IT8909551A1 - "macchina e procedimento per la raccolta meccanica di frutti mediante scuotimento". - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne una macchina per la raccolta meccanica di frutti mediante scuotimento. Pi? precisamente, l'invenzione riguarda una macchina per la raccolta mediante vibrazioni applicabile, in modo molto vantaggioso ancorch? non limitativo, alla raccolta dei frutti di tipo delle olive, delle mele, delle mirabelle, delle ciliege, delle mandorle, delle noci, delle nocciole, delle castagne, delle prugne dei frutti del caff? ed altro, questa macchina essendo del genere che comporta una pinza di scuotimento, i cui spostamenti alternativi ad alta frequenza sono assicurati da un martinetto a doppio effetto o martinetto alternativo. L'invenzione riguarda anche il procedimento di vibrazione attuato per ottenere l'azione di scuotimento.

Sono note differenti realizzazioni del tipo sopra detto per la raccolta meccanica di certi frutti mediante vibrazioni o scosse. Tuttavia queste diversi realizzazioni d?nno risultati mediocri o molto imperfetti, in particolare per il fatto che le vibrazioni attuate mediante i loro dispositivi di scuotimento non possono essere adattate alla costituzione degli alberi o dei rami da scuotere n? alla caratteristica di distacco dei frutti.

Uno scopo della presente Invenzione ? quindi di porre rimedio a questo inconveniente.

Secondo una prima disposizione caratteristica dell'invenzione, i movimenti di va e vieni ad alta frequenza dello stelo del martinetto idraulico a doppio effetto, assicuranti gli spostamenti alternativi della pinza di scuotimento, sono comandati da una servovalvola o da un elettrodistributore rapido pilotato da un sistema elettronico che comprende una doppia temporizzazione , la cui funzione ? di permettere di far variare la frequenza e/o l'ampiezza del movimento alternativo di detto stelo.

Grazie a questa disposizione l'operatore pu? in qualsiasi momento far variare istantaneamente la frequenza e/o l'ampiezza delle vibrazioni, in modo da adattare queste vibrazioni alla costituzione dell'albero o del ramo da scuotere, nonch? alle caratteristiche di distacco dei frutti da raccogliere, cio? a dire alla forza di scuotimento desiderabile e preferibile per distaccare la percentuale desiderata di frutti.

Secondo un'altra disposizione caratteristica, la servovalvola ? fissata sul corpo del martinetto che assicura gli spostamenti alternativi della pinza di scuotimento.

Grazie a questa disposizione si ottiene una riduzione delle perdite di carico e dei tempi di risposta e si evitano gli inconvenienti che risultano dalla leggera comprimibilit? del fluido idraulico e dall?effetto di accumulazione delle tubazioni, in modo che il movimento pilotato dalla servovalvola ? riprodotto in modo molto fedele.

Secondo un'altra disposizione caratteristica, il sistema elettronico di pilotaggio della servovalvola comprende:

- da una parte, una calamita fissata sullo stelo del martinetto idraulico che assicura gli spostamenti .alternativi della pinza di scuotimento, e

- dall'altra parte,due captatori, quali ad esempio due captatori magnetici distanziati che possono essere costituiti da captatori ad effetto Hall, disposti in prossimit? e lungo detto stelo.

Questa disposizione permette di inizializzare il movimento dello stelo del martinetto, evitando cos? che il pistone di questo martinetto possa venire in battuta contro il fondo del corpo di quest'ultimo.

Gli scopi, le caratteristiche ed i vantaggi di cui sopra e altri ancora risulteranno meglio dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, nei quali: la

Fig. 1 ? una vista frontale della macchina di raccolta secondo l'invenzione rappresentata installata dietro un trattore agricolo; la

Fig. 2 ? una vista in;.alzata che illustra lo scuotimento di un albero con l'aiuto di questa macchina; la

Fig. 3 ? una vista in prospettiva esplosa della testa di scuotimento della macchina; la

Fig. 4 ? una vista schematica e con sezioni parziali di questa testa di scuotimento; la

Fig. 5 ? una vista schematica che illustra i mezzi di articolazione della testa di scuotimento della macchina; la

Fig. 6 ? una vista schematica che mostra le curve di spostamento dello stelo del martinetto di vibrazione, in funzione dell'ampiezza e della frequenza minima e di un aumento dell'ampiezza e della frequenza.

Ci si riferisce ai suddetti disegni per descrivere un esempio di realizzazione interessante, ma per niente limitativo, della macchina per la raccolta secondo l'invenzione, nonch? del procedimento di vibrazione attuato in essa.

Questa macchina comprende vantaggiosamente:

- un telaio;

- una centrale idraulica;

- un braccio manipolatore;

- una testa di scuotimento o scuotitore propriamente detto.

Il telaio 1 ? costituito da un complesso di robuste travi tubolari e comporta un sistema di aggancio universale a tre punti che permette il suo ancoraggio semiportato ad un trattore agricolo classico T, la cui presa di forza pu? essere utilizzata per avere l'energia necessaria per il funzionamento dei differenti organi idraulici della macchina. 11 telaio pu? anche essere realizzato per permettere la sua installazione davanti ad un trattore agricolo od altro veicolo.

Il telaio 1 ? equipaggiato con due ruote stabilizzatrici 2 a scartamento regolabile, una di queste ruote essendo per esempio montata su di un assale 3 alloggiato con possibilit? di scorrimento in una trave tubolare trasversale del detto telaio. Cos? una delle ruote pu? essere allontanata dall'altra (posizione illustrata in Fig. 1), allo scopo di ottenere una migliore stabilit? della macchina quando il braccio di quest'ultima ? disteso.

Succintamente la centrale idraulica azionata dalla presa di forza del trattore comprende:

- un serbatoio d'olio 4 munito di un filtro 5;

- una pompa 6, per esempio del tipo ad ingranaggi ; - un accumulatore idro-pneumatico 7 alimentato da detta pompa, il quale permette di restituire l'energia necessaria ai differenti organi idraulici della macchina; grazie alla presenza di questo accumulatore ? possibile limitare le richieste di potenza dal trattore a trenta cavalli,mentre la potenza istantanea restituita agli alberi al momento della vibrazione ? dell'ordine di cento cavalli.

Il braccio manipolatore ? portato da una piastra o base 8 installata sul telaio 1 con possibilit? di rotazione attorno a due assi perpendicolari, detta base potendo essere suscettibile:

- di un movimento rotativo che descrive un arco di cerchio dell'ordine di 60 gradi attorno ad un asse verticale;

- di un movimento di inclinazione che descrive anch'esso un arco di cerchio dell'ordine di 60 gradi attorno ad un asse orizzontale.

I movimenti di rotazione della base orientabile 8 sono ottenuti a mezzo di un martinetto idraulico 9 detto "martinetto di articolazione",collegato, tramite le sue estremit? ed a mezzo di articolazioni, da una parte ad una zampa di attacco rigidamente solidale a detta base e dall'altra parte ad un asse verticale 10 portato da uh braccio 11 rigidamente solidale ad un giunto 12 che porta l'asse verticale 13 di orientamento di detta base. Questo giunto ? montato, con possibilit? di oscillazione, attorno ad un asse orizzontale 14 portato da un supporto 15 rigidamente solidale al telaio 1. Il martinetto di articolazione 9 ha la funzione di posizionare correttamente il braccio manipolatore rispetto al ramo od al tronco dell'albero da scuotere.

I movimenti di oscillazione del giunto 12 attorno all'asse 14 sono ottenuti a mezzo di un martinetto idraulico 16 detto "martinetto di oscillazione", collegato mediante le sue estremit? ed a mezzo di articolazioni da una parte a detto giunto 12 e dall'altra ad una staffa 17 distante dal supporto 15 e anch'essa rigidamente solidale al telaio 1. Il martinetto di oscillazione 16 ha in particolare lo scopo: da una parte di permettere di dirigere la testa di vibrazione della macchina in direzione del ramo o del tronco che si vuole scuotere; e dall'altra parte di permettere la oscillazione dell'insieme del braccio manipolatore ripiegato in direzione dell'asse del trattore o di altro veicolo portante in modo da consentire la circolazione su strade ed altri tracciati.

Il braccio manipolatore 18 ? costituito da un braccio ripiegabile montato a compasso, cio? formato da due segmenti mobili montati in modo articolato alla loro estremit?. Un tale braccio detto a coordinate sferiche pu? aprirsi fino a 180? per permettere di posizionare la testa di scuotimento ad una distanza di diversi metri rispetto alla centrale idraulica. La manipolazione del braccio permette un avvicinamento molto preciso ai vari rami degli alberi da afferrare al momento delle operazioni di raccolta.

Pi? precisamente,il braccio manipolatore 18 ? costituito da due parallelogrammi deformabili di forma allungata e montati nel loro punto di connessione mediante una coppia di piastre identiche 19 che costituiscono 1 due lati minori prossimi fra loro 19a e 19b dei due parallelogrammi deformabili,i cui lati maggiori sono rispettivamente formati da una trave 20, 21 e da un tirante 22, 23. Una delle parti cos? realizzate del braccio manipolatore ? connessa,tramite l'estremit? inferiore della trave 20 e del tirante 22 ed a mezzo di articolazioni,alla base orientabile 8 che forma il secondo lato minore del parallelogramma deformabile costituito da questa parte. La trave 21 ed il tirante 23 dell'altra parte del braccio manipolatore 18 sono collegati con le loro estremit? inferiori ed a mezzo di articolazioni ad un giunto a piastra formante il secondo lato minore del parallelogramma deformabile e costituito da questa parte.

Le due parti del braccio sono assoggettate all'azione di un dispositivo in s? notoche permette un movimento simmetrico di queste due parti per la distensione ed il ripiegamento del braccio e per uno spostamento lineare della testa di scuotimento montata all'estremit? libera di questo braccio. Secondo l'esempio illustrato questo dispositivo ? costituito da ruote dentate 25 e 26 ingrananti l'una con l'altra e calettate stabilmente sulle estremit? superiori delle travi 20, 21 rispettivamente,che costituiscono il lato maggiore interno dei parallelogrammi articolati. In questo modo ogni modificazione dell'inclinazione di uno dei parallelogrammi articolati determina una modificazione simmetrica dell'inclinazione del secondo dei detti parallelogrammi articolati.

Un martinetto idraulico 27 detto "martinetto di sollevamento ",fissato alle due due estremit? opposte ed a mezzo di articolazioni da una parte alla parte inferiore della base 8 e dall'altra parte ad una zampa di attacco 28 rigidamente solidale alla trave 20 della parte interna del braccio manipolatore 18, permette di ottenere l'allungamento e la ripiegatura di questo braccio.

La testa di scuotimento della macchina ? installata all'estremit? libera del braccio manipolatore: - con una possibilit? di oscillazione attorno ad un asse orizzontale;

- con una ampiezza di rotazione su se stessa attorno al suo asse longitudinale.

La detta testa di scuotimento ? portata da un supporto oscillante 29 fissatola mezzo di una articolazione comprendente un asse orizzontale 30, sul giunto 24. Un martinetto 31, detto "martinetto di oscillazione della testa" e collegato tramite le sue estremit? opposte ed a mezzo di articolazioni alle parti inferiori del giunto 24 e del supporto 29 rispettivamente, permette di ottenere la rotazione di detto supporto 29 in un piano verticale attorno all'asse 30.

A mezzo di una staffa o guida 32 e trasversalmente rispetto al martinetto 31 di oscillazione della testa di scuotimento, sul supporto 29 ? fissato un martinetto a cremagliera 33 detto "martinetto di orientamento della testa", la cui cremagliera ingrana con un albero scanalato 34 orientato perpendicolarmente a detto martinetto e rigidamente solidale ad una culla 36,che porta la testa di scuotimento propriamente detta designata nell'insieme con il riferimento 37 in Fig. 1, l'estremit? posteriore di questa culla comportando per esempio un manicotto assiale 35 che permette il suo accoppiamento rigido al detto albero. Si coniprender? che lo spostamento longitudinale della cremagliera 33a del martinetto 33 di orientamento della testa ..impone una rotazione all'albero scanalato 34 e per conseguenza una rotazione corrispondente della culla 36 e della testa di scuotimento 37 (Fig. 5), la quale pu? essere compresa fra O e 360?.

Il martinetto 31 di oscillazione della testa ed il martinetto 33 di orientamento della testa hanno come funzione di permettere un orientamento corretto della pinza della testa di scuotimento rispetto al ramo od al tronco dell'albero da impegnare e da scuotere.

La testa di scuotimento comprende un- martinetto idraulico a doppio effetto o martinetto alternativo 38, il cui corpo 38a ? fissato nella culla 36 a mezzo di quattro supporti elastici o silent-blocks 39.

Lo stelo 38b del martinetto alternativo 38 ? rigidamente fissato tramite una delle sue estremit? alla morsa fissa 40 della pinza del tipo a chiave inglese della testa di scuotimento. La morsa mobile 41 di questa pinza ? portata da uno stelo 42 montato con possibilit? di scorrimento in una sede di guida 43 costituita da una adeguata conformazione della parte superiore della morsa fissa 40.

Un martinetto idraulico 44 detto "martinetto della pinza", fissato con le sue estremit? opposte allo stelo 42 della morsa mobile 41 e su di una piastra di attacco 45 rigidamente solidale al corpo 38a del martinetto alternativo 38 e/o della culla 36, permette l'apertura e la chiusura della pinza.

Sul corpo 38a del martinetto alternativo 38 ? fissata - tramite una soletta di raccordo 46 realizzata in metallo od altro materiale rigido e provvista di fori di passaggio obliqui 46a necessari e di giunti di tenuta stagna - una servovalvola 47 od un elettrodistributore rapido "tutto o niente" di costruzione nota in s?, che permette di ottenere alternativamente, a partire da un\segnale elettrico, una erogazione pr?porzionale di olio da una parte e dall'altra del pistone del detto martinetto.

Lo stelo 38b del martinetto alternativo 38 porta una calamita 48, ad esempio incastrata in detto stelo. D'altra parte captatori magnetici 49a, 49b, vantaggiosamente costituiti da captatori del tipo ad effetto Hall di per s? noti, sono disposti in prossimit? e lungo la traiettoria della calamita 48 con un leggero distanziamento (ad esempio dell'ordine di 20 mm) corrispondente all'ampiezza minima dei movimenti dello stelo 38b. Questi captatori sono ad esempio portati da un blocco di supporto 50 montato attorno allo stelo 38b fra la morsa fissa 40 della pinza ed il corpo 38a del martinetto 38.

I captatori 49a, 49b sono collegati al circuito elettrico di comando della servovalvola 47.

Si comprender? che la vibrazione della pinza 40, 41 ? ottenuta grazie al movimento di va e viene ad alta frequenza dello stelo 38b del martinetto alternativo 38. Questo movimento di va e vieni viene ottenuto con il fluido idraulico proveniente dalla centrale idraulica e la cui erogazione ? alternata e coordinata dalla servovalvola; l?indicazione di apertura e l?alternanza dell'erogazione di questo fluido sono comandate da segnali, \elettrici emessi dai captatori magnetici 49a, 49b eccitati dalla calamita 48, all?atto del suo passaggio davanti ai detti captatori.

Due temporizzatori, costituiti da moduli od organismi elettronici in s? noti, permettono di ritardare pi? o meno la trasmissione dei segnali magnetici captati dai captatori 49a, 49b, al comando elettronico della servovalvola.

Ci si riferisce alla Fig. 6 per descrivere il procedimento di regolazione della frequenza e/o dell?ampiezza del movimento dello stelo 38b del martinetto di vibrazione 38.

Ampiezza minima e frequenza massima (curva a tratto continuo).

Quando la calamita 48 passa davanti all'uno od all'altro dei captatori 49a, 49b, l'inversione della servovalvola 47 interviene appena questo captatore trasmette il segnale al comando elettronico di questa valvola. In questo caso l'ampiezza corrisponde sensibilmente allo scartamento fra i captatori, e la frequenza ? massima.

Ampiezza "massima" e frequenza massima (curva a tratti punteggiati).

Quando la calamita 48 passa davanti all'uno od all'altro dei captatori 49a o 49b, il primo temporizzatore trasmette il segnale captato solo dopo un tempo di temporizzazione tl, in modo che l'inversione della servovalvola 47 interviene solo alla fine di questo tempo e lo stelo del martinetto prosegue il suo movimento durante questo tempo tl.

La temporizzazione tl pu? essere regolata a mezzo di un dispositivo di regolazione in s? noto, ed ? possibile regolare l'ampiezza del movimento dello stelo 38b del martinetto di vibrazione 38, questa variazione di ampiezza potendo ad esempio variare in un campo che va da 20 a 70 mm.

Frequenza "minima11 ed ampiezza minima (curva a tratti lunghi misti).

Quando la calamita 48 passa davanti all'uno od all'altro del captatori 49a o 49b, il dispositivo di pilotaggio della servovalvola 47 trasmette un segnale a quest'ultima che mette le due camere del martinetto 38 sotto pressione,mentre il secondo temporizzatore di questo dispositivo ritarda la trasmissione del segnale che comanda l'inversione del movimento, durante un tempo di temporizzazione di t2 in cui questo verricello (martinetto) si trova dunque in condizioni di riposo.

Frequenza "minima" ed ampiezza massima (curva a tratti misti corti).

Come indicato precedentemente,quando la calamita 48 passa davanti all'uno od all'altro dei captatori 49a o 49b, la prima temporizzazione trasmette il segnale captato solo dopo un tempo tl, in modo che lo stelo 38b del verricello (martinetto) 38 prosegue il suo movimento durante questo tempo tl. Inoltre il dispositivo di pilotaggio della servovalvola 47 trasmette a quest'ultima un segnale che pone le due camere del verricello (martinetto) sotto pressione alla fine del tempo tl, mentre il secondo sistema di temporizzatore di questo dispositivo ritarda la trasmissione del segnale che comanda l'inversione del movimento, durante un tempo t2 o temporizzazione supplementare nel quale questo martinetto si trova dunque in condizioni di riposo.

La temporizzazione t2 pu? essere regolata a mezzo di un dispositivo di regolazione in s? noto, ed ? cos? possibile regolare la frequenza del movimento dello stelo 38b del martinetto di vibrazione 38, questa variazione di frequenza potendo per esempio svilupparsi in un campo compreso tra 18 e 50 Hz.

Si comprender? che il procedimento secondo l'Invenzione ? apprezzabile per il fatto che viene fatta variare l'ampiezza e/o la frequenza del movimento di va e vieni ad alta frequenza del detto stelo 38b, a mezzo di una servovalvola 47 o di un elettrodistributore rapido che permette di distribuire alternativamente il fluido idraulico da una parte e dall'altra del pistone di questo martinetto, o di porre simultaneamente sotto pressione le due camere delimitate da detto pistone, questa servovalvola essendo pilotata da un sistema elettronico in s? noto e comportante due temporizzazioni (tl, t2) regolabili che possono agire separatamente o successivamente.

Il modulo elettronico di temporizzazione che permette di regolare l'ampiezza e la frequenza delle vibrazioni pu? essere alloggiato in una scatola installata a fianco dei comandi idraulici della macchina al posto di pilotaggio del trattore e pu? essere comandato a mezzo di due potenziometri incorporati in detta scatola.

I due potenziometri possono essere comandati manualmente dall'operatore o con un asservimento automatico costituito da.un montaggio elettronico in s? noto, in modo tale per cui tutte le frequenze possibili e tutte le ampiezze possibili possano essere messe in funzione durante una sequenza di vibrazione, in modo da intervenire in caso di una eventuale inesperienza dell'operatore.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina per la raccolta di frutti mediante scuotimento comprendente una testa di scuotimento (37) che comporta una pinza (40 ,41) suscettibile di essere dotata di un movimento di va e vieni ad alta frequenza, mediante un martinetto alternativo (38) il cui stelo assiale mobile (38b) ? collegato ad una delle morse (40) della detta pinza, caratterizzata dal fatto che il movimento di va e vieni ad alta frequenza di questo stelo (38b) ? comandato da una servovalvola (47) o da un sistema elettrodistributore rapido, pilotato da un sistema elettronico che comprende due moduli di temporizzazione regolabili (tl, t2) che permettono di far variare l'ampiezza e/o la frequenza del movimento di vibrazione.
2. 2. Macchina per la raccolta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la servovalvola (47) ? fissata sul corpo (38a) del martinetto alternativo (38).
3. 3. Macchina per la raccolta secondo una delle rivendicazioni lo 2, caratterizzata dal fatto che il sistema elettronico di pilotaggio della servovalvola (47) comprende: - da una parte una calamita (48) fissata sullo stelo (38b) del martinetto alternativo (38) che assicura il movimento di va e vieni ad alta frequenza della pinza di scuotimento (40, 41), e, - dall'altra parte due captatori costituiti di preferenza da captatori magnetici, per esempio da captatori ad effetto Hall (49a, 49b), disposti in prossimit? e lungo detto stelo.
4. 4. Macchina per la raccolta secondo una qualunque delle rivendicazioni la 3, caratterizzata dal fatto che 1 due moduli elettronici di teraporizzazione (tl, t2) sono alloggiati in una scatola e comandati da due potenziometri.
5. 5. Macchina per la raccolta secondo una qualunque delle rivendicazioni 1 a 4, comportante un braccio manipolatore (18) all'estremit? libera del quale ? installata la testa di scuotimento (37), caratterizzata dal fatto che quest1ultima ? montata con possibilit? di movimento rotativo attorno ad un asse longitudinale; questa rotazione essendo ad esempio assicurata a mezzo di un martinetto a cremagliera (33) disposto e perpendicolarmente a detto asse ingranante con un albero scanalato (34) rigidamente solidale alla culla (36) all'interno della quale ? montata questa testa di scuotimento.
6. 6. Macchina per la raccolta secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la testa di scuotimento (37) ? montata con possibilit? di oscillazione in un piano verticale; questa oscillazione essendo ad esempio assicurata a mezzo di un martinetto (31) che collega un elemento di estremit? (24) del braccio manipolatore (18) ed il supporto (39) di detta testa di scuotimento fissato, a mezzo di una articolazione, su detto elemento di estremit? (24).
7. 7. Macchina per la raccolta secondo una delle rivendicazioni 5 o 6, caratterizzata dal fatto che il braccio manipolatore (18) ? costituito da un braccio a coordinate sferiche, comportante in modo per s? noto due parti connesse a compasso e costituite ciascuna da un parallelogramma deformabile di forma allungata, ed il cui allungamento e rientro,che permettono uno spostamento lineare della testa di scuotimento (37), sono assicurati a mezzo di un martinetto (27).
8. 8. Macchina per la raccolta secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che il braccio manipolatore (18) ? montato con possibilit? di rotazione intorno ad un asse verticale.
9. 9. Macchina per la raccolta secondo una delle rivendicazioni 7 od 8, caratterizzata dal fatto che il braccio manipolatore (18) ? montato con possibilit? di oscillazione attorno ad un asse orizzontale (14).
10. 10. Procedimento per la raccolta meccanica di frutti per scuotimento a mezzo di una testa di scuotimento (37) che comporta una pinza (40, 41) suscettibile di essere azionata con un movimento di va e vieni ad alta frequenza mediante un martinetto alternativo (38) il cui stelo assiale (38b) ? collegato ad una delle morse o ganasce di detta pinza, caratterizzato dal fatto che si fa variare l'ampiezza e/o la frequenza del movimento di va e vieni ad alta frequenza di questo stelo (38b), a mezzo di una servovalvola (47) o di un elettrodistributore rapido che permette di distribuire alternativamente il fluido idraulico da una parte e dall'altra del pistone di questo martinetto, o di porre simultaneamente sotto pressione le due camere delimitate da detto pistone, questa servovalvola essendo pilotata da un sistema elettronico comportante due temporizzazioni regolabili (tl, t2) che possono agire separatamente o successivamente.