FR3108826A1

FR3108826A1 - Dispositif de maraîchage auto-ajustable

Info

Publication number: FR3108826A1
Application number: FR2003333A
Authority: FR
Inventors: Ivan LACROUTS
Original assignee: Touti Terre
Current assignee: Touti Terre
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2040-04-02
Also published as: FR3108826B1; EP4161240A1; WO2021198384A1

Abstract

Disposiif destiné à être porté par un tracteur (1), destiné à rouler sur un sol, comportant : un châssis (20), le châssis s’étendant de part et d’autre d’un axe longitudinal (X) ; un porte-outils (40), auquel sont fixés une pluralité d’outils (41), chaque outil s’étendant, à partir du porte-outils, entre une extrémité proximale (411), reliée au porte-outils, et une extrémité distale (412), destinée à entrer au contact avec le sol ou à être disposée face au sol ; le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte : un support (30), maintenant le porte-outils (40), le support s’étendant selon un axe latéral (D), le support étant mobile en translation par rapport au châssis, selon un axe de translation s’étendant dans un plan transversal (PYZ), perpendiculairement à l’axe longitudinal; le support s’étendant, parallèlement à l’axe latéral (D), entre une première bordure latérale (321) et une deuxième bordure latérale (322); un système de mesure (35), configuré pour déterminer, un axe de référence (Dref), selon lequel s’étend le sol, sous le tracteur ; le système de mesure étant relié à au moins une motorisation (24), agencée pour déplacer le support, de telle sorte que sous l’action de la motorisation, la première bordure latérale et/ou la deuxième bordure latérale peuvent être éloignées ou rapprochées du sol, de façon que l’axe latéral du support (D) soit parallèle l’axe de référence (Dref). Figure 1D

Description

Dispositif de maraîchage auto-ajustable

Le domaine technique de l’invention concerne les techniques robotisées de maraîchage.

ART ANTERIEUR

La robotique pour des applications agricoles se développe, et constitue un secteur d’innovation important. L’objectif est de répondre à des besoins tels que l’optimisation des rendements, la réduction de la pénibilité, ou la limitation, voire la non-utilisation, de produits pouvant s’avérer nocifs, tels que les désherbants ou autres produits phytosanitaires.

Dans le domaine du maraîchage, des robots se développent, permettant d’automatiser certaines tâches, ce qui contribue à réduire la pénibilité, tout en agissant avec précision, favorable à un bon rendement.

Les cultures sont généralement organisées selon des sillons, aussi rectilignes que possible, parallèles les uns aux autres, et pouvant s’étendre selon des distances élevées, typiquement quelques centaines de mètres. Des chemins de roulement s’étendent de part et d’autre de chaque sillon. Une difficulté est que selon de telles distances, l’inclinaison du sol, le long des chemins de roulement, peut varier. Une inclinaison fluctuante peut compliquer l’automatisation d’opérations de maraîchage.

Dans le domaine du désherbage, par exemple, le recours à des moyens mécaniques est une alternative écologique au recours à des produits chimiques. Cependant, lorsque les cultures s’étendent le long de sillons, le positionnement des outils doit être soigneusement déterminé, de façon à ne pas affecter les cultures. Et cela en dépit des irrégularités du sol. Or, lorsque l’inclinaison fluctue, spatialement et/ou temporellement, les outils peuvent ne pas être positionnés de façon reproductible par rapport au sol. Cela complique la réalisation d’opérations automatisées de travail du sol, sachant que les distances entre sillons peuvent être faibles, par exemple de l’ordre de quelques centimètres. Par ailleurs, les fluctuations de l’inclinaison rendent les sillons non rectilignes.

Lorsqu’on utilise un outil aratoire, par exemple une herse, il est important que la profondeur de pénétration dans le sol soit maîtrisée et aussi régulière que possible. Or, lorsque l’inclinaison du sol fluctue, la profondeur de pénétration est soumise aux mêmes fluctuations que l’inclinaison du sol.

Par ailleurs, lorsque l’outil est un outil aratoire, par exemple une herse, la qualité du travail du sol est fortement dépendante de paramètres tels que la texture du sol ou le taux d’humidité. Il peut être alors utile de disposer d’un outil prenant en compte cette variabilité.

L’invention répond à ce besoin, en proposant un dispositif de maraîchage dont la position, par rapport au sol, s’auto-ajuste, de façon à améliorer la précision du travail effectué.

Un premier objet de l’invention est un dispositif de maraîchage, destiné à être porté par un tracteur, le tracteur roulant sur un sol, le dispositif de maraîchage comportant :

un châssis, configuré pour être fixé au tracteur, en dessus du sol, le châssis s’étendant, face au sol, de part et d’autre d’un axe longitudinal, l’axe longitudinal correspondant à une direction d’avancée du tracteur lorsque le tracteur roule sur le sol ;
un porte-outils, auquel sont fixés une pluralité d’outils, chaque outil s’étendant, à partir du porte-outils, entre une extrémité proximale, reliée au porte-outils, et une extrémité distale, destinée à entrer au contact avec le sol ou à être disposée face au sol ;

Le dispositif peut comporter :

un support, maintenant le porte-outils, le support s’étendant selon un axe latéral, le support étant mobile en translation par rapport au châssis, selon un axe de translation s’étendant dans un plan transversal, perpendiculaire à l’axe longitudinal;
le support s’étendant, parallèlement à l’axe latéral, entre une première bordure latérale et une deuxième bordure latérale ;
un système de mesure, configuré pour déterminer un axe de référence, parallèlement auquel s’étend le sol, sous le châssis ;
le système de mesure étant relié à au moins une motorisation, agencée pour déplacer le support, de telle sorte que sous l’action de la motorisation, la première bordure latérale et/ou la deuxième bordure latérale peuvent être éloignées ou rapprochées du sol, de façon que l’axe latéral du support soit parallèle l’axe de référence.

Ainsi, le porte-outils s’étend, selon l’axe latéral, à une distance du sol considérée comme constante. Cette distance peut correspondre à une distance de consigne, préalablement enregistrée.

Le dispositif peut comporter l’une quelconque des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon les combinaisons techniquement réalisables :

Chaque outil du porte outils est agencé pour s’étendre face au sol, sous le tracteur.
L’axe de référence est un axe parallèlement auquel s’étend le sol, dans le plan transversal.

La motorisation est configurée pour ajuster :
- une première distance, entre la première bordure latérale et le sol ;
- une deuxième distance, entre la deuxième bordure latérale et le sol ;

de telle sorte que la première distance soit égale à la deuxième distance.

La motorisation comporte :
- un premier moteur, destiné à translater la première bordure latérale ;
- un deuxième moteur, destiné à translater la deuxième bordure latérale;
- les premier et deuxième moteur s’étendant de part et d’autre de l’axe longitudinal.
Le premier moteur est relié à un premier mécanisme d’entraînement, ce dernier s’étendant entre le premier moteur et la première bordure latérale.
Le deuxième moteur est relié à un deuxième mécanisme d’entraînement, ce dernier s’étendant entre le deuxième moteur et la deuxième bordure latérale.
Le système de mesure comporte deux palpeurs, distants l’un de l’autre, et s’étendant, à partir du support, vers le sol, chaque palpeur étant agencé pour contacter le sol, l’axe de référence étant représentatif d’une inclinaison du sol, entre les palpeurs, établie à partir de chaque palpeur.
Chaque palpeur peut être configuré pour s’incliner au contact du sol, par rapport au plan transversal, auquel cas l’inclinaison du sol, entre les palpeurs, est établie en fonction des inclinaisons respectives de chaque palpeur.
Chaque palpeur peut être configuré pour être déplacé, au contact du sol, auquel cas l’inclinaison du sol, entre les palpeurs, est établie en fonction des déplacements respectifs de chaque palpeur.
Le tracteur s’étendant selon un axe latéral du tracteur, parallèle à un axe de rotation reliant deux roues avant ou deux roues arrière du tracteur, le dispositif est tel que
- le support comporte des montants transversaux, s’étendant perpendiculairement à l’axe longitudinal et à l’axe latéral du tracteur;
- le support est relié au châssis par des galets ou des patins, agencés pour se déplacer le long des montants transversaux;
- de telle sorte que la translation du support est assurée par un mouvement des galets ou des patins le long des montants transversaux.
Chaque outil est un outil aratoire, destiné à pénétrer dans le sol.
Chaque outil est une charrue.
Le dispositif comporte un moyen d’ajustement d’un angle d’attaque de chaque outil, l’angle d’attaque correspondant à une inclinaison selon laquelle les outils s’étendent vers le sol.
Chaque outil est un semoir ;
Le dispositif comporte un moyen de réglage d’une distance, parallèlement à l’axe latéral du support, entre deux outils adjacents.
Le porte-outils forme une herse, chaque outil étant une griffe destinée à biner le sol ;

Selon un mode de réalisation, le porte outils forme une herse, chaque outil étant une griffe destinée à biner le sol. Le porte outil peut alors comporter un montant latéral, s’étendant parallèlement à l’axe latéral du support, le porte outil étant tel que :

le montant latéral comporte au moins une fente s’étendant selon l’axe de translation (ou selon un axe perpendiculaire à l’axe latéral du support) ;
une griffe est insérée dans la fente, de façon à bloquer un mouvement de la griffe selon l’axe latéral du support.

Une telle herse forme un deuxième objet de l’invention, pouvant être indépendant du premier objet de l’invention.

Un troisième objet de l’invention est un tracteur, comportant des roues avant et des roues arrière, le tracteur comportant un dispositif selon le premier objet de l’invention, le dispositif étant maintenu entre les roues avant et les roues arrière.

Selon un mode de réalisation, le tracteur comporte un capteur de pilotage et une unité de pilotage, le capteur de pilotage étant configuré pour mesurer un signal de position du tracteur, le tracteur étant tel que

l’unité de pilotage est programmée pour piloter les roues avant ou les roues arrière en fonction du signal de position mesuré par le capteur de pilotage ;
l’unité de pilotage ou le capteur de pilotage est relié(e) au système de mesure du dispositif, de façon à corriger le signal de position du tracteur en fonction d’une inclinaison de l’axe de référence par rapport à une orientation prédéterminée, en particulier l’horizontale.

Le capteur de pilotage peut comprendre une caméra configurée pour acquérir une image du sol, à l’avant du tracteur, et pour transmettre l’image acquise à l’unité de pilotage.

Un quatrième objet de l’invention est un procédé de commande d’un dispositif selon le premier objet de l’invention, comportant les étapes suivantes :

estimation d’une inclinaison de l’axe de référence par rapport à l’axe latéral du support à l’aide du système de mesure ;
commande de la motorisation, de telle sorte que l’axe latéral du support soit parallèle à l’axe de référence.

De préférence, lors de l’étape b), le support est déplacé de telle sorte qu’une distance, entre le porte-outils et le sol, corresponde à une distance de consigne.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous.

FIGURES

La figure 1A est une vue d’ensemble d’un tracteur supportant un dispositif de maraîchage selon l’invention.

Les figures 1B et 1C montrent deux configurations différentes du tracteur, alors que le plan de roulement du tracteur est respectivement horizontal ou incliné.

La figure 1D montre les principaux éléments d’un dispositif de maraîchage selon l’invention.

La figure 2 montre le châssis du dispositif de maraîchage représenté sur la figure 1D.

La figure 3A montre le support du dispositif de maraîchage représenté sur la figure 1D.

La figure 3B représente le support, représenté sur la figure 3A, mobile en translation par rapport au châssis représenté sur la figure 2.

Les figures 3C et 3D illustrent un exemple de motorisation et de mécanisme d’entraînement du support, selon lequel le support est translaté, par rapport au châssis, par deux moteurs.

La figure 3E illustre un mécanisme d’entraînement, destiné à relier un moteur, solidaire du châssis, au support.

La figure 4A montre un porte-outils déposé sur un support tel que décrit en lien avec les figures 3A et 3B.

La figure 4B représente le porte-outils décrit en lien avec la figure 4A.

La figure 4C représente un porte-outils formant une herse.

La figure 4D montre un détail optionnel de la herse décrite en lien avec la figure 4C.

La figure 5 schématise les principales étapes d’ajustement du dispositif de maraîchage.

EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS

La figure 1A représente un tracteur 1 destiné à des opérations de maraîchage. Le tracteur repose sur par deux roues avant 2₁et deux roues arrière 2₂. Les deux roues avant 2₁s’étendent de part et d’autre d’un axe longitudinal X du tracteur 1. Il en est de même des roues arrières 2₂. L’axe longitudinal X correspond à l’axe d’avancée du tracteur 1. Dans cet exemple, le tracteur 1 est de type enjambeur. Il repose sur une structure 3, s’étendant entre les roues, et enjambant le sol cultivé. L’entraxe entre les deux roues avant, ou les deux roues arrière, est par exemple compris entre 1 m et 2 m, voire 2.5 m.

Les roues avant 2₁tournent autour d’un axe de rotation. Les axes de rotation respectifs des deux roues avant (ou des deux roues arrières) sont alignés parallèlement à un axe latéral Y du tracteur 1. L’axe longitudinal X et l’axe latéral Y définissent un plan de roulement P_XY, sur lequel roule le tracteur. Le plan de roulement P_XYest perpendiculaire à un axe transversal Z.

Un dispositif de maraîchage 10 est fixé sur le tracteur 1, entre les roues avant 2₁et les roues arrière 2₂. Le dispositif de maraîchage 10 est fixé face à un sol 5, le long duquel évolue le tracteur 1. Le dispositif de maraîchage a pour fonction une opération de maraîchage dans ou en dessus du sol 5. Il peut s’agir d’une opération à l’aide d’un outil aratoire, incluant notamment le travail de la terre en amont ou en aval d’un semis. Il peut également d’une opération de semis, de plantation ou encore de ramassage. Le dispositif de maraîchage 10 est configuré pour agir sur le sol 5 à distance ou au contact de ce dernier.

Dans l’exemple représenté sur la figure 1B, on observe un tracteur 1, de même type que celui représenté sur la figure 1A, dans un plan transversal P_YZ, perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Les roues du tracteur roulent le long de tranchées 6 ménagées dans le sol 5. Le dispositif 10 est destiné à effectuer des opérations de maraîchage au moins sur une partie du sol 5 s’étendant entre les roues, c’est-à-dire entre les tranchées. Les profondeurs respectives des tranchées 6 définissent le plan de roulement P_XYdu tracteur, ainsi que l’orientation de l’axe latéral Y du tracteur 1. Sur la figure 1B, on observe que le dispositif de maraîchage 10 s’étend, sous le tracteur 1, parallèlement à un axe latéral D. Le dispositif de maraîchage 10 comporte des outils de maraîchage 41, ces derniers étant destinés à pénétrer dans le sol 5 ou à être disposés face à ce dernier. Chaque outil de maraîchage 41 peut être choisi, de façon non limitative, parmi :

griffe de herse ;
soc ou aube de charrue ;
soc d’une araire ;
lame ;
dent ou soc ou disque d’un semoir ;
godet ou disque d’une planteuse.

Les outils de maraîchage 41 disposés sur un même dispositif de maraîchage sont alignés les uns par rapport aux autres, parallèlement à l’axe latéral D. Ils sont espacés les uns des autres de façon que le travail du sol soit effectué le long de sillons. De préférence, l’espacement, selon l’axe latéral D, des outils 41 est régulier, de telle sorte que les sillons soient régulièrement espacés.

Afin que l’opération de maraîchage soit effectuée le plus régulièrement possible, sur le sol, il est préférable que l’axe latéral D du dispositif 10 soit le plus parallèle possible à un axe de référence D_ref, parallèlement auquel s’étend le sol 5, dans le plan transversal P_YZ, sous le dispositif de maraîchage 10.

Dans l’exemple représenté sur la figure 1B, les tranchées 6 sont telles que dans le plan transversal P_YZ, l’axe latéral Y est parallèle à l’axe de référence D_ref. Il est également parallèle à l’axe latéral D du dispositif 10. Cela est dû au fait que dans cet exemple, le plan de roulement P_XY, défini par les tranchées 6, est parallèle au plan selon lequel s’étend le sol 5, entre les tranchées.

L’exemple représenté sur la figure 1C correspond à un cas de figure fréquent, selon lequel les tranchées 6, sur lesquelles reposent les roues, sont décalées selon l’axe transversal Z. Un tel décalage induit une inclinaison du plan de roulement P_XYpar rapport au plan selon lequel s’étend le sol 5. Il en résulte que l’axe latéral Y du tracteur 1 est incliné par rapport à l’axe de référence D_ref.

Par ailleurs, le sol 5 pouvant être meuble, entre deux passages successifs du tracteur 1 sur une même partie du sol, l’inclinaison de l’axe latéral Y du tracteur 1 par rapport à l’axe de référence D_refpeut varier de façon significative. Dans de telles conditions, si l’axe latéral D du dispositif de maraîchage 10 est maintenu parallèle à l’axe latéral Y du tracteur 1, au cours de deux passages différents du tracteur, les outils de maraîchage 41 peuvent être latéralement décalés par rapport à des sillons rectilignes préalablement formés. Ce décalage latéral n’est généralement pas maîtrisé, ce qui n’est pas souhaitable. En effet, les opérations successives de maraîchage (traçage du sillon, semis, désherbage, ramassage…) doivent être réalisées le long de mêmes sillons, aussi rectilignes et réguliers que possible.

De plus, les tranchées 6 s’étendent, parallèlement à l’axe longitudinal X, selon des distances importantes. Leur profondeur, selon de telles distances, est généralement irrégulière. Par conséquent, le long d’une tranchée, l’axe latéral Y du tracteur peut subir des oscillations. Il en résulte la formation de sillons non rectilignes, comportant par exemple des zigzags.

Les inventeurs, ayant constaté ces difficultés, ont conçu le dispositif de maraîchage auto-ajustable 10, décrit ci-après.

La figure 1D est une vue d’ensemble d’un exemple de dispositif de maraîchage 10 selon l’invention. Le dispositif de maraîchage 10 comporte :

un châssis 20, destiné à être solidaire du tracteur 1 et fixé à ce dernier ;
un support 30, maintenu par le châssis 20, et mobile par rapport au châssis ;
un porte-outils 40, disposé sur le support 30, et sur lequel des outils sont fixés. Le porte outil est de préférence disposé sur le support 30 de façon amovible.

Le châssis 20 comporte une motorisation 24, configurée pour déplacer le support 30 par rapport au châssis 20. Alors que le châssis est fixé sur le tracteur 1, le mouvement du support 30 par rapport au châssis 20 permet un ajustement de l’axe latéral D du dispositif de maraîchage 10 par rapport à l’axe latéral Y du tracteur 1. Par axe latéral D du dispositif de maraîchage, il est entendu l’axe latéral du support 30. Sur la figure 1D, on a représenté les axes latéraux Y et D respectifs du tracteur 1 et du dispositif de maraîchage 10.

Le dispositif de maraîchage 10 comporte un système de mesure 35, destiné à déterminer une inclinaison du sol dans le plan transversal P_YZ, et notamment par rapport à l’axe latéral Y du tracteur 1. Dans l’exemple représenté, de façon non limitative, le système de mesure 35 comporte deux palpeurs mécaniques, destinés à venir en contact avec le sol 5 et à s’incliner sous l’effet du contact avec le sol.

La figure 2 montre le châssis 20. Ce dernier comporte deux montants latéraux 21, s’étendant parallèlement à l’axe latéral Y du tracteur 1. Il comporte deux montants longitudinaux 22, s’étendant parallèlement à l’axe longitudinal X du tracteur. Le châssis comporte également des montants transversaux 23, s’étendant parallèlement à l’axe transversal Z du tracteur 1. Lorsque le châssis 20 est monté sur le tracteur 1, les montants transversaux 23 s’étendent en direction du sol. Dans l’exemple représenté sur la figure 2, la motorisation 24 comporte un premier servomoteur 24₁et un deuxième servomoteur 24₂, disposés respectivement de part et d’autre de l’axe longitudinal X.

La figure 3A est une vue du support 30. Ce dernier forme un cadre, délimité par deux montants latéraux 31 et deux montants longitudinaux 32. Les montants longitudinaux forment respectivement une première bordure 32₁et une deuxième bordure 32₂, entre lesquelles s’étendent les montants latéraux 31. Le cadre ainsi formé a une fonction de support du porte-outils 40.

Le système de mesure 35 comporte, dans cet exemple, un premier palpeur 35₁et un deuxième palpeur 35₂. Chaque palpeur s’étend à partir du support 30 jusqu’au sol 5. Sous l’effet d’un contact avec le sol, chaque palpeur peut s’incliner selon un angle d’inclinaison, selon les flèches dessinées sur la figure 3A. Dans l’exemple représenté, le premier palpeur 35₁est disposé au niveau de la première bordure 32₁et le deuxième palpeur 35₂est disposé au niveau de la deuxième bordure 32₂. D’une façon générale, chaque palpeur est écarté l’un de l’autre, selon l’axe latéral D. Plus l’écart est important, plus la mesure est précise.

Le support 30 peut être mis en mouvement, par rapport au châssis 20, par un mécanisme d’entraînement 25, reliée à la motorisation 24 du châssis 20. Un exemple de mécanisme d’entraînement 25 est présenté sur les figures 3C et 3D. Le support 30 comporte des patins ou des galets 33, configurés pour rouler ou glisser le long des montants transversaux 23 du châssis 20. Les montants transversaux 23 ont alors une fonction de guide, permettant une translation du support 30, selon un axe de translation, par rapport au châssis 20. L’axe de translation s’étend dans le plan transversal P_YZ, perpendiculairement à l’axe latéral D. Lorsque l’axe de référence D_refest incliné par rapport à l’axe latéral Y du tracteur, l’axe de translation est incliné par rapport à l’axe transversal Z. La translation du support 30 permet un alignement de l’axe latéral D du support 30 par rapport à l’axe de référence D_ref.

La figure 3B montre le support 30 relié au châssis 20. Lorsque l’axe de référence D_refest incliné par rapport à l’axe latéral D, les inclinaisons respectives des palpeurs sont différentes. Le support 30 est alors translaté par rapport au châssis 20, selon l’axe de translation, jusqu’à ce que la différence des inclinaisons des palpeurs soit considérée comme négligeable. L’axe latéral D est alors considéré comme parallèle à l’axe de référence D_ref.

D’une façon plus générale, sous l’effet du système de mesure 35, le support 30 est translaté par rapport au châssis 20 jusqu’à ce que l’axe latéral D soit considéré comme parallèle à l’axe de référence D_ref. L’axe latéral D est alors parallèle au sol 5, et cela indépendamment de l’orientation de l’axe latéral Y du tracteur 1. Ainsi, quelles que soient les profondeurs des tranchées 6, le support 30 s’étend parallèlement au sol 5.

Le système de mesure 35 peut être différent d’un système à palpeurs mécaniques. Il peut par exemple s’agir d’un système sans contact, basé sur une télémétrie, par exemple une télémétrie laser, ou une télémétrie acoustique (sonar), ou sur le traitement d’images acquises par une caméra.

Un effet notable de l’invention est que la translation du support 30, par rapport au châssis 20, est telle que les distances d₁, d₂respectives de la première bordure 32₁et de la deuxième bordure 32₂par rapport au sol 5 soient ajustées indépendamment l’une de l’autre, jusqu’à ce qu’elles soient égales. Ainsi, sous l’action du système de mesure 35, relié à la motorisation 24 et au mécanisme d’entraînement 25, la première bordure 32₁et la deuxième bordure 32₂du support 30 sont rapprochées ou éloignées du sol 5 jusqu’à ce que l’axe latéral D soit parallèle à l’axe de référence D_ref. La distance entre le support 30 et le sol 5 correspond alors à une distance de consigne, prédéterminée. Un algorithme de calcul, programmé dans une unité de calcul, permet un pilotage des servomoteurs en fonction des mesures résultant du système de mesure 35, de telle sorte que la distance entre le support 30 et le sol 5 corresponde à la distance de consigne. Ainsi, indépendamment de l’inclinaison du châssis 20, par rapport au sol 5, le porte-outils 40 est maintenu à une distance constante du sol 5, correspondant à la distance de consigne. Lorsque les outils 41 sont destinés à pénétrer dans le sol, la profondeur de pénétration est alors uniforme le long de l’axe de référence.

La figure 3C montre un détail de la motorisation et du mécanisme d’entraînement au niveau de la première bordure : le premier servomoteur 24₁commande un premier mécanisme d’entraînement 25₁, de façon à permettre un déplacement du support 30 par rapport au châssis 20. Il s’agit d’un mécanisme de type bielle-manivelle, convertissant un mouvement de rotation, produit par le moteur 24₁, en un mouvement de translation du support 30. Sur la figure 3C, on a représenté une bielle 25a₁reliée à une manivelle 25b₁. Dans l’exemple décrit, le châssis 20 comporte un servomoteur et un mécanisme d’entraînement 25₁fixé sur chaque montant longitudinal 22.

La figure 3D représente le deuxième servomoteur 24₂disposée au niveau de la deuxième bordure 32₂, et de le mécanisme d’entraînement 25₂qui lui est associée. Le mécanisme d’entraînement 25 associée au deuxième servomoteur est également de type bielle 25a₂-manivelle 25b₂, telle que décrit en lien avec la figure 3C.

La figure 3E montre le mécanisme d’entraînement 25₁, tel que représenté sur la figure 3C. Elle montre également des galets 33, par groupe de trois, configurés pour être appliqués contre un montant transversal 23 du châssis 20, et à rouler contre ce dernier, de façon à permettre la translation du châssis selon l’axe de translation. Sur la figure 3E, on distingue l’axe de rotation 25c₁autour duquel tourne la manivelle 25b₁.

La figure 4A montre le porte-outils 40. Le porte outils 40 repose sur le support 30. Il peut être retiré de façon à être remplacé par un porte-outils différent. Le porte-outils 40 comporte une série d’outils 41, s’étendant, vers le sol, à partir d’une plaque 42. Comme précédemment mentionné, les outils 41 sont alignés selon l’axe latéral D et espacés les uns des autres.

Le support 30 peut comporter une barre de réglage 37 destinée à être fixée au porte outil 40. La barre de réglage peut coulisser le long d’un guide 36, de manière à s’incliner par rapport à l’axe transversal Z. L’inclinaison de la barre de réglage 37 permet d’ajuster un angle d’attaque des outils 41, c’est-à-dire une inclinaison selon laquelle les outils entrent en contact avec le sol. Lorsque le porte-outils forme est une herse, chaque outil 41 étant une griffe, cela permet un réglage d’une agressivité de la herse à l’égard du sol.

Le support 30 peut comporter un levier de réglage 38, permettant d’ajuster manuellement une position du porte-outils 40 le long de l’axe latéral D. Dans l’exemple représenté sur les figures 4A et 4B, le support 20 comporte deux porte-outils 40_aet 40_b, s’étendant l’un parallèlement à l’autre. On comprend que l’ajustement de la position d’un porte-outils, le long de l’axe latéral D, permet d’ajuster une distance entre deux outils adjacents 41_aet 41_b, respectivement reliés à deux porte-outils différents.

Comme représenté sur les figures 4B et 4C, chaque outil s’étend entre une extrémité proximale 41₁, fixée au porte-outils 40, et une extrémité distale 41₂, s’étendant face au sol 5 ou dans le sol 5. Dans l’exemple représenté, le porte-outils 40 forme une herse, chaque outil 41 étant une griffe d’une herse. Dans cet exemple, les griffes 41 sont alignées en formant deux rangs parallèles les uns aux autres.

Lorsque le porte-outils comporte une herse, le dispositif de maraîchage permet de biner le sol, par exemple pour procéder à un désherbage mécanique. Le dispositif permet un positionnement précis des griffes, de telle sorte que le désherbage soit effectué selon des sillons rectilignes, autour de lignes comportant des plants cultivés espacés les uns des autres. L’ajustement de la position du support, portant le porte-outils, parallèlement au sol, permet d’éviter un mouvement d’une griffe parallèlement à l’axe latéral du tracteur, en particulier lorsque l’orientation de ce dernier fluctue en fonction de la position des roues.

La figure 4D montre un montant latéral 43 du porte-outils, s’étendant parallèlement à l’axe latéral D du porte-outils. Le montant latéral 43 comporte des fentes 44, ménagées perpendiculairement à l’axe latéral D. Chaque griffe s’étend dans la fente 44, entre l’extrémité proximale 41₁et l’extrémité distale 41₂. Cela évite que les griffes s’éloignent ou se rapprochent les unes des autres, du fait d’irrégularités du terrain, ou de la présence de cailloux ou de mottes de terre rigides. Une telle herse favorise un travail de la terre selon des sillons rectilignes et parallèles les uns des autres. La profondeur de chaque fente peut être comprise entre 3 et 10 cm ou entre 3 cm et 20 cm. La largeur de chaque fente, parallèlement à l’axe latéral D, est adaptée à la section des griffes, de telle sorte que chaque griffe 41 soit maintenue, par frottement, dans la fente 44.

La figure 5 schématise les principales étapes d’un procédé de réglage d’un dispositif de maraîchage selon l’invention :

étape 100 : à l’aide du système de mesure 35, détermination de l’axe de référence Dref, ce dernier étant représentatif d’une inclinaison du sol sous le dispositif ;
étape 110 : actionnement de la motorisation 24, de façon que l’axe latéral du support D soit parallèle à l’axe de référence ;
étape 120 : réitération des étapes 100 à 110 au fur et à mesure de l’avancée du tracteur le long de l’axe longitudinal X.

Les étapes 100 à 110 peuvent être réitérées chaque seconde, voire selon un intervalle de temps inférieur à 1 seconde, de telle sorte que l’ajustement de la position du support puisse être considéré comme effectué en continu. L’étape 110 peut être mise en œuvre par la motorisation, notamment lorsque cette dernière comporte un servomoteur. Elle peut également être mise en œuvre par une unité de commande embarquée, permettant un contrôle de moteurs à partir de l’inclinaison de l’axe de référence D_reffournie par le système de mesure 35.

Le tracteur 1 peut comporter un capteur de pilotage 11, relié à une unité de pilotage 12. L’unité de pilotage 12 est destinée à contrôler une trajectoire, selon laquelle le tracteur évolue. Le capteur de pilotage 11 peut être un capteur de type GPS (Global Positioning System – Système de positionnement global) ou une caméra. Le capteur de pilotage 11 est destiné à transmettre un signal de position mesuré à l’unité de pilotage 12. Le signal de position est représentatif d’une position du tracteur. L’unité de pilotage 12 est programmée pour prendre en compte le signal de position transmis par le capteur de pilotage 11 et contrôler les roues du tracteur, qu’il s’agisse des roues avant ou des roues arrière, de façon que le tracteur suive une trajectoire de consigne. La trajectoire de consigne peut être une trajectoire préalablement programmée dans l’unité de pilotage 12, ou une trajectoire suivant des sillons préalablement formés sur le sol. Lorsque le capteur de pilotage 11 est un capteur de type GPS, le signal de position comporte des coordonnées du capteur de pilotage.

Dans l’exemple représenté sur la figure 1, le capteur de pilotage est une caméra 11. La caméra 11 est agencée de façon à acquérir des images du sol à l’avant du tracteur 1, c’est-à-dire devant les roues avant 2₁. Les images sont par exemple acquises à une cadence d’une image par seconde, voire à une cadence de quelques dizaines ou centaines de ms. A partir de chaque image, l’unité de pilotage est programmée pour piloter les roues avant ou les roues arrière, de façon à modifier une orientation de l’axe longitudinal X, parallèlement au plan de roulement P_XY. L’unité de pilotage est programmée pour définir un axe longitudinal de consigne, en fonction de chaque image acquise. L’axe longitudinal de consigne est défini en fonction d’une direction déterminée sur la base de chaque image. La direction est déterminée en fonction de points remarquables identifiés sur chaque image. Par exemple, lorsque le sol comporte des sillons, une analyse d’image, de type analyse de contour, permet d’identifier les sillons, et d’en estimer une orientation. Cela permet d’établir une direction selon lesquels s’étendent les sillons à l’avant du tracteur. L’axe longitudinal de consigne est alors déterminé de façon à être parallèle à la direction des sillons. Ainsi, l’unité de pilotage permet de guider le tracteur selon une trajectoire de consigne, le long des sillons.

Les inventeurs ont constaté que lorsque le sol est incliné, le signal de position transmis par le capteur de pilotage peut être affectée d’une erreur. Cette erreur dépend en particulier de la distance entre le capteur de pilotage 11 et le sol 5. L’orientation de l’axe de référence D_reffournie par le système de mesure 35, par rapport à l’axe latéral Y du tracteur, est avantageusement transmise à l’unité de pilotage 12 (ou au capteur de pilotage 11), de façon à effectuer une correction des informations transmises par le capteur de pilotage 12. Il s’agit d’une correction dite de roulis, prenant en compte le roulis affectant le tracteur, du fait de l’inclinaison du sol. L’étape de prise en compte de prise en compte de l’axe de référence D_ref, et plus particulièrement de son inclinaison par rapport à un axe horizontal, correspond à l’étape 130 représentée sur la figure 5.

Claims

Dispositif de maraîchage (10), destiné à être porté par un tracteur (1), le tracteur roulant sur un sol (5), le dispositif de maraîchage comportant :
un châssis (20), configuré pour être fixé au tracteur, en dessus du sol, le châssis s’étendant de part et d’autre d’un axe longitudinal (X), l’axe longitudinal correspondant à une direction d’avancée du tracteur lorsque le tracteur roule sur le sol ;

un porte-outils (40), auquel sont fixés une pluralité d’outils (41), chaque outil s’étendant, à partir du porte-outils, entre une extrémité proximale (41₁), reliée au porte-outils, et une extrémité distale (41₂), destinée à entrer au contact avec le sol ou à être disposée face au sol ;
le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte :
un support (30), maintenant le porte-outils (40), le support s’étendant selon un axe latéral (D), le support étant mobile en translation par rapport au châssis, selon un axe de translation s’étendant dans un plan transversal (P_YZ), perpendiculaire à l’axe longitudinal (X);

le support s’étendant, parallèlement à l’axe latéral (D), entre une première bordure latérale (32₁) et une deuxième bordure latérale (32₂);

un système de mesure (35), configuré pour déterminer un axe de référence (D_ref), parallèlement auquel s’étend le sol, sous le châssis (20) ;

le système de mesure étant relié à au moins une motorisation (24), agencée pour déplacer le support, de telle sorte que sous l’action de la motorisation, la première bordure latérale et/ou la deuxième bordure latérale peuvent être éloignées ou rapprochées du sol, de façon que l’axe latéral du support (D) soit parallèle l’axe de référence (D_ref).
Dispositif selon la revendication 1, dans lequel :
chaque outil (41) du porte outils est agencé pour s’étendre face au sol (5), sous le tracteur;

l’axe de référence est un axe parallèlement auquel s’étend le sol, dans le plan transversal (P_YZ).
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la motorisation (24) est configurée pour ajuster :
une première distance (d₁), entre la première bordure latérale (32₁) et le sol ;

une deuxième distance (d₂), entre la deuxième bordure latérale (32₂) et le sol ;

de telle sorte que la première distance soit égale à la deuxième distance.
Dispositif selon la revendication 3 , dans lequel la motorisation comporte :
un premier moteur (24₁), destiné à translater la première bordure latérale (32₁) ;

un deuxième moteur (24₂) , destiné à translater la deuxième bordure latérale (32₂);

les premier et deuxième moteur s’étendant de part et d’autre de l’axe longitudinal (X).
Dispositif selon la revendication 4, dans lequel :
le premier moteur (24₁) est relié à un premier mécanisme d’entraînement (25₁), ce dernier s’étendant entre le premier moteur et la première bordure latérale (32₁);

le deuxième moteur (24₂) est relié à un deuxième mécanisme d’entraînement (25₂), ce dernier s’étendant entre le deuxième moteur et la deuxième bordure latérale.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de mesure (35) comporte deux palpeurs (35₁, 35₂), distants l’un de l’autre, et s’étendant, à partir du support (30), vers le sol, chaque palpeur étant agencé pour contacter le sol, l’axe de référence (D_ref) étant représentatif d’une inclinaison du sol (5), entre les palpeurs, établie à partir de chaque palpeur.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le tracteur s’étend selon un axe latéral du tracteur (Y), parallèle à un axe de rotation reliant deux roues avant (2₁) ou deux roues arrière (2₂) du tracteur, et dans lequel :
le châssis comporte des montants transversaux (23), s’étendant perpendiculairement à l’axe longitudinal (X) et à l’axe latéral du tracteur (Y) ;

le support (30) est relié au châssis (20) par des galets ou des patins (33), agencés pour se déplacer le long des montants transversaux;

de telle sorte que la translation du support (30) est assurée par un mouvement des galets ou des patins le long des montants transversaux.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque outil (41) est un outil aratoire, destiné à pénétrer dans le sol.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le porte-outils (40) forme une herse, chaque outil (41) étant une griffe destinée à biner le sol.
Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le porte-outil comporte un montant latéral (43), s’étendant parallèlement à l’axe latéral (D) du support, le porte-outil étant tel que :
le montant latéral comporte au moins une fente (44), s’étendant selon l’axe de translation ;

une griffe est insérée dans la fente, de façon à bloquer un mouvement de la griffe selon l’axe latéral du support.
Dispositif selon la revendication 8, dans lequel chaque outil est une charrue.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, dans comportant un moyen d’ajustement (37) d’un angle d’attaque de chaque outil (41), l’angle d’attaque correspondant à une inclinaison selon laquelle les outils s’étendent vers le sol.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque outil est un semoir.
Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un moyen (38) de réglage d’une distance, parallèlement à l’axe latéral du support (D), entre deux outils adjacents (41).
Tracteur (1), comportant des roues avant et des roues arrière, le tracteur comportant un dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, le dispositif étant maintenu entre les roues avant et les roues arrière.
Tracteur selon la revendication 15, comportant un capteur de pilotage (11) et une unité de pilotage (12), le capteur de pilotage étant configuré pour mesurer un signal de position du tracteur (1), le tracteur étant tel que
l’unité de pilotage est programmée pour piloter les roues avant ou les roues arrière en fonction du signal de position mesuré par le capteur de pilotage ;

l’unité de pilotage ou le capteur de pilotage est également relié(e) au système de mesure (35), de façon à corriger le signal de position du tracteur en fonction d’une inclinaison de l’axe de référence (D_ref) par rapport à une orientation prédéterminée, par exemple l’horizontale.
Tracteur selon la revendication 16, dans lequel le capteur de pilotage (11) comporte une caméra configurée pour acquérir une image du sol (5), à l’avant du tracteur, et pour transmettre l’image acquise à l’unité de pilotage.
Procédé de commande d’un dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, comportant les étapes suivantes :
estimation d’une inclinaison de l’axe de référence (D_ref) par rapport à l’axe latéral du support (D) à l’aide du système de mesure (35);

commande de la motorisation (24), de telle sorte que l’axe latéral du support soit parallèle à l’axe de référence.