BRPI0704828A2 - sistema de leitura óptica e/ou ultra-sÈnica aplicado em plantadoras para monitoramento de vazão de sementes e fertilizantes - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE LEITURA óPTICA E/OU ULTRA-SÈNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARA MONITORAMENTO DE VAZãO DE SEMENTES E FERTILIZANTES em que um sensor óptico ou ultra-sónico (4) é posicionado entre o semicondutor (3) e o condutor de sementes (5), dentro do corpo principal (7) e próximo do reservatório individual (2), apresentando um sensor óptico ou ultra- sónico (4) próximo do facão ou duplo disco sulcador de fertilizantes (11) e entre o condutor de fertilizantes (10) e o mangote (9), em que os sensores (4) tem os emissores e receptores de sinal (4b) dispostos dentro de um alojamento (4a) e protegidos por placas transparentes(4c) configurados de modo a emitir raios (4e) parateiDs e ocupando todos os espaços da seção de passagem dos produtos (4d).

Description

SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICAAPLICADO EM PLANTADORAS PARA MONITORAMENTO DEVAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTES

Setor tecnológico da invenção

A invenção revelada no presente relatório descritivopertence, de maneira geral, ao setor tecnológico de máquinas eimplementos agrícolas e se refere, mais especificamente, a umsistema de sensores ópticos e/ou ultra-sônicos para monitoramentoda vazão de sementes e fertilizantes aplicado em implementos deplantio.

Estado da técnica conhecido

O estado da técnica deste setor tecnológico é constituídopor recursos mecânicos e/ou eletrônicos que mantém o operador demáquinas e implementos agrícolas informado, em tempo real, quantoà intensidade da vazão e quanto a eventuais falhas ou interrupçõesno fluxo de sementes e fertilizantes. Este monitoramento tem comoobjetivo alcançar maior eficiência na formação do estande de plantase maior uniformidade na distribuição dos fertilizantes nas áreas deplantio, a fim de proporcionar maior economia e maior uniformidadeno desenvolvimento vegetativo e no ciclo das culturas e,conseqüentemente, obtenção de maior produtividade.

Algumas máquinas e implementos agrícolas atuais utilizamdispositivos para o monitoramento de vazão de sementes efertilizantes baseados em sensores ópticos e/ou ultra-sônicos. Demaneira geral, os sensores ópticos são usados para o monitoramentoda densidade de sementes e detecção de eventuais falhas ouentupimentos de condutores, enquanto para a identificação dacontinuidade de fluxo de fertilizantes são usados sensores ópticos ouultra-sônicos.

Os sensores de monitoramento da densidade de sementessão posicionados nas linhas de plantio entre os discos de aberturados sulcos destinados à colocação das sementes, de modo amonitorar as sementes no instante em que estão muito próximas dosolo em queda livre e informar o tempo de intervalo entre as sementese o espaço entre as mesmas dentro do sulco. Este posicionamentodos sensores traz consigo alguns problemas, como o maior acúmulode sujidades e a ocorrência freqüente de riscos na proteçãotransparente do sensor, do que decorre a necessidade de realizaçãode limpeza ou substituição com maior freqüência. Outro inconvenienteencontrado nestes sensores convencionais se refere ao fato de que oacesso aos mesmos é difícil, sendo necessária à desmontagem dosdiscos duplos para a sua manutenção ou substituição. O trabalho paradesmontar e montar novamente os conjuntos de discos duplosdemanda muito tempo, acabando por fazer com que o operadordesista de utilizar o benefício do monitoramento da vazão dassementes e dos fertilizantes, para priorizar o tempo na execução doplantio na melhor época e nos momentos em que as condições deumidade do solo estão mais apropriadas para o plantio.

Os sensores de monitoramento da vazão dos fertilizantes,usados para indicar se há ou não interrupções no fluxo de fertilizantesnas linhas de deposição durante o plantio, são posicionados logoabaixo dos reservatórios e próximos da base dos mesmos, ou seja,muito afastados do ponto de deposição. Em conseqüência, estessensores informam a ocorrência de entupimentos dos tuboscondutores somente depois que já aconteceu o acúmulo defertilizantes ao longo de todo o condutor, desde a saída junto aosdiscos ou facões de distribuição até a base do reservatório, resultandoem uma extensa falha de aplicação no sulco da linha entupida, bemcomo o acúmulo de fertilizantes no solo no local onde é efetuado odesentupimento do condutor e do mangote, tendo como resultadofinal uma má distribuição do fertilizante na área.

Deve-se ainda evidenciar que, nos sensores ópticos ouultra-sônicos convencionais, os elementos emissores e receptoressão dispostos dentro da seção dos condutores, ficando sujeitos aoatrito, choques e sujidades ao serem atingidos pelos produtos, alémdo próprio sensor constituir uma restrição à passagem de ditosprodutos, tornando mais fácil o entupimento destes condutores.

No caso dos sensores ópticos, os raios ópticos atuamde forma cruzada na seção dos condutores, concentrando os raios nocentro da seção, deixando falhas de leitura nas laterais e assim,criando a possibilidade de não identificar eventuais sementes quepassem por esses pontos durante a queda, dentro do condutor.

Novidade e objetivos da invençãoA presente invenção objetiva a redução do índice de errosde leitura, aumentando a precisão e a confiabilidade do sistema,diminuição do número de trocas de sensores devido aos danoscausados pelo contato com os insumos e, ainda, facilitação do acessoe redução do tempo gasto nos serviços de manutenção e limpeza.

Os objetivos propostos serão atingidos por meio de umainédita concepção aplicada ao sistema em tela. Os sensoresapresentam uma construção inédita e passam a fazer parte do própriocondutor, tanto o de sementes como o de fertilizantes, sendodimensionados de forma a não obstruírem a passagem dos produtos.O semicondutor desemboca diretamente dentro do alojamento dosensor, com os emissores e receptores de sinal deste posicionadosdo lado de fora, assim os produtos vão diretamente para o condutorinferior, ficando a seção de passagem dos produtos totalmente livre.

Os sensores ópticos são providos de quatro ou maisunidades de sensoriamento em cada lado do alojamento do sensor,sendo os raios óticos alinhados e paralelos no interior do alojamento,para formar uma área de sensoriamento que cobre toda a seção depassagem dos produtos, aumentando sobremaneira a qualidade dasleituras.

Os sensores ópticos de sementes são fixadosimediatamente abaixo dos conjuntos dosadores. Deste modo, a leiturafeita pelo sensor ocorre quando a velocidade das sementes é inicial(próxima de zero), ou seja, no início da queda, após sair domecanismo dosador das sementes. Uma vez que a velocidade dequeda das sementes é baixa, o monitoramento feito pelo sensortorna-se mais preciso e não exige tanta sensibilidade de leitura.

A retirada dos sensores ópticos pode ser realizada deforma rápida, sem a necessidade de remoção dos discos, pois oacesso é feito por cima, através do basculamento do reservatórioindividual e retirada do semicondutor juntamente com o conjuntosensor para limpá-lo e recolocá-lo novamente.

Os sensores ópticos ou ultra-sônicos de detecção dapassagem dos fertilizantes nos condutores são montados naextremidade do condutor mais próxima do solo, reduzindo o acúmulode fertilizantes no interior destes. Este posicionamento evita queocorram falhas na deposição de produto num trecho muito grande docondutor, até que o sensor detecte e informe ao operador para quepossa parar e desobstruir a linha que apresentou entupimento.

Descrição dos desenhos anexos

A fim de que a presente invenção seja plenamentecompreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setortecnológico, a mesma será explicada de forma clara, concisa esuficiente para permitir a sua reprodução, tendo como base osdesenhos anexos abaixo listados, que a ilustram e subsidiam.

Figura 1: Desenho em vista lateral em corte do conjuntode semeadura de uma linha de plantio de uma plantadora, equipadacom sensores para o monitoramento de fluxo de sementes, na qual sepode identificar: O reservatório individual (2) com o mecanismodosador de sementes (2a), o semicondutor (3), a nova posição dosensor óptico ou ultra-sônico (4), o condutor de sementes (5), oconjunto duplo disco sulcador de sementes (6), e o corpo principal (7).

Figura 2: Desenho de uma vista lateral em corte, ampliadaa partir de um conjunto de semeadura (1) de uma linha de plantio, naqual se pode identificar: O semicondutor (3) encaixado dentro dosensor óptico ou ultra-sônico (4) e este, dentro do corpo principal (7) eainda, o condutor de sementes (5) com a extremidade inferior alojadaentre os discos do conjunto duplo disco sulcador de sementes (6),identificado na vista em corte ainda não ampliada.

Figuras 3: Desenho em vista superior de um sensor ópticoou ultra-sônico (4), onde se pode identificar nas laterais do alojamento(4a) os emissores e receptores ópticos (4b), as placas de proteção(4c) dos sensores, a seção de passagem dos produtos (4d), sendoque fica claro que a emissão de raios (4e) que partem dos emissorespara os receptores formam uma cortina de raios (4e) paralelos entre si.

Figura 4: Desenho em perspectiva de um sensor óptico ouultra-sônico (4), onde se identificam, o alojamento do sensor (4a), aposição dos emissores e receptores ópticos (4b), as placas deproteção dos sensores (4c), em material transparente, e a seção depassagem dos produtos (4d).

Figura 5: Desenho em vista lateral em corte de uma linhade plantio, mostrando o conjunto de componentes específicos dosistema de fertilização onde estão identificados: O reservatório defertilizantes (8) com o mecanismo dosador de fertilizante (8a), omangote (9), o sensor óptico ou ultra-sônico (4), o condutor defertilizantes (10) e o conjunto facão ou duplo disco sulcador parafertilizantes (11).

Figura 6: Desenho em vista explodida mostrando aposição de montagem do sensor óptico ou ultra-sônico (4), entre osemicondutor (3) e o condutor de sementes (5), e a forma como estessão alojados no corpo principal (7).

Descrição detalhada da invenção

Referindo-nos a figura 1 em anexo, em que érepresentado o conjunto de semeadura (1) de uma linha de plantio,verifica-se que o sensor óptico ou ultra-sônico (4) é posicionado entreo semicondutor (3) e o condutor de sementes (5), dentro do corpoprincipal (7) e próximo do reservatório individual (2), que possui,imediatamente abaixo o mecanismo dosador das sementes (2a),normalmente composto de discos alveolados, rotores ou sistemasdosadores pneumáticos. Ainda, nesta figura, pode-se identificar aposição do condutor de sementes (5) alojado no interior dos discosduplos (6), onde é feita a deposição das sementes no solo.

O sensor óptico ou ultra-sônico (4) é alojado no interior docorpo principal (7) entre o semicondutor (3) acima e o condutor desementes (5) abaixo. Nota-se que este sensor, ao ficar muito próximodo mecanismo dosador de sementes (2a) do reservatório individual(2) faz o monitoramento da passagem das sementes imediatamenteapós a saída do mecanismo dosador de sementes (2a), que estáanexo e abaixo do reservatório individual (2) e, portanto, antes que assementes adquiram maior velocidade, por estarem em queda livre, eantes de bater nas paredes dos condutores. Isto faz com que a leituraseja mais eficiente, ocorra menor acúmulo de sujidades e facilite aretirada do sensor óptico ou ultra-sônico (4) para limpeza emanutenção ou mesmo para efetuar a limpeza sem a retirada deste,pois para limpar basta bascular o reservatório individual (2).

Referindo-nos agora a figura 2, em que é representadoum detalhe em escala ampliada em corte do conjunto de semeadura,nota-se que o sensor óptico e/ou ultra-sônico (4) tem uma seção parapassagem dos produtos (4d), maior que a seção do semicondutor (3)e desemboca diretamente no condutor de sementes (5), não criandoqualquer restrição à passagem dos produtos.

Na vista superior da figura 3 e na perspectiva da figura4, podemos identificar a concepção do sensor óptico (4), em que osemissores e receptores de sinal (4b) estão dispostos dentro de umalojamento (4a) protegidos por placas transparentes (4c) econfigurados de modo a emitir raios (4e) paralelos e ocupando todosos espaços da seção de passagem dos produtos (4d), tornandoimpossível a passagem de sementes pelo alojamento do sensor semque seja detectado pelos raios emitidos, mesmo quando as sementesdescem batendo nas paredes do semicondutor (3), devido aosbalanços que ocorrem com as plantadoras durante o trabalho.

Na figura 5 pode-se identificar o posicionamento dosensor óptico ou ultra-sônico (4) próximo do facão ou duplo discosulcador de fertilizantes (11) e entre o condutor de fertilizantes (10) eo mangote (9). Este posicionamento faz com que o sensor óptico ouultra-sônico (4) detecte qualquer obstrução de passagem dofertilizante, imediatamente após ter ocorrido e, dessa forma, evita quefique um longo trecho de sulco sem receber a adubação e deixa ummenor volume de fertilizantes retido no interior do condutor defertilizantes (10) e/ou mangote (9). Acima do mangote (9) ficamdispostos o reservatório de fertilizantes (8) com os respectivosdosadores (8a), para cada linha de plantio.

A figura 6 mostra a seqüência de montagem doscomponentes semicondutor (3), sensor óptico ou ultra-sônico (4) e ocondutor de sementes (5) no interior do corpo principal (7), sendo osemicondutor encaixado dentro e sobre o sensor e, este assentadosobre o condutor de sementes, tornando evidente a ausência derestrição à passagem dos produtos.

Tratou-se no presente relatório descritivo de uma invençãodotada de aplicação industrial, atividade inventiva e novidade,revestida de todos os requisitos para receber a concessão doprivilégio pleiteado.

Claims (6)

1.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScaracterizado por ser constituído por sensores ópticos ou ultra-sônicos (4) em que os emissores e receptores de sinal (4b) estãodispostos dentro de um alojamento (4a) fora da seção transversal decondutor que monitoram e configurados de modo a emitir raios (4e)paralelos que ocupam toda a área da seção de passagem dosprodutos (4d), sendo um sensor óptico ou ultra-sônico (4), dito demonitoramento do fluxo de sementes, posicionado entre osemicondutor (3) e o condutor de sementes (5), dentro do corpoprincipal (7) e próximo do reservatório individual (2), enquanto umsensor óptico ou ultra-sônico (4), dito de monitoramento do fluxo defertilizantes, é posicionado próximo do facão ou duplo disco sulcadorde fertilizantes (11) e entre o condutor de fertilizantes (10) e omangote (9).

2.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScomo reivindicado em 1 e ainda caracterizado por os condutoresdesembocarem diretamente dentro do alojamento do sensor (4a), comos emissores e receptores de sinal (4b) posicionados do lado de fora.

3.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScomo reivindicado em 2 e ainda caracterizado por os emissores ereceptores ópticos (4b) serem protegidos por placas transparentes (4c).

4.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScomo reivindicado em 1 e ainda caracterizado por o sensor óptico ouultra-sônico (4) do fluxo de sementes fazer o monitoramento dapassagem das sementes imediatamente após a saída do mecanismodosador de sementes (2a).

5.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScomo reivindicado em 1 e ainda caracterizado por o acesso aosensor óptico ou ultra-sônico (4) ser através do reservatório individualbasculante (2).

6.- SISTEMA DE LEITURA ÓPTICA E/OU ULTRA-SÔNICA APLICADO EM PLANTADORAS PARAMONITORAMENTO DE VAZÃO DE SEMENTES E FERTILIZANTEScomo reivindicado em 1 e ainda caracterizado por o sensor ópticoe/ou ultra-sônico (4) ter uma seção para passagem dos produtos (4d),maior que a seção do semicondutor (3), que desemboca diretamenteno condutor de sementes (5).