BR112019025371B1

BR112019025371B1 - Colheitadeira compreendendo uma plataforma e método para estimar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo

Info

Publication number: BR112019025371B1
Application number: BR112019025371-8A
Authority: BR
Inventors: Glenn Aesaert; Christopher A. Foster; Bart M. A. Missotten; John H. Posselius
Original assignee: Cnh Industrial Brasil Ltda
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2023-02-07
Also published as: CN110891412B; EP3629696B1; BE1025282A1; WO2018220159A1; BR112019025371A2; EP3629696A1; US11337359B2; CN110891412A; US20200093054A1; BE1025282B1

Abstract

A presente invenção se refere a uma ceifeira debulhadora (1) dotada de pelo menos um primeiro sensor (13) adaptado de modo a medir um primeiro parâmetro relativo a uma deformação de terreno e dotada de pelo menos um segundo sensor (14) adaptado de modo a medir um segundo parâmetro relativo a um deslizamento de roda, a colheitadeira combinada sendo adaptada de modo a prover uma primeira saída do pelo menos um primeiro sensor e uma segunda saída do pelo menos um segundo sensor para uma controladora (24) configurada de modo a determinar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo com base em uma combinação da primeira saída e da segunda saída.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a uma colheitadeira provida com múltiplos sensores.

[002] Durante uma colheita, as colheitadeiras são tipicamente os primeiros veículos a serem conduzidos sobre um campo a ser colhido. Quando a colheitadeira passa sobre uma parte do campo, outros veículos agrícolas poderão ser conduzidos sobre essa parte do campo por vários motivos. Os outros veículos agrícolas são, por exemplo, tratores com grandes reboques de armazenagem para o descarregamento do plantio colhido pela colheitadeira. A colheitadeira é tipicamente provida com um tanque de armazenagem para armazenar pelo menos uma parte da colheita. O tanque de armazenagem da colheitadeira, no entanto, não é suficiente para armazenar toda a colheita. Por conseguinte, o tanque de armazenamento da colheitadeira é periodicamente esvaziado em um tanque de armazenagem externo puxado por um trator. Esses veículos se deslocam sobre algumas partes do campo que já foram colhidas pela colheitadeira.

[003] Uma vez que as máquinas estão se tornado cada vez maiores, os operadores de colheitadeiras, bem como os operadores dos outros veículos agrícolas que se deslocam sobre as partes colhidas do campo têm de prestar atenção no sentido de não se deslocarem sobre pontos fracos (pontos com uma baixa capacidade de suporte de carga sobre o solo) do campo, por exemplo, os pontos molhados ou inclinados. O deslocamento sobre os pontos fracos apresenta um ou mais dentre os seguintes problemas. O primeiro problema é que o veículo, a colheitadeira ou o outro veículo agrícola, poderá ficar atolado e não conseguirá sair. O segundo problema é que o veículo poderá causar dano à estrutura do solo, deste modo diminuindo a produção da próxima colheita.

[004] É um primeiro objeto da presente invenção ajudar os operadores dos veículos agrícolas a escolher ou adaptar rotas de deslocamento e/ou parâmetros de condução a fim de minimizar os problemas acima mencionados. É ainda um objeto da presente invenção prover uma importante entrada para os veículos agrícolas de condução autônoma de modo que tais veículos fiquem menos propensos a encontrar os problemas acima mencionados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Para essa finalidade, a presente invenção provê uma colheitadeira dotada de pelo menos um primeiro sensor adaptado para medir um primeiro parâmetro relativo a uma deformação de solo e dotada de pelo menos um segundo sensor adaptado para medir um segundo parâmetro relativo a uma perda de aderência das rodas, a colheitadeira sendo adaptada para prover uma primeira saída do pelo menos um primeiro sensor e uma segunda saída do pelo menos um segundo sensor para um controlador configurado para determinar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo com base em uma combinação da primeira saída e da segunda saída.

[006] A presente invenção se baseia na percepção de que a capacidade de suporte de carga sobre o solo é uma base para a determinação se algum veículo poderá se deslocar com segurança ao longo de um campo. A capacidade de suporte de carga sobre o solo se baseia em dois fenômenos, o primeiro sendo a deformação do solo sob a carga da colheitadeira, e o outro sendo a resistência da superfície do solo contra deslizamento. Na determinação da capacidade de suporte de carga sobre o solo, o controlador poderá usar parâmetros de colheitadeira, tais como peso e tamanho das rodas a fim de relacionar a deformação e/ou o deslizamento ao contexto com relação ao qual esses parâmetros são medidos. Deste modo, torna-se possível calcular uma capacidade de suporte de carga sobre o solo independentemente de um veículo. Com o uso desta capacidade de suporte de carga sobre o solo, a mesma poderá ser determinada para cada veículo a ser deslocado sobre o campo, caso a capacidade de suporte de carga sobre o solo seja suficientemente alta para o veículo passar e/ou não causar dano à estrutura do solo. Nesse contexto, torna-se evidente que um veículo agrícola com um primeiro peso e rodas pequenas serão mais suscetíveis de ficarem atolados como consequência de uma deformação de solo do que um segundo veículo agrícola do mesmo peso, mas com rodas maiores e mais largas.

[007] Uma outra vantagem de se determinar a capacidade de suporte de carga sobre o solo com base nos dados de sensor obtidos da colheitadeira, é que a colheitadeira é o primeiro veículo a se deslocar sobre um campo a ser colhido. Sendo assim, a capacidade de suporte de carga sobre o solo terá por base os dados mais recentes e, portanto, os dados mais relevantes, em particular dos sensores providos na colheitadeira que se desloca sobre o campo ao mesmo tempo em que faz a colheita. A capacidade de suporte de carga sobre o solo, por conseguinte, não se baseará tão somente nos dados históricos. Particularmente em condições de solo molhado, os dados históricos poderão não ser precisos no sentido de determinar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo. A capacidade de suporte de carga sobre o solo determinada pelo controlador com base nos dados de sensor obtidos da colheitadeira será, portanto, altamente útil para os operadores dos veículos agrícolas no sentido de evitar que os mesmos fiquem atolados e/ou provoquem danos à estrutura do solo.

[008] De preferência, a colheitadeira compreende um módulo de dirigibilidade no solo, pelo menos parcialmente incorporando um controlador, o módulo de dirigibilidade no solo sendo configurado para determinar os parâmetros de condução de uma colheitadeira com base na capacidade de suporte de carga sobre o solo determinada pelo controlador. O módulo de dirigibilidade no solo é provido na colheitadeira a fim de ajudar o operador da colheitadeira a escolher as configurações da colheitadeira no sentido de melhorar a dirigibilidade. No contexto da presente invenção, o termo “dirigibilidade” de um veículo se refere à capacidade de evitar que o veículo fique atolado e não possa continuar, se referindo também à capacidade de o veículo não derrapar e, desta maneira, perder a tração e/ou a direção de deslocamento.

[009] O módulo de dirigibilidade no solo pode sugerir ou adaptar configurações de velocidade, configurações de direção, configurações relacionadas à tração, configurações de potência ou força além de outras configurações relacionadas à condução da colheitadeira. Os determinados parâmetros de condução de uma colheitadeira podem ser sugeridos ao operador ou poderão ser automaticamente ajustados com relação à colheitadeira pelo módulo de dirigibilidade no solo, dependendo das preferências do operador e/ou da configuração do módulo de dirigibilidade no solo.

[010] De preferência, o módulo de dirigibilidade no solo é configurado para determinar pelo menos um dentre um risco de a colheitadeira ficar atolada e um risco de causar danos a uma estrutura de solo, e configurado para adaptar os parâmetros de condução de uma colheitadeira quando o risco excede um limite predeterminado. O módulo de dirigibilidade no solo é de preferência configurado para adaptar automaticamente os parâmetros de condução de uma colheitadeira antes de a colheitadeira ficar atolada e/ou antes de a colheitadeira causar dano à estrutura de solo. Isso faz com que a dirigibilidade da colheitadeira seja aperfeiçoada.

[011] De preferência, a colheitadeira compreende uma plataforma com pelo menos um outro sensor adaptado para medir um outro parâmetro relativo a uma capacidade de suporte de carga sobre o solo, a plataforma sendo adaptada para prover uma outra saída do pelo menos um outro sensor para controlador. A plataforma é provida em uma extremidade frontal da colheitadeira e na frente das rodas dianteiras da colheitadeira. Deste modo, quando a plataforma é provida com sensores adaptados para medir um parâmetro que pode ser relacionado à capacidade de suporte de carga sobre o solo, uma indicação da capacidade de suporte de carga sobre o solo poderá ser obtida antes de as rodas dianteiras atingirem aquela parte do solo. Isso faz com que se torne possível que a colheitadeira reaja a uma diminuição da capacidade de suporte de carga sobre o solo antes de a colheitadeira ficar atolada.

[012] De preferência, o pelo menos um outro sensor compreende múltiplos sensores divididos ao longo da largura da plataforma de modo que um outro parâmetro seja determinado em distâncias intermitentes ao longo de substancialmente toda a largura da plataforma. Uma deformação de solo e uma perda de aderência das rodas se manifestam sob as rodas da colheitadeira de modo que esses parâmetros possam ser medidos com mais facilidade abaixo das esteiras da colheitadeira. Ao se prover um outro conjunto de sensores ao longo de toda a largura da plataforma, uma vista mais ampla e mais detalhada poderá ser obtida com respeito à capacidade de suporte de carga sobre o solo. Particularmente, com relação aos outros veículos agrícolas que se deslocam sobre as partes colhidas do campo, será interessante reunir informações com relação à capacidade de suporte de carga sobre o solo ao longo de toda a largura da plataforma.

[013] De preferência, o controlador é ainda configurado para calibrar de maneira recorrente o pelo menos um outro sensor com base na determinada capacidade de suporte de carga sobre o solo para obter uma capacidade de suporte de carga sobre o solo estimada para o solo abaixo da plataforma. A capacidade de suporte de carga sobre o solo é determinada com base em uma medição relativa a uma deformação de solo e em uma medição relativa a uma perda de aderência das rodas. Essas medições são tipicamente direta ou indiretamente relativas aos efeitos ou às reações do solo sobre as rodas da colheitadeira. Sendo assim, essas medições só serão precisas no local onde as rodas tocam o solo. Ao se calibrar, de maneira recorrente, a capacidade de suporte de carga sobre o solo abaixo das esteiras com os dados de sensor da plataforma, uma capacidade de suporte de carga sobre o solo poderá ser estimada para o solo abaixo da plataforma. Particularmente, os sensores da plataforma que se localizam alinhados às esteiras da colheitadeira são usados no sentido de calibrar, de maneira recorrente, esses sensores com base nas medições de deformação de solo e de deslizamento sobre essas respectivas esteiras. Essa calibração recorrente oferece uma percepção da capacidade de suporte de carga sobre o solo para todos os sensores sobre a plataforma.

[014] De preferência, o módulo de dirigibilidade no solo é configurado para adaptar os parâmetros de condução de uma colheitadeira com base na estimada capacidade de suporte de carga sobre o solo. A capacidade de suporte de carga sobre o solo é estimada com base nos sensores da plataforma, desta maneira sendo capaz de prever a capacidade de suporte de carga sobre o solo do solo à frente da colheitadeira. Isso faz com que se torne possível que a colheitadeira pare automaticamente quando o solo na frente da colheitadeira é determinado como não sendo capaz de suportar o peso da colheitadeira. Desta maneira, a colheitadeira poderá ser parada antes de a mesma ficar atolada.

[015] De preferência, o outro sensor é escolhido dentre um sensor de densidade, um sensor de umidade e um sensor de condutividade. Esses sensores podem ser facilmente montados em uma plataforma. Além disso, testes mostraram que a saída de qualquer um desses sensores pode se referir à capacidade de suporte de carga sobre o solo.

[016] De preferência, a colheitadeira compreende pelo menos um terceiro sensor a fim de medir um terceiro parâmetro relacionado a uma posição geográfica da colheitadeira, a colheitadeira sendo adaptada para prover um terceiro parâmetro para o controlador, cujo controlador é ainda configurado para relacionar o terceiro parâmetro à determinada capacidade de suporte de carga sobre o solo deste modo obtendo um mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre o solo. Esse mapeamento poderá ser usado por outros veículos agrícolas que se deslocam ao longo das partes colhidas do campo no sentido de determinar as rotas ou trajetos ideais com base no mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo.

[017] De preferência, o mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo é transmitido para os veículos agrícolas próximos à colheitadeira, deste modo permitindo que esses veículos agrícolas possam adaptar os seus parâmetros de condução com base no mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo.

[018] De preferência, o primeiro sensor é escolhido dentre um sensor de posição de plataforma, um sensor de força motriz e um par de sensores de densidade, sendo que um primeiro escolhido dentre o par de sensores é disposto na frente de uma roda e um segundo escolhido dentre o par de sensores é disposto atrás da roda. Cada um desses sensores mede um parâmetro que é relativo a uma deformação de solo.

[019] De preferência, o segundo sensor é um sensor de perda de aderência das rodas. O sensor de perda de aderência das rodas mede um parâmetro que se refere à perda de aderência das rodas da colheitadeira.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[020] Algumas modalidades de aparelho e/ou métodos de acordo com as modalidades da presente invenção serão descritas a seguir, a título de exemplo tão somente, e com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

[021] A Figura 1 mostra uma vista lateral de uma colheitadeira de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[022] A Figura 2 ilustra uma vista de topo esquemática de uma colheitadeira de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[023] A Figura 3 mostra um esquema de uma colheitadeira de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; e

[024] A Figura 4 mostra um esquema de uma colheitadeira de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[025] A Figura 1 mostra uma vista lateral de uma colheitadeira 1. Em operação, uma plataforma 2 é conectada à colheitadeira 1. A colheitadeira 1 compreende um alimentador 3 que é conectado à plataforma 2 através de uma estrutura de montagem de plataforma 5 provida na extremidade frontal do alimentador 3, e o qual é provido para levar um material de plantio colhido da plataforma 2 em direção ao corpo 4 da colheitadeira 1.

[026] A plataforma 2 tem de estar a uma altura e tem de ser colocada em uma posição longitudinal com relação à colheitadeira 1. Sendo assim, a posição longitudinal define o ângulo entre as lâminas de corte da plataforma e a superfície do solo. A altura é determinada pela posição angular do alimentador 3 com relação à colheitadeira 1. Os testes mostram que uma posição longitudinal ideal depende do tipo de material de plantio a ser colhido. Deste modo, a posição longitudinal é de preferência adaptável. Além disso, testes mostraram que uma altura ideal da plataforma depende de múltiplos fatores, incluindo o tipo de material de plantio, mas também a linearidade e a rigidez da superfície de solo. Como um exemplo, em uma colheitadeira 1 em funcionamento, a maior parte do peso é carregada pelas rodas dianteiras 7. Nesse contexto, deve-se notar que o termo “rodas” deve ser interpretado de maneira ampla, de preferência como um meio de encaixe com o solo. Sendo assim, o termo “rodas” deve ser considerado no sentido de incluir as esteiras quando a colheitadeira 1, por exemplo, é pelo menos parcialmente suportada sobre o solo através de, por exemplo, esteiras de borracha. Quando a colheitadeira 1 afunda pelo menos parcialmente na superfície do solo com as suas rodas dianteiras 7 devido ao peso da colheitadeira 1 e da plataforma 2, a altura da plataforma é aumentada para impedir que a plataforma 2 venha a tocar a superfície do solo. O aumento da altura da plataforma 2 pode ser facilmente obtido ao se levantar a plataforma por meio do alimentador 3.

[027] A mudança de posição da plataforma 2 com relação à colheitadeira 1 é ilustrada na Figura 1 com o numeral de referência 6. Essa posição é determinada por uma combinação da posição longitudinal e a altura da plataforma 2. O movimento longitudinal é definido como um movimento da estrutura de montagem de plataforma 5 com relação ao alimentador 3 em torno de um eixo geométrico que é substancialmente horizontal e transversal à direção de deslocamento dianteiro do veículo agrícola 1. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a carga sobre as rodas do veículo agrícola é determinada, cuja carga pode variar em função do carregamento / descarregamento do material de plantio da colheitadeira agrícola, e um movimento de compensação longitudinal e/ou um movimento de compensação de altura são automatizados para obter uma posição ideal da plataforma em múltiplos estados diferentes da colheitadeira.

[028] A explicação acima mostra que a posição da plataforma está relacionada à deformação do solo. Um solo rígido tem o resultado de que particularmente as rodas dianteiras 7 da colheitadeira são carregadas sobre o topo do solo de tal modo que a plataforma 2 só precise ser levantada a uma altura mínima. Um solo deformável tem como resultado que particularmente as rodas dianteiras 7 da colheitadeira se afundam no solo de tal modo que a plataforma 2 precise ser levantada muito mais alto que a altura mínima a fim de não tocar a superfície do solo.

[029] Em adição ou em alternativa à posição da plataforma, uma força também requerida para se atingir uma velocidade predeterminada com a colheitadeira diz respeito à deformação de solo. Quando as rodas dianteiras 7 afundam no solo, a força do arrasto se torna significativamente maior do que quando as rodas são carregadas sobre o topo de um solo rígido. O arrasto é o resultado da deformação de solo e/ou do deslocamento do solo quando as rodas se movimentam ao longo do campo. O deslocamento do solo acontece como resultado da deformação e do afundamento das rodas 7. Sendo assim, a força requerida por parte da colheitadeira 1 para manter ou atingir uma velocidade predeterminada está relacionada à deformação do solo.

[030] Quando a deformação de solo aumenta, por exemplo, como resultado do peso da colheitadeira em conjunto com a umidade do solo e/ou com a estrutura do solo, vários problemas poderão ocorrer. Um primeiro problema se refere à produção do campo. O solo pode ser deformado por uma colheitadeira em uma extensão tal que o solo poderá ser considerado como danificado. Um solo danificado é definido como um solo no qual a produção das estações seguintes se torna menor em comparação com uma produção esperada sem danos. Nesse contexto, deve-se notar que um solo pode ser deformado sem afetar a estrutura do solo. Essa deformação é de modo geral não considerada como um dano ao solo. No entanto, quando a estrutura de solo muda como resultado da deformação, a produção provavelmente diminui, de modo que o solo pode ser considerado danificado. Um segundo problema se refere a uma colheitadeira que fica atolada no campo. Quando o solo se deforma, e a resistência contra o movimento aumenta acima de um limite predeterminado, poderá ocorrer uma situação na qual a colheitadeira não conseguirá se mover para frente como também se mover para trás. Tal situação deve ser evitada.

[031] Além da deformação de solo, um outro fenômeno poderá prejudicar de maneira significativa a condução de um veículo agrícola ao longo do campo a tal ponto que o veículo fica atolado. Esse fenômeno diz respeito a uma perda de aderência das rodas. Particularmente quando o solo fica escorregadio e é inclinado, um veículo agrícola poderá ficar atolado no campo. Deve-se notar que uma perda de aderência das rodas poderá ser independente da deformação de solo. Um solo muito duro e escorregadio poderá mostrar uma deformação muito pequena e ainda assim mostrar um alto risco de uma perda de aderência das rodas.

[032] Modalidades da presente invenção se baseiam na percepção de que tanto a deformação de solo como também uma perda de aderência das rodas determinam a dirigibilidade do veículo sobre o solo. Nesse contexto, a dirigibilidade se refere à facilidade de dirigir um veículo ao longo de um trajeto predeterminado, incluindo a manutenção do veículo sobre o trajeto predeterminado e incluindo o fato de o veículo não ficar atolado no trajeto.

[033] No presente relatório descritivo, é usado o termo “capacidade de suporte de carga sobre o solo”. Com base na explicação acima, torna-se evidente que a capacidade de suporte de carga sobre o solo se refere à capacidade do solo carregar um determinado peso sem se deformar de forma excessiva. A capacidade de suporte de carga sobre o solo é determinada com base tanto no parâmetro de deformação de solo como também no parâmetro de perda de aderência das rodas. Desse modo, no cálculo de uma capacidade de suporte de carga sobre o solo, de preferência, é levado em consideração o contexto dos dados de sensor relativos à deformação de solo e/ou relativos a uma perda de aderência das rodas. Em particular, quando a deformação de solo é medida em uma colheitadeira, o peso da colheitadeira, bem como o tamanho das rodas da colheitadeira e, opcionalmente, outros parâmetros e/ou propriedades da colheitadeira são levados em consideração para se calcular uma capacidade de suporte de carga sobre o solo. Desta maneira, poderá ser calculada uma capacidade de suporte de carga sobre o solo que é independente do veículo. Com relação à deformação de solo, a capacidade de suporte de carga sobre o solo poderá compreender um valor relativo a uma deformação em função de uma força predeterminada. A capacidade de suporte de carga sobre o solo pode ser um conjunto de valores, e é de preferência um valor único, que poderá ser usado no sentido de calcular a dirigibilidade de um veículo agrícola sobre o solo. Deste modo, de preferência, um campo é segmentado, e um valor de capacidade de suporte de carga sobre o solo será calculado para cada segmento do campo.

[034] A Figura 2 mostra uma vista de topo esquemática de uma colheitadeira 1 com uma plataforma 2. A plataforma 2 é conectada a um corpo 4 da colheitadeira 1 através do alimentador 3. Em funcionamento, as rodas dianteiras 7 carregam uma maior parte do peso da colheitadeira e da plataforma. Nessa figura, as posições para os sensores são esquematicamente indicadas na colheitadeira 1 e na plataforma 2.

[035] Um primeiro sensor de solo 8 é de preferência provido atrás das rodas dianteiras 7 da colheitadeira 1. Ainda de preferência, um primeiro sensor de solo 8 é colocado na frente de cada uma das rodas dianteiras 7. Um sensor de solo é de preferência um sensor de densidade. O sensor de solo poderá ser também um sensor de umidade e/ou um sensor de condutividade. Cada um desses sensores é adaptado para medir um parâmetro de solo.

[036] Um segundo sensor de solo 9 é de preferência provido atrás das rodas dianteiras 7. De preferência, o segundo sensor de solo é do mesmo tipo de sensor apresentado como o primeiro sensor de solo 8. Isso faz com que se torne possível comparar as medições do segundo sensor de solo 9 com as medições do primeiro sensor 8. Quando a colheitadeira 1 se movimenta para frente ao longo de um campo, a diferença entre a medição do segundo sensor de solo 9 e a medição do primeiro sensor de solo 8 poderá ser direta relacionada ao efeito da roda 7 sobre o solo para o parâmetro medido. Por exemplo, quando o primeiro sensor de solo 8 mede um primeiro valor de densidade e o segundo sensor de solo 9 mede um segundo valor de densidade que é substancialmente igual ao primeiro valor de densidade, nesse caso, pode-se concluir que a passagem da roda 7 terá apenas um efeito menor sobre a densidade do solo. Torna-se evidente a uma pessoa versada na técnica que, de preferência, as medições do mesmo ponto no campo são comparadas de tal modo que haja uma diferença de tempo entre a medição do primeiro sensor 8 e do segundo sensor 9, cuja diferença de tempo depende da velocidade da colheitadeira.

[037] Esses sensores de solo 8 e 9 e, em particular, a diferença entre os valores medidos pelo primeiro e segundo sensores de solo 8 e 9 podem estar relacionados à deformação de solo. Tal como acima explicado, outros parâmetros de colheitadeira, tais como a posição e/ou a potência da plataforma, os quais poderão ser medidos direta ou indiretamente através de um sensor, podem também estar relacionados à deformação do solo.

[038] Na Figura 2, é provido um terceiro sensor de solo 10 atrás das rodas traseiras da colheitadeira. Esse terceiro sensor de solo poderá ser provido no lugar do segundo sensor de solo 9 ou poderá ser provido em adição ao primeiro e ao segundo sensores de solo 8 e 9. O terceiro sensor de solo 10 poderá operar em conjunto com o primeiro e/ou o segundo sensor de solo 8, 9 da mesma maneira que a descrita acima com relação ao primeiro e segundo sensores de solo 8 e 9.

[039] A Figura 2 mostra ainda que a plataforma 2 é provida com múltiplos quartos sensores de solo 11. Os quartos sensores de solo são de preferência distribuídos ao longo da largura da plataforma 2 para substancialmente cobrir toda a largura da plataforma. Além disso, pelo menos um dos múltiplos sensores de solo dianteiros 11 fica substancialmente posicionado em linha com as rodas dianteiras 7 da colheitadeira 1. De acordo com a Figura 2, dois sensores ficam posicionados em linha com as rodas dianteiras 7.

[040] Na Figura 2, as esteiras da colheitadeira 1 são indicadas com o numeral de referência 12. Todos os sensores providos sobre ou próximos à esteira 12 podem medir o mesmo ponto do solo quando a colheitadeira 1 se move para frente ao longo do campo. Isso faz com que se torne possível calibrar, de maneira recorrente, a medição dos quartos sensores de solo 11 com base em outras medições do primeiro sensor de solo 8, do segundo sensor de solo 9 e/ou do terceiro sensor de solo 10. Com base nessa calibração recorrente dos quartos sensores que se localizam sobre as esteiras 12, outros quartos sensores desse grupo de quartos sensores são também calibrados. Mesmo sem a presença do primeiro sensor de solo 8 e do segundo sensor de solo 9 e do terceiro sensor de solo 10, essa calibração recorrente poderá ser implementada com base, por exemplo, nas medições de deformação de solo e/ou nas medições de perda de aderência das rodas sobre a colheitadeira 1. Uma vez que a deformação de solo se manifesta sob as rodas da colheitadeira 4, um quarto sensor de solo 11 alinhado com a roda 7 poderá ser calibrado.

[041] A provisão de múltiplos sensores de solo sobre a plataforma tem duas vantagens principais. Uma primeira vantagem principal se refere à medição que é feita antes de as rodas da colheitadeira 1 chegarem àquela parte do solo. Isso faz com que se torne possível detectar a tendência de se melhorar ou piorar as condições do solo usando as medições de deformação de solo sobre as rodas da colheitadeira 1, e a estimativa de uma evolução futura com base no quarto sensor de solo. Em outras palavras, a capacidade de suporte de carga sobre o solo poderá ser estimada e prevista de modo que, com base nessa estimativa, a colheitadeira possa ser controlada. Os parâmetros de condução de uma colheitadeira são adaptados para melhorar a dirigibilidade a despeito da capacidade de suporte de carga sobre o solo. Em um exemplo extremo, a colheitadeira pode ser parada antes de ficar atolada. Uma segunda vantagem se refere à plataforma 2 que cobre uma parte maior do campo do que a colheitadeira 1. Em função da distribuição dos múltiplos quartos sensores de solo 11 ao longo de toda a largura da plataforma, a capacidade de suporte de carga sobre o solo poderá ser determinada ao longo de toda essa largura, ao invés de apenas sobre as esteiras 12. Isso faz com que se torne possível criar um mapeamento do campo de tal modo que a capacidade de suporte de carga sobre o solo se torne disponível de maneira mais detalhada e por substancialmente todo o campo.

[042] A Figura 3 esquematicamente ilustra uma primeira modalidade da presente invenção. Em particular, a Figura 3 ilustra como os dados de sensor são coletados, transmitidos e usados no sentido de reduzir o risco de os veículos agrícolas ficarem atolados, como também reduzir o risco de causar dano ao solo. De acordo com a modalidade da Figura 3, pelo menos um primeiro sensor 13 é provido para medir um parâmetro que diz respeito a uma deformação de solo. A descrição acima torna evidente que esse pelo menos um primeiro sensor poderá ser formado por um sensor de posição da plataforma 2, por um sensor de força a fim de medir a potência que se faz necessária no sentido de manter uma certa velocidade, e/ou por um primeiro, um segundo e/ou por um terceiro sensor de solo 8, 9, 10. Uma pessoa versada na técnica reconhecerá que outros sensores poderão ser usados para a medição dos parâmetros que se referem direta ou indiretamente à deformação de solo.

[043] A colheitadeira 1 compreende ainda pelo menos um segundo sensor 14, o pelo menos um segundo sensor 14 sendo adaptado para medir um parâmetro relacionado a uma perda de aderência das rodas. Uma pessoa versada na técnica poderá reconhecer que esse pelo menos um segundo sensor 14 pode ser formado por sensores de rotação de roda, mas também por sensores de umidade de solo e/ou ainda por sensores de inclinação.

[044] A plataforma 2 compreende pelo menos um outro sensor 16. O pelo menos um outro sensor 16 da Figura 3 é de preferência formado pelos múltiplos quartos sensores de solo 11 que são mostrados na Figura 2. O veículo agrícola 1 compreende ainda um sensor de posição 19. Cada um desses sensores 13, 14, 16 e 19 é provido para emitir os seus dados para um módulo de dirigibilidade no solo 15. De acordo com a modalidade da Figura 3, o módulo de dirigibilidade no solo inclui um controlador que é adaptado para calcular uma capacidade de suporte de carga sobre o solo com base nos dados de sensor recebidos no módulo 15. Enquanto calcula a capacidade de suporte de carga sobre o solo, o controlador do módulo de dirigibilidade no solo 15 pode usar os dados e/ou os parâmetros salvos em um banco de dados 18 e referentes aos parâmetros e/ou às propriedades da colheitadeira 1. Nesse contexto, deve-se notar que um controlador é definido como uma combinação de componentes de software e/ou hardware. Da mesma maneira, um módulo é definido como uma combinação de componentes de software e/ou hardware. Tanto um controlador como também um módulo poderão, portanto, ser distribuídos por múltiplas entidades físicas.

[045] O módulo de dirigibilidade no solo 15 é, de preferência, adaptado para calcular os parâmetros de condução de uma colheitadeira 17 no sentido de otimizar a condução da colheitadeira levando em consideração a capacidade de suporte de carga sobre o solo. Em uma situação extrema, esses parâmetros de condução compreendem uma ação de parada a fim de evitar que a colheitadeira fique atolada. Outros parâmetros de condução poderão se referir à velocidade de condução, à posição das rodas motrizes, além de outros parâmetros. Como um exemplo, quando a capacidade de suporte de carga sobre o solo é baixa, os parâmetros de condução de uma colheitadeira 17 podem sugerir ao operador para usar somente a metade do tanque de armazenagem de colheita da colheitadeira 1 para manter o peso da colheitadeira 1 tão baixo quanto possível.

[046] Ao relacionar a saída do sensor de posição 19 à capacidade de suporte de carga sobre o solo calculada, o módulo de dirigibilidade no solo 15 poderá criar um mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo. Esse mapeamento é de preferência comunicado para outros veículos por meio de um módulo de comunicação 20. De acordo com a Figura 3, o módulo de comunicação 20 transmite um mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21. No exemplo da Figura 3, o mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 mostra uma parte do campo na qual os segmentos são coloridos a fim de indicar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo diferente em um determinado segmento do campo.

[047] A Figura 4 mostra uma modalidade alternativa da presente invenção. A modalidade da Figura 4 corresponde à modalidade da Figura 3, ilustrando uma colheitadeira 1 tendo o pelo menos um primeiro sensor 13, o pelo menos um segundo sensor 14, o sensor de posição 19 e tendo, na plataforma 2, pelo menos um outro sensor. A modalidade da Figura 4 corresponde ainda à modalidade da Figura 3 no sentido de que cada um desses sensores 13, 14, 19, 16 é adaptado para emitir os seus dados para um controlador. No entanto, a modalidade da Figura 4 é distinta pelo fato de o controlador 24 ser disposto em um servidor remoto 23. Sendo assim, os dados de sensor são transmitidos através de um módulo de transmissão 22 para o servidor 23. No servidor 23, o controlador 24 processa os dados de sensor no sentido de calcular uma capacidade de suporte de carga sobre o solo. Com o uso dos sensores de posição 19, um mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 poderá ser calculado de maneira similar ao mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 da modalidade da Figura 3.

[048] O servidor 23 transmite o mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 para o veículo agrícola 1. O veículo agrícola 1 recebe o mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 através de um módulo de recepção 26. O veículo agrícola poderá usar esse mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 em um módulo de dirigibilidade no solo no sentido de calcular parâmetros de condução similares aos da modalidade da Figura 3. O mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 é de preferência também transmitido para outros veículos agrícolas 27 para permitir que esses veículos que se deslocarão ao longo do campo levem em consideração a capacidade de suporte de carga sobre o solo. Em termos práticos, um veículo agrícola poderá se deslocar ao longo de um campo percorrendo um trajeto que é determinado como localizado ao redor dos segmentos que apresentam uma baixa capacidade de suporte de carga sobre o solo. Isso aumentará a eficiência do veículo agrícola, como também reduzirá o risco de o veículo ficar atolado, além do risco de o veículo causar dano ao solo.

[049] Esse mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21 poderá no futuro ser usado para o deslocamento de veículos autônomos ao longo de um campo. Nos dias atuais, os operadores controlam visualmente o status do campo no sentido de evitar o risco de ficarem atolados ou ainda evitar danos ao solo. Com o uso do mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo 21, isso poderá ser feito de maneira automatizada. Pelo menos, um operador será ajudado no controle do status do campo a fim de evitar o risco de ficar atolado, como também evitar danos ao solo.

[050] Com base nos desenhos e no presente relatório descritivo, uma pessoa versada na técnica será capaz de entender o funcionamento e as vantagens da presente invenção, bem como de suas diversas modalidades. No entanto, deve-se notar que o presente relatório descritivo e os desenhos em anexo foram meramente concebidos para a compreensão da presente invenção, e não têm a intenção de limitar a presente invenção a determinadas modalidades ou exemplos usados no presente documento. Sendo assim, deve-se enfatizar que o âmbito de aplicação da presente invenção será tão somente definido pelas reivindicações em apenso.

Claims

1. Colheitadeira (1) compreendendo uma plataforma (2), um primeiro sensor (13) adaptado para medir um primeiro parâmetro indicando deformação do solo e pelo fato de compreender um segundo sensor (14) adaptado para medir um segundo parâmetro indicando perda de aderência das rodas, a colheitadeira (1) sendo adaptada para prover uma primeira saída do primeiro sensor e uma segunda saída do segundo sensor (14) para um controlador (24) configurado para determinar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo com base em uma combinação da primeira saída e da segunda saída CARACTERIZADA pelo fato de que a plataforma (2) compreende pelo menos um outro sensor (16) adaptado para medir um outro parâmetro relativo à capacidade de suporte de carga sobre o solo, a plataforma (2) sendo adaptada para fornecer uma outra saída do pelo menos um outro sensor (16) para o controlador (24) e em que pelo menos um outro sensor (16) compreende vários sensores (11) distribuídos ao longo da largura do coletor (2) em distâncias intermitentes e em que o pelo menos um outro sensor (16) compreende múltiplos sensores (11) distribuídos ao longo da largura da plataforma (2) em distâncias intermitentes.

2. Colheitadeira (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de compreender um módulo de dirigibilidade no solo (15), pelo menos parcialmente incorporando o dito controlador (24), o módulo de dirigibilidade no solo (15) sendo configurado para determinar os parâmetros de condução de uma colheitadeira com base na capacidade de suporte de carga sobre o solo determinada pelo controlador (24).

3. Colheitadeira (1), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o módulo de dirigibilidade no solo (15) é configurado para prever a capacidade de suporte de carga sobre o solo na frente da colheitadeira (1) e parar a colheitadeira (1) quando o solo na frente da colheitadeira for determinado como não sendo capaz de suportar a colheitadeira.

4. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que o controlador (24) é configurado para calibrar de maneira recorrente o pelo menos um outro sensor (16) com base na saída do primeiro sensor (13) ou do segundo sensor (14), respectivamente, de modo a obter uma capacidade de suporte de carga sobre o solo estimada para o solo abaixo da plataforma (2).

5. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o módulo de dirigibilidade no solo (15) é configurado para adaptar os parâmetros de condução de uma colheitadeira com base na dita capacidade de suporte de carga sobre solo estimada.

6. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um outro sensor (16) é um sensor de densidade de solo, um sensor de umidade de solo ou um sensor de condutividade do solo.

7. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que a colheitadeira (1) compreende um terceiro sensor (19) adaptado para medir um terceiro parâmetro, o terceiro parâmetro indicando uma posição geográfica da colheitadeira (1), a colheitadeira (1) sendo adaptada para prover o terceiro parâmetro para o controlador (24), cujo controlador (24) é ainda configurado para relacionar o terceiro parâmetro à determinada capacidade de suporte de carga sobre o solo de modo a obter um mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo.

8. Colheitadeira (1), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a colheitadeira compreende um módulo de comunicação (20) configurado para transmitir o mapeamento de capacidade de suporte de carga sobre solo para os veículos agrícolas (27) próximos à colheitadeira (1).

9. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro sensor (13) é um sensor de posição de plataforma, um sensor de força motriz ou um par de sensores de densidade de solo (8, 9, 10), em que um primeiro escolhido dentre o par de sensores é disposto na frente de uma roda (7) e um segundo escolhido dentre o par de sensores é disposto atrás da roda (7).

10. Colheitadeira (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo sensor (14) é um sensor de perda de aderência das rodas (7).

11. Método para estimar uma capacidade de suporte de carga sobre o solo para o solo abaixo de uma plataforma (2) de uma colheitadeira (1), o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: medir, na colheitadeira (1), um primeiro parâmetro indicando uma deformação de solo; medir, na colheitadeira (1), um segundo parâmetro indicando uma perda de aderência das rodas; calcular uma capacidade de suporte de carga sobre o solo com base no primeiro e segundo parâmetros medidos; medir, na plataforma (2), um outro parâmetro indicando uma deformação de solo ou uma perda de aderência das rodas; calibrar, de maneira recorrente, o outro parâmetro com base no primeiro ou no segundo parâmetros medidos, respectivamente, deste modo obtendo uma capacidade de suporte de carga sobre o solo estimada para o solo abaixo da plataforma (2) da colheitadeira (1).