Machine aratoire à commande automatique
La présente invention a pour objet une machine aratoire à commande automatique par exemple une démarieuse de betteraves.
Le démariage, dans la culture des betteraves, est une opération effectuée au cours de la croissance des plantes semées en rangs et qui poussent serrées ou non les unes contre les autres. Elle consiste à détruire certaines de ces plantes pour permettre la croissance normale de celles qui subsistent.
Un rang de betteraves à démarier se présente en général comme le montre la fig. 1 du dessin annexé. Une première plante 1 est suivie jusqu'en 2 de plantes concentrées sur une longueur réduite.
De 2 jusqu'à 3 est un espace dépourvu de plantes par suite d'une mauvaise germination. En 3 commence une nouvelle série de plantes qui se poursuit jusqu'en 4.
Le démariage a pour but de ménager un espace libre minimum e entre les plantes. Ce résultat est obtenu en enlevant toutes les plantes se trouvant dans l'intervalle e après la plante 1, en épargnant la plante 5, en détruisant à nouveau les plantes le long de l'intervalle e au-delà de 5, en épargnant la plante 6, en détruisant le reste des plantes concentrées jusqu'en 2 0'intervalle 6-2 étant inférieur à e) et en répétant le même processus à partir de la première plante 3 qui est épargnée, à condition bien entendu que l'intervalle 6-3 soit supérieur à e.
Un tel travail de démariage est réalisé indus triellement à l'aide d'une machine aratoire dont un modèle est représenté sur la fig. 2.
Cette machine comporte une fraise rotative 7 montée sur un tracteur et munie de couteaux 8 propres à assurer la destruction de toutes plantes se trouvant sur leur parcours, ces couteaux étant effacés pour épargner les plantes devant subsister.
La commande d'effacement des couteaux s'effectue automatiquement à partir d'un tâteur 9 situé à proximité de la fraise, un peu en avant de celle-ci dans le sens de déplacement du tracteur. La réac- tion du tâteur au contact d'une plante est transmise à un dispositif-électronique adéquat logé dans un coffret 10 devant le siège du conducteur, ce dispositif étant agencé pour interpréter la réaction du tâteur et engendrer en conséquence les signaux coovenables de commande des couteaux, assurant l'excitation et la désexcitation d'un électro-aimant 11 qui détermine l'effacement ou le déploiement des couteaux.
On voit par ailleurs sur cette fig. 2, en 12, un pare-boue, en 13, la transmission mécanique, en 14 un vérin électrique de relevage et en 15 le train arrière.
La présente invention a pour objet une machine aratoire du genre décrit ci-dessus et dont la commande des outils est réalisée avec une grande précision en fonction de la progression du tracteur, grâce à un dispositif électronique perfectionné.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce que son dispositif électronique de commande comprend un générateur d'impulsions destiné à émettre une impulsion chaque fois que ladite machine progresse d'une longueur déterminée sur le terrain, ce générateur d'impulsions faisant ainsi office d'appareil de mesure de l'avance de la machine, un compteur d'impulsions branché à la sortie dudit générateur et destiné à émettre des signaux de commande des outils après comptage de nombres déterminés d'impulsions, et une porte électronique asservie audit tâteur et intercalée dans la liaison entre ledit générateur et ledit compteur, cette porte étant destinée à établir ou interrompre ladite liaison selon que le tâteur a, ou non détecté la présence d'une plante.
Selon une forme d'exécution applicable au cas d'outils se trouvant normalement en position effacée (électro-aimant de commande excité), l'asser- vissement de la porte au tâteur est tel que la liaison entre le générateur d'impulsions et le compteur d'impulsions demeure bloquée tant que le tâteur n'a pas détecté une plante après un effacement des outils intervenu précédemment, la liaison étant, par contre, établie et le compteur mis en fonctionnement dès la première plante rencontrée par le tâteur alors que les outils sont effacés.
Le compteur est agencé de manière à émettre un premier signal de commande après comptage d'un petit nombre déterminé d'impulsions et un second signal de commande après comptage d'un autre nombre déterminé d'impulsions, plus grand que le précédent, le premier signal provoquant la mise en oeuvre des outils (électro-aimant désexcité) et le second signal assurant, au contraire, leur retour en position effacée et entramant, en outre, le blocage de ladite porte, mettant ainsi le compteur hors service jusqu'à ce que le tâteur ait détecté une plante.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en projection horizontale d'un rang de plantes, illustrant le principe du démariage tel qu'exposé dans le préambule.
La fig. 2, qui a également été utilisée dans celuici, est une vue en perspective de la machine aratoire.
La fig. 3 est un schéma synoptique du dispositif électronique.
La fig. 3a est un schéma analogue d'une variante.
Les fig. 4,5,6 et 7 sont des schémas de montage détaillés du dispositif électronique.
Dans le mode de réalisation illustré sur le dessin, on a représenté schématiquement en 16 (fig. 3) une cellule photoélectrique faisant partie d'un générateur d'impulsions. Le faisceau lumineux recueilli par cette cellule est occulté par un cache mobile (non représenté) à une cadence qui dépend de la vitesse de progression-de la machine aratoire.
Ce cache mobile peut être constitué par une croix de Malte, un disque perforé, une roue dentée ou autre organe adéquat, entraîné par le mouvement même de la machine. Il pourrait être notamment accouplé, par toute transmission convenable, à l'une des roues du tracteur, de préférence une roue non motrice. Les impulsions engendrées par la cellule sont donc fonction de la progression du véhicule ou, en d'autres termes, chaque impulsion émise correspond à une distance déterminée parcourue par celui-ci sur le terrain. Ceci revient à dire que le générateur d'impulsions est un appareil de mesure précise du déplacement de la machine aratoire.
Il va de soi, toutefois, que l'on pourrait avoir recours à un générateur d'impulsions de type différent, par exemple électrostatique (capacité varia ble), électromagnétique (entrefer ou flux variable) ou purement électrique (commutateur tournant), la seule condition à respecter étant que la variation récurrente ait pour origine le déplacement de la machine.
Les impulsions émises par le générateur 16 sont appliquées à un étage 17 où elles sont amplifiées avant de parvenir à une porte . Celle-ci ne s'ouvre qu'à la réception d'un signal provenant d'une bascule 18, sous l'action d'un contact établi par le tâteur 9 avec une plante, action qui se traduit par une impulsion transmise à la bascule par un montage convenable 19.
L'ouverture de la porte 17 permet le passage des impulsions engendrées par 16 vers un étage multivibrateur unistable 20 et, de là, à un double compteur d'impulsions 21-22 comptant les unités et les dizaines.
Lorsque le compteur a enregistré un nombre prédéterminé (petit) d'impulsions, il émet un signal qui est appliqué à une seconde bascule électronique 23 ; cette dernière répercute ce signal à l'étage 24 d'alimentation de l'électro-aimant 11 et assure la désexcitation de celui-ci : les outils de la fraise sont alors rendus actifs.
Le compteur, poursuivant sa mission, enregistre un second nombre prédéterminé (grand) d'impulsions et émet un nouveau signal qui fait rebasculer 23. Il s'ensuit une double action : d'une part, l'élec- tro-aimant 11 est réexcité, provoquant l'effacement des outils, et, d'autre part, la bascule 18 est remise en son état original : elle redevient réceptive pour toute impulsion provenant de 19 et bloque la porte
17, de telle sorte que le train d'impulsions engen- drées par 16 n'est plus acheminé vers le compteur 21-22. Ce dernier ne sera remis en service que si et quand le tâteur 9 détecte à nouveau une plante, le même processus se répétant.
La prédétermination des deux nombres-petit et grand-devant être comptés en 21-22, est réali- sée au moyen d'un montage convenable 25 suscep tible d'un réglage individuel pour chacun des nombres affichés.
Les fig. 4 à 7 montrent les détails de montage
d'un mode de réalisation répondant au schéma
synoptique de la fig. 3, les'lettres alphabétiques -de références indiquant, quand elles désignent un point noir, les interconnexions permettant la reconstitution d'ensemble des diverses figures et, quand elles désignent un petit rond, la connexion à une source de tension convenable.
Sur la fig. 4, la cellule photo-électrique 16 est
d'un type classique. Son anode est portée à un potentiel positif par un diviseur de tension 26-27 branché sur une ligne a sous tension convenable, tandis que la cathode est reliée à un tube amplificateur 30 dont l'anode est connectée à une double triode 31 dite sélectrice de coincidence . La grille
de commande de la deuxième demi-triode 31 est reliée (par b) à un dispositif décrit plus loin dont l'action a pour effet de livrer passage aux impulsions provenant de la cellule 16.
La fig. 5 montre le tâteur 9 connecté à une lampe 32 dont la polarisation est fixée par une source indépendante. Cette lampe est montée en oscillateur bloqué déclenché par la modification du potentiel d'entrée 0'utilité d'un tel montage apparaîtra dans la suite). Après différenciation, l'impulsion provenant de 32 est envoyée sur une lampe 33 constituant, avec un tube 34, un bistable. Les tubes amplifient deux impulsions positives sur deux canaux.
Une seconde unité bistable 35-36, analogue à la première, fournit à ses sorties deux tensions en créneaux complémentaires l'une de l'autre. Les tubes 34 et 36 sont des multivibrateurs, les diodes à cristal 37 empêchant que des impulsions positives puissent déclencher les multivibrateurs.
L'impulsion de sortie, qui passe dans un exemple de réalisation de 29 à 42 volts, est appliquée, d'une part, (par j) pour commander la grille du tube 38 de l'électro-aimant 11 (voir fig. 6), et, d'autre part, à travers un condensateur différenciabour 39 sur les grilles d'une double triode 40 dont les anodes sont reliées à des potentiomètres de prédétermi- nation, 41 pour le petit nombre et 42 pour le grand.
L'une des impulsions du second bistable 35-36 (fig. 5) est appliquée au circuit d'entrée du tube 33 du premier bistable 33-34. L'impulsion de sortie de ce premier bistable (transmise par b), débloque la grille du tube 31, comme indiqué plus haut en regard de la fig. 4.
Les impulsions sont alors envoyées sur le tube 43 fonctionnant en multivibrateur unistable ; 1'in- pulsion de sortie de ce dernier est transmise, à travers un réseau différenciateur, à un tube 44 fonctionnant également en multivibrateur unistable et dont l'impulsion de sortie (en d) a, dans un exemple de réalisation, une valeur d'environ + 156 volts et une pente de 20,106 V/sec.
Les impulsions à compter sont transmises à la plaque de déviation d'un tube 45 (fig. 7) associé à une triode 46 qui permet sa remise à zéro. Par ce moyen, le faisceau revient rapidement en arrière et produit une impulsion de sortie suffisante pour déclencher un second tube 47, après dix impulsions, une triode 48 analogue à 46 étant associée au tube 47. La remise à zéro peut se faire à tout moment en appliquant (par/) une tension négative, de-20 V par exemple, sur la première grille des tubes 45 et 47. Pendant le comptage, la borne f est à + 11, 9 V (voir également fig. 6).
On peut amener les compteurs à indiquer un nombre déterminé quelconque en manoeuvrant les potentiomètres 41 et 42. La vérification du nombre affiché s'opère en enfonçant l'un des poussoirs 41a et 42a qui ont pour effet de porter la grille correspondante du tube 40 au potentiel de la cathode. La tension sur les curseurs des potentiomètres tombe brusquement à la valeur correspondant au chiffre
choisi. La cadence maximum d'impulsions peut
être d'environ 1500 par seconde.
Ainsi, en bref, le contact du tâteur 9 avec une
plante 9a change l'état du tube 32 (fig. 5) qui émet
une série d'impulsions positives dont la première
fait basculer le bistable 33-34. Ce dernier, qui cesse
alors d'être réceptif pour toutes autres impulsions
provenant de 42 même à la suite de nouveaux con
tacts éventuels du tâteur compris dans l'intervalle
prédéterminé, débloque la porte 31 (fig. 4). Pendant
ce temps-et depuis le fonctionnement du second
bistable 35-36 à la fin du dernier comptage du
grand nombre affiche-les outils de la fraise sont
effacés.
Le comptage du petit nombre s'effectue alors.
Lorsque celui-ci est atteint, le compteur fait (par
i) basculer le bistable 35-36 qui, d'une part, com
mande (par j) le tube 38 (fig. 6) et désexcite l'élec
tro-aimant 11 (sortie des outils), et, d'autre part,
déclenche le comptage du grand nombre affiché.
Il est à noter que l'impulsion négative envoyée sur
le bistable 33-34 est sans effet.
Lorsque le grand nombre affiché est atteint,
le bistable 35-36 bascule, provoquant la réexcita-
tion de l'électro-aimant 11 et l'effacement des outils
de la fraise et faisant, en outre, basculer le bista
ble 33-34. Celui-ci redevient réceptif pour toute
impulsion éventuelle pouvant provenir de 32 et
bloque (par b) la porte 31. On se retrouve dans les conditions de départ.
On remarquera, à ce propos, que le montage
de la lampe 32 en oscillateur bloqué, comme indiqué
plus haut, assure le déclenchement du bistable
33-34, même si le tâteur 9 est en contact ininter
rompu sur des plants supposés serrés les uns contre
les autres sans solution de continuité.
Le générateur d'impulsions 16 continue à émet
tre en fonction de l'avance du tracteur, mais les
impulsions ne sont plus transmises au compteur ;
les outils de la fraise demeurent escamotés. Cette
situation persiste tant que le tâteur 9 n'a pas détecté
la présence d'une nouvelle plante, telle que la
plante 1 ou 3 de la fig. 1.
Comme expliqué plus haut, à la rencontre d'une
telle plante, l'action du palpeur provoque l'ouver-
ture de la porte à l'entrée du compteur qui enre
gistre le petit nombre prédéterminé d'impulsions
puis émet un signal de commande coupant l'exci-
tation de l'électro-aimant et rendant actifs les outils.
La fraise se trouve alors au-delà de la plante 1 ou 3
qui a été épargnée et le travail de binage commence.
Le compteur enregistre alors le grand nombre
prédéterminé d'impulsions qui correspond à une
distance e parcourue par le tracteur et, lorsque ce
grand nombre est atteint, un signal de commande
est émis qui provoque la reexcitation de l'électro-
aimant et l'effacement des outils, ce qui permet
d'épargner une plante telle que 5 ou 6.
Le palpeur détectant une nouvelle plante immé
diatement après 5 ou 6, on revient à la situation précédente et le binage recommence sur une nouvelle distance e. Si, par contre, l'on se trouve dans un espace dépourvu de plantes, tel que 2-3, les outils demeurent effacés jusqu'à détection de la première plante rencontrée, c'est-à-dire 3.
Dans cette dernière éventualité, il est possible, évidemment de faire en sorte que le binage ne soit pas interrompu sur l'espace vide jusqu'en 3.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
Ainsi, on peut inverser le mode de fonctionnement qui a été décrit : les outils se trouvent alors normalement en position active, le premier signal provoque leur effacement et le second signal leur retour en position active. Un troisième compteur 26 (fig. 3a) assure le blocage de la porte électronique jusqu'à ce que le tateur ait détecté une plante.
En outre, il est bien évident qu'on pourrait substituer des transistors aux tubes électroniques classiques, en adaptant en conséquence les connexions.