Vehículo agrícola y método para calcular la posición.

Máquina (10) agrícola, que comprende un vehículo (12, 112, 212,

312, 412, 512), un mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación acoplable al vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) y accionable a motor, al cual se puede acoplar un aparato de labranza para ser movido, y un dispositivo para determinar la posición del mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación acoplado al vehículo y/o del aparato (30, 130, 230, 339, 430, 530) de labranza acoplado al mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación, donde el dispositivo comprende una unidad (38) electrónica de control, la cual está conectada con sensores para determinar la posición del mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o del aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza, donde los sensores se han realizado como acelerómetros (32, 34, 35), donde por lo menos un primer acelerómetro (32, 34) se ha colocado en el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o en el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza y por lo menos un sensor (35) de referencia configurado como acelerómetro se ha colocado en el vehículo y donde se puede generar por parte de la unidad (38) electrónica de control una señal de posición para el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o para el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza por medio de una medición relativa de las señales del por lo menos primer acelerómetro (32, 34) con respecto a las señales del sensor (35) de referencia, caracterizado por que la unidad (38) de control puede suministrar un vector de aceleración de referencia suministrado por un sensor (35) de referencia y un vector de aceleración de posición suministrado por el por lo menos primer acelerómetro (32, 34) y que se ponen en relación para determinar la señal de posición.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08162955.

Solicitante: DEERE & COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: ONE JOHN DEERE PLACE MOLINE, IL 61265-8098 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: Peters,Ole.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A01B63/10 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A01 AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA.A01B TRABAJO DE LA TIERRA EN AGRICULTURA O EN SILVICULTURA; PARTES CONSTITUTIVAS O ACCESORIOS DE MAQUINAS O INSTRUMENTOS AGRICOLAS, EN GENERAL (apertura o recubrimiento de surcos o de hoyos para la siembra, plantación o abonado A01C 5/00; máquinas para la recogida de raíces o tubérculos A01D; segadoras convertibles en aparatos para trabajo de la tierra o capaces de trabajar la tierra A01D 42/04; segadoras combinadas con instrumentos para trabajo de la tierra A01D 43/12; trabajo de la tierra para obras públicas o explotaciones mineras E01, E02, E21). › A01B 63/00 Dispositivos o disposiciones de elevación o reglaje para máquinas o instrumentos agrícolas (mecanismos de elevación de la barra de corte de una segadora A01D 34/24; dispositivos de reglaje de la barra de corte de una segadora A01D 34/28; características estructurales de los dispositivos de elevación en sí B66F). › maniobrados por medios hidráulicos o neumáticos.
  • B25J13/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B25 HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES; MANGOS PARA UTENSILIOS MANUALES; UTILLAJE DE TALLER; MANIPULADORES.B25J MANIPULADORES; RECINTOS CON DISPOSITIVOS DE MANIPULACION INTEGRADOS (dispositivos robóticos para recolección individual de frutas, hortalizas, lúpulo y similares A01D 46/30; manipuladores de agujas para cirugía A61B 17/062; manipuladores asociados a las laminadoras B21B 39/20; manipuladores asociados a las máquinas de forja B21J 13/10; medios para mantener las ruedas o sus elementos B60B 30/00; grúas B66C; disposiciones para la manipulación del combustible o de otros materiales utilizados en el interior de reactores nucleares G21C 19/00; combinación estructural de manipuladores con celdas o recintos protegidos contra la radiación G21F 7/06). › B25J 13/00 Controles para manipuladores (controles por programa B25J 9/16). › por medio de dispositivos sensores, p. ej. a la visión o al tacto.
  • G01G19/08 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01G DETERMINACION DEL PESO.G01G 19/00 Aparatos o métodos de pesada adaptados a fines particulares no previstos en los grupos G01G 11/00 - G01G 17/00. › para incorporación en vehículos.
  • G01P15/18 G01 […] › G01P MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA ACELERACION, DECELERACION O DE CHOQUES; INDICACION DE LA PRESENCIA, AUSENCIA DE MOVIMIENTO; INDICACION DE DIRECCION DE MOVIMIENTO (midiendo la velocidad angular utilizando efectos giroscópicos G01C 19/00; dispositivos de medida combinados para medir dos o más variables de un movimiento G01C 23/00; medida de la velocidad del sonido G01H 5/00; medida de la velocidad de la luz G01J 7/00; medida de la dirección o de la velocidad de objetos sólidos por reflexión o reradiación de ondas radio u otras ondas basada en los efectos de propagación, p. ej. el efecto Doppler, el tiempo de propagación, la dirección de propagación, G01S; medida de la velocidad de radiaciones nucleares G01T). › G01P 15/00 Medida de la aceleración; Medida de la deceleración; Medida de los choques, es decir, de una variación brusca de la aceleración. › en dos o más dimensiones.

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Fragmento de la descripción:

Vehículo agrícola y metodo para calcular la posición.

El invento se refiere a una máquina agrícola, que comprende un vehículo, un mecanismo de elevación ensamblable con el vehículo y accionable a motor, al cual se le puede acoplar un aparato de labranza capaz de ser movido, y un dispositivo para determinar la posición del mecanismo de elevación acoplado al vehículo y/o del aparato de labranza acoplado al mecanismo de elevación, comprendiendo el dispositivo una unidad electrónica de control, la cual está conectada a sensores para determinar la posición del mecanismo de elevación y/o del aparato de labranza, habiéndose configurado los sensores como acelerómetros, donde por lo menos un primer acelerómetro está situado en el mecanismo de elevación y/o en el aparato de labranza, y por lo menos un sensor de referencia configurado como acelerómetro se ha situado en el vehículo y donde puede generarse, a partir de la unidad electrónica de control, una señal de posición para el mecanismo de elevación y/o para el aparato de labranza por medio de una medición relativa de las señales del por lo menos un primer acelerómetro con respecto de las señales del sensor de referencia. Adicionalmente, se propone un procedimiento correspondiente para determinar la posición.

Se conocen dispositivos, que sirven para determinar la posición de mecanismos de elevación o mecanismos de levantamiento acoplados a un vehículo o bien para determinar la posición de aparatos de labranza o herramientas acoplados a los mecanismos de elevación. Tales mecanismos de elevación se accionan habitualmente a motor, por ejemplo, mediante cilindros hidráulicos, que se extienden entre un varillaje móvil y un bastidor de fijación del vehículo. Se conocen, por ejemplo, cargadoras frontales, cuyo varillaje móvil está formado por un par oscilante, el cual está acoplado de modo basculante a una cartela unida con el bastidor de un tractor agrícola. El varillaje móvil de una cargadora frontal está acoplado, por su extremo libre, a una herramienta de trabajo, por ejemplo, a una pala o a una horca. Se conoce además dotar de sensores a tales cargadoras frontales para determinar la posición del mecanismo de elevación o de una herramienta de trabajo o bien de un aparato de labranza. A partir de las posiciones obtenidas en el mecanismo de elevación o bien en los aparatos de labranza, se pueden deducir distintos algoritmos de control para automatizar el funcionamiento de la cargadora frontal, por ejemplo, para conducir en paralelo el aparato de labranza o para activar una posición de referencia regulable de modo repetible o reproducible (véase para ello: "Posibilidades de Optimización de Trabajos con Cargadora Frontal", 58 Landtechnik (Técnica Agrícola) 1/2003, páginas 26/27; "Sensores de Posición y Velocidad Integrables para el Sistema Hidráulico Móvil", 59 Landtechnik, 4/2004, páginas 206/207; "Estrategias para el Funcionamiento Automatizado de Cargadoras", 59 Landtechnik, 6/2004, páginas 322 y siguientes; "Estrategias de Servicio y de Control para Trabajos Automatizados de Cargadoras Frontales", 60 Landtechnik 4/2005, páginas 230 y siguientes) . Estos planteamientos sobre el particular se limitan a la utilización de sensores de recorrido, sensores de velocidad, sensores de inclinación, sensores de contacto o a la realización de mediciones de potenciómetros, medición magnetorresistente de longitudes en cilindros hidráulicos, apéndices de control "open loop" (de bucle abierto) (medición de campos característicos de válvulas con referenciación) así como regulaciones I/O con conmutadores de fin de carrera o sensores de ruidos. Los inconvenientes de semejantes conocidos consisten, con frecuencia, en que los mencionados sensores o sistema de sensores, debido a su disposición en el vehículo, están expuestos, con frecuencia, a daños condicionados por el sistema, en que no son relativamente poco intensivos en costes o no han madurado aún, en especial, en cuanto a precisión y la susceptibilidad de algunos sensores o bien sistemas de sensores. Así, pues, hay frecuentemente piezas móviles en los sensores o bien en el sistema de sensores así como los propios sensores o sistema de sensores, debido su disposición desfavorable en el vehículo o bien en el mecanismo de elevación, sólo se pueden proteger a costa de mucho gasto.

El documento DE 199 00 587 A1 revela un dispositivo para medir la posición y el ángulo de los órganos articulados de sistema móvil, previendo el dispositivo el empleo de acelerómetros, a cuyas señales se recurre en un procedimiento iterativo para calcular cargas y desplazamientos del centro de gravedad en los órganos articulados o bien en todo el sistema móvil, pudiéndose calcular los ángulos y las posiciones de los distintos órganos del sistema móvil con respecto a las verticales, tras consumada la iteración. El dispositivo es apropiado, en especial, para máquinas de construcción y máquinas forestales, no entrándose en una aplicación detallada del sistema en este género de máquinas. Incide desfavorablemente que el sistema revelado se basa en la realización de etapas iterativas y, por consiguiente, requiere un gasto en cálculo elevado y complejo y además es inexacto y se refiere únicamente a datos de magnitudes relacionados con las verticales.

El documento DE 199 01 563 A1 revela una disposición para pesar cargas útiles en un vehículo, implantándose sensores de inclinación dispuestos formando ángulos entre sí en forma de acelerómetros. Los acelerómetros se disponen de tal modo que suministren una señal de aceleración vertical, que se aprovecha para corregir una señal de presión de un sensor de presión a la que se recurre para medir pesadas. Por la señal correctora suministrada por los acelerómetros, se compensan las influencias de inclinación incidentes sobre el vehículo, que pueden causar una falsificación de la medición de pesadas. La disposición y configuración de los sensores permiten una evaluación y observación de la dirección de la aceleración. No se revela una evaluación y una observación de señales realizadas adicionalmente que, junto con la corrección de señales de pesadas, posibilita aún otras aplicaciones.

El problema planteado al invento se contempla en proporcionar una máquina agrícola del género mencionado al principio y un procedimiento para una máquina semejante, por medio de los cuales se superen los problemas mencionados anteriormente.

El problema se resuelve por medio de la enseñanza de las reivindicaciones 1 y 12. Otras realizaciones y perfeccionamientos ventajosos más del invento se deducen de las reivindicaciones subordinadas.

Según el invento, se configura una máquina agrícola del género mencionado al principio de modo que se puedan suministrar a la unidad de control un vector de aceleración de la referencia, proporcionado por el sensor de referencia, y un vector de aceleración de la posición, proporcionado por el al menos primer acelerómetro, y se pongan en relación para determinar la señal de posición. Con la colocación del sensor de referencia en el vehículo, se entiende que el sensor de referencia pueda colocarse del lado del vehículo, o sea, en un lugar discrecional del vehículo fuera del mecanismo de elevación o bien del aparato de labranza, por ejemplo, en el tronco principal del vehículo, en la carrocería o en el bastidor del vehículo, así como en la barra de accionamiento o en los árboles de accionamiento, etc. Previendo un sensor de referencia, realizado como acelerómetro, en el vehículo y por lo menos un acelerómetro en el mecanismo de elevación o bien en el aparato de labranza, se puede realizar una medición angular relativa en un plano de referencia a elegir del vehículo (plano x-z o y-z) . Los acelerómetros presentan preferiblemente dos ejes de medición y proporcionan la dirección del vector de aceleración, que actúan sobre ellos, o bien lo proporcionan. Es imaginable también el empleo de varios acelerómetros con tres ejes de medición o el empleo de varios sensores de aceleración con un solo eje de medición. En general, se tiene en cuenta, por un lado, la aceleración terrestre y, por otro, la aceleración del vehículo. A partir de la diferencia de direcciones del vector del por lo menos un acelerómetro en el mecanismo de elevación o bien en el aparato de labranza respecto del vector del sensor de referencia del vehículo, se puede determinar la posición del mecanismo de elevación o bien del aparato de labranza. También se pueden prever además varios sensores de referencia en el vehículo para optimizar la determinación de la posición de modo que, por ejemplo, se puedan compensar las desigualdades... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Máquina (10) agrícola, que comprende un vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) , un mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación acoplable al vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) y accionable a motor, al cual se puede acoplar un aparato de labranza para ser movido, y un dispositivo para determinar la posición del mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación acoplado al vehículo y/o del aparato (30, 130, 230, 339, 430, 530) de labranza acoplado al mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación, donde el dispositivo comprende una unidad (38) electrónica de control, la cual está conectada con sensores para determinar la posición del mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o del aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza, donde los sensores se han realizado como acelerómetros (32, 34, 35) , donde por lo menos un primer acelerómetro (32, 34) se ha colocado en el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o en el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza y por lo menos un sensor (35) de referencia configurado como acelerómetro se ha colocado en el vehículo y donde se puede generar por parte de la unidad (38) electrónica de control una señal de posición para el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o para el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza por medio de una medición relativa de las señales del por lo menos primer acelerómetro (32, 34) con respecto a las señales del sensor (35) de referencia, caracterizado por que la unidad (38) de control puede suministrar un vector de aceleración de referencia suministrado por un sensor (35) de referencia y un vector de aceleración de posición suministrado por el por lo menos primer acelerómetro (32, 34) y que se ponen en relación para determinar la señal de posición.

2. Máquina (10) agrícola según la reivindicación 1, caracterizada por que, para mejorar la medición de referencias, se ha previsto adicionalmente un sensor (36) de referencia en forma de un giroscopio o un sensor de frecuencia de giros, que se coloca en el vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) para mejorar la medición de referencias o bien para establecer una corrección de errores.

3. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que se ha colocado un segundo acelerómetro (32, 34) en el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o en el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza.

4. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que se ha configurado el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación como cargadora (14) frontal y el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza como herramienta (30) de carga frontal.

5. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que se ha configurado el mecanismo (14, 114, 214, 34, 441, 514) de elevación como mecanismo (114) remolcador, en especial, mecanismo de apoyo en tres puntos, y el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza como aparato (130) remolcado acoplable al mecanismo remolcador.

6. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que se ha configurado el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación como varillaje (214) de labranza para un aparato (230) antepuesto cosechador y el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza como aparato (230) antepuesto cosechador.

7. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que el vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) se ha configurado como tractor (12) agrícola.

8. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4 o 6, caracterizado por que el vehículo (12, 112, 212, 31a2, 412, 512) se ha configurado como cosechadora (212) autopropulsada.

9. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 514) se configurado como pulverizadora (312) de terreno agrícola, habiéndose realizado el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación como varillaje (314) en paralelogramo y el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza como varillaje para (330) pulverizadora.

10. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) se ha configurado como máquina (412) de construcción, en especial, como pala cargadora sobre ruedas, habiéndose realizado el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación como mecanismo (414) de carga y el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza como cangilón (430) .

11. Máquina (10) agrícola según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el vehículo (12, 112, 212, 312, 412, 512) se ha realizado como vehículo (512) cargador telescópico, habiéndose configurado el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación como pluma (512) telescópica a la que se puede acoplar un aparato (530) de labranza por medio de un asiento (526) para herramientas.

12. Procedimiento para determinar la posición de un mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación acoplable a un vehículo (12, 212, 312, 412, 512) y/o un aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza acoplable al mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación, habiéndose colocado en el vehículo (12, 212, 312, 412, 512) un sensor (35) de referencia realizado como acelerómetro y en el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de

elevación y/o en el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza, por lo menos un acelerómetro (32, 34) , y generándose una señal de posición, por parte de la unidad (38) electrónica de control, para el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o para el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza mediante una medición relativa de las señales del por lo menos primer acelerómetro (32, 34) con respecto a las señales del sensor (35) de referencia, caracterizado por que se suministra a la unidad (38) de control un vector de aceleración de referencia, suministrado por un sensor (35) de referencia y un vector de aceleración de posición, suministrado por al menos un primer acelerómetro (32, 34) y se relacionan para determinar la señal de posición.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que se ha previsto adicionalmente un sensor (36) de referencia en forma de un giroscopio o un sensor de frecuencia de giros, que se ha situado en el vehículo (12, 212, 312, 412, 512) con el cual se puede llevar a cabo una medición de corrección de errores al generar la señal de posición.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado por que se sitúa un segundo acelerómetro (32, 34) en el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación y/o en el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por que la unidad (38) electrónica de control activa una posición del mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación en función de la señal de posición y en función de una posición prefijable para el mecanismo (14, 114, 214, 314, 414, 514) de elevación.

16. Procedimiento según las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado por que la unidad (38) electrónica de control activa una posición del aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza en función de la señal de posición y en función de una posición prefijable para el aparato (30, 130, 230, 330, 430, 530) de labranza, en especial, para una posición horizontal respecto de la superficie del terreno.


 

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