WO2009141465A1 - Vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero - Google Patents

Vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero Download PDF

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WO2009141465A1
WO2009141465A1 PCT/ES2008/000641 ES2008000641W WO2009141465A1 WO 2009141465 A1 WO2009141465 A1 WO 2009141465A1 ES 2008000641 W ES2008000641 W ES 2008000641W WO 2009141465 A1 WO2009141465 A1 WO 2009141465A1
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vehicle
greenhouse
work
autonomous
implements
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PCT/ES2008/000641
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English (en)
French (fr)
Inventor
Julian Sanchez-Hermosilla Lopez
Francisco De Asis Rodriguez Diaz
Alfredo Sanchez Gimeno
Jose Luis Guzman
Ramon Gonzalez Sanchez
Manuel Berenguel Soria
Original Assignee
Otri-Universidad De Almeria
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles

Definitions

  • Sector of the technique is included within the sector of the auxiliary agriculture industry in general, and more specifically in the sector of the industry dedicated to the manufacture of machines and equipment for carrying out agricultural operations.
  • Patent document ES2208091B1 Robotized system for greenhouse service describes equipment for Work in greenhouses powered by wheels and electrically powered. To have an adequate working autonomy with this type of drive, a generator or a battery bank with a size and weight that would make the movement of the equipment inside the greenhouse unfeasible is required. This same drawback presents the equipment proposed in patent document ES2156767A1 "Mobile robot driven by chains with autonomous and teleoperated operating capacity”.
  • the polyvalent autonomous vehicle for carrying out greenhouse work proposed in the present invention is itself an obvious novelty in the field of machines used in conducting operations in greenhouses, and allows you to have equipment that can transport and operate different implements to perform work inside the greenhouses without the presence of operators, avoiding dangerous operations (application of phytosanitary), routine tasks (crop control) and reduce working hours in an uncomfortable environment (high temperature and humidity ).
  • the multi-purpose autonomous vehicle for carrying out greenhouse work proposed here.
  • the invention is a compact vehicle whose main characteristics are high maneuverability to move with agility in environments with a high number of obstacles, low soil compaction so as not to hinder the development of crops from an agronomic point of view, a capacity to sufficient load to optimize work performance and great flexibility to adapt the work speed to the requirements of each operation.
  • the proposed vehicle is equipped with an electrically controlled hydrostatic transmission system, capable of supplying energy to the implements that require it (spray equipment, lifting platform, ...) and driven by an internal combustion engine. In this way a vehicle of small dimensions is achieved, with a high load capacity in relation to its weight and with a great autonomy of work.
  • the equipment object of the invention also has a steering system based on the dynamic balance of each of the tracks that make up the rolling system. This system allows to measure the torque that each caterpillar is transmitting to the ground, and in this way to be able to carry out a more precise control of the trajectory and working conditions in heterogeneous soils and when working with equipment in which important modifications of the load, such as a sprayer for phytosanitary treatments.
  • the vehicle is completed with a sensory system that provides information on operational variables - A - (speed of work, speed of the tracks, pressure) and of the work environment, for a correct location of the vehicle in the greenhouse. It also has an information system, which allows controlling the evolution of variables related to crop development, as well as phytosanitary problems or nutritional deficiencies.
  • the multipurpose autonomous vehicle proposed in the present invention is formed by a chassis of reduced dimensions, which has a accessory holder system that allows the coupling of different work equipment.
  • the chassis also has a hitch system in the rear for the drag of those implements that require it.
  • the chassis rests on a rolling system, based on flexible rubber tracks, which allow the weight to be better distributed on the ground, reducing the ' compaction of the ground and facilitating mobility on very loose soils.
  • the transmission of movement to the tracks is done by an electronically controlled hydrostatic system.
  • the multipurpose autonomous vehicle can work in a continuous speed range to conveniently adapt to the requirement of the different jobs it can perform.
  • the hydrostatic system allows the supply of energy to those implements that require it.
  • the vehicle is equipped with a steering system based on the dynamic balance of each of the tracks that make up the rolling system. For this it has a sensory system composed of pressure sensors. In addition to determine the speed of the vehicle on land where the slip is high, incremental encoders and a radar are used. All information is managed by a built-in system
  • the sensory system is completed with ultrasonic sensors distributed throughout the periphery of the vehicle (obstacle detection in the work environment), a magnetic compass (orientation), safety sensors (prevent collisions) and a hyperspectral camera that allows continuous monitoring of some parameters related to the development of the crop, such as: detecting phytosanitary and nutritional problems, controlling the evolution of the plant mass, locating fruits, determining the ripening of fruits, etc.
  • Figure 1 - shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of the polyvalent autonomous vehicle for greenhouse work according to the present invention, where the arrangement of the main elements can be observed:
  • Hydrostatic transmission system oil tank. 8. Internal combustion engine.
  • Figure 2 - shows a side elevation of the vehicle represented in Figure 1, where the arrangement of the following elements is observed:
  • Hydrostatic transmission system hydraulic motors in the driving wheels of the tracks.
  • Hydrostatic transmission system oil tank.
  • Figure 3 - shows a bottom view of the vehicle object of the invention, in which the following elements are located: 2, Rear hitch system.
  • Hydrostatic transmission system oil tank.
  • Hydrostatic transmission system set of pumps consisting of two pumps with variable flow and one with fixed flow.
  • the preferred embodiment of the vehicle of the invention comprises the following elements and systems described below and detailed in Figures 1, 2 and 3.
  • Chassis equipped with an object holder system 1. Chassis equipped with an object holder system:
  • the chassis consists of two vertically placed sheets.
  • the geometry and thickness of the same will be adequate to support the different actions that can be generated during the operation of the vehicle, in addition to allowing the union of the different elements that compose it (rolling system, transmission system, engine, etc.). ).
  • the object holder system is part of the chassis. It is formed by two longitudinal guides of rectangular profile (1), placed on top of the metal sheets of the chassis, and a fixing mechanism. The tools and equipment slide over the guides until they reach the final position. In this position, the fixing mechanism joins the implements to the vehicle.
  • the fixing system is formed by two projections placed at one end of the guides and self-locking bolts located on the other.
  • the chassis has a coupling mechanism (2), constituted by a perforated bar placed transversely to the axle of the vehicle, which allows the coupling of equipment that needs to be dragged.
  • the vehicle is equipped with a hydrostatic drive system, consisting of two variable flow pumps, a fixed flow pump, two hydraulic motors (3) placed on each of the tracks (4), an oil tank (5) and a radiator (6).
  • the pumps are coupled to each other forming an assembly (7) that is located between the two blades that define the chassis and are driven by an internal combustion engine (8) by a belt drive.
  • the internal combustion engine along with the fuel tank are located at the rear of the chassis.
  • the placement of the pump assembly in the area between the sheets of the chassis also contributes decisively to this aspect.
  • Variable flow pumps are responsible for driving the motors placed in each of the tracks.
  • the direction of the vehicle is obtained by the differential movement of each of the tracks (4) that make up the rolling system. It is based on the dynamic balance of the tracks, so that the vehicle it will follow a straight path when the two tracks exert the same traction on the ground, and a curved path when the traction exerted on the ground is superior in one track with respect to the other.
  • This system allows to have a more precise control of the trajectories that the vehicle describes when moving on heterogeneous soils, and a greater uniformity of the variables that define the work when operations are carried out that imply a significant change in the weight that the vehicle transports, How can a phytosanitary application be?
  • the steering system consists of the following elements: a. Sensory system that feeds the controllers that govern the vehicle, consisting of:
  • Incremental encoders on each track and radar sensor which allow to measure the theoretical speed of the tracks and the actual speed of the vehicle, to determine the degree of slippage that occurs in each of them.
  • Ultrasonic sensors placed on the periphery of the vehicle to detect obstacles.
  • Magnetic compass for vehicle orientation.
  • the steering system can be controlled locally by using two joysticks (10) placed at the rear of the vehicle.
  • the vehicle is provided with a relative location system, in which the position of the vehicle is obtained incrementally from the starting point, using the information supplied by the encoders, the radar and the compass.
  • the ultrasonic sensors allow to determine the distance to the plants and walls of the greenhouse.
  • a vision system can be used to place the vehicle in the aisles where there is no crop.
  • the vehicle has a deliberative navigation system based on obtaining an obstacle-free path using a map of the greenhouse on which it is going to work.
  • a reactive navigation algorithm can be used, which does not need any a priori information.
  • Crop information system The vehicle has an information system on crop parameters based on indexes defined from the information supplied by a hyperspectral camera (11). This information is very useful to optimize different operations such as the subscriber, phytosanitary treatments and the state of ripening of fruits.
  • Control system All information is received and interpreted by different algorithms implemented in a built-in system (12), based on the PC-104 standard.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero. El objeto de la invención es un vehículo que de forma autónoma puede moverse entre las líneas de cultivo en invernadero para realizar diferentes operaciones. Está dotado de un chasis diseñado para poder recibir diferentes implementos, así como un punto de enganche en la parte trasera para el acoplamiento de máquinas y equipos. Dispone de un sistema de transmisión hidrostático controlado electrónicamente que permite mover el equipo en un rango de velocidades continuo para adaptarla convenientemente a las exigencias del trabajo, además de suministrar energía a los implementos que la requieran. El movimiento del vehículo se consigue mediante el equilibrio dinámico de cada una de las orugas que componen el sistema de rodadura. Para ello dispone de un sistema sensorial compuesto por captadores de presión, codificadores increméntales y un radar. El sistema sensorial del vehículo se completa con sensores de ultrasonido distribuidos por todo el perímetro (detección de obstáculos), una brújula magnética (orientación del vehículo) y sensores de seguridad (prenvenir colisiones). La información sumistrada por el sistema sensorial permite la localización y navegación del vehículo en el entorno de trabajo. Toda la información es gestionada por un sistema empotrado, donde se ejecutan los programas que controlan el vehículo. El equipo también esta dotado de una cámara multiespectral, adaptada para realizar un seguimiento continuo de determinados parámetros del cultivo, como pueden ser: detectar problemas f itosanitarios y de nutrición, controlar la evolución de la masa vegetal, localizar frutos, determinar la maduración de los frutos, etc.

Description

VEHÍCULO AUTÓNOMO POLIVALENTE PARA TRABAJOS EN
INVERNADERO .
Sector de la técnica La presente invención se incluye dentro del sector de la industria auxiliar de agricultura en general, y más concretamente en el sector de la industria dedicado a la fabricación de máquinas y equipos para la realización de operaciones agrícolas.
Estado de la técnica
En la actualidad, existen diversas máquinas automotrices para la realización de operaciones en los cultivos en invernadero. La mayor parte de ellas están diseñadas para realizar una sola operación. Entre estas se encuentran los equipos que responden a la patente ES2154 1546B1, "Aplicadora autopropulsada de productos fitosanitarios para cultivos hortícolas con control mecánico o electrónico de la dosis", y al modelo de utilidad ES1048715 U, "Máquina autopropulsada para tratamientos fitotosanitarios en cultivos intensivos". Se trata de equipos que solo permiten la realización de aplicaciones fitosanitarias, controlados de forma local por un operario. Un avance, en este sentido, es el "Robot autónomo para la aplicación de productos fitosanitarios" (Patente ES2155800B1) que permite realizar aplicaciones fitosanitarias sin la presencia del operario en el interior del invernadero, aunque sigue siendo una máquina que carece de polivalencia. El documento de patente ES2208091B1 "Sistema robotizado para servicio en invernaderos", describe un equipo para trabajar en invernaderos movido por ruedas y accionado eléctricamente. Para tener una autonomía de trabajo adecuada con este tipo de accionamiento, se requiere un generador o un banco de baterías con un tamaño y peso que harían inviable el movimiento del equipo en el interior de invernadero. Este mismo inconveniente presenta el equipo propuesto en el documento de patente ES2156767A1 "Robot móvil traccionado por cadenas con capacidad de operación autónoma y teleoperada" .
También existen algunos equipos polivalentes como el "Grupo de Tracción Articulado" correspondiente al Modelo de Utilidad ES10620959U, y la "Máquina para transporte y actividades agrícolas" definida en el modelo de utilidad ES1046855U, ambos vehículos apoyados sobre ruedas y que se controlan localmente.
Descripción de la invención
El vehículo autónomo polivalente para la realización de trabajos en invernadero que se propone en la presente invención, consiste en si mismo una evidente novedad en el campo de la máquinas empleadas en la realización de operaciones en invernaderos, ya permite disponer de un equipo que puede transportar y accionar diferentes implementos para realizar trabajos en el interior de los invernaderos sin la presencia de operarios, evitando operaciones peligrosas (aplicación de fitosanitarios) , tareas rutinarias (control del cultivo) y reducir las horas de trabajo en un ambiente incómodo (alta temperatura y humedad) .
El vehículo autónomo polivalente para la realización de trabajos en invernadero que se propone en la presente invención, es un vehiculo compacto tiene como caracteristicas principales una alta capacidad de maniobra para moverse con agilidad en entornos con un elevado número de obstáculos, baja compactación del suelo para no dificultar el desarrollo de los cultivos desde el punto de vista agronómico, una capacidad de carga suficiente para optimizar el rendimiento del trabajo y una gran flexibilidad para adaptar la velocidad de trabajo a los requerimientos de cada operación.
El vehiculo que se propone está dotado de un sistema de transmisión hidrostático controlado eléctricamente, con capacidad para suministrar energía a los implementos que la requieran (equipo pulverizador, plataforma elevadora,...) y accionado por un motor de combustión interna. De esta forma se consigue un vehiculo de reducidas dimensiones, con una alta capacidad de carga en relación con su peso y con una gran autonomía de trabajo.
El equipo objeto de la invención también dispone de un sistema de dirección basado en el equilibrio dinámico de cada una de las orugas que componen el sistema de rodadura. Este sistema permite medir el par que está transmitiendo cada oruga al suelo, y de esta forma poder realizar un control más preciso de la trayectoria y de las condiciones de trabajo en suelos heterogéneos y cuando se trabaja con equipos en los que se producen importantes modificaciones de la carga, como puede ser un pulverizador para tratamientos fitosanitarios .
El vehiculo se completa con un sistema sensorial que suministra información sobre variables operacionales - A - (velocidad de trabajo, velocidad de las orugas, presión) y del entorno de trabajo, para una correcta localización del vehículo en el invernadero. Además dispone de un sistema de información, que permite controlar la evolución de variables relacionadas con el desarrollo del cultivo, asi como problemas fitosanitarios o carencias nutritivas .
En general, destacar como ventajas de la invención que se propone las siguientes:
• Vehículo compacto de reducidas dimensiones, que incorpora sobre el chasis un sistema porta-objetos que le permite acoplar y transportar diferentes implementos de trabajo. • Sistema de transmisión hidrostático controlado electrónicamente para accionar los elementos que conforman el sistema de rodadura (orugas flexibles) y suministrar energía a los implementos que la requieran. • Sistema de dirección basado en el equilibrio dinámico de las orugas, que permite un control más preciso de la trayectoria del vehículo cuando se trabaja en terrenos heterogéneos, y se realizan operaciones donde se produce una variación importante del peso del implemento de trabajo.
Descripción detallada de la invención
Para reunir las características mencionadas anteriormente, el vehículo autónomo polivalente que se propone en la presente invención está formado por un chasis de reducidas dimensiones, que dispone de un sistema porta-accesorios que permite el acoplamiento de diferentes equipos de trabajo. El chasis también dispone un sistema de enganche en la parte trasera para el arrastre de aquellos implementos que lo requieran.
El chasis se apoya sobre un sistema de rodadura, basado en orugas de caucho flexibles, que permiten repartir mejor el peso sobre el terreno, reduciendo la' compactación del suelo y facilitando la movilidad en suelos muy sueltos.
La transmisión del movimiento hasta las orugas se realiza mediante un sistema hidrostático controlado electrónicamente. De esta forma el vehiculo autónomo polivalente puede trabajar en un rango de velocidades continuo para adaptarse convenientemente a la exigencia de los diferentes trabajos que puede realizar. Además el sistema hidrostático permite el suministro de energía a aquellos implementos que lo requieran.
El vehiculo está dotado de un sistema de dirección basado en el equilibrio dinámico de cada una de las orugas que componen el sistema de rodadura. Para ello dispone de un sistema sensorial compuesto por sensores de presión. Además para determinar la velocidad del vehiculo en terrenos donde el deslizamiento es elevado se utilizan codificadores increméntales y un radar. Toda la información es gestionada por un sistema empotrado
(basado en el estándar PC-104) donde se ejecutan los programas que controlan al vehiculo. De esta forma tanto el control de las trayectorias como la uniformidad de las variables que definen el trabajo se pueden controlar con mayor precisión, sobre todo cuando se trabaja en suelos heterogéneos y se realizan trabajos en los que se produce una variación importante de la carga.
El sistema sensorial se completa con sensores de ultrasonidos distribuidos por toda la periferia del vehículo (detección de obstáculos en el entorno de trabajo), una brújula magnética (orientación), sensores de seguridad (prevenir colisiones) y una cámara hiperespectral que permite el seguimiento continuo de algunos parámetros relacionados con el desarrollo del cultivo, como pueden ser: detectar problemas fitosanitarios y de nutrición, controlar la evolución de la masa vegetal, localizar frutos, determinar la maduración de los frutos, etc.
Descripción de los dibujos
Figura 1 - muestra una vista en perspectiva esquemática de una realización preferente del vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero de acuerdo con la presente invención, donde se puede observar la disposición de los principales elementos:
1. Guias de la estructura porta-accesorios.
2. Sistema de enganche trasero. 3. Sistema de transmisión hidrostático: motores hidráulicos en las ruedas motrices de las orugas.
4. Sistema de rodadura: orugas de caucho.
5. Sistema de transmisión hidrostático: depósito de aceite . 8. Motor de combustión interna.
9. Correa de transmisión. 10. Joysticks de control local. 11. Cámara hiperespectral .
12. Sistema empotrado.
Figura 2 - muestra un alzado lateral del vehículo representado en la figura 1, donde se observa la disposición de los siguientes elementos:
1. Guias de la estructura porta-accesorios.
2. Sistema de enganche trasero.
3. Sistema de transmisión hidrostático: motores hidráulicos en las ruedas motrices de las orugas.
4. Sistema de rodadura: orugas de caucho.
5. Sistema de transmisión hidrostático: depósito de aceite.
6. Sistema de transmisión hidrostático: radiador de aceite.
8. Motor de combustión interna.
9. Correa de transmisión.
10. Joysticks de control local.
11. Cámara hiperespectral. 12. Sistema empotrado.
Figura 3 - muestra una vista inferior del vehículo objeto de la invención, en la que se localizan los siguientes elementos: 2, Sistema de enganche trasero.
4. Sistema de rodadura: orugas de caucho.
5. Sistema de transmisión hidrostático: depósito de aceite.
7. Sistema de transmisión hidrostático: conjunto de bombas formado por dos bombas de caudal variable y una de caudal fijo. Realización preferente de la invención
La realización preferente el vehículo de la invención comprende los siguientes elementos y sistemas que se describen a continuación y que se detallan en las figuras 1, 2 y 3.
1. Chasis dotado de un sistema porta-objetos:
El chasis está formado por dos láminas colocadas verticalmente. La geometría y grosor de las mismas será la adecuada para soportar las diferentes acciones que se puedan generar durante el funcionamiento del vehículo, además de permitir la unión de los diferentes elementos que lo componen (sistema de rodadura, sistema de transmisión, motor, etc.) .
El sistema porta-objetos forma parte del chasis. Esta formado por dos guias longitudinales de perfil rectangular (1), colocadas en la parte superior de las láminas metálicas del chasis, y un mecanismo de fijación. Sobre las guias se deslizan los implementos y equipos hasta que alcanzan la posición definitiva. En esta posición el mecanismo de fijación une solidariamente los implementos al vehículo. El sistema de fijación está formado por dos resaltes colocados en uno de los extremos de las guias y unos pernos autoblocantes situados en el otro.
En la parte trasera el chasis dispone de un mecanismo de enganche (2), constituido por una barra perforada colocada transversalmente al eje del vehículo, que permite el acoplamiento de equipos que requieran ser arrastrados. 2. Sistema de tracción:
El vehículo está dotado de un sistema de tracción hidrostático, formado por dos bombas de caudal variable, una bomba de caudal fijo, dos motores hidráulicos (3) colocados en cada una de las orugas (4), un depósito de aceite (5) y un radiador (6). Las bombas se encuentran acopladas unas con otras formando un conjunto (7) que se ubica entre las dos láminas que definen el chasis y son accionadas por un motor de combustión interna (8) mediante una transmisión por correa. El motor de combustión interna junto con el depósito de combustibles de ubican en la parte trasera del chasis.
Tanto la disposición de las bombas como la del motor, permiten por una parte disponer en el vehículo de una amplia zona para la carga y transporte de implementos a una altura cercana al suelo. De esta forma se facilitan las operaciones de acoplamiento y desacoplamiento de implementos, además de garantizar la estabilidad del vehículo, al tener el centro de gravedad próximo al suelo. A este aspecto también contribuyen de forma determinante la colocación del conjunto de bombas en la zona comprendida entre las láminas del chasis.
Las bombas de caudal variable son las encargadas de accionar los motores colocados en cada una de las orugas.
3. Sistema de dirección:
La dirección del vehículo se obtiene por el movimiento diferencial de cada una de las orugas (4) que componen el sistema de rodadura. Está basado en el equilibrio dinámico de las orugas, de tal manera que el vehículo seguirá una trayectoria rectilinea cuando los dos orugas ejerzan la misma tracción sobre el suelo, y una trayectoria curva cuando la tracción ejercida sobre el suelo sea superior en una oruga respecto a la otra.
Este sistema permite tener un control más preciso de las trayectorias que describe el vehículo cuando se mueve sobre suelos heterogéneos, y una mayor uniformidad de las variables que definen el trabajo cuando se realizan operaciones que suponen un cambio importante en el peso que transporta el vehículo, como puede ser una aplicación fitosanitaria .
El sistema de dirección está formado por los siguientes elementos: a. Sistema sensorial que realimenta a los controladores que gobiernan el vehículo, formado por:
Sensores de presión colocados en cada motor hidráulico, que permiten medir la tracción que realiza cada oruga.
Codificadores increméntales en cada oruga y sensor radar, que permiten medir la velocidad teórica de las orugas y la velocidad real del vehículo, para determinar el grado de deslizamiento que se produce en cada una de ellas .
Sensores de ultrasonidos colocados en la periferia del vehículo para detectar obstáculos. - Brújula magnética para la orientación de vehículo.
Sensores de seguridad para prevenir colisiones b. Electrovalvulas que actúan sobre cada una de las bombas de caudal variable.
Alternativamente el sistema de dirección se puede controlar localmente mediante el empleo de dos joystick (10) colocados en la parte trasera del vehículo.
4. Sistema de localización: . En la realización preferente el vehículo está dotado de un sistema de localización relativo, en la que la posición del vehículo se obtiene de forma incremental a partir del punto inicial, utilizando la información suministrada por los codificadores, el radar y la brújula. Además los sensores de ultrasonidos permiten determinar la distancia a las plantas y paredes del invernadero.
Como alternativa a esta técnica, se puede utilizar un sistema de visión, para situar al vehículo en los pasillos donde no hay cultivo.
5. Sistema de navegación:
El vehículo dispone de un sistema de navegación deliberativo basado en obtener una trayectoria libre de obstáculos usando un mapa del invernadero sobre el se va a trabajar. Como alternativa también se puede utilizar un algoritmo de navegación reactivo, que no necesita ninguna información a priori.
6. Sistema de información del cultivo El vehículo dispone de un sistema de información sobre parámetros del cultivo basado en índices definidos a partir de la información suministrada por una cámara hiperespectral (11) . Esta información resulta muy útil para optimizar distintas operaciones como el abonado, los tratamientos fitosanitarios y el estado de maduración de frutos .
7. Sistema de control Toda la información es recibida e interpretada por diferentes algoritmos implementados en un sistema empotrado (12), basado en el estándar PC-104.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Vehiculo autónomo polivalente para trabajos en invernadero, que comprende: a. Un chasis de reducidas dimensiones, dotado de una estructura porta-objetos, que permite fijar y transportar sobre el vehiculo diferentes implementos de trabajo. b. Sistema de enganche solidario con el chasis, consistente en una barra perforada colocada transversalmente al eje del vehiculo. c. Un sistema de rodadura formado por orugas flexibles accionadas por motores hidráulicos, colocados en las ruedas motrices, y con direccionamiento basado en el equilibrio dinámico de cada oruga. d. Un sistema hidrostático que permite el accionamiento del vehiculo y el suministro de energía hidráulica a aquellos implementos que lo requieran, controlado electrónicamente. e. Un sistema de localización relativo en el entorno de trabajo, basado en la información suministrada por sensores de ultrasonidos, una brújula magnética y un radar. f . Un sistema de navegación controlado por un sistema empotrado. g. Un sistema de información sobre parámetros relacionados con el desarrollo del cultivo, basado en una cámara hiperespectral .
2. Vehiculo autónomo polivalente para trabajos en invernadero según reivindicación 1 caracterizado porque el sistema porta-objetos está constituido por unas guias laterales sobre las que se apoyan los implementos de trabajo y un sistema de anclaje consistente en pernos autoblocantes .
3. Vehiculo autónomo polivalente para trabajos en invernadero según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por disponer un sistema de direccionamiento basado en el equilibrio dinámico de cada oruga, formado por: a. Sistema sensorial compuesto por:
Sensores de presión colocados en cada motor hidráulico.
Codificadores increméntales en cada oruga. - Sensor radar
Sensores de ultrasonidos colocados en la periferia del vehiculo.
Brújula magnética.
Sensores de seguridad. b. Electroválvulas proporcionales que modifican el régimen de funcionamiento de las bombas de caudal variable .
4. Vehiculo autónomo polivalente para trabajos en invernadero según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado porque el sistema de localización relativo, está basado en un sistema de visión formado por cámaras de video y un algoritmo que diferencia zonas de cultivo y zonas de no cultivo.
5. Vehiculo autónomo polivalente para trabajos en invernadero según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sistema de navegación es de tipo deliberativo, a partir de un mapa del invernadero.
6. Vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sistema de navegación es de tipo reactivo basado en la determinación de la trayectoria a partir de la información suministrada por el sistema sensorial.
7. Uso del vehículo autónomo polivalente según reivindicaciones de 1 a 6 para detectar obstáculos.
8. Uso del vehículo autónomo polivalente según reivindicaciones de 1 a 7 para moverse autónomamente entre las lineas de cultivo y suministrar información del cultivo.
PCT/ES2008/000641 2008-05-19 2008-10-03 Vehículo autónomo polivalente para trabajos en invernadero WO2009141465A1 (es)

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