ES1311713U - Sistema de detección para arados intercepas - Google Patents

Abstract

Sistema de detección para arados intercepas, que comprende: - un motor (1) provisto de un eje (2); y - una varilla palpadora (3) conectada a dicho eje (2), caracterizado por que también comprende: - un sensor (5) que determina al menos uno de la velocidad, la rotación, la posición angular o el par del eje (2); - un elemento de control (10) para variar la posición de la varilla palpadora (3); y - una unidad de control (6), que recibe señales desde el sensor (5) y el elemento de control (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de detección para arados intercepas

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de detección para arados intercepas, que es un sistema de detección sensitivo y autorregulable.

Antecedentes de la invención

Los arados intercepas son una solución globalmente extendida en la mecanización de cultivos de alto valor, que permiten llevar a cabo un control de las hierbas adventicias en la plantación de una forma sostenible y respetuosa con el medio ambiente, evitando el uso de pesticidas o glifosatos que son susceptibles de causar un impacto negativo sobre el medio ambiente.

Además, los arados intercepas permiten realizar un trabajo de precisión en la parte del cultivo donde el impacto de estas hierbas es más perjudicial para el correcto desarrollo del cultivo, y se puede combinar con otras prácticas sostenibles y regenerativas tales como las cubiertas vegetales.

El desherbaje mediante arados intercepas lleva realizándose desde hace décadas, durante las cuales los sistemas intercepas han sufrido una notable evolución.

En un principio, los arados intercepas estaban constituidos por sistemas puramente mecánicos que lograban su función por medio cuchillas que, gracias a su diseño específico, podían impactar con la planta y retornar tras esquivarla a una posición de trabajo en la cual iban removiendo la hierba a su paso.

Estos sistemas poco fiables evolucionaron a sistemas algo más complejos que empezaban a incorporar ejes y resortes que favoreciesen el movimiento de la cuchilla tanto en el repliegue como en el retorno, pero siendo todavía sistemas bastante simples y con un funcionamiento bastante impreciso que frecuentemente resultaba en daños en la planta.

En la década de los 70 fue cuando la oleo-hidráulica irrumpió en el panorama de la maquinaria agrícola y surgieron los primeros arados intercepas automáticos, que combinaban actuadores hidráulicos con los primeros sistemas de palpación y detección de plantas que se valían generalmente de varillas o ejes que, al colisionar con el tronco de la planta, provocaban la activación de un pulsador o detector eléctrico que era el que generaba la señal que permitía activaba el funcionamiento del actuador hidráulico.

Estos sistemas supusieron una completa revolución dentro del sector, especialmente en el cultivo de la viña, donde rápidamente se popularizó su uso, ya que aportaban la gran ventaja respecto a sus antecesores de trabajar anticipándose a la presencia de la planta, detectándola gracias a un sistema palpador que impedía que la cuchilla llegase a impactar con el tronco pudiendo provocar daños en el cultivo.

La tecnología de estos arados intercepas se impuso durante décadas, existiendo de los mismos tantas variantes como fabricantes y llegando hasta la actualidad.

Sin embargo, todos los sistemas de arados intercepas que se fabrican en la actualidad tienen en común una serie de debilidades que hacen al sistema mejorable y que provocan que en muchas ocasiones estos sistemas no puedan desarrollar todo su potencial en cuanto a velocidades de trabajo o detección de plantas muy jóvenes.

Estas debilidades se concentran precisamente en torno al sistema de palpador, que es el sistema encargado de detectar la planta, generando la señal que provoca el funcionamiento del actuador que repliega la cuchilla y una vez superada la planta, la devuelve a su posición original. Para que este sistema funcione de forma óptima, es necesario llevar a cabo una regulación del mismo que se verá afectada entre otras por:

- Las condiciones del terreno

- La morfología del cultivo

- La distancia entre plantas

- La edad del cultivo

- Las velocidades de trabajo

Estas regulaciones serán siempre necesarias y el hacerlas de forma correcta determinarán el óptimo funcionamiento del arado intercepas, por lo que, en última instancia, queda a expensas del usuario o del técnico que pone en marcha y calibra el equipo, que el sistema funcione correctamente, pudiendo, una mala regulación del sistema palpador del intercepas provocar: - Una mala labor (porque la cuchilla no se acerque so suficiente para eliminar la hierba junto al tronco a la entrada o a la salida)

- Daños en la planta (por impactos o colisiones de la cuchilla con el tronco)

- Bajas velocidades de trabajo (porque la respuesta del palpador no sea precisa)

Por lo tanto, los sistemas de detección de arados intercepas actuales requieren de una serie de regulaciones de elementos electromecánicos tales como varillas, muelles, sensores que deben de realizarse cuando la máquina se pone en marcha por primera vez, pero que es necesario ajustar a lo largo de la vida de la máquina en múltiples ocasiones y por diversos motivos, lo que implica un coste económico importante.

Por ejemplo, para la varilla del palpador, debe ajustarse su longitud, su posición respecto al sentido de avance, su altura, su sensibilidad y su punto muerto del recorrido.

Sin embargo, estos ajustes pueden variar involuntariamente a lo largo del uso del arado intercepas, por ejemplo, por desgaste o desajuste por el uso, por la modificación de las velocidades de trabajo, por trabajar en diferentes cultivos o cultivos de diferentes edades, por una baja precisión en el desherbaje, por daños en las plantas, por bajas velocidades de trabajo, etc.

Descripción de la invención

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de detección para arados intercepas que permite su regulación o ajuste de forma automática, facilitando la vida al usuario y garantizando el óptimo funcionamiento del sistema independientemente de las condiciones de trabajo.

Con el sistema de detección para arados intercepas de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.

El sistema de detección para arados intercepas de acuerdo con la presente invención se describe en la reivindicación 1, y las reivindicaciones dependientes incluyen características adicionales que son opcionales.

En particular, el sistema de detección para arados intercepas comprende:

- un motor provisto de un eje;

- una varilla palpadora conectada a dicho eje;

- un sensor que determina al menos uno de la velocidad, la rotación, la posición angular o el par del eje;

- un elemento de control para variar la posición de la varilla palpadora; y

- una unidad de control, que recibe que recibe señales desde el sensor, el elemento de control y, si están instalados, desde otros sensores.

Debe indicarse que el elemento de control puede ser una palanca de mando, cualquier tipo de mando o una botonera, entre otros.

De acuerdo con una realización preferida, el motor es un servomotor paso a paso, y en dicho motor está integrado el sensor o sensores y una placa base.

El sistema de detección para arados intercepas según la presente invención también puede comprender un sensor de velocidad de avance y un sensor de presión instalados en el arado intercepas y conectados a la unidad de control.

Además, también comprende preferentemente un caja de conexiones que conecta la placa base del motor, el sensor de velocidad de avance, el sensor de presión y/o el elemento de control con la unidad de control.

Preferentemente, el elemento de control está alimentado por una batería.

De esta forma, el sistema de acuerdo con la presente invención permite llevar a cabo un ajuste automático de las regulaciones del arado intercepas valiéndose del motor como actuador y también como sensor, así como de otros sensores que permiten evaluar las condiciones de trabajo.

En particular, con el sistema de acuerdo con la presente invención se puede regular de forma automática:

- La posición de la varilla palpadora respecto al sentido de avance, gracias al motor, el sistema conocerá en todo momento la posición de la varilla palpadora, y como la varilla palpadora está conectada al eje, será posible colocarla en la posición óptima conociendo información adicional tal como la velocidad de avance o la distancia entre plantas.

- La sensibilidad de la varilla palpadora, como resultado de las adaptaciones realizadas sobre el motor es posible cuantificar la fuerza de torsión a partir de la cual la varilla palpadora empieza a moverse haciendo girar el eje y también es posible ajustar esta fuerza de manera que para plantas adultas con troncos más gruesos y duros es posible incrementar la fuerza necesaria para mover la varilla palpadora, mientras que para plantas jóvenes con troncos finos es posible mejorar la sensibilidad reduciendo el par necesario para accionar la varilla palpadora.

- El punto muerto del recorrido, gracias al motor es posible conocer la posición exacta de la varilla palpadora y mediante programación, determinar cuál es el ángulo exacto desde que la varilla palpadora detecta el tronco, hasta que se tiene que generar la señal que acciona el actuador hidráulico, siendo posible también modificar este ángulo y por tanto este recorrido muerto de manera automática durante el trabajo.

Todos estos ajustes automáticos supondrán de cara al usuario una mejora en los tiempos de los trabajos realizados, así como un aumento importante en la calidad de los mismos, mejorando también la durabilidad de los equipos constituyendo, por lo tanto, una solución más sostenible.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una vista en perspectiva del sistema de detección para arados intercepas de acuerdo con la presente invención; y

La figura 2 es un diagrama de bloques de los componentes conectados al motor del sistema de detección para arados intercepas de acuerdo con la presente invención.

Descripción de una realización preferida

El sistema de detección para arados intercepas comprende un motor (1) provisto de un eje (2) y una varilla palpadora (3) conectada a dicho eje (2).

El motor (1) es preferentemente un servomotor paso a paso, que incorpora una placa base (4) que permite, por un lado, variar la alimentación del motor (1) e incidir sobre su funcionamiento según necesidad, moviendo únicamente una cantidad de grados concreta, variando la velocidad de actuación, invirtiendo el sentido de giro y todo ello con un control total.

Además, esta placa base (4) comprende un sensor (5) que leyendo la rotación del eje (2) del motor (1), es capaz de proporcionar información sobre la posición de la varilla palpadora (3), la velocidad de rotación y el par de fuerzas necesario para moverla. Este sensor (5), por ejemplo, puede detectar la velocidad, la rotación, la posición angular y el par del eje (2) del motor (1).

La placa base (4) también comprende una regleta de conexiones en la que se conectan unos cables, por ejemplo, dos cables de alimentación, positivo y negativo, y otros dos cables de transferencia de información. Por ejemplo, la comunicación entre los diferentes componentes se puede establecer por medio del protocolo CAN J3919.

El sistema de acuerdo con la presente invención también comprende una unidad de control (6) , que es programable y está conectada con el motor (1) a través de una caja de conexiones (7) y permite gestionar y controlar su funcionamiento, así como recibir e interpretar la información que éste genera.

La unidad de control (6) recibe, por un lado, señales desde diferentes sensores (8, 9), tal como un sensor de velocidad de avance o GPS (8) y un sensor de presión (9) de un cilindro actuador, representados en la figura 2, y recibe también señales generadas en un elemento de control (10) alimentado por una batería (11) que se utiliza para manejar el sistema, permitiendo, entre otras, cosas posicionar la varilla palpadora (3) de manera remota.

Debe indicarse que el elemento de control (10) puede ser una palanca de mando, cualquier tipo de mando o una botonera, entre otros.

Las señales que llegan a la unidad de control (6) se procesan y se generan señales de salida que van a los diferentes actuadores del sistema, entre ellos, la propia varilla palpadora (3).

En función de la unidad de control (6) se crea un programa en el lenguaje de programación admitido por esta que será el encargado de procesar la información de las señales de entrada y generar las señales de salida.

El sistema de cableado y la caja de conexiones (7) permiten la interconexión y la transferencia de información entre el motor (1), la unidad de control (6) y los sensores (5, 8, 9), así como con otros órganos de control y accionamiento del arado de intercepas.

En el interior de la caja de conexiones (7) hay regletas de conexión para unir los diferentes cables de los componentes, permitiendo la comunicación entre estos.

Por su parte, la varilla palpadora (3) es un elemento alargado y flexible, que impacta con el tronco de las plantas, para así detectar su presencia. En este caso, esta varilla palpadora (3) no activa ni resortes, ni sensores de ningún tipo y va directamente conectada al eje (2) del motor (1).

El elemento de control (10) citado anteriormente es el órgano de control del sistema, que puede comprender una botonera y permite controlar las partes móviles del sistema. En particular, permite posicionar la varilla palpadora (3) de forma remota, generando señales que tras ser procesadas por la unidad de control (6), actúan sobre el motor (1) haciendo girar el eje (2) en un sentido u otro, más o menos grados en función de los botones del elemento de control (10) que se pulsen.

A continuación se explica el funcionamiento de la unidad de control (6) solamente a modo de ejemplo.

A la unidad de control (6) llegan las siguientes señales:

• Desde el motor (1):

• La velocidad de rotación del eje (2);

• La posición angular del eje (2) y, por lo tanto, de la varilla palpadora (3) que está unida a este eje (2);

• El par de fuerzas que arrastra el eje (2).

• Desde los otros sensores (8, 9):

• La presión de trabajo de un cilindro actuador que activa una cuchilla de desherbado para que esquive el tronco de una planta;

• La velocidad de avance de un tractor donde va acoplado la máquina con el sistema, por ejemplo, en base a la posición GPS.

Debe indicarse que la unidad de control (6) también puede recibir señales desde otros sensores, tal como sensores de temperatura, de nivel de aceite, de colmataje de filtros etc., pero estas señales no influyen en el funcionamiento del sistema de acuerdo con la presente invención.

• Desde el elemento de control (10):

• Activaciones de los botones;

• Alimentación, por ejemplo, a 12 V.

En la unidad de control (6) se programa, por un lado, una asignación de variables, es decir, cada señal de entrada procedente de un sensor, se tiene que asociar con una variable y en muchos casos es necesario hacer escalados o conversiones de unidades.

Solamente como un ejemplo, un sensor de temperatura no proporciona directamente un valor de la temperatura, sino que proporciona una señal eléctrica que puede ser bien en tensión o bien en intensidad. El valor de esta señal se debe de escalar y convertir en un valor de temperatura en base a las especificaciones del sensor y se debe de asociar a una variable que se creará dentro de la unidad de control (6) que se llamará temperatura, de manera que a la hora de visualizarla y operar con esta variable tengamos un valor de temperatura interpretable.

Por otro lado, se programa también la interpretación de las señalas del elemento de control (10) para que cada señal de entrada genere una señal de salida que active la función del sistema que se preestablezca en base al diseño de esta.

Solamente como ejemplo, cuando se pulsa un botón superior de la botonera del elemento de control (10) se quiere que el motor (1) desplace la varilla palpadora (3) hacia delante, y cuando se pulsa un botón inferior se quiere que la varilla palpadora (3) se desplace hacia atrás. Para que el motor (1) obedezca, hay que programar en la unidad de control (6) una secuencia pertinente que será, por ejemplo:

Si se recibe una señal que viene del botón superior del elemento de control (10), se genera una señal de una intensidad X1 o una tensión Y1 y se emite esa señal por una salida N de la unidad de control (6) que es la salida a la que se conecta el motor (1). Si se pulsa el botón inferior, en lugar de generar una señal X1 o Y1 la señal a generar es X2 o Y2 con valores de intensidad o voltaje diferentes a las anteriores.

Por último, en la unidad de control (6) también se programan automatismos a base de establecer condiciones entre las variables que permiten automatizar ciertos funcionamientos.

Por ejemplo, para que el sistema se autorregule se pueden establecer condiciones del tipo, si el arado intercepas tiene una velocidad de avance en un intervalo de 2-4 km/h, la varilla palpadora (3) debe de estar a 50° respecto al sentido de avance. Si esto no se cumple, se posiciona la varilla palpadora (3) de esta forma, pero si la velocidad aumenta en el intervalo de 4-7 km/h automáticamente coloca la varilla a 52° para que la respuesta del actuador sea óptima.

Para poder posicionar la varilla palpadora (3) es necesario saber cuál es su posición actual y cuánto es necesario moverla para alcanzar la posición deseada, de manera que se generen las señales necesarias para actuar sobre el motor (1).

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de detección para arados intercepas, que comprende:

- un motor (1) provisto de un eje (2); y

- una varilla palpadora (3) conectada a dicho eje (2),

caracterizado por que también comprende:

- un sensor (5) que determina al menos uno de la velocidad, la rotación, la posición angular o el par del eje (2);

- un elemento de control (10) para variar la posición de la varilla palpadora (3); y

- una unidad de control (6), que recibe señales desde el sensor (5) y el elemento de control (10).

2. Sistema de detección para arados intercepas según la reivindicación 1, en el que el motor (1) es un servomotor paso a paso, que incorpora dicho sensor (5) y una placa base (4).

3. Sistema de detección para arados intercepas según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que también comprende un sensor de velocidad de avance (8) y un sensor de presión (9) conectados a la unidad de control (6).

4. Sistema de detección para arados intercepas según una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, que también comprende un caja de conexiones (7) que conecta la placa base (4) del motor (1), el sensor de velocidad de avance (8), el sensor de presión (9) y/o el elemento de control (10) con la unidad de control (6).

5. Sistema de detección para arados intercepas según la reivindicación 1, en el que el elemento de control (10) está alimentada por una batería (11).