ES2860349B2 - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfologia de los arboles - Google Patents

Description

DESCRIPCI N

COSECHADORA CON SACUDIDORES DE COPA Y SISTEMAS INTEGRADOS

ADAPTATIVOS A LA MORFOLOGÍA DE LOS ÁRBOLES

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención, tal y como el título de la invención establece, una cosechadora con sacudidores de copa que cuenta con sistemas adaptativos a las formas de las copas y troncos de los árboles integrados en la propia cosechadora.

Caracteriza a la presente invención el especial diseño y configuración de todos y cada uno de los componentes de la configuración de la máquina, y, particularmente, el sistema de sacudida, el sistema de aproximación e inclinación de los medios de sacudida en combinación con los medios de interceptación de los frutos derribados y un sistema de guiado posicional, permitiendo posicionarse de forma adaptativa a las formas de las copas de los árboles y la ubicación de sus troncos, lo que redunda en una recolección más eficaz y eficiente y con menos daños a los árboles.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de la maquinaria empleada en la recolección de frutos de árboles de forma automatizada mediante el empleo varillas sacudidoras.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existe en la actualidad una problemática creciente en el sector olivarero con relación a los precios de la aceituna y el aceite en origen, sobre todo en aquellas zonas en las que la plantación es de tipo más tradicional y menos adaptada a una cosecha mecánica, aunque también en la intensiva. Una bajada de precios continuada del producto en origen ocasiona que los márgenes de los productores sean cada vez más reducidos, perjudicando la rentabilidad de sus explotaciones. Por un lado, nos encontramos con el crecimiento de plantaciones altamente mecanizadas, como es el olivar superintensivo, cuyos costes de explotación son notablemente inferiores. Por otro lado, el aumento del número de zonas productoras emergentes en países de todo el mundo, con costes de mano de obra muy reducidos, o que inician un enfoque hacia una mecanización total. Finalmente, el nivel de producción mundial de aceitunas comienza a superar a la demanda, lo cual hace más difícil obtener precios que permitan un margen adecuado para estas explotaciones.

La proliferación cada vez mayor de esta competencia hace que sea difícil que las plantaciones tradicionales e intensivas puedan ser competitivas en coste, tanto para productores de mayor tamaño como pequeños productores, los cuales disponen de un olivar menos apto para su mecanización. Para que estas explotaciones puedan llegar a ser rentables y competitivas se deben obtener producciones de una máxima calidad y con unos costes reducidos. Actualmente, esto sólo es posible mediante una mecanización integral, centrada prioritariamente en la recolección, ya que dicha operación puede suponer por sí sola más del 50% de los costes de la explotación.

Por un lado, la reconversión del olivar tradicional o intensivo al olivar superintensivo con este tipo de mecanización es muy complicada, debido no sólo al alto coste de la renovación, si no a la dificultad para proporcionar los recursos y requisitos que este tipo de plantación necesita. Así, la alternativa de recolección más viable son los sistemas de vibración de tronco, pero estos tienen dificultades para proporcionar una recolección integral (derribo de fruto, interceptación y manejo simultáneo), no siempre pueden aplicarse a árboles con varios troncos y tienen una capacidad de trabajo (árbol recolectado por hectárea) limitada al diseño de plantación y número de troncos por árbol, entre otras cosas.

La alternativa para este fin de recolección integral, son los sistemas de sacudida de copa que realizan un vareo mecánico en la copa del árbol de manera continua, y podrían interceptar el fruto cosechado al mismo tiempo, así como almacenarlo, si se realiza un diseño adecuado en forma de cosechadora. Sin embargo, los sistemas existentes presentan una gran problemática para adaptar su funcionamiento a todas las tipologías de árboles y requieren de formaciones de árboles muy específicas.

Por todo ello, se propone como solución un conjunto de sistemas adaptativos de copa integrables en cosechadora con sacudidores de copa centrados en la recolección de aceituna en olivares tradicionales e intensivos. La presente invención consiste en un conjunto de sistemas que se adaptan a la morfología de la copa en conjunción con sus troncos, centrándose en su derribo, interceptación y gestión del fruto. Para poder adaptarse a estos olivares con volúmenes de copa grandes, las cosechadoras trabajan de forma lateral y continua, copiando la copa del árbol a través de la aproximación, interceptación y posicionamiento, acoplados en una máquina autopropulsada nivelable. El objetivo perseguido con este conjunto de sistemas es incrementar la eficiencia en el derribo e interceptación del fruto y la versatilidad frente a otros sistemas de cosecha, así como reducir costes y dependencia de la mano de obra.

En la actualidad, existen sistemas de derribo por sacudida de la copa y aproximación a esta. La gran mayoría sólo poseen el sistema de derribo, como pueden ser aquellas máquinas o sistemas derivados de cosechadoras cabalgantes, las cuales fundamentalmente están diseñadas para pasar sobre los árboles o matas con un tamaño muy acotado y aplicar la sacudida, o sistemas de sacudida lateral de la copa fijos, en la que su aproximación se basa en la aproximación manual del trabajo de la máquina a través de su conducción. Algunos sistemas poseen además cierta aproximación, no obstante, no se realiza la diferenciación y el copiado del árbol por zonas ni se adecuan los ángulos de penetración y trabajo de los sistemas de sacudida. Además, cada uno de los sistemas mencionados posee limitaciones con relación al tipo de plantación en el que pueda emplearse. Para un proceso de recolección eficiente es necesario que el cabezal de sacudida y las varas que lo forman estén en un contacto el mayor tiempo posible con una cierta inclinación y con una sincronización de su sistema de interceptación para maximizar la cantidad de frutos desprendidos. Todo esto requiere de una conjunción de sistemas de aproximación a la copa y al tronco que las máquinas existentes en el estado de la técnica actual no disponen.

En la patente US-20050034441A1 se describe una máquina cabalgante autopropulsada aplicable a plantaciones con árboles de pequeño porte y no apta para plantaciones de variedades con mayor vigor, limitada por su envergadura para la circulación en la plantación y su transporte por carretera

En la patente ES-2575661A1 se divulga una máquina de recolección focalizando su empleo en las plantaciones tradicionales de aceituna. Esta comprende una pluralidad de tambores vibratorios de varas radiales, que se integran en un bastidor fijo como parte de un chasis desplazable. El sistema se puede mover de manera autopropulsada en la plantación y situarse lateralmente a los árboles, realizando un movimiento de sacudida o vareo sobre sus copas y derribando sus frutos. No obstante, posee limitaciones en cuanto a la adaptabilidad a las geometrías irregulares de los árboles, dado que las posiciones relativas de los tambores portavaras siempre permanecen fijas, y no permite su inclinación. Por ello, en algunos tipos de plantaciones o morfologías de árboles, su aplicación no consigue un grado homogéneo de penetración en la copa presentando zonas en exceso y otras en defecto.

En la patente ES-2560353A1 se presenta una máquina arrastrada con similares características a la anterior, añadiendo que su sistema de derribo se compone de una pluralidad de módulos capaces de adaptarse al contorno de las copas de los árboles en dirección transversal. Sin embargo, no se incorpora una adaptación de la sacudida a la copa con capacidad de inclinación que mejore el contacto con esta, tampoco incluye una plataforma receptora de fruto derribado con capacidad de seguimiento de los troncos ni el suelo que mejoren y optimicen el ajuste con el tronco y la capacidad de interceptación. El sistema de arrastre está vinculado a los movimientos del vehículo tractor y limita su capacidad de maniobra fundamental para la adaptación a los árboles.

En la patente PT-10605511 se describe un sistema de recolección en continuo de acción lateral, diseñado para recolección en olivar intensivo y sin capacidad de adaptación a diferentes alturas de copa, por lo que dispone de una maniobrabilidad limitada para su aplicación en las plantaciones tradicionales. Éste requiere de un operario adicional en la parte trasera y ser arrastrado por otro vehículo, y no dispone de adaptación a los troncos en su sistema de interceptación. Además, necesita de otra máquina simétrica al otro lado del árbol.

En la patente EP-1106050A1 se divulga un sistema de sacudida de copa basado en una rotación excéntrica, con giro libre del conjunto de varas, conformando un solo tambor descentrado, que comprende la totalidad del sacudidor, y que requiere de contrapesos de equilibrado o bien estar compuesto por tres módulos desfasados 180° montado en un sistema de muñequillas de ejecución compleja y poco fiable. La patente no incluye la integración con varios módulos de sacudida independientes para su aproximación a diferentes alturas, ni tampoco la integración con un sistema de interceptación del fruto desprendido. A diferencia de este, la presente solicitud posee tambores totalmente independientes entre sí y fijados a un eje, dinámicamente equilibrados sin necesidad de contrapesos y presentan la ventaja de que su amplitud de vibración es regulable en una pluralidad de valores para la adaptabilidad de la sacudida a las necesidades del derribo, integrando una aproximación e inclinación independiente en conjunción de un sistema de interceptación adaptativo a los troncos.

En la patente US-20026378282B1 se presenta un aparato de cosecha arrastrado que funciona entre las calles de los árboles y recolecta una cara de cada árbol a ambas filas de árboles de la calle, contando con una plataforma de interceptación del fruto que descarga en un remolque. Los módulos se pueden regular en la aproximación a la copa con un giro radial de los mismos, no obstante, debido a que actúa a ambos lados de la calle, la penetración de las varas en la copa, debido a la longitud de estas, es insuficiente para árboles con mayor porte. Además, cada árbol es vibrado por un solo módulo de sacudida y este es paralelo al tronco, por tanto, no se adapta a la morfología de la copa y la vibración no es uniforme.

En la patente US-2005086923A1 se divulga un sistema de recolección arrastrado con un módulo de sacudida que cuenta con un sistema estabilizador que permite la regulación de la nivelación e inclinación del módulo. Aunque dicha inclinación facilita la penetración de las varas en la copa del árbol, el sistema de inclinación está limitado por el contacto con el suelo del tambor de varas más cercano a este, lo que produce una limitación en la inclinación. Asimismo, al tener solamente un módulo no se adapta a la morfología de la copa ya que al inclinarse las partes más alejadas de la copa pierden eficiencia en el derribo. Tampoco cuenta con un sistema de interceptación y recogida del fruto.

En la patente US-2006021319A1 se hace referencia a un dispositivo de seguimiento de árboles basado en un transductor de presión comunicado con un controlador que mide la resistencia de las ramas y se traduce en una extensión y retracción del módulo de sacudida a través del giro del eje de este. Pese a que se tiene en cuenta el sistema de sacudida para dicha acción, depende únicamente de la presión y no se apoya en otros sistemas y sensores como la mencionada invención, tales como la aproximación, interceptación y guiado posicional para el copiado del tronco y una mejor adecuación a la forma de la copa.

En la patente US-19894860529A se expone un mecanismo de sacudida arrastrado que consta de dos módulos paralelos y varillas telescópicas que permiten variar la posición de la estructura portante de los módulos en diferentes ángulos, creando diversas configuraciones. Estas configuraciones están pensadas para adaptarse a distintos cultivos, pero deben ser modificadas antes del uso del mecanismo no adaptándose a las irregularidades del árbol durante la recolección ni realizando un tratamiento diferencial de la copa al no poder inclinarse los módulos unitariamente. Además, no posee sistema de interceptación del fruto, guiado posicional para copiado de tronco y sistema de almacenamiento de frutos.

Las patentes citadas no cuentan con un sistema de copiado o adaptación de la copa del árbol frutal que permita una adaptación modular independiente a través del acercamiento y la inclinación automatizada de los módulos, así como una penetración angular de los módulos de sacudida en la dirección transversal y longitudinal, que minimice los daños al árbol y maximice su contacto y eficiencia en el derribo. Asimismo, no poseen sistemas de apantallamiento de los frutos desprendidos y carenados adaptativos que leen la posición del árbol y se coloquen en sentido opuesto a la rama, eliminando las proyecciones y amortiguando la caída del fruto. De igual manera, las patentes citadas no presentan un sistema de guiado que automatice el copiado o adaptación al tronco y optimicen la dirección y nivelación de la máquina para mejorar el copiado de la copa del árbol.

El sistema resultante de la invención, dada su adaptabilidad y eficiencia en la cosecha, supone una alternativa a los métodos existentes, sobre todo en las plantaciones tradicionales e intensivas, las cuales presentan grandes irregulares en la morfología de sus copas, disposición de sus troncos y la propia orografía del terreno, que suele presentar pendientes elevadas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención una cosechadora provista de sacudidores de copa, medios que posicionan los medios sacudidores de manera adaptativa a la forma de las copas y troncos de los árboles, medios que posicionan los componentes de interceptación de frutos derribados, así como medios para el guiado y posicionamiento de la máquina a nivel global.

La máquina comprende:

- Sistema de sacudida para el desprendimiento de frutos de las ramas que comprende dos o varios módulos de sacudida, donde cada módulo de sacudida se compone de una pluralidad tambores vibratorios soportados mediante rodamientos sobre un eje común accionado mediante un motor, donde cada tambor está compuesto por una pluralidad de varas y por dos bujes concéntricos con giro relativo libre entre ellos, un buje exterior porta varas y un buje interior donde el buje interior y el eje giran de forma solidaria cuando se acciona el eje para generar el movimiento y los bujes interiores se posicionan con cierta excentricidad que es la que define la amplitud del movimiento vibratorio de derribo del fruto cuando gira el buje interior, donde el giro libre del buje exterior respecto del interior permite una rotación del tambor de varas sobre las copas en el avance de la máquina evitando la rotura de ramas,

- Sistema de aproximación e inclinación de cada módulo de sacudida, quedando cada módulo de sacudida montado sobre un bastidor desplazable por medio de unos brazos articulados y donde dicho desplazamiento se realiza con el apoyo de un sistema de seguimiento del contorno de la copa controlado preferentemente de forma autónoma mediante diversos sensores.

En una posible forma de realización en caso de contar con dos módulos de sacudida, hay un módulo inferior desplazable por medio de un primer grupo de brazos articulados accionables, mientras que el módulo superior también es desplazable mediante un segundo grupo de brazos articulados, que en este caso están unidos a un acoplador de soporte basculante mediante un tercer juego de brazos articulados.

- Sistema de interceptación de frutos derribados que comprende:

- Un sistema de apantallamiento para evitar proyecciones de fruto y un carenado adaptativo por cada módulo de sacudida donde cada uno puede detectar la posición del follaje del árbol y colocase en sentido opuesto a la rama pivotando sobre dos rodamientos anclados al mismo árbol de sacudida, garantizando un giro concéntrico a los sistemas de sacudida. Este movimiento y posicionado de los carenados está automatizado a través de una lógica de control gobernada mediante una centralita que procesa las lecturas de los sensores de medición de distancias, preferentemente ultrasónicos. Asociado con él o los carenados adaptativos pueden disponerse dos paneles que evitan las proyecciones laterales del fruto.

- Un sistema de recepción de los frutos derribados, dispuesto bajo el sistema de sacudida, que tienen una configuración flexible en la zona de contacto con los troncos y está provisto con un movimiento de extensión-retracción e inclinación. Además, comprende medios de transporte que llevan el fruto interceptado hacia el sistema un sistema de almacenamiento final, previa limpieza de ramas y hojas desprendidas.

- Sistema de guiado posicional compuesto por los siguientes elementos que se integran conjuntamente:

- Un bastidor que alberga el resto de los sistemas nombrados (sacudida, aproximación de la sacudida e interceptación) que cuenta con medios de autopropulsión preferentemente con dos ejes, uno delantero y otro trasero, cada uno con dos ruedas, todas ellas motrices.

- Un sistema direccional que es accionado en cada rueda de forma independiente preferentemente mediante cilindros hidráulicos estando dotado de cuatro capacidades de maniobra

- Un sistema de suspensión y nivelación formado por los propios ejes mediante una serie de medios pivotantes y articulaciones independientes para cada rueda, haciéndose el soporte de la carga o suspensión de la máquina preferentemente mediante cilindros hidráulicos.

- Un sistema de estabilidad de control electrohidráulico que provee un apoyo isostático de las cuatro ruedas con el suelo, con la característica de poder seleccionar el par de ruedas del tándem balancín y bloquear el otro par para una máxima estabilidad del conjunto y obtener mejores condiciones de adherencia y tracción.

Gracias a las características descritas se consigue una máquina cosechadora que posee medios de adaptación a la morfología de los árboles, copa y tronco, independientemente de sus características y la orografía del terreno, medios que evitan las proyecciones de los frutos y maximizan la interceptación, medios de dirección y nivelación de la máquina para mejorar la maniobrabilidad y copiado de la geometría del árbol, redundando todo esto en una mejora en la eficacia de la conducción trabajando en continuo con un solo operario.

Salvo que se indique lo contrario, todos los elementos técnicos y científicos usados en la presente memoria poseen el significado que habitualmente entiende un experto normal en la técnica a la que pertenece esta invención. En la práctica de la presente invención se pueden usar procedimientos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la memoria.

A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones la palabra "comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.

EXPLICACION DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

La Figura 1 muestra las vistas generales de la cosechadora y los sistemas adaptativos según una realización preferente.

La Figura 2 muestra una vista general de algunos componentes y los sistemas adaptativos según la realización preferente de la misma: sistema de sacudida para el desprendimiento de frutos (a), sistema de aproximación e inclinación de la sacudida (b). sistema de interceptación de frutos derribados con carenados adaptativos (c) y los conjuntos de captación de los frutos derribados (c’), sistema de guiado posicional (d) y otros sistemas auxiliares (e).

La Figura 3 muestra una vista de la cosechadora y los sistemas adaptativos con la designación de algunos componentes según una realización preferente, sin carenados adaptativos (a) y con ellos (b).

La Figura 4 muestra en detalle el concepto del sistema de sacudida unitario o tambor vibratorio de sacudida según su realización preferente.

La Figura 5 muestra en detalle un conjunto unitario de sacudida o tambor vibratorio de sacudida.

La Figura 6 muestra la inclinación transversal (a) y longitudinal (b) de los módulos de sacudida respecto a la máquina.

La Figura 7 muestra las diferentes posiciones de los módulos independientes: posición retraída de los dos módulos (a), posición de extensión del módulo inferior (b) , posición de extensión del módulo superior (c), inclinación del módulo superior (d).

La Figura 8 muestra las diferentes posiciones de perfil y sin varas de sacudida de los módulos independientes: posición retraída de los dos módulos (a), posición de extensión del módulo inferior (b), posición de extensión del módulo superior (c), inclinación del módulo superior (d).

La Figura 9 muestra una vista general de la máquina con los carenados adaptativos y los paneles laterales (a), así como la posición de entrada (b) y salida (c) de los carenados adaptativos respecto a la copa del árbol.

La Figura 10 muestra las diferentes posiciones del sistema de interceptación: retraído y sin inclinación (a), retraído y con inclinación (b), extendido sin inclinación (c) , extendido con inclinación (d).

La Figura 11 muestra las diferentes capacidades de maniobra del sistema direccional: giro sólo del eje trasero (a), giro sólo del eje delantero (b), giro de ambos ejes cruzados (c), giro de ambos ejes en paralelo (d).

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN.

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.

Los números de referencia de las partes indicadas en las figuras son los siguientes elementos:

1- Conjunto de sistemas adaptativos de copa integrables en cosechadora con sacudidores de copa

2- Sistema de sacudida

3- Sistema de aproximación e inclinación de la sacudida

4- Sistema de interceptación de los frutos derribados

5- Eje delantero

5’- Eje trasero

6- Cilindro hidráulico de extensión del sistema de interceptación

7- Grupo de potencia motriz

8- Bastidor principal o chasis de la máquina

9- Cabina de mando

10- Tolva de almacenamiento

11- Cilindro hidráulico de dirección

12- Rueda

13- Estructura guía de elevación de tolva

14- Sistema de transporte principal de fruto

15- Sistema de limpieza de fruto

16- Módulo de sacudida

17- Sistema de aproximación transversal del módulo de sacudida inferior 17’- Sistema de aproximación transversal del módulo de sacudida superior 18- Sistema de inclinación transversal del módulo de sacudida superior 19- Tambor vibratorio de sacudida

20- Rodamientos de apoyo del eje de sacudida

21- Eje del sistema de sacudida

22- Motor hidráulico de accionamiento de la sacudida

23- Vara

24- Semi-plato soporte de varas

25- Buje exterior del tambor de sacudida

26- Buje interior del tambor de sacudida

27- Soporte de arrastre del tambor de sacudida

28- Acoplador soporte de la aproximación del sacudidor superior

29- Cilindros hidráulicos de accionamiento de la aproximación

30- Cilindro hidráulico de elevación del sistema de recepción.

31- Cilindro hidráulico de nivelación y suspensión.

32- Carenado adaptativo

33- Paneles que evitan la proyección lateral

34- Sensores ultrasónicos.

La máquina objeto de la invención, en una posible forma de realización comprende: Sistema de sacudida para el desprendimiento de frutos de las ramas El sistema de sacudida, como sistema principal encargado del derribo del fruto mediante la transmisión de energía a las ramas en forma de vibración, puede componerse de uno o dos módulos de sacudida (Figura 3 y 4; 2), según la configuración final del sistema. En una ejecución preferente consta de dos módulos de sacudida, uno inferior y otro superior. Cada módulo de sacudida se compone de una pluralidad tambores vibratorios (Figura 3, 4 y 5; 19), pudiendo contener 4, 6 u 8 tambores según la configuración de la máquina. En una ejecución con dos módulos sacudidores cada módulo incorpora 4 tambores vibratorios.

Un módulo sacudidor se compone de una estructura portante que soporta el conjunto de tambores vibratorios montados en su eje común (Figura 4 y 5; 21), y que se fija a esta por medio de rodamientos de apoyo (Figura 4; 20). El accionamiento del sistema vibratorio de sacudida se realiza mediante un motor (Figura 3; 22) que arrastra al eje principal a través de un sistema de transmisión, preferentemente de cadena.

El tambor vibratorio de sacudida está compuesto por una pluralidad de varas (Figura 3, 4 y 5; 23), preferentemente entre 12 y 24 unidades, colocadas de forma radial o tangencial, y esta última a su vez apuntando en sentido horario o anti horario; en una realización preferente estas se colocan tangencialmente en sentido anti horario. Además, las varas de un tambor estarán dispuestas preferentemente en dos planos equidistantes y al tresbolillo entre ambos planos, de modo que se incrementa el área efectiva de actuación de un plano a una franja de un cierto ancho, mejorando el área de copa barrida. La pluralidad de varas va fijada al tambor por subgrupos de estas mediante sendos semiplatos (Figura 5; 24) que las contienen y las unen al buje exterior del tambor (Figura 5; 25) de giro libre.

De acuerdo con la invención, en una realización preferente, existe una pluralidad de varas cuya geometría puede ser recta o curvada, y estar formada por materiales rígidos, tales como materiales metálicos, o bien materiales semirrígidos como son los materiales poliméricos o incluso elastómeros, o incluso combinaciones de los diferentes materiales citados.

El tambor vibratorio de sacudida comprende dos bujes concéntricos con giro relativo libre entre ellos, un buje exterior porta varas y un buje interior (Figura 5; 26) unido al eje a través de un soporte de arrastre (Figura 5; 27) solidario al eje. En este sentido, el buje interior y el eje giran de forma solidaria cuando se acciona el eje para generar el movimiento vibratorio de sacudida. La fijación entre el buje interior del tambor y el soporte de arrastre posiciona al buje interior con cierta excentricidad respecto del eje. La excentricidad entre el buje interior y el eje es regulable mediante la posición relativa ente soporte de arrastre y buje interior. Dicha excentricidad es la que define la amplitud del movimiento vibratorio de derribo del fruto cuando gira el buje interior arrastrado por el eje. El rango de regulación de amplitud de sacudida puede variar entre 40 a 180 mm. La unión y giro libre entre buje interior y exterior se consigue mediante medios mecánicos rodantes, preferentemente rodamientos. De este modo se transfiere el movimiento oscilatorio de trayectoria circular del buje interior a la pluralidad de varas de manera uniforme en todos los puntos de la corona de varas, sin embargo, el movimiento giratorio no es transmitido al exterior. Dicho movimiento oscilatorio es el encargado del derribo de los frutos. El giro libre del buje exterior respecto del interior permite una rodadura del tambor de varas sobre las copas evitando la rotura de ramas, gracias al arrastre debido al desplazamiento relativo entre las ramas y el avance de la máquina, asimilándose a un engrane de piñón cremallera.

De acuerdo con la invención, el eje contiene una pluralidad de tambores de sacudida fijados al mismo de forma solidaria mediante su correspondiente soporte de arrastre. Dichos soportes se distribuyen a lo largo del eje con un desfase angular determinado entre ellos, de manera que se consiga el equilibrado dinámico del conjunto giratorio y no transmita vibración a la estructura de la máquina, sin necesidad del empleo de contrapesos adicionales. De acuerdo con lo expuesto anteriormente, existen varias realizaciones preferentes, las cuales pueden requerir diferentes desfases entre módulos, así una realización preferente con 4 tambores por módulo requiere de desfases de 180° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje; en otra realización preferente con 6 tambores por módulo requiere de desfases de 120° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje; en otra realización preferente con 8 tambores por módulo requiere de desfases de 180° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje, o de 90° si se prefiere un cruce de varas menos agresivo.

Sistema de aproximación e inclinación de la sacudida

La presente invención incorpora un sistema de aproximación e inclinación (Figura 3 y 4; 3) de los módulos de sacudida para optimizar el contacto con las copas de los árboles. Ambos módulos de sacudida están inclinados 10° en el eje transversal de la máquina (Figura 6.a), con el fin de mejorar la penetración de las varas en su movimiento de avance y de disminuir los daños por golpeado a las ramas, ya que estas crecen en sentido descendente desde la mitad inferior del olivo, además, están inclinados 5° en el eje longitudinal de la máquina (Figura 6.b) para mejorar el barrido que realizan los discos de sacudida y homogeneizar el reparto de las varas.

Los módulos de sacudida van fijados al bastidor de la máquina (Figura 3; 8) por medio de mecanismos y brazos articulados (Figura 4; 17, 17’ y 18) que permiten el desplazamiento lateral e inclinación de los módulos (Figura 7 y 8; a, b, c, d). En una realización preferente, con dos módulos de sacudida, existe un módulo inferior y otro superior, cada uno con su correspondiente mecanismo paralelo de brazos articulados respectivamente, y que cuentan con medios de accionamiento propios, preferentemente cilindros hidráulicos (Figura 4; 29), que le permiten a cada módulo un accionamiento de manera independiente. De este modo el sistema completo de derribo se adapta de forma flexible a las irregularidades de la copa.

Por otro lado, en el caso del módulo de sacudida superior, para mejorar el contacto y adaptabilidad del sistema a la copa según el perfil típico de estos árboles, incorpora un grado de libertad adicional, que le permite inclinarse pivotando alrededor de un eje cuasi paralelo al longitudinal de la máquina desde su posición inicial hasta los 40° (Figura 7.d y 8.d). En una ejecución preferente, el módulo está soportado sobre otros brazos articulados y pivotantes que cuentan con medios de accionamiento, preferentemente cilindros hidráulicos, que le permiten el movimiento de inclinación transversal. Este sistema está anclado a su correspondiente sistema de aproximación mediante unos acopladores de soporte (Figura 4; 28) que garantiza el desplazamiento transversal del conjunto superior (Figura 7.c y 8.c).

El sistema de aproximación actúa a modo de seguidor del contorno de la copa pudiendo realizar estos movimientos de manera manual o controlada, preferentemente de forma autónoma mediante un grupo de sensores que detectan carga y rigidez de la copa o bien la distancia a la misma. Mediante la información de estos, el sistema de procesamiento ejecuta los criterios de control del posicionado de los cabezales a través de un algoritmo que controla el avance, retroceso e inclinación de los cilindros hidráulicos accionando una electroválvula para optimizar la posición y el contacto con la copa sin ocasionar daños al árbol ni a la propia máquina.

Sistema de interceptación de frutos derribados

Los sistemas de sacudida llevan integrados, en una realización preferente, una pluralidad de apantallamientos o carenados adaptativos (Figura 9; 32) que se colocan en sentido opuesto a la rama, eliminando las proyecciones y amortiguando la caída del fruto. Estos carenados son solidarios a cada uno de los sistemas de sacudida. Tienen un recorrido máximo de 90°, 45° hacia ambos lados, para cubrir la posición de entrada (Figura 9; 32.a), y salida (Figura 9; 32.b) del cabezal de sacudida respecto al árbol. Pivotan sobre dos rodamientos anclados al mismo árbol de sacudida, garantizando un giro concéntrico a los sistemas de sacudida. Un cilindro hidráulico de doble efecto se encarga de encarar los semicírculos en sentido opuesto al árbol, evitando la colisión del sistema consigo mismo y creando la estanqueidad necesaria para evitar las proyecciones. En una realización preferente la cubierta superior y lateral estaría construidas en acero inoxidable y la cubierta inferior formada por un chasis aligerado de acero forrado de forma preferente de una lona o cubierta con algún elastómero, siendo la encargada de absorber los impactos del fruto y a su vez facilitando la caída escalonada de este.

El movimiento y posición de los carenados está automatizado, a través de una lógica de control que gobierna los movimientos de los cilindros hidráulicos de forma preferente mediante centralita, procesando las lecturas de los sensores de distancias, preferentemente ultrasónicos (Figura 9; 34). La ubicación de estos sensores será preferentemente de dos sensores colocados a 45° a ambos lados del sistema de sacudida para el carenado inferior, y uno adicional para el carenado superior, situado en la parte superior del carenado en la distancia media entre los sensores inferiores, debido a la maniobra adicional del giro del módulo.

Además de los carenados de los sacudidores, se cuenta con dos paneles que evitan las proyecciones laterales del fruto (Figura 9; 33). Estos paneles estarán formados preferentemente de lonas rígidas que, mediante un sistema de fijación, estarán atornilladas a un tubo con un punto de giro en el mismo eje central de la máquina. De forma preferente, un muelle de torsión con poca precarga sería el encargado de mantener la posición de estos paneles, que durante el paso del árbol cerrarían en contra de las ramas adaptándose a la morfología. Todas las proyecciones que impacten sobre estos paneles caerían en una bandeja de lona contigua que absorbería el impacto y dirigiría la aceituna hacia la cinta central.

Posteriormente, los frutos derribados son recogidos mediante un sistema de captación y gestión de frutos (Figura 3; 4), de configuración flexible en la zona de contacto con los troncos, con movimiento de extensión-retracción e inclinación (Figura 10) para facilitar la adaptación a las geometrías de los troncos, y para un incremento del área de interceptación más allá de su estructura interior. En una realización preferente la plataforma cuenta con medios de transporte, preferentemente cintas transportadoras, que llevan el fruto interceptado transversalmente hacia el sistema de transporte principal (Figura 3; 14). Para mejorar la eficiencia de esta plataforma receptora, la misma va anclada al bastidor de la máquina mediante sistemas de brazos pivotantes y mecanismos de extensión, preferiblemente accionados por cilindros hidráulicos (Figura 3; 30 y 6). De este modo la plataforma puede regular su altura respecto del suelo, y también su posición transversal entre el tronco y el cuerpo de la máquina.

La plataforma receptora se regula de forma automática mediante sistemas de lectura simultánea de distancias, preferentemente mediante sensores ultrasónicos y palpadores de tronco, cuyo objetivo es mantener el mayor contacto y hermeticidad posible con este para optimizar la eficiencia de interceptación del fruto derribado, siendo independiente del sistema de derribo.

Sistema de guiado posicional

El sistema de guiado posicional está compuesto por un bastidor con autopropulsión que alberga los anteriores sistemas, un sistema de dirección, un sistema de suspensión y nivelación y un sistema de estabilidad, integrados conjuntamente:

De acuerdo con la invención, se incorpora un bastidor o chasis principal encargado de soportar e integrar todos los sistemas. En una ejecución preferente incorpora en la parte delantera un grupo de potencia (Figura 3; 7) que genera potencia hidráulica para alimentar el accionamiento de cada sistema con movimiento, y que preferentemente es accionado mediante un motor de combustión interna alternativo.

El bastidor está soportado, preferentemente, por dos ejes motrices, uno delantero y otro trasero (Figura 3; 5 y 5’) de igual construcción, cada uno con dos ruedas (Figura 3; 12), todas ellas motrices que reciben la potencia.

El sistema direccional, controlado electrohidráulicamente de forma manual, automática, o semiautomática, es accionado en cada rueda de forma sincronizada e independiente, preferentemente mediante cilindros hidráulicos (Figura 3; 11).

El sistema direccional posee, preferentemente, cuatro capacidades de maniobra: sólo dirección trasera (Figura 11.a), sólo dirección delantera (Figura 11.b), dirección a las cuatro ruedas cruzada (Figura 11.c) y dirección a las cuatro ruedas paralela con desplazamiento lateral (Figura 11.d). Estas capacidades permiten una alineación y seguimiento del contorno del árbol de manera que maximice su contacto sin producir daños en él. Preferentemente, el guiado posicional se basa en dos condicionantes. Por un lado, mantener el paralelismo a la copa asegurando que el eje longitudinal de la máquina es paralelo a una secante ficticia del contorno de la copa, cuando el eje central transversal pasa por el centro del árbol. Por otro lado, un seguimiento del contorno que se encarga de que un punto de referencia en el centro chasis siga el contorno externo de la copa en función del radio instantáneo o local de la copa. Esta alineación y seguimiento, de forma preferente, está controlada mediante un algoritmo que toma los datos de los sensores ubicados en el sistema de sacudida, aproximación e interceptación. En una realización preferente, el sistema de control de la dirección regula el ángulo de giro en función de la distancia a la copa medida por el sensor, siendo mayor el ángulo cuanto mayor distancia se detecte, para asegurar que el punto de referencia en el centro del chasis siempre estará en contacto con la copa. El sistema de control predice mediante mediciones dónde debe estar dicho punto de referencia en el futuro, y actúa en consecuencia sobre el ángulo de dirección para interceptar la trayectoria óptima del punto.

El sistema de suspensión y nivelación, en una realización preferente, lo forman los propios ejes mediante una serie de medios pivotantes y articulaciones independientes para cada rueda, haciéndose el soporte de la carga o suspensión de la máquina preferentemente mediante cilindros hidráulicos (Figura ; 31), además de ser los responsables del control de la inclinación. De acuerdo con la invención, es capaz de regular la altura global de la máquina respecto del suelo para mejorar el posicionado del sistema de sacudida respecto de la copa.

En una realización preferente, esta incorpora dos ejes articulados y cuatro ruedas, para alcanzar una adecuada tracción y evitar el resbalamiento en condiciones adversas de transitabilidad, con el contacto de la totalidad de las ruedas con el suelo. Para ello es necesario que el sistema de suspensión de cuatro ruedas sea de apoyo isostático. La forma de garantizar dicha condición es haciendo que un par de ruedas contiguas en el perímetro rectangular formen un tándem articulado o balancín respecto del chasis, mientras que las otras dos ruedas restantes se mantienen solidarias al chasis.

En una realización preferente, el control de este sistema de suspensión se hace de manera electrohidráulica, y de forma automática, permitiendo cambiar el tándem balancín de un lateral a otro según el sentido de la pendiente, a criterio del controlador. Este sistema confiere un alto nivel de estabilidad para zonas con pendiente moderada (15-20%) y gran maniobrabilidad. Por consiguiente, para el transporte se emplearía un tándem en el eje frontal, al igual que cualquier tractor, sin embargo, para trabajo en pendientes laterales, la selección del tándem lateral incrementa notablemente la estabilidad del vehículo para transitar en situaciones adversas, quedando en una realización preferente el lado del balancín en la parte superior. El sistema de control automático se encarga de la selección de la posición del balancín.

De acuerdo con la invención, la máquina también es capaz de variar su inclinación lateral, preferentemente accionada por actuadores hidráulicos gobernados por un conjunto de sensores que evalúan la inclinación del terreno y la relación de la máquina con el árbol. El objetivo de la inclinación es mejorar la estabilidad en primer lugar, y complementar la adaptación con el árbol con independencia de la orografía del terreno.

Sistemas auxiliares

La gestión del fruto cosechado tiene como destino su almacenamiento temporal en el receptáculo (Figura 3; 10) destinado a tal fin. En una realización preferente en el sistema de captación de fruto derribado de la máquina, se incorporan medios de transporte (Figura 3; 14) en la parte central del cuerpo del chasis (Figura 3; 8), preferentemente una cinta transportadora, que reciba el fruto interceptado y lo deposite sobre un sistema de limpieza (Figura 3; 15), de manera que los tallos y hojas salgan por la parte trasera y el fruto limpio caiga en el receptáculo.

Una vez llenada la tolva, debe procederse a la descarga de esta. La descarga se realiza por gravedad a través de una trampilla en el fondo de la tolva, accionada preferentemente por cilindros hidráulicos. En una realización preferente, el sistema de almacenamiento dispone de medios de elevación de la tolva a lo largo de las guías (Figura 3; 13), preferentemente accionado por un cilindro hidráulico. La altura de descarga se podrá regular en función del tipo de receptáculo donde se vaya a depositar el fruto, bien sean cajas, una pala cargadora o un remolque, pudiendo hacerse desde nivel de suelo hasta 2,5 m de altura.

Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, se hace constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba, siempre que no altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1.- Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles, caracterizada porque comprende:

- Un sistema de sacudida (2) para el desprendimiento de frutos de las ramas que comprende uno o dos módulos de sacudida (16), donde cada módulo de sacudida (16) se compone de una pluralidad tambores vibratorios (19) soportados mediante rodamientos sobre un eje (21) común accionado mediante un motor (22), donde cada tambor vibratorio (19) está compuesto por una pluralidad de varas (23) y por dos bujes concéntricos con giro relativo libre entre ellos, un buje exterior (25) porta varas y un buje interior (26) donde el buje interior (26) y el eje (21) giran de forma solidaria cuando se acciona el eje para generar el movimiento y los bujes interiores (26) se posicionan con cierta excentricidad que es la que define la amplitud del movimiento vibratorio de derribo del fruto cuando gira el buje interior, donde el giro libre del buje exterior respecto del interior permite una rodadura del tambor de varas sobre las copas evitando la rotura de ramas,

- Un sistema de aproximación e inclinación de la sacudida (3) de cada módulo de sacudida quedando cada módulo de sacudida (16) montado sobre un bastidor desplazable por medio de unos brazos articulados (17), (17’) (18) y unos cilindros hidráulicos (29) de accionamiento de la aproximación y donde dicho desplazamiento se realiza con el apoyo de un sistema de seguimiento controlado de forma autónoma mediante un grupo de sensores que detectan carga y rigidez de la copa.

- Un sistema de interceptación de frutos derribados (4) que comprenden un carenado adaptativo (32) por cada módulo de sacudida (16) donde cada carenado adaptativo (32) está automatizado para detectar la posición del árbol por sensores de distancias y se coloca en sentido opuesto a la rama pivotando concéntrico sobre el sistema de sacudida, y un sistema de captación y gestión del fruto derribado de configuración flexible en la zona de contacto con los troncos provisto con un movimiento de extensión-retracción e inclinación,

- Un sistema de guiado posicional con un bastidor autopropulsado con ruedas directrices y motrices, que permite la nivelación independiente del sistema de sacudida y una alta maniobrabilidad en las trayectorias de recolección laterales al árbol.

2. - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles según la reivindicación 1 caracterizado porque las cosechadora cuenta con dos módulos de sacudida: un módulo inferior desplazable, por medio de un primer grupo de brazos articulados accionables por los cilindros hidráulicos (29), y un módulo superior también desplazable, mediante un segundo grupo de brazos articulados (18) que en este caso están unidos a un acoplador de soporte (28), y, además, basculante, mediante un tercer juego de brazos articulados lo que le dotan de este grado de libertad adicional.

3. - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el sistema de sacudida permite una regulación en la amplitud del movimiento en el que el rango de regulación de amplitud del movimiento vibratorio de cada módulo de sacudida varía entre 40 a 180 mm. La unión y giro libre entre buje interior y exterior se consigue mediante medios mecánicos rodantes, preferentemente rodamientos.

4. - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles, según la reivindicación 1 ó 2 ó 3 caracterizado porque cada módulo de sacudida (16) comprende:

- cuatro tambores por módulo con desfases de 180° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje;

- o bien seis tambores por módulo con desfases de 120° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje;

- o bien ocho tambores por módulo con desfases de 180° entre tambores dispuestos simétricamente desde el centro del eje, o de 90° si se prefiere un cruce de varas menos agresivo

5. - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los módulos de sacudida son paralelos y están inclinados 10° en el eje transversal de la máquina y, además, están inclinados 5° en el eje longitudinal de la máquina.

6. - Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los medios de interceptación comprenden unos medios de transporte por cintas que llevan el fruto interceptado transversalmente hacia el sistema de transporte principal (14) que está en conexión con un sistema de limpieza (15) situado sobre una tolva de almacenamiento (10) que permite la descarga de fruto a diferentes alturas por gravedad.

7.- Cosechadora con sacudidores de copa y sistemas integrados adaptativos a la morfología de los árboles según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el sistema de guiado posicional está compuesto por los siguientes elementos que se integran conjuntamente:

- Un bastidor que soporta el sistema de derribo, interceptación y gestión de fruto (8) que cuenta preferentemente con dos ejes (5, 5’), uno delantero y otro trasero cada uno con dos ruedas (12) todas ellas motrices

- Un sistema direccional que es accionado en cada rueda de forma sincronizada e independiente, preferentemente mediante cilindros hidráulicos (11) estando dotado de cuatro capacidades de maniobra - Un sistema de suspensión y nivelación formado por los propios ejes mediante una serie de medios pivotantes y articulaciones independientes para cada rueda, haciéndose el soporte de la carga o suspensión de la máquina preferentemente mediante cilindros hidráulicos (31) responsables del control de la inclinación y capaz de regular la altura global de la máquina respecto del suelo

- Un sistema de estabilidad de control electrohidráulico que provee un apoyo isostático de las cuatro ruedas con el suelo, con la característica de poder seleccionar el par de ruedas del tándem balancín y bloquear el otro par para una máxima estabilidad del conjunto y obtener mejores condiciones de adherencia y tracción.