ES3043883T3 - Agricultural sampling method - Google Patents

Abstract

Un sistema de muestreo automatizado controlado por computadora y métodos relacionados para recolectar, procesar y analizar muestras agrícolas para diversas propiedades químicas, como los nutrientes disponibles para las plantas. El sistema de muestreo permite procesar y analizar múltiples muestras para diferentes analitos o propiedades químicas de manera simultánea, concurrente o semiconcurrente. Ventajosamente, el sistema puede procesar muestras de suelo en la condición "tal como se recolectan", sin secar ni moler. El sistema generalmente incluye un subsistema de preparación de muestras que recibe muestras de suelo recolectadas por un subsistema de recolección de sonda y produce una suspensión (es decir, una mezcla de tierra, vegetación y/o estiércol y agua), y un subsistema de análisis químico que procesa las muestras de suspensión preparadas para cuantificar múltiples analitos y/o propiedades químicas de la muestra. Los subsistemas de preparación de muestras y análisis químico se pueden utilizar para analizar suelo, vegetación y/u otras muestras. Se describe un sistema de recolección de suelo que captura y dirige las muestras al sistema de muestreo para su procesamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Método de muestreo agrícola

[0003] Antecedentes

[0004] La presente divulgación se refiere, en general, al muestreo y análisis agrícola, y más en concreto, a un sistema completamente automatizado para realizar estudios de suelo y otro tipo de muestreos relacionados con la agricultura y análisis de propiedades químicas.

[0005] El análisis periódico del suelo es un aspecto importante de las técnicas agrícolas. Los resultados de las pruebas proporcionan información valiosa sobre la composición química del suelo, como los nutrientes disponibles para las plantas y otras propiedades importantes (por ejemplo, niveles de nitrógeno, magnesio, fósforo, potasio, pH, etc.) de modo que se puedan añadir diversas modificaciones en el suelo para maximizar la calidad y cantidad de la producción de cultivos.

[0006] En algunos procesos de muestreo de suelo existentes, las muestras recogidas se secan, se muelen, se les agrega agua y luego se filtran para obtener una suspensión de suelo adecuada para el análisis. Se añade extractante a la suspensión para extraer los nutrientes disponibles para las plantas. A continuación, la suspensión se filtra para producir una solución transparente o sobrenadante que se mezcla con un reactivo químico para su posterior análisis.

[0007] El documento US 2014/251032 A1 divulga un muestreador de suelo automatizado que se monta de forma extraíble en un tractor agrícola y que recoge muestras de suelo en un campo de cultivo mientras el tractor se desplaza por el campo. A intervalos periódicos, el muestreador de suelo recoge una muestra de suelo mediante una cuchilla y coloca la muestra de suelo recogida en un recipiente de almacenamiento con código de barras.

[0008] El documento US 9 116 078 B1 divulga un tractor con un muestreador de suelo montado en su parte posterior. El tractor suministra la energía eléctrica e hidráulica para el muestreador de suelo. El muestreador de suelo puede bajarse desde su posición inicial a una posición de muestreo de suelo y viceversa.

[0009] WO 2021/150572 A1 divulga un sistema para suministrar fertilizante a una ubicación de fertilizante deseada durante el proceso de plantación. Para suministrar el fertilizante inicial en la ubicación de fertilizante deseada, un aparato incluye una pala de timón que está en ángulo y un espaciador que posiciona la línea central del fertilizante a tres cuartos de pulgada al lado de la semilla.

[0010] CN 109 085 013 A divulga un dispositivo de muestreo continuo de muestras de suelo en forma de columna con mecanismos de pala de muestreo, un mecanismo anfitrión, un mecanismo de carrera de muestreo y un cuerpo de vehículo. El mecanismo anfitrión puede sujetar continuamente los mecanismos de pala de muestreo en secuencia para permitir que los mecanismos de pala de muestreo se conecten con el mecanismo de carrera de muestreo para completar el muestreo múltiple.

[0011] Se requieren mejoras en el análisis del suelo, vegetación y estiércol.

[0012] Breve sumario

[0013] La presente invención se refiere a un método para captar una muestra de suelo de un campo agrícola, tal como se define en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas de la invención se exponen en las reivindicaciones dependientes.

[0014] El presente sistema, que no es parte de la invención reivindicada, incluye en general un subsistema de preparación de muestras que recibe muestras de suelo recogidas por un subsistema de recogida de sonda y produce una suspensión (es decir, una mezcla de suelo, vegetación y/o estiércol y agua) para su posterior procesamiento y análisis químico, y un subsistema de análisis químico que recibe y procesa las muestras de suspensión preparadas del subsistema de preparación de muestras para la cuantificación de los analitos y/o las propiedades químicas de la muestra. El subsistema de análisis químico descrito puede usarse para analizar suelo, vegetación y/o muestras de estiércol.

[0015] En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el sistema de preparación de muestras, por lo general, incluye un aparato mezclador-filtro que mezcla la muestra de suelo sin procesar recogida en el estado "tal y como se ha muestreado" (por ejemplo, sin secar y sin moler) con agua para formar una suspensión de muestra. El aparato mezclador-filtro filtra a continuación la suspensión durante su extracción del aparato para su procesamiento en el subsistema de análisis químico. El subsistema de análisis químico procesa la suspensión y realiza las funciones generales de adición/mezcla de extractante y reactivo de cambio de color, centrifugación de la muestra de suspensión para producir un sobrenadante claro y, finalmente, detectar o analizar para la detección de los analitos y/o propiedades químicas, tal como mediante análisis colorimétrico.

[0016] Aunque los sistemas de muestreo (por ejemplo, recogida de muestras, preparación y procesamiento) pueden describirse en el presente documento con respecto al procesamiento de muestras de suelo que representa una categoría de uso para las realizaciones de ejemplo divulgadas, debe entenderse que los mismos sistemas que incluyen los aparatos y procesos relacionados pueden usarse adicionalmente para procesar otros tipos de muestras relacionadas con la agricultura que incluyen, sin limitación, vegetación/plantas, forraje, estiércol, pienso, leche u otros tipos de muestras. Por lo tanto, la divulgación del presente documento debería considerarse ampliamente como un sistema de muestreo agrícola. Por consiguiente, la presente divulgación no se limita expresamente al uso con procesamiento y análisis de muestras de suelo únicamente en busca de propiedades químicas de interés.

[0017] Breve descripción de los dibujos

[0018] La presente divulgación se comprenderá mejor a partir de la descripción detallada y de los dibujos adjuntos, en donde los elementos similares están etiquetados de la misma manera y en los que:

[0019] la Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de análisis de muestras de suelo de acuerdo con la presente divulgación que muestra los aspectos funcionales de cada subsistema del sistema de análisis de muestras; la Figura 2 es un diagrama esquemático de sistema de una unidad central de procesamiento (CPU) basada en un procesador programable o controlador del sistema para controlar los sistemas y aparatos divulgados en el presente documento;

[0020] la Figura 3 es una vista en perspectiva de un ejemplo que no es parte de la presente invención de un sistema móvil de recogida de muestras de suelo de acuerdo con la presente divulgación;

[0021] la Figura 4 es una vista en perspectiva superior posterior de un conjunto de recogida que comprende un aparato de recogida del mismo;

[0022] la Figura 5 es una vista en perspectiva superior frontal del mismo;

[0023] la Figura 6 es una vista en detalle ampliado de la Figura 5;

[0024] la Figura 7 es una vista en sección transversal horizontal del conjunto de cuchillas del conjunto de recogida de la Figura 4;

[0025] la Figura 8 es una vista en perspectiva inferior posterior del conjunto de recogida;

[0026] la Figura 9 es una vista en perspectiva inferior frontal del mismo;

[0027] la Figura 10 es una vista frontal del mismo;

[0028] la Figura 11 es una vista posterior del mismo;

[0029] la Figura 12 es una vista lateral izquierda del mismo;

[0030] la Figura 13 es una vista lateral derecha del mismo;

[0031] la Figura 14 es una vista superior del mismo;

[0032] la Figura 15 es una vista inferior del mismo;

[0033] la Figura 16 es una vista posterior despiezada del aparato de recogida del conjunto de recogida;

[0034] la Figura 17 es una vista frontal despiezada del mismo;

[0035] la Figura 18 es una vista en perspectiva despiezada superior de una parte del mecanismo de accionamiento del carrete de recogida del aparato de recogida;

[0036] la Figura 19 es una vista en perspectiva despiezada inferior del mismo;

[0037] la Figura 20 es una vista en perspectiva ensamblada de la transmisión por engranajes del mecanismo de transmisión de carrete;

[0038] la Figura 21 es una vista en perspectiva del engranaje conducido del mismo acoplado al carrete de recogida;

[0039] la Figura 22 es una vista en perspectiva inferior del conjunto de engranajes conducidos;

[0040] a Figura 23 es una vista en perspectiva superior del mismo;

[0041] a Figura 24 es una vista en sección transversal lateral de la transmisión por engranajes;

[0042] a Figura 25 es una vista en perspectiva de la transmisión por engranajes, que muestra los engranajes de transmisión y conducidos;

[0043] a Figura 26 es una primera vista lateral del aparato de recogida en que una posición activa de recogida de muestras de suelo inferior se acopla al suelo, con el aparato de recogida en una primera posición angular girada;

[0044] a Figura 27 es una segunda vista lateral del mismo con el aparato de recogida en una segunda posición angular girada;

[0045] a Figura 28 es una vista lateral del aparato de recogida en una posición replegada superior;

[0046] a Figura 29 es una vista en perspectiva frontal de un chasis de carro del conjunto de recogida, que soporta un carro rodante en el que está montado el aparato de recogida;

[0047] a Figura 30 es una vista en perspectiva posterior del mismo;

[0048] a Figura 31 es una vista frontal del mismo;

[0049] a Figura 32 es una vista posterior del mismo;

[0050] a Figura 33 es una vista lateral derecha del mismo;

[0051] a Figura 34 es una vista superior del mismo;

[0052] a Figura 35 es una vista inferior del mismo;

[0053] a Figura 36 es una vista posterior despiezada del mismo;

[0054] a Figura 37 es una vista frontal despiezada del mismo;

[0055] a Figura 38 es una vista en perspectiva posterior del carro con ruedas o rodillos y de los carriles de guía con el bastidor de carro exterior retirado para mayor claridad;

[0056] a Figura 39 es una vista en perspectiva frontal del mismo;

[0057] a Figura 40 es una vista en perspectiva del carrete de recogida del aparato de recogida;

[0058] a Figura 41 es una vista en perspectiva ampliada del mismo;

[0059] a Figura 42 es una vista en perspectiva posterior de un ejemplo alternativo de dos carretes que no es parte de la nvención reivindicada de un aparato de recogida que muestra el engranaje del mecanismo de accionamiento de los carretes;

[0060] a Figura 43 es una vista en perspectiva posterior de la misma, con los motores de transmisión por engranajes montados;

[0061] a Figura 44 es una vista en perspectiva superior de una parte de la caja de engranajes y uno de los engranajes conducidos y el carrete de recogida;

[0062] a Figura 45 es una vista en perspectiva despiezada de los mismos;

[0063] a Figura 46 es una vista lateral izquierda del conjunto de cuchillas del aparato de recogida, que muestra el mecanismo de accionamiento de carrete con el bastidor de soporte del accionador de posicionamiento de carrete retirado; a Figura 47 es una vista lateral izquierda del mismo con bastidor de soporte;

[0064] a Figura 48 es una primera vista en perspectiva del lado izquierdo del conjunto de cuchillas;

[0065] a Figura 49 es una segunda vista en perspectiva del lado izquierdo del mismo;

[0066] a Figura 50 es una vista en sección transversal horizontal del conjunto de cuchillas de dos carretes;

[0067] a Figura 51 es una vista en perspectiva despiezada del conjunto de engranajes conducidos;

[0068] a Figura 52 es una vista lateral del mismo;

[0069] a Figura 53 es un diagrama esquemático que muestra un ciclo completo de funcionamiento del carrete para el ejemplo de carrete simple o doble que no forma parte de la invención reivindicada;

[0070] a Figura 54 es una primera vista en perspectiva de un ejemplo alternativo que no forma parte de la invención reivindicada de un sistema móvil de recogida de muestras de suelo de acuerdo con la presente divulgación;

[0071] a Figura 55 es una segunda vista en perspectiva del mismo;

[0072] a Figura 56 es una vista superior en perspectiva posterior del remolque de recogida de muestras solo;

[0073] a Figura 57 es una vista superior del remolque;

[0074] a Figura 58 es una vista en perspectiva posterior inferior del mismo;

[0075] a Figura 59 es una vista lateral del mismo;

[0076] a Figura 60 es una vista lateral del mismo pero mostrando el aparato de recogida de muestras de suelo;

[0077] a Figura 61 es una vista en perspectiva frontal superior del aparato de recogida de muestras de la Figura 60;

[0078] a Figura 62 es una vista en perspectiva posterior despiezada del mismo;

[0079] a Figura 63 es una vista frontal del mismo;

[0080] a Figura 64 es una vista posterior del mismo;

[0081] a Figura 65 es una vista lateral derecha del mismo;

[0082] a Figura 66 es una vista lateral izquierda del mismo;

[0083] a Figura 67 es una vista superior del mismo;

[0084] a Figura 68 es una vista inferior del mismo;

[0085] a Figura 69 es una vista lateral parcial del mismo que muestra depósitos de tierra adheridos a la pala de siembra;

[0086] a Figura 70 es una vista lateral parcial del mismo, similar a la Figura 69, pero mostrando los esquís guía que se rueden operar para remover los depósitos D de tierra de la pala de siembra;

[0087] a Figura 71 es una vista en perspectiva parcial superior posterior del aparato de recogida de muestras;

[0088] a Figura 72 es una vista despiezada de la pala de siembra, conjunto de cuchillas de toma de muestras, y esquí guía que ilustra las interrelaciones funcionales de los mismos;

[0089] a Figura 73 es una vista lateral ampliada del conjunto de cuchillas y pala de siembra;

[0090] a Figura 74 es una vista en perspectiva parcial superior posterior del lado izquierdo del aparato de recogida que muestra una pala de siembra motorizada (accionada) con motor;

[0091] a Figura 75 es una vista en perspectiva parcial superior posterior del lado izquierdo del aparato de recogida que muestra una rueda motriz alternativa de enganche al suelo que gira la pala de siembra;

[0092] a Figura 76 es una vista en perspectiva parcial superior posterior del lado derecho del aparato de recogida;

[0093] a Figura 77 es una vista lateral parcial derecha del conjunto de cuchillas y pala de siembra del aparato de recogida;

[0094] a Figura 78 es una vista en sección transversal superior del aparato de recogida que muestra los esquís guía y el elemento de la cuchilla posterior lateralmente pivotante del conjunto de cuchillas;

[0095] a Figura 79 es un detalle ampliado tomado de la Figura 78;

[0096] a Figura 80 es una primera vista en perspectiva despiezada del conjunto de cuchillas;

[0097] la Figura 81 es una segunda vista en perspectiva despiezada del conjunto de cuchillas;

[0099] la Figura 82 es una primera vista en perspectiva posterior inferior del aparato de recogida que muestra los detalles de montaje de la cuchilla posterior pivotante del conjunto de cuchillas;

[0101] la Figura 83 es una vista en perspectiva posterior inferior del mismo;

[0103] la Figura 84 es una primera vista transversal superior que muestra el conjunto de cuchillas extraído del suelo y el elemento posterior de pala pivotado lateralmente a una primera posición angular con respecto al elemento frontal de pala acoplado de forma articulada al mismo; y

[0105] la Figura 85 es una segunda vista transversal superior que muestra el conjunto de cuchillas extraído del suelo y el elemento posterior de pala pivotado lateralmente a una segunda posición angular con respecto al elemento frontal de pala acoplado de forma articulada al mismo.

[0107] Los dibujos no están necesariamente a escala. Los componentes numerados y que aparecen en una figura, pero que aparecen sin numerar en otras figuras, son los mismos a menos que se indique expresamente lo contrario. En el presente documento, la referencia a un número de figura entero que aparece en múltiples figuras que llevan el mismo número entero, pero con diferentes sufijos alfabéticos, se interpretará como una referencia general a todas esas figuras a menos que se indique expresamente lo contrario.

[0109] Descripción detallada

[0111] Las características y beneficios de la presente divulgación se ilustran y describen en el presente documento haciendo referencia a realizaciones ilustrativas (es decir, los "ejemplos"). Esta descripción de realizaciones ilustrativas está destinada a leerse en relación con los dibujos adjuntos, que deben considerarse parte de toda la descripción escrita. Por consiguiente, la divulgación no debe limitarse expresamente a las realizaciones ilustrativas que ilustran alguna posible combinación no limitante de las características que pueden existir solas o en otras combinaciones de características.

[0113] En la descripción de las realizaciones divulgadas en el presente documento, cualquier referencia a la dirección u orientación únicamente pretende facilitar la descripción y no pretende en modo alguno limitar el alcance de la presente divulgación. Los términos relativos tales como "inferior", "superior", "horizontal", "vertical", "por encima", "por debajo", "arriba", "abajo", "parte superior" y "parte inferior", así como sus derivados (por ejemplo, "horizontalmente", "hacia abajo", "hacia arriba", etc.) se deberían interpretar como referencia a la orientación que se describe en ese momento o que se muestra en los dibujos analizados. Estos términos relativos son solo para facilitar la descripción y no requieren que el aparato se construya o se ponga en funcionamiento en una orientación específica. Términos como "unido", "fijado", "conectado", "acoplado", "interconectado", y similares se refieren a la relación en donde las estructuras están sujetas o unidas entre sí, ya sea directa o indirectamente a través de estructuras intermedias, así como a uniones o relaciones tanto móviles como rígidas, a menos que se describa expresamente lo contrario.

[0115] La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de alto nivel que describe los aspectos funcionales de un sistema de muestreo agrícola 3000 de acuerdo con la presente divulgación. El sistema incluye múltiples subsistemas que funcionan de forma concertada y secuencial. Los subsistemas divulgados en el presente documento proporcionan colectivamente un procesamiento completo y un análisis químico del suelo o de muestras agrícolas recogidas en el campo agrícola, preparación y procesamiento de muestras, y análisis químico final. El material agrícola muestreado puede ser suelo en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, otros tipos de materiales agrícolas pueden ser procesados y analizados en el mismo sistema, incluyendo sin limitación la vegetación/plantas, residuos de cultivos, forraje, estiércol, pienso, leche, y otros materiales relacionados con la agricultura que sean de interés para las técnicas agrícolas, ganaderas, lácteas o similares. En el contexto del muestreo del suelo, por ejemplo, que es importante para la producción y el rendimiento de los cultivos, el sistema de muestreo agrícola 3000 permite ventajosamente procesar múltiples muestras y analizarlas químicamente de forma simultánea para distintos nutrientes disponibles para las plantas u otros parámetros tales como, por ejemplo, sin limitación, el pH, BpH (pH tampón), etc. Esta información puede utilizarse para generar mapas de nutrientes/parámetros del campo agrícola con el fin de determinar las cantidades adecuadas de modificaciones del suelo que se requieren en las distintas regiones del campo para maximizar la producción total de los cultivos.

[0117] En varios ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, porciones de o el sistema 3000 de muestreo agrícola al completo pueden incorporarse a bordo de un vehículo motorizado de muestreo configurado para atravesar un campo agrícola para recoger y/o procesar muestras de suelo de varias zonas del campo. Esto permite generar con precisión un perfil completo de nutrientes y sustancias químicas del campo "sobre la marcha" para identificar rápida y convenientemente las modificaciones del suelo y las cantidades de aplicación necesarias en tiempo real para cada zona o región basándose en la cuantificación de los nutrientes disponibles para las plantas y/o las propiedades químicas de la muestra. Ventajosamente, el sistema 3000 permite recoger, procesar y analizar químicamente múltiples muestras de forma simultánea y paralela para detectar diversos nutrientes disponibles para las plantas u otras propiedades y parámetros químicos.

[0119] El sistema de muestreo de suelo 3000 incluye generalmente un subsistema de recogida de sonda de muestras 3001, un subsistema de preparación de muestras 3002 y un subsistema de análisis químico 3003. El subsistema de recogida de muestras 3001 y el vehículo motorizado de muestreo se describen por entero en la solicitud de patente estadounidense con N.° de publicación 2018/0124992A1 y en la publicación PCT N.° WO2020/012369. El subsistema de recogida de muestras 3001 realiza generalmente la función de extraer y recoger muestras de suelo del campo. Las muestras pueden presentarse en forma de tapones o núcleos de suelo. Los núcleos recogidos se transfieren a una cámara o depósito de retención para su posterior procesamiento por el subsistema de preparación de muestras 3002. Otros sistemas se describen en las solicitudes estadounidenses n.° 62/983237, presentada el 28 de febrero de 2020; n.° 63/017789, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/017840, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/018120, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/018153, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/191147, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191159, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191166, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191172, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 17/326050, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191186, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191189, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191195, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191199, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 63/191204, presentada el 20 de mayo de 2021; n.° 17/343434, presentada el 09 de junio de 2021; n.° 63/208865, presentada el 09 de junio de 2021; n.° 17/343536, presentada el 09 de junio de 2021; n.° 63/213319, presentada el 22 de junio de 2021; n.° 63/260772, presentada el 31 de agosto de 2021; n.° 63/260776, presentada el 31 de agosto de 2021; n.° 63/260777, presentada el 31 de agosto de 2021; n.° 63/245278, presentada el 17 de septiembre de 2021; n.° 63/264059, presentada el 15 de noviembre de 2021; n.° 63/264062, presentada el 15 de noviembre de 2021; n.° 63/264065, presentada el 15 de noviembre de 2021; n.° 63/268418, presentada el 23 de febrero de 2022; n.° 63/268419, presentada el 23 de febrero de 2022; n.° 63/268990, presentada el 08 de marzo de 2022; n.° 63/269060, presentada el 9 de marzo de 2022; n.° 63/269064, presentada el 9 de marzo de 2022; n.° 63/365243, presentada el 24 de mayo de 2022; n.° 63/365244, presentada el 24 de mayo de 2022; n.° 63/366673, presentada el 20 de junio de 2022; n.° 63/366674, presentada el 20 de junio de 2022; n.° 63/369722, presentada el 28 de julio de 2022; n.° 63/369724, 28 de julio de 2022; n.° 63/369765, presentada el 28 de julio de 2022; n.° 63/369988, presentada el 1 de agosto de 2022; n.° 63/370072, presentada el 1 de agosto de 2022; n.° 63/370077, presentada el 1 de agosto de 2022; n.° 63/370081, presentada el 1 de agosto de 2022; y la patente PCT/IB2021/051076, presentada el 10 de febrero de 2021; las solicitudes PCT n.° PCT/IB2021/051077, presentada el 10 de febrero de 2021; n.° PCT/IB2021/052872, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052874, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052875, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052876, presentada el 07 de abril de 2021. Otros sistemas de muestreo se describen en las solicitudes estadounidenses n.° 62/983237, presentada el 28 de febrero de 2020; n.° 63/017789, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/017840, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/018120, presentada el 30 de abril de 2020; n.° 63/018153, presentada el 30 de abril de 2020; n.° PCT/IB2021/051076, presentada el 10 de febrero de 2021; y solicitudes PCT n.° PCT/IB2021/051077, presentada el 10 de febrero de 2021; n.° PCT/IB2021/052872, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052874, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052875, presentada el 07 de abril de 2021; n.° PCT/IB2021/052876, presentada el 07 de abril de 2021.

[0120] El subsistema de preparación de muestras 3002 realiza generalmente las funciones de recepción de los núcleos de muestras de suelo en un aparato mezclador-filtrador, cuantificación volumétrica/masa de la muestra de suelo, añadir una cantidad o volumen predeterminado de agua filtrada en función del volumen/masa de suelo, y mezclar la mezcla de suelo y agua para producir una suspensión de muestra de suelo, retirar o transferir la suspensión del aparato mezclador-filtrador, y autolimpiar el aparato mezclador-filtrador para procesar la siguiente muestra de suelo disponible. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, el filtro puede estar separado del mezclador.

[0121] El subsistema de análisis químico 3003 realiza generalmente las funciones de recibir la suspensión de suelo procedente de un aparato mezclador-filtrador del subsistema 3002, añadir extractante, mezclar el extractante y la suspensión en una primera cámara para extraer los analitos de interés (por ejemplo, nutrientes disponibles para las plantas), centrifugar la mezcla de extractante y suspensión para obtener un líquido claro o sobrenadante, retirar o transferir el sobrenadante a una segunda cámara, inyectar un reactivo, mantener la mezcla de sobrenadante-reactivo durante un tiempo de mantenimiento para permitir la reacción química completa con el reactivo, medir la absorbancia, por ejemplo mediante análisis colorimétrico, y ayudar a limpiar el equipo de análisis químico. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, el subsistema de análisis químico 3003 puede estar incorporado en un dispositivo o aparato de microfluidos, como se describe con más detalle en el presente documento.

[0123] El proceso descrito en la Figura 1 y el equipo de recogida de muestras de suelo pueden ser controlados y ejecutados automáticamente por el controlador del sistema programable 2820. El controlador puede formar parte de un sistema de procesamiento de controlador tal como el que se describe con más detalle en el presente documento y se muestra en la Figura 2, o como se divulga en la también pendiente solicitud de patente estadounidense con N.° de publicación 2018/0124992A1 (solicitud de patente estadounidense N.° 15/806.014). El controlador 2820 está acoplado operablemente a los componentes del subsistema de análisis químico 3003 divulgados en el presente documento (p. ej., bombas, válvulas, centrifugador, compresor (suministro de aire), etc.) para controlar la secuencia del proceso y el flujo de fluidos (p. ej., agua, aire, suspensión, extractante, reactivo, sobrenadante, etc.) a través del sistema para procesar y analizar totalmente la muestra de suelo u otro tipo de muestra agrícola. La Figura 2 representa un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada del controlador de sistema programable 2820 aplicable a la presente solicitud.

[0125] A continuación se describirán con más detalle el subsistema de recogida de muestras 3001 y el sistema de control que puede programarse para controlar el funcionamiento del subsistema 3001.

[0127] Sistema de control

[0129] La Figura 2 es un diagrama esquemático del sistema que muestra el sistema de control o procesamiento 2800 que incluye la unidad central de procesamiento (CPU) basada en un procesador programable tal como el controlador del sistema 2820 al que se hace referencia en el presente documento. El controlador del sistema 2820 puede incluir uno o más procesadores, medio legible por ordenador tangible no transitorio, periféricos programables de entrada/salida, y todos los demás accesorios electrónicos necesarios normalmente asociados a un controlador basado en procesador plenamente funcional. El sistema de control 2800, incluyendo el controlador 2820, está vinculado de forma operable y comunicable a los diferentes sistemas y dispositivos de procesamiento y análisis de muestras de suelo descritos en otro lugar en el presente documento a través de enlaces adecuados de comunicación por cable o inalámbrica para controlar el funcionamiento de dichos sistemas y dispositivos de forma totalmente integrada y secuenciada.

[0131] Con referencia a la Figura 2, el sistema de control 2800, incluido el controlador programable 2820, puede montarse en un vehículo de muestreo autopropulsado o arrastrado trasladable 2802 (por ejemplo, tractor, remolque, cosechadora combinada, etc.). El vehículo 2802 en varios ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada puede ser un vehículo 8003 de recogida de muestras propulsado por motor (véase, por ejemplo, la Figura 3) o un remolque de recogida de muestras 8100 remolcado (véase, por ejemplo, la Figura 54) como se describe en más detalle en el presente documento. En otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, el controlador puede formar parte de una estación de trabajo o instalación fijos. El vehículo de muestreo, ya sea el vehículo 8003 o el remolque 8100, y sus límites se designan mediante un recuadro discontinuo en la Figura 2 (los elementos dentro del recuadro que se montan a bordo del vehículo de muestreo en el ejemplo ilustrado no forman parte de la invención reivindicada).

[0133] El sistema de control 2800, ya sea a bordo o fuera del vehículo de muestreo, incluye por lo general el controlador programable 2820, el ordenador tangible no transitorio o medio accesible y legible por máquina, tal como la memoria 2805, y una interfaz de red 2815. El medio legible y accesible por ordenador o máquina puede incluir cualquier memoria volátil y no volátil adecuada o dispositivos acoplados de forma operativa y comunicable al procesador o procesadores. Puede utilizarse cualquier combinación y tipo adecuados de memoria volátil o no volátil, incluidos algunos ejemplos como, sin limitación, memoria de acceso aleatorio (RAM) y sus distintos tipos, memoria de sólo lectura (ROM) y sus distintos tipos, discos duros, unidades de estado sólido, memoria flash, u otras memorias y dispositivos que pueden ser escritos y/o leídos por el procesador funcionalmente conectado al medio. Tanto la memoria volátil como la memoria no volátil pueden utilizarse para almacenar las instrucciones del programa o el software. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el medio no transitorio legible por ordenador o accesible por máquina (por ejemplo, memoria 2805) contiene instrucciones de programa de ordenador ejecutables que cuando son ejecutadas por el controlador del sistema 2820 hacen que el sistema realice operaciones o métodos de la presente divulgación incluyendo la medición de propiedades y ensayos de muestras de suelo y vegetación. Mientras que el medio no transitorio legible y accesible por máquina (por ejemplo, la memoria 2805) se muestra en un ejemplo de realización que no forma parte de la invención reivindicada como un único medio, el término debe entenderse referido a un único medio o a varios medios (por ejemplo, una base de datos centralizada o distribuida, y/o cachés y servidores asociados) que almacenan el uno o más conjuntos de lógica de control o instrucciones. El término "medio no transitorio legible y accesible por máquina" también incluirá cualquier medio capaz de almacenar, codificar o portar un conjunto de instrucciones para su ejecución por la máquina y que hacen que la máquina realice una cualquiera o más de las metodologías de la presente divulgación. En consecuencia, el término "medio no transitorio legible y accesible por máquina" incluirá también, entre otros, memorias de estado sólido, medios ópticos y magnéticos y señales de ondas portadoras.

[0135] La interfaz de red 2815 se comunica con los sistemas y dispositivos de procesamiento y análisis de muestras de suelo u otros materiales agrícolas (representados colectivamente por el recuadro 2803) de los subsistemas 3002 y 3003 mostrados en la Figura 1, y con otros sistemas o dispositivos relacionados con la recogida, el procesamiento y el análisis del suelo u otros materiales relacionados con la agricultura.

[0137] La máquina o red de vehículos de muestreo de suelo 2810 a bordo del vehículo de muestreo 2802 (p. ej., vehículo 8003 de recogida de muestras motorizado en la Figura 3 o remolque 8100 de recogida de muestras remolcado en la Figura 54) puede incluir sensores 2812 (p. ej., sensores para medir las propiedades del suelo y las muestras vegetales, sensores de velocidad, etc.), controladores 2811 (por ejemplo, receptor GPS, unidad de radar) para controlar y supervisar las operaciones del vehículo de muestreo y el sistema móvil 8000 de recogida de muestras de suelo que comprende el aparato de recogida de muestras 8002. El controlador 2820 está configurado para controlar las operaciones del aparato de recogida 8002 a través de la red 2810. La interfaz de red 2815 puede configurarse para comunicaciones bidireccionales por cable y/o inalámbricas que pueden incluir al menos un transceptor GPS, un transceptor WLAN (por ejemplo, Wi-Fi), un transceptor de infrarrojos, un transceptor Bluetooth, Ethernet, Comunicaciones de campo cercano, u otras interfaces y protocolos de comunicación adecuados para las comunicaciones con los demás dispositivos y sistemas, incluido el sistema de recogida de muestras 8000. La interfaz de red 2815 puede estar integrada con el sistema de control 2800 como se ilustra en la Figura 2, la red de máquinas 2810, o en cualquier otro sitio. Los puertos de E/S (entrada/salida) 2829 del sistema de control 2800 (por ejemplo, puerto de diagnóstico/diagnóstico a bordo (DAB)) permiten la comunicación con otro sistema o dispositivo de procesamiento de datos (por ejemplo, dispositivos de pantalla, sensores, etc.).

[0139] El controlador programable 2820 puede incluir uno o más microprocesadores, procesadores, un sistema en un chip (circuito integrado), uno o más microcontroladores, o combinaciones de los mismos. El sistema de procesamiento incluye lógica de procesamiento 2826 para ejecutar instrucciones de software de uno o más programas y un módulo o unidad de comunicación 2828 (por ejemplo, transmisor, transceptor) para transmitir y recibir comunicaciones de la red de máquinas 2810 de la máquina de muestreo o vehículo 2802 a través del enlace de comunicación directa 2831 o la interfaz de red 2815. La unidad de comunicación 2828 puede estar integrada en el sistema de control 2800 (p. ej. controlador 2820) o estar separada del controlador. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, la unidad de comunicación 2828 puede estar en comunicación de datos operable con la red de máquina/vehículo 2810 a través de un puerto de diagnóstico/OBD de los puertos de E/S 2829.

[0141] La lógica de procesamiento programable 2826 del sistema de control 2800 que dirige el funcionamiento del controlador del sistema 2820 que incluye uno o más procesadores puede procesar las comunicaciones (es decir, datos/información) recibidas a través de la unidad de comunicación 2828 o la interfaz de red 2815 desde el sistema móvil 8000 de recogida de muestras de suelo y los sistemas y dispositivos de procesamiento y análisis de muestras de suelo 2803 incluyendo sin limitación datos agrícolas (p. ej., datos de ensayo, resultados de ensayo, datos GPS, datos de aplicación de líquidos, caudales, etc.), datos asociados con el estado y el funcionamiento del aparato de recogida de muestras 8002 y los dispositivos de procesamiento/análisis de muestras 2803 bajo el control del controlador programable del sistema 2820. La memoria 2805 del sistema de control 2800 está configurada para variables preprogramadas o valores de punto de ajuste/línea base, que almacena los datos recogidos, e instrucciones o programas informáticos de ejecución (por ejemplo, software 2806) utilizados para controlar el funcionamiento del controlador 2820, que a su vez controla el funcionamiento del aparato de recogida de muestras 8002 y los dispositivos de procesamiento/análisis de muestras 2803. La memoria 2805 puede almacenar, por ejemplo, componentes de software tales como software de ensayos para el análisis de muestras de suelo y vegetación para realizar las operaciones de la presente divulgación, o cualquier otra aplicación o módulo de software, imágenes 2808 (p. ej., imágenes capturadas de cultivos), alertas, mapas, etc. El sistema 2800 también puede incluir un subsistema de entrada/salida de audio (no mostrado) que puede incluir un micrófono y un altavoz para, por ejemplo, recepción y envío de órdenes vocales o para la autenticación o autorización de usuarios (por ejemplo, biometría).

[0143] En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada del sistema de muestreo/recogida de suelo 8000, el vehículo de muestreo 2802 (p. ej., vehículo 8003 de recogida de muestras motorizado o remolque 8100 de recogida de muestras) puede incluir además un sistema de detección 2812 que comprende una pluralidad de sensores diferentes. Los sistemas de detección y los sensores están en comunicación de datos con el controlador del sistema 2820. El sistema de detección puede ensayar datos adicionales en cada punto muestreado. Los sistemas de detección pueden incluir uno o más de los siguientes: medición espectrográfica, conductividad eléctrica, conductividad eléctrica aparente, LIDAR, radar, radar de penetración terrestre, sonar, altura óptica, cámara, cámara de tiempo de vuelo. Algunos ejemplos de mediciones espectrográficas son, pero sin limitación, luz visible, láser, infrarrojo cercano, infrarrojo, espectroscopia infrarroja transitoria, espectroscopia RAMAN, ultravioleta y rayos X. Otros sensores que se comunican con el controlador del sistema 2820 pueden estar asociados con el funcionamiento del aparato de recogida de muestras 8002 y sus componentes, incluyendo varios sensores de posición u orientación del equipo, sensores de proximidad, etc. La combinación del muestreo del suelo y/o de otros materiales agrícolas junto con la detección puede proporcionar un control automatizado completo del aparato de recogida de muestras 8002 para la recogida de muestras y proporcionar un análisis más detallado de las condiciones en el campo.

[0145] El controlador del sistema 2820 se comunica bidireccionalmente con la memoria 2805 a través de un enlace de comunicación 2830, máquina o red del sistema de recogida de muestras 2810 directamente a través del enlace de comunicación 2831 y/o alternativamente a través del enlace de comunicación 2837 asociado a la interfaz de red 2815, la interfaz de red 2815 a través del enlace de comunicación 2832, dispositivo de visualización 2830 y opcionalmente un segundo dispositivo de visualización 2825 a través de enlaces de comunicación 2834, 2835, y puertos de E/S 2829 a través de enlaces de comunicación 2836. El controlador del sistema 2820 se comunica además con los sistemas y dispositivos de procesamiento y análisis de muestras de suelo 2803 a través de los enlaces de comunicación por cable/inalámbricos 5752 descritos previamente en el presente documento a través de la interfaz de red 2815 y/o directamente, como se muestra.

[0147] Los dispositivos de visualización 2825 y 2830 pueden proporcionar interfaces visuales de usuario para un usuario u operador humano. El operador puede estar situado a bordo del vehículo 8003 de recogida de muestras motorizado o del vehículo 8110 motorizado que arrastra el remolque 8100 de muestreo a través del campo agrícola AF. Los dispositivos de visualización pueden incluir controladores de visualización. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el dispositivo informático de visualización 2825 puede ser, por lo tanto, una tableta portátil u otro dispositivo informático basado en un procesador con una pantalla táctil que actúa como un dispositivo de entrada/salida que muestra datos (p. ej., estado y posición del equipo, resultados de ensayo del suelo, resultados de ensayo de vegetación, datos de aplicación de líquidos, imágenes capturadas, capa de mapa de vista localizada, mapas de campo de alta definición de datos de aplicación de líquidos como se aplican, datos como se planta o como se cosecha u otras variables o parámetros agrícolas, mapas de rendimiento, alertas, etc.), incluidos los datos generados por una aplicación informática de análisis de datos agrícolas. El dispositivo informático de visualización 2825 recibe además entradas del usuario u operador para controlar el aparato de recogida de muestras 8002 y puede mostrar una vista despiezada de una región de un campo, información de seguimiento y operativa, etc., para controlar las operaciones sobre el terreno del aparato y el vehículo de recogida. Las operaciones pueden incluir el control de la configuración del vehículo y del aparato de recogida de muestras 8002, comunicación de datos, control de la máquina o el implemento, incluidos sensores y controladores, y almacenamiento de los datos generados. El dispositivo de visualización 2830 en algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada puede ser una pantalla (p. ej., pantalla proporcionada por un fabricante de equipos originales (OEM)) que muestra imágenes y datos para una capa de mapa de vista localizada, datos de aplicación de líquidos como se aplican, datos como se planta o se cosecha, datos de rendimiento, controlar una máquina (por ejemplo, plantador, tractor, cosechadora, pulverizador, etc.), dirigir la máquina, y supervisar la máquina o un implemento (por ejemplo, plantador, cosechadora, pulverizador, etc.) que se conecta a la máquina con sensores y controladores situados en la máquina o el implemento.

[0149] Sistema de recogida de muestras de suelo tipo cuchilla

[0151] La recogida tradicional de muestras de suelo agrícola con fines de análisis de nutrientes se realiza con sistemas estacionarios que requieren una inversión ineficaz en tiempo y mano de obra. Esto incluye la extracción manual de muestras de suelo para su análisis. Es deseable una recogida automatizada de muestras por medio de una máquina no estacionaria, o "sobre la marcha" para una recogida más rápida y menos laboriosa.

[0153] De acuerdo con el presente sistema móvil automatizado de recogida de muestras de suelo divulgado en el presente documento, el sistema incluye un aparato de recogida que comprende un bastidor de soporte y que incluye uno o más carretes de recogida de suelo giratorios configurados para penetrar en el suelo para la recogida de muestras a intervalos predeterminados. Cada carrete comprende un cuerpo tubular hueco con una cavidad de recogida interna incluida en su geometría de sección transversal para capturar un trozo de suelo profundo y contener la muestra. El accionamiento rotacional del carrete puede lograrse con diversos métodos que incluyen, aunque no de forma limitativa, eléctricos, distribución de potencia neumática o hidráulica mediante motores y tren de engranajes, cilindros lineales, cremallera y piñón, solenoides y/o accionadores solos o en cualquier combinación. Para la recogida de muestras, los carretes normalmente comienzan en la posición hacia abajo (es decir, en el suelo) y cerrada al suelo, lo que impide la entrada de suelo en la cavidad de recogida. A intervalos predeterminados, los carretes se alternan a través de ciclos de giro de 180 grados alrededor de su línea central longitudinal. La cavidad de recogida va realizando los ciclos y cambia tras el giro del carrete de recogida entre un estado oculto con respecto al suelo (cavidad de recogida de suelo oscurecida o bloqueada), un estado expuesto (muestra de suelo capturada) y de vuelta al estado oculto (muestra capturada retenida en el carrete). El aparato de recogida de muestras puede controlarse a través de un controlador de sistema basado en microprocesador, tal como el controlador 2820 descrito anteriormente en el presente documento, u otro controlador. El bastidor de soporte con aparato de recogida está configurado para montarse en un vehículo motorizado operable para atravesar el campo agrícola y recoger muestras "sobre la marcha".

[0155] Las figuras 3-53 representan un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada y varios aspectos de un sistema móvil 8000 de recogida de muestras de suelo de acuerdo con la presente divulgación. El sistema comprende un conjunto de recogida 8009 que tiene una parte frontal 8005, una parte posterior 8006, cara lateral izquierda 8007, y cara lateral derecha 8008 identificados en la Figura 431 por comodidad de uso al describir el conjunto. El conjunto 8009, en general, incluye el bastidor de soporte 8001 y el aparato de recogida de muestras 8002 montado de manera móvil y soportado por el bastidor. El bastidor 8001 está configurado para su montaje desmontable en la parte posterior de cualquier tipo de remolque/equipo móvil remolcado o vehículo 8003 de muestreo de ruedas autopropulsado motorizado operable para el desplazamiento a través del campo agrícola AF que contiene suelo para la recogida dinámica de muestras "sobre la marcha" mientras el vehículo está en movimiento. Esto se diferencia de las técnicas de muestreo estacionarias tradicionales. El vehículo 8003, si es autónomo, puede ser propulsado por un motor de gasolina o diésel, motor de tipo eléctrico o híbrido como algunos ejemplos no limitativos. Los vehículos 8003 pueden usarse únicamente para la recogida de muestras de suelo, o pueden ser cualquier tipo de vehículo o equipo de ruedas autopropulsado de uso general habitualmente utilizado en las técnicas agrícolas, tal como camionetas u otros camiones, tractores, cosechadoras, etc. El tipo de vehículo motorizado o remolque/equipo remolcado usado no limita la divulgación. El aparato de recogida 8002 está configurado para ser remolcado a través del campo por el vehículo 8003 para recoger muestras en el ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada representada en la Figura 3.

[0157] El bastidor de soporte 8001 puede comprender, en general, una sección de bastidor primaria más delantera 8001-1 configurada para montarse o acoplarse de manera desmontable directa o indirecta al vehículo, una sección de bastidor de aparato de recogida más hacia atrás 8001-3, y una sección de bastidor de riel intermedia 8001-2, montada entre las mismas, que soporta un chasis de carro 8058. La sección de bastidor primaria 8001-1 puede comprender una varilla de montaje 8001-4 alargada horizontalmente configurada para acoplarse al vehículo 8003 en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada. La varilla 8001-4 puede ser cilíndrica en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada. Una pluralidad de amortiguadores de vibraciones de montaje 8004 en las ubicaciones de montaje en el vehículo alojan el movimiento hacia arriba/hacia abajo del aparato de recogida 8002 y reducen la vibración a medida que el aparato de recogida penetra y es arrastrado a través del suelo por el vehículo 8003. Esto evita el agrietamiento de las monturas. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, los resortes 8004-1 pueden usarse para los amortiguadores, tal como un par de amortiguadores con resortes: un resorte montado en cada extremo opuesto de la varilla 8004-1, como se muestra. Se pueden usar otros números de amortiguadores y ubicaciones de montaje.

[0159] La sección de bastidor de riel intermedia 8001-2 del bastidor de soporte 8000 soporta el chasis de carro 8058, que comprende el carro móvil verticalmente 8050 utilizado para ajustar la posición vertical del aparato de recogida 8002 en relación con la superficie o el nivel del suelo del suelo y el vehículo 8003. El aparato de recogida 8002 está acoplado de manera móvil y soportado por el carro, como se describe adicionalmente en el presente documento, que a su vez está soportado por la sección de bastidor de riel. La sección de bastidor de riel 8001-2 puede incluir un par de varillas de soporte verticales alargadas y separadas lateralmente 8001-5, que pueden acoplarse rígidamente a la varilla de montaje horizontal 8001-4 mediante una pluralidad de riostras en ángulo sustancialmente horizontales 8001-6. Las riostras horizontales soportan la sección de bastidor de riel 8001-2 y el aparato de recogida 8002 acoplado a la misma desde el vehículo 8003 en voladizo. Las riostras 8001-6 pueden montarse próximas a las porciones superiores de las varillas 8001-5 en un ejemplo no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada. Por lo tanto, la sección de bastidor de riel permanece estacionaria con respecto a la sección de bastidor primaria 8001-1 y el vehículo 8003. Las varillas 8001-5 pueden tener un cuerpo tubular con forma de sección transversal poligonal rectangular o cuadrada en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, se pueden usar otras formas de sección transversal poligonales y no poligonales (por ejemplo, circulares). Las varillas se extienden en la dirección vertical entre un soporte de montaje superior 8051 y un soporte de montaje inferior 8052. Las porciones de extremo superior e inferior de cada riel 8001-5 están acopladas de manera fija a los soportes, como se muestra.

[0161] El chasis de carro 8058 incluye un par de rieles de guía verticales separados lateralmente 8027 acoplados rígidamente en cada extremo a y soportados desde los soportes superior e inferior 8051, 8052 de la sección de bastidor de riel intermedio de bastidor de soporte 8001-2 a través de los correspondientes soportes de chasis superior e inferior 8058­ 1, 8058-2, respectivamente. Los rieles 8027 están separados hacia atrás de y paralelos a las varillas de soporte 8001­ 5. Los rieles pueden ser cilíndricos con sección transversal circular en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada para enganchar los rodillos cilíndricos 8053 montados en el carro 8050, como se describe con más detalle en el presente documento.

[0163] Cabe señalar que las diversas secciones del bastidor 8001-1, 8001-2 y 8001-3 y el chasis del carro 8058 descritos anteriormente pueden incluir una pluralidad de subpartes, componentes, sujetadores, horquillas, cojinetes, manguitos, collares adicionales, u otros elementos más allá de las partes primarias como se muestra en las figuras que pueden ser necesarias para realizar sus funciones previstas de soporte y montaje. Dentro del ámbito de las personas expertas en la materia, está bien proporcionar tales partes secundarias sin una descripción detallada excesiva en este punto.

[0164] Con referencia continuada a las figuras 3-53, el aparato de recogida de muestras de suelo 8002 puede incluir generalmente un conjunto de cuchillas 8020 de recogida de muestras que soporta de forma giratoria y aloja al menos un carrete de recogida 8040 mostrado en el presente ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada que se describe, una pala de siembra giratoria 8021, un accionador de posicionamiento del carrete 8024, un accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026, el carro rodante 8050 con el accionador de carro 8029 y, al menos, un esquí guía 8060 configurado para contactar de manera deslizante con el suelo o la superficie del suelo GS. La pala de siembra 8021 está montada hacia delante y cerca del conjunto de cuchillas 8020, en una realización que no forma parte de la invención reivindicada, para crear una zanja o surco en el suelo a través del cual al menos una porción superior del conjunto de cuchillas pasa posteriormente a medida que el aparato de recogida se desplaza por el suelo. Las muestras se recogen de dentro del surco. Al principio, la pala rompe y afloja el suelo para el conjunto de cuchillas que pasa después. Esto ayuda a que el conjunto de cuchillas se desplace por el suelo y recoja las muestras con mayor facilidad, ya que el conjunto contiene el carrete de recogida móvil. Las muestras recogidas pueden comprender el suelo tierra aflojados.

[0166] El conjunto de cuchillas 8020 y la pala de siembra 8021, que constituyen los elementos de enganche del suelo del aparato de toma de muestras de suelo 8002, están sustancialmente alineados axialmente entre sí en la dirección de desplazamiento a lo largo del eje horizontal HA como se ve mejor en la Figura 3 para lograr esto. El término "sustancialmente", como se utiliza aquí, connota que el conjunto de cuchillas puede estar ligeramente desplazado lateralmente de la pala de siembra a lo largo del eje horizontal HA, pero funcionalmente aún se desplazará y se beneficiará del surco creado por la pala. Como se muestra en las figuras 3 y 26-27, el conjunto de cuchillas 8020 y la pala de siembra 8021 penetran parcialmente en la superficie del suelo hasta una profundidad preseleccionada para recoger la muestra de suelo.

[0168] La pala de siembra 8021 puede estar formada por una placa metálica generalmente circular y puede tener un borde periférico 8151 de corte afilado (es decir, ahusado o en forma de cuña) que se extiende circunferencialmente alrededor del cuerpo de la pala para cortar mejor a través del suelo. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, la pala puede tener un diseño festoneado, como se muestra, o puede ser lisa en otras implementaciones. La pala de siembra 8021 está acoplada de manera giratoria en su centro al buje 8023 mediante un par de brazos de soporte 8022 separados lateralmente en lados opuestos de la pala. Los brazos 8022 pueden alargarse verticalmente, teniendo cada uno un extremo inferior 8022-1 acoplado a un lado del buje, de una manera que permite que la pala 8021 gire, y un extremo superior 8022-2 acoplado de manera fija al cuerpo del carro 8050.

[0170] El carro 8050 incluye una pluralidad de rodillos 8028 configurados para acoplarse de manera rodante y moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los rieles guía 8027 (que se ven mejor en las figuras 38-39). Cada uno de los rodillos puede tener una superficie de acoplamiento de rieles cóncavos arqueados que está configurada complementariamente a la forma de sección transversal circular de los rieles guía para mantener un acoplamiento mutuo positivo mientras el carro se desplaza hacia arriba y hacia abajo sobre los rieles. Para mantener un acoplamiento rodante suave entre los rodillos y los rieles guía, en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, cada uno de los rieles puede estar enganchado por pares de rodillos frontales 8028-1, rodillos posteriores 8028-2, y rodillos laterales exteriores 8028- 3 separados verticalmente. Los rodillos frontales y posteriores estabilizan el movimiento del carro sobre los rieles en la dirección de delante a atrás. Los rodillos externos estabilizan el movimiento del carro en la dirección lateral de lado a lado. Cabe señalar que el conjunto de rodillos 8028 en el carro 8050 sirve además para corregir las fuerzas de delante a atrás y de lado a lado que pueden ejercerse sobre el aparato de recogida 8002 soportado por el carro cuando el aparato se encuentra con condiciones de suelo irregulares y agrestes o rocas en la superficie del suelo GS; ninguno de los cuales es inesperado en campos agrícolas.

[0172] La posición vertical del carro 8050 sobre los rieles guía 8027 se controla mediante el accionador de carro de acción lineal 8029. El accionador 8029 está orientado verticalmente y puede disponerse en la línea central geométrica vertical entre los rieles guía, como se muestra. El accionador 8029 opera para bajar o elevar el carro con respecto al vehículo 8003 y, a su vez, la superficie del suelo GS del suelo (véanse, por ejemplo, las figuras 24-26). Por consiguiente, la profundidad de penetración del conjunto de cuchillas 4020 y la pala de siembra 4021 del aparato de recogida 4002 en el suelo se ajusta principalmente mediante el accionador de carro 8029 en el que se monta el aparato de recogida en voladizo. El accionador 8029 puede ser un accionador de tipo cilindro neumático en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, también se pueden usar cilindros hidráulicos o accionadores lineales eléctricos. El accionador 8029 está montado de manera fija en la sección de bastidor de riel 8001-2 en la parte superior y en la parte inferior está acoplado operativamente al carro rodante 8050 a través de la varilla de accionamiento o de pistón 8029- 1. Al retraer o extender la varilla de pistón, el accionador 8029 eleva o baja selectivamente el carro 8050 en el que está montado y soportado todo el aparato de recogida 8002 con respecto al vehículo 8003 y la superficie del suelo. El accionador 8029 puede elevar el carro 8050 y el aparato de recogida 8002 montado en el mismo a una posición replegada superior para su transporte cuando no se recogen muestras de suelo (véase, por ejemplo, la Figura 28). En una posición activa inferior acoplada activamente al suelo (véanse, por ejemplo, las figuras 26-27), el aparato de recogida está listo para recoger muestras de suelo.

[0174] Por facilidad en la descripción, se puede considerar que el conjunto de recogida 8009 define un eje vertical VA coaxial con el accionador de carro 8029 (que pasa a través de la línea central geométrica entre los rieles guía 8027) y un eje horizontal HA que pasa a través del buje 8023 del conjunto de pala de siembra (identificado en la Figura 12). Mientras que el eje vertical permanece fijo en posición con respecto al chasis del carro 8058 y al vehículo de recogida 8003, el eje horizontal se puede mover verticalmente con la pala de siembra 8021 y el conjunto de cuchillas 8020 a medida que el carro 8050 se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los rieles guía 8027. El carrete de recogida alargado 8040 define un eje longitudinal LA (identificado en la Figura 12) que puede cambiar entre posiciones paralelas al eje vertical VA y en ángulo oblicuo al eje VA (véanse, por ejemplo, las figuras 26-27), como se describe con más detalle en el presente documento.

[0176] El aparato de recogida 8002 (por ejemplo, el conjunto de cuchillas 8020 y la pala de siembra 8021) está acoplado de forma pivotable al par de brazos de soporte 8022 acoplados al carro 8050 a través de un varillaje de brazo de pivote 8061. El varillaje 8061 tiene un extremo acoplado de forma pivotable al buje 8023 y un extremo opuesto acoplado de forma pivotable al soporte de brazo de pivote 8055, montado de manera fija en el conjunto de cuchillas 8020. El soporte 8055 puede montarse en el elemento 8031 frontal de pala más grande en un ejemplo no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada que se describe más adelante, preferentemente en la parte superior del elemento que permanece por encima del suelo durante la recogida de muestras (véanse, por ejemplo, las figuras 5, 6, 17 y 26). El conjunto de cuchillas 8020 del aparato de recogida tiene un eje de pivote PA que coincide con la línea central de giro orientada horizontalmente del buje de la pala de siembra 8023. El conjunto de cuchillas 8020 se puede mover alrededor de su eje de pivote en una trayectoria arqueada hacia arriba y hacia abajo (véanse, por ejemplo, las figuras 26-27).

[0177] El accionador de posicionamiento de cuchillas 8026 puede ser un accionador de tipo cilindro neumático en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, también se pueden usar cilindros hidráulicos o accionadores lineales eléctricos. El accionador 8026 está configurado para actuar en una dirección lineal a través de la varilla de pistón o de operación móvil 8026-1 acoplada de manera giratoria en la parte inferior del soporte de brazo oscilante 8055 del conjunto de cuchillas a través de un conjunto de horquilla y pasador 8056. En la parte superior, la parte superior de la carcasa del accionador está acoplada de forma pivotable a la placa transversal 8054 montada de forma rígida entre los brazos de soporte 8022 del conjunto de pala de siembra a través de la conexión anclada 8057. El accionador 8026 proporciona una fuerza de sujeción en el brazo oscilante de la cuchilla y puede utilizarse al menos parcialmente para establecer tanto la profundidad de penetración del conjunto de cuchillas 8020 como de la pala de siembra 8021 en el suelo, y el ángulo del conjunto de cuchillas con respecto al eje vertical VA.

[0178] El accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026 tiene otro fin útil que protege el aparato de recogida 8002 de los daños. Durante el uso del aparato de recogida al recoger una muestra de suelo en el campo agrícola AF, el aparato de recogida itinerante 8002 (véase, por ejemplo, la Figura 26) puede encontrar un obstáculo en el suelo (p. ej., una roca, etc.). En la Figura 26, la varilla de pistón 8026-1 está en una posición extendida con respecto a la carcasa del accionador con el conjunto de cuchillas 8020 en una posición en ángulo (por ejemplo, el lado frontal del elemento 8031 frontal de pala en ángulo oblicuo con respecto al eje vertical VA) para facilitar el arado/desplazamiento a través del suelo. Si superar la obstrucción cuando es golpeada por el conjunto de cuchillas y/o la pala de siembra requiere una fuerza mayor que la que puede proporcionar la fuerza de sujeción del accionador (por ejemplo, presión de aire/aceite para el accionador neumático/hidráulico o resistencia eléctrica para el accionador eléctrico), entonces la varilla de pistón del accionador se comprime y se retrae hacia la carcasa del accionador, inclinando de este modo de forma pivotable el conjunto de cuchillas hacia atrás y elevando el aparato de recogida para permitir que la obstrucción pase por debajo del conjunto de cuchillas (compárense, por ejemplo, las figuras 26-27). El lado frontal del elemento 8031 frontal de pala puede ser ahora sustancialmente paralelo al eje vertical VA. El cilindro del accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026 sirve ventajosamente como un amortiguador para proporcionar una amortiguación mecánica o mecanismo "antigolpes" para el aparato de recogida cuando se encuentra con obstrucciones por debajo de la superficie del suelo para evitar dañar el equipo.

[0180] El conjunto de cuchillas 8020 comprende un elemento 8030 posterior de pala, un elemento de pala frontal 8031, un soporte de montaje de la pala superior 8032 y una placa base inferior 8033 (véase, por ejemplo, la Figura 16). La placa base 8033 y el soporte de montaje 8032 pueden alargarse horizontalmente con los elementos de pala intercalados entre ellos. Los elementos de pala están montados rígidamente por su parte superior al soporte de montaje 8032 y por su parte inferior a la placa base 8033 mediante cualquier método adecuado, tal como, por ejemplo y sin limitación, con sujeciones roscadas, soldadura u otros métodos de montaje fijo para proporcionar rigidez al conjunto de cuchillas y contrarrestar la presión del suelo aplicada tirando del conjunto a través del suelo para la recogida de muestras.

[0181] Los elementos de pala posterior y frontal 8030, 8031 pueden montarse en la placa base de una manera separada axialmente en horizontal a lo largo del eje horizontal HA del aparato de recogida de muestras para definir colectivamente una ranura de carrete alargada verticalmente 8041 entre ellos (que se muestra mejor en las figuras 6 y 7). Por consiguiente, la ranura 8041 está definida colectivamente por el espacio creado entre cada elemento de pala. La ranura 8041 tiene una forma de sección transversal complementaria configurada a la forma de sección transversal del carrete 8040 que puede ser circular en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada (véase, por ejemplo, la Figura 7). Pueden proporcionarse ranuras adicionales 8041 si se incorpora más de un carrete al conjunto de cuchillas en otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, como se describe adicionalmente a continuación. La ranura 8041 del carrete está configurada para recibir de manera giratoria y deslizante el carrete 8040 en su interior. Específicamente, el carrete 8040 se puede mover de forma vertical y deslizante hacia arriba/hacia abajo en la ranura, y también se puede mover de manera giratoria para capturar y retener la muestra de suelo como se describe adicionalmente en el presente documento. Tanto la ranura 8041 como el carrete 8040 pueden tener formas circulares en sección transversal ya que el carrete puede tener una configuración cilíndrica en el ejemplo ilustrado que no forma parte de la invención reivindicada.

[0183] Los elementos 8030, 8031 posterior y frontal de pala pueden estar formados por placas metálicas generalmente planas en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; teniendo, cada una, unas superficies principales laterales derecha e izquierda opuestas que son sustancialmente paralelas entre sí. Puede utilizarse cualquier configuración general adecuada de los elementos de pala 8030, 8031 siempre que los elementos soporten y alojen lo suficiente el carrete de recogida 8040 y puedan penetrar en el suelo. Los elementos de pala pueden tener diferentes formas en su contorno perimetral, que puede ser poligonal, no poligonal o combinaciones de los mismos. La pala frontal 8031 que se acopla y ara a través de la cabeza del suelo puede ser más grande y más robusta para cumplir este propósito funcional. El borde de ataque 8120a de la pala frontal 8031 puede estar inclinado o en forma de cuña (en sección transversal) para arar mejor a través del suelo. La pala posterior más pequeña 8030 funciona principalmente para definir la ranura del carrete 8041. Cabe señalar que la pala de siembra delantera 4021 funciona para aflojar parcialmente el suelo antes de que el conjunto de cuchillas 8020 lo encuentre a medida que se tira de él por el suelo. Sin embargo, los elementos 8030, 8031 posterior y frontal de pala del conjunto de cuchillas 8020 se extienden verticalmente por debajo de la parte inferior de la pala de siembra 8021 y el esquí guía 8060 (véanse, por ejemplo, las figuras 12-13), de tal manera que la porción inferior del conjunto de cuchillas encuentre suelo cerca de la parte inferior y justo debajo del surco o canal arado por la pala de siembra. Esta capa de suelo puede aflojarse un poco gracias a la pala de siembra para reducir la resistencia a la fricción en el conjunto de cuchillas, lo que facilita que el conjunto de cuchillas avance hacia adelante a través del suelo para recoger las muestras de suelo.

[0185] El conjunto de cuchillas 8020 incluye un esquí guía 8060 que limita sustancialmente la profundidad de inserción del conjunto de cuchillas en el suelo, como se ve en las figuras 26-27. El esquí 8060 tiene un cuerpo alargado horizontalmente y un extremo frontal arqueado hacia arriba para adaptarse a las ondulaciones en la superficie del suelo del campo agrícola que se producen de forma natural. El esquí puede montarse de forma rígida en una cara lateral del conjunto de cuchillas (por ejemplo, la pala frontal 8031) a través del saliente de montaje cilíndrico 8062. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el saliente 8062 puede soldarse a la parte superior del esquí y a la pala frontal lateral 8031. Esto crea un accesorio estructuralmente robusto capaz de mantener la posición del conjunto de cuchillas 8020 contra la superficie del suelo GS y la fuerza de sujeción del accionador de posicionamiento de cuchillas 8026 (descrito en otro sitio del presente documento) cuando el aparato de recogida 8002 se encuentre condiciones de la superficie del suelo onduladas o haya restos en la superficie (p. ej. valles, resaltes, rocas, ramas de los árboles, etc.) que no son infrecuentes en el ámbito agrícola. El esquí 8060 puede estar hecho preferentemente de cualquier metal resistente y duradero adecuado.

[0187] Las figuras 7 y 16-25 muestran aspectos del carrete de recogida de suciedad 8040 y el mecanismo 8070a de accionamiento de carrete asociado con mayor detalle. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el carrete 8040 puede tener un cuerpo cilíndrico alargado con una cavidad de recogida 8042 abierta lateralmente y hacia fuera. La cavidad puede extenderse sustancialmente por toda la longitud del carrete desde el extremo superior 8043 hasta el extremo inferior 8044. El extremo superior está configurado para montarse en el accionador de posicionamiento del carrete 8024 que opera para subir o bajar selectivamente el carrete en el conjunto de cuchillas 8020. El extremo inferior puede cerrarse para retener la muestra de suelo capturada. La cavidad 8042 puede tener un contorno o forma arqueadamente curvada de lado a lado para facilitar la extracción de la muestra capturada. El carrete 8040 puede estar formado por un metal adecuado, tal como aluminio o acero, para una mayor resistencia y durabilidad en las condiciones de servicio. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, se puede usar acero inoxidable para la protección contra la corrosión y para garantizar un movimiento giratorio y lineal suave del carrete en la ranura 8041 del carrete del conjunto de cuchillas 4020.

[0189] xxxx El conjunto de cuchillas 8020 incluye, además, un mecanismo 8070a de accionamiento de carrete acoplado operativamente al carrete de recogida 8040 que opera para (1) girar el carrete para capturar y retener la muestra de suelo, y (2) subir y bajar el carrete para expulsar la muestra en un sistema de transporte de muestras. Para conseguir los movimientos duales anteriores del carrete, el mecanismo de accionamiento de carrete comprende una transmisión por engranajes 8070 para el movimiento giratorio del carrete y un accionador de posicionamiento de carrete 8024 para el movimiento lineal hacia arriba y hacia abajo del carrete. Cada movimiento y función se describirá, a su vez, a continuación.

[0191] La transmisión por engranajes 8070 comprende un motor eléctrico 8072 que incluye el engranaje de transmisión 8074 acoplado al árbol de accionamiento del motor y engranado a un engranaje conducido principal 8073 (véase, por ejemplo, la Figura 25). El engranaje conducido 8073 está interconectado operativamente con el carrete de recogida 8040, como se describe con más detalle en el presente documento. El engranaje de transmisión y el engranaje conducido pueden alojarse en la caja de engranajes 8071 de cualquier configuración adecuada para protegerlos contra los elementos y el entorno. La caja de engranajes y el motor pueden, a su vez, estar montados en y soportados por la base o plataforma de soporte de la transmisión por engranajes 8075, que puede unirse a la parte superior del conjunto de cuchillas 8020. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, la plataforma 8075 puede configurarse para acoplarse a un sistema de recogida/transporte de muestras para transportar la muestra de suelo al sistema de análisis de muestras de suelo para la preparación de la suspensión y el análisis químico, como se ha descrito anteriormente en el presente documento. El motor 8072 puede estar soportado por la caja de engranajes e incluye un árbol de accionamiento 8074-1 acoplado al engranaje de transmisión 8074, estando el cojinete de soporte del árbol 8074-2 y el accesorio de manguito del árbol 8074-3 soportando y rodeando el árbol de accionamiento entre el engranaje de transmisión y la carcasa del motor.

[0193] Un par de cojinetes de engranaje 8076 de tipo adecuado soportan el engranaje conducido 8073 para el movimiento de giro (véanse, por ejemplo, las figuras 18 y 24). El conjunto de engranaje conducido puede incluir un manguito de accionamiento hueco tubular 8073-1 insertado a través del conducto pasante central 8073-2 del buje de engranaje 8073-3. El carrete de recogida 8040 se recibe y se desliza hacia arriba/abajo a través del conducto pasante 8073-5 del manguito de accionamiento cuando el carrete se eleva y se baja. Externamente, el manguito de accionamiento puede incluir una pluralidad de estrías longitudinales 8073-4 que pueden estar enchavetadas de manera extraíble e insertable a unas ranuras longitudinales complementarias 8073-5 formadas dentro del conducto pasante 8073-2 del buje de engranaje para enclavar giratoriamente el manguito y el engranaje conducido 8073, de tal manera que el manguito gire al unísono con el engranaje conducido (véanse, por ejemplo, las figuras 18-19). Las estrías 8073-4 pueden ser partes separadas unidas al exterior del manguito de accionamiento en las ranuras longitudinales complementarias, como se ilustra, o pueden formarse integralmente como una parte estructural unitaria del cuerpo tubular del manguito de accionamiento. El manguito de accionamiento 8073-1 está pensado para ser un componente fácilmente reemplazable y menos costoso que el engranaje conducido 8073 si se requiere sustitución debido al desgaste.

[0195] El manguito de accionamiento 8073-1 forma una interfaz axialmente deslizable pero giratoriamente interbloqueada con el carrete de recogida 8040 a través del eyector de muestras 8081, que puede estar unido de manera fija al manguito de accionamiento dentro del conducto pasante 8073-5 del manguito por cualquier medio adecuado. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, puede crearse una conexión anclada mediante los pasadores 8081-1; sin embargo, se pueden usar sujeciones roscadas u otros medios para una unión fija. El eyector 8081 puede montarse en el extremo inferior del manguito de accionamiento 8073-1, de modo que la porción superior anclada del eyector resida dentro de la porción inferior de los machos del manguito de accionamiento 8073-5 mientras que la porción inferior en forma de cuña sobresale hacia abajo por debajo del manguito de accionamiento y el engranaje conducido (véase, por ejemplo, la Figura 21). El eyector de muestras 8081 está bloqueado rotacionalmente y anidado al menos parcialmente dentro de la cavidad de recogida 8042 del carrete de recogida 8040 de una manera que permite el movimiento longitudinal axial del carrete con respecto al eyector. El eyector está configurado y es operable para expulsar la muestra de suelo capturada de la cavidad de recogida para su recogida y procesamiento/análisis adicional por parte del sistema de análisis de suelo. El eyector 8081 permanece estacionario en posición vertical, pero puede girar con la transmisión por engranajes mientras que el carrete de recogida 8040 puede moverse selectivamente de forma axial hacia arriba/abajo mediante el accionador de posicionamiento de carrete 8024 a través del manguito de accionamiento y el engranaje conducido. El eyector 8081 puede tener un extremo de raspador en forma de cuña en ángulo, configurado para hacer cuña y recoger la muestra de suelo de la cavidad de recogida 8042 del carrete de recogida 8040 cuando se eleve el carrete.

[0197] La transmisión por engranajes 8070 es operable para hacer girar el carrete de recogida 8040 mediante el acoplamiento con el eyector 8081 entre una posición abierta para capturar una muestra de suelo y una posición cerrada para retener la muestra capturada. Cabe señalar que, a diferencia de los dispositivos o sondas de extracción de núcleos manuales operados manualmente que perforan verticalmente el suelo en una dirección axial, se empujan hacia abajo a una profundidad deseada, y recogen una muestra de núcleo que simplemente queda contenida en la herramienta a medida que esta se saca, el presente carrete 8040 ara el suelo en una dirección de desplazamiento paralela a la superficie del suelo GS. Esto captura la muestra de suelo que se empuja hacia la cavidad de recogida 8042 en una dirección transversal al eje longitudinal del carrete LA y paralela a la dirección de desplazamiento del aparato de recogida a medida que (es decir, el conjunto de pala de siembra y cuchilla) ara el suelo a una profundidad preseleccionada.

[0198] El accionador de posicionamiento del carrete 8024 puede ser un accionador de tipo cilindro neumático en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, también se pueden usar cilindros hidráulicos o accionadores lineales eléctricos. El accionador 8024 puede estar soportado por unos miembros de bastidor de soporte del accionador sustancialmente verticales 8024-2 desde la plataforma de soporte de la transmisión por engranajes 8075 y/o el conjunto de cuchillas 8020. El bastidor de soporte está configurado para alinear coaxialmente la varilla del pistón con el carrete de recogida 8040 a lo largo del eje longitudinal LA del carrete. El accionador 8024 está configurado para actuar en una dirección lineal a través de la varilla del pistón o de operación móvil 8024-1 acoplada a través de unos elementos intermedios al extremo superior del carrete 8040.

[0200] Con referencia específica a las figuras 18-19 y 24-25, el extremo inferior de la varilla del pistón del accionador de posicionamiento del carrete 8024-1 puede acoplarse rígidamente a un conector tubular hueco 8077 que comprende un conducto pasante longitudinal 8077-1 que se extiende entre y a través de los extremos del cuerpo del conector. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, se puede proporcionar un acoplamiento roscado; sin embargo, otras formas de acoplamiento rígido incluyen, sin limitación, conexiones con pasadores, ajuste por contracción, sujeciones roscadas, etc., como algunos ejemplos no limitantes. El conector 8077, a su vez, está acoplado al acoplamiento oscilante de libre giro 8078 que está acoplado al carrete de recogida 8040. El acoplamiento oscilante 8078 incluye el collar 8080, un miembro de sujeción 8079 y al menos uno o un par de cojinetes 8082 que soportan de manera giratoria el miembro de sujeción. El collar 8080 puede estar embridado y comprender una pestaña anular que sobresale radialmente 8080-1 que está unida de manera fija a la parte inferior del conector 8077 mediante una pluralidad de sujeciones roscadas 8080-2, de modo que el collar no pueda girar con respecto al conector. El miembro de sujeción 8079 puede ser una sujeción roscada en una realización no limitante que no forma parte de la invención reivindicada (como se muestra) que se extiende a través de un conducto central 8080-3 del collar 8080 para acoplarse de manera roscada al extremo superior 8043 del carrete de recogida 8040. El extremo superior del carrete se recibe en la porción inferior del conducto central 8080-3 para acoplarse al miembro de sujeción 8079. La operación del accionador de posicionamiento del carrete 8024 eleva y baja selectivamente el carrete de recogida 8040 entre una posición inferior para capturar/contener la muestra de suelo y una posición superior para descartar la muestra de suelo.

[0201] Con referencia a la Figura 24, el conector 8077 y el acoplamiento oscilante 8078 pueden ensamblarse uniendo primero los cojinetes 8082 y el miembro de sujeción 8079 a la parte superior del collar embridado 8080 y al extremo superior del carrete de recogida 8040. La cabeza del miembro de sujeción y los cojinetes se insertan a través del extremo inferior del conducto pasante del conector 8077-1. La brida del collar 8080-1 se sujeta entonces al conector 8077, que atrapa los cojinetes y el miembro de sujeción dentro del conector a través de la brida de manera giratoria.

[0203] A continuación, se describirá brevemente un proceso o método para capturar una muestra de suelo de un campo agrícola utilizando el aparato de recogida 8002. la Figura 53 muestra el ciclo completo del carrete de recogida 8040 desde el principio hasta el final desde la recogida de muestras, a la retención y expulsión. En primer lugar, el vehículo 8003 se conduce o se tira de él hasta la ubicación de inicio deseada en el campo agrícola. El aparato de recogida 8002 está en una posición superior con respecto a la superficie del suelo GS y al vehículo durante el transporte. A continuación, el aparato de recogida se baja para penetrar activamente en y acoplarse al suelo. La profundidad de penetración deseada del conjunto de cuchillas y la pala de siembra 8021 para recoger la muestra de suelo puede ajustarse y establecerse mediante la posición vertical del carro 8050 haciendo funcionar el accionador de carro 8029 como se ha descrito anteriormente en el presente documento. Esto puede realizarse mientras el vehículo está parado o, como alternativa, mientras se mueve. La orientación angular del conjunto de cuchillas 8020 puede ajustarse haciendo funcionar el accionador de posicionamiento de cuchillas 8026 como se ha descrito anteriormente en el presente documento. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el conjunto de cuchillas puede instalarse en una posición en ángulo oblicuo con respecto al eje vertical VA del aparato de recogida 8002 (es decir, lado frontal/borde de la pala frontal 8031) para arar más fácilmente a través del suelo (véase, por ejemplo, la Figura 18). El aparato de recogida comprende una pala de siembra giratoria 8021 y un conjunto de cuchillas 8020 dispuesto cerca de la pala de siembra y que comprende al menos un carrete de recogida giratorio 8040 que comprende la cavidad de recogida 8042. El carrete de recogida puede estar inicialmente en una posición más baja en el conjunto de cuchillas 8020, que puede ser la posición más baja (véase, por ejemplo, la Figura 18) establecida al hacer funcionar el accionador de posicionamiento del carrete 8024 como se ha descrito anteriormente en el presente documento. Por lo tanto, el extremo inferior del carrete puede colocarse en el extremo inferior de la cavidad de recogida 8042 que se acopla a la superficie superior de la placa base 8033. La cavidad de recogida 8042 del carrete de recogida 8040 puede estar orientada hacia delante o hacia atrás y protegerse de las aberturas laterales a cada lado del conjunto de cuchillas 8020 en la ranura 8041 del carrete, como se muestra por la Posición 1 de la Figura 53.

[0205] El aparato de recogida 4002 (conjunto de cuchillas 8020 y pala de siembra 8021) se mueve a continuación y se ara a través del suelo a la profundidad deseada en una dirección de desplazamiento paralela a una superficie GS del suelo. La pala de siembra crea un surco o canal delante del conjunto de cuchillas que se desplaza al menos parcialmente en el mismo para capturar la muestra de suelo. En un momento predeterminado (que puede ser parte de una secuencia temporizada preprogramada), el carrete de recogida 8040 se gira por completo 180 grados desde (1) una primera posición cerrada a través de los primeros 90 grados de giro en los que la cavidad de recogida 8042 está protegida del suelo (véase, por ejemplo, la Figura 424) hasta una posición abierta lateralmente en la que la cavidad de recogida se expone al suelo contiguo, de modo que la muestra de suelo queda capturada en la cavidad de recogida 8042, hasta una (2) segunda posición cerrada/protegida opuesta a través de los segundos 90 grados de giro para contener la muestra de suelo. Esto se representa en la Posición 2 de la Figura 53. El carrete de recogida se hace girar por la transmisión por engranajes 8070 en momentos predeterminados para capturar y contener la muestra de suelo. En algunos métodos, el carrete puede girar de forma continua a través de la primera posición cerrada anterior (posición de captura de suelo lateralmente abierta) y las segundas posiciones cerradas. La velocidad de giro del carrete de recogida 8040 puede seleccionarse para permitir que el suelo sea empujado el suficiente tiempo hacia la cavidad de recogida expuesta 8042. Como alternativa, el carrete puede girarse primero 90 grados hacia la posición abierta lateralmente, se mantiene en la posición abierta durante un período de tiempo predeterminado suficiente para permitir que la tierra entre en la cavidad de recogida, y luego se gira 90 más hacia la segunda posición cerrada para contener la muestra. Cualquiera de los enfoques puede usarse de acuerdo con sea necesario y/o deseado para recoger una muestra completa que preferentemente puede llenar al menos la mayor parte de la cavidad de recogida de carrete 8042 en su longitud expuesta.

[0207] Una vez que se ha capturado la muestra de suelo, el carrete de recogida 8040 puede elevarse mientras está en la segunda posición cerrada (Posición 2, Figura 53) hasta una posición superior con respecto al conjunto de cuchillas 8020 mediante el accionamiento y el funcionamiento lineal del accionador de posicionamiento del carrete 8024. A medida que se eleva el carrete, el eyector 8081 expuesto inmediatamente debajo del engranaje conducido 8073 en la plataforma de soporte de transmisión por engranajes y por encima de la parte superior del conjunto de cuchillas 8020 se desliza a través y raspa la muestra de la cavidad de recogida del carrete 8042 para capturarla mediante un sistema de recogida/transporte de muestras para su posterior procesamiento y preparar la suspensión de la muestra y, en última instancia, analizar químicamente la suspensión para cuantificar la concentración del analito de interés. Cabe señalar que, debido a que el eyector 8081 está colocado por encima del conjunto de cuchillas 8020, la muestra puede expulsarse positivamente del carrete 8040 mientras aún está en la segunda posición cerrada sin girar más el carrete. Por lo tanto, quedan expuestas las porciones de la cavidad de recogida 8042 por encima del conjunto de cuchillas.

[0208] Después de que se haya expulsado la muestra, el método puede continuar girando el carrete de vuelta a la primera posición cerrada (Posición 1, figura 53) mientras el carrete todavía está en la posición superior, y luego bajar el carrete de recogida 8020 del conjunto de cuchillas de vuelta a la posición inferior inicial. En implementaciones alternativas del método, el carrete puede bajarse sin giro mientras está en la segunda posición cerrada (Posición 2, Figura 53). Dado que ambos lados laterales del conjunto de cuchillas 8020 están abiertos en la ranura 8041 del carrete, como se muestra en la Figura 7, el ciclo de recogida de muestras anterior puede repetirse de la misma manera descrita anteriormente, pero desde el segundo lado lateral del conjunto de cuchillas, a medida que el carrete gira desde la posición 2 de vuelta a la posición 1. Empleando un enfoque de este tipo, se puede recoger una muestra con cada giro de 180 grados del carrete de recogida 8040 y la cavidad 8040 de delante a atrás y de atrás a delante. Esto duplica el número de muestras recogidas con cada giro de 360 grados del carrete. Por consiguiente, el carrete no necesita girarse de vuelta a la posición de inicio inicial (Posición 1) de la cavidad de recogida después de la expulsión de la muestra cada vez que se vaya a recoger una muestra.

[0210] Cabe señalar que el carrete de recogida 8040 puede girarse en cualquier dirección durante el proceso de captura y expulsión de muestras de suelo. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada si se usan motores reversibles 8072, el carrete puede girar 90 grados en una primera dirección desde una posición cerrada inicial hasta una posición abierta para capturar la muestra, y luego girar de nuevo 90 grados en una dirección opuesta de vuelta a la misma posición cerrada inicial para volver a cerrar la cavidad de recogida 8082 para contener la muestra y levantar el carrete para la expulsión de la muestra. Por consiguiente, son posibles numerosas variaciones del método anterior; todas contempladas por la presente divulgación.

[0212] En un ejemplo preferido pero no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada haciendo referencia a la Figura 18, el proceso o método de recogida de muestras anterior puede controlarse automáticamente mediante un controlador programable, tal como, sin limitación, el controlador del sistema 2820 descrito anteriormente en el presente documento o un controlador de recogida especializado separado que puede estar vinculado operativamente a y comunicarse con el controlador del sistema 2820 para coordinar todo el ciclo de recogida de muestras, procesamiento y análisis. El accionador del carro 8029, el accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026 y el accionador de posicionamiento del carrete 8024 pueden acoplarse de manera operativa y comunicativa a y bajo el control del controlador de sistema 2820 que activa cada accionador en el momento deseado, que puede preprogramarse y/o basarse en la entrada de un operario humano a través de cualquier dispositivo personal de entrada adecuado basado en procesador electrónico alámbrico o inalámbrico (por ejemplo, un teléfono inteligente, tableta, ordenador portátil, etc.) que establece comunicaciones bidireccionales. En el caso de accionadores neumáticos o hidráulicos, cabe señalar que el control puede comprender que el controlador del sistema 2820 haga funcionar las válvulas de control de aire o aceite asociadas con el accionador, que a su vez controla el funcionamiento de este tipo de accionadores. En el caso de accionadores lineales eléctricos, el controlador 2820 puede acoplarse directamente a y actuar sobre el accionador para controlar eléctricamente su funcionamiento. Son posibles otros esquemas de control.

[0214] Las figuras 42-52 representan un ejemplo de dos carretes que no forma parte de la invención reivindicada de un aparato de recogida 8002A de acuerdo con la presente divulgación. El bastidor de soporte 8001 y otros elementos del conjunto de recogida 8009 descritos anteriormente en el presente documento para la realización de carrete único que no forma parte de la invención reivindicada de las figuras 3-41 siguen siendo los mismos en estructura y funcionamiento. No se describirán de nuevo en detalle repetitivo por motivos de brevedad. Sólo aspectos adicionales o diferentes del ejemplo de carrete doble que no forma parte de la invención reivindicada se describirán en más detalle como sea necesario. Los elementos a los que anteriormente se habían asignado designaciones numéricas para el ejemplo anterior de un solo carrete que no forma parte de la descripción de la invención reivindicada tienen el sufijo "A" añadido para el ejemplo de dos carretes que no forma parte de la invención reivindicada que se está describiendo.

[0215] La principal diferencia en el presente ejemplo de dos carretes que no forma parte de la presente invención reivindicada es que dos carretes 8020A están soportados rotativamente por el conjunto de cuchillas 8020A que está modificado para incluir dos ranuras de carrete alargadas paralelas 8041A; que reciben, cada una, de manera giratoria y axialmente deslizante un carrete. Esto permite que se recoja un mayor número de muestras de suelo con cada pasada del conjunto de cuchillas a través del campo. Además, la temporización con la que cada carrete 8040A se abrirá para recoger una muestra, o se cerrará para proteger la cavidad de recogida 8042A o contener una muestra recogida puede temporizarse a través del controlador de sistema 2820 para garantizar que solo se recoja una única muestra en un momento determinado. Ventajosamente, un carrete 8020<a>puede estar en la posición inferior recogiendo una muestra de suelo mientras que el segundo carrete está en la posición superior para expulsar la muestra. A continuación, los dos carretes se alternan y cambian de posición a medida que el aparato de recogida 8002A se desplaza, permitiendo así que las muestras sean recogidas con mayor frecuencia durante una distancia de recorrido determinada a través del campo por el conjunto de cuchillas 8020A. Por ejemplo, para 6 metros (20 pies) de recorrido lineal del vehículo 8003 y el aparato de recogida 8002 en una fila en el suelo, se puede recoger el doble de muestras de suelo en comparación con el ejemplo anterior de aparato de recogida de un solo carrete que no forma parte de la invención reivindicada con una distancia lineal más corta entre los puntos de recogida para cada muestra. Cuando las muestras son analizadas por el sistema, estos datos se pueden utilizar para generar un mapeo más detallado de los niveles de nutrientes del suelo (por ejemplo, nitrógeno, potasio, etc.) u otro analito de interés del campo agrícola. Cabe señalar que en algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, se pueden proporcionar más de dos carretes que son transportados de manera móvil por el conjunto de cuchillas para reducir aún más la distancia entre los puntos de muestreo de suelo en el campo.

[0217] Para permitir el movimiento lineal rotatorio y axial independiente de los dos carretes 8020A, se proporcionan una transmisión por engranajes modificada 8070A y un accionador de posicionamiento del carrete 8024A diferente para cada carrete. Cabe señalar que solo se necesita un único accionador del carro 8029 y un accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026 para el funcionamiento y despliegue del aparato de recogida de doble carrete 8002A. La transmisión 8070A por engranajes de dos carretes incluye dos conjuntos de motores eléctricos 8072A, cada uno con un engranaje 8074A de transmisión giratorio y un engranaje conducido 8073A interengranado asociado, dos manguitos 8073-1A de accionamiento, cada uno enclavado rotacionalmente a un engranaje conducido 8073A, dos eyectores de muestra 8081A y dos conjuntos de acoplamientos de accionador de posicionamiento del carrete y carrete 8040A de recogida, cada uno de los cuales incluye un conector 8077A y un acoplamiento oscilante 8078A acoplado al mismo con las mismas subpartes descritas anteriormente en el presente documento. Cabe señalar que cada combinación de engranaje conducido 8073A y engranaje 8074A de transmisión puede actuar y girar independientemente el uno del otro, permitiendo de este modo que el momento preciso para girar cada carrete, retener o expulsar una muestra de suelo se controle de forma independiente.

[0219] Para emplear dos carretes, el conjunto de cuchillas 8020A se modifica y se incorporan dos ranuras de carrete 8041A. Usando la misma metodología de fabricación que el conjunto de cuchillas 8020 de recogida de carrete único, el presente conjunto de cuchillas 8020A de doble carrete comprende, por lo tanto, un elemento de pala posterior 8030A, un elemento de pala frontal 8031A, un elemento de pala intermedia 8030-1A y un soporte de montaje de pala superior 8032A y una placa base inferior 8033A. Los elementos de pala posterior, delantero e intermedio pueden montarse en la placa base de una manera separada axialmente en horizontal a lo largo del eje horizontal HA del aparato de recogida 8002A para así definir colectivamente un par de ranuras de carrete alargadas verticalmente 8041A entre los mismos (véanse, por ejemplo, las figuras 48-50). Los elementos de pala pueden tener cualquier configuración adecuada y actuar de la manera mostrada en las figuras 26-27 y descritas anteriormente en el presente documento para la recogida de muestras de suelo. Los elementos de pala están unidos de manera fija a y entre la placa base 8033A y el soporte de montaje 8032A de la misma manera que la descrita anteriormente en el presente documento (por ejemplo, mediante sujeciones usadas para acoplamiento desmontable o soldadura usada para acoplamiento permanente).

[0221] Cada carrete de recogida 8040A del aparato de recogida 8002A de dos carretes funciona de acuerdo con el mismo método/proceso descrito anteriormente en el presente documento para el ejemplo de carrete único que no forma parte de la invención reivindicada, que no se repetirá aquí por razones de brevedad. El ciclo de recogida puede controlarse automáticamente a través del controlador del sistema 2820 de la misma manera. Empleando el controlador, el momento preciso y la secuencia para la recogida, contención y expulsión de las muestras para cada uno del par de carretes de la manera descrita con anterioridad.

[0223] En una realización, un método para capturar muestras de suelo de un campo agrícola puede comprender: proporcionar un aparato de recogida que comprende una pala de siembra giratoria y un conjunto de cuchillas dispuesto cerca de la pala de siembra y que comprende un primer y segundo carretes de recogida giratorios, comprendiendo, cada uno, una cavidad de recogida configurada para capturar muestras de suelo; colocar cada uno de los carretes de recogida primero y segundo en una primera posición cerrada; arar el suelo a una profundidad con el aparato de recogida en una dirección de desplazamiento paralela a una superficie del suelo; girar el primer carrete de recogida desde una primera posición cerrada, en la que la cavidad de recogida está protegida del suelo, a una posición abierta, en la que la cavidad de recogida está expuesta hacia el suelo para capturar una primera muestra de suelo en la cavidad de recogida; girar el primer carrete de recogida a una segunda posición cerrada para contener la primera muestra de suelo; elevar el primer carrete de recogida en la segunda posición cerrada y expulsar la primera muestra de suelo de la cavidad de recogida; y simultáneamente con la elevación del primer carrete de recogida, girar el segundo carrete de recogida desde una primera posición cerrada, en la que la cavidad de recogida está protegida del suelo, hasta una posición abierta, en la que la cavidad de recogida está expuesta hacia el suelo para capturar una segunda muestra de suelo en la cavidad de recogida del segundo carrete de recogida. El método puede comprender, además, girar el segundo carrete de recogida hasta una segunda posición cerrada para contener la segunda muestra de suelo; y elevar el segundo carrete de recogida en la segunda posición cerrada y expulsar la segunda muestra de suelo de la cavidad de recogida. El método puede comprender, además, bajar el primer carrete de recogida a la vez que se sube el segundo carrete de recogida.

[0225] Sistema de recogida de muestras de suelo con cuchillas Ejemplo alternativo que no forma parte de la invención reivindicada

[0227] Las figuras 54-85 muestran ejemplos alternativos que no forman parte de la invención reivindicada del sistema móvil 8000 de recogida de muestras de suelo y diversos componentes del mismo descritos anteriormente en el presente documento. En los siguientes apartados se describen aquellos ejemplos alternativos que no forman parte de la invención reivindicada.

[0229] En las figuras 54-60 se representa un vehículo de recogida de muestras de suelo sobre ruedas 2802 en forma de remolque 8100 de recogida de muestras de suelo remolcado o enganchado especialmente configurado para montar en el mismo el conjunto de recogida de muestras de suelo 8009 del sistema móvil 8000 de recogida de muestras de suelo y permitir que el aparato de recogida de muestras 8002 acceda al campo agrícola AF y extraiga muestras de suelo del mismo. Como se ha descrito anteriormente en el presente documento, el conjunto de recogida 8009 generalmente incluye un bastidor de soporte 8001 y un aparato de recogida 8002 montado de forma móvil y soportado por el bastidor para recoger muestras de suelo. El aparato de recogida 8002 comprende la pala de siembra inicial 8021 y el conjunto de cuchillas de recogida de muestras final 8020 descritos anteriormente en el presente documento, que constituyen colectivamente los elementos de enganche al suelo del aparato de recogida de muestras de suelo 8002. Como se describe adicionalmente a continuación, el remolque 8100 de recogida de muestras está configurado para montar el aparato de recogida 8022 dentro del bastidor del vehículo para un montaje más estable. En lugar de colgar el aparato de recogida del extremo posterior del vehículo de muestreo, este posicionamiento es capaz de absorber mejor las vibraciones inducidas por el arrastre del aparato de recogida a través del suelo en profundidad, en particular cuando los elementos de enganche del suelo están centrados entre las ruedas.

[0231] El remolque 8100 comprende generalmente un bastidor de vehículo estructural 8103 que define un eje longitudinal central horizontal LA, un extremo frontal 8101, un extremo posterior 8104 y un par de lados laterales longitudinales 8105 opuestos. El bastidor 8103 define una gran abertura central de equipamiento 8108 entre los laterales 8105 para montar el aparato de recogida 8002 en el mismo. La abertura del equipo 8108 puede extenderse axial y lateralmente por la mayor parte de la longitud longitudinal y la anchura transversal del bastidor 8103 en una realización como se muestra. El bastidor 8103 está formado preferentemente por miembros estructurales metálicos convenientemente resistentes que pueden tener cualquier forma estructural de sección transversal (p.ej., vigas en I, ángulos estructurales en forma de L, secciones en forma de C, vigas de caja, etc.) para proporcionar un soporte rígido al aparato de recogida 8002 acoplado al mismo. El bastidor 8103 en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada incluye una pluralidad de miembros estructurales longitudinales 8103a y miembros estructurales transversales 8103b. La anchura de la abertura central del equipo 8108 está definida entre los miembros longitudinales de acero 8103a. Los miembros longitudinales y transversales definen colectivamente la abertura central del equipo 8108 como se muestra.

[0233] El bastidor de soporte 8103 para el aparato de recogida de muestras de suelo 8002 está configurado para soportar de forma giratoria un par de ruedas frontales 8106 alineadas concéntricamente con el eje de rueda transversal AX1 y un par de ruedas posteriores 8107 alineadas concéntricamente con el eje de rueda transversal AX2. Los ejes AX1 y AX2 atraviesan el buje central de las ruedas 8106, 8107 en sus centros geométricos. La provisión de cuatro ruedas proporciona estabilidad al aparato de recogida 8002 para mantener el enganche de los elementos de enganche al suelo (pala de siembra 8021 y conjunto de cuchillas de recogida de muestras 8020) con el suelo a una profundidad preseleccionada ajustable.

[0235] En un ejemplo no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada tal como se muestra, cada una de las ruedas 8106, 8107 está preferentemente soportada rotativamente por un eje de torsión individual separado 8109 montado rígidamente en los laterales 8105 del bastidor 8103. Los ejes de torsión 8109 no se extienden lateralmente a través de la abertura central del equipo. Ventajosamente, esto mantiene una gran abertura libre del equipo 8108 que está libre de cualquier parte de los ejes que se extienden a través de ella de lado a lado del remolque. Por consiguiente, se proporcionan cuatro ejes de torsión 8109 separados para las ruedas para el ejemplo ilustrado que no forma parte de la invención reivindicada. Los ejes múltiples ayudan ventajosamente a compensar y absorber las fuerzas creadas por la topografía cambiante y ondulante del campo con la que se engancha el aparato de recogida 8002, proporcionando de este modo al mecanismo de muestreo un desplazamiento más suave y estable a través del campo agrícola AF para asegurar un enganche positivo del conjunto de cuchillas 8020 con el suelo durante la recogida de muestras. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, esta funcionalidad se mejora aún más mediante un sistema de suspensión del remolque en el que cada eje 8109 está soportado por un miembro de suspensión de resorte 8113 exclusivo asociado, de modo que cada rueda puede moverse hacia arriba/abajo independientemente de las demás a medida que encuentra ondulaciones en la superficie del suelo GS (p. ej. colinas y valles) mientras el remolque 8100 es arrastrado a través del campo agrícola. Puede usarse cualquier tipo adecuado de suspensión de resorte.

[0237] El gancho 8102 en el extremo frontal 8101 del bastidor del remolque 8103 está configurado para acoplarse de manera desmontable a un gancho homólogo 8111 de un vehículo autopropulsado y accionado por motor 8110 operable para tirar del remolque a través del campo agrícola AF. El vehículo 8110 puede ser cualquier vehículo de ruedas adecuado tal como, sin limitación, un tractor, una camioneta u otro equipo móvil agrícola configurado para desplazarse por el campo agrícola.

[0239] Todo equipo de apoyo para el conjunto de recogida de muestras de suelo 8009 incluye, aunque no de forma limitativa, una unidad de potencia auxiliar 8112, transmisión de energía, controles y módulos electrónicos, transporte de muestras (posterior a la recogida), bombas, compresores y equipos de comunicación inalámbrica pueden estar contenidos dentro de y soportados por el remolque 8100. La unidad de alimentación 8112 proporciona energía eléctrica al aparato de recogida 8002, controles/módulos electrónicos tales como un controlador programable, y equipos de transporte de muestras (p. ej. mecánico, neumático, etc.). En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, la unidad de potencia 8112 puede ser un generador eléctrico alimentado por combustible líquido que comprende un motor configurado para generar energía eléctrica. En otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, la unidad de alimentación 8112 puede ser una unidad alimentada por batería que tiene baterías recargables.

[0241] La Figura 60 muestra la posición de montaje del aparato de recogida de muestras de suelo 8002 con respecto al bastidor 8103 del remolque 8100 de recogida de muestras. La pala de siembra 8021 que se encuentra primeramente con el suelo cuando el remolque 8100 se desplaza por el campo agrícola AF se coloca preferentemente entre las ruedas 8106, 8107 para compensar las ondulaciones de la superficie del suelo GS encontradas en el campo al tomar muestras. Más específicamente, la pala de siembra 8021 está situada entre los ejes transversales de las ruedas AX1 y AX2. Además, el conjunto de cuchillas 8020 que arrastra la pala de siembra también puede preferentemente situarse entre los ejes de las ruedas. Como se muestra, este arreglo optimiza ventajosamente la geometría del equipo de recogida de muestras para recolectar muestras en topografía de campo ondulada más dura como se muestra en la Figura 59. Debido a que este equipo de recogida se apoya entre las ruedas frontales y posteriores 8106 (a diferencia de delante o detrás de las ruedas), el equipo permanece estable y enganchado al suelo mientras las ruedas suben o bajan en las lomas o valles de la superficie del suelo GS. La pala de siembra 8021 y el conjunto de cuchillas de recogida de muestras 8020 se estabilizan además lateralmente entre las cuatro ruedas 8106, 8107.

[0243] Las figuras 61-78 representan el conjunto de recogida de muestras de suelo 8009 con diversas modificaciones y ejemplos alternativos que no forman parte de la invención reivindicada de los componentes del sistema de recogida de muestras de suelo 8000 descritos anteriormente en el presente documento. Algunos de estos diseños de componentes alternativos incluyen el esquí guía 8160 y un conjunto de cuchillas de recogida de muestras de suelo 8120 de acción de timón pivotable. A continuación se describen estos y otros ejemplos alternativos que no forman parte de la invención reivindicada del sistema de recogida de muestras.

[0245] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, el esquí guía 8060 que se desplaza sobre la superficie del suelo GS, como se describe anteriormente en el presente documento, puede estar especialmente configurado para proporcionar una funcionalidad adicional. El ejemplo de esquí guía alternativo reconfigurado que no forma parte de la invención reivindicada, y que aparece de diversas formas en las figuras 61-78, se designa 8160. El esquí guía 8106 realiza una función similar al esquí guía original 8060 (mostrado en las figuras 5, 6, 8, 9, 16, y 17) que es limitar la profundidad de inserción de la pala de siembra 8021 y del conjunto de cuchillas de recogida de muestras 8020 en el suelo.

[0247] En otra función, el esquí guía 8106 está configurado y es operable para mantener una presión descendente sobre el suelo que pasa a lo largo de cada lado de la pala de siembra 8021. Esto mantiene ventajosamente el contacto del conjunto de cuchillas 8020 con el suelo desplazado por la pala de siembra al formar el surco en el campo agrícola AF para la recogida positiva de las muestras de suelo. Sin la presencia de los esquís, los inventores han descubierto que la pala de siembra tiende a hacer que la tierra se desplace y sea empujada hacia arriba y hacia fuera en la dirección opuesta a la cavidad de recogida del conjunto de cuchillas que sigue a la pala de siembra cuando el aparato 8002 de recogida de muestras de tierra es arrastrado a través de la tierra. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, preferentemente, en cada una de las dos caras laterales de la pala de siembra 8021 se dispone un esquí de guía 8106 para el fin anterior (véase, por ejemplo, la Figura 78). Cada esquí de guiado 8160 se puede desplazar de forma pivotante y está montado en el bastidor de soporte 8001 o en el carro 8050 fijado al mismo a través de un saliente de montaje cilíndrico 8062 en el esquí y del varillaje mecánico 8161. El saliente 8062 define el eje de giro de cada esquí.

[0249] Funcionalmente, los esquís guía 8160 están además configurados y dispuestos para ayudar a limpiar los depósitos D de tierra de campo de las superficies de las caras laterales principales 8020a de la pala de siembra 8021 (véase, por ejemplo, las figuras 69-70). Los inventores han descubierto que la tierra del campo tiende a adherirse a estas superficies a medida que la cuchilla es arrastrada a través del suelo y gira alrededor de su eje de rotación, arrastrando de este modo los depósitos de tierra hacia arriba en la parte posterior de la rotación de la cuchilla. Los depósitos de suciedad en la pala de siembra 8021 pueden interrumpir el funcionamiento correcto de los elementos de enganche al suelo (pala de siembra y conjunto de cuchillas 8020) y la capacidad de recogida de muestras de suelo. Por consiguiente, los patines guía 8160 están preferentemente dispuestos junto a las superficies de las caras laterales de la pala de siembra 8021 y separados de las mismas por un espacio o separación G1 tan pequeño como sea posible para limpiar sustancialmente la cuchilla con cada rotación (véase, por ejemplo, la Figura 78). En ejemplos preferidos pero no de forma limitativa que no forman parte de la invención reivindicada, la separación G1 puede situarse en un intervalo inferior al espesor T1 de la pala de siembra 8021 (medida entre las superficies de las caras principales 8021a) y no más de cinco veces, o alternativamente el doble, T1 para limpiar los depósitos D de tierra de la pala de siembra. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, G1 es inferior que o igual a T1. La Figura 69 muestra la adherencia y presencia de depósitos D de tierra en la pala de siembra 8021 con la presencia de los esquís guía 8160 (consideremos que los depósitos rotan hacia arriba más allá de la superficie del suelo o tierra GS). Con los esquís en su lugar y ubicados próximos a cada lado de la pala de siembra 8021 como se muestra en la Figura 70, los depósitos D de tierra se limpian de la pala de siembra mientras gira hacia arriba para enganchar los depósitos adheridos con la parte inferior de los esquís 8160. Los depósitos de tierra por encima de la superficie del suelo GS se eliminan y retiran como se muestra.

[0251] La geometría o configuración del esquí guía alternativo 8160 está diseñada para desviar las obstrucciones del suelo en dirección opuesta a la pala de siembra 8021 y al conjunto de cuchillas 8020, así como proporcionar una "pista" de los cambios topográficos del terreno en el campo agrícola AF durante la recogida de muestras. Ejemplos de tales obstrucciones obstaculizantes pueden incluir residuos de cultivos anteriores, ramas caídas, rocas, etc. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el esquí 8160 tiene una porción de extremo frontal 8160a en forma de cuña y una porción de extremo posterior 8160b ensanchada lateralmente, como se muestra, por ejemplo, en la Figura 71. Por consiguiente, el esquí 8160 se ensancha gradualmente en la anchura lateral moviéndose desde la porción de extremo frontal hacia la porción de extremo posterior. La porción de extremo frontal 8160a también está girada o curvada hacia arriba en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada para impedir que la punta delantera 8160c se incruste en el suelo durante la recogida de muestras mientras el remolque 8100 de recogida de muestras de desplaza por el campo agrícola.

[0253] La Figura 72 resume gráficamente e ilustra las relaciones funcionales de los elementos de enganche al suelo del aparato de recogida de muestras de suelo 8002 (es decir, la pala de siembra 8021, el conjunto de cuchillas 8120, y los esquís guía 8160).

[0255] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, un ejemplo alternativo que no forma parte de la invención reivindicada del conjunto de cuchillas 8120 está configurado y es operable para proporcionar una acción de timón. Esto permite al operador o al controlador del sistema pivotar lateralmente e inclinar la parte posterior de recogida de tierra del conjunto de cuchillas hacia fuera en cualquier dirección lateral. Esto mejora ventajosamente la captura de la muestra de suelo al permitir la impactación directa del suelo en la cavidad de recogida abierta lateralmente 8042 del carrete de recogida de la cuchilla 8040 a medida que el conjunto de cuchillas 8120 es arrastrado a través del suelo.

[0257] Cabe destacar que es importante mantener un control positivo sobre la recogida de tierra con el carrete de recogida alojado dentro de la cuchilla. Aunque la cuchilla atraviese el suelo, esto no garantiza que haya un contacto positivo entre la zanja de suelo o la pared del surco creada por la pala de siembra 8021 y el carrete de recogida para capturar la muestra de suelo cuando está previsto. Un método para controlar positivamente el contacto entre el suelo y el carrete es proporcionando una porción de timón pivotante en el conjunto de cuchillas 8120 y colocando el carrete de recogida de muestras de suelo dentro de ese timón como se ha divulgado en el presente documento.

[0259] Haciendo referencia ahora en general inicialmente a las figuras 70-85, el conjunto de cuchillas de acción de timón 8120 es generalmente similar al conjunto de cuchillas de versión estacionaria no ajustable angularmente 8020 descrito previamente en este documento en la configuración general, con excepción de las disposiciones que permiten la acción pivotante angular señalada anteriormente. El conjunto de cuchillas ajustable angularmente 8120 generalmente incluye un elemento frontal 8131 de pala fijo y un elemento 8130 posterior de pala acoplado de forma pivotable al elemento frontal de pala. El carrete de recogida 8040 de muestras de suelo está dispuesto de forma móvil en el elemento 8120 posterior de pala y es giratorio y desplazable verticalmente para capturar la muestra utilizando los mismos mecanismos descritos anteriormente en el presente documento asociados con el conjunto de cuchillas 8020 (p. ej., accionador de posicionamiento del carrete 8024 y accionador de posicionamiento de la cuchilla 8026). El elemento 8131 frontal de pala define el borde 8120a de ataque frontal del conjunto de cuchillas.

[0261] La porción de montaje superior del elemento 8131 frontal de pala alargado verticalmente está acoplada al bastidor del basculante 8126 del carro deslizable verticalmente 8050 mediante los pernos superior e inferior 8135a (véase, por ejemplo, las figuras 70, 71 y 80). De este modo, el elemento frontal de la pala se mantiene en todo momento alineado axialmente con el eje horizontal HA y la dirección de avance. El perno inferior 8135a puede actuar como pivote para el elemento frontal de pala y el conjunto de perno superior 8135a que incluye una arandela de leva 8186 capturada por el elemento de pala. Los elementos frontales de la cuchilla 8131 y todo el conjunto de cuchillas 8120 se pueden mover de forma pivotable y angular alrededor del eje de pivote del perno inferior, lo que en conjunto permite el ajuste angular manual del conjunto de cuchillas 8120 en relación con el suelo y el eje horizontal HA del aparato de recogida 8002.

[0263] El ajuste hacia delante y hacia atrás (es decir, axialmente hacia delante y hacia atrás) del conjunto de cuchillas 8120 se realiza mediante una ranura de ajuste horizontal 8188 formada en el soporte angular del buje de la pala de siembra 8187 (véase, por ejemplo, Figura 70). Esto permite que la profundidad de inserción horizontal axial de la pala de siembra 8021 en el rebaje 8152 del elemento guía 8150 de la pala (descrito en más detalle en el presente documento) en el conjunto de cuchillas se ajuste para lograr un ajuste adecuado que minimice la incursión de desechos tales como residuos de cultivos entre la pala y el conjunto de cuchillas 8021, como se describe en cualquier otro sitio del presente documento.

[0265] El elemento 8130 posterior de pala puede ser un conjunto que incluye un segmento 8130a de pala delantero alargado verticalmente, un segmento 8130b de cuchilla alargado verticalmente hacia atrás, y una placa base inferior 8134 (véase, por ejemplo, las figuras 80-85). La placa base 8134 puede ser alargada horizontalmente y estar unida a la parte inferior de cada uno de los segmentos delantero y posterior de la pala mediante sujetadores roscados 8134a. Un orificio central 8134b de montaje en la placa base recibe y estabiliza el extremo inferior del carrete de recogida 8040 de muestras cilíndrico.

[0267] Los segmentos delantero y posterior 8130a y 8130b de las palas pueden montarse en la placa base de forma horizontal y separados axialmente a lo largo del eje horizontal HA del aparato de recogida en lados opuestos del orificio central 8134b de montaje. Esta disposición de montaje espaciada define colectivamente una ranura 8141 de carrete alargada verticalmente entre los segmentos 8130a, 8130b de pala en la que el carrete de recogida 8040 de muestras es móvil posicionado para su rotación y movimiento en el mismo durante el proceso de recogida de suelo. Por consiguiente, cada uno de los segmentos de pala tiene una concavidad opuesta y enfrentada que se extiende verticalmente y que contribuye a la formación de la ranura 8141.

[0269] La ranura 8141 del carrete tiene una forma de sección transversal complementaria configurada a la forma de sección transversal del carrete 8040, que puede ser circular en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada. De manera similar a la ranura 8041 del carrete descrita anteriormente en este documento, la presente ranura 8141 del carrete funciona de forma similar y está configurada para recibir de forma giratoria y deslizante el carrete 8040 en su interior. Específicamente, el carrete 8040 se puede mover de forma vertical y deslizante hacia arriba/hacia abajo en la ranura 8141, y también se puede mover de manera giratoria para capturar y retener la muestra de suelo como se describe adicionalmente en el presente documento. Tanto la ranura 8141 como el carrete 8040 pueden tener formas circulares en sección transversal ya que el carrete puede tener una configuración cilíndrica en el ejemplo ilustrado que no forma parte de la invención reivindicada.

[0271] Haciendo referencia a las figuras 80-84, cada uno de los segmentos delantero y posterior 8130a y 8130b de pala tiene una porción 8135 de montaje superior configurada para acoplarse de manera desmontable a una horquilla 8135 en forma de U que está rígidamente unida a la parte inferior de la placa 8136 de montaje de pala pivotante de la estructura 8125 de soporte de pala pivotante. Puede usarse un par de pernos 8135b para acoplar los segmentos de pala a la horquilla 8135 en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada. Otros medios de acoplamiento, incluida la soldadura, pueden utilizarse en otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada.

[0272] Para proporcionar la acción de timón indicada anteriormente, el elemento 8130 posterior de pala está acoplado de forma pivotable al elemento 8131 frontal de pala mediante al menos un pasador 8133 de bisagra alargado. En el ejemplo ilustrado que no forma parte de la invención reivindicada, se proporcionan dos pasadores de bisagra que comprenden un pasador superior y otro inferior. El pasador 8133 de bisagra se extiende a través de los barriles 8133a de bisagra dispuestos en el lado posterior del elemento 8131 frontal de pala y los barriles 8133a de bisagra dispuestos en el lado frontal del elemento 8130 posterior de pala formando colectivamente una junta articulada. El pasador 8133 de bisagra define un eje de pivote sustancialmente vertical alrededor del cual el elemento posterior de pala puede pivotar lateralmente con respecto al elemento 8131 frontal fijo de pala. El término "sustancialmente" como se usa aquí connota que el eje de pivote y los pasadores de bisagra 8133 pueden no ser exactamente verticales en orientación como se muestra en la Figura 70, pero pueden considerarse más cerca de lo vertical que de lo horizontal. El elemento frontal de pala está rígidamente acoplado al carro deslizable verticalmente 8050 a través del basculante 8126 que eleva o baja el aparato de recogida de muestras de suelo 8002 de la manera descrita anteriormente en el presente documento. El elemento 8131 frontal de pala permanece inmóvil con respecto al carro, mientras que el elemento 8130 posterior de pala es pivotable con respecto al elemento frontal de pala y el carro captura la muestra de suelo.

[0274] La acción pivotable del conjunto de cuchillas 8120 en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada es operada por un par de accionadores de timón externos 8123 configurados para proporcionar la capacidad de que el elemento 8130 "timón" posterior de pala flote libremente (angularmente desbloqueado), se bloquee a la izquierda en posición angular, se bloquee a la derecha en posición angular, o se cierre axialmente en línea con el elemento 8131 frontal de pala en posición angular de acuerdo con sea necesario. Cuando no se recojan muestras de suelo, el elemento posterior de pala puede dejarse flotar libremente (desbloqueado en posición angular) o bloquearse en posición axialmente alineada, cualquiera de las cuales mantiene un desplazamiento suave y sin desviaciones del elemento posterior de pala a través del suelo. En la posición de flotación libre o de bloqueo axial, las fuerzas de presión hacia el interior del suelo que actúan lateralmente sobre el elemento 8130 posterior de pala son mínimas o nulas, lo que minimiza ventajosamente la fuerza necesaria para que el vehículo de muestreo arrastre el aparato de recogida 8002 a través del suelo.

[0276] Cuando la recogida del carrete es iniciada por el controlador 2820 o manualmente ya sea en el lado izquierdo o derecho del conjunto de cuchillas 8120, el elemento 8130 posterior de pala, similar a un timón, puede pivotar mediante los accionadores 8123 del timón, ya sea a la izquierda o a la derecha, según corresponda, para forzar el carrete de recogida 8040 hacia la zanja de suelo o la pared del surco creada por la pala de siembra 8021 delantera para llenar la cavidad 8042 de recogida del carrete con suelo para capturar la muestra. El elemento 8130 posterior de pala puede volver a continuación a la posición de flotación libre centrada en línea o a la posición de bloqueo axial una vez finalizada la recogida de muestras.

[0278] El accionador 8123 del timón puede ser un accionador neumático de tipo cilindro de pistón en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada; sin embargo, también se pueden usar cilindros de pistones hidráulicos o accionadores lineales eléctricos. Cada uno de los accionadores 8123 está configurado para actuar en dirección lineal a través de un vástago móvil 8123-1 que es extensible o retráctil en el cilindro 8123-2. Los accionadores 8123 pueden estar acoplados en un extremo (p. ej., vástago del pistón 8123-1) a las bridas de montaje 8124 de una estructura 8125 de soporte del timón pivotante lateral/horizontalmente y en un extremo opuesto (es decir, el cilindro 8123-2) al bastidor 8126 del basculante acoplado al carro 8050 desplazable verticalmente (o miembros estructurales intermedios acoplados al mismo). Esta disposición de montaje del cilindro y del vástago puede invertirse en otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada. La estructura de soporte 8125 puede conectarse de forma pivotable a uno de los pasadores 8133 de pivote del conjunto de cuchillas 8120 en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, o a un pasador de pivote separado que define un eje de pivote vertical. El elemento 8130 ("timón") posterior de pala superior está montado rígidamente a su vez en la estructura de soporte 8125 de tal manera que no puede haber movimiento relativo entre los mismos. Al pivotar la estructura de soporte 8125 de la pala a izquierda o derecha mediante el accionamiento de los accionadores 8123, se imparte a su vez el mismo movimiento pivotante al timón. Los accionadores 8123 pueden ser controlados por el controlador del sistema 2820 u operados manualmente.

[0279] Cabe señalar que la fuerza pivotante y el movimiento creado por los accionadores 8123 del timón pueden ser entregados con un desplazamiento angular prescrito o fuerza de actuación. "Timonear" el conjunto de cuchillas 8120 con una fuerza positiva en las paredes de la artesa o surco creado por la pala de siembra 8021 mantiene la adaptabilidad para el muestreo de una amplia variedad de diferentes tipos de suelo. Por ejemplo, un tipo de suelo más duro/denso puede no permitir que el elemento 8130 posterior de pala que recoge la muestra de suelo a través del carrete de recogida 8040 se mueva angularmente en gran medida, pero no debería ser necesario un gran desplazamiento angular del elemento de pala para la recogida de muestras en suelos tan difíciles. A la inversa, un suelo más blando permitirá un mayor desplazamiento del elemento posterior de pala, que puede ser necesario para un contacto adecuado con el suelo a fin de recoger una muestra de suelo apropiada. Por consiguiente, el conjunto de cuchillas 8120 de acción de timón proporciona ventajosamente una versatilidad considerable para el muestreo del suelo en campos agrícolas comprendidos por numerosos tipos de suelo.

[0281] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, el borde de ataque delantero del conjunto de cuchillas 8120 puede incluir también al menos una característica o elemento 8150 de guía de pala que recibe parcialmente en su interior el borde 8151 de corte circunferencial de la pala de siembra 8021 giratoria. Las figuras 72-79 y 80-82 muestran de varias maneras el elemento guía 8150 de la pala.

[0283] Los inventores han descubierto que es casi imposible cortar a través de todos los residuos del campo con una pala de siembra 8021 por delante del conjunto de cuchillas 8120 de recogida de muestras de suelo. Si hay una abertura lateral excesiva entre estos dos componentes, los residuos no cortados se enrollarán alrededor del borde de ataque del conjunto de cuchillas y provocarán la interrupción del flujo del suelo y, finalmente, un taponamiento que impedirá la recogida de muestras. Para remediar este problema, el borde 8120a de ataque delantero del conjunto de cuchillas de recogida está provisto de un elemento guía 8150 de la pala curvado en arco. El elemento guía 8150 está configurado para crear una disposición solapada entre el borde 8151 de corte circunferencial de la pala de siembra 8021 y el borde de ataque 8120a del conjunto de cuchillas 8120 que impide que los restos de cosecha taponen el hueco entre la cuchilla y la pala. Esta combinación es muy eficaz para cortar a través del suelo y los residuos de cultivos, al tiempo que elimina el problema de la obstrucción por residuos de cultivos y los problemas operativos, acabando de este modo con el tiempo de inactividad para eliminar manualmente los residuos. El elemento guía 8150 ayuda ventajosamente a mantener la pala de siembra y la cuchilla moviéndose juntas para un flujo más suave a través del suelo y una carga de tiro reducida (es decir, profundidad del suelo) en el conjunto de cuchillas 8120 (es decir, fuerzas laterales independientes de lado a lado o impresiones de movimiento al conjunto de cuchillas).

[0285] El elemento guía 8150 de la pala está acoplado fija y rígidamente al borde de ataque 8120a del conjunto de cuchillas 8120. El elemento guía puede fijarse al conjunto de cuchillas 8120 mediante soldadura, sujetadores (p. ej. pernos roscados, remaches, etc.), o cualquier otro método de acoplamiento mecánico adecuado. El elemento guía 8150 tiene un cuerpo alargado curvado en forma de arco que define un hueco 8152 orientado hacia delante (véase, por ejemplo, las figuras 78-79). El rebaje está configurado para recibir parcialmente en su interior el filo de corte 8151 de la pala de siembra 8020, de manera que se elimina cualquier abertura lateral a ambos lados de la interfaz entre la pala de siembra 8021 y el borde de ataque 8120a del conjunto de cuchillas. El rebaje 8151 puede estar en forma de muesca en V en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada (véase, por ejemplo, la Figura 79). El borde de ataque 8120a del conjunto de cuchillas 8120 puede tener una forma de curva arqueada que se ajusta sustancialmente a la curvatura del elemento guía 8150 y de la pala de siembra. Preferentemente, el elemento de guía tiene una longitud arqueada que se extiende al menos hasta la mitad de la altura del borde de ataque 8120a del conjunto de cuchillas 8120 para cubrir porciones del elemento 8131 frontal de pala que posiblemente puedan engancharse al suelo para impedir cualquier entrada lateral de restos de cultivos en la interfaz de la pala de siembra y el conjunto de cuchillas. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el elemento guía 8150 de la pala cubre toda la porción del elemento 8131 frontal de pala por debajo del esquí guía 8160 y se extiende por encima del esquí durante una distancia.

[0287] El elemento guía 8150 de la pala está formado preferentemente de un material metálico adecuado, ya que el filo de la pala de siembra 8021 puede meterse dentro de y se desliza para engancharse a las superficies laterales del elemento de guía dentro de la cavidad 8151 de pala al girar la cuchilla cuando se arrastra a través del campo agrícola. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, el elemento guía 8150 puede comprender insertos guía 8150a, 8150b superior e inferior separados, formados por un metal adecuadamente duro y resistente al desgaste. Los insertos guía 8150a, 8150b se encuentran en los extremos superior e inferior del elemento guía 8150 (véase, p. ej. figuras 80-81) y pueden estar separados unidos al borde de ataque del conjunto de cuchillas 8120. Los insertos de guía, si se usan, tienen la misma cavidad 8152 de muesca en forma de V que las porciones del elemento guía 8150 entre los mismos. Los insertos guía están ubicados en los puntos del borde de ataque 8120a de la cuchilla en el elemento 8131 frontal de pala que experimentarán una abrasión y un desgaste mucho mayores debido a la carga lateral a medida que el conjunto de cuchillas se desplaza por el suelo. La cuchilla está hecha de un metal tal como el acero, que es más estructural y dúctil, mientras que los insertos pueden estar hechos de un material superior resistente al desgaste tal como el carburo de tungsteno. Los insertos solapan más que el cuerpo de la cuchilla porque experimentan una mayor carga de fuerza contra la pala de siembra y, por tanto, distribuyen esa fuerza sobre una mayor superficie. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, el elemento guía 8150 de la pala que incluye los insertos 8150a, 8150b de guía puede estar formado de carburo de tungsteno resistente al desgaste. Se puede usar cualquier medio adecuado para fijar el elemento de guía y los insertos al elemento 8131 frontal de pala.

[0289] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, el conjunto de cuchillas 8120 en algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, puede incluir unas zapatas 8170 de baja adherencia y baja fricción. Según el tipo de suelo y el nivel de humedad, el suelo puede tener tendencia a adherirse o pegarse a las superficies de los componentes de enganche al suelo (es decir, la pala de siembra 8021 y el conjunto de cuchillas 8120). Esto puede conducir eventualmente a la acumulación de depósitos de tierra en estos componentes que interrumpe el flujo suave del suelo sobre sus superficies laterales expuestas e impide la recogida adecuada de la muestra de suelo en el carrete de recogida 8040. Es más probable que esta adherencia se produzca más cerca de la superficie del suelo o de la tierra GS, donde la presión lateral contra estos componentes es menor. A niveles o profundidades mayores en el suelo, la presión del suelo es mucho mayor y capaz de restregar las superficies de estos componentes a medida que la pala de siembra y el conjunto de cuchillas se desplazan por el campo agrícola. Los componentes no giratorios, tales como el conjunto de cuchillas, son más susceptibles a la acumulación de tierra que la pala de siembra. Las superficies giratorias de los componentes se encuentran con el suelo desde diferentes direcciones y ángulos, lo que les permite autolimpiarse.

[0290] Para superar el anterior problema de adherencia al suelo, zapatas 8170 planas de bajo perfil formadas de material de baja adherencia o fricción están fijamente unidas a ambas superficies de las caras laterales del conjunto de cuchillas 8120, incluido el elemento 8131 frontal de pala y el elemento 8130 posterior de pala (incluidos los segmentos frontal y posterior 8130a, 8130b). Las zapatas 8170 de baja fricción pueden tener cualquier configuración y grosor adecuados (medidos en dirección lateral o transversalmente al eje horizontal HA y a la dirección de desplazamiento del aparato de recogida. La configuración puede estar dictada al menos en parte por las partes del conjunto de cuchillas 8120 en las que están montadas las almohadillas. En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, las zapatas 8170 pueden comprender materiales de baja fricción, tales como polímeros, entre ellos el polietileno de peso molecular ultra alto (UHMW-PE) o materiales similares de baja fricción y alto rendimiento que tienen propiedades mecánicas capaces de soportar el entorno abrasivo y abusivo de los equipos de enganche al suelo.

[0292] En un ejemplo preferido, pero no de forma limitativa, que no forma parte de la invención reivindicada, cada una de las zapatas 8170 de baja fricción tiene una extensión o altura vertical que cubre al menos las superficies 8127 de las caras laterales del conjunto de cuchillas 8120 (elementos 8131, 8130 frontales y posteriores de pala) adyacentes a la superficie del suelo GS donde la presión lateral del suelo contra el conjunto de cuchillas es baja permitiendo que se acumulen acumulaciones de suelo. En el presente aparato de recogida 8002 de muestras de suelo, como se muestra en la Figura 77 y otras, la superficie del suelo GS coincide con la ubicación de los esquís guía 8160 que tienes superficies inferiores que discurren por encima del suelo. Por consiguiente, las zapatas 8170 de baja fricción están situadas adyacentes y hacia el interior de cada esquí guía en el conjunto de cuchillas 8120. Para desalentar aún más la formación de adherencias y acumulaciones de tierra en el conjunto de cuchillas en o cerca del nivel o superficie del suelo, las zapatas 8170 de baja fricción preferentemente tienen una altura en un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada que se extiende parcialmente por encima y por debajo de los esquís guía 8160 para soltar la tierra a medida que el conjunto de cuchillas se desplaza por el campo agrícola. En este ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, las zapatas no se extienden por toda la altura de los elementos frontales o posteriores de pala del conjunto de cuchillas 8120 como se muestra. Las zapatas tienen una anchura axial de adelante hacia atrás (medida a lo largo del eje horizontal HA y la dirección de avance) que se extiende por al menos la mayor parte o sustancialmente la totalidad de la anchura axial de cada uno de los elementos y segmentos de pala de la cuchilla.

[0293] Cabe destacar en particular que el uso de superficies de baja adherencia o fricción proporcionadas por las zapatas 8170 que entran en contacto con el suelo a nivel de su superficie se vuelve más crítico cuando se utiliza el conjunto de cuchillas 8120 pivotante "de timón" divulgado ya que la superficie de la cuchilla se cruza con las paredes de la zanja o surco del suelo creado por la pala de siembra 8121 de avance en un ángulo mayor durante la recogida de muestras.

[0295] La aplicación de zapatas 8170 de baja fricción separadas al conjunto de cuchillas 8120 tiene ventajas sobre la simple aplicación de recubrimientos de baja adherencia a las cuchillas de pala al poder desgastarse y soltar material sin dejar de ser eficaz y permitir una fácil sustitución cuando sea necesario. Las zapatas 8170 de baja fricción pueden estar montadas y encajadas dentro de un bolsillo 8171 de configuración complementaria formado en las superficies laterales del conjunto de cuchillas para la retención y el mantenimiento de superficies laterales aerodinámicas de la cuchilla. Por consiguiente, las superficies planas de las almohadillas, orientadas hacia fuera, pueden estar enrasadas con las superficies laterales orientadas hacia fuera del conjunto de cuchillas. Esta disposición elimina ventajosamente los bordes salientes que podrían engancharse al suelo causando adherencia y acumulaciones de suelo en el conjunto de cuchillas a medida que el suelo pasa por el conjunto de cuchillas resultando en un aumento del arrastre y la fricción en el conjunto de cuchillas. La formación de acumulaciones de tierra en el conjunto de cuchillas también puede interferir negativamente en la correcta recogida de una muestra de tierra mediante el carrete de recogida 8040. Se puede utilizar cualquier medio adecuado disponible para los expertos en la técnica para sujetar las zapatas 8170 en los bolsillos 8171 del conjunto de cuchillas.

[0297] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, la relación en profundidad con la que cada uno de la pala de siembra 8021 y el conjunto de cuchillas 8120 penetran en el suelo se selecciona especialmente para optimizar la recogida positiva de muestras de suelo. Los aperos agrícolas tradicionales que pueden utilizar una combinación de pala de siembra y cuchilla suelen colocar pala de siembra a menor profundidad y la cuchilla a mayor profundidad en el suelo. Si bien esta relación es normalmente habitual en algunas herramientas de labranza que requieren mangos de cuchilla de gran profundidad, no es eficaz para el presente propósito de recoger muestras de suelo de las paredes de la artesa o surco en el suelo creado por la pala de siembra que lleva el conjunto de cuchillas hacia atrás.

[0299] Los inventores han descubierto que una relación ideal para recoger la muestra de suelo usando el aparato de recogida 8002 de muestras es colocar la pala de siembra 8021 ligeramente más profundamente en el suelo que el conjunto de cuchillas 8120 de arrastre como se ve en la Figura 70. Por consiguiente, la parte inferior de la pala de siembra 8021 se proyecta hacia abajo más lejos en el suelo desde la superficie inferior de los esquís guía 8060 que se montan en la superficie del suelo GS que la parte inferior del conjunto de cuchillas 8120. Con esta disposición, ventajosamente, el conjunto de cuchillas no encuentra suelo sin labrar y compactado. Toda la tierra que pasa por el conjunto de cuchillas ha sido previamente aflojada por la pala de siembra, de modo que el conjunto de cuchillas discurre por dentro de la artesa o surco creado por la cuchilla. Esto permite que el carrete de recogida 8040 del conjunto de cuchillas capture fácilmente la tierra suelta de las paredes del surco durante el muestreo.

[0301] Otras consideraciones son aplicables y ventajosas para posicionar la parte inferior de la pala de siembra 8021 de arrastre más profunda/baja en el suelo que la parte inferior del conjunto de cuchillas 8120 de arrastre. Como mecanismo de rodadura, la pala de siembra requiere menos fuerza por profundidad de penetración en el suelo para arrastrarla a través del suelo con el remolque de muestreo 8103 y el vehículo 8110 motorizado acoplado al mismo, como se ha descrito anteriormente en el presente documento. Por consiguiente, mantener la parte inferior de la pala de siembra 8021 más baja/profunda en el suelo que el conjunto de cuchillas 8120 no giratorias ayuda a reducir la fuerza de tracción total (esfuerzo en términos agrícolas) que carga el vehículo motorizado y el consumo de combustible. Una pala de siembra más profunda también es más eficaz para cortar los residuos del campo antes de que lleguen al conjunto de cuchillas. Asimismo, como mecanismo de rodadura, la pala de siembra es más eficaz cuando entra en contacto con obstrucciones del suelo incrustadas o superficiales (p. ej., rocas, tocones/ramas de árboles, etc.). Por lo tanto, es más probable que la pala de siembra ruede sobre estos obstáculos, los aparte del camino del conjunto de cuchillas 8121 hacia un lado, o los corte. La pala de siembra puede permitir que la combinación de pala de siembra/cuchilla ruede sobre un obstáculo inamovible tal como grandes rocas del campo sin sufrir daños. Por último, la pala de siembra es también un componente más prescindible que puede actuar como pieza de sacrificio para proteger el conjunto de cuchillas, más caro y de construcción más compleja.

[0303] De acuerdo con otro aspecto del sistema 8000 de recogida de muestras de suelo, en algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, puede preverse una pala de siembra 8121 accionada por motor. La mayoría de las condiciones de los campos agrícolas tienen suelos lo suficientemente firmes como para agarrar el lateral de la pala de siembra y mantenerla girando mientras se desplaza por el suelo a través de la fricción. La excepción son los suelos especialmente blandos o resbaladizos que pueden no agarrar bien la pala de siembra en todo momento. En estas situaciones, puede ser necesaria una potencia suplementaria transmitida al buje y a la pala para mantener la pala de siembra girando mientras se desplaza por el suelo.

[0305] La Figura 74 muestra un ejemplo no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada de una pala de siembra 8121 motorizada que incluye un motor de accionamiento tal como, sin limitación, un motor de accionamiento hidráulico 8180 y, opcionalmente, un embrague de sobrerrevolucionado 8181. Pueden proporcionarse otros tipos de motores, incluidos motores eléctricos o motores neumáticos, todos ellos incluidos en el término "motor de accionamiento". En un ejemplo no limitativo que no forma parte de la invención reivindicada, el embrague 8181 acoplado al motor 8180 y accionado por éste incluye la rueda dentada motriz 8183 que está acoplada a la rueda dentada motriz 8182 en el buje 8023 de la pala de siembra mediante la cadena motriz 8183a (mostrada esquemáticamente mediante líneas discontinuas) para hacer girar la cuchilla. Esto permite que la pala de siembra pueda girar siempre libremente independientemente del estado del accionamiento, particularmente en el caso en que la pala de siembra quiera girar de forma natural más rápido que el sistema de accionamiento acoplado a la cuchilla que el motor de accionamiento permitiría a la cuchilla girar por enganche con fricción con el suelo. Los embragues de sobrerrevolucionado están configurados para transmitir el par en una dirección de giro, permitiendo de este modo que la pala de siembra 8021 "gire libremente" en la otra dirección. Puede utilizarse cualquier embrague de sobrerrevolucionado y motor adecuados disponibles en el mercado.

[0307] El par y la potencia aplicados a la pala de siembra 8121 a través del sistema de accionamiento de la pala pueden suministrarse a través de múltiples disposiciones operativas, como demuestran los siguientes ejemplos no limitativos que incluyen la fuerza aplicada o el control de velocidad. En una disposición de fuerza aplicada, el mecanismo de accionamiento accionado por el motor 8180 puede estar configurado para suministrar una fuerza de accionamiento predeterminada prescrita a la pala de siembra independientemente de la velocidad real de la pala de siembra a medida que se arrastra por el suelo. Pueden usarse varias configuraciones operativas de control de velocidad, entre ellas: 1. Accionamiento por debajo de la velocidad normal: el mecanismo de accionamiento está controlado en bucle cerrado con realimentación de velocidad y mantiene su velocidad por debajo de la velocidad normal de la pala de siembra en relación con la velocidad del suelo, pero si la pala de siembra se traba, el embrague de sobrerrevolucionado se bloquea y el mecanismo de accionamiento proporciona la fuerza necesaria para mantener la pala de siembra girando. 2. Adaptación de la velocidad: el mecanismo de accionamiento recibe información sobre la velocidad y la adapta a la velocidad de desplazamiento por el suelo. 3. Sobreaccionamiento: el mecanismo de accionamiento siempre está intentando girar la pala de siembra a una velocidad superior a la velocidad de avance. El par y la potencia suplementarios pueden ser transmitidos a la pala de siembra 8121 a través de, aunque no de forma limitativa, cadenas, cinturones, engranajes/piñones, poleas, hidráulicos, eléctricos, neumáticos, etc.

[0309] La Figura 75 muestra un sistema alternativo de accionamiento de palas de siembra sin motor que comprende una rueda motriz 8184 acoplada al buje 8023 de la pala. La potencia suplementaria para accionar y girar la pala de siembra 8121 se proporciona a medida que la rueda motriz 8184 rueda a lo largo de la superficie del suelo en el campo. En algunos ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, puede haber un par de ruedas motrices 8184 (es decir, una en cada cara lateral de la pala de siembra, fuera de los patines guía 8160). En un ejemplo que no forma parte de la invención reivindicada, puede proporcionarse una relación de transmisión de 1:1 (es decir, la pala de siembra 8121 gira al unísono con la rueda motriz 8184). En otros ejemplos que no forman parte de la invención reivindicada, el sistema de accionamiento puede estar configurado para que la pala de siembra gire menos que la rueda motriz, tal como 1,5:1 entre la rueda y la pala de siembra, 2:1, etc.).

[0310] A continuación se describirá brevemente, basándose en la descripción anterior, un proceso o método para capturar una muestra de suelo de un campo agrícola utilizando el conjunto de cuchillas 8120 "timón" angularmente pivotante mencionado del aparato de recogida 8002. El método generalmente comprende, en primer lugar, proporcionar el aparato de recogida 8002 que comprende una pala de siembra 8021 giratoria u 8121 (versión motorizada), y el conjunto de cuchillas 8120 "timón" dispuesto próximo a la pala de siembra y que comprende al menos un carrete de recogida giratorio que comprende una cavidad de recogida configurada para capturar la muestra de suelo. El elemento 8130 posterior de pala del conjunto de cuchillas puede colocarse axialmente en línea con el elemento 8131 frontal de pala en la condición de cerradura o de flotación libre.

[0312] El siguiente paso incluye arrastrar el aparato de recogida 8002 a través del suelo en una dirección de avance generalmente paralela a una superficie del suelo (teniendo en cuenta las ondulaciones de la superficie del terreno). Cuando se desee recoger la muestra de suelo, el elemento posterior de pala puede moverse o desplazarse angularmente en dirección lateral izquierda o derecha, como se muestra en las figuras 84-85. La línea central CL1 del elemento posterior de pala asume una orientación de ángulo agudo A1 con respecto al elemento 8131 frontal de pala y al eje horizontal HA del aparato de recogida, que pasa por el buje de la pala de siembra y coincide con la dirección o línea de avance del aparato por el campo agrícola AF.

[0314] El método continúa con la rotación del carrete de recogida 8040 desde una posición cerrada en la que la cavidad 8042 de recogida de muestras está protegida del suelo a una posición abierta en la que la cavidad de recogida está expuesta hacia fuera al suelo para capturar la muestra de suelo (véanse, por ejemplo, las figuras 84-85). El siguiente paso consiste en capturar la muestra de suelo en la cavidad de recogida del carrete de recogida. Debido a que el elemento 8130 posterior de pala está dispuesto angularmente al elemento 8131 frontal de pala, se aplica una mayor cantidad de presión o fuerza del suelo al elemento posterior de pala cuando se engancha a la pared WF de la artesa o surco creado por el elemento frontal de pala que cuando el elemento posterior de pala se arrastra a través del surco en línea con la pala de siembra 8021 y el elemento frontal de pala. Esto fuerza y compacta el suelo más positivamente en la cavidad 8042 de recogida de muestras del carrete de recogida 8040, consiguiendo de este modo una retención positiva y la captura de la muestra.

[0316] Después de capturar la muestra, el método continúa con la rotación del carrete de recogida 8040 de vuelta a la posición cerrada para retener la muestra de suelo. A continuación, el elemento 8130 posterior de pala se puede mover o girar de forma pivotable en línea con el elemento 8131 frontal de pala. El método puede además comprender elevar el carrete de recogida 8040 mientras aún se encuentra en la posición cerrada, y luego expulsar la muestra de suelo de la cavidad de recogida 8042 del carrete para su almacenamiento y/o posterior procesamiento y análisis químico de la muestra como se muestra en la Figura 1.

[0318] En el método/proceso anterior, cabe señalar que el carrete de recogida 8040 puede girarse opcionalmente a la posición abierta antes de pivotar/girar el elemento 8130 posterior de pala a la posición angulada anterior para enganchar directamente las paredes del surco WF. Cabe señalar además que en otras realizaciones del método o proceso de captura de muestras de suelo pueden utilizarse variaciones en el orden de los pasos anteriores y pasos adicionales.

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES

1. Un método para capturar una muestra de suelo de un campo agrícola que comprende:

proporcionar un aparato de recogida (8002) que comprende una pala de siembra (8021, 8121) giratoria, y un conjunto de cuchillas (8120) dispuesto próximo a la pala de siembra y que comprende un elemento (8131) frontal de pala y un elemento (8130) posterior de pala;

arrastrar el aparato de recogida (8002) a través del suelo en una dirección de avance;

capturar la muestra de suelo en la cavidad de recogida (8042) del carrete de recogida;

caracterizado por

desplazar lateralmente de forma pivotable el elemento (8130) posterior de pala a una posición angular relativa al elemento (8131) frontal de pala del conjunto de cuchillas (8120);

girar un carrete de recogida (8040) en el elemento (8130) posterior de pala desde una posición cerrada a una posición abierta hacia fuera en la que una cavidad de recogida (8042) queda expuesta al suelo; y

girar el carrete de recogida (8040) de nuevo a la posición cerrada para retener la muestra de suelo.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además elevar el carrete de recogida (8040) en posición cerrada; y expulsar la muestra de suelo de la cavidad de recogida (8042).

3. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el elemento (8130) posterior de pala está acoplado con bisagras al elemento (8131) frontal de pala.