um sensor de solo traseiro (40).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: o dito controlador (80) controlar o dito pelo menos um ajuste do implemento (10) com base no dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito controlador (80) é conectado a um sistema de localização de posição (82), o dito controlador (80) correlaciona o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) a uma localização.

7. Sistema para medir a rugosidade na direção de deslocamento (22) de um implemento (10) da superfície do solo sobre o qual o implemento (10) passa, o sistema compreendendo: pelo menos um sensor de solo (40, 42) a ser anexado ao implemento (10) para prover medição da distância até o solo; e um controlador (80) conectado ao pelo menos um sensor de solo (40, 42) para controlar pelo menos um ajuste do implemento (10); o pelo menos um sensor de solo (40, 42) sendo configurado para prover ao controlador (80) saída instantânea (ORGS, OFGS) com base na distância até o solo; e o controlador (80) sendo configurado para calcular pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) a partir da dita saída instantânea (ORGS, OFGS) do dito pelo menos um sensor de solo (40, 42), o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) sendo calculado a partir das variações na distância até o solo na direção de deslocamento (22) do implemento (10); CARACTERIZADO pelo fato de que o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende a variância média na distância até o solo na direção de deslocamento (22) do implemento (10).

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito pelo menos um sensor de solo (40, 42) compreende pelo menos um sensor de solo traseiro (40) anexado ao implemento (10) atrás de pelo menos um componente de engate de solo (32, 34, 36); e o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS) calculado a partir da saída instantânea (ORGS) recebido do dito pelo menos um sensor de solo traseiro (40).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito pelo menos um sensor de solo (40, 42) compreende pelo menos um sensor de solo frontal (42) anexado ao implemento (10) à frente do dito pelo menos um componente de engate no solo (32, 34, 36); e o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) compreende pelo menos um parâmetro estatístico (AVFGS) calculado a partir da saída instantânea (OFGS) recebida do dito pelo menos um sensor de solo frontal (42).

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito controlador (80) calcula adicionalmente uma diferença (ΔAV) entre o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVFGS) calculado a partir da saída instantânea (OFGS) recebido do dito pelo menos um sensor de solo frontal (42) e o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS) calculado a partir da saída instantânea (ORGS) recebido do dito pelo menos um sensor de solo traseiro (40).

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito controlador (80) controla o dito pelo menos um ajuste do implemento (10) com base no dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV).

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dito controlador (80) é conectado a um sistema de localização de posição (82), o dito controlador (80) correlaciona o dito pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) a uma localização.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que: a dita localização correlacionada a pelo menos um parâmetro estatístico (AVRGS, AVFGS, ΔAV) é usada em uma operação subsequente.