PT104472A - Máquina de cortar relva automática movida a energia solar, com reservatório e aparador de cantos - Google Patents

Abstract

O PRESENTE INVENTO REFERE-SE A UMA MÁQUINA PARA CORTAR A RELVA DE FORMA AUTÓNOMA, MOVIDA A ENERGIA ELÉCTRICA E/OU FOTOVOLTAICA, COM UM SISTEMA DE NAVEGAÇÃO PROGRAMÁVEL, SISTEMA AUTOMÁTICO DE FERTILIZAÇÃO, UM SISTEMA DE SEGURANÇA E UMA ESTAÇÃO SIMULTÂNEA DE CARGA ELÉCTRICA E DESCARGA DE RELVA CORTADA. ESTA MÁQUINA POSSIBILITA O CORTE DA RELVA DE FORMA AUTOMÁTICA COM UMA HÉLICE CENTRAL, GUARDANDO A RELVA NUM DEPÓSITO SITUADO NA RETAGUARDA, QUE POR SUA VEZ IRÁ SER DEPOSITADA, DE FORMA AUTOMÁTICA, NUMA CAIXA SITUADA NA ESTAÇÃO DE DESCARGA. A ESTAÇÃO DE CARGA PERMITE O CARREGAMENTO DE DUAS BATERIAS LOCALIZADAS NA ZONA FRONTAL. A MÁQUINA PERMITE FAZER UMA TRAJECTÓRIA PERSONALIZADA DE CORTE. PARA SE MOVIMENTAR UTILIZA UM SISTEMA TIPO LAGARTAS PARA FAZER A TRACÇÃO ÀS 4 RODAS E MUDA DE DIRECÇÃO POR DIFERENÇA DE TRACÇÃO. POSSUI, AINDA, UM SISTEMA DE SEGURANÇA DIRECCIONADO PARA AS CRIANÇAS E UM SISTEMA AUTOMÁTICO DE FERTILIZAÇÃO.

Description

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DESCRIÇÃO Máquina de cortar relva automática movida a energia solar, com reservatório e aparador de cantos

Domínio técnico da invenção

As máquinas de corta relva têm vindo a sofrer algumas alterações significativas nestes últimos anos. A introdução de automatismos tem vindo a ser uma vertente cada vez mais explorada, havendo já muitas empresas mundiais a fabricar máquinas com estas configurações. Além da automação, a outra área de interesse neste ramo é a alimentação dos equipamentos através de energias limpas e sustentáveis, podendo evitar-se/diminuir-se a utilização de combustíveis poluentes, como por exemplo, a gasolina.

Actualmente, existem várias formas de cortar a relva dos jardins e campos de desporto como os de futebol, basebol, rugby, entre outros. 0 principal objectivo é, sem dúvida, efectuar um corte da relva com a maior qualidade, rapidez e eficiência possível. Do ponto de vista da sustentabilidade da relva, esta tem de ser tratada com algum cuidado através do corte, rega, fertilização e retirada das folhas do Outono. 0 corte regular torna o relvado denso e atractivo. A relva forma novos rebentos laterais, folhas e guias e as infestantes são efectivamente eliminadas. A altura óptima de corte é entre 3.5 e 5 cm (nunca menos de 5 cm à sombra). Se a relva for cortada abaixo da sua altura de corte de tolerância, o relvado deteriora-se. Se a relva for muito comprida, o melhor corte será sempre em várias etapas, nunca num único corte. Dependendo da região, características do 2 relvado, meteorologia, etc., o relvado deve ser cortado cerca de 20 a 25 vezes durante o período vegetativo entre meados de Abril e finais de Outubro, ou seja, aproximadamente todas as semanas, dependendo do crescimento. O afiar regular das lâminas assegura um melhor padrão de corte e facilita o trabalho. A relva consiste em cerca de 80% em água. Os requisitos de água de um relvado dependem significativamente da temperatura e do solo. Uma regra empírica diz que, quando se rega é preferível regar menos frequentemente, mas por um maior período de tempo do que muito frequentemente, mas rapidamente. Durante os períodos secos, deve-se regar todo o relvado por aspersão no final do dia, uma ou duas vezes por semana. Regar mais frequentemente debaixo das árvores e em solo arenoso. No início do período de crescimento na primavera (aproximadamente meados de Março), os relvados necessitam de maiores quantidades de nutrientes. Caso os cortes não tenham sido regularmente reintroduzidos no relvado através de "mulching", a fertilização de primavera deverá ocorrer em Março ou Abril. Os nutrientes são essenciais para o crescimento da relva, especialmente o azoto (N), que promove a divisão celular e, consequentemente, a formação de todas as partes da planta. A falta de nutrientes é visível através da perda da cor verde e do fraco crescimento. Os bons fertilizantes contêm azoto, potássio, fósforo e magnésio em proporções equilibradas.

Antecedentes da Invenção

Encontram-se disponíveis no mercado, máquinas mais convencionais como a clássica máquina com um motor eléctrico ou a combustão, que será sempre manuseada por um operador durante o processo de corte, e existem máquinas mais sofisticadas que permitem fazer o corte do relvado de forma 3 mais autónoma. 0 seu funcionamento passa por fazer uma navegação sobre o relvado a cortar, de forma programada ou através de sensores de presença "tipo tentativa erro", em que o objectivo é simplesmente deixar de ter um operador a manusear a máquina. Neste momento as máquinas autónomas utilizam um sistema de navegação aleatório pouco eficaz, com alimentação doméstica AC (corrente alternada) que é convertida na estação de carga para DC (corrente continua), ou com alimentação fotovoltaica DC que entra directo no sistema. As máquinas apresentam-se ainda; com sensores de peso, humidade e aproximação; com uma, duas ou três hélices; com três ou quatro rodas; com painel fotovoltaico conectado a motores eléctricos; com sistemas de segurança e alarme; com comunicação via GPS e ligação à internet. Resumindo, actualmente não existe nenhuma máquina de cortar relva integrado com todos os mecanismos anteriormente mencionados, apresentando assim, uma caracteristica inovadora quando associado aos outros mecanismos presentes no equipamento.

Descrição geral da invenção 0 presente invento refere-se a uma máquina para cortar a relva de forma autónoma, movida a energia eléctrica da rede doméstica e reforçada por energia fotovoltaica fornecida por painéis fotovoltaicos; com sistema de navegação memorizada "FastLearn" através de triangulação radiofrequência; com sistema de deposição de fertilizantes de forma automática e sistema de segurança integrado para crianças; com estação de carga e sistema de deposição de relva.

Esta máquina possibilita então um corte do jardim de forma automática com uma hélice central, guardando toda a relva num depósito situado na retaguarda da mesma, que por sua vez irá ser depositada de forma automática numa caixa situada por 4 baixo da estação de carga. A estação de carga permite o carregamento automático das duas baterias que a máquina dispõe na zona frontal, quando estas se encontrarem entre 0% - 20% de carga. A máquina permite fazer uma trajectória de corte personalizada, definida pelo utilizador através de um painel de botões e de um sistema de navegação por triangulação radiofrequência. Para se movimentar usa um sistema do tipo lagartas para fazer a tracção as 4 rodas e muda de direcção por diferença de tracção. Possui ainda um sistema de segurança bastante direccionada para as crianças e faz a fertilização/adubagem do jardim de forma automática com auxilio de um servomotor RC e um de reservatório para fertilização situado na retaguarda da máquina.

Descrição das Figuras

Figura 1: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista isométrica-frente-exterior.

Figura 2: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista isométrica-trás-exterior.

Figura 3: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista de topo.

Figura 4: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista de fundo. 5

Figura 5: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista de lateral direita.

Figura 6: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista de lateral esquerda.

Figura 7: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista de trás.

Figura 8: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva segundo a vista isométrica-frente-interior.

Figura 9: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva com agarras manuais para memorização de trajectória segundo a vista isométrica-frente.

Figura 10: Representação esquemática da Máquina de Cortar Relva Automática Movida a Energia Solar com Reservatório para Relva sobre a estação de carga segundo a vista isométrica- trás.

Descrição detalhada da invenção O presente invento refere-se a uma máquina (Figura 1) de cortar a relva automática movida a energia solar com reservatório para relva. Esta máquina possui vários componentes e dispositivos que permitirão colocá-lo no topo do mercado na sua área de aplicação. Possui a capacidade de 6 planear um trajecto linear optimizado deixando de ser aleatório e passando a ser programado, de forma bastante simples e acessível a cada utilizador. Contém, ainda, um sistema de alimentação através de baterias, proveniente de energia eléctrica e/ou de energia fotovoltaica, incorpora em simultâneo um reservatório no qual acumular-se-á grande parte da relva cortada. 0 painel fotovoltaico (2) situado na parte superior da máquina coberto por uma tampa transparente (1) irá permitir absorver a luz solar e converte-la em energia eléctrica que será armazenada em baterias (16). A energia acumulada nas baterias serve para a movimentação do equipamento, incluindo o arranque e a paragem, mudança de trajectória, o funcionamento da hélice de corte (12) e todos os componentes eléctricos que este equipamento possui (sensores, motores secundários, controlador, painel de controlo, entre outros) . Essa energia será armazenada em duas baterias (16) de 12v e 2.2Ah e peso aproximado de lkg cada. Estes componentes (16) encontram-se na parte da frente do equipamento, encastradas num suporte (15) e serão ligados em paralelo de forma a obter uma maior autonomia. Para movimentações, engrenagens, rotação da hélice entre outros, foram seleccionados motores de escovas de corrente contínua (18). Todos eles recebem energia das baterias acopladas no próprio equipamento. 0 motor principal (18) seleccionado é um motor com 120W de potência, 3700 rpm e trabalha a 12V, está montado directamente na hélice, uma vez que não existe necessidade de desmultiplicar a rotação do mesmo.

De forma a fazer um corte do relvado mais limpo e cuidado, a máquina está equipada com um reservatório (3) onde será depositada a relva durante o corte. Esta é uma característica bastante importante associada a esta máquina, uma vez que é notável que nenhum dos equipamentos robotizados para corte de 7 relva tem reservatório para relva, ou seja, as máquinas cortam a relva e depositam-na sobre o próprio relvado. A relva cortada e bem fragmentada pode fazer de fertilizante para o próprio relvado, mas se esta não for bem fragmentada e deixada no jardim todas as vezes que o relvado for cortado é prejudicial ao mesmo. É nesse sentido que esta máquina evita depositar os resíduos do corte do relvado no mesmo, adoptando-se um reservatório (3) com agarra (19) para a relva, sendo um sistema usado nos equipamentos corta relva tradicionais e não usado nos automáticos (robotizados) até ao momento. Montar um reservatório para relva no equipamento não soluciona o problema na totalidade, uma vez que o reservatório tem um limite de enchimento. De forma a solucionar essa situação foi pensado um sistema de descarga do reservatório.

Actualmente, o equipamento contém um reservatório (3) com muita inclinação direccionada para uma determinada zona, existido nesse sitio uma abertura (10) de forma a permitir a descarga da relva. Para ajudar a descarga de relva cortada, foram acoplados dois veios com dentes que rodam um sobre o outro de forma a puxar a relva para fora do reservatório. O objectivo passa por detectar quando é que o reservatório se encontra cheio através de um sensor de peso/pressão, emitindo um sinal ao controlador para descarregar o mesmo.

De forma a fornecer energia eléctrica à máquina, sempre que as baterias estejam descarregadas, foi criado um centro de carga à qual se chama "DockStation". Este centro de carga situa-se, normalmente, junto a uma extremidade do relvado, encontrando-se ligado à energia eléctrica instalada no cliente e serve para carregar as baterias do equipamento sempre que seja necessário. O centro de carga também serve para efectuar as descargas da relva cortada que se encontra no reservatório acoplado à máquina corta relva. A 8 "DockStation" (25) contém, assim, um reservatório (26) situado por baixo da mesma e dois conectores de carga da parte frontal. De forma a facilitar a interacção do utilizador com a máquina, existe um painel de botões (8) situado na parte frontal da mesma. Este painel permite funções, tais como memorização do percurso a cortar, alteração da velocidade do equipamento, opções a tomar em determinadas situações, ajustes no sistema navegação, funcionamento dos sensores, temporização para corte (dia e hora) e o botão de emergência. Por questões de segurança, outra caracteristica inovadora reside na existência de um comando remoto somente com o botão de emergência.

Sendo o corta relva uma máquina de movimentação automática foi-lhe introduzido um sistema de movimentação por coordenadas memorizadas via triangulação entre postes. 0 principal objectivo é deixar de ter máquinas com movimentação aleatória e passar a ter máquinas com movimentação programada. 0 modo de programação da trajectória a efectuar é definido pelo utilizador com apenas uma passagem para a memorização de coordenadas. Sempre que a trajectória necessitar de ser redefinida, o processo terá que ser repetido. 0 utilizador terá, então, de fazer uma passagem manual pelo relvado com auxilio de um acessório (22) especifico, sendo que em cortes posteriores o corta relva já se encontra em condições para executar o seu trabalho sem qualquer interacção do utilizador a menos que seja um corte com fertilização e, nesse caso, o corta relva terá de ser informado através do painel frontal de botões. Apesar do corta relva ser movimentado por coordenadas memorizadas e saber o caminho a percorrer, podem sempre aparecer obstáculos pontuais não contabilizados no trajecto do mesmo. De forma a combater esse tipo de situações foram incorporados sensores de detecção de obstáculos que, quando detectados, emitem 9 sinal à máquina de forma a imobiliza-la. Uma situação de obstáculo pontual que pode suceder é o simples aparecimento de uma criança na trajectória do corta relva, situação clara em que a máquina corta relva não pode seguir a sua rota normal e colide com o obstáculo apresentado. A máquina (Figura 1) possui um botão de emergência (7) na parte frontal do equipamento que pode ser premido em caso de emergência de forma a imobilizar a mesma e um botão de arranque (9) que liga a máquina. Permite ainda a introdução de um código pin de acesso ao menu de forma a permitir o acesso controlado à programação do equipamento.

No que diz respeito a mudanças de direcção a máquina é composta por quatro rodas de tracção tipo lagartas usando um pequeno motor para cada conjunto de duas rodas (5), possibilitando assim uma mudança de direcção por diferença de tracção e transmitindo uma maior estabilidade de locomoção efectiva.

Outra caracteristica inovadora na máquina consiste no acoplamento de um reservatório na parte traseira para efectuar, quando desejado, a fertilização automática do relvado. Este reservatório tem uma tampa (20) na parte superior para o abastecimento do fertilizante/adubo. O reservatório encontra-se fixo à carapaça do corta relva acoplado a um servo motor RC (21) que servirá para provocar pequenas oscilações ao reservatório para facilitar a deposição de adubo ou outros fertilizantes em forma de granulado, sendo o principal objectivo permitir um tratamento do relvado de forma automática, apenas quando necessário. 0 utilizador só terá de abastecer o recipiente com o fertilizante desejado (por exemplo adubo) e dizer ao equipamento que se trata de um corte especial de fertilização. De forma simplificada, o utilizador terá de escolher no menu, através do painel de botões, a opção para 10 esse tipo de corte, em que o corta relva vai depositando o fertilizante ao mesmo tempo que vai cortando ou faz primeiro o corte da relva e, de seguida, uma segunda volta para depositar o fertilizante. Uma vez que o granulado só irá cair quando agitado é então possível programar esse tipo de oscilações para o decorrer ou depois do corte. A máquina (Figura 1) possui um controlador central situado sobre o canal de erva (11) que cria o elo de ligação entre todos os componentes da mesma, possibilitando todo o funcionamento de forma controlada. Este controlador gere toda a máquina. Do lado esquerdo das baterias (16) sobre a base (13) da máquina existe, ainda, uma caixa de fusíveis (14) que evita danos nos componentes provocados por altos fluxos de energia. O utilizador poderá usar este equipamento em qualquer tipo e quantidade de jardins obtendo maior rentabilidade quando estiver um dia de sol, já que assim os painéis fotovoltaicos produzirão mais, assegurando um maior ciclo de vida das baterias. Os painéis poderão ainda produzir energia nos dias em que a máquina não está em funcionamento de forma a carregar as baterias.

Leiria, 20 de Setembro de 2010

Claims (5)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Máquina de cortar relva automática caracterizada por possuir uma locomoção através de energia eléctrica doméstica e/ou fotovoltaica (2), com um sistema de navegação programável ou GPS, com um sistema automático de fertilização/adubagem (4), com um sistema de segurança integrado (7) e (8), com um sistema de tracção de quatro rodas a trabalhar duas a duas (5) com motores independentes, com um controlador único que permitirá fazer toda a gestão do equipamento (12), com duas baterias ligadas em paralelo na zona frontal (16) e uma estação (25) simultânea de carga eléctrica (24) e descarga de relva cortada (26).

2. Máquina de cortar relva automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um sistema de navegação programável por coordenadas através de triangulação rádio frequência entre postes ou um sistema de programação personalizada a cada situação de corte através de coordenadas cartesianas.

3. Máquina de cortar relva automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por possuir um sistema de fertilização/adubagem através de um reservatório especifico (4) onde é colocado o fertilizante e um servo motor RC (21) que irá permitir a descarga do fertilizante sobre o relvado de forma controlada.

4. Máquina de cortar relva automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um sistema de aparar a relva cortada e possuir um reservatório de relva (3) de descarga automática acoplado na zona traseira do equipamento.

5. Máquina de cortar relva automática, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma estação simultânea de carga eléctrica e um reservatório para a descarga de relva cortada (26) e com módulos de deposição extra, alternativos. Leiria, 20 de Setembro de 2010