ES2803227T3 - Aparato, sistemas y métodos para barra portaaperos agrícola - Google Patents

Abstract

Un sistema de control para una barra portaaperos agrícola (10) arrastrada a través de una superficie del terreno por un tractor (5), incluyendo: una rueda (1550) acoplada a la barra portaaperos (10) para enganchar la superficie del terreno; un accionador (1317) acoplado a la barra portaaperos (10), estando dispuesto dicho accionador (1317) para modificar una fuerza de la tierra entre dicha rueda (1550) y la superficie de la tierra, estando relacionada dicha fuerza de la tierra con una presión de accionador aplicada al accionador (1317); un sistema de control de fluido (1330), estando dicho sistema de control de fluido en comunicación de fluido con dicho accionador (1317), siendo operable dicho sistema de control de fluido (1330) para poner dicha presión de accionador a una presión deseada del accionador; un sistema de control electrónico (1302) en comunicación electrónica con dicho sistema de control de fluido (1330), donde dicho sistema de control electrónico puede funcionar para modificar dicha presión de accionador deseada y; un sensor de transferencia de peso (1355) en comunicación electrónica con dicho sistema de control electrónico (1302), siendo operable dicho sensor de transferencia de peso (1355) para enviar una señal de transferencia de peso a dicho sistema de control electrónico (1302), donde la barra portaaperos tiene una posición de transporte y una posición de trabajo, caracterizado porque el peso de la barra portaaperos (10) es soportado por dicha rueda (1550) cuando está en dicha posición de transporte.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato, sistemas y métodos para barra portaaperos agrícola

Antecedentes

WO 2009/134144 A1 describe un dispositivo de control de la profundidad de una cuchilla de arado para regular la transferencia de carga desde un portador de implemento a una rueda de profundidad en una unidad de colocación durante el paso de la cuchilla de arado por un lecho de siembra, en el que un accionador de regulación de presión colocado entre el portador de implemento y la unidad de colocación está dispuesto para mantener una carga preestablecida en un punto de soporte para una rueda de profundidad, comunicando un sensor de peso conectado con el punto de soporte con una unidad de control para el accionador de regulación de presión.

Resumen

Según la invención se facilita un sistema de control para una barra portaaperos agrícola arrastrada a través de una superficie de la tierra por un tractor, y un método de controlar una barra portaaperos agrícola arrastrada a través de una superficie de la tierra por un tractor, como los definidos en las reivindicaciones anexas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista en perspectiva generalmente hacia atrás de una barra portaaperos en una posición de transporte.

La figura 1B es una vista en perspectiva generalmente hacia atrás de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de trabajo.

La figura 1C es una vista en perspectiva generalmente hacia atrás de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición intermedia.

La figura 2A es una vista superior de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de transporte.

La figura 2B es una vista superior de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de trabajo.

La figura 2C es una vista superior de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición intermedia.

La figura 3A es una vista en alzado lateral de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de transporte. La figura 3B es una vista en alzado lateral de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de trabajo.

La figura 4A es una vista en perspectiva generalmente hacia atrás de un montaje de barra portaaperos.

La figura 4B es una vista en alzado posterior del montaje de barra portaaperos de la figura 4A.

La figura 4C es una vista en perspectiva generalmente hacia delante del montaje de barra portaaperos de la figura 4A.

La figura 5A es una vista superior parcial del bastidor plegable de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 5B es una vista en perspectiva parcial generalmente hacia atrás del bastidor plegable de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 6A es una vista superior parcial de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de trabajo con giro a la izquierda.

La figura 6B es una vista superior parcial de la barra portaaperos de la figura 1A en una posición de trabajo con giro a la derecha.

La figura 7A es una vista en alzado lateral de un enganche de tres puntos convencional.

La figura 7B es una vista en alzado lateral de un montaje de barra portaaperos en combinación con un enganche de tres puntos modificado.

La figura 7C es una vista en alzado lateral de un montaje de barra portaaperos modificado en combinación con un enganche de tres puntos de la figura 7A.

La figura 8A es una vista en perspectiva parcial de la unión de bastidor plegable de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 8B es una vista superior parcial de la unión de bastidor plegable de la barra portaaperos de la figura 1A. La figura 8C es una vista en sección transversal parcial de la unión de bastidor plegable de la barra portaaperos de la figura 1A a lo largo de la sección A-A indicada en las figuras 8A y 8B.

La figura 9A es una vista en perspectiva del enganche de transporte de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 9B es una vista superior del enganche de transporte de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 9C es una vista en alzado lateral del enganche de transporte de la barra portaaperos de la figura 1A. La figura 10 es una vista en alzado posterior del retén de transporte de la barra portaaperos de la figura 1A.

La figura 11 ilustra una realización de un proceso para plegar una barra portaaperos desde una posición de trabajo a una posición de transporte.

La figura 12 ilustra un proceso para plegar una barra portaaperos desde una posición de transporte a una posición de trabajo.

La figura 13 ilustra esquemáticamente una realización de un sistema de control de barra portaaperos.

La figura 14 es una vista en alzado lateral de una unidad de hilera de una sembradora.

La figura 15 es una ilustración esquemática de una vista en alzado lateral de una parte de un tractor y una realización de la invención de un implemento de plantación incluyendo una unidad de hilera de sembradora y una rueda de asistencia de elevación.

La figura 16 ilustra un proceso para transferir peso entre un tractor y una barra portaaperos.

La figura 17 ilustra otro proceso para transferir peso entre un tractor y una barra portaaperos.

La figura 18 ilustra un proceso para controlar la altura de una barra portaaperos.

La figura 19A ilustra esquemáticamente un escenario de control de altura de la barra portaaperos.

La figura 19B ilustra esquemáticamente otro escenario de control de altura de la barra portaaperos.

La figura 19C ilustra esquemáticamente otro escenario de control de altura de la barra portaaperos.

La figura 20 ilustra una tabla de consulta de control de altura de barra portaaperos.

La figura 21 ilustra otro proceso para controlar la altura de una barra portaaperos.

La figura 22 ilustra un bucle de control de altura de la sección central y un bucle de control de altura de la sección de ala.

La figura 23 ilustra un bucle de control de altura combinado para una sección central y una sección de ala.

La figura 24 ilustra otro proceso para transferir peso entre un tractor y una barra portaaperos.

La figura 25 ilustra otro proceso para transferir peso entre un tractor y una barra portaaperos en base a una orden del operador.

Descripción

Visión general

Con referencia ahora a los dibujos, donde números de referencia análogos designan partes idénticas o correspondientes en las distintas vistas, las figuras 1A y 1B son vistas en perspectiva de una barra portaaperos agrícola 10 en una posición de transporte y una posición de trabajo, respectivamente. La figura 1C es una vista en perspectiva de una posición intermedia entre las posiciones de trabajo y transporte. La barra portaaperos 10 incluye un montaje 200, un bastidor plegable 400, y una sección trasera 500. El montaje 200 está montado en un tractor u otro vehículo de tracción. En la posición de trabajo, la sección trasera 500 está unida al montaje 200 por un enganche de trabajo 300. En la posición de transporte, el bastidor plegable 400 está unido al montaje 200 en un enganche de transporte 490. En la operación, la barra portaaperos 10 es movida desde la posición de transporte a la posición de trabajo plegando el bastidor plegable 400 y montando la sección trasera 500 en el enganche de trabajo 300. La barra portaaperos 10 es movida desde la posición de trabajo a la posición de transporte soltando la sección trasera 500 del enganche de trabajo 300 y desplegando el bastidor plegable 400. Comparando las figuras 1A y 1B, se apreciará que, en la posición de transporte, el perfil transversal de la barra portaaperos 10 es sustancialmente más estrecho que en la posición de trabajo. La mayor anchura transversal de la barra portaaperos 10 en la posición de transporte, incluyendo cualesquiera aperos montados, cae preferiblemente dentro de la anchura permisible permitida por las normas aplicables para transporte por carretera.

Aperos de enganche en tierra y ruedas

Como se ilustra mejor en la figura 5B, los aperos pueden fijarse a una barra central 520 de la sección trasera 500 y a secciones de ala 410 del bastidor plegable 400 por disposiciones de agujeros de montaje 440, o por pernos en U u otra estructura de montaje conocida en la técnica. Los aperos pueden incluir unidades de hilera de sembradora (como las descritas en la figura 1 de la Patente de Estados Unidos 9.173.339 del Solicitante), unidades de hilera de canales de semilla, unidades de cultivo de tierra, u otras unidades de entrada de cultivo o aperos de movimiento de tierras conocidos en la técnica. Conjuntos de ruedas auxiliares de elevación 1500 (no representados en la figura 5B, funcionalmente similares al conjunto de ruedas auxiliares de elevación 1500 ilustrado en la figura 15) están montados preferiblemente en ménsulas de montaje 540 montadas en la barra central 520. Las ménsulas de montaje 540 incluyen preferiblemente disposiciones de agujeros de montaje para la instalación de los conjuntos de ruedas auxiliares de elevación. Conjuntos de ruedas de ala (no representados) como los designados en general con los números de referencia 56 y 60 en la Patente de Estados Unidos número 7.469.648, también pueden montarse en disposiciones de agujeros de montaje 440 en o cerca de los extremos exteriores de las secciones de ala 410. Se deberá apreciar que, en algunas realizaciones y modos operativos, tales aperos y ruedas enganchan la tierra, imponiendo generalmente cargas verticales en la barra central 520 y las secciones de ala 410.

Ruedas auxiliares de elevación 1550 (figura 15) pueden montarse de forma orientable (como se ilustra en la Patente de Estados Unidos número 4.026.365) de tal manera que cada rueda auxiliar de elevación pueda pivotar alrededor de un eje generalmente vertical durante la operación. Se deberá apreciar, a la luz de esta descripción, que tales ruedas auxiliares de elevación orientables 1550 permiten el giro de la barra portaaperos 10 alrededor de radios más pequeños.

Componentes de la barra portaaperos

Con referencia a las figuras 2A y 2B, la barra portaaperos 10 se ilustra en una vista superior en su posición de transporte y posición de trabajo, respectivamente. La figura 2C es una vista superior de la barra portaaperos 10 en una posición intermedia entre las posiciones de transporte y de trabajo. El bastidor plegable 400 incluye el enganche de transporte 490, barras de tracción interiores 405, barras de tracción exteriores 415, las secciones de ala 410 y barras de pivote 420. Las barras de tracción interiores 405 van montadas pivotantemente en el enganche de transporte 490 para pivotar alrededor de un eje vertical en general. Las barras de tracción exteriores 415 van montadas pivotantemente en un primer extremo a las barras de tracción interiores 405 para pivotar alrededor de un eje generalmente horizontal. El pivote relativo de las barras de tracción 405, 415 es bloqueable preferiblemente de forma selectiva como se describe más adelante en este documento. Las barras de tracción exteriores 415 van montadas pivotantemente en un segundo extremo en las secciones de ala 410 para pivotar alrededor de un eje vertical en general. Las secciones de ala 410 van montadas pivotantemente en barras de pivote 420 para pivotar alrededor de un eje generalmente horizontal. La sección trasera 500 incluye la barra central 520, en la que las barras de pivote 420 del bastidor plegable 400 van montadas pivotantemente para pivotar alrededor de un eje vertical en general. En la operación, el bastidor plegable 400 es reconfigurado preferiblemente desde la posición de transporte a la posición de trabajo pivotando las secciones de ala 410 y las barras de tracción 405, 41 en una dirección hacia fuera hasta que las secciones de ala estén en alineación sustancialmente paralela o casi paralela a lo largo de una dirección sustancialmente transversal a la dirección de marcha. El bastidor plegable 400 se despliega preferiblemente desde la posición de trabajo a la posición de transporte pivotando las secciones de ala 410 y las barras de tracción 405, 415 en una dirección interior hasta que las secciones de ala estén en alineación generalmente paralela o casi paralela a lo largo de una dirección sustancialmente paralela a la dirección de marcha. Cilindros de plegado de ala 424 van montados pivotantemente en un primer extremo en la barra central 520 y en un segundo extremo en la barra de pivote 420. Los cilindros de plegado de ala 424 son preferiblemente cilindros hidráulicos de doble efecto capaces de plegar y desplegar el bastidor plegable 400 como se describe en este documento pivotando las secciones de ala 410 con relación a la barra central 520. El sistema de control de fluido 1330 controla preferiblemente los cilindros de plegado de ala 424 en un modo de control de flujo, por ejemplo, usando una válvula de control de flujo 1334 incorporada en el sistema de control de fluido 1330.

Se deberá apreciar que donde la barra portaaperos 10 incluye componentes izquierdos y derechos sustancialmente equivalentes o especulares, los componentes izquierdos corresponden generalmente a un número de referencia con el sufijo "-1" y los componentes derechos corresponden generalmente al mismo número de referencia con el sufijo "2." Ambos componentes izquierdos y derechos pueden indicarse colectivamente en este documento con el número de referencia sin sufijo.

Componentes del bastidor plegable

El enganche de transporte 490 se ilustra con más detalle en las figuras 9A-9C. Cada barra de tracción interior 405 está montada en una horquilla respectiva 491. Ambas horquillas 491 están acopladas pivotantemente a un pasador 498. El pasador 498 está alojado rotativamente dentro de una superficie interior de una protuberancia de pasador 493. Una barra de enganche 495 está acoplada pivotantemente a una superficie exterior de la protuberancia de pasador 493. Específicamente, la barra de enganche 495 incluye preferiblemente superficies superior e inferior que tienen agujeros que enganchan pivotantemente la protuberancia de pasador 493. Las superficies superior e inferior de la barra de enganche 495 también incluyen puntas 496 que se extienden entre las horquillas 491, limitando la rotación relativa de las barras de tracción interiores 405 a la posición extrema que se ve mejor en la figura 9B. Las protuberancias 494 están montadas en el pasador 498 y mantienen las horquillas 491 en relación verticalmente espaciada. Un señalizador de pasador 499 está montado preferiblemente en una superficie superior del pasador 498 y montado en la horquilla 491-1, evitando que el pasador 498 gire con relación a la horquilla 491-1. Un aro de luneta 492 está montado en la barra de enganche 495.

Como se ve mejor en las figuras 3A y 3B, el aro de luneta 492 engancha un enganche de pivote 250, que está montado en el montaje 200. Así, en la posición de transporte, el montaje 200 tira de la barra portaaperos 10 por el aro de luneta 492. Se deberá apreciar que, en la posición de transporte, el acoplamiento entre el enganche de pivote 250 y el aro de luneta 492 permite el pivote entre el montaje 200 y el bastidor plegable 400 alrededor de un eje generalmente vertical, pero también permite que el montaje y el bastidor plegable pivoten uno con relación a otro alrededor de un eje generalmente horizontal.

Los componentes derechos del bastidor plegable 400 se ilustran con más detalle en la posición de trabajo en las figuras 5A y 5B. La barra de tracción interior 405 y la barra de tracción exterior 415 están unidas en una unión 433. La unión 433 impide que las barras de tracción 405, 415 pivoten una con relación a otra alrededor de un eje sustancialmente horizontal 417. La barra de pivote 420 y la sección de ala 410 están unidas en una unión 423. La unión 423 impide que la sección de ala 410 y la barra de pivote 420 pivoten una con relación a otra alrededor de un eje sustancialmente horizontal 412. El eje 417 y el eje 412 son preferiblemente sustancialmente paralelos uno a otro. Además, el eje 417 y el eje 412 son preferiblemente sustancialmente colineales uno con otro. Dado que los ejes 417, 412 son sustancialmente colineales, la sección de ala 410 puede pivotar alrededor de la unión 423 en la posición de trabajo sin interferencia. Así, cuando la barra portaaperos 10 atraviesa el campo, la sección de ala 410 puede subirse o bajarse con relación a la barra central 520 en respuesta a los cambios del terreno.

La unión 433 se ilustra con más detalle en las figuras 8A-8C, en las que un gancho de retención 434 y un accionador 432 (ambos descritos en este documento con respecto a la figura 5^b ) no se representan por razones de claridad. Como se ve mejor en la vista en sección transversal de la figura 8C, la unión 433 incluye un pasador 450, una protuberancia interior 458, y protuberancias exteriores 455, 456. El pasador 450 está montado pivotantemente dentro de las protuberancias 455, 456, 458. La barra de tracción interior 405 incluye chapas de bisagra 465, 466 que están acopladas preferiblemente pivotantemente a la protuberancia interior 458. La barra de tracción exterior 415 está acoplada a las protuberancias exteriores 455, 456. La barra de tracción exterior 415 también incluye chapas de bisagra 461, 462 que están acopladas a las protuberancias exteriores 456, 455, respectivamente. Un señalizador de pasador 468 está montado preferiblemente en un extremo del pasador 450 y en la chapa de bisagra 461, evitando que el pasador 450 gire con relación a la barra de tracción exterior 415.

Se deberá apreciar que el pasador 450 define el eje 417 ilustrado en la figura 5A. Así, la orientación y la posición del pasador 450 con respecto al eje 412 son lo que permite que la barra de tracción exterior 415 y la sección de ala 410 pivoten simultáneamente sin interferencia. Por ejemplo, en las disposiciones en las que las barras de tracción 405, 415 son sustancialmente paralelas con la sección de ala 410 y la barra de pivote 420 en la posición de trabajo, el pasador 450 es preferiblemente sustancialmente coaxial con las protuberancias 455, 456, 458

Cuando la barra portaaperos 10 está en la posición de transporte o reconfiguración desde la posición de trabajo a la posición de transporte, las uniones 423 o las uniones 433 están preferiblemente bloqueadas para evitar que el bastidor plegable 400 se pliegue. La unión 423 puede bloquearse evitando la extensión o la retracción de un accionador 428, descrito en otro lugar en este documento, usando un mecanismo de bloqueo externo (no representado). La unión 433 se bloquea preferiblemente usando un gancho de retención 434 (que se ve mejor en la figura 5B, en la que el accionador 428 no se representa para claridad). El gancho de retención 434 está montado pivotantemente en la barra de tracción interior 405 y retiene soltablemente la barra de tracción exterior 415. En el transporte, el gancho de retención 434 está generalmente en compresión evitando que la unión 433 se desplace hacia abajo. Sin embargo, si las cargas que actúan en la unión 433 empujan la unión 433 hacia arriba, el gancho de retención 434 se coloca en tensión. El gancho de retención 434 se engancha y desengancha preferiblemente de forma selectiva usando un accionador 432. El accionador 432 está montado pivotantemente en un primer extremo en la barra de tracción interior 405 y en un segundo extremo en el gancho de retención 434. El accionador 434 es preferiblemente un cilindro hidráulico de doble efecto. La extensión del accionador 432 desengancha el gancho de retención 434, permitiendo que las barras de tracción 405, 415 pivoten una con relación a otra. La retracción del accionador 432 engancha el gancho de retención 434, evitando que las barras de tracción 405, 415 pivoten una con relación a otra.

Siguiendo haciendo referencia a la figura 5B, la barra de pivote 420 está montada pivotantemente en la barra central 520 con una horquilla 422. La horquilla 422 está montada en la barra central 520 en un pasador 421. El pasador 421 impide que la barra de pivote 420 gire con respecto a la barra central 520 alrededor de un eje sustancialmente vertical. Como se ilustra en las figuras 1A y 2A, en la posición de transporte, la horquilla 422 engancha la barra central 520 de tal manera que las barras de pivote 420 no pivoten con relación a la barra central 520.

Se deberá apreciar que pueden imponerse esfuerzos relativamente grandes al pasador 421 cuando se imponen cargas verticales variables a la barra central 520 y la barra de pivote 420. Así, la barra portaaperos 10 incluye preferiblemente características que alivian parcialmente estos esfuerzos del pasador 421. En la posición de trabajo, con referencia a la figura 5B, la barra de pivote 420 incluye preferiblemente una cavidad de tope 426 y la sección central 520 incluye preferiblemente un rodillo 525. A la reconfiguración de la posición de transporte a la posición de trabajo, el rodillo 525 engancha preferiblemente la cavidad de tope 426. La cavidad de tope 426 incluye preferiblemente superficies achaflanadas superior e inferior para guiar el rodillo 525 a la cavidad de tope. Si la barra central y la barra de pivote pivotan verticalmente una con relación a otra más allá de una cantidad umbral, el rodillo 525 contacta la cavidad de tope 426 de tal manera que una parte de la carga de deflexión se desplaza a la cavidad de tope y el rodillo, reduciendo la carga en el pasador 421. En la posición de transporte, como se ve mejor en la figura 1A, cada horquilla 422 engancha preferiblemente la barra central 520 de tal manera que la carga requerida para mantener la posición relativa de la barra de pivote 420 y la barra central es compartida entre el pasador 421 y la horquilla.

En la posición de trabajo, la barra central 520 y la sección de ala 410 pueden pivotarse alrededor de la unión 423 usando un accionador 428. El accionador 428 está montado pivotantemente en un extremo proximal en la barra de pivote 420 y en un extremo distal en la sección de ala 410. El accionador 428 es preferiblemente un cilindro hidráulico de doble efecto. El sistema de control de fluido 1330 controla preferiblemente el accionador 428 en un modo de control de flujo, por ejemplo, usando una válvula de control de flujo 1334 incorporada en el sistema de control de fluido 1330. Así, el sistema de control de fluido puede funcionar para modificar la posición (es decir, el grado de extensión) del accionador de sección de ala 428. La extensión del accionador 428 pivotará la sección de ala 410 hacia abajo con relación a la barra central 520. Igualmente, la retracción del accionador 428 pivotará la sección de ala 410 hacia arriba con relación a la barra central 520. Se deberá apreciar que las posiciones de montaje del extremo de cabeza y el extremo de varilla del accionador 428 pueden invertirse en otras disposiciones. Enganche de trabajo

El enganche de trabajo 300 retiene selectivamente la barra portaaperos 10 en la posición de trabajo. Con referencia a las vistas laterales de las posiciones de transporte y trabajo de las figuras 3A y 3B, la sección trasera 500 incluye un asiento 510. El asiento 510 incluye una clavija maestra superior 512-1 y una clavija maestra inferior 512-2. El montaje 200 incluye un retén de clavija maestra superior 212-1 y un retén de clavija maestra inferior 212-2. Cuando la barra portaaperos 10 se reconfigura a la posición de trabajo, los retenes de clavija maestra 212 enganchan preferiblemente las clavijas maestras 512. Como se ilustra mejor en la vista en perspectiva de la figura 4A, cada retén de clavija maestra 212 incluye un par de chapas de pivote 216, cada una de las cuales tiene una ranura en un extremo trasero. Una chapa de retención 214 está montada pivotantemente entre cada par de chapas de pivote 216. Un accionador 222 está conectado pivotantemente en un extremo delantero al montaje 200 y conectado pivotantemente en un extremo trasero a la chapa de retención 214. Cuando la barra portaaperos 10 se reconfigura desde la posición de transporte a la posición de trabajo, las clavijas maestras 512 son recibidas dentro de las ranuras en las chapas de pivote 216. Una vez que la barra portaaperos 10 está completamente en la posición de trabajo, los accionadores 222 se retiran preferiblemente, girando las chapas de retención 214 y fijando las clavijas maestras 512, reteniendo así la barra portaaperos 10 en la posición de trabajo cuando el tractor se desplaza hacia delante. Antes de que la barra portaaperos 10 se reconfigure desde la posición de trabajo a la posición de transporte, los accionadores 222 se extienden preferiblemente, girando los retenes 214 para que las clavijas maestras 512 puedan desplazarse hacia atrás de las ranuras en las chapas de pivote 216. Se deberá apreciar que otros aparatos y métodos para fijar la barra portaaperos 10 en la posición de trabajo pueden usarse en otras disposiciones. Por ejemplo, las chapas de retención 250 pueden incluir una parte de gancho empujada por muelle que permite que las clavijas maestras 512 entren en las chapas de pivote 216, pero evitan que se extraigan hasta que las chapas de retención se giren para desenganchar los retenes de clavija maestra 212.

Como se ilustra mejor en las figuras 3A y 3B, el asiento 510 se extiende hacia atrás de la barra central 520 e incluye preferiblemente una estructura de montaje para arrastrar un carro de salida como el descrito en la Patente de Estados Unidos número 5.485.797.

Como se ilustra mejor en las figuras 6A y 6B, el enganche de trabajo 300 permite preferiblemente que el bastidor 400 pivote alrededor de las clavijas maestras 512 mientras está en la posición de trabajo. Pasando a la figura 3B, en la posición de trabajo, el enganche de pivote 250 y el aro de luneta 492 están desenganchados de modo que las fuerzas horizontales son impartidas primariamente desde el montaje 200 al bastidor 400 a través de las clavijas maestras 512. Así cuando se retienen en la posición de trabajo, la clavija maestra superior 512-1 y la clavija maestra inferior 512-2 definen un eje de rotación generalmente vertical alrededor del que el montaje 200 y el bastidor 400 pueden pivotar uno con relación a otro durante la operación. Así, aunque el montaje 200 está montado integralmente en el tractor, el tractor puede girar alrededor de un cierto radio mínimo sin girar el bastidor 400. Volviendo a las figuras 6A y 6B, se deberá apreciar que, si el tractor gira alrededor del radio mínimo, el tubo de par 205 (descrito en este documento con respecto a la figura 4A) contactará una de las barras de tracción interiores 405. Así, en una disposición preferida, las barras de tracción interiores 405 o el tubo de par 205 están provistos de topes elásticos 280, como se ilustra en las figuras 6A y 6B. Los topes 280 pueden incluir zapatas hechas de material elástico tal como caucho, o pueden incluir cualquier aparato configurado para evitar el daño de la barra portaaperos 10. Se deberá apreciar que, en otras realizaciones, el tubo de par puede acortarse horizontalmente con el fin de permitir que el tractor gire libremente alrededor de radios más pequeños.

El enganche de trabajo 300 transfiere preferiblemente cargas verticales desde el montaje 200 al bastidor plegable 400 y por ello a los aperos montados en la barra central 520 y las secciones de ala 410. Volviendo a las figuras 3A y 3B, el asiento 510 incluye una chapa de transferencia de peso 515 que tiene bordes achaflanados superior e inferior. Cuando la barra portaaperos 10 reconfigura la posición de trabajo, la chapa 515 pasa entre dos rodillos de empuje 215 (que se ven mejor en la figura 4B) montados pivotantemente en el montaje 200. Un rodillo de empuje inferior 215-1 está dispuesto preferiblemente para contactar de forma rodante la superficie achaflanada inferior de la chapa 515. Un rodillo de empuje superior 215-2 está dispuesto preferiblemente para contactar de forma rodante la superficie achaflanada superior de la chapa 515. Las superficies achaflanadas superior e inferior de la chapa 515 están preferiblemente a 45 grados de un eje vertical, mientras que los rodillos de empuje superior e inferior 515 están desviados preferiblemente angularmente 90 grados. Se deberá apreciar que otras configuraciones de la chapa y los rodillos de empuje también permitirán la transmisión de cargas verticales entre el montaje 200 y el bastidor 400. Las fuerzas descendentes netas impuestas al montaje 200 pueden ser impartidas al bastidor 400 a través de la superficie de contacto entre el rodillo de empuje superior 215-2 y la superficie achaflanada superior de la chapa 515. Las fuerzas ascendentes netas impuestas al montaje 200 pueden ser impartidas al bastidor 400 a través de la superficie de contacto entre el rodillo de empuje inferior 215-1 y la superficie achaflanada inferior de la chapa 515. Como se ve mejor en la figura 2A, las superficies achaflanadas de la chapa de transferencia de peso 515 están preferiblemente curvadas alrededor de un eje generalmente vertical situado hacia atrás. Así, cuando la barra portaaperos 10 está en la posición de trabajo, el montaje 200 puede girar alrededor de las clavijas maestras 512 (por ejemplo, a las posiciones representadas en las figuras 6A y 6B) mientras que la chapa 515 permanece dispuesta entre los rodillos de empuje superior e inferior 215.

Montaje

El montaje 200 se ilustra con más detalle en las figuras 3B y 4A-4C. El enganche de pivote 250 está montado en un tubo de par 205. Las chapas laterales 219 están montadas en relación de separación transversal en el tubo de par 205. Una barra de enganche 242 está montada en las chapas laterales 219. Un mástil 210 está montado en el tubo de par 205, colocado preferiblemente entre las chapas laterales 219 y sustancialmente equidistante de ellas. Los rodillos de empuje 215, los retenes de clavija maestra 212 y los accionadores 222 están acoplados al mástil 210, que se extiende tanto encima como debajo del tubo de par 205. Una articulación superior 220 está acoplada pivotantemente al mástil 210 en una unión 221. Un cilindro de montaje 230 está acoplado pivotantemente en un primer extremo al mástil 210 en una unión 217. El cilindro de montaje 230 está acoplado pivotantemente en un segundo extremo a la articulación superior 220 en una unión 218. El cilindro de montaje 230 es preferiblemente un cilindro hidráulico de doble efecto. Se deberá apreciar a la luz de esta descripción que el cilindro de montaje 230 incluye un accionador de transferencia de peso operable para transferir peso entre el tractor y la barra portaaperos 10. Expresado de otro modo, el cilindro de montaje 230 transmite fuerzas verticales entre el tractor y la barra portaaperos 10.

El montaje 200 está configurado preferiblemente para montaje en un enganche de tres puntos. Un enganche de tres puntos de la técnica anterior 600, similar al descrito en la Patente de Estados Unidos número 7.861.794, se ilustra en la figura 7A. El enganche 600 incluye un par de articulaciones de tracción transversalmente espaciadas 610, una articulación superior 620 dispuesta en el centro encima de las articulaciones de tracción, un par de puntales 630 y cilindros de articulación de tracción asociados 640 configurados para subir y bajar las articulaciones de tracción. La combinación del montaje 200 y el enganche 600 se ilustra en la figura 7B. Para montar el montaje 200 en el enganche 600, se quita preferiblemente la articulación superior 620 y se monta la articulación superior 220 en una unión 224. Los puntales 630 se desenganchan preferiblemente de las articulaciones de tracción 610 y preferiblemente se quitan. Las articulaciones de tracción 610 se acoplan entonces pivotantemente a la barra de enganche 242.

En la operación, el cilindro de montaje 230 puede retirarse para subir la barra portaaperos 10 con relación al tractor, o extenderse para bajar la barra portaaperos con relación al tractor.

Retenes de transporte

En una disposición preferida ilustrada en la figura 10, la barra portaaperos 10 incluye retenes de transporte 480 para mantener selectivamente la barra portaaperos en la posición de transporte. El retén de transporte 480 incluye una chapa ranurada 413 montada pivotantemente en la barra de tracción exterior 415 en un pasador 414. Un accionador 416, preferiblemente un cilindro hidráulico de doble efecto, está montado en la sección de ala 410 y acoplado pivotantemente a la chapa ranurada 413. En la operación, el accionador 416 es accionado para subir y bajar la chapa ranurada 413 para enganchar selectivamente un pasador 411 montado en la sección de ala 410. Cuando la chapa ranurada 413 se baja para enganchar el pasador 411, se evita que la sección de ala 410 y la barra de tracción exterior 415 pivoten alejándose una de otra, sujetando el bastidor plegable 400 en la posición de transporte. En el ejemplo ilustrado, cada retén de transporte 480 retiene selectivamente la barra de tracción exterior 415 en la sección de ala 410, pero se deberá apreciar que disposiciones similares de retén 480 podrían mantener selectivamente la barra portaaperos en la posición de transporte, por ejemplo, reteniendo la barra de tracción interior 405 a la sección de ala 410, reteniendo la barra de tracción interior 405-1 a la barra de tracción interior 405-2, o reteniendo la barra de tracción exterior 415-1 a la barra de tracción exterior 415-2.

Aperos

Como se describe en otro lugar en este documento, los aperos montados en la barra portaaperos 10 pueden incluir unidades de hilera de sembradora. En la figura 14 se ilustra un ejemplo, en el que una unidad de hilera de sembradora 1400 está montada en la sección de ala 410 mediante una ménsula de montaje 13 instalada en las disposiciones de agujeros de montaje 440 (figura 5B). Se deberá apreciar que pueden montarse unidades de hilera similares en la barra central 520.

La unidad de hilera 1400 es soportada desde el bastidor de sembradora o barra portaaperos 10 por una articulación de brazos paralelos 14 que se extiende entre la sección de ala 410 y el bastidor de unidad de hilera 16. Una carga muerta indicada con la flecha 18 representa la carga muerta de toda la unidad de hilera, incluyendo la masa de un conjunto de discos abridores 20 (incluyendo discos abridores 41 y ruedas de calibre 42), el bastidor 16, una tolva de semillas 22, una tolva de insecticida 24, un medidor de semillas y un tubo de semillas, y la masa de cualesquiera otros accesorios o dispositivos soportados por el bastidor de unidad de hilera 16. Además, las cargas vivas correspondientes a la masa de las semillas y el insecticida almacenados dentro de las tolvas 22, 24 se representan con flechas 26 y 28, respectivamente.

También se representa una fuerza descendente suplementaria 30 que actúa en los brazos paralelos 14. La fuerza descendente suplementaria 30 actúa de manera que aumente o disminuya la fuerza descendente total o general en la unidad de hilera. La fuerza descendente suplementaria 30 es aplicada preferiblemente por el accionador de fuerza descendente de apero 32. Para lograr un equilibrio de carga estático, la carga muerta 18, las cargas vivas 26, 28 y la fuerza descendente suplementaria 30 son resistidas por las fuerzas de reacción ejercidas por el terreno contra el disco abridor (carga de discos abridores 38), las ruedas de calibre (la carga de ruedas de calibre 40) y las ruedas de cierre 34 (la carga de las ruedas de cierre 36).

Como entienden bien los expertos en la técnica, se utiliza un mecanismo de regulación de profundidad 44 para poner la distancia relativa entre la parte inferior de los discos abridores 41 y la superficie inferior de las ruedas de calibre 42, estableciendo por ello la profundidad de penetración de los discos abridores 41 en la superficie de la tierra.

Sistema de control de barra portaaperos - visión general

Un sistema de control 1300 para controlar la barra portaaperos 10 se ilustra en la figura 13. El sistema de control 1300 incluye preferiblemente un controlador 1302, un sistema de control de fluido 1330, un sistema accionador de plegado 1320, un sistema de transferencia de peso 1310, una fuente de potencia hidráulica 1335, una serie de sensores de posición 1340, un sistema de control de altura 1350, un sensor de transferencia de peso 1355 (figura 15), una serie de accionadores de fuerza descendente de aperos 32, y una serie de sensores de altura 1360 (figura 14).

El controlador 1302 está preferiblemente en comunicación eléctrica con el sistema de control de fluido 1330. El sistema de control de fluido 1330 está en comunicación de fluido con la fuente de potencia hidráulica 1335, el sistema accionador de plegado 1320, el sistema de transferencia de peso 1310, el sistema de control de altura 1350 y los accionadores de fuerza descendente de aperos 32. Los sensores de posición 1340 están preferiblemente en comunicación eléctrica con el controlador 1302. Los sensores de altura 1360 están preferiblemente en comunicación eléctrica con el controlador 1302. El sensor de transferencia de peso 1355 está preferiblemente en comunicación eléctrica con el controlador 1302.

Sistema de control de barra portaaperos - controlador

El controlador 1302 incluye preferiblemente una CPU 1305, una memoria 1309 y una unidad de visualización 1307 que tiene una interfaz gráfica de usuario que permite al usuario ver información e introducir órdenes. En una realización preferida, el controlador 1302 es un supervisor de implemento como el descrito en la Patente de Estados Unidos 8.386.137 del Solicitante.

Sistema de control de barra portaaperos - accionadores de fuerza descendente de aperos

Cada accionador de fuerza descendente de apero 32 (figura 14) está configurado preferiblemente para aumentar o disminuir la fuerza vertical entre la barra portaaperos 10 y un apero de enganche en tierra montado en la barra portaaperos 10.

En la operación, el controlador 1302 envía una orden individual al sistema de control de fluido 1330 con el fin de aplicar una fuerza vertical deseada entre cada unidad de hilera 1400 y la barra portaaperos 10. Se deberá apreciar que, debido a diferencias en las condiciones de la tierra y otros factores, la fuerza vertical deseada y ordenada puede variar entre aperos y la fuerza vertical aplicada a cada herramienta puede variar con el tiempo.

Sistema de control de barra portaaperos - entradas

Cada sensor de altura 1360 está configurado preferiblemente para generar una señal eléctrica relacionada con la altura de un apero de enganche en tierra con relación a la barra portaaperos 10. Con referencia a la figura 14, el sensor de altura 1360 puede incluir un potenciómetro rotativo 1362 montado en una unidad de hilera de sembradora 1400. El potenciómetro 1362 está acoplado preferiblemente a un brazo seguidor 1364 configurado para contactar de forma rodante una superficie superior de un brazo paralelo 14 y preferiblemente empujado hacia abajo contra el brazo paralelo. Así cuando la unidad de hilera 1400 sube y baja con relación a la barra portaaperos 10, el brazo seguidor se desplaza, produciendo una variación de una señal eléctrica generada por el potenciómetro 1362. En otras realizaciones, otros dispositivos adecuados supervisan la posición vertical relativa de la unidad de hilera 1400 y la barra portaaperos 10. Por ejemplo, en la unidad de hilera 1400 podría montarse un potenciómetro de cadena que tenga una cadena montada en un brazo paralelo 14. En otra realización, un sensor de posición, tal como un transductor de desplazamiento LVDT, podría estar incorporado con uno o varios accionadores de fuerza descendente de aperos 32; la longitud del accionador de fuerza descendente de apero 32 puede ser usada entonces para determinar el ángulo de los brazos paralelos 14 con relación a la barra portaaperos 10. En otras realizaciones, como también se ilustra en la figura 14, un sensor de altura 1360 montado en la barra portaaperos 10 (por ejemplo, en la sección de ala 410) puede incluir un sensor de proximidad dispuesto para medir la distancia entre la barra portaaperos y la tierra en la posición lateral del sensor de altura.

La señal procedente de cada sensor de altura 1360 está relacionada con la altura con relación a tierra de la parte de la barra portaaperos 10 en la que está montada la unidad de hilera que incorpora el sensor de altura. (en realizaciones donde un sensor de altura adecuado está acoplado directamente a la barra portaaperos, la señal está relacionada con la parte de la barra portaaperos a la que está acoplado el sensor de altura.) un sensor de altura 1360 puede estar incorporado en cada unidad de hilera 1400 montada en la barra portaaperos 10. Para llevar a cabo el método de control de altura descrito en este documento con respecto a la figura 18, es beneficioso incorporar un sensor de altura 1360 en al menos una unidad de hilera montada en la barra central 520 y al menos en cada unidad de hilera montada en cada sección de ala 410 porque las secciones de ala 410 pueden flexionarse con relación a la barra central. Sin embargo, es preferible tener múltiples sensores de altura 1360 en cada sección de la barra (por ejemplo, la barra central 520 y cada sección de ala 410) debido a la variación potencial de la topografía del terreno transversal a la dirección de marcha. Por ejemplo, si se usa un solo sensor de altura 1360 en el punto medio de la sección de ala 410, es posible que el sistema no pueda detectar un aumento significativo de la elevación del terreno en el extremo distal de la sección de ala 410. En las variaciones más comunes de la topografía del terreno que se encuentran durante las operaciones de trabajo en el campo, el extremo exterior de una sección de ala encuentra una zona, a menudo cerca del borde de un campo. Expresado de otro modo, es relativamente raro que la barra portaaperos encuentre una característica topográfica que afecte solamente a la altura de la barra central o los extremos interiores de las secciones de ala. Así, donde se incorpora un solo sensor de altura 1360 a una unidad de hilera de sección de ala, se coloca preferiblemente cerca del extremo distal de la sección de ala.

Como se describe en este documento con respecto a la figura 14, el accionador de fuerza descendente de apero puede incluir un cilindro configurado para suministrar una fuerza descendente suplementaria 30 desde la barra portaaperos 10 a una unidad de hilera de sembradora 1400. En tal realización, la fuerza descendente suplementaria ordenada 30 incluye una entrada al sistema de control de barra portaaperos 1300 que representa la fuerza vertical transmitida entre la barra portaaperos 10 y la unidad de hilera 1400.

En la realización según la invención ilustrada en la figura 15, el sensor de transferencia de peso 1355 es preferiblemente un sensor de presión adecuado configurado para medir la presión en el cilindro de montaje 230. En algunas de tales realizaciones, el sensor de transferencia de peso 1355 incluye un transductor de presión hidráulica tal como los fabricados por Link Engineering en Plymouth, Michigan. La presión del cilindro de montaje incluye una entrada al sistema de control de barra portaaperos 1300 relacionada con la fuerza vertical transmitida entre el tractor y la barra portaaperos 10. En otras realizaciones, el sensor de transferencia de peso 1355 incluye un extensímetro montado en el enganche 200 en una posición que soporta el esfuerzo resultante de la transferencia de peso entre el tractor y la barra portaaperos (por ejemplo, en la articulación superior 220). Como se ilustra en la figura 7C, en algunas realizaciones de la barra portaaperos en las que la barra portaaperos está montada integralmente en el enganche de tres puntos por un enganche modificado 200', el sensor de transferencia de peso 1355 es preferiblemente un sensor de presión de fluido configurado para generar una señal relacionada con la presión en los cilindros de articulación de tracción 640. En tales realizaciones, el sensor de transferencia de peso 1355 está preferiblemente en comunicación de fluido con al menos uno de los cilindros de articulación de tracción 640. Como se describe en otro lugar en este documento, el sensor de transferencia de peso 1355 está en comunicación eléctrica con el controlador 1302 para comunicar una señal relacionada con la presión en los cilindros de articulación de tracción 640.

Los sensores de posición 1340 pueden incluir cualquier conjunto adecuado de dispositivos para determinar la posición actual de la barra portaaperos 10. En una realización, los sensores de posición 1340 pueden incluir transductores externos de desplazamiento lineal que incorporan sensores de efecto Hall (como el Modelo número SLH100 que se puede obtener de Penny & Giles en City of Industry, California) configurado para generar una señal eléctrica relacionada con la posición de un accionador. Tales sensores pueden incorporarse en los cilindros de plegado de ala 424, el cilindro de montaje 230 y el accionador de sección de ala 428, así como otros accionadores descritos en este documento. El controlador 1302 puede usar sensores de posición 1340 para determinar si la barra portaaperos 10 está en configuraciones especificadas apropiadas para enganchar y desenganchar los retenes descritos en este documento. Se deberá apreciar que, en algunas realizaciones, los sensores de posición 1340 se han eliminado y el operador introduce al controlador 1302 órdenes que indican cuándo la barra portaaperos 10 está en tales configuraciones.

Sistema de control de barra portaaperos - salidas

El sistema accionador de plegado 1320 incluye los accionadores de retén de tubo de tracción 432, cilindros de plegado de ala 424, accionadores de retén de transporte 416, accionadores de retén de clavija maestra 212, y accionadores de rueda de ala 1319 configurados para subir o bajar una o varias ruedas de ala.

El sistema de transferencia de peso 1310 incluye accionadores de asistencia de elevación 1317 (figura 15) configurados para subir o bajar uno o varios conjuntos de rueda auxiliar de elevación 1500 montados en la barra portaaperos.

El sistema de control de altura 1350 incluye el cilindro de montaje 230 y accionadores de sección de ala 428.

Métodos de plegado

En la operación, la barra portaaperos 10 se reconfigura desde la posición de trabajo a la posición de transporte según un proceso ilustrado en la figura 11. En el paso 1105, el cilindro de montaje 230 se retira preferiblemente totalmente para subir la barra portaaperos 10. En el paso 1110, los accionadores de asistencia de elevación 1317 se ponen a una presión máxima o alta de tal manera que las ruedas auxiliares de elevación 1550 (figura 15) enganchen firmemente la tierra. En el paso 1115, los accionadores de sección de ala 428 se retiran completamente para poner las secciones de ala 410 en relación paralela con la barra central 520. En el paso 1120, los accionadores de sección de ala 428 se bloquean preferiblemente en el estado completamente retirado usando mecanismos adecuados de bloqueo de cilindro tal como los incorporados en los cilindros hidráulicos de autobloqueo en retracción que se pueden obtener de PFA, Inc. En Germantown, Wisconsin. En el paso 1125, los accionadores de retén de barra de tracción 432 se retiran para retener las barras de tracción 405, 415. En el paso 1130, los accionadores de rueda de ala 1319 se extienden de tal manera que las ruedas de ala enganchen firmemente la tierra. En el paso 1135, los accionadores de retención de clavija maestra 222 se extienden para desenganchar los retenes de clavija maestra 212, liberando las clavijas maestras 512 y permitiendo que la sección trasera 500 se desplace hacia atrás con relación al montaje 200. En el paso 1140, los cilindros de plegado de ala 424 se extienden, plegando las secciones de ala 410 y las barras de tracción 405, 415 hacia alineación sustancial a lo largo de una dirección paralela a la dirección de marcha. En el paso 1145, el operador puede mover el tractor hacia delante para asistir simultáneamente el proceso de plegado del paso 1140, pero el operador también puede dejar el tractor en su lugar o permitir simplemente que ruede lo necesario durante el paso 1140. En el paso 1150, una vez que los cilindros de plegado de ala 424 están completamente extendidos y el bastidor plegable está en la posición de transporte, el accionador de retén de transporte 416 se retira preferiblemente para enganchar el retén de transporte 480, reteniendo el bastidor plegable en la posición de transporte.

En la operación, la barra portaaperos 10 se reconfigura preferiblemente desde la posición de transporte a la posición de trabajo según un proceso ilustrado en la figura 12. En el paso 1205, el accionador de retén de transporte 416 se extiende para desenganchar el retén de transporte 480, liberando las secciones de ala 410 y las barras de tracción 405, 415 para que pivoten una con relación a otra en un plano sustancialmente horizontal. En el paso 1210, el operador puede comenzar opcionalmente a mover el tractor hacia atrás, pero también puede mantener el tractor en posición o permitir que el tractor ruede lo necesario. En el paso 1215, los cilindros de plegado de ala 424 se retiran, plegando las secciones de ala 41 y las barras de tracción 405, 415 hacia alineación sustancial a lo largo de una dirección transversal a la dirección de marcha. En el paso 1220, una vez que las clavijas maestras 512 están situadas dentro de los retenes de clavija maestra 212, los accionadores de retención de clavija maestra 222 se retiran, enganchando los retenes de clavija maestra para mantener la sección trasera 500 en posición y retener el bastidor plegable 400 en la posición de trabajo. En el paso 1225, los accionadores de rueda de ala 1319 se retiran preferiblemente, elevando las ruedas de ala con respecto a la tierra. En el paso 1230, los accionadores de retén de barra de tracción 432 se extienden para soltar las barras de tracción 405, 415. En el paso 1235, los accionadores de sección de ala 428 son desbloqueados, permitiendo que las secciones de ala 410 pivoten con relación a la barra central 520 en un plano sustancialmente vertical. En el paso 1245, los accionadores de asistencia de elevación 1317 se ponen a una presión baja. En el paso 1250, el cilindro de montaje 230 se extiende desde su posición retirada, bajando la barra portaaperos 10 a la posición de trabajo.

Métodos de control de altura

Donde se usan unidades de hilera de sembradora 1400 (figura 14) en unión con la barra portaaperos 10, es deseable mantener una altura constante de la barra portaaperos 10 con relación a la tierra de tal manera que los brazos paralelos 14 estén sustancialmente paralelos a la tierra con el fin de mejorar la suavidad de la marcha de la unidad de hilera cuando la sembradora atraviesa el campo, mejorando por ello la colocación exacta de las semillas. En la operación, tal control de altura puede ser realizado usando el sistema de control de altura 1350 (figura 13) y los sensores de altura 1360. Usando la barra portaaperos 10 como una realización de bastidor ejemplar, la altura de la barra central 520 y las secciones de ala 410 con relación a la tierra puede ser controlada por separado para tener en cuenta las variaciones de la topografía del terreno.

Tal método de control de altura se ilustra en la figura 18. En el paso 1805, la altura de la barra central 520 se determina usando un sensor de altura 1360 incorporado en una unidad de hilera 1400 montada en la barra central 520. En el paso 1810, el controlador 1302 determina si la altura de la barra central está dentro de un rango deseado. Si no lo está, en el paso 1815 el controlador 1302 ordena un ajuste de la posición del cilindro de montaje que tiende a poner la altura de la barra central dentro del rango deseado. Por ejemplo, en la realización ilustrada en la figura 15, si la altura de la barra central 520 era demasiado baja con relación a la tierra, el cilindro de montaje 230 se retirará preferiblemente con el fin de elevar la barra central. Con el fin de llevar a cabo este paso, el sistema de control de fluido 1330 controla preferiblemente el cilindro de montaje 230 en un modo de control de flujo (por ejemplo, usando una válvula de control de flujo 1334 incorporada en el sistema de control de fluido 1330). Así, el sistema de control de fluido 1330 puede funcionar para controlar la posición (es decir, el grado de extensión) del cilindro de montaje 230. Si el sistema determina que la barra central está a la altura deseada, entonces en el paso 1820 el sistema de control de barra portaaperos mantiene la posición del cilindro de montaje y determina la altura de la sección de ala en el paso 1825. Como con la barra central, la altura de cada sección de ala 410 con relación a la tierra se determina preferiblemente usando la señal de un sensor de altura 1360 incorporado en una unidad de hilera en la sección de ala. En el paso 1830, el controlador 1302 determina si las alturas de las secciones de ala 410 están dentro de un rango deseado. Si no lo están, entonces se usan accionadores de sección de ala 428 para regular la altura de las secciones de ala 410 en el paso 1835. Una vez que las secciones de ala 410 están dentro del rango deseado, el controlador 1302 mantiene la posición de los accionadores de sección de ala 428 en el paso 1840.

Dado que la altura de las unidades de hilera a lo largo de cada sección de ala 410 (y en menor grado a lo largo de la barra central 520) puede variar en cualquier tiempo dado, puede haber situaciones en las que la barra portaaperos pueda estar insuficientemente articulada para poner todas las unidades de hilera instrumentadas (es decir, las que tienen sensores de altura 1360) dentro del rango de altura deseado. Así, según un método modificado de control de altura, se determina una altura media de sección de barra (por ejemplo, la altura media de la sección de ala en el paso 1830) promediando la altura determinada para múltiples unidades de hilera a lo largo de una sección. La altura de sección se corrige entonces (por ejemplo, en el paso 1835) para poner la altura media de la sección dentro de un rango deseado. Este método tiene la ventaja adicional de reducir la frecuencia del ajuste de altura.

En algunos ejemplos, el método ilustrado en la figura 18 se modifica de tal manera que las secciones centrales y las secciones de ala son controladas independientemente. Un ejemplo se ilustra en la figura 22, que ilustra un bucle de control de altura de sección central 2210 para controlar la altura de la barra central 520 y un bucle independiente de control de altura de la sección de ala 2220 para controlar la altura de una de las secciones de ala 410. Se deberá apreciar que un segundo sistema de control de sección de ala similar al sistema de control de sección de ala 2220 controla preferiblemente la altura de la sección de ala opuesta 410.

Pasando al bucle del sistema de control de altura de la sección central de la figura 22, la referencia 2211 corresponde preferiblemente a una altura deseada de la sección central, por ejemplo, la señal deseada de uno o varios sensores de altura 1360 asociados con una o varias unidades de hilera en la sección central. El error entre la referencia 2211 y una señal de sensor 2218, por ejemplo, la señal real de uno o varios sensores de altura 1360 asociados con una o varias unidades de hilera en la sección central, es procesado en un paso de procesamiento de señal 2212 para determinar una señal de entrada 2214. El paso de procesamiento 2212 es realizado preferiblemente por el controlador 1302 e incluye preferiblemente pasos de procesamiento proporcional-integral-derivada conocidos en la técnica para asegurar la oportuna corrección evitando al mismo tiempo una corrección excesiva. La señal de entrada 2214 es ordenada al sistema de control de fluido 1330, que introduce un flujo correspondiente al sistema 2216, específicamente al cilindro de montaje 230 de la barra portaaperos 10. La señal resultante del sensor 2218 es comparada de nuevo con la referencia 2211.

Pasando al bucle del sistema de control de altura de la sección de ala de la figura 22, la referencia 2221 corresponde preferiblemente a una altura deseada de la sección de ala, por ejemplo, la señal deseada de uno o varios sensores de altura 1360 asociados con una o varias unidades de hilera en la sección de ala. El error entre la referencia 2221 y una señal de sensor 2228, por ejemplo, la señal real de uno o varios sensores de altura 1360 asociados con una o varias unidades de hilera en la sección de ala, es procesado en un paso de procesamiento de señal 2222 para determinar una señal de entrada 2224. El paso de procesamiento 2222 es realizado preferiblemente por el controlador 1302 e incluye preferiblemente pasos de procesamiento proporcional-integral-derivada conocidos en la técnica para asegurar la oportuna corrección evitando al mismo tiempo la corrección excesiva. La señal de entrada 2224 es ordenada al sistema de control de fluido 1330, que introduce un flujo correspondiente al sistema 2216, específicamente al accionador de sección de ala 428 de la barra portaaperos 10. La señal resultante del sensor 2228 es comparada de nuevo con la referencia 2221.

Dado que los cambios en la altura de la sección central cambian necesariamente la altura de la sección de ala, el error procesado de altura de la sección central es “alimentado” preferiblemente al bucle de control de altura de la sección de ala. Como se ilustra en el bucle de control combinado 2300 de la figura 23, se aplica preferiblemente una ganancia 2310 al error procesado de altura de la sección central. La ganancia 2310 corresponde preferiblemente a la diferencia de diámetro entre el accionador de sección de ala 428 y el cilindro de montaje 230. El error obtenido se resta entonces preferiblemente del error procesado de altura de la sección de ala antes de que se determine el orden de flujo del accionador de sección de ala. Así el bucle de control combinado 2300 determina una orden de flujo del accionador de sección de ala en base en parte al error en la altura de la sección central. Este método de “alimentación” da lugar a una respuesta más rápida del sistema y evita órdenes redundantes o indeseables a los accionadores de sección de ala 428. Por ejemplo, si la sección central y ambas secciones de ala son 2 centímetros más altas de lo deseado, el bucle de control 2300 baja preferiblemente la sección central sin ajustar sustancialmente la posición de los accionadores de la sección de ala 428.

Según otro método preferido de control de altura ilustrado en la figura 21, el controlador 1302 determina las tres alturas de sección medias en el paso 2105, compara las tres alturas de sección medias con un rango deseado en el paso 2107, consulta una tabla de consulta en el paso 2110 para determinar una acción preestablecida, y luego realiza la acción preestablecida en el paso 2115. Tal tabla de consulta 2000 se ilustra en la figura 20. La tabla de consulta 2000 incluye un conjunto de escenarios 2100 en base a la altura media de sección de cada sección de la barra portaaperos 10. En la tabla de consulta ilustrada, una media de sección se marca como "Buena" si las unidades de hilera están en la posición deseada con relación a la barra portaaperos, "Alta" si las unidades de hilera están demasiado altas con relación a la barra portaaperos, y "Baja" si las unidades de hilera están demasiado bajas con relación a la barra portaaperos. Un conjunto preferido de acciones 2200 corresponde a cada escenario. Un conjunto de condiciones de parada 2250 corresponde preferiblemente a cada escenario. El controlador 1302 determina si la condición de parada se ha cumplido en el paso 2120; una vez que la condición de parada se ha cumplido, el controlador detiene la acción preestablecida en el paso 2125.

Los tres primeros escenarios enumerados en las tres filas superiores de la tabla de consulta 2000 se ilustran esquemáticamente en las figuras 19A-19C, respectivamente. En la figura 19A, las tres secciones de la barra portaaperos 10 están demasiado cerca del suelo de tal manera que la altura media de las unidades de hilera en cada sección es más alta que la altura deseada Hd. Así la altura deseada de la barra portaaperos Hd se logra mejor retirando el cilindro de montaje 230 para subir la barra central 520 como se preestablece en el escenario 1 de la tabla de consulta 2000. En la figura 19B, solamente la sección de ala derecha 410-2 está demasiado cerca del suelo de tal manera que la altura media de las unidades de hilera en la sección de ala derecha es demasiado alta. Así, la altura deseada de la barra portaaperos Hd se logra mejor retirando el cilindro derecho para subir la sección de ala derecha como se preestablece en el escenario 2 de la tabla de consulta 2000. En la figura 19C, solamente la barra central 520 está demasiado cerca del suelo de tal manera que la altura media de las unidades de hilera en la sección central es demasiado alta. Así, la altura deseada de la barra portaaperos Hd se logra mejor retirando el cilindro de montaje.

Métodos de transferencia de peso

En la realización de la barra portaaperos 10 ilustrada en la figura 15, el peso impuesto a la tierra durante la operación lo imponen las ruedas auxiliares de elevación 1550, los aperos de movimiento de tierras 1400, y los neumáticos 6 del tractor 5. Con el fin de realizar operaciones de movimiento de tierras, tales como la apertura de un surco para plantar semillas, la barra portaaperos 10 requiere una cierta cantidad de peso para penetrar adecuadamente en la tierra. Sin embargo, la evidencia empírica demuestra que el beneficio agronómico puede deberse a que tiene el mínimo peso posible en la barra portaaperos debido a la reducida compactación de la tierra. Además, el peso del tractor 5 sobre la tierra tiene efectos agronómicos perjudiciales cuya severidad depende en parte de si el tractor es soportado por neumáticos o por orugas (que dispersan la carga ejercida sobre la tierra a través de una zona de contacto más grande). Además, la evidencia empírica ha demostrado que el daño agronómico adicional producido por la pasada de una segunda rueda de compactación de tierra es menos (aplicado por libra) que el producido por una primera pasada.

Así, dependiendo de las circunstancias, puede ser deseable desplazar el peso de la barra portaaperos 10 al tractor 5 con el fin de reducir el exceso de peso entre la barra portaaperos y la tierra. Sin embargo, en otras circunstancias (por ejemplo, donde la barra portaaperos 10 no tiene suficiente peso para realizar una operación de movimiento de tierras), puede ser deseable desplazar el peso del tractor 5 a la barra portaaperos.

Según métodos de transferencia de peso como el ilustrado en la figura 24, el sistema de control de barra portaaperos 1300 mantiene una presión predeterminada constante en los accionadores de asistencia de elevación 1317 cuando la barra portaaperos está en la configuración de plantación. En el paso 2405, se guarda una presión deseada del accionador de asistencia de elevación en la memoria 1309 del controlador 1302. El paso 2405 puede ser realizado por el fabricante al programar el controlador 1302 o puede ser realizado por el operador usando la interfaz de usuario del controlador 1302. En el paso 2410, el controlador 1302 confirma preferiblemente si la barra portaaperos está en la posición de trabajo, por ejemplo, usando sensores de posición 1340 o determinando si el operador ha ordenado que la barra portaaperos asuma la posición de trabajo. En el paso 2415, el controlador 1302 determina la presión en el accionador de asistencia de elevación 1317. En algunas realizaciones, el controlador 1302 determina la presión del accionador de asistencia de elevación usando la presión ordenada por el sistema de control de fluido 1330 (por ejemplo, la presión ordenada a una válvula de control de presión 1332, tal como una válvula de reducción-alivio de presión, incorporada en el sistema de control de fluido 1330). En otras realizaciones, el controlador 1302 determina la presión de asistencia de elevación usando la señal de un sensor de presión 1357 asociado con el accionador de asistencia de elevación. Como se ilustra en la figura 13, en tales realizaciones, el sensor de presión 1357 está preferiblemente en comunicación electrónica con el controlador 1302. En el paso 2420, el controlador 1302 determina si la presión real del accionador de asistencia de elevación corresponde a la presión deseada. Si los valores no corresponden, entonces el controlador ordena un ajuste de la presión del accionador de asistencia de elevación en el paso 2425. Una vez que los valores corresponden, entonces el controlador mantiene la presión del accionador de asistencia de elevación en el paso 2430.

Según métodos de transferencia de peso como el ilustrado en la figura 25, el controlador 1302 visualiza la presión en los accionadores de asistencia de elevación 1317 y permite al operador regular la presión en los accionadores de asistencia de elevación 1317. En el paso 2505, el controlador 1302 determina la presión del accionador de asistencia de elevación usando la señal de un sensor de presión asociado con el accionador de asistencia de elevación o la señal de orden actual usada para poner la presión en el accionador de asistencia de elevación. En el paso 2510, el controlador visualiza la presión del accionador de asistencia de elevación para el operador. En el paso 2515, el controlador 1302 acepta una orden de presión del operador, permitiendo que el operador regule la presión de asistencia de elevación ordenada del accionador. En el paso 2520, el controlador pone la presión ordenada por el operador en el accionador de asistencia de elevación poniendo simplemente una señal de orden correspondiente a una presión deseada o ajustando la señal de orden hasta que una presión medida (por ejemplo, indicada por el sensor de presión 1357) corresponda a la presión deseada.

Según otros métodos de transferencia de peso, el sistema de control de barra portaaperos 1300 determina un desplazamiento de peso que indica que el peso está siendo transferido entre el tractor y la barra portaaperos, compara el desplazamiento de peso real con un desplazamiento de peso deseado, y regula el desplazamiento de peso para una aproximación más estrecha al desplazamiento de peso deseado.

Tal método se ilustra esquemáticamente en la figura 16. En el paso 1605, el controlador 1302 determina un rango de presión deseado en el cilindro de montaje 230. Este rango se basa preferiblemente en múltiples factores incluyendo el peso, el tamaño y la configuración del tractor 5, si el tractor 5 es soportado por neumáticos u orugas, y el peso de la barra portaaperos 10. En el paso 1610, el controlador 1302 obtiene la presión actual en el cilindro de montaje 230 del sensor de transferencia de peso 1355. En el paso 1615, el controlador 1302 determina si la presión del cilindro de montaje está dentro del rango deseado. Como se ve mejor en la figura 15, incrementar la presión en el accionador de asistencia de elevación 1317 tiende a desplazar el peso desde el tractor 5 a la barra portaaperos 10. (El asiento 510 se representa esquemáticamente en la figura 15 para claridad, que ilustra que el montaje 200 está montado integralmente en la barra central 520). Así, si la presión del cilindro de montaje está fuera del rango deseado, entonces en el paso 1625 el controlador regula la presión ordenada en el accionador de asistencia de elevación 1317 con el fin de producir un cambio deseado en la presión del cilindro de montaje. (Los accionadores de asistencia de elevación 1317 son controlados por presión por el sistema de control de fluido 1330, por ejemplo, usando válvulas de control de presión 1332 tal como válvulas de reducción-alivio de presión, de tal manera que el controlador 1302 ponga y mantenga una presión deseada en los cilindros de asistencia de elevación modificando el sistema de control de fluido). Una vez que la presión del cilindro de montaje está dentro del rango deseado, el controlador 1302 mantiene la presión del cilindro de asistencia de elevación en el paso 1620.

Según otro método de usar la barra portaaperos 10, el desplazamiento de peso entre el tractor 5 y la barra portaaperos 10 puede ser modificado en base a la presión en los accionadores de fuerza descendente de aperos 32. La presión en los accionadores de fuerza descendente de apero 32 indica que los aperos de trabajo de tierra 10 están añadiendo o quitando peso de la barra portaaperos 10. Cuando la fuerza descendente de apero que se toma de la barra portaaperos 10 excede de un rango predeterminado, puede ser deseable desplazar el peso desde el tractor 5 sobre la barra portaaperos para asistir a proporcionar suficiente fuerza descendente para operaciones de movimiento de tierras. Igualmente, cuando el peso del apero que se está añadiendo a la barra portaaperos 10 excede de un rango predeterminado, puede ser deseable desplazar el peso de la barra portaaperos al tractor 5 para asistir la flotación de los aperos de movimiento de tierras y para minimizar la compactación de la tierra.

Tal método se ilustra en la figura 17. En el paso 1705, el controlador 1302 determina un rango deseado de presión en los accionadores de fuerza descendente de aperos 32. En el paso 1710, el controlador 1302 obtiene la presión actual ordenada a los accionadores de fuerza descendente de aperos 32 por el sistema de control 1300. En el paso 1715, el controlador 1302 determina si la presión de la fuerza descendente de apero está dentro del rango deseado. Si la presión de la fuerza descendente de apero está fuera del rango deseado, entonces en el paso 1725 el controlador regula la presión ordenada en el accionador de asistencia de elevación 1317 con el fin de producir un cambio deseado en la presión del cilindro de montaje. Una vez que la presión de la fuerza descendente de apero está dentro del rango deseado, el controlador 1302 mantiene la presión del cilindro de asistencia de elevación en el paso 1720.

El método descrito anteriormente con respecto a la figura 17 puede ser usado preferiblemente con un sistema de control de fuerza descendente como el descrito en la Patente de Estados Unidos 8.634.992, del Solicitante. Usando tal sistema, la fuerza descendente suplementaria aplicada por los accionadores de fuerza descendente de aperos 32 es ajustada automáticamente en respuesta a una medición de la fuerza descendente de unidad de hilera con el fin de mantener la fuerza descendente mínima necesaria en cada unidad de hilera 1400.

La descripción anterior se ha presentado al objeto de que los expertos en la técnica puedan hacer y usar la invención y se ofrece en el contexto de una solicitud de patente y sus requisitos. Varias modificaciones de la realización preferida del aparato, y los principios generales y características del sistema y los métodos descritos en este documento serán fácilmente evidentes a los expertos en la técnica. Así, la presente invención no se ha de limitar a las realizaciones del aparato, el sistema y los métodos descritos anteriormente e ilustrados en las figuras del dibujo, sino que se le ha de dar el más amplio alcance dentro de la invención definido por las reivindicaciones anexas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de control para una barra portaaperos agrícola (10) arrastrada a través de una superficie del terreno por un tractor (5), incluyendo:

una rueda (1550) acoplada a la barra portaaperos (10) para enganchar la superficie del terreno;

un accionador (1317) acoplado a la barra portaaperos (10), estando dispuesto dicho accionador (1317) para modificar una fuerza de la tierra entre dicha rueda (1550) y la superficie de la tierra, estando relacionada dicha fuerza de la tierra con una presión de accionador aplicada al accionador (1317);

un sistema de control de fluido (1330), estando dicho sistema de control de fluido en comunicación de fluido con dicho accionador (1317), siendo operable dicho sistema de control de fluido (1330) para poner dicha presión de accionador a una presión deseada del accionador;

un sistema de control electrónico (1302) en comunicación electrónica con dicho sistema de control de fluido (1330), donde dicho sistema de control electrónico puede funcionar para modificar dicha presión de accionador deseada y; un sensor de transferencia de peso (1355) en comunicación electrónica con dicho sistema de control electrónico (1302), siendo operable dicho sensor de transferencia de peso (1355) para enviar una señal de transferencia de peso a dicho sistema de control electrónico (1302),

donde la barra portaaperos tiene una posición de transporte y una posición de trabajo, caracterizado porque el peso de la barra portaaperos (10) es soportado por dicha rueda (1550) cuando está en dicha posición de transporte.

2. El sistema de control de la reivindicación 1, donde dicho sistema de control electrónico (1302) está configurado para almacenar un valor deseado de la señal de transferencia de peso, donde dicho sistema de control electrónico (1302) puede funcionar para modificar dicha presión de accionador deseada de tal manera que dicha señal de transferencia de peso esté más próxima a dicho valor deseado de la señal de transferencia de peso.

3. El sistema de control de la reivindicación 2, incluyendo además un accionador de transferencia de peso (230), siendo operable dicho accionador de transferencia de peso (230) para transferir peso entre el tractor (5) y la barra portaaperos (10), teniendo dicho accionador de transferencia de peso (230) una presión de accionador de transferencia de peso, donde dicho sensor de transferencia de peso (1355) incluye un sensor de presión (1355), donde dicha señal de transferencia de peso incluye una señal relacionada con dicha presión de accionador de transferencia de peso.

4. El sistema de control de la reivindicación 3, donde dicho accionador de transferencia de peso (230) está en comunicación de fluido con dicho sistema de control de fluido (1330), y donde dicho sistema de control de fluido (1330) puede funcionar para controlar una posición de dicho accionador de transferencia de peso (230).

5. El sistema de control de la reivindicación 4, donde dicha posición de dicho accionador de transferencia de peso (230) está relacionada con una altura de la barra portaaperos (10) con relación al tractor (5).

6. El sistema de control de la reivindicación 5, donde la barra portaaperos (10) incluye una sección de ala (410) y una sección central (520), estando montada pivotantemente dicha sección de ala (410) en dicha sección central (520) para pivote con relación a dicha sección central (520) alrededor de un eje generalmente horizontal, e incluyendo además un accionador de sección de ala (424) operable para pivotar dicha sección de ala (410) alrededor de dicho eje generalmente horizontal, donde dicho accionador de sección de ala (424) está en comunicación de fluido con dicho sistema de control de fluido (1330), donde dicho sistema de control de fluido (1330) puede funcionar para controlar una posición de dicho accionador de sección de ala (424).

7. El sistema de control de la reivindicación 2, donde dicho sistema de control electrónico (1302) está configurado para almacenar un valor deseado de transferencia de peso, e incluyendo además una pantalla electrónica (1307) en comunicación electrónica con dicho sistema de control electrónico (1302), estando montada dicha pantalla electrónica (1307) en una estación de operador del tractor, siendo operable dicha pantalla electrónica (1307) para visualizar un valor correspondiente a dicha señal de transferencia de peso a un operador, siendo operable dicha pantalla electrónica (1307) para recibir una orden de transferencia de peso de dicho operador y modificar dicho valor deseado de la señal de transferencia de peso en base a dicha orden de transferencia de peso.

8. Un método de controlar una barra portaaperos agrícola (10) arrastrada a través de una superficie del terreno por un tractor (5), incluyendo:

reconfigurar la barra portaaperos (10) desde una posición de transporte a una posición de trabajo;

modificar una fuerza de la tierra o entre una rueda de enganche con la tierra (1550) y la superficie del terreno usando un accionador que está acoplado a la barra portaaperos, estando acoplada pivotantemente dicha rueda de enganche con la tierra (1550) a dicha barra portaaperos (10);

medir un valor de transferencia de peso;

almacenar un valor deseado de transferencia de peso; y

modificar dicha fuerza de la tierra de tal manera que dicho valor de transferencia de peso sea más próximo a dicho valor deseado de transferencia de peso, caracterizado porque un peso de la barra portaaperos (10) es soportado por dicha rueda de enganche con la tierra (1550) cuando está en dicha posición de transporte.

9. El método de la reivindicación 8, incluyendo además:

transferir peso entre el tractor (5) y la barra portaaperos (10) usando un accionador de transferencia de peso (230), donde dicho paso de medir dicho valor de transferencia de peso se realiza midiendo una presión en dicho accionador de transferencia de peso (230).

10. El método de la reivindicación 8, incluyendo además: controlar un grado de extensión de dicho accionador de transferencia de peso (230).

11. El método de la reivindicación 10, donde dicho grado de extensión de dicho accionador de transferencia de peso (230) está relacionado con una altura de la barra portaaperos (10) con relación al tractor (5).

12. El método de la reivindicación 11, incluyendo además:

modificar una posición angular de una sección de ala (410) de dicha barra portaaperos (10).

13. El método de la reivindicación 8, incluyendo además:

presentar un valor correspondiente a dicho valor de transferencia de peso a un operador;

recibir una orden de dicho operador; y modificar dicho valor de transferencia de peso en base a dicha orden.