ES2967715T3 - Vehículo de escaneo de plantas - Google Patents

Abstract

Vehículos de escaneo de plantas (10), incluidos, entre otros, vehículos de escaneo de plantas para uso en fenotipado basado en el campo. Hay un cuerpo central (16); tres o más patas (15) que se extienden desde el cuerpo central (16) para soportar una rueda (13) en cada pata (15); en el que las tres o más patas (15) están montadas en el cuerpo central (16) de forma giratoria alrededor de un eje vertical respectivo (95) para permitir el ajuste del ancho de vía W del vehículo girando las patas en el que las patas están acopladas mecánicamente para transmitir rotación entre las patas alrededor de sus respectivos ejes verticales y el cuerpo central (16) o las tres o más patas (13) están configurados para soportar un sensor (47) para escanear plantas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Vehículo de escaneo de plantas

Campo técnico

La presente invención se refiere a vehículos de escaneo de plantas que incluyen, aunque no de forma limitativa, vehículos de escaneo de plantas para su uso en fenotipado basado en campo.

Antecedentes

La maquinaria usada en la agricultura suele estar diseñada para trabajos pesados. Como resultado, la maquinaria suele ser grande, pesada y cara. Sin embargo, los requisitos para el escaneo de plantas son diferentes. El escaneo de plantas se refiere a la recogida de muestras a lo largo de una distancia a través de un área donde crecen las plantas, tal como a lo largo de un campo o una hilera de plantas. Las muestras pueden incluir muestras de datos de sensores, tal como la altura de las plantas usando escáneres láser de tiempo de vuelo, ultrasonido, sensores de temperatura, sensores de humedad, luz, aire y otros. Los sensores empleados, tal como escáneres láser, son relativamente livianos y las plantas se deben escanear en muchos lugares diferentes, lo que significa que un vehículo de escaneo de plantas debería ser relativamente fácil de transportar. Un vehículo de escaneo de plantas es un vehículo que puede soportar el escaneo de cualquier elemento de la planta o del entorno de cultivo de la planta. Al mismo tiempo, debe tener una anchura de pista amplio para poder colocarse a ambos lados de las típicas hileras de plantas. Sin embargo, es difícil lograr ambas de estas propiedades deseables al mismo tiempo. Por lo tanto, existe la necesidad de un vehículo nuevo y útil que sea robusto para su uso en un cultivo o campo y que sea fácilmente transportable y ajustable. El documento WO 2010/126879 A1 divulga un vehículo de escaneo de plantas que comprende un cuerpo central y cuatro patas que se extienden desde el cuerpo central para soportar una rueda en cada pata. El cuerpo central está configurado para soportar un sensor para escanear plantas. El documento GB2402658 divulga un vehículo todoterreno capaz de sortear un terreno variable que comprende una sección de cabina que se coloca en el cuerpo del elemento de conexión, además de una pluralidad de brazos capaces de moverse independientemente entre sí para darle al vehículo diferentes pisadas.

Sumario

Un vehículo (10) de escaneo de plantas que comprende un cuerpo central (16); tres o más patas (15) que se extienden desde el cuerpo central para soportar una rueda (13) en cada pata; caracterizado por que las tres o más patas están montadas en el cuerpo central de forma giratoria alrededor de un respectivo eje vertical (95) para permitir el ajuste de la anchura de pista del vehículo girando las patas en donde las patas están acopladas mecánicamente para transmitir el giro entre las patas alrededor de sus respectivos ejes verticales y el cuerpo central o las tres o más patas están configuradas para soportar un sensor (47) para escanear plantas.

Las patas pueden estar acopladas mecánicamente para mantener la simetría entre las ruedas y las patas del vehículo y el cuerpo.

Las patas están acopladas mecánicamente para hacer que las patas giren alrededor de los respectivos ejes verticales en el mismo ángulo.

El sensor puede estar alineado con una línea central del vehículo, las patas pueden comprender dos ruedas delanteras y las patas están acopladas mecánicamente para mantener la alineación del sensor y la línea central durante el movimiento de las dos ruedas delanteras alejándose una de otra o acercándose una a otra.

Las patas pueden tener extremos proximales en el cuerpo central y se pueden acoplar mediante un acoplamiento dentado. Además, el acoplamiento dentado puede comprender una cremallera curvada que está unida al extremo proximal de cada pata.

Las tres o más patas pueden soportar una rueda delantera y una rueda trasera, la rueda delantera puede estar conectada a la rueda trasera mediante un miembro rígido de longitud variable y reducir la longitud del miembro rígido puede reducir la distancia entre la rueda delantera y la rueda trasera. Además, el miembro rígido puede comprender un primer actuador para cambiar la longitud del miembro rígido para ajustar de este modo la anchura de pista. El primer actuador puede ser un actuador de engranaje de tornillo sin fin, actuador neumático o actuador eléctrico. El ajuste de la anchura de pista se puede realizar cambiando la longitud del miembro rígido y puede provocar el giro de las patas alrededor de los respectivos ejes verticales y, de este modo, mantener una altura constante del cuerpo central.

Las patas comprenden una o más articulaciones para permitir el giro de las patas alrededor de un respectivo eje horizontal para ajustar la altura del cuerpo central y/o contraer el vehículo. Además, los segundos actuadores pueden actuar sobre las patas para hacerlas girar hacia arriba y hacia abajo alrededor de las articulaciones. El giro de las patas hacia arriba puede bajar el cuerpo y el giro de las patas hacia abajo puede elevar el cuerpo. El giro hacia arriba de las patas puede mover las patas hacia una configuración contraída y el giro hacia abajo de las patas puede mover las patas hacia una configuración expandida. Los segundos actuadores pueden ser puntales neumáticos.

Las patas se pueden formar como paralelogramos que comprenden un par de vástagos paralelos que se conectan por un extremo al cuerpo central y por el otro extremo a las ruedas. Los segundos actuadores se pueden conectar diagonalmente a través de los paralelogramos de modo que la contracción de los segundos actuadores pueda girar las patas hacia arriba o hacia abajo y la expansión de los segundos actuadores pueda girar las patas en la dirección opuesta.

Se puede proporcionar un soporte de sensor ajustable para montar el sensor en el cuerpo central, en donde el soporte de sensor se puede configurar para mover el sensor en la dirección de desplazamiento o ajustar la altura del sensor o ambos.

El sensor puede ser un escáner láser para medir la distancia de las plantas al sensor.

Se puede proporcionar un codificador giratorio aplicado a las ruedas del vehículo para proporcionar datos de ubicación relativa del vehículo.

Se puede proporcionar un motor para propulsar el vehículo.

Una o más de las ruedas pueden ser capaces de girar alrededor de un eje vertical para dirigir el vehículo.

Se puede proporcionar electrónica de control para determinar señales de control para actuadores basándose en la entrada del usuario. La entrada del usuario puede indicar una altura deseada del cuerpo central o una anchura de pista deseada o ambas.

Un vehículo de escaneo de plantas comprende:

un cuerpo central para soportar un sensor para escanear plantas;

tres o más patas que se extienden desde el cuerpo central para soportar una rueda en cada pata;

las patas están montadas en el cuerpo central de forma giratoria alrededor de un respectivo eje vertical para permitir el ajuste de la anchura de pista del vehículo mediante el giro de cabeceo de las patas en donde las patas están acopladas mecánicamente para transmitir el giro de cabeceo entre las patas alrededor de sus respectivos ejes verticales y

las patas comprenden una o más articulaciones para permitir el giro de las patas alrededor de un respectivo eje horizontal para ajustar la altura del cuerpo central y/o contraer el vehículo.

Un vehículo contraíble incluye:

un cuerpo

primera y segunda ruedas delanteras,

primera y segunda ruedas traseras,

cuatro patas, extendiéndose cada pata desde el cuerpo central para soportar una rueda de la primera y segunda ruedas delanteras y traseras, extendiéndose las patas desde el cuerpo central en una configuración simétrica alrededor del cuerpo central,

siendo las patas giratorias entre las configuraciones contraída y expandida, de manera que en la configuración contraída las ruedas están próximas al cuerpo central y en la configuración expandida las ruedas están alejadas del cuerpo central,

estando las patas conectadas mecánicamente entre sí de modo que: el giro de una de las patas entre las configuraciones contraída y expandida da como resultado el mismo grado de giro de las otras patas entre las configuraciones contraída y expandida y

la configuración simétrica de las patas alrededor del cuerpo se mantiene durante el giro de las patas entre las configuraciones contraída y expandida.

Un vehículo contraíble para usar en fenotipado basado en campo incluye:

un cuerpo central,

primera y segunda ruedas delanteras,

primera y segunda ruedas traseras,

cuatro patas, extendiéndose cada pata desde el cuerpo central para soportar una rueda de la primera y segunda ruedas delanteras y traseras, extendiéndose las patas desde el cuerpo central en una configuración simétrica alrededor del cuerpo central,

siendo las patas giratorias entre las configuraciones contraída y expandida, de manera que en la configuración contraída las ruedas están próximas al cuerpo central y en la configuración expandida las ruedas están alejadas del cuerpo central,

Un vehículo contraíble incluye:

un cuerpo

primera y segunda ruedas delanteras,

primera y segunda ruedas traseras,

cuatro patas, estando cada pata conectada y extendiéndose desde el cuerpo para soportar una rueda de la primera y segunda ruedas delanteras y traseras, extendiéndose las patas desde el cuerpo en una configuración simétrica alrededor del cuerpo,

siendo las patas giratorias entre las configuraciones contraída y expandida, de manera que en la configuración contraída las ruedas están próximas al cuerpo y en la configuración expandida las ruedas están alejadas del cuerpo, incluyendo además el vehículo accionadores que actúan sobre las patas para girar las patas hacia arriba y hacia abajo alrededor de las conexiones con el cuerpo de modo que el cuerpo pueda descender mediante el giro hacia arriba de las patas y elevarse mediante el giro hacia abajo de las patas,

y de manera que durante el giro de las patas hacia la configuración contraída las patas giran hacia arriba alrededor de las conexiones con el cuerpo central de modo que el cuerpo desciende a medida que las patas giran y de manera que durante el giro de las patas hacia la configuración expandida las patas giran hacia abajo alrededor de las conexiones al cuerpo central de modo que el cuerpo se eleve a medida que giran las patas.

Breve descripción de los dibujos

Con el fin de que se pueda entender totalmente la invención, a continuación se describirán algunas realizaciones con referencia a las figuras en las que:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un vehículo contraíble mostrado en un escaneo de planta basado en campo de acuerdo con una forma de la invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva del vehículo contraíble de la figura 1.

La figura 3 es una vista del cuerpo central del vehículo de la figura 2.

La figura 4 es una vista en perspectiva de una pata del vehículo de la figura 2.

La figura 5 es una vista en perspectiva del vehículo de la figura 2 en una configuración contraída.

Las figuras 6a y 6b son vistas desde un extremo del vehículo de la figura 2 en configuraciones expandida y contraída respectivamente.

La figura 7 es una vista en planta que muestra las conexiones de pata del vehículo de la figura 2.

La figura 8 es una vista de la cremallera dentada curvada de la figura 7.

La figura 9 es una vista de una disposición de montaje de sensor.

Las figuras 10a y 10b son vistas en planta del vehículo de la figura 2 en las configuraciones contraída y expandida respectivamente. La figura 10c es una vista en planta del vehículo en una configuración de longitud máxima y anchura mínima.

Las figuras 11a y 11b son vistas laterales del vehículo de la figura 2 en las configuraciones expandida y contraída respectivamente.

La figura 12 es una vista en perspectiva del vehículo de la figura 2 cargado en un vehículo utilitario. La figura 13 es una vista lateral del conjunto de rueda del vehículo de la figura 2.

La figura 14 es una vista en alzado lateral del vehículo dirigido por un operador.

La figura 15 es una vista en planta de la configuración en la figura 14.

La figura 16 ilustra un controlador.

La figura 17a ilustra una configuración de vehículo donde el cuerpo central se baja para escanear plantas más pequeñas, mientras que la figura 17b ilustra una configuración de vehículo donde el cuerpo central se eleva para escanear plantas más grandes.

La figura 18 muestra una de las ruedas con más detalle.

Descripción de las realizaciones

La figura 1 es una vista en perspectiva de un vehículo 10 plegable o contraíble que se ha construido con el propósito de escanear plantas basadas en campo y que se muestra con cuatro ruedas colocadas a ambos lados de una parcela 11 que comprende un cultivo genérico de plantas. El vehículo 10 se muestra controlado por un operador esquemático 12 de modo que, en la figura 1, el operador 12 controla la velocidad y dirección del vehículo 10 y camina con el vehículo 10 a medida que avanza a lo largo de la parcela 11. En otras realizaciones, el operador puede controlar remotamente el vehículo usando un enlace de vídeo, por ejemplo, o el vehículo puede ser autónomo usando los diferentes sensores analizados en el presente documento como entradas de navegación.

El vehículo 10 tiene ruedas 13 que están colocadas a ambos lados de la parcela 11. La parcela 11 se muestra como una hilera de cultivo que formaría una de una pluralidad de hileras de cultivo que están separadas por una hilera separadora. La anchura entre las ruedas 13 del vehículo 10 es ajustable y por lo tanto se selecciona de modo que las ruedas se desplacen a lo largo de la separación entre hileras de cultivo adyacentes. En un ejemplo, el operador 12 selecciona la anchura del vehículo 10 a través de medios de entrada, tal como botones o una pantalla táctil. En otros ejemplos, el vehículo detecta espacios entre hileras de plantas, tal como usando una imagen de cámara o datos de escaneo láser, y ajusta la anchura automáticamente para encajar en esos espacios.

La figura 2 ilustra el vehículo 10 aislado de la parcela 11 y esa figura muestra que las cuatro ruedas 13 del vehículo 10 están conectadas indirectamente a un poste vertical 14 que se conecta a una pata 15 articulada de cuatro puntos. La pata 15 se conecta entre el poste 14 y un cuerpo central (también denominado "alojamiento" o "elemento de conexión") 16. Cabe señalar que "central" en relación con el cuerpo no significa que el cuerpo 16 esté exactamente en el centro del vehículo sino que significa que el cuerpo 16 está dentro del perímetro definido por las ruedas. En otras palabras, el cuerpo central 16 está entre las ruedas y puede estar fuera del eje, dando como resultado una configuración asimétrica. El elemento 16 de conexión central se ilustra de forma aislada en la figura 3 y esto muestra que el elemento 16 de conexión central tiene un espacio 18 cerrado estructural superior y un cuerpo 19 estructural inferior. El espacio 18 cerrado estructural superior está previsto para alojar la instrumentación y los controles operativos relevantes, mientras que el cuerpo 19 estructural inferior incluye accesorios para conectar miembros estructurales del vehículo 10 al elemento 16 de conexión central, tal como cojinetes para recibir el poste 26. El cuerpo 19 estructural inferior también incluye capacidad de almacenamiento como se muestra por la cavidad 20 y los cierres 21 de puerta. El espacio 18 cerrado superior también se puede cerrar mediante un cierre 22.

El elemento 16 de conexión está formado como un hexágono, sin embargo, podría adoptar cualquier forma adecuada, incluyendo cuadrada, rectangular y circular. La figura 3 también muestra un sistema 92 de coordenadas que comprende un eje x 93 horizontal, un eje y 94 horizontal y un eje z 95 vertical. El giro de la pata 15 alrededor del elemento 16 de conexión alrededor de cualquier eje horizontal que se encuentre en el plano de los ejes x e y se denomina en el presente documento giro de cabeceo. El giro alrededor del elemento de conexión alrededor del eje z 95 vertical se denomina en el presente documento giro de guiñada. En la figura 3, el poste 26 está montado en el elemento 16 de conexión de modo que pueda girar alrededor del eje z 95. Para ese fin, el elemento de conexión comprende cojinetes 23 que reciben el poste 26 en ambos extremos del poste 26, aunque el extremo superior del poste 26 está oculto por el elemento 16 de conexión.

Con referencia a las figuras 1 y 2, las patas 15 se extienden desde el elemento 16 de conexión y específicamente desde el cuerpo 19 estructural inferior del elemento 16 de conexión. En la forma ilustrada, las patas 15 son uniones articuladas de cuatro puntos que se muestran con más detalle en la figura 4. Cada pata 15 incluye por tanto un soporte 25 de conexión que se conecta a un poste 26 del elemento 16 de conexión (véanse las figuras 3 y 8). El soporte 25 incluye una abertura 27 a través de la cual se puede acomodar el poste 26. La parte superior del poste 26 se extiende a través de la abertura 27. Se puede ver en la figura 4 que el soporte 25 está formado por un par de placas 28 y 29 que se atornillan entre sí alrededor del poste 26.

La pata 15 incluye además varillas o puntales superiores e inferiores 30, 31, que están conectados de forma giratoria en un extremo al soporte 25 alrededor de pasadores 32 y 33 y en el otro extremo a un segundo soporte 35, sobre los pasadores 36 y 37. En este sentido, los pasadores 32 y 33 actúan como una articulación que permite el giro de cabeceo de las patas 15 alrededor de un eje horizontal 41 (también se muestra el eje 95 de giro de guiñada vertical). El soporte 35 acepta un extremo superior de un poste 14 como se muestra en las figuras 1 y 2 y, para esto, el soporte 35 incluye una abertura formada de manera similar a la abertura 27 del soporte 25 y similar al soporte 25, el soporte 35 incluye placas 38 y 39 que están atornilladas entre sí alrededor del extremo superior del poste 14. El extremo superior del poste 14 no se extiende a través de la placa superior 40 sino que, más bien, termina debajo de la placa 40 dentro del soporte 35.

La pata 15 está destinada a permitir el movimiento hacia arriba y hacia abajo, tal como el movimiento vertical del soporte 35 con respecto al soporte 25 y ese movimiento es impulsado por un actuador 45. El actuador 45 puede ser hidráulico, diésel, actuador 45 eléctrico o neumático. Los extremos opuestos del actuador 45 están conectados a regiones diagonalmente opuestas de las varillas 30 y 31 y la contracción del actuador 45 tiende a levantar el soporte 35 con respecto al soporte 25, mientras que la extensión del actuador 45 tiende a bajar el soporte 35 con respecto al soporte 25. El contraste entre las condiciones expandida y contraída del actuador 45 se muestra en las posiciones relativas de las ruedas 14 como se muestra en las figuras 1 y 2 en comparación con la figura 5. El actuador 45 puede tener cualquier forma adecuada y puede incluir actuadores lineales y/o actuadores de tornillo tal como husillos de bolas o puntales neumáticos o hidráulicos. El actuador 45 efectúa un giro de cabeceo de la pata alrededor del soporte 25 dentro de una configuración máxima y mínima. Las configuraciones mínima y máxima corresponden a una altura mínima y máxima del vehículo, que, a su vez, está definida por las geometrías de los paralelogramos de las patas 15. Las configuraciones mínima y máxima son aquellas en las que el espacio dentro del paralelogramo es suficiente para acomodar el actuador neumático 45. Esto significa que en la configuración máxima/altura máxima, las patas se extienden hacia abajo desde el elemento 16 de conexión y el elemento 16 de conexión con el soporte 25 está por encima del soporte 35. Como alternativa, el actuador 45 y/o un tope físico pueden proporcionar una configuración máxima donde la pata 15 sea sustancialmente horizontal.

En la figura 5, es evidente que cada una de las patas 15 ha girado hacia arriba con respecto a los soportes 25 de modo que los soportes 35 están colocados por encima de los soportes 25. Por ese giro de cabeceo, la anchura de pista W como se muestra en la figura 2 se ha reducido, al igual que la separación L a lo largo entre las respectivas ruedas 13 delantera y trasera. Esto da como resultado que las ruedas 13 se acerquen al elemento 16 de conexión central. En una realización, una anchura de pista máxima de aproximadamente 2,8 metros se puede reducir a un anchura de pista de aproximadamente 1,5 metros girando las patas 15 desde sus configuraciones más extendida hasta más retraída a través de este giro de cabeceo. Es más, la separación central longitudinal o a lo largo entre las ruedas delanteras y traseras (distancia entre ejes) se puede reducir desde un máximo de 2,8 metros hasta una separación mínima de 1,5 metros y es relativa a la longitud de la pata 15. Cabe señalar que el cabeceo de las patas 15 se puede ajustar a través de todo el rango entre las configuraciones contraída y expandida con una guiñada constante. Esto generalmente coincide con una extensión o contracción del vástago 67/68. Sin embargo, no es importante si la guiñada cambia o permanece constante para el funcionamiento del mecanismo.

Cabe señalar que la separación mostrada en las figuras 1 y 2 no es la separación máxima de las ruedas 13. La separación máxima se muestra en la figura 10b. La separación mínima es la que se muestra en la figura 5. Se observa que también puede ser posible una separación mínima y máxima diferente. En particular, para entornos agrícolas de mayor escala, el vehículo se puede plegar hasta un máximo de 3,3 metros y se puede remolcar detrás de un tractor u otro motor. La geometría de plegado de bastidor se presta a escalabilidad. En un ejemplo, el vehículo 10 es un vehículo autónomo transportable que se usa para escanear cultivos u otras funciones que usa una pista de rueda máxima de 3 m o más para adaptarse a la separación actual entre tractores, pero se debe plegar por debajo de la anchura legal de la carretera de 2,4 m. Una versión a escala del vehículo 10 podría lograrlo. Además, también es posible reducirlo y crear versiones más pequeñas para otras aplicaciones.

El mecanismo para plegar o contraer el vehículo 10 entre la posición operativa de las figuras 1 y 2, a la posición totalmente contraída o plegada de la figura 5, se describirá con más detalle más adelante en el presente documento, pero un aspecto del mecanismo es para que los actuadores 45 se contraigan, comenzando de este modo el movimiento de elevación desde las posiciones ilustradas en las figuras 1 y 2 para elevar el soporte 35 a las posiciones ilustradas en la figura 5. La posición operativa es la posición en la que opera el vehículo para una aplicación particular y normalmente no cambiaría durante el movimiento a través de las plantas. La posición operativa puede ser una posición de altura máxima del elemento 16 de conexión o una posición donde las patas 15 son horizontales. Cabe señalar, sin embargo, que cualquier posición, incluidas las posiciones en las que las patas 15 se extienden por debajo o por encima de la horizontal, se pueden considerar posiciones operativas. Extender las patas 15 a una posición horizontal tiene la ventaja de que un cambio en la altura del elemento 15 de conexión para ajustarlo a diferentes alturas de cultivo conduce solo a un pequeño cambio en la anchura de pista (de acuerdo con el coseno del ángulo de cabeceo). Cabe señalar que cambiar la altura del elemento 15 de conexión cambiando la longitud de los accionadores 45 (ver la figura 4) sin girar las patas 15 alrededor de sus respectivos ejes 95 daría como resultado un cambio de anchura. Sin embargo, la altura del elemento de conexión se puede cambiar a una anchura constante cambiando la longitud de los actuadores 45 al mismo tiempo que se giran las patas 15 en consecuencia. Esta "mezcla" de canales de control se puede programar en un microcontrolador para que se produzca automáticamente cuando un usuario cambie la altura mediante una entrada del usuario.

Las figuras 17a y 17b ilustran un ejemplo. La figura 17a ilustra una configuración de vehículo donde el cuerpo central 16 se baja para escanear plantas más pequeñas, mientras que la figura 17b ilustra una configuración de vehículo donde el cuerpo central 16 se eleva para escanear plantas más grandes. Cabe señalar que en este ejemplo la distancia entre las ruedas se mantiene constante.

En la disposición ilustrada en la figura 5, el movimiento de contracción puede ir acompañado de un movimiento de rodadura del vehículo a lo largo de una superficie del suelo para evitar el deslizamiento lateral de las ruedas 13.

Será evidente a partir de las figuras que el vehículo 10 se puede expandir a la configuración de las figuras 1 y 2 o a la configuración máxima de la figura 10b y se puede contraer o plegar a la configuración mínima de la figura 5. Sin embargo, también es posible que el vehículo 10 adopte un número infinito de posiciones intermedias entre las configuraciones máxima y mínima. Este ajuste es simple y rápido mediante el accionamiento de los actuadores 45 y se puede completar cuando el vehículo 10 está en movimiento una vez que se suelta el vástago 67/68 para permitir que se contraiga según sea necesario. En la práctica, la configuración más pequeña se logra cuando el vástago 67/68 se contrae lo máximo posible y los actuadores neumáticos también se contraen lo máximo posible. El ángulo de guiñada queda entonces totalmente definido por las geometrías de los componentes.

Además, se puede lograr una ventaja importante de la presente invención controlando los actuadores 45 de manera que el vehículo mantenga simetría entre las ruedas 13 y el elemento 16 de conexión. Esto permite que la posición de los sensores que lleva el vehículo 10 tenga una relación repetible constante entre otras partes del vehículo 10, tal como las ruedas 13 y el elemento 16 de conexión. Por ejemplo, las figuras muestran un sensor 47 que está fijado a una pata 48 de sensor que se conecta a un poste 49 desde el cual se extienden los carriles 50. Los carriles 50 se extienden a través de los tubos deslizantes 51 del elemento 16 de conexión (véase la figura 3). Los tubos deslizantes 51 se extienden desde un lado del elemento 16 de conexión al otro de modo que la posición del sensor 47 se puede ajustar hacia delante y hacia atrás con respecto al elemento 16 de conexión. De la misma forma, la altura del sensor 47 se puede ajustar como se describirá más adelante en el presente documento. Sin embargo, la ventaja que puede proporcionar el vehículo 10, y la forma en la que se pliega, es que como se puede controlar que las ruedas 13 se muevan hacia el elemento 16 de conexión para reducir la separación W y L de la figura 2, la separación relativa entre una rueda 13 en un lado de las ruedas 13 del elemento 16 de conexión y el sensor 47 sigue siendo la misma que la separación entre la rueda 13 opuesta y el sensor 47. Por lo tanto, se deduce que bajo igual expansión o contracción de los actuadores 45, sin importar cuál sea la separación W entre las ruedas delanteras 13 y las ruedas traseras 13, el sensor 47 siempre estará colocado a medio camino entre ellos. Esto es evidente a partir de las figuras 6a y 6b, de manera que una línea central vertical tomada desde el sensor 47 interseca una línea horizontal hecha entre el par de ruedas delanteras 13 de modo que la separación W1 entre la primera de las ruedas 13 y la línea central es igual a W2 entre la segunda de las ruedas 13 y la línea central. De la misma forma, cuando el vehículo 10 está completamente contraído, W3 es igual a W4. Será evidente que en cualquier punto entre las posiciones mostradas en las figuras 6a y 6b, habrá una separación igual entre las ruedas 13 a cada lado de una línea central vertical a través del sensor 47. La ventaja es que no se requiere la recalibración del sensor para todo el equipo de detección cada vez que se realiza un movimiento o ajuste en el vehículo.

Como un ejemplo, donde un sensor está dispuesto en una línea central entre las ruedas delanteras, el movimiento simétrico de las ruedas delanteras alejándose o acercándose entre sí mantiene el sensor en las mismas líneas del sensor. Es decir, la línea central entre las ruedas no se desplaza porque las ruedas se desplazan hacia fuera o hacia adentro entre sí una distancia igual en cada movimiento. Los codificadores que podrían estar colocados en las ruedas delanteras se podrían acercar y alejar de la línea central en la que está dispuesto el sensor, pero la distancia de las ruedas siempre será igual a ambos lados de la línea central. Cabe señalar que los ejemplos en el presente documento se refieren a sensores que se unen centralmente a la pata 48, pero sería evidente para un experto en la técnica que los sensores se pueden montar en el vehículo 10 en cualquier lugar. El elemento 16 de conexión está configurado para soportar un sensor en el sentido de que los sensores se pueden unir al elemento de conexión de varias maneras diferentes, incluyendo patas, pasarelas, aguilones, cuerdas, plataformas y otras estructuras.

La figura 18 muestra una de las ruedas 13 con más detalle. En este caso, se muestra una de las ruedas delanteras. La rueda 13 está montada sobre un soporte 110 de rueda que comprende un poste 14 que es recibido por una de las patas 15 (no mostrada en la figura 18). El soporte 110 de rueda también comprende un protector 111 de rueda para guiar ramas o tallos laterales lejos de las ruedas para reducir el daño a las plantas. También hay un elemento 112 de suspensión, tal como un resorte de gas, para proporcionar un desplazamiento suave a través del campo. El soporte 110 de rueda además comprende un compartimento electrónico 113 enfriado por un ventilador 114. En el exterior del compartimento electrónico 113, hay sensores 115. En este ejemplo, los sensores 115 están dirigidos hacia el interior, es decir, hacia la otra rueda delantera. También puede haber sensores coincidentes montados en la otra rueda delantera. Por ejemplo, puede haber una serie vertical de LED en una rueda delantera y una serie de fotodiodos en la otra rueda delantera para formar una cortina de luz que mide la altura del cultivo mediante la detección de las trayectorias de luz que cubren las plantas. También pueden estar previstos otros sensores que pueden medir la distancia entre las ruedas para la configuración automática del vehículo.

Como se ha descrito anteriormente, el giro de las patas 15 alrededor de respectivos ejes horizontales, como se define por los pasadores 36, 37 que actúan como juntas pivotantes en la figura 4, hace que las ruedas 13 se acerquen o se alejen del elemento 16 de conexión. Al mismo tiempo, el elemento 16 de conexión se mueve hacia arriba o hacia abajo. En una forma de uso del vehículo 10, el operador 12 descarga el vehículo contraído y expande el vehículo 10 controlando la expansión de los accionadores 45 hasta que el vehículo 10 se despliega. Por ejemplo, el operador 12 detiene el giro de las patas 15 cuando están aproximadamente horizontales como se muestra en la figura 6a. El operador 12 puede entonces ajustar el giro de las patas para ajustar la altura del elemento 16 de conexión a la altura deseada. Esta altura deseada puede depender del tipo de cultivo que se va a escanear o del tipo de escaneo que se va a realizar. Por lo tanto, la altura establecida del elemento 16 de conexión puede no cambiar durante el progreso del escaneo. En otros ejemplos, la altura del elemento 16 de conexión permanece constante en una posición en la que las patas están horizontales y los actuadores neumáticos 45 solo se activan cuando el vehículo está contraído.

Sin embargo, la anchura de la hilera puede cambiar a medida que avanza el escaneo. Además, se pueden escanear diferentes parcelas de diferentes anchuras con el vehículo manteniendo la consistencia con otras configuraciones, tal como la altura del elemento 16 de conexión. Por lo tanto, es importante en esas circunstancias que la anchura de pista se pueda cambiar sin cambiar la altura del elemento 16 de conexión. En particular, si el sensor 47 es un sensor de distancia, tal como un telémetro láser, es importante no cambiar la altura del sensor 47 porque cambiar la altura del sensor 47 cambiaría la altura del cultivo detectada, lo que puede hacer que las medidas sean inconsistentes.

La figura 7 muestra un ejemplo de cómo se puede lograr el ajuste de la anchura de pista manteniendo una altura constante del sensor. El análisis de la figura 7 se llevará a cabo con una explicación adicional en relación con las figuras 4 y 8. En la figura 4, el extremo superior del poste 26 se muestra sobresaliendo de la abertura 27 y el poste 26 también se muestra en la figura 3 instalado dentro del cuerpo 19 estructural inferior del elemento 16 de conexión. En la figura 3 no se muestra un engranaje 55 que se muestra en las figuras 4, 7 y 8. El engranaje 55 no se muestra porque está situado en la parte inferior del elemento 16 de conexión y, por lo tanto, está oculto. Las figuras 4, 7 y 8 muestran que el engranaje 55 está conectado a un extremo inferior del poste 26 y está formado como una cremallera dentada curvada que comprende una pluralidad de dientes de engranaje, y también incluye un vástago 56 para conectarse al poste 26. Cabe señalar que el engranaje 55 se puede conectar igualmente al extremo superior del poste 26. Sin embargo, tener el engranaje 55 conectado a la parte inferior del poste 26 tiene la ventaja de que el engranaje 55 se puede ubicar en la parte inferior y fuera del cuerpo 19 estructural inferior, lo que significa que no se requieren aberturas adicionales en el cuerpo 19 estructural inferior para recibir los engranajes 55. Los engranajes 55 pueden estar protegidos por otra placa de acero debajo de los engranajes y un sello de caucho ubicado entre la placa de acero y la parte inferior del cuerpo estructural 19 y que rodea los engranajes 55.

Cada una de las patas 15 incluye un engranaje 55. Como se muestra en la figura 7, en la disposición ensamblada del vehículo 10, los respectivos engranajes 55 se engranan en el centro del elemento 16 de conexión. Como se desprende de la figura 7, cada engranaje 55 está engranado directamente con otros dos de los engranajes 55. Es más, debido a que los postes 26 a los que están conectados los engranajes 55 están montados de forma giratoria al elemento 16 de conexión, el giro de una de las patas 15 da como resultado el giro de las otras tres patas 15 en virtud del engranaje engranado entre los engranajes 55. De ello se deduce que en relación con la figura 7, los ángulos respectivos mostrados en esa figura permanecerán iguales tras el giro de las patas 15. Es decir, en la disposición mostrada, a = p = £ = 8 siempre. Esto se debe a que las patas 15 están físicamente obligadas a conservar la angularidad entre ellas en virtud de la disposición de engranajes que transmite el giro de guiñada entre las patas. En otras palabras, el acoplamiento mecánico en forma de la cremallera 55 dentada curvada transmite el giro de guiñada de una de las patas a todas las demás patas. Por tanto, no es posible en la disposición del vehículo 10 mover una de las patas 15 sin el movimiento de las otras patas 15, tampoco es posible mover una de las patas 15 para alterar la relación angular constante que se ilustra en la figura 7. Mantener la geometría relativa de los componentes del vehículo permite mover las ruedas del vehículo para aumentar o disminuir la anchura de pista sin requerir la recalibración de todo el equipo sensor cada vez que se realiza un movimiento o ajuste. Es decir, debido a que se mantiene la simetría, la posición relativa del codificador montado en las ruedas y los sensores en el cuerpo se conocerá a pesar de que se ajuste la posición de las ruedas. Esa retención de simetría significa que la relación de la separación entre sensores y ruedas se mantiene aunque las distancias o separaciones reales puedan variar. Cabe señalar que el codificador y los sensores se pueden montar en cualquier parte del vehículo 10. En algunos ejemplos, existe una relación constante entre las ubicaciones del codificador y los sensores para simplificar el etiquetado de ubicación preciso de los datos de sensor.

En una forma, los extremos interiores de las patas 15 están conectados a través de una conexión dentada que puede comprender una cremallera curvada 55, por ejemplo, que está unida a cada pata 15. De esta manera, los extremos interiores de las patas se extienden hasta una posición próxima entre sí de manera que las cremalleras 55 dentadas curvadas asociadas con cada extremo interior se acoplan y de manera que el giro de guiñada de una pata 15 gira la cremallera 55 dentada curvada asociada con esa pata, transmite el giro de guiñada a las otras patas y, por tanto, también provoca el giro de guiñada de las otras patas. Cabe señalar que una conexión entre la cremallera 55 dentada curvada en la figura 7 se puede abrir manteniendo la funcionalidad general. Por ejemplo, la conexión entre los ángulos £ y 8 se puede abrir y la transmisión del giro de guiñada se mantiene si se mantienen las otras tres conexiones. Como alternativa, cada cremallera dentada curvada puede estar en contacto con dos cremalleras dentadas curvadas, como se representa en la figura 7. Esta última disposición proporciona una disposición compacta que tiene buena estabilidad dado que cada cremallera dentada curvada tiene dos puntos de conexión. Mediante esta disposición, el giro de guiñada de una pata en un ángulo determinado provoca la misma cantidad de giro de las otras patas. De ello se deduce que si se proporciona un accionamiento para girar las patas, solo se requiere un único accionamiento. Como alternativa, si las patas se giran manualmente, el movimiento de una pata provoca el movimiento de las otras tres patas. En un ejemplo, hay dos patas que no están conectadas mediante el acoplamiento mecánico. Dado que esas dos patas todavía están acopladas indirectamente mediante el acoplamiento a las otras patas, este sistema mecánico todavía está totalmente determinado.

La disposición de la figura 7 es una conexión o acoplamiento mecánico entre las patas 15 y garantiza que las patas 15 giren juntas y en la misma medida siempre que se impulse el giro de una de las patas. Es más, la conexión dentada entre las patas permite una variación infinita de la separación de las ruedas entre las configuraciones máxima y mínima que se pueden lograr mediante el giro de guiñada, es decir, longitud mínima y máxima del vástago 67/68. Cabe señalar que existen otros acoplamientos mecánicos que pueden lograr consistencia en el posicionamiento entre el sensor 47 y las ruedas 13 manteniendo constante la altura del elemento 16 de conexión. Estos pueden incluir una correa o una cadena que transmite el giro de guiñada entre los postes 26.

En el análisis anterior sobre el sensor 47 en el presente documento, una ventaja de la presente invención fue que el poste 49 siempre retuvo la misma separación entre cada una de las ruedas 13. La disposición de la figura 7 ilustra cómo se logra esto mediante la disposición de engranajes analizada. Por supuesto, se podrían emplear otras disposiciones para lograr este mismo resultado, pero la disposición de engranajes que se muestra en la figura 7 es simple y altamente efectiva para lograr este resultado y de manera beneficiosa, el resultado se puede conseguir aunque solo se haga girar una de las cuatro patas 15.

También se entenderá que la disposición de engranajes mostrada en la figura 7 mantiene constante la separación entre las ruedas 13, una vez que la pata impulsada se impulsa a la posición deseada. Por tanto, hasta que una pata 15 se impulse más lejos, todas las patas mantendrán la relación angular establecida entre ellas y no se desviarán de esa posición hasta que la pata se impulse más.

La figura 9 ilustra la disposición de montaje para montar el sensor 47 y muestra con mayor detalle la pata 48, el poste 49 y los carriles 50. Se puede ver en la figura 9 que la placa 59 asegura la pata 48 al poste 49, aunque la disposición podría ser alternativamente una disposición ajustable, de manera que la pata 48 se podría mover hacia delante y hacia atrás con respecto al poste 49 y de hecho podría haber un ajuste giratorio, de modo que la pata 48 podría girar alrededor del eje a lo largo del poste 49.

El poste 49 se puede mover verticalmente desde la posición mostrada en la figura 9 para ajustar la altura vertical del sensor 47. Los carriles 50 están montados dentro de una pista en el poste 49 y por tanto se pueden mover dentro de la pista y cuando se ha logrado la posición final de los carriles 50 con respecto al poste 49, las abrazaderas 60 se pueden apretar para asegurar la posición relativa de los carriles para asegurar la posición relativa de los carriles 50 con respecto al poste 49. De esta forma, se puede ajustar la altura del sensor 47 con respecto a la del elemento 16 de conexión.

Tal como se indicó anteriormente, toda la disposición de montaje de la figura 9 se puede mover hacia delante y hacia atrás con respecto al elemento 16 de conexión mediante el movimiento de los carriles 50 a través de los tubos deslizantes 51 del elemento 16 de conexión. Aunque solo se muestra un único sensor 47, es necesario apreciar que el vehículo 10 podría albergar o soportar una variedad de sensores y se pretende que el cuerpo 19 estructural inferior esté configurado para que se monten adecuadamente sensores adicionales. Los sensores se podrían extender, por ejemplo, desde el elemento 16 de conexión lateralmente hasta los carriles 15 con el fin de que se tomen medidas en el lateral del vehículo 10, mientras que se podrían disponer sensores adicionales en los extremos de los carriles 50 opuestos al poste 49 para detectar diferentes características del cultivo que se está analizando. Los sensores también se podrían colocar o extender desde las patas 15 y desde los alojamientos 42 de accionamiento, por ejemplo. Este análisis es para resaltar que se pueden colocar sensores o equipos de medición en cualquier posición adecuada en el vehículo 10 para detectar o medir diferentes rasgos apropiados para el cultivo que se está analizando. Aún más, el elemento 16 de conexión u otros elementos estructurales del vehículo 10 podrían soportar sistemas de suministro para administrar fertilizantes u otros tratamientos de cultivos donde el equipo sensor (el sensor 47, por ejemplo) detecta una deficiencia particular y donde un producto de tratamiento está disponible instantáneamente a través del vehículo 10. Por ejemplo, el vehículo 10 podría incluir un suministro de un determinado fertilizante y podría incluir un equipo de pulverización o suministro adecuado para que al detectar una deficiencia en el cultivo a través del sensor 47, se pueda realizar un suministro inmediato del fertilizante en el punto en el que se detecta la deficiencia. En otros ejemplos, el vehículo 10 se usa para la detección de malezas y la aplicación de herbicidas o la eliminación automática de malezas o la detección de plagas y la eliminación de pesticidas. La figura 13 es una vista detallada de una de las ruedas delanteras 13 del vehículo 10, que incluye el alojamiento 42 de accionamiento, pero se muestra abierto de modo que los componentes interiores dentro del alojamiento 42 sean visibles. La figura 13 muestra el mecanismo de propulsión del vehículo que incluye un motor, tal como un motor 62 de accionamiento que está alimentado por una batería 63. Se proporciona un embrague 64 entre el motor 62 de accionamiento y una disposición 65 de transmisión por cadena. La transmisión por cadena acciona una rueda dentada que se conecta al eje de la rueda 13, todos los cuales están tapados por la cubierta 66 de cadena. La disposición de transmisión ilustrada en la figura 13 es la misma disposición de transmisión que se aplica a cada una de las ruedas delanteras 13 y la transmisión de los respectivos motores 62 permite que las ruedas delanteras 13 se impulsen a diferentes velocidades con el fin de dirigir el vehículo 10. Otros ejemplos de motores son motores de combustión, incluidos diésel o gasolina, y tractores u otros vehículos que remolcan o empujan el vehículo 10.

Las ruedas 13 se pueden accionar a diferentes velocidades para la dirección y, por tanto, se pueden fijar contra el giro o, alternativamente o además, una o más de las ruedas 13 pueden ser giratorias y dirigibles. En un ejemplo, una o ambas ruedas delanteras son accionadas, ambas ruedas traseras son giratorias y una de las ruedas traseras está dispuesta para dirección manual. Esto permite ventajosamente que el vehículo se dirija desde atrás, como podría ser necesario en algunas actividades de fenotipado, pero, lo más probable, que permita la dirección manual para mover el vehículo entre diferentes cultivos o dentro y fuera de un vehículo de transporte.

La figura 13 muestra además un vástago hueco 67 que se extiende hacia atrás del alojamiento 42 y ese vástago 67 recibe un vástago adicional 68 (véase la figura 2) que se extiende hasta la rueda trasera 13. Una abrazadera 69 permite fijar las posiciones relativas del vástago 67 y el vástago 68 y se apreciará que el vástago 68 se desliza telescópicamente dentro del vástago 67 una vez que se ha liberado la abrazadera 69 y durante el movimiento de plegado y despliegue del vehículo 10. El accionamiento de la abrazadera 69 es una de las pocas etapas del procedimiento en la transición del vehículo 10 entre las configuraciones plegada y desplegada y posiciones intermedias entre las configuraciones plegada y desplegada, pero una vez que se ha logrado la configuración apropiada, las abrazaderas 69 en lados opuestos del vehículo 10 se pueden asegurar o apretar y esto fija la distancia (distancia entre ejes) L (figura 2) entre las respectivas ruedas 13 delanteras y traseras.

En un ejemplo, el vehículo 10 comprende un actuador 91 adicional que expande o contrae el conjunto 67, 68 de vástago. El actuador 91 adicional puede ser un actuador de engranaje de tornillo sin fin, actuador neumático o actuador eléctrico. El actuador cambia la longitud L entre las ruedas delanteras y traseras y, como se ha descrito anteriormente, esto cambia la anchura de pista W del vehículo debido al acoplamiento mecánico de las patas en el elemento 16 de conexión. La ventaja es que el operador 12 puede ajustar continuamente la anchura de pista para acomodar anchuras de hilera variables sin afectar la simetría del vehículo 10 o cambiar la altura del sensor 47. El actuador o partes del actuador, tal como un motor eléctrico, puede estar ubicado dentro del alojamiento 42.

Se puede ver en la figura 2 que las ruedas traseras 13 incluyen un acoplamiento giratorio 70 que se conecta entre un brazo 71 de suspensión y el poste 14 y permite que las ruedas traseras 13 giren según sea necesario. En la figura 2, se puede ver que el operador 12 tiene control de un vástago 72 de dirección y esto permite una dirección manual del vehículo 10. También se muestra una interfaz 75 unida a un extremo libre del vástago 72 y esto se puede usar para proporcionar información al operador 12 con el fin de evaluar la velocidad del vehículo, posición del vehículo, niveles de batería, datos de detección, etc. Se apreciará que si bien las figuras muestran a un operador 12 en posición dirigiendo y controlando el movimiento del vehículo 10, alternativamente, el vehículo 10 se puede controlar de forma remota usando navegación GPS u otros sistemas de control, para moverse de forma autónoma. Por ejemplo, el controlador 75 puede mantener una velocidad constante basándose en los datos de posición relativa altamente precisos proporcionados por los codificadores giratorios de rueda. También puede haber un tractor u otro motor para tirar o empujar el vehículo 10 y el vehículo 10 puede comprender acoplamientos adecuados para esta aplicación.

Los codificadores se pueden emplear, por ejemplo, en las ruedas para controlar la velocidad, dirección y distancia. Los codificadores pueden identificar de forma dinámica y precisa la posición relativa del vehículo en un campo para que las imágenes o los datos que recopila el sensor, tal como un escáner de línea, se puedan compilar en una imagen precisa para su posterior análisis. Más particularmente, para algunas aplicaciones, es importante que los datos de cada escaneo de línea estén asociados con una ubicación relativa. Una de esas aplicaciones puede ser el cálculo de un valor numérico para la biomasa. Por lo tanto, es importante que la distancia recorrida se mida con precisión. En este sentido, es relativamente menos importante que la posición absoluta sea precisa porque la biomasa calculada no depende significativamente de la posición absoluta dentro de la referencia GPS, por ejemplo.

La capacidad de contraerse o plegarse del vehículo 10 se ha descrito anteriormente como de importancia significativa para la presente invención. Las figuras 6a y 6b ya muestran el movimiento entre las configuraciones expandida y plegada mínima, mientras que las figuras 10a y b y 11a y b muestran vistas en planta y laterales del movimiento disponible en el vehículo 10. La figura 10a muestra una vista en planta del vehículo 10 en una condición totalmente contraída, mientras que la figura 10b muestra el vehículo 10 en una condición totalmente expandida, en la que las patas 15 se han girado más allá de lo que se muestra en la figura 7 para aumentar los ángulos a, p, £ y 8, para que la pista de rueda se ensanche aún más. La figura 10b se puede comparar con la vista en planta de la figura 7 para mostrar las diferentes posiciones angulares de las patas 15 y la mayor anchura W entre las ruedas 13. En la posición de la figura 10b, las abrazaderas 69 se han desplazado (tal como bajo el control de un actuador) a través del movimiento telescópico del vástago 68 en el vástago 67 de modo que las abrazaderas se han movido hasta una proximidad cercana o un acoplamiento real con el acoplamiento 70 de las ruedas traseras 13. En este punto, no se puede realizar ningún giro adicional de las patas 15 en la dirección de la flecha A de la figura 10b. De nuevo, sin embargo, se observa que la separación entre las ruedas 13 del vehículo 10 y la pata 48 permanece igual, de modo que la simetría del vehículo permanezca constante a pesar del giro de las patas 15 hasta la configuración máxima extendida.

Las figuras 11a y 11b muestran claramente el cambio en la longitud L que ocurre entre las configuraciones expandida y contraída de las figuras 2 y 5.

Una ventaja importante del vehículo 10 de la presente invención es que en la configuración totalmente contraída, el vehículo 10 se puede convertir a un tamaño que sea fácilmente transportable en la bandeja de un vehículo utilitario 80 (véase la figura 12) o en un remolque o camión plataforma. La figura 12 ilustra un vehículo utilitario estándar con el vehículo 10 de las figuras anteriores descansando sobre la bandeja 81 y dentro de las paredes 82 del vehículo 80. La capacidad de contraerse hasta la configuración mínima mostrada en la figura 13 permite un transporte fácil y rápido entre diferentes ubicaciones (diferentes granjas o diferentes cultivos dentro de la misma granja) y dado que el vehículo 10 puede caber en un vehículo utilitario estándar 80 y dado que la mayoría, si no todas, las granjas tendrían acceso a un vehículo de este tipo, no se requiere equipo especial para el proceso de transporte. Esta ventaja, cuando se combina con la expansión significativa que el vehículo 10 puede experimentar para proporcionar un anchura de pista de rueda de aproximadamente 2,8 m, no está disponible en otros vehículos similares conocidos por los inventores. Otros vehículos que podrían caber en la bandeja de un vehículo utilitario no proporcionan la expansión que ofrece el vehículo de la presente invención, mientras que los vehículos que sí proporcionan una expansión de este tipo no caben en un vehículo utilitario como se muestra.

Como ejemplo adicional, y en relación con el fenotipado basado en campo, un aspecto para lograr resultados precisos y útiles es que la posición del vehículo se conozca con precisión en todo momento. En relación con el escaneo de líneas, se puede realizar un escaneo de un cultivo cada 3 mm y muchos escaneos individuales se fusionan para crear una imagen bidimensional. También se puede usar un escaneo láser para proporcionar profundidad y crear una imagen tridimensional. Debido a que la anchura de escaneo es tan pequeña, es importante saber en todo momento la posición del vehículo, en particular la posición incremental del vehículo, de modo que la imagen que se crea, lo hace mediante escaneos de líneas que son sucesivos. El uso del GPS por sí solo puede no proporcionar suficiente precisión, por lo que se aplican sensores tales como codificadores a las ruedas del vehículo y esos codificadores se comunican entre sí para proporcionar información sobre dónde está colocado el vehículo 10 en un cultivo. La calibración de los sensores que se comunican entre sí se puede realizar una vez y no necesita calibración adicional aunque se modifique o cambie la separación entre las diferentes ruedas delanteras y traseras.

Además de las ventajas analizadas anteriormente, la conexión entre las patas también facilita un ajuste muy rápido de las patas para aumentar o disminuir la anchura de pista de las ruedas o para hacer la transición del vehículo desde la configuración contraída para transporte y la configuración expandida para fenotipado basado en campo. Mientras una pata se mueve, las cuatro patas se mueven juntas de modo que no se requiere un movimiento separado de las patas.

El cuerpo del vehículo será normalmente un cuerpo central, aunque eso no es imprescindible. Es más importante para un vehículo en el que el cuerpo forma el centro de gravedad del vehículo. Sin embargo, se prevé que en la mayoría de las formas de la invención, el cuerpo será un cuerpo central ya que eso proporciona ventajas en la expansión y contracción del vehículo que un cuerpo no central complicaría.

Si bien algunos ejemplos descritos en el presente documento se relacionan con sensores colocados centralmente, no es necesario que los sensores estén colocados centralmente para que surjan los beneficios analizados. Se pueden colocar otros sensores en cualquier otro sitio del vehículo y se conserva el beneficio del movimiento simétrico de las patas y las ruedas, ya que los algoritmos se pueden adaptar a los cambios de posición dado que las patas y las ruedas se mueven todas en la misma medida. Se apreciará que los sensores pueden ser cualquier sensor adecuado disponible en la técnica. Ejemplos de tales sensores incluyen rayos x portátiles para medir la densidad de las plantas, un sistema RGB multiesteroscópico para extracción de cuantificación morfométrica de plantas, cámara multi o hiperespectral para cuantificar el estado químico o fisiológico de las plantas, sistema de fluorescencia para medir parámetros fotosintéticos, cortinas de luz para medir la altura de las plantas, imágenes de infrarrojos lejanos para medir las temperaturas de las plantas y el uso del agua o sensores de radiometría para medir el espectro electromagnético para cuantificar el estado del agua y la temperatura de las plantas.

En el ejemplo donde el cuerpo central forma el centro de gravedad del vehículo, el vehículo contraíble puede proporcionar ventajosamente una estabilidad mejorada particularmente cuando se usa durante el escaneo de plantas, por ejemplo, actividades de fenotipado. En esas actividades, el vehículo se conduce a menudo sobre terreno irregular y el terreno puede estar inclinado, lo que requiere que el vehículo se desplace cuesta arriba y cuesta abajo y atraviese la pendiente. Por el cuerpo central que forma el centro de gravedad del vehículo, es menos probable que el vehículo se vuelque, mientras que los sensores montados en el cuerpo central serán más estables para una mejor captura de imágenes o información. En cuanto al peso del vehículo, el cuerpo central tiene preferentemente una parte importante del peso, por ejemplo, aproximadamente al menos el 50 % del peso.

La figura 14 es una vista en alzado lateral del vehículo 10 dirigido por el operador 12. Esta vista muestra cómo se elige la altura del cuerpo central de modo que las patas 15 queden horizontales. En un ejemplo, cuando el operador 12 dirige el controlador 75 para expandir el vehículo 10, el controlador 75 controla automáticamente los actuadores neumáticos 45 para expandirse hasta que las patas 15 estén horizontales. Las abrazaderas 69 pueden ser liberadas manual o automáticamente mediante el controlador 75 de modo que los vástagos 67 y 68 se deslicen libremente en esta operación. El operador 12 puede hacer entonces ajustes adicionales desde esta configuración para adaptarse a la altura particular del cultivo, por ejemplo. Cuando se establece la configuración deseada, las abrazaderas 69 son fijadas por el operador 12 o automáticamente.

La figura 15 es una vista en planta de la configuración en la figura 14. Como se puede observar, hay un ángulo de aproximadamente 90 grados entre dos patas 15 cualesquiera. A partir de esta configuración, el operador 12 puede ordenar al controlador 75 que cambie la anchura de pista del vehículo 10. A su vez, el controlador 75 controla segundos accionadores (generalmente indicados en 91) para extender o retraer el miembro 67, 68 de conexión para cambiar la distancia entre las ruedas delanteras y traseras y cambiar de este modo la anchura de pista. Cabe señalar que solo es necesario un único actuador 91 debido al acoplamiento mecánico en el elemento 16 de conexión que transmite el giro a las otras patas. Sin embargo, para una rigidez adicional, se proporciona en este ejemplo un segundo actuador 91. Mientras que los actuadores 91 están dispuestos entre las ruedas delanteras y traseras, también pueden estar previstos entre las ruedas izquierdas y derechas. La ventaja de tener los actuadores 91 entre las ruedas delanteras y traseras es que no afectan el espacio libre del vehículo 10. Los actuadores 91 se pueden usar junto con la disposición que usa abrazaderas 69 en el sentido de que las abrazaderas 69 se pueden aflojar cuando el vehículo se contrae/expande y luego los actuadores 91 se pueden usar para realizar ajustes a la anchura de pista. En ese caso, cada abrazadera 69 puede ser reemplazada por orificios a través de los vástagos 67 y 68 que se alinean en la posición expandida de modo que se pueda pasar un pasador a través de los orificios para bloquear las varillas 67 y 68 en su posición relativa. En otros ejemplos, el operador 12 puede introducir una anchura de pista deseada y una altura deseada y un controlador, tal como un mando a distancia o electrónica de a bordo, calcular la longitud requerida de los actuadores para lograr la anchura y altura deseadas y enviar señales de control a los actuadores para hacer que se ajusten en consecuencia.

La figura 16 ilustra el controlador 75 en más detalle. El controlador 75 comprende empuñaduras 101 para que el operador 12 pueda agarrar y dirigir con seguridad el vehículo 10. También hay una palanca 102 de mandos, una primera pantalla 103 y una segunda pantalla 104. La palanca 102 de mandos se puede usar en el caso de propulsión motorizada y dirección motorizada. Sin embargo, en otros ejemplos, el vehículo 10 se empuja manualmente y se dirige manualmente. La segunda pantalla 104 puede mostrar los parámetros actuales de la configuración del vehículo, tal como la altura del cuerpo y la anchura de pista, que también se pueden ajustar mediante la palanca 102 de mandos o tocando la pantalla 103. La primera pantalla 103 puede mostrar el escaneo de línea actual en una vista en alzado lateral o en una vista isométrica/3D para que el operador 12 pueda verificar que se realiza el escaneo. De manera ideal, el operador 12 sería capaz de reconocer el suelo en cualquier extremo del escaneo de líneas como partes de la altura más baja de las plantas/distancia más grande desde el sensor. Si el operador 12 no ve el suelo a ninguno de los lados del escaneo, es posible que sea necesario ampliar la anchura de pista. A la inversa, si gran parte del escaneo representa tierra, es posible que sea necesario reducir la anchura de pista.

Si bien algunos ejemplos en el presente documento se relacionan con cultivos, hay otras plantas que también se pueden escanear, como vides, árboles o flores, y otras aplicaciones en horticultura y silvicultura. Además, si bien algunos ejemplos en el presente documento se refieren a un vehículo con cuatro patas, otros vehículos de ejemplo pueden tener solo tres patas donde se retira una de las patas que soportan las ruedas traseras de la configuración de cuatro ruedas. En otros ejemplos más, el vehículo puede tener seis u ocho ruedas con la mitad de las ruedas a cada lado. En otro ejemplo, el vehículo tiene orugas en lugar o además de ruedas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un vehículo (10) de escaneo de plantas que comprende:

un cuerpo central (16);

tres o más patas (15) que se extienden desde el cuerpo central para soportar una rueda (13) en cada pata; caracterizado por que las tres o más patas están montadas en el cuerpo central de forma giratoria alrededor de un respectivo eje vertical (95) para permitir el ajuste de la anchura de pista del vehículo girando las patas en donde las patas están acopladas mecánicamente para transmitir el giro entre las patas alrededor de sus respectivos ejes verticales y el cuerpo central o las tres o más patas están configuradas para soportar un sensor (47) para escanear plantas.

2. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 1, en donde las patas (15) están acopladas mecánicamente para mantener la simetría entre las ruedas (13) y patas del vehículo y el cuerpo (16).

3. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las patas (15) están acopladas mecánicamente para hacer que las patas giren alrededor de los respectivos ejes verticales (95) en el mismo ángulo.

4. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sensor (47) está alineado con una línea central del vehículo, las patas comprenden dos ruedas delanteras (13) y las patas (15) están acopladas mecánicamente para mantener la alineación del sensor y la línea central durante el movimiento de las dos ruedas delanteras alejándose una de otra o acercándose una a otra.

5. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las patas (15) tienen extremos proximales en el cuerpo central (16) y están acopladas mediante un acoplamiento dentado (55).

6. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 5, en donde el acoplamiento dentado (55) comprende una cremallera curvada que está unida al extremo proximal de cada pata.

7. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde

las tres o más patas (15) soportan una rueda delantera y una rueda trasera (13),

la rueda delantera está conectada a la rueda trasera mediante un miembro rígido de longitud variable y reducir la longitud del miembro rígido reduce la distancia entre la rueda delantera y la rueda trasera.

8. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 7, en donde el miembro rígido comprende un primer actuador (45) para cambiar la longitud del miembro rígido y ajustar de este modo la anchura de pista.

9. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 8, en donde el primer actuador (91) puede ser un actuador de tornillo sin fin, actuador neumático o actuador eléctrico.

10. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 8 o 9, en donde ajustar la anchura de pista cambiando la longitud del miembro rígido provoca el giro de las patas (15) alrededor de los respectivos ejes verticales (95) y, de este modo, mantiene una altura constante del cuerpo central (16).

11. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las patas (15) comprenden una o más articulaciones para permitir el giro de las patas (15) alrededor de un respectivo eje horizontal para ajustar la altura del cuerpo central (16) y/o contraer el vehículo.

12. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 11, que comprende además segundos actuadores (45) que actúan sobre las patas (15) para girar las patas hacia arriba y hacia abajo alrededor de las articulaciones.

13. El vehículo (10) de escaneo de plantas de la reivindicación 12, en donde el giro hacia arriba de las patas (15) baja el cuerpo (16) y el giro hacia abajo de las patas eleva el cuerpo y el giro hacia arriba de las patas mueve las patas hacia una configuración contraída y el giro hacia abajo de las patas mueve las patas hacia una configuración expandida.

14. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las patas (15) están formadas como paralelogramos que comprenden un par de vástagos paralelos que se conectan por un extremo al cuerpo central (16) y por el otro extremo a las ruedas (13), en donde opcionalmente segundos actuadores (45) están conectados diagonalmente a través de los paralelogramos de modo que la contracción de los segundos actuadores hace girar las patas hacia arriba o hacia abajo y la expansión de los segundos actuadores hace girar las patas en la dirección opuesta.

15. El vehículo (10) de escaneo de plantas de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sensor (47) es un escáner láser para medir una distancia de las plantas desde el sensor y el vehículo de escaneo de plantas además comprende un codificador giratorio aplicado a las ruedas (13) del vehículo para proporcionar datos de ubicación relativa del vehículo.