BRPI1102970A2

BRPI1102970A2 - aparelho de semeadura, e , mÉtodo para plantar sementes

Info

Publication number: BRPI1102970A2
Application number: BRPI1102970-6A
Authority: BR
Inventors: James R Peterson; John M Schweitzer; Jason D Walter
Original assignee: Deere & Co
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-11-20
Also published as: US10285325B2; US20120004768A1; BRPI1102970B1; CA2743820A1; AR082062A1; EP2401902A1; AU2011203182A1

Abstract

APARELHO DE SEMEADURA, E, MÉTODO PARA PLANTAR SEMENTES. São revelados um aparelho e um método de semeadura nos quais um valor de variabilidade do espaçamento de sementes é determinado e exibido ao operador durante uma operação de plantio. Qualquer método de determinar a variabilidade entre um conjunto de dados pode serusado para determinar o valor de variabilidade do espaçamento de sementes. Três exemplos estão mostrados: desvio padrão; coeficiente de variação e coêficiente de unifonnida4e. Dados podem ser armazenados para comparação posterior com dados de rendimento de colheita para determinar os efeitos do espaçamento das sementes no rendimento.

Description

"APARELHO DE SEMEADURA, Ε, MÉTODO PARA PLANTAR SEMENTES"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica prioridade do pedido provisório número 61/361.156, depositado em 2 de julho de 2010.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista lateral de uma plantadeira e unidade de fileira;

A figura 2 é uma vista plana de um alojamento do monitor de semente e exibição visual ilustrando uma informação de espaçamento de sementes da unidade de fileira;

A figura 3 é uma vista plana como a figura 2 de um alojamento do monitor de semente e exibição visual ilustrando informação de espaçamento de sementes da unidade de fileira alternativa;

A figura 4 é uma vista plana como as figuras 2 e 3 de um alojamento do monitor de semente e exibição visual ilustrando também uma outra informação de espaçamento de semente da unidade de fileira alternativa;

A figura 5 é uma vista plana do alojamento do monitor de semente e exibição visual ilustrando a plantadeira e informação de espaçamento de sementes seccional;

A figura 6 é uma porção de um mapa de campo de informação de espaçamento de semente; e

A figura 7 é uma porção de um mapa de campo de informação de campo de rendimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Pesquisa agronômica tem indicado a importância do espaçamento de sementes adequado para rendimentos ideais em certas colheitas, tal como milho. Entretanto, produtores, isto é, fazendeiros, não têm tido um método de determinar precisamente o espaçamento de sementes durante o plantio, quando existe oportunidade de tomar ação corretiva, se houver qualquer problema de desempenho. Em vez disso, produtores tinham que esperar até que as plantas emergissem e então avaliar o desempenho da plantadeira em termos de espaçamento de sementes. No máximo, o produtor poderia aprender a partir da colheita atual para fazer melhorias no plantio no ano seguinte.

Com referência à figura 1, está mostrado um aparelho de semeadura na forma de uma plantadeira 10. A plantadeira 10 inclui uma barra de ferramenta 12 como parte da armação da plantadeira. Montado na barra de ferramenta em locais espaçados ao longo dela ficam múltiplas unidades de fileira de plantio 16, somente uma das quais está mostrada. A unidade de fileira 16 é montada na barra de ferramenta 12 por parafusos U 18. A unidade de fileira é provida com um elemento da armação 20 com um par de braços que estendem-se para cima 21 na sua extremidade dianteira. Os braços 21 conectam a uma articulação paralela 22 para conectar a unidade de fileira 16 na barra de ferramenta 12 para movimento relativo para cima e para baixo entre elas de uma maneira conhecida. Semente é armazenada na tremonha de semente 24 e provida ao dosador de semente 26. O dosador de semente individualiza semente da tremonha e descarrega sementes seqüencialmente. Do dosador de semente 26, a semente cai através de um tubo de semente 28. A extremidade inferior 30 do tubo de semente é posicionada logo acima de uma vala de semente formada no solo por um abridor de valas 32. O abridor de valas 32 consiste em um par de discos 34 que é montado em eixos inclinados um com o outro de maneira tal que os discos 34 se encontrem em um ponto 36 na porção dianteira inferior dos discos. Os discos 34 são montados em um braço que estende-se para baixo 38 do elemento da armação da unidade de fileira 20. O tubo de semente 28 fica disposto imediatamente detrás do braço 38, entre os dois discos 34 do abridor de vala. Rodas de controle40 são posicionadas uma em cada um dos lados externos dos discos do abridor 34 e são posicionadas ligeiramente para trás dos discos 34. As rodas de controle40 são montadas na armação da unidade de fileira por braços 42 conectados a pivô no elemento da armação 20. Um mecanismo de ajuste da roda de controle da profundidade do sulco (não mostrado) permite que a posição vertical das rodas de controle40 seja ajustada em relação aos discos do abridor 34. Isto estabelece a profundidade na qual os abridores são inseridos no solo, isto é, a profundidade da vala de semente.

Semente cai através da extremidade inferior aberta 30 do tubo de semente na vala formada pelo abridor 32. Um par de rodas de fechamento 44 é montado no elemento da armação 20 para trás das rodas de controle 40. As rodas de fechamento 44 são também montadas em eixos inclinados uns com os outros. As rodas de fechamento empurram as paredes laterais da vala de semente para fechar a vala sobre a semente depositada. Uma tremonha de produtos químicos ou fertilizante 46 pode também ser provida na unidade de fileira. A tremonha de semente grande 24 pode ser substituída por uma minitremonha montada no dosador de semente e suprida com semente por um sistema de entrega de semente central. A unidade de fileira 16 está mostrada apenas para ilustrar a plantadeira, a estrutura particular da unidade de fileira e o dosador podem variar. Qualquer dos diversos tipos de estruturas pode ser usado.

Um sensor de semente 50 é montado no tubo de semente 28. Em resposta à passagem de sementes pelo sensor, o sensor gera um sinal de semente. Um monitor de semente 60 é provido na estação do operador, tipicamente em um veículo rebocador, tal como um trator. O monitor 60 inclui uma exibição visual 62. Um monitor 60 tem um alojamento 61 que também contém um processador 63 e memória 65 nele, mostrado por baixo da exibição 62. Um sensor de semente 50 é acoplado operacionalmente no monitor 60 tanto por um fio elétrico, cabo de fibra ótica, dispositivo de comunicação sem fio, etc. para comunicar os sinais de semente gerados pelo sensor 50 ao monitor 60. O sensor 50 pode ser localizado em qualquer lugar à jusante do dosador de semente para sensorear semente que passa.

O processador é configurado ou programado para processar os sinais de semente para determinar daí um valor de variabilidade do espaçamento de sementes. Uma maneira de fazer isto é usar o intervalo de tempo entre sinais de semente. Para isto, o monitor de velocidade registra o tempo entre cada sinal de semente para cada fileira da plantadeira equipada com o um sensor. O intervalo de tempo entre cada sinal de semente é então calculado. O monitor de semente determina o valor de variabilidade do espaçamento de semente para cada período de amostragem, tal como um segundo. Períodos de amostragem de outros valores podem também ser usados. O monitor de semente conta o número de sinais de semente em cada um segundo período e registra o intervalo de tempo entre cada sinal de semente. O número de sinais de semente e o tempo entre cada sinal, junto com a velocidade de deslocamento da plantadeira, são então usados para determinar o valor de variabilidade do espaçamento de sementes (SSVV). O valor de variabilidade do espaçamento de sementes pode também ser determinado usando dados de localização de semente em função de intervalos de tempo. Neste caso, a localização da unidade de fileira é registrada para cada sinal de semente. A distância entre sementes adjacentes é então determinada comparando-se as localizações das sementes adjacentes. O espaçamento, ou distância, entre sementes no período de amostragem é então usado para determinar o SSVV. A localização da unidade de fileira para cada sinal de semente é determinada a partir de um sistema de localização tal como um GPS, cujo uso é bem conhecido em aplicações agrícolas.

Três diferentes cálculos co valor de variabilidade do espaçamento de sementes exemplar são descritos a seguir. É possível calcular outros valores que estão dentro do âmbito do "valor de variabilidade do espaçamento de sementes" reivindicado. Os três valores de variabilidade do espaçamento de semente a seguir incluem: 1) o desvio padrão; 2) o coeficiente de variação (CV); e 3) o coeficiente de uniformidade (CU). O monitor pode também receber um sinal de velocidade para a velocidade da plantadeira durante o período de amostragem e converter o intervalo de tempo em distância de espaçamento de sementes, se desejado.

Um conjunto de amostras de dados de sinal de semente é provido e usado em todos três cálculos seguintes do valor de variabilidade do espaçamento de sementes. Uma taxa de população de 34.848 sementes por acre com espaçamento de fileira de 30 polegadas (762 milímetros) produz um espaçamento desejado de sementes de seis polegadas (152,4 milímetros). A tabela seguinte mostra uma série de sinais de semente, o tempo entre sinais e uma distância de espaçamento de sementes calculada com base no tempo e na entrada de semente da plantadeira, neste exemplo, cinco milhas por hora (8 km/h). Na dada velocidade e espaçamento de sementes, 15 sinais de semente a seguir é o número de sinais de sementes em um segundo período de amostragem.

<table>table see original document page 6</column></row><table> Valor da VariabiIidade do Espaçamento de Sementes - Método 1

O valor de variabilidade do espaçamento de sementes (SSW) quando se utiliza o desvio padrão é;

SSVV = SD

onde SD é o cálculo estatístico normal para o desvio padrão, que é:

<formula>formula see original document page 7</formula>

onde Σ = soma de X = valores individuais. M = média dos valores individuais n = tamanho das amostras.

Usando os dados de amostra citados com o tempo entre sinais de semente:

SSVV = SD = 0,0178 s.

Usando os dados de espaçamento:

SSVV = SD = 1,56 polegadas (39,6 mm).

Valor da Variabilidade do Espaçamento de Sementes - Método 2

O valor de variabilidade do espaçamento de sementes SSVV usando o coeficiente de variação (CV) é:

SSVV = CV = SD/M

onde SD = desvio padrão calculado da forma aqui apresentada M = média dos valores individuais.

Este é um número adimensional e assim é o mesmo para os dados de tempo e dados de espaçamento. Com os dados referidos:

SSVV = CV = 0,2604

Valor da Variabilidade do Espaçamento de Sementes - Método 3

O valor de variabilidade do espaçamento de sementes SSVV usando o coeficiente de uniformidade (CU) é: <formula>formula see original document page 8</formula>

onde X = valores individuais

M = média dos valores individuais

n = tamanho da amostra

Com os dados apresentados, o CU = 0,237. Novamente, uma vez que este é um valor adimensional, o CU é o mesmo tanto para os dados de intervalo de tempo quanto para os dados de espaçamento de sementes.

O valor de variabilidade do espaçamento de sementes quando se usa o CV ou CU pode ser expresso como:

SSW=I-CV

ou

SSW=I-CU

Isto pode ser um valor mais natural para o operador, com 1 sendo o ideal em termos de nenhuma variação no espaçamento de sementes. Alternativamente, o SSW pode ser expresso como uma porcentagem por:

SSW=IOO(I-CV)

ou

SSW=IOO(I-CU)

com 100 % sendo o ideal sem variação.

Quando se usa o CV ou CU, o mesmo grau de variabilidade no espaçamento de semente, em termos até que ponto as sementes estão distantes do local desejado, produzirá o mesmo SSW, independente da população de semente, isto é, o espaçamento desejado. Assim, um operador pode comparar o desempenho da plantadeira de capo para campo, onde as populações diferem. Com o desvio padrão, entretanto, a mesma variação produzirá um desvio padrão diferente para diferentes populações. Isto toma mais difícil comparar diferentes campos. Entretanto, os estudos conduzidos para determinar o efeito da variabilidade do espaçamento de sementes no campo geralmente usam o desvio padrão, uma vez que, em cada estudo, a população é tipicamente a mesma para todos os gráficos de teste. Em decorrência disto, um operador pode preferir usar o desvio padrão do SSVY de forma que o SSW possa ser comparado com os dados de teste.

Uma vez calculado, o valor de variabilidade do espaçamento de sementes SSVV é exibido para o operador em tempo real, ou seja, durante a operação de plantio, à medida que os valores de variabilidade do espaçamento de sementes são calculados. A exibição de SSW poderia ser refeita, a cada período de amostragem. Alternativamente, a exibição poderia ser refeita com menos freqüência, com o SSW mais recente sendo exibido a cada momento que ele é refeito. Como uma outra alternativa, poderia ser calculada a média dos valores de variabilidade do espaçamento de semente em um período de tempo maior que um período de amostragem, por exemplo, de dez segundos, ou dez períodos de amostragem, e o número médio exibido. Isto evitaria refazer a exibição muito freqüentemente para o operador fazer sentido dos dados que mudam constantemente. Com referência à figura 2, está mostrada uma exibição de amostra da variabilidade de espaçamento de sementes. Na exibição visual 62, está mostrada uma janela de espaçamento de semente 64 provendo o valor de variabilidade do espaçamento de sementes como o desvio padrão em polegadas. Esta amostra é para uma fileira particular identificada como fileira 1. O desvio padrão poderia também ser provido no tempo. A figura 3 mostra o detalhe da fileira 1 na qual o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é expresso em termos de CV. A figura 4 mostra o detalhe da fileira 1 na qual o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é expresso em termos do CU.

Na figura 5, está mostrada uma tela com detalhes da plantadeira na qual o SSVV é provido para cada fileira de uma plantadeira de 16 fileiras. Umajanela superior 66 exibe um gráfico de barras mostrando o SSW para cada fileira da plantadeira. A janela 68 provê um valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito da plantadeira para toda a plantadeira em termos de CV. O valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito da plantadeira pode ser determinado por uma das duas maneiras. Uma maneira é calcular a média dos valores de variabilidade do espaçamento de sementes de cada fileira. A outra maneira é calcular o valor de variabilidade do espaçamento de sementes usando os sinais de semente de todas fileiras durante o período de amostragem.

As janelas 70 e 72 provêm um valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção para uma seção da plantadeira. A seção 1 representa as fileiras 1-8 da plantadeira e mostra o valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção para essas fileiras. A janela 72 mostra a seção 2 da plantadeira, compreendendo as fileiras 9-16. Os valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção podem ser calculados da mesma maneira que o valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito da plantadeira, calculando a média dos valores de variabilidade do espaçamento de sementes para as fileiras selecionadas, ou usando os dados de sinal de semente das fileiras selecionadas para calcular os valores de compósito.

A janela 74 provê um valor de variabilidade do espaçamento de sementes alto e baixo. Conhecendo-se qual unidade de fileira tem o pior desempenho no espaçamento de sementes, o operador pode identificar possíveis problemas de desempenho com essa fileira e tomar a ação corretiva. Outra informação (não mostrada) provida no expositor pode ajudar ao operador diagnosticar o problema e determinar a devida ação corretiva.

Os valores de variabilidade do espaçamento de sementes para cada período de amostragem são armazenados na memória 65 do monitor de semente 60. Dados de localização para o aparelho são também coletados. Isto pode ser feito mais facilmente pelos dados de posição de geo-referência do sistema de posicionamento global (GPS). Entretanto, outros tipos de dados de localização podem ser coletados tais como, mas sem limitações, uma localização no campo que determina a localização relativa da plantadeira para cada sinal de semente relativo ao ponto no campo em função da localização global. Os dados de localização para cada período de amostragem são armazenados na memória 65 e são associados com o SSVV para aquele período de amostragem. Os dados SSW e os dados de localização são posteriormente usados para gerar um mapa do campo de plantio dos valores de variabilidade do espaçamento de sementes para o campo. Cada período de amostragem representa um pixel 76 do campo 78 mostrado na figura 5. O pixel representa a largura da plantadeira total ou a largura de cada seção da plantadeira pelo comprimento do campo deslocado nela no momento da amostra. No exemplo apresentado, o período de amostragem é um segundo, que, a 5 milhas por hora (8 km/h), é aproximadamente 7,3 pés (2,23 metros). Um mapa similar do campo 78 é produzido durante o cultivo da colheita subsequente, mostrando o campo para cada pixel 80 do campo. Os dados de rendimento da colheita são armazenados em uma memória durante a colheita para uso na criação de um mapa do campo de colheita dos dados de rendimento. O tamanho de cada pixel 80 dos dados de colheita será determinado pela taxa de coleta de dados da colheitadeira. Analisando-se, isto é, comparando-se o mapa do campo de plantio e o mapa do campo de colheita, tanto manualmente quanto por um computador com software apropriado, o produtor pode começar correlacionar a variabilidade do espaçamento de semente com o campo. Com o tempo, o produtor pode determinar qual nível de variabilidade do espaçamento de sementes é aceitável, ou obtenível. Além disso, o produtor tem os dados para tomar decisões a respeito de mudanças na operação de plantio, conhecendo como esses afetarão a variabilidade do espaçamento de sementes e assim o rendimento. Pixels 76 dos dados SSVV podem ser combinados para casar melhor os pixels 80 dos dados de rendimento. Ao contrário, se necessário, os pixels 80 dos dados de campo podem ser combinados para casar melhor com os dados SSW da plantadeira. As fileiras selecionadas para prover dados seccionais são escolhidas para formar seções que casam com a largura da colheitadeira de forma que a largura de pixel dos dados SSW da plantadeira casem com a largura de pixel dos dados da colheitadeira. O mapa do campo de plantio poderia ser baseado nos valores de variabilidade do espaçamento de sementes da unidade de fileira, nos valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção, ou nos valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito da plantadeira. Entretanto, os dados mais utilizáveis para compara com o mapa do campo de colheita serão dados de valores de variabilidade do espaçamento de sementes de plantio para uma largura da plantadeira que casa com a largura da máquina colheitadeira, uma vez que os dados de rendimento da colheita são gerados por toda a largura da máquina colheitadeira. Dado que a tecnologia de colheitadeira pode mudar, qualquer largura da plantadeira, de uma única fileira, múltiplas fileiras ou de toda a plantadeira, pode ser usada para gerar um mapa do campo da plantadeira. Assim, na forma aqui usada e nas reivindicações seguintes, "valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção" pode ser uma única fileira selecionada, múltiplas fileiras selecionadas ou todas fileiras da plantadeira.

Embora o processador 63 e a memória 65 estejam aqui mostrados e descritos contidos no alojamento 61 do monitor 60, a invenção reivindicada não está limitada a este arranjo. O processador ou memória podem ficar localizados remotos do monitor. Além disso, múltiplos processadores e dispositivos de memória podem ser usados e devem ser incluídos nos termos "processador" e "memória" usados aqui e nas reivindicações seguintes.

Tendo sido descrita a modalidade preferida, ficará aparente que várias modificações podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção, definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Aparelho de semeadura, caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de fileira com um dosador de semente adaptado para descarregar seqüencialmente sementes e um sensor de semente associado para gerar um sinal de semente em resposta à passagem de semente; um exibição visual; e um processador acoplado operacionalmente no sensor de semente para receber os sinais de semente gerados, o processador configurado para determinar um valor de variabilidade do espaçamento de sementes, o processador adicionalmente acoplado operacionalmente no exibição visual para exibir o valor de variabilidade do espaçamento de sementes em tempo real durante operação do aparelho.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é determinado com base em intervalos de tempo entre sinais de semente.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é determinado com base na distância entre sementes adjacentes com base em dados de localização associados com sinais de semente individuais.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para coletar sinais de semente para um período de amostragem e então determinar o valor de variabilidade do espaçamento de sementes para aquele período de amostragem.

5. Aparelho de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um receptor para coletar dados de localização para o aparelho; e uma memória para armazenar valores de variabilidade do espaçamento de sementes para múltiplos períodos de amostragem e dados de localização associados com cada valor de variabilidade do espaçamento de sementes.

6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é um de desvio padrão, coeficiente de variação e coeficiente de uniformidade.

7. Método para plantar sementes usando um aparelho com uma unidade de fileira com um dosador de semente e um sensor de semente, caracterizado pelo fato de que compreende: descarregar seqüencialmente sementes com o sensor de semente e gerar um sinal de semente em resposta a cada semente; sensorear sementes descarregadas com o sensor de semente e gerar um sinal de semente em resposta a cada semente; processar os sinais de semente para determinar um valor de variabilidade do espaçamento de sementes com base em intervalos de temo entre sinais de semente; e exibir a um operador o valor de variabilidade do espaçamento de sementes em tempo real.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o valor de variabilidade do espaçamento de sementes é um de desvio padrão, coeficiente de variação e coeficiente de uniformidade.

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os dados de sinal de semente são coletados para um período de tempo de amostra e processados para determinar o valor de variabilidade do espaçamento de sementes para aquele período de amostragem.

10. Método de acordo com a reivindicação 7, em que o aparelho tem uma pluralidade de unidades de fileira, cada qual com um dosador de semente e sensor de semente, caracterizado pelo fato de que o compreende a etapa de processar os sinais de semente para determinar um valor de variabilidade do espaçamento de sementes para cada unidade de fileira e exibir o valor de variabilidade do espaçamento de sementes para cada fileira ao operador.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar um valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito da plantadeira por um de calcular uma média para todos os valores de variabilidade do espaçamento de sementes da fileira e calcular um valor de variabilidade do espaçamento de sementes para os sinais de semente de todas as unidades de fileira.

12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar um valor de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção para um conjunto selecionado de unidades de fileira do aparelho por um de calcular uma média dos valores de variabilidade do espaçamento de sementes do conjunto selecionado de unidades de fileira e calcular um valor de variabilidade do espaçamento de sementes a partir de sinais de semente do conjunto selecionado de unidades de fileira.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: armazenar em uma memória os valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção para múltiplos períodos de amostragem; armazenar dados de localização associados com a localização do aparelho para cada período de amostragem; e gerar um mapa do campo de plantio dos valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: colher a colheita plantada; coletar e armazenar em uma memória dados de rendimento da colheita para múltiplas localizações no campo; armazenar dados de localização da localização no campo associada com os dados de rendimento; gerar um mapa do campo de colheita de dados de rendimento; e comparar o mapa de rendimento de plantio de valores de variabilidade do espaçamento de sementes de compósito de seção com o mapa de campo da colheita de dados de rendimento.