ES2614380T3 - Sincronización de un sistema de siembra en filas dobles - Google Patents

Sincronización de un sistema de siembra en filas dobles Download PDF

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ES2614380T3
ES2614380T3 ES14192624.6T ES14192624T ES2614380T3 ES 2614380 T3 ES2614380 T3 ES 2614380T3 ES 14192624 T ES14192624 T ES 14192624T ES 2614380 T3 ES2614380 T3 ES 2614380T3
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Abstract

Un sistema de distribución de semillas que comprende: al menos una unidad de primera fila (110) y una unidad de segunda fila (120) adaptadas para distribuir semillas y dispuestas adyacentes entre sí o en una configuración escalonada o ambas, cada unidad de fila incluyendo: un dispositivo de distribución de semillas (26) adaptado para proporcionar una acción de distribución para una pluralidad de semillas (30); un conjunto de accionamiento (112, 122) configurado para accionar el dispositivo de distribución de semillas; un sensor (116, 126) adaptado para detectar al menos el paso de una semilla y generar una señal correspondiente al paso de semillas; y un controlador de fila individual (102) acoplado operativamente al conjunto de accionamiento de cada unidad de fila y configurado para recibir las señales del sensor, asignar etiquetas de distancia para cada semilla relacionada con una posición de la semilla en un surco debajo de cada una de las primeras y segundas unidades de fila, y para determinar si la separación de semillas está a un nivel deseado, caracterizado por que el controlador de fila individual está configurado además para almacenar señales de los sensores de cada unidad de fila hasta que se alcanza un tamaño de muestra de unidad de primera fila y un tamaño de muestra de unidad de segunda fila; y para combinar el primer y segundo tamaño de la muestra para generar un tercer tamaño de la muestra que simula una configuración de separación de semillas de fila única.

Description

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DESCRIPCION
Sincronizacion de un sistema de siembra en filas dobles Antecedentes
Esta invencion se refiere en general a aparatos de siembra de semillas, y mas particularmente a un sistema de siembra controlada que controla automaticamente y mantiene una densidad preseleccionada de la poblacion de semillas entregadas a los surcos formados en un campo y mantiene una relacion espacial entre las semillas en varias configuraciones de siembra.
Las tecnicas de cultivo dfas actuales incluyen, entre otras cosas, la siembra y la cosecha automatica de los cultivos. La siembra de semillas para establecer un campo de cultivo a menudo se logra por la conduccion de un tractor u otro vehfculo adecuado, mientras que tira de un dispositivo de distribucion de semillas, preferentemente varios de tales dispositivos que se extienden transversalmente a la direccion de desplazamiento del tractor, mientras que las semillas se distribuyen de forma continua en un numero correspondiente de surcos formados en el campo. Este aparato de distribucion de semillas automatico es generalmente accionado por una rueda de accionamiento que forma parte de la sembradora. En tal estado de la tecnica con respecto a los dispositivos automaticos de distribucion de semillas, la tasa a la que se distribuyen las semillas puede ser alterada manualmente ajustando el accionamiento acoplado al distribuidor de semillas.
Con el fin de obtener el maximo rendimiento por acre, un agricultor debe controlar con precision el numero de semillas plantadas por acre. Para lograr esto en el pasado, el agricultor podrfa incorporar un dispositivo contador en el distribuidor de semillas de la sembradora y contar el numero de semillas que esta distribuyendo. Durante este perfodo de conteo, el agricultor, ya sea manual o automaticamente incorporarfa medios para calcular la distancia recorrida para que pudiera determinar el area cubierta. Despues de viajar una distancia predeterminada durante la que se plantan semillas, el agricultor puede calcular la densidad de poblacion de semillas para el area pequena. Si la densidad de la poblacion esta de acuerdo con su rendimiento prescrito para ese campo en particular, el agricultor puede continuar su operacion de plantacion sin cambios. Sin embargo, si debe introducirse un ajuste en los equipos de siembra, el agricultor debe hacerlo en este momento y tomar una segunda muestra de la cantidad de semillas distribuidas durante el desplazamiento sobre otra area prescrita. Mientras que es de alguna forma un sistema automatico para la siembra de semillas, esta disposicion tiene la desventaja de que requiere grandes cantidades de tiempo para configurar y comprobar antes de que la operacion de siembra continua pueda comenzar. Ademas, la exactitud de la densidad de poblacion de las semillas plantadas de esta manera es como mucho solamente una aproximacion cercana debido a la posibilidad de semillas muy poco espaciadas que se distribuyen en una manera de producir impulsos de contaje de semilla coincidentes que se registrarfan como un solo numero de semillas.
Con referencia al documento US 7.726.251, los conceptos inventivos descritos anteriormente difieren significativamente de los que se ensenan en esta patente. En particular, en la patente '251 parece operar en el campo del tiempo en la realizacion de sus comparaciones. Se menciona que los distribuidores de fila podrfan ser desplazados a lugares de proa a popa, pero no explica como se va a ser gestionado por el metodo de la comparacion basada en el tiempo. Con respecto al documento EP 1.415.523, se describe un sistema de siembra de semillas orientado a la sembradora en filas que parece utilizar un sistema de posicionamiento externo para depositar las semillas en un surco. En la practica, este enfoque no tiene en cuenta la velocidad del tractor que puede aumentar o disminuir el espaciado de semillas, aunque es posible saber donde se desea liberar la semilla, pero no sabrfa la ubicacion final de la depositada. El documento EP 2227932 describe una maquina sembradora que tiene medios para generar una senal de referencia y la unidad de fila con un dispositivo de dosificacion de semillas y el sensor para detectar un parametro relacionado con la ubicacion de semillas en un surco debajo de la unidad de fila. Los medios de control alteran la accion de medicion para establecer una relacion deseada entre la senal de referencia y una senal de fndice basada en el parametro.
Los sistemas de siembra antes mencionados y la capacidad para realizar un seguimiento de las semillas plantadas en un campo se complican aun mas cuando el agricultor tiene la intencion de aumentar la densidad de semillas a ser plantadas por acre y las condiciones del terreno pueden cambiar. Ademas, el ajuste de la sembradora para el control de la relacion espacial entre dos unidades de plantacion (o filas individuales) adyacentes anade una complicacion adicional.
Sumario
Segun la presente invencion, se proporciona un sistema de distribucion de las semillas como se ha definido en la reivindicacion 1 del conjunto de reivindicaciones adjuntas. Variaciones preferibles se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 ilustra un conjunto tfpico de sembradora que es tirada por un tractor.
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Las figuras 2A-2B ilustran una vista lateral y una vista posterior, respectivamente, de un dispositivo distribuidor de semillas.
La figura 3 representa un esquema de un sistema de fila de plantacion y doble control de acuerdo con las ensenanzas del presente documento.
La figura 4 representa un esquema de un sistema de siembra y de control en filas dobles para controlar multiples unidades de fila individuales de acuerdo con las ensenanzas del presente documento.
Las figuras 5A-5C ilustran un par unidades de distribucion de semillas de doble fila con una disposicion proa a popa y la direccion de desplazamiento junto con un grafico que muestra los datos para ajustar el eje del motor de una unidad de motor del distribuidor de semillas de acuerdo con la invencion.
La figura 6 ilustra una disposicion de doble fila de plantacion y logra la separacion de semillas deseada en una configuracion escalonada de acuerdo con las ensenanzas del presente documento.
La figura 7 ilustra una disposicion de doble fila de plantacion y lograr la separacion de semillas deseada en una configuracion escalonada de acuerdo con las ensenanzas del presente documento.
La figura 8 ilustra un diagrama de flujo de un metodo de deposito de semillas en una doble fila o configuraciones de filas multiples.
Descripcion detallada de la invencion
Los siguientes son descripciones mas detalladas de diversos conceptos relacionados con, y realizaciones de, los metodos y aparato de acuerdo con la presente descripcion. Debe apreciarse que diversos aspectos de la materia introducidos anteriormente y se discuten en mayor detalle a continuacion pueden implementarse en cualquiera de numerosas formas, ya que la materia no se limita a ningun modo particular de aplicacion. Ejemplos de implementaciones y aplicaciones especfficas se proporcionan principalmente con fines ilustrativos.
Con referencia ahora a la figura 1, se ilustran los componentes basicos de un aparato de deposicion controlada de semillas de la invencion, que incluye un tractor 10, o cualquier otro vehfculo adecuado, para transportar un material (grano/semilla o productos qufmicos o fertilizantes) de la tolva 11, o una pluralidad de tales tolvas (o sembradoras) en un brazo sembrador que se extiende transversalmente a la direccion de desplazamiento del tractor, sobre un campo a ser plantado o tratado. La conexion hecha entre el tractor 10 y la tolva 11 puede ser por cualquier disposicion adecuada, aquf se ilustra por medio de un enganche 12 que puede incluir un eje de rotacion y la disposicion de la bomba hidraulica para hacer funcionar hidraulicamente motores de accionamiento asociados con la porcion de distribucion de la tolva 11. En una realizacion relacionada, el motor de accionamiento es un motor electrico. En otra realizacion relacionada, las ensenanzas en el presente documento son aplicables a sembradoras neumaticas y configuraciones de lfnea de semillas para la siembra.
Situado en la parte inferior de la tolva 11 hay un sistema de distribucion de semillas 13 que incluye un distribuidor o mecanismo de semillas 13A, que dirige las semillas para ser plantadas hacia abajo dentro de los surcos formados en el campo. El mecanismo distribuidor de semillas 13A puede ser operado por un accionamiento de velocidad variable de medios tales como un motor hidraulico o electrico de velocidad variable, o similares. Inmediatamente debajo del distribuidor de semillas 13A hay un sensor de semillas 14 (optico, de microondas o de infrarrojos o similar) que produce una senal electrica, de preferencia en forma de una senal de impulsos, para cada semilla que en realidad pasa a su traves de camino al surco. Por lo tanto, se genera una senal electrica en respuesta a las semillas en efecto distribuidas. Montada en el tractor 10, en cualquier lugar conveniente para la manipulacion y la observacion por el operador del tractor, hay una unidad de control y de monitor de fila 16 que esta acoplada operativamente a los dispositivos del distribuidor de semillas y de deteccion de semillas a traves de un cable de control 17. Sin embargo, se entendera que se pueden incorporar otros medios (inalambricos a traves de RF o Bluetooth o de acoplamiento de luz laser o de otras formas de comunicacion inalambrica) para acoplar el equipo de monitor y de distribucion y de deteccion de semillas.
En funcionamiento, el agricultor solo necesita arrancar el tractor, establecer la informacion deseada en la unidad de controlador de la fila 16 (o un controlador principal) en cuanto a la densidad (u otro parametro) de la poblacion de semillas deseada, y luego tirar de la tolva o tolvas detras el tractor a cualquier velocidad deseada. La velocidad de movimiento del tractor sobre el suelo es detectada por un dispositivo de medicion de distancia que produce senales de impulso que se entregan a la unidad de control de fila 16 para la comparacion con las senales de control generadas por el sensor de semillas 14 (en una forma de realizacion relacionada, se utilizan multiples sensores de semillas). Estas dos senales se utilizan para controlar la velocidad de operacion del sistema de dosificacion de semillas 13 para mantener de ese modo automaticamente una densidad deseada de la poblacion de semillas a ser plantadas sobre el campo independientemente de las variaciones en la eficiencia de la sembradora. En caso de que el numero de semillas que se plantan varfe como resultado de una entrada de frecuencia de pulso de un GPS recibida por la unidad de distribucion de semillas 13A, o como resultado de un mal funcionamiento de esta unidad de
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distribucion de semillas, se generara una senal de control correspondiente para variar el funcionamiento del distribuidor de semillas de manera que se mantiene una densidad constante de la poblacion de semillas o para dar una senal de aviso al operador de que se ha producido un mal funcionamiento o se proporciona dicha senal a un sistema de control a fin de modificar el dispositivo de distribucion de semillas en la cantidad de semillas que se depositan. Un abridor de surcos 25 tambien se proporciona en esta configuracion de sembradora.
Con referencia ahora a las figuras 2A a 2B, se proporciona una vista lateral y una vista posterior de un posible mecanismo de distribucion de semillas, que en este ejemplo es un distribuidor de semillas accionado por vacfo 26 (otros distribuidores de semillas tambien pueden ser utilizados). No se muestra una unidad de vacfo que mantiene un vacfo en el lado del disco de semillas de rotacion 26 (que gira en la direccion de la flecha A) que esta lejos de la fuente de semilla. En este ejemplo de realizacion, las semillas 30 se obtienen a traves de una canaleta transportadora 27. Cuando el disco 26 gira a traves de un monton de semillas 30 en la parte inferior de una carcasa del conjunto de disco, los orificios 26A en el disco 26 llevan las semillas hacia arriba, una semilla por orificio debido al vacfo en el lado opuesto del disco. Cuando la semilla llega al punto de liberacion 29, el vacfo se bloquea y una semilla 31 cae en una depresion que deja caer en una rampa o tubo de semillas 28. Esta rampa transporta la semilla a traves de la gravedad hacia el surco. Un sensor de semilla puede estar situado en cualquier lugar a lo largo de la rampa de semillas. No se muestra es un motor (electrico o hidraulico o neumatico) que esta acoplado operativamente al disco de semillas 26 y esta configurado para controlar y variar la velocidad de rotacion del disco de semillas 26 mediante el control de la rotacion del arbol.
En este ejemplo de realizacion, el disco de semillas 26 se hace girar a una velocidad que distribuira la cantidad deseada de granos de semillas, dada la distancia de desplazamiento predicha de la sembradora y la poblacion deseada. El disco de semillas 26 puede ser conducido a traves de un componente de accionamiento comun para multiples distribuidores de semillas o puede ser accionado de forma individual para un control preciso de cada distribuidor de semillas con compensacion para la distancia exacta recorrida de la fila individual. La compensacion de distancia de recorrido de la fila predicho individual es importante para mantener la poblacion precisa en surcos curvos en el campo.
Con referencia ahora a las figuras 3 y 4 se ilustran respectivamente una vista esquematica de un conjunto de modulo de control de fila individual (IRC) 100, que es un conjunto de varios que se acoplan entre sf en un brazo sembrador de un sistema sembrador y un sistema sembrador global 200 segun las ensenanzas de este documento. En este ejemplo de realizacion, el modulo de conjunto de modulo de IRC 100 controla la velocidad de deposicion de semillas de dos unidades de fila 110 y 120 que tiene discos de semillas utilizando un motor electrico en cada disco. En este ejemplo de realizacion, las dos filas se componen de una configuracion de doble fila, pero estas ensenanzas no estan limitadas y se pueden usar en unidades de fila adyacentes. En el sistema de siembra 200, que utiliza estampado o etiquetado de la distancia para controlar y modificar la separacion de semillas, el brazo sembrador incluye una pluralidad de unidades sembradoras de filas dobles tales como 110 y 120 que son controladas por al menos un modulo IRC 102 (uno por uno o dos elementos de siembra) cada uno de los cuales tienen motores 112 y 122 que accionan distribuidores de siembra junto a cada tubo de semillas 114 y 124 de cada unidad de siembra, cada tubo o rampa teniendo su propio sensor de semillas 116 y 126. El modulo IRC 102 esta electricamente y comunicativamente acoplado a cada unidad de fila 110 y 120 por medio de un arnes de control IRC 104. El modulo IRC 102 esta ademas acoplado operativamente a un sensor de medicion de distancia del suelo 130 como una entrada de datos que proporciona la distancia recorrida del movimiento de avance del tractor. Un modulo de alimentacion de CC de 24 voltios 140 tambien se proporciona al conjunto de alimentacion 100 a traves de una lfnea troncal de energfa 142 que no solo las alimenta de los motores, sino que tambien alimenta el modulo IRC 102 (y puede alimentar un controlador principal tambien).
En este ejemplo de realizacion, el sistema de siembra parcial mostrada en el modulo 100 incluye un controlador principal 150 (parcialmente mostrado) que se comunica con uno o mas modulos de IRC y se comunica a traves de los sensores de semillas de la unidad de fila, motores, y otros accesorios a modo de un protocolo de comunicacion CAN BUS. En este ejemplo de realizacion, un arnes 152 conecta el controlador principal 150 a una unidad de arnes y fila adyacente y tambien se conecta a traves de una red troncal del arnes 154 al modulo de IRC 100. Cualquier controlador principal 150 o el modulo de IRC 100 es configurable para recibir una senal de radar o GPS (u otro dispositivo de posicion o geo-ubicacion) inicialmente como una entrada de datos al sistema de deposicion de posicion de la invencion. La informacion del sensor de medicion de la distancia desplazada por el suelo (tal como el sensor 130) y del sensor de semilla tambien puede ser proporcionada al modulo de control IRC. En este ejemplo de realizacion, un estimador de distancia esta incluido en cada uno de los modulos de IRC y esta configurado para estar en sintonfa con un sensor de medicion de distancia del suelo que se encuentra en el brazo de la varilla de siembra o de la unidad sembradora. En una realizacion relacionada, el estimador de medicion de distancia de suelo (o velocidad respecto al suelo en una forma de realizacion relacionada) esta en sincronfa con el radar o GPS o senal de posicionamiento del controlador principal 150. En otra realizacion relacionada, un sensor de medicion de distancia del suelo se encuentra en cada extremo del brazo de siembra para medir la diferencia de velocidades de avance en cada extremo cuando el tractor esta girando o viajando en un terreno irregular para servir como una entrada adicional al modulo IRC o controlador principal.
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En un ejemplo de realizacion, la informacion de medicion de distancia al suelo se introduce en el modulo de IRC a una tasa de un impulso por centfmetro (cm), mientras que el estimador de distancia se hace funcionar para estar en sintoma con esta senal de medida de distancia del suelo y proporciona un pulso cada milfmetro (mm). Donde hay dos sensores de tierra de medicion de distancia el estimador de distancia ajusta la unidad de plantacion en particular sobre la base de la distancia real medida al suelo o recorrida de la unidad de plantacion y en base a la posicion de la unidad de siembra o fila respecto a los dos sensores de medicion de distancia del suelo (la posicion a lo largo del tramo del brazo de la sembradora en que se encuentra esa unidad de fila). Cada pulso de la semilla (disparado cuando la semilla pasa un haz optico o interrumpe un campo electrico de un sensor de microondas) inicia un proceso de interrogacion del estimador de distancia y registrando el numero de pulsos de distancia en mm a partir del paso o disparador por una semilla de referencia inicial. Asf, para un penodo de muestra, cada semilla de la fila A y de la fila B (tal como en una configuracion de fila doble, ver figuras 5A y 5B) sena la distancia estampada o etiquetada. Donde se tiene una configuracion de doble fila que tiene las unidades de plantacion dispuestas en posiciones o localizaciones de proa y de popa, con toda la distancia de las semillas estampada, una correccion para el desplazamiento del distribuidor de semillas puede ser facilmente realizada mediante la aplicacion de la distancia de desplazamiento como un sesgo a una de las filas. Esto pone la comparacion del sello o la etiqueta de la distancia de cada distribuidor en una relacion adecuada para poder sacar conclusiones y las medidas exactas. En un ejemplo de realizacion, una serie de modulos de control de IRC estan conectados a un bus de comunicacion CAN que es controlado a su vez por el controlador o modulo principal (WSMT3 - Working Set Master 3) 150.
Con referencia ahora a la figura 4, se muestra mas detalle respecto al sistema sembrador 200 que incorpora el modulo de IRC que se muestra en la figura 3. En este ejemplo de realizacion, el sistema de siembra 200 (vista parcial) comprende seis ramas de 8 motores cada una (solamente se muestran 212 y 222) que son alimentados por una fuente de alimentacion de 24V 240 y que alimenta y se comunica con un controlador de fila individual (IRC) 201 a traves un BUS CAN 255, cada controlador de IRC 201 controlando un par de unidades de fila 210 y 220 accionadas por motores 212 y 222 que conducen a los distribuidores de semillas que distribuyen las semillas a traves de tubos individuales de semillas 210 y 220. En este ejemplo de realizacion, tubos de siembra de semillas incluyen sensores 216 y 226, que constan de sensores ya sean opticos, de radiofrecuencia, infrarrojos o de ultrasonidos. El modulo IRC 201 incluye una unidad de control electronico (ECU) 230 que puede aceptar una entrada de impulsos de frecuencia de una funcion de GPS o radar 232 o, pero no limitado a, un sensor de medicion de distancia del suelo. En una realizacion relacionada, se proporciona un suministro de 24 V aislado en el IRC (controlador de fila individual) de un controlador CANopen integrado en el motor. El sistema sembrador 200 tambien incluye un transmisor-receptor aislado CANopen para la interfaz de comunicacion IRC/Motor. Por ultimo, un sistema de control global (WSMT3) 250 proporciona la coordinacion entre los distintos modulos de IRC y proporciona datos y la retroalimentacion a traves del CAN bus 251 a un terminal virtual 253 en una cabina del tractor. Algunas de las comunicaciones en este sistema se puede producir como se describe en los documentos PCT/US2013/020464 (WO/2013/103937) y en la patente US n.° 5.635.911.
En este ejemplo de realizacion, el controlador principal 250 tambien se comunica con y controla una serie de sensores de velocidad de aplicacion 260, valvulas de solenoide 262, al menos una valvula servo 264, uno o mas sensores 266 de la tolva de semillas y una pluralidad de interruptores y sensores diversos 268.
Con respecto a las ramas de motores alimentadas por la fuente 24, la grna de programacion para el motor/controlador de motor para un motor de ejemplo utilizado en el presente documento, como el Dunkermotor (BG 65X25 Cl), proporciona ejemplos de aumentar la velocidad de rampa de 3000 rpm/1000 ms. Para disminuir la velocidad, la velocidad de la rampa por defecto se demuestra que es 10 veces mas rapida - 3000 rpm/100 ms. Estas parecen ser rampas razonables para una aplicacion descrita en este documento. Un sensor de medicion de distancias ejemplo planta de DICKEY-John esta disenado para realizar un seguimiento de una rampa de aceleracion de < 4,0 MPH/s (1,788 m/s2). En este ejemplo, el motor estara funcionando menos de 1000 rpm a una velocidad de avance de quizas 5 MPH (8,04672 km/h). Por lo tanto, la rampa de aceleracion de 3 RPM/ms parece satisfactoria y alcanzable. Sena preferible desacelerar mas rapido por lo tanto el 10 X parece ser un punto de partida aceptable.
Con referencia ahora a las figuras 5A - 5C, en este ejemplo de realizacion, se proporciona un metodo de escalonamiento de doble fila y un sistema configurado para escalonar una unidad de siembra sembrador de dos (o doble o dos filas adyacentes) en una configuracion de sembradora de doble fila 300. En particular, el escalonamiento de las dos unidades de distribucion de semillas de doble fila 310 y 330 en una sembradora 300 y brazo de la sembradora 302 tal que la separacion del grano de semilla resultante en el suelo es tal que los granos de la fila F (frontal o proa) estan escalonados en relacion con los de la fila R (posterior o popa) de tal manera de maximizar la distancia entre semillas. El concepto de doble fila (o filas adyacentes) agrupa unidades de distribucion de fila en pares, donde cada par esta separado relativamente cerca unos de otros en comparacion con la distancia entre filas entre pares de distribuidores de unidades de siembra. Esto tiene ciertas ventajas en las semillas que utilizan los nutrientes del suelo y la luz solar. Especialmente cuando la separacion de filas es muy pequena, la colocacion de cierto tipo de semillas en la direccion de desplazamiento de la sembradora se convierte en un problema importante de manejar. Maximizar la distancia entre semillas (en la misma fila y de las filas adyacentes) se convierte en una consideracion importante. Un par de unidades de distribucion de semillas de doble fila normalmente son filas espaciadas con una anchura W de aproximadamente 0,19 metros (7,5 pulgadas) de distancia. Cada conjunto de par esta normalmente mas espaciado, unos 0,77 metros (30 pulgadas). En el sentido de la marcha, las unidades de fila
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en la configuracion doble tienen un desplazamiento L de alrededor de 0,36 metros (14 pulgadas). El resultado deseado es que la separacion de semillas en el suelo de la fila R y la fila F son tales que las semillas estan escalonadas o alternadas en su posicion. Esto proporciona la maxima separacion entre las semillas que es una condicion deseable.
Para diversas realizaciones de ejemplo descritas en este documento, un motor electrico acciona el arbol de accionamiento del disco y la velocidad del disco de semillas se controla por medio del motor, como se ilustra en la figura 5C. Teniendo en cuenta que un ejemplo extremo de la correccion en la direccion de aumentar una de las dos velocidades del motor requiere un desplazamiento de 4,5 grados en la eliminacion de eje entre un par de motores, una correccion de fase del motor de 225 grados se dirigirfa con una caja de cambios 50:1 (por ejemplo, Dunkermotor SG 80) entre el motor y el arbol de accionamiento del disco de semillas. Utilizando la rampa de aceleracion de 3 RPM/ms, la figura 5C ilustra el tiempo necesario para realizar diversas correcciones de la posicion del arbol del motor para lograr o mantener la separacion deseada de la semilla.
Ejemplos de una capacidad de accionamiento de velocidad variable para controlar la velocidad de distribucion de las semillas desde el distribuidor se proporcionan en US 3.912.121 y US 4.085.862. El escalonamiento de dos distribuidores de semillas de doble fila normalmente se llevarfa a cabo en las semillas similares al mafz donde la separacion es mas crftica que en las semillas como la soja que es la semilla “perforada” con menos enfasis en la distancia del nucleo a nucleo. Por lo tanto, en este ejemplo de realizacion, se utiliza el mafz como una semilla de ejemplo para la siembra para ilustrar las ensenanzas en el presente documento.
Con referencia ahora a la figura 6, en este ejemplo de realizacion de una configuracion de doble fila 400 con corredores de distribucion de semillas que se mueven hacia la izquierda, el desplazamiento de los corredores en la direccion del recorrido es de unos 0,36 metros (14 pulgadas) (AD). La configuracion 400 incluye una unidad de fila de proa 410 y una unidad de fila de popa 420. Dado que todas las comparaciones de separacion se estan realizando en la dimension “espacial”, cada semilla sera marcada o estampada con un valor de distancia desde un punto de partida arbitrario. El punto de partida arbitrario puede ser cualquier ubicacion en la que se inicia un analisis. Para etiquetar o estampar una semilla con un valor de distancia, la distancia desde el punto de partida debe ser conocida en todo momento. El movimiento del suelo se puede medir desde tfpicos sensores de medicion de distancia al suelo que llevaran a cabo un impulso para una distancia dada movida. Por ejemplo, muchos sensores de medicion de distancia de radar de suelo generan un pulso por centfmetro recorrido. Para esta aplicacion de ejemplo, serfa deseable tener una resolucion mayor de un centfmetro y, preferentemente, de un milfmetro. En una realizacion relacionada, donde un sensor de medicion de distancia del suelo no esta facilmente disponible para proporcionar la presente resolucion, un estimador de distancia recorrida se puede utilizar para sincronizarse con un sensor de medicion de distancias del suelo de resolucion inferior. Este estimador podrfa generar un pulso cada milfmetro y mantenerse en sincronfa con el sensor de medicion de distancia del suelo que esta emitiendo un pulso por centfmetro.
En este ejemplo de realizacion, cada semilla que se detecta o interrumpe una senal u onda o rayo (tales como la interrupcion de un haz optico en un sensor optico o la interrupcion de un campo electrico en un sensor de microondas), con lo que actua como un disparador, para crear una distancia del terreno estampada en la que el sello es la distancia de la semilla desde el punto de partida arbitrario. Un ajuste se puede realizar en los valores de distancia estampados de una fila para el desplazamiento de la fila (AD). Despues de ajustar este desplazamiento de proa a popa (tal como en una disposicion de doble fila), se puede determinar la sincronizacion espacial de las semillas de las dos filas. Cualquier error de desplazamiento puede ser corregido por el incremento de la velocidad del motor distribuidor de fila apropiado para el intervalo de espaciado correcto.
En un ejemplo de realizacion, se utilizo un disco de semillas de mafz de las Great Plains de sus sembradores de doble fila todos los cuales tienen 40 aberturas en el disco de semillas por revolucion. Con 40 semillas por revolucion del disco de distribucion, hay 9 grados de rotacion del arbol de accionamiento del disco entre las cafdas de semillas. Para obtener cualquier tipo de relacion escalonamiento entre dos distribuidores de semillas, el caso extremo de correccion requerida es, pues, de 4,5 grados. Por lo tanto, cualquiera de los dos distribuidores de fila 410 (F) o 420 (A) puede ser utilizado para la actividad de correccion, ya que cada unidad de fila se controla individualmente y la actividad de correccion implicarfa un aumento momentaneo de la velocidad del arbol del distribuidor a traves del motor en lugar de una disminucion. En este ejemplo de realizacion, la velocidad de la rampa del motor del arbol de accionamiento del disco se dirige en la direccion de aumento de la deposicion de semillas. En una realizacion relacionada, si el disco de semillas tuviera 60 aberturas, hay 6 grados de rotacion del arbol de accionamiento del disco entre las cafdas de semillas. Por lo tanto, la correccion de destino en este ejemplo serfa de unos 3 grados para lograr la relacion de escalonamiento. Por lo tanto, el grado de rotacion del arbol dividido por un numero mayor de uno, tal como 2, (o multiplicado por 0,5) proporcionarfa la diferencia de fase apropiada entre los discos de siembra de filas adyacentes de separacion escalonada adecuada en estos ejemplos.
En este ejemplo de realizacion, los ajustes de fase se han previsto en los segmentos o tamanos de muestra de 200 semillas (para cada distribuidor de semillas, por lo tanto, un tamano de la muestra para cada uno de las unidades de fila 410 y 420 de proa/de popa). Cuando 200 semillas (un primer tamano de la muestra) se han distribuido desde el distribuidor de semillas de la primera unidad de fila 410 (F) y 200 semillas (un segundo tamano de la muestra) desde
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el distribuidor de semillas de segunda unidad de fila 420 (R/trasero), se realiza un analisis para determinar que fase necesita correccion de desplazamiento para proporcionar una individualizacion optima cuando los tamanos de las muestras de semillas de cada uno de los distribuidores 410 y 420 se combinan en una muestra de un tercer tamano. La “individualizacion” sera el parametro que se optimiza mediante el ajuste de desviacion espacial adecuada en uno de los distribuidores de semillas. El modulo de IRC sabe la distancia instantanea recorrida por el plantador de la sembradora para cada semilla distribuida. De este modo, cada semilla tiene “estampada o etiquetada la distancia” en contra de algun lugar de referencia inicial o evento.
Por lo tanto, a la hora del analisis en este ejemplo de realizacion, una vez que el modulo de IRC ha reunido datos sobre 400 semillas estampadas con distancia, 200 de cada distribuidor. La distancia de separacion en una de las filas puede sesgarse previamente basada en la distancia a la popa de los dos distribuidores. Por lo tanto, cuando se combinan, las 400 semillas (un tercio o de otro tamano de la muestra) simulan o son vistas como una unidad de fila con separacion nominal de semilla de la mitad de la distancia asociada con cada distribuidor fila. De ahf que el ejercicio de la separacion conceptual de semilla se convierte en uno de lograr la separacion de semillas para una fila. El concepto de individualizacion de las semillas tambien es un factor o parametro importante en nuestra invencion, ya que ayuda en el logro de los ajustes de fase adecuados para llegar a la configuracion de separacion deseada. La definicion de “individualizacion” es una extension de la norma ISO-7256-1 y se utiliza para calcular el porcentaje de individualizacion de las filas combinadas (o doble o dos filas adyacentes). Un enfoque iterativo (o algun otro enfoque matematico) se puede utilizar para encontrar el sesgo espacial que debe ser anadido a las semillas desde el distribuidor 420 para proporcionar el porcentaje maximo de individualizacion. La individualizacion maxima es el objetivo de hacer este ajuste de fase.
Una vez que el sesgo optimo se determina para el maximo porcentaje de individualizacion, se aplica al distribuidor de las semillas de cualquiera de la unidad de fila 410 o la unidad de fila 420 y comienza la siguiente toma de muestras. Al aplicar el sesgo, el distribuidor de semilla que es apropiado para “acelerar” se ajusta momentaneamente. Por lo tanto, si el sesgo de la unidad 420 es positivo, unidad de fila del distribuidor de semillas 420 debe desplazarse hacia adelante para entrar en fase optima. Si el sesgo en la unidad de fila 420 es negativo, el distribuidor de semilla de la unidad de fila 410 debe desplazarse hacia adelante. La correccion se hace siempre acelerando momentaneamente uno de los distribuidores de semillas y preferiblemente no mediante la desaceleracion.
Asf, cuando los dos patrones de semillas espaciales (posicion de al menos dos granos de semillas individuales en el suelo) se comparan y el factor de correccion que determina la fila proporciona la menor correccion (correccion mediante el aumento de la velocidad del motor del distribuidor de semillas) se somete a un aumento de la velocidad por la rampa programada en un controlador de motor. La velocidad objetivo real de este aumento podrfa ser fijada arbitrariamente a velocidad de funcionamiento normal X2. La sincronizacion se basa en el factor de rampa y al satisfacer o incluso aproximarse a la velocidad objetivo satisface las necesidades de la invencion. Cuando se cumple la velocidad objetivo del motor en el distribuidor de semillas, hara que la etapa de ajuste sea mas conservadora.
En otro ejemplo, se necesitarfan alrededor de 157 ms para cambiar la posicion de fase relativa de dos ejes del motor en 225 grados. Esta vez solo aumentarfa la velocidad del motor del motor que esta operando en alrededor de 471 RPM. Con una velocidad tfpica del motor de 1000 a 2000 RPM, esto aumentarfa la velocidad normal de funcionamiento del motor por un margen razonable (menos del doble) para la ultima fraccion de los 157 ms. El retorno a la velocidad normal pasarfa antes de los 157 ms ya que es un factor de desaceleracion involucrado que debe tenerse en cuenta al volver a la velocidad normal de funcionamiento. Ademas, serfa mas preciso para no sobrepasar sino mas bien aproximarse a la condicion de funcionamiento ideal. El grafico de la figura 5C ilustra un punto de conmutacion 95 % (95 % de tiempo de calculo de 157 ms), donde la velocidad del motor comenzarfa su regreso a su velocidad normal. En general, se provoca una correccion de fase de 220 grados que se acerca a los 225 grados deseados o especfficos.
Ejemplo
Supongamos que se necesita una correccion de desplazamiento de 1” (2,54 cm) en fase en la que la separacion de semillas nominal es de 6,3” (16 cm).
(1/6,3) * 9 grados del arbol * 50 relacion de la caja de cambios = 71,4 grados de desplazamiento del arbol del rotor del motor
- Usando la lfnea de tendencia en la figura 5C, el desplazamiento de 71,4 grados mtr (desplazamiento del motor) requiere 88,5 ms
- Ajustando el motor que requerira la menor cantidad de ajuste cuando se aumenta la velocidad
- Rampa a una velocidad mas alta para el 95 % de los 88,5 ms = 84,0 ms tiempo en el que regresa a la velocidad normal
La funcion de rampa en el controlador del motor se utiliza para ajustar la fase de distribuidor de semillas. Cuando no esta en un proceso de correccion, los dos motores que accionan las unidades distribuidoras 410 y 420 estan
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funcionando a la misma velocidad. Si el distribuidor 410 o F necesita ser movido hacia adelante para entrar en la sincronizacion correcta con 420 o R, se da una orden de mayor velocidad a 410. En este ejemplo de realizacion, el punto de ajuste final de velocidad real no es importante, ya que el tiempo de aceleracion se utiliza para llevar el motor hasta la velocidad para que coincida con la fase necesaria para la correcta sincronizacion. La duracion requerida en la aplicacion de la orden de velocidad mas alta al motor de la unidad 410 es un valor calculado sobre la base de la pendiente rampa. Poco antes de que el distribuidor de semillas alcance la relacion de fase optima, el comando de velocidad se devuelve a la normalidad. Por lo tanto, la correccion calculada a partir de las actuales 400 semillas se aplica a las siguientes 400 semillas. Se preve que el bucle se cerrara muy rapidamente en la relacion de fase correcta y paseara ligeramente alrededor de la relacion de fase optima.
Para una discusion general sobre las correcciones de separacion, en referencia a la figura 7, serfa deseable corregir la separacion basado en un tamano de muestra predeterminado o el numero de granos de semillas en lugar de solo uno o dos granos. Teniendo en cuenta que un distribuidor de fila individual no tendra separacion de semillas perfecto entre su propia tolva de semillas, serfa beneficioso promediar una cierta informacion de ubicacion de semillas entre dos filas para determinar la correccion optima. Se anade un valor Ad (distancia delta o diferencia) a cada semilla R (semillas desde el distribuidor de semillas de fila trasero o de popa R) en el estudio y la suma de los errores cuadrados se calculan en base a la diferencia (con respecto a la distancia) entre cada semilla R y su semilla F vecina mas cercana (semillas del distribuidor de semillas F). El valor Ad se incrementa desde - A de separacion nominal de semillas a + A de separacion nominal de semillas en pequenos incrementos relativos a la separacion de semillas nominal. El valor de interes Ad es que el valor que da la suma mas baja de errores cuadrados o de la individualizacion maxima cuando se combinan las dos filas. Esto se denomina Adfinal. Este valor Adfinal proporciona la diferencia de cambio de fase entre F y R. Idealmente, este valor debe ser igual a la mitad de la separacion de semillas nominal (+/-) ya que ello escalona las semillas de la mejor manera posible. La figura 7 ilustra un ejemplo en el que las semillas del distribuidor de semillas R estan perfectamente escalonadas para estar entre las semillas de distribuidor F. El posicionamiento de las semillas para el distribuidor R tambien se muestra despues de que se aplican diversos Ad. En este caso + A Nom y - A Nom proporcionanan el menor error y Adfinal senan ya sea separacion +/- A Nom.
Se anade un valor de sesgado Ad a cada semilla R en el estudio y el % de individualizacion calculado para las semillas combinadas de F y de R. El Ad se incrementa entre -A NSS a +A NSS para determinar el valor requerido para el % de individualizacion maxima.
Si el valor Adfinal optimo (que da el menor error o maxima individualizacion) es positivo, la unidad de fila R necesita ser acelerada momentaneamente. Del mismo modo, si el valor Adfinal optimo es negativo, la unidad de fila F necesita un impulso momentaneo. La diferencia del ideal en el escalonamiento se utiliza para determinar la duracion de la distancia recorrida (o la duracion del tiempo en otro ejemplo de realizacion) de la correccion como se explico anteriormente. Se reconoce que otros algoritmos pueden ser utilizados para determinar la relacion de escalonamiento entre las semillas de distribuidor F y las del distribuidor R. Esta es un enfoque diferente y mas directo en la comparacion de la ubicacion semilla en la tierra que la que se ensena en la tecnica anterior.
Haciendo referencia a la figura 8, se ilustra un diagrama de flujo 500 que describe las etapas de un metodo de deposito de semillas en un surco de una configuracion de doble fila o de dos filas cercanas. Un ejemplo de realizacion del metodo incluye la siguiente secuencia de etapas para llevar a cabo este enfoque de correccion: en la etapa 505 los datos de separacion de semillas en forma de un sello de distancia para cada semilla se recogen para cada una de la fila F (proa) y A (trasera/popa) hasta un tamano de muestra definido. En un ejemplo, el tamano de la muestra comienza en 200 semillas por unidad de fila de datos de la coleccion de separacion de las semillas. En la etapa 510, los datos de cada unidad de siembra se anaden en conjunto para generar un nuevo tamano de la muestra y este nuevo tamano de la muestra se trata o se utiliza como un ejercicio o calculo de separacion de una sola fila. Por lo tanto, en este ejemplo, se han recogido 400 separaciones de semillas (fila F y la fila A), y luego el nuevo tamano de la muestra se utiliza en la etapa 515 para calcular el sesgo optimo para la individualizacion maxima de las semillas (u otro metodo de evaluacion aritmetica o matematica). En la etapa 520, un distribuidor de semillas de unidad de siembra se selecciona para su correccion y se aplica la correccion, que en este caso se aplica un punto de ajuste de RPM mas alto para AT (mediante el envfo de una senal desde un controlador de fila individual o el controlador principal para acelerar temporalmente la unidad de fila seleccionada). En la etapa 525, despues de que se ha realizado la correccion y verificado el proceso se repite una vez mas y se recogen dos tamanos de las muestras y se calcula de nuevo la separacion y el calibrado. En una realizacion relacionada, los sensores de medicion de tierra situados en cada extremo de un brazo sembrador proporcionan datos utiles para mantener la separacion de semillas adecuada entre las distintas unidades de fila a lo largo del brazo sembrador.
Un bloque de codigo de Visual Basic (modificado) que calcula la individualizacion se muestra a continuacion y refleja el funcionamiento del diagrama de flujo 500. Este calculo se basa en algunos de los calculos de la norma ISO 72561.
'Inicializa todos los registros de las explotaciones
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a = 0 b = 0 c = 0 d = 0 e = 0 f = 0
g = 0
NSS = XXXX (espaciado de semillas nominal de 400 semillas) Para cada separacion de semillas (400 en total)
'Obtener la separacion de semillas
ss = Sello de distancia Semilla n + 1 - Sello de Distancia Semilla n 'Bin ss
Si ss < (0,5 * NSS) a continuacion, a = a + 1
Mas
Si ss < (1,5 * NSS) a continuacion, b = b + 1
Mas
Si ss < (2,5 * NSS) a continuacion, c = c + 1
Mas
Si ss < (3,5 * NSS) a continuacion, d = d + 1
Mas
Si ss < (4,5 * NSS) a continuacion, e = e + 1
Mas
Si ss < (5,5 * NSS) a continuacion, f = f + 1
Mas
g = g + 1 Termina si
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Termina si Termina si Termina si Termina si Termina si
Siguiente espaciado de semillas n = a + b + c + d + e + f + g np = b + 2 * c + 3 * d + 4 * e + 5 * f + 6 * g sing = 100 * (n - 2 * a)/np
Un enfoque iterativo se utilizo inicialmente para determinar el sesgo en R que proporcionarfa la maxima individualizacion de las filas combinadas. El sesgo se itera de -NSS/2 a + NSS/2 (NSS siendo el espaciado de semillas nominal de una de las filas). A continuacion, se muestra un ejemplo de la iteracion en las primeras 400 semillas y la aplicacion del sesgo que proporciona la individualizacion mas alta al segundo conjunto de 400 semillas. El segundo conjunto estuvo mucho mas cerca de ser ideal despues de aplicar la correccion del sesgo inicial.
La resolucion requerida para los valores de sesgo no tiene que ser extremadamente precisa. Para este ejemplo donde el NSS fue de 0,12 metros (4,4 pulgadas), se decidio que 0,0013 metros (0,05 pulgadas) fue mas de lo necesario, mientras que bastarfan 0,0025 metros (0,1 pulgadas). Ademas, un algoritmo podrfa ser utilizado aquf para encontrar el valor de pico mas rapidamente que interactuar en todo el rango de separacion de semillas. Varias tecnicas estan disponibles para permitir elecciones eficientes de valores de sesgo para tratar de encontrar el valor de pico de individualizacion. Por ejemplo, como se ve en el ejemplo anterior, despues de que se hizo la correccion inicial, correcciones de las desviaciones posteriores tienden a estar cerca de “0”. Por lo tanto, el proceso iterativo podrfa empezar en “0” y ampliarse por debajo y por encima de este valor hasta que se observa un pico.
Los ejemplos de realizacion de la invencion descritos en este documento no utilizan una marca de “fndice” o una senal de “referenda” generada por un controlador principal, un sensor de semillas o cualquier otro sensor de generacion de parametros de semillas. El sensor de la semilla real “desencadena” en el conducto o tubo se utiliza para generar un sello de distancia que interroga al estimador de distancia. Por lo tanto, la informacion real de la distancia del suelo de cada semilla se utiliza para asignar la colocacion de las semillas en el suelo. Esto se hace por dos filas y compara la colocacion de las semillas con relacion a las dos filas de interes. A continuacion, ajusta la velocidad del motor de uno de los distribuidores de semillas para proporcionar el objetivo deseado de escalonamiento o separacion de las semillas en un patron optimo para proporcionar la maxima distancia entre semillas. No favorece el ajuste de una fila con respecto a una senal de referencia o un punto de referencia permanente. Se utiliza cualquiera que sea la fila que se presta a la correccion mas conveniente sin ralentizar la tasa de aplicacion.
Las siguientes patentes se refieren a dispositivos deflectores: patentes US 3.912.121; 4.085.862; 4.225.930 y 5.635.911 y PCT/US2013/020464 (WO/2013/103937).
Teniendo varias realizaciones ilustrativas descritas de este modo, es de apreciar que diversas alteraciones, modificaciones y mejoras se les ocurriran facilmente a los expertos en la materia. Tales alteraciones, modificaciones y mejoras estan destinadas a ser parte de esta descripcion, y estan destinadas a estar dentro del alcance de esta descripcion como se define por las reivindicaciones adjuntas. Mientras que algunos ejemplos presentados en este documento implican combinaciones especfficas de funciones o elementos estructurales, se debe entender que las funciones y los elementos se pueden combinar de otras maneras de acuerdo con la presente invencion para lograr los mismos o diferentes objetivos. En particular, los actos, elementos y caracterfsticas que se describen en conexion con una realizacion no estan destinados a ser excluidos de papeles u otros similares en otras realizaciones. En consecuencia, la descripcion anterior y los dibujos adjuntos son a modo de ejemplo solamente, y no pretenden ser limitantes.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de distribucion de semillas que comprende:
    al menos una unidad de primera fila (110) y una unidad de segunda fila (120) adaptadas para distribuir semillas y dispuestas adyacentes entre si o en una configuracion escalonada o ambas, cada unidad de fila incluyendo:
    un dispositivo de distribucion de semillas (26) adaptado para proporcionar una accion de distribucion para una pluralidad de semillas (30);
    un conjunto de accionamiento (112, 122) configurado para accionar el dispositivo de distribucion de semillas; un sensor (116, 126) adaptado para detectar al menos el paso de una semilla y generar una senal correspondiente al paso de semillas; y
    un controlador de fila individual (102) acoplado operativamente al conjunto de accionamiento de cada unidad de fila y configurado para recibir las senales del sensor, asignar etiquetas de distancia para cada semilla relacionada con una posicion de la semilla en un surco debajo de cada una de las primeras y segundas unidades de fila, y para determinar si la separacion de semillas esta a un nivel deseado,
    caracterizado por que
    el controlador de fila individual esta configurado ademas para almacenar senales de los sensores de cada unidad de fila hasta que se alcanza un tamano de muestra de unidad de primera fila y un tamano de muestra de unidad de segunda fila;
    y para combinar el primer y segundo tamano de la muestra para generar un tercer tamano de la muestra que simula una configuracion de separacion de semillas de fila unica.
  2. 2. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el controlador de la fila esta configurado para alterar la accion de distribucion del dispositivo distribuidor de semillas de la primera o segunda unidad de fila para establecer la separacion de semillas deseada u optima en terminos de individualizacion de la semilla.
  3. 3. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el conjunto de accionamiento incluye ademas un motor (112, 122) adaptado para ser sensible al controlador de fila.
  4. 4. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un dispositivo de suministro de semillas (28) adaptado para recibir la semilla desde el dispositivo de distribucion de semillas y entregar una semilla a un surco formado en el suelo debajo de la unidad de fila y en el que el sensor de semilla se encuentra en el dispositivo de suministro de semillas.
  5. 5. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un sensor de medicion de distancia de tierra acoplado operativamente al controlador de fila y adaptado para proporcionar una entrada al controlador de fila en la determinacion de si la separacion de semillas es optima o esta en el nivel deseado.
  6. 6. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador es reconfigurable para la separacion de las semillas como una funcion del numero de semillas por revolucion de un disco de distribucion y el numero de grados de una rotacion del arbol de accionamiento de disco para llegar a un numero de grados de rotacion del arbol de accionamiento entre las cafdas de semillas.
  7. 7. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el controlador esta configurado para lograr una configuracion de separacion de semillas escalonada deseada entre la primera y segunda unidad de fila dividiendo el numero de grados de rotacion del arbol de accionamiento del disco por un numero mayor que uno.
  8. 8. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas multiples pares de unidades de fila que estan en una configuracion escalonada, en el que cada par de unidades de fila incluye un controlador de fila dedicado configurado para controlar la distribucion de semillas independiente de una sola adyacente o par de unidades de fila.
  9. 9. El sistema de distribucion de semillas de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas un controlador principal (250) configurado para comunicarse con los controladores de fila individual y controlar la separacion de semillas a lo largo de un brazo sembrador (302) que tiene una pluralidad de unidades de fila montadas sobre el mismo.
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