BR112020014192A2

BR112020014192A2 - trator articulado que tem um engate melhorado e método de controle do mesmo

Info

Publication number: BR112020014192A2
Application number: BR112020014192-5A
Authority: BR
Inventors: Alessandro Benevelli; Francesco Paolini
Original assignee: Cnh Industrial Italia S.P.A.
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2020-12-01
Also published as: US20200359548A1; IT201800000809A1; US11533836B2; WO2019137988A1; EP3737218A1

Abstract

Trata-se de um trator articulado (1) que compreende uma estrutura frontal (6), uma estrutura traseira (7) articulada à estrutura frontal (7) por uma articulação central (8), e um engate pivotável (5) transportado por uma dentre a estrutura frontal (6) e a estrutura traseira (7). Um método é também fornecido para pivotar o engate (5) durante direcionamento e para deslocar rodas frontais da parte traseira do trator.

Description

“TRATOR ARTICULADO QUE TEM UM ENGATE MELHORADO E MÉTODO DE CONTROLE DO MESMO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção é relacionada a um trator articulado agrícola ou agrário.

[002] Na descrição seguinte, o termo genérico "trator" significa tanto pequenos tratores agrários quanto máquinas operadoras de autopropulsão que são veículos dedicados à agricultura e à manutenção de espaço verde no geral.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Os tratores foram desenvolvidos de acordo com tipos amplos e variados.

[004] Por exemplo, existem tratores com uma estrutura rígida e com uma estrutura articulada.

[005] A estrutura rígida, embora ofereça uma estruturação do trator que é geralmente mais simples, entretanto, tem a desvantagem de ter o motor central conectado à parte rígida, em uma posição um pouco elevada com o centro de gravidade tendendo a ser alto, com um certo grau de dificuldade em estabilidade, acima de tudo quando em um solo irregular. Esse trator compreende um eixo oscilante em uma extremidade frontal da estrutura longitudinal que permite a possibilidade de adaptação ao solo.

[006] Entretanto, esse trator não tem capacidade de direcionamento satisfatória, em particular em áreas que são mais estreitas e de difícil acesso. De fato, esse tipo de trator permite direcionamento de cerca de 50 graus e, em qualquer caso, em um campo de ação restrito, exige que manobras sejam realizadas para mudanças rápidas de direção, por exemplo, durante o cultivo de um pomar.

[007] Tratores com uma estrutura articulada compreendem duas partes, articuladas juntas de modo central, o motor sendo disposto na parte articulada frontal e têm rodas não direcionáveis. Mudanças na direção, portanto, tomam lugar ao fazer a parte frontal rotacionar ao redor da articulação ou dobradiça central. As rodas da parte traseira descrevem o mesmo raio que as rodas frontais e, portanto, é possível enfrentar cantos com um certo grau de facilidade. Cada ferramenta possível puxada pela parte traseira, com tal disposição articulada, é mais controlável.

[008] Em qualquer caso, embora tais tratores sejam muito estreitos, eles também são incapazes de realizar curvas agudas.

[009] Ademais, a fim de aumentar a produtividade do trator, existe uma necessidade constante de melhorar o máximo possível o manuseio do trator pelo condutor, em particular quando um implemento é fixado ao engate.

[010] Por exemplo, o ângulo de direcionamento é reduzido por uma possível interferência de rodas e o implemento para um ângulo de direcionamento amplo. Isso exige manobras mais longas ao condutor.

[011] Ademais, especialmente em um solo macio, a pressão das rodas pode ser muito alta e isso causa dificuldades ao condutor, portanto diminuindo a produtividade do trator.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[012] É o escopo da presente invenção resolver pelo menos parcialmente o problema mencionado acima.

[013] O escopo da presente invenção é alcançado por um trator que compreende uma estrutura frontal, uma estrutura traseira articulada à estrutura frontal por uma articulação central, e um engate transportado por uma dentre a estrutura frontal e a estrutura posterior, e rodas direcionáveis fixadas a pelo menos uma dentre a estrutura frontal e a estrutura posterior, em que o engate é controlável pivotar em relação a uma dentre as estruturas frontal e posterior e, consequentemente, o engate e as rodas direcionáveis são transportados juntos na estrutura frontal ou posterior.

[014] Uma pivotação de engate fornece um número de configurações alternativas para ajudar o condutor durante operação do implemento fixado ao engate. Alternativas preferidas são reveladas nas reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[015] Para melhor entendimento da presente invenção, a seguir a mesma será adicionalmente revelada com referência às Figuras acompanhantes em que: - a Figura 1 mostra uma vista plana esquemática de um trator de acordo com a presente invenção; - a Figura 2 é uma vista plana esquemática do trator em uma primeira condição de trabalho; e - a Figura 3 é uma vista plana esquemática do trator em uma segunda condição de trabalho.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[016] A Figura 1 se refere, como um todo, a um trator 1 que compreende um chassi articulado 2, rodas direcionáveis 3 e rodas não direcionáveis ou sistemas de lagarta 4 fixados ao chassi 2 e um engate 5 fixado ao chassi 2 também.

[017] O chassi 2 compreende uma estrutura frontal 6 e uma estrutura traseira 7 conectada à estrutura frontal 6 por meio de uma articulação 8. A articulação 8 é, por exemplo, um pivô para estrutura frontal de dobradiça 6 e estrutura traseira 7. De acordo com outra realização da presente invenção, a articulação 8 fornece um grau rotacional adicional de liberdade, por exemplo, inclinando sobre um eixo geométrico paralelo ao de rodas não direcionáveis. Isso pode ser obtido por uma junta esférica para conectar a estrutura frontal 6 e a estrutura posterior 7.

[018] O engate 5 é pivotável ao redor do chassi 2 para fixar um implemento. Em particular, o engate 5 e as rodas direcionáveis 3 são transportados pela mesma parte do chassi 2, isto é, a estrutura frontal 6. Preferivelmente, o engate 5 pivota ao redor de um eixo geométrico substancialmente vertical, quando o trator 1 está em uma superfície horizontal.

[019] O trator 1 também compreende um primeiro atuador (não mostrado) para comandar a posição angular relativa da estrutura frontal 6 e estrutura traseira 7 em torno da articulação 8, um segundo atuador (não mostrado) para direcionar rodas direcionáveis 3 e um terceiro atuador para controlar orientação de engate 5 ao redor do chassi 2. O primeiro atuador controla um primeiro modo de direcionamento do chassi 1 onde a direção do veículo 1 é mudada ao mudar apenas a posição angular relativa da estrutura frontal 6 e estrutura traseira 7 ao redor da articulação 8. Durante o primeiro modo de direcionamento, a orientação de rodas direcionáveis não muda.

[020] O segundo atuador controla a posição angular relativa entre as rodas direcionáveis 3 e o chassi 2. De acordo com uma realização não limitante, rodas direcionáveis 3 e o segundo atuador são transportados pela estrutura frontal 6.

[021] Em vista do que precede, ângulo de direcionamento de rodas 3 pode ser controlado independentemente da posição angular relativa de estruturas frontal e traseira 6, 7.

[022] De acordo com a presente invenção, o trator 1 é configurável em um modo de cruzeiro em linha reta (Figura 2) de acordo com o qual as rodas direcionáveis 3 e rodas não direcionáveis 4 não são alinhadas entre si, de modo que as rodas de arrasto não percorrem no mesmo caminho seguido pelas rodas principais quando o trator 1 viaja em cruzeiro ao longo de uma direção reta.

[023] Para atingir tal modo de cruzeiro de deslocamento, a estrutura frontal 6 é rotacionada em uma direção de rotação em relação à estrutura traseira 7 e o engate 5 é rotacionado em uma segunda direção de rotação em relação à estrutura frontal 7, a primeira direção de rotação sendo oposta à segunda direção de rotação.

[024] Ademais, no modo de cruzeiro de deslocamento, um plano intermediário de rodas traseiras 4 e um plano intermediário ou linha central de engate 5 são normalmente paralelos (Figura 2). É, entretanto, possível que, em certas condições de trabalho, o usuário opere o terceiro atuador a fim de mudar a orientação de engate 5. Isso pode acontecer, por exemplo, quando o implemento fixado ao engate 5 é um arado de neve ou uma pá.

[025] Ademais, no modo de cruzeiro de deslocamento, o usuário pode ainda ajustar a direção de percurso do trator 1, isto é, rodas direcionáveis 3 podem ser controladas independentemente da orientação do engate 5. Em particular, se referindo a 2 que mostra uma condição de cruzeiro em linha reta, um direcionamento máximo de rodas 3 é assimétrico, isto é, rodas 3 atingem uma primeira parada angular após uma rotação no sentido anti-horário de um primeiro ângulo e uma segunda parada angular após uma rotação no sentido horário de um segundo ângulo; o primeiro ângulo é menor que o segundo ângulo. Nesse caso é preferível que o engate 5 e o plano intermediário das rodas traseiras permaneçam paralelos, mas é também possível que o engate 5 seja rotacionado na mesma direção angular que as rodas 3.

[026] Em combinação com o modo de cruzeiro de descolamento descrito acima, o engate 5 é controlável para trabalhar também em um modo de cruzeiro de “direcionamento ágil” de acordo com o qual (Figura 3), durante direcionamento, o engate 5 e a estrutura frontal 6 rotacionam na mesma direção. Ademais, no modo de cruzeiro ágil, as rodas direcionáveis 3 e o engate 5 rotacionam na mesma direção.

[027] A fim de controlar a configuração de trator 1, os sensores S1, S2, S3 são fornecidos para monitorar um primeiro ângulo entre a estrutura frontal 6 e a estrutura posterior 7, um segundo ângulo entre a estrutura frontal 6 e as rodas direcionáveis 3 e um terceiro ângulo entre o engate 5 e a estrutura frontal 6. Como uma alternativa, um ângulo entre o engate 5 e as rodas direcionáveis 3 é monitorado ao invés do segundo e terceiro ângulos.

[028] Os sensores podem ou sentir um ângulo ou o ângulo pode ser calculado dependendo da variável geométrica adquirida pelo sensor, por exemplo, uma posição ou um comprimento.

[029] Uma unidade de controle eletrônica 10 de trator 1 recebe sinais dos sensores e controla atuadores de modo que o trator 1 configure, sujeito a um comando do usuário, no modo de cruzeiro de deslocamento ou pivota o engate 5 durante direcionamento de acordo com rodas direcionáveis 3.

[030] Geralmente, a unidade de controle 10 é programada de modo que o ângulo RA seja constante quando as rodas 3 são direcionadas, de modo que as rodas direcionáveis 3 e o engate 5 seja paralelo.

[031] De acordo com uma realização preferida, a unidade de controle 10 controla as rodas direcionáveis 3 e o engate 5 durante direcionamento de modo que um ângulo relativo RA entre uma linha central ou plano intermediário de engate 5 e um eixo geométrico B de um cubo 11 para rodas 3 depende da velocidade de trator 1 e/ou fase de direcionamento, isto é, direcionar ou retornar a zero, e/ou um indicador da intensidade de uma entrada de direcionamento pelo usuário. Em particular, uma indicação da intensidade do comando de direcionamento, que pode ser operado ou por um volante ou um controle do tipo joystick, pode ser a posição angular ajustada pelo usuário e/ou a velocidade e/ou a aceleração etc. aplicada pelo usuário ao volante ou ao controle do tipo joystick.

[032] De acordo com uma realização alternativa, o ângulo RA é constante quando o trator 1 percorre a uma velocidade que é abaixo de um limite predefinido. Quando a velocidade excede o limite predeterminado, o ângulo RA diminui, por exemplo, por um fator constante. Isso ajuda a aumentar a estabilidade de controle pelo usuário ao conduzir à velocidade relativamente alta, por exemplo, durante viagem em cruzeiro em uma estrada asfaltada. De fato, quando a velocidade é relativamente alta, é desejável que o engate 5 e o implemento fixado não rotacionem totalmente ou pelo menos não rotacionem fortemente quando o veículo 1 é direcionado.

[033] Vantagens do trator 1 de acordo com a presente invenção são conforme segue.

[034] Orientação controlável do engate 5 fornece uma flexibilidade aumentada odos implementos fixados. Em particular, é possível ter um raio de direcionamento reduzido e evitar a interferência entre rodas direcionáveis e o implemento fixado ao engate. Em tal condição, o implemento agrícola pode ser usado para operar no solo ou na cultura.

[035] Ademais, é possível usar o implemento quando o trator viaja em cruzeiro ao longo de uma linha reta e frontal e rodas posteriores são deslocadas (Figura 2). Isso fornece uma distribuição de pressão melhorada no solo. Em particular, cada roda carrega uma área descomprimida do solo.

[036] Uma vantagem adicional relacionada a operar o implemento no modo de cruzeiro de deslocamento descrito acima é especialmente fornecida quando um ponto de vista do usuário é localizado na estrutura traseira 7, por exemplo, quando uma cabina ou cabine de comando está na estrutura traseira 7. De fato, em tal caso, a parte do chassi 2 transportando as rodas direcionáveis 3 e o engate 5 não esconde a operação do implemento e o usuário tem uma perspectiva visual direta ou mais direta do implemento trabalhando no solo e do próprio solo nas imediações do implemento.

[037] Ademais, o veículo 1 é mais ágil quando trabalha perto de árvores porque o implemento pode trabalhar mais perto da cultura sem ter a desvantagem da sobrecarga da cabina. Isso é, em particular, o caso durante aparar e cortar grama.

[038] É claro que mudanças e variações são aplicáveis ao trator de acordo com a presente invenção sem partir do escopo de proteção conforme definido nas reivindicações anexadas.

[039] Um sistema de lagarta pode substituir uma roda não direcionável para obter um veículo híbrido de lagartas e rodas. Ademais, rodas direcionáveis 3 podem ter tamanho diferente ou igual às rodas não direcionáveis 4.

[040] Acionamento de engate de pivotação 5 é hidráulico ou elétrico, por um único atuador linear de efeito duplo ou um par de atuadores lineares de efeito único opostos ou engrenagens.

[041] Direcionamento de rodas 3 em relação ao chassi 2 pode ser operado de acordo com alternativas diferentes. Em particular, o ângulo de direcionamento de rodas 3 é apenas fornecido por meio de atuadores dedicados, por exemplo, atuadores hidráulicos lineares. Isso é, por exemplo, revelado no documento FR2549437.

[042] Como uma alternativa, o ângulo de direcionamento é obtido conforme uma combinação de atuadores dedicados, por exemplo, atuadores hidráulicos lineares, e de um sistema para modificar o ângulo de direcionamento quando a posição angular relativa de estruturas frontal e traseira 6, 7 muda. Por exemplo, tal sistema compreende um mecanismo tendo uma haste de conexão fixada entre uma engrenagem de direcionamento e a parte do chassi 2 transportando rodas não direcionáveis ou lagartas 4. A haste de conexão é deslocada em relação a uma linha central do veículo 1 de modo que, quando o ângulo relativo entre a estrutura frontal e traseira 6, 7 muda, as hastes de conexão atuam na engrenagem de direcionamento para mudar o ângulo de direcionamento das rodas 3 e modo a sincronizar a mudança de ângulo de direcionamento de rodas 3 e a mudança de posição angular relativa entre a estrutura frontal e a traseira 6, 7. De acordo com outro exemplo, a mesma função de sincronização é obtida por um circuito hidráulico onde a mudança de ângulo relativo entre as estruturas frontal e traseira 6, 7 fornece uma ação de bombeamento e gera um fluxo para acionar atuadores de direcionamento hidráulicos de rodas 3. De acordo com ambos os exemplos, o direcionamento de rodas 3 está na mesma direção angular que a de mudança em posição angular relativa entre a estrutura frontal e a traseira 6, 7. Isso fornece um efeito de direcionamento aprimorado geral de trator 1. Isso é, por exemplo, relevado no documento EP1502839.

[043] Ademais, o engate 5 pode se inclinar lateralmente em torno do eixo geométrico paralelo à sua linha central em relação à estrutura frontal 6. Isso pode ser alcançado por meio de uma junção esférica.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Trator articulado (1) que compreende uma estrutura frontal (6), uma estrutura traseira (7) articulada à estrutura frontal (6) por uma articulação central (8), um engate (5), e rodas direcionáveis (3) fixadas a pelo menos uma dentre a estrutura frontal (6) e a estrutura traseira (7), CARACTERIZADO pelo fato de que o engate (5) é controlável para pivotar em relação a uma dentre as estruturas frontal e traseira (6, 7) e, consequentemente, o engate (5) e as rodas direcionáveis (3) são transportados juntos na estrutura frontal ou na traseira (6, 7).

2. Trator, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende sensores (S1, S2, S3) para determinar a posição angular da estrutura frontal (6), da estrutura traseira (7), das rodas direcionáveis (3) e do engate (5).

3. Trator, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma unidade de controle (10) que recebe sinais dos sensores e é programada para fornecer: a. Um modo de direcionamento ágil em que o engate (5) é controlado para pivotar na mesma direção angular que a direção de direcionamento, em que a direção de direcionamento é dada por acionamento das rodas direcionáveis (3) e/ou por acionamento das estruturas frontal e traseira (6, 7) em torno da articulação central (8); e/ou b. Um modo de cruzeiro de deslocamento em que as estruturas frontal e traseira (6, 7) são acionadas para pivotar em torno da articulação central (8) e em que um plano intermediário do engate (5) é paralelo a um plano intermediário de rodas não direcionáveis (4).

4. Trator, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que um ângulo (RA) entre o plano intermediário do engate (5) e um eixo geométrico (B) de um cubo (11) fixado à roda direcionável (3) é constante durante o dito modo direcional.

5. Trator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma unidade de controle (10) programada para controlar um ângulo (RA) entre uma linha central do engate (5) e um eixo geométrico (B) de um cubo (11) fixado à roda direcionável (3), de modo a depender da velocidade do trator.

6. Trator, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de controle (10) é programada para controlar o ângulo (RA) dependendo de uma entrada de direcionamento de usuário.

7. Trator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que uma cabina está na estrutura traseira (7).

8. Trator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que o engate (5) é inclinado lateralmente.

9. Método de controlar um trator, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: a. Um modo de direcionamento ágil em que o engate (5) é controlado para pivotar na mesma direção angular que a direção de direcionamento, em que a direção de direcionamento é dada por acionamento das rodas direcionáveis (3) e/ou por acionamento das estruturas frontal e traseira (6, 7) em torno da articulação central (8); e/ou b. Um modo de cruzeiro de deslocamento em que as estruturas frontal e traseira (6, 7) são acionadas para pivotar em torno da articulação central (8) e em que um plano intermediário do engate (5) é paralelo a um plano intermediário de rodas não direcionáveis (4).

10. Método de controlar um trator, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que um ângulo (RA) entre o plano intermediário do engate (5) e um eixo geométrico (B) de um cubo (11) fixado à roda direcionável (3) é constante durante o dito modo direcional.

11. Método de controlar um trator, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de controlar um ângulo (RA) entre uma linha central do engate (5) e um eixo geométrico (B) de um cubo (11) fixado à roda direcionável (3), de modo a depender da velocidade do trator.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de controlar o ângulo (RA) dependendo de uma entrada de direcionamento de usuário.