ES2346034A1 - Tractor robotizado alimentado por energia solar. - Google Patents
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Abstract
Tractor robotizado alimentado por energía solar. Este tractor comprende: un chasis articulado, - una unidad central de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) para el guiado y desplazamiento autónomo del tractor; - un sistema de alimentación por energía solar, - un sistema de tracción que comprende un motor eléctrico para el accionamiento, a baja velocidad y por medio de un reductor, del eje de las ruedas motrices, siendo dicho motor eléctrico alimentado por un variador de frecuencia conectado al sistema de alimentación y asociado a un analizador de corriente para el suministro a dicho motor eléctrico de una potencia variable acorde con la potencia suministrada por las placas fotovoltaicas y - un sistema de dirección que comprende un motor eléctrico alimentado a través de un variador de frecuencia para el accionamiento del eje de articulación del bastidor.
Description
Tractor robotizado alimentado por energía
solar.
La presente invención se refiere como su título
indica a un tractor robotizado alimentado por energía solar, que
presenta unas particularidades constructivas orientadas a permitir
el desplazamiento del tractor a una velocidad muy baja mediante un
sistema de tracción que es alimentado eléctricamente a medida que
unas placas fotovoltaicas montadas sobre el mismo van generando
energía eléctrica; disponiendo este tractor robotizado de una unidad
central de control telemático en base a un sistema informático
asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) que permite
el guiado y desplazamiento autónomo del tractor, es decir, sin
conductor.
El tractor robotizado objeto de la invención
tiene su aplicación principal en trabajos de agricultura y
especialmente de cultivo y roturado de la tierra.
A lo largo del tiempo se han venido utilizando
diferentes medios para realizar trabajos agrícolas, tales como la
eliminación de hierbas o el roturado de la tierra.
Inicialmente estos trabajos se realizaban
mediante herramientas manuales, posteriormente mediante aperos de
tracción animal y actualmente con tractores movidos con motores
diésel que pueden alcanzar hasta 400 CV de potencia. Actualmente el
progreso en la realización de trabajos agrícolas se centra en el
aumento de la potencia de los tractores utilizados, con el fin de
realizar cada vez más trabajo en menos tiempo, aumentando la
productividad; sin embargo estos tractores se utilizan de forma
intensiva en periodos más o menos limitados de tiempo, permaneciendo
inoperantes el tiempo restante.
Estos tractores provistos de motores diésel no
constituyen actualmente una solución idónea desde un punto de vista
ecológico y medioambiental, ya que liberan a la atmósfera grandes
cantidades de CO_{2}, consumen combustibles fósiles cuyos recursos
son limitados, y requieren la atención continuada de un conductor u
operario para su manejo, lo que encarece el coste final de los
productos cultivados.
Una solución idónea para resolver al menos
parcialmente los problemas de los tractores actuales sería el
desarrollo de tractores alimentados mediante energía solar o
directamente con electricidad; sin embargo los desarrollos
realizados en estos tipos de alimentación solar o eléctrica no son
aplicables a los tractores existentes, ya que en el primer caso
requerirían la utilización de un número desproporcionado de placas
fotovoltaicas para realizar la recarga de las baterías y, en el caso
de la alimentación eléctrica, además de alcanzar una autonomía muy
limitada, sería preciso instalar en los campos de cultivo tomas de
corriente para la recarga de las baterías del vehículo, lo que
resulta inviable tanto por el coste de la instalación como la
utilización de un tiempo importante en la recarga de baterías.
El tractor robotizado alimentado por energía
solar, objeto de esta invención, presenta una serie de
particularidades constructivas orientadas de una parte a permitir su
alimentación mediante placas solares fotovoltaicas sin utilizar
baterías para la acumulación de la energía eléctrica suministrada
por las placas fotovoltaicas y su posterior consumo por parte del
sistema de tracción del tractor.
Otro de los objetivos de la invención es dotar
al tractor de unos medios para su guiado y desplazamiento autónomos,
es decir sin la presencia física de un conductor.
El tractor robotizado objeto de esta invención
es del tipo de los que comprenden un chasis articulado portador de
aperos o dispositivos para la realización de labores agrícolas,
estando compuesto dicho chasis articulado por un bastidor trasero
provisto de al menos una rueda de apoyo y un bastidor delantero
provisto de unas ruedas motrices.
El cambio de dirección del tractor se consigue
mediante el giro relativo de los dos chasis hacia uno u otro
lateral, de forma que se dispongan alineados para desplazarse en
recto, o que formen entre sí un ángulo menor de 180º en el lateral
hacia el cual va a girar.
De acuerdo con la invención este tractor
robotizado comprende:
- -
- una unidad central de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) para de guiado y desplazamiento autónomo del tractor;
- -
- un sistema de alimentación por energía solar conectado a la unidad de control y que comprende unas placas fotovoltaicas montadas sobre el tractor;
- -
- un sistema de tracción que comprende un motor eléctrico para el accionamiento, a baja velocidad y por medio de un reductor, del eje de las ruedas motrices, siendo dicho motor eléctrico alimentado por un variador de frecuencia conectado al sistema de alimentación y asociado a un analizador de corriente para el suministro a dicho motor eléctrico de una potencia variable acorde con la potencia suministrada por las placas fotovoltaicas,
- -
- un sistema de dirección que comprende un motor eléctrico alimentado a través de un variador de frecuencia para el accionamiento del eje de articulación del bastidor.
La unidad central de control es la encargada de
controlar el funcionamiento autónomo del tractor y de detectar
cualquier incidencia o fallo de funcionamiento del mismo.
El sistema de tracción mencionado anteriormente
es alimentado directamente por la energía eléctrica generada por las
placas fotovoltaicas, siendo el organizador de corriente el
encargado de garantizar que el variador de frecuencia suministre al
motor eléctrico del sistema de tracción una potencia variable y
acorde con la potencia suministrada por las placas fotovoltaicas
habiéndose previsto que la velocidad del desplazamiento del tractor
sea del orden de un metro por minuto, es decir, muy inferior a la de
los tractores impulsados por motores diésel.
De este modo el tractor puede realizar trabajos
agrícolas de forma autónoma, siendo guiado por GPS, durante las
horas de insolación.
De acuerdo con la invención y con el fin de
obtener el mayor rendimiento posible de las placas fotovoltaicas,
estas se encuentran montadas sobre el tractor por medio al menos de
un soporte orientable o seguidor solar que la dispone en la posición
adecuada para recibir en cada instante la mayor radiación solar
posible.
En una realización de la invención el sistema de
alimentación comprende unas baterías recargables de alimentación de
apoyo y que son las utilizadas para alimentar el sistema de
dirección, el seguidor solar y los dispositivos de control del
tractor, a excepción del sistema de tracción que como ya se ha
comentado anteriormente es alimentado directamente con la corriente
generada por las placas fotovoltaicas.
En este sentido cabe mencionar que el tractor
puede incorporar dos o más grupos de placas estando una parte de las
mismas destinadas a la alimentación del sistema de tracción y las
restantes a la alimentación de los dispositivos auxiliares.
En una realización de la invención las ruedas
motrices están conformadas por unas llantas metálicas sin cubiertas
o neumáticos con el fin de garantizar una correcta tracción del
vehículo sobre diferentes terrenos incluso sobre tierra húmeda, y a
reducir tanto el peso como el volumen de las mismas.
De acuerdo con la invención el bastidor trasero
dispone lateralmente de unos patines estabilizadores cuya finalidad
es incrementar la superficie de apoyo del tractor robotizado sobre
el terreno e impedir por ejemplo su volcado en terrenos con una
cierta inclinación o por efecto del viento lateral.
Al menos en una fase inicial del desarrollo se
ha previsto que este tractor tenga unas dimensiones reducidas y que
vaya destinado especialmente a las tareas de remover la tierra con
el fin de eliminar rastrojos y conseguir un esponjado del suelo.
Sin embargo, no se descarta que pueda realizar
otras tareas agrícolas con los aperos o accesorios adecuados.
La unidad de control mencionada anteriormente
dispone de unos medios para la transmisión de información sobre el
funcionamiento del tractor comunicando posibles averías, incidencias
u otros parámetros que puedan influir en su funcionamiento, por
ejemplo el grado de humedad de la tierra.
Para ello y de acuerdo con la invención el
tractor comprende al menos una cámara conectada a la unidad de
control, para la captación de imágenes del entorno y unos sensores
también conectados a la unidad de control para la captación de
parámetros ambientales y/o parámetros de la tierra a trabajar.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática en
alzado de un ejemplo de realización del tractor robotizado
alimentado por energía solar objeto de la invención.
- La figura 2 muestra una vista esquemática en
planta superior del tractor robotizado de la figura anterior.
- La figura 3 muestra un esquema del sistema de
alimentación y control del tractor robotizado.
En el ejemplo de realización mostrado en las
figuras adjuntas el tractor robotizado comprende un bastidor trasero
(1) y un bastidor delantero (2) articulados mediante un eje de giro
(3) conectado a un sistema de dirección que permite variar la
posición angular relativa entre ambos bastidores trasero y
delantero.
El bastidor trasero (1) es portador de los
aperos (5) adecuados en cada caso para los trabajos a realizar,
estando representados en este caso por unas reas para el rotulado de
la tierra. Dicho bastidor trasero (1) dispone de una rueda de apoyo
(4) y, lateralmente de unos patines estabilizadores (6).
Dicho bastidor trasero (1) también es portador
de la unidad central (7) de control telemático.
A su vez el chasis delantero (2) está provisto
de dos ruedas motrices (4b) conectadas a un sistema de tracción para
el desplazamiento del tractor. Las ruedas motrices (4b) están
conformadas por unas llantas metálicas carentes de cubierta o
neumático.
En el ejemplo mostrado en las figuras 1 y 2
sobre cada uno de los bastidores (1, 2) se encuentran montados
mediante sendos seguidores solares (8) sendos grupos de placas
fotovoltaicas (9a, 9b) que son las encargadas de generar la energía
eléctrica necesaria para el funcionamiento del tractor
robotizado.
En la figura 3 se ha representado
esquemáticamente un ejemplo de realización del sistema de
alimentación del tractor robotizado. El sistema de alimentación del
sistema de tracción representado en la parte superior de la figura 3
comprende un motor trifásico (10) que acciona el eje de las ruedas
motrices (4a) por medio de un reductor (11).
Este motor eléctrico (10), trifásico, es
alimentado por un variador de frecuencia (12) conectado a un grupo
de placas fotovoltaicas (9a) y asociado a un analizador de corriente
(13) que determina la potencia máxima suministrada por las placas
fotovoltaicas (9a) en cada instante y determina la potencia variable
a transmitir por parte del variador de frecuencia (12) al motor
eléctrico (10). Tal como ya se ha mencionado se ha previsto que este
sistema de alimentación, carente de baterías, proporcione un
desplazamiento del tractor a una velocidad aproximada de un metro
por minuto durante las horas de insolación.
El segundo grupo de placas fotovoltaicas (9b)
está conectado a unas baterías recargables (14) que son las
encargadas de suministrar energía eléctrica al resto de dispositivos
asociados a la unidad central de control (7). En este ejemplo
concreto las baterías recargables (14) alimentan a través de un
variador de frecuencia (15) al motor eléctrico (16) del sistema de
dirección. Este motor eléctrico (16) actúa por medio de un reductor
(17) sobre el eje (3) de articulación del chasis con el fin de
variar el ángulo definido por los bastidores trasero (1) y delantero
(2).
Las baterías recargables (14) alimentan
adicionalmente otros elementos tales como: la cámara (18) encargada
de captar las imágenes del entorno, un sistema de posicionamiento
global (19) (GPS), unos medios (20) para la transmisión de
información sobre el funcionamiento del tractor a un centro o
sistema remoto y de otros sensores que se consideren oportunos,
representados en este caso genéricamente por un sensor de humedad
(21) asociado a una reja (22) acoplada al bastidor trasero (1).
Obviamente y aunque no se ha representado los
diferentes elementos a controlar están conectados a un
microprocesador incluido en la unidad central de control (7) y que
dispone de un programa informático para la gestión de información y
el control del tractor.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (8)
1. Tractor robotizado alimentado por energía
solar, del tipo de los que comprenden un chasis articulado, portador
de aperos o dispositivos para la realización de labores agrícolas, y
compuesto por un bastidor trasero provisto de al menos una rueda de
apoyo y un bastidor delantero provisto de unas ruedas motrices,
caracterizado porque comprende:
- -
- una unidad central de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) para el guiado y desplazamiento autónomo del tractor;
- -
- un sistema de alimentación por energía solar conectado a la unidad de control y que comprende unas placas fotovoltaicas montadas sobre el tractor;
- -
- un sistema de tracción que comprende un motor eléctrico para el accionamiento, a baja velocidad y por medio de un reductor, del eje de las ruedas motrices, siendo dicho motor eléctrico alimentado por un variador de frecuencia conectado al sistema de alimentación y asociado a un analizador de corriente para el suministro a dicho motor eléctrico de una potencia variable acorde con la potencia suministrada por las placas fotovoltaicas,
- -
- un sistema de dirección que comprende un motor eléctrico alimentado a través de un variador de frecuencia para el accionamiento del eje de articulación del bastidor.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Tractor robotizado, según la reivindicación
1, caracterizado porque las placas fotovoltaicas se
encuentran montadas sobre el tractor por medio de, al menos, un
soporte orientable o seguidor solar.
3. Tractor robotizado, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema
de alimentación comprenden unas baterías recargables de alimentación
de apoyo.
4. Tractor robotizado, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las ruedas
motrices están conformadas por unas llantas metálicas, sin cubiertas
o neumáticos.
5. Tractor, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bastidor
trasero dispone lateralmente de unos patines estabilizadores.
6. Tractor, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende,
asociados a la unidad de control, unos medios para la transmisión de
información sobre el funcionamiento del tractor.
7. Tractor, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
al menos una cámara para la captación de imágenes del entorno,
encontrándose dicha cámara conectada a la unidad de control.
8. Tractor, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
unos sensores, conectados a la unidad de control, para la captación
de parámetros ambientales y/o parámetros de la tierra a
trabajar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030383A ES2346034A1 (es) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Tractor robotizado alimentado por energia solar. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES201030383A ES2346034A1 (es) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Tractor robotizado alimentado por energia solar. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2346034A1 true ES2346034A1 (es) | 2010-10-07 |
Family
ID=42752458
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|---|---|---|---|
| ES201030383A Pending ES2346034A1 (es) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Tractor robotizado alimentado por energia solar. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2346034A1 (es) |
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Effective date: 20110228 |