Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un apero de labranza autoaccionado autónomo, destinado a la labranza de terrenos de cultivo.

Campo de aplicación de la invención.

El apero de labranza autoaccionado autónomo objeto de la invención tiene su aplicación principal en trabajos de agricultura y especialmente de cultivo y roturado de la tierra.

Antecedentes de la invención.

En la actualidad para el trabajo en el campo se utilizan distintos aperos de labranza para labrar la tierra, tales como: arados de volteo, chiseles, arados de discos, aperos cultivadores o subsoladores. Estos aperos se enganchan a un tractor que lo arrastra, suministrando la potencia necesaria para levantar la tierra y realizar el roturado y otras operaciones a la tierra.

Estos medios de trabajo presentan varios problemas, siendo los principales que no se pueden automatizar operaciones, ya que el tractor debe ser conducido y manipulado por una persona. Además la necesidad de utilizar un tractor incrementa los costes de inversión, y el mantenimiento de este tractor es considerable, incluyendo el consumo de combustible necesario.

Estos tractores provistos de motores diesel no constituyen actualmente una solución idónea desde un punto de vista ecológico y medioambiental, ya que liberan a la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono, consumen combustibles fósiles cuyos recursos son limitados, y requieren la atención continuada de un conductor u operario para su manejo, lo que encarece el coste final de los productos cultivados.

Los tractores logran la adherencia de la interacción del neumático con la tierra y a consecuencia del peso del tractor, esta técnica requiere neumáticos llenos de agua, contrapesos y tractores de gran tonelaje. Tiene un efecto de compactación de los suelos agrícolas con la consecuente pérdida de fertilidad. Mover el tonelaje del tractor requiere un consumo de energía que se pierde con el agarre y que no se dedica a mover la tierra, es una ineficiencia.

Una solución idónea para resolver al menos parcialmente los problemas de los tractores actuales sería el desarrollo de tractores alimentados mediante energía solar o directamente con electricidad; sin embargo los desarrollos realizados en estos tipos de alimentación solar o eléctrica no son aplicables a los tractores existentes, de grandes dimensiones, peso y potencia, ya que sería necesario utilizar un número desproporcionado de placas fotovoltaicas para realizar la recarga de las baterías y, en el caso de la alimentación eléctrica, además de alcanzar una autonomía muy limitada, sería preciso instalar en los campos de cultivo tomas de corriente para la recarga de las baterías del vehículo, lo que resulta inviable tanto por el coste de la instalación como la utilización de un tiempo importante en la recarga de baterías.

En el documento US 6199000 describe un tractor autopropulsado que comprende una unidad central de control telemático constituida por un sistema de posicionamiento global (GPS), sensores para la recepción de una serie de parámetros de entrada, cámara para la captación de imágenes del entorno y una unidad de control asociada al sistema de posicionamiento global y a los sensores de entrada que, en base a la información suministrada por ambos determina el trabajo agrícola a realizar e intercambia esta información con una unidad de almacenamiento de datos. Este tractor, al disponer de ruedas de apoyo provoca durante su desplazamiento una compactación del suelo y la consiguiente pérdida de fertilidad; y tampoco resuelve satisfactoriamente la problemática mencionada anteriormente en lo que se refiere al consumo energético empleado simplemente en el desplazamiento del tractor.

También son conocidos diferentes aperos destinados a acoplarse a un tractor de arrastre por medios diversos. Por ejemplo en el documento GB 1174622 A describe un sistema de unión de los aperos empleados en un tractor a la estructura del mismo y destaca la importancia de que dichos aperos puedan describir no solo un movimiento vertical sino también un movimiento lateral. Este apero requiere su acoplamiento a un tractor, por lo que tampoco resuelve la problemática mencionada anteriormente relativa a la compactación del suelo por efecto de las ruedas del tractor, y al inevitable consumo de energía destinado exclusivamente al desplazamiento del motor. Descripción de la invención

El apero de labranza autoaccionado autónomo, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a proporcionar unos medios para la labranza de terrenos por sus propios medios, obteniendo el agarre al suelo para realizar el avance la propia herramienta, sin utilizar ningún tractor o elemento adicional que suministre potencia de arrastre, estando el apero alimentado por energía solar principalmente, aunque no se descarta utilizar energía cólica o motores de combustión interna o externa.

Otro de los objetivos de la invención es dotar al apero de unos medios para su guiado y desplazamiento sin la presencia física de un conductor, con lo que se puede dejar el apero sin atención durante toda la jornada de trabajo.

De acuerdo con la invención, el apero de labranza comprende:

- al menos una primera reja de arado en una posición anterior, con unos medios antirretroceso y, al menos, una segunda reja de arado en una posición posterior, con otros medios antirretroceso, estando las rejas conectadas entre sí por unos medios de aproximación y alejamiento alternativo a través de unos brazos,

- una unidad de control telemático en base a un sistema informático asistido por un sistema de posicionamiento global (GPS) para el guiado y desplazamiento autónomo del apero,

- un sistema de dirección, conformado por un apoyo oscilante, giratorio en un plano perpendicular al avance del apero, operativamente apto para elevar una de las rejas respecto al suelo y desplazarla lateralmente mediante el contacto de dicho apoyo en el suelo,

- un sistema de alimentación conectado a la unidad de control y a los medios de aproximación y alejamiento para aportar energía de accionamiento, a escoger entre unas placas fotovoltaicas, unos generadores eólicos y/o un motor de combustión interna (tal como motores de ciclo diesel y otto) o extema (motores de ciclo stirling) montados sobre el apero.

Así, los medios de aproximación y alojamiento pueden ser de distinta índole, y movidos por motores eléctricos o directamente de forma mecánica, comprendiendo estos medios de aproximación y alojamiento, dispositivos tales como un husillo de bolas, un mecanismo con una lanza y una cadena entre dos piñones, quedando el brazo de un reja enganchada en un punto de la cadena; o un mecanismo de tijera que se expande y contrae por acción de uno o más motores reversibles, provocando que ambas rejas realicen movimientos alternativos de avance.

Los medios antirretroceso son los responsables de que dicho sentido de avance sea único, al proporcionar en cada movimiento una fijación alternada de las rejas; permaneciendo una de las rejas estáticas durante el desplazamiento de la otra reja.

El sistema de dirección permite el cambio de la dirección de avance por el desplazamiento lateral de una de las rejas, pivotando sobre la otra reja. El apoyo oscilante está dispuesto preferentemente sobre los propios medios de aproximación y alejamiento, con su propio motor de accionamiento, y presenta una forma tal que en una posición inoperante queda alzado, sin tocar el terreno, pero en una posición operativa, desciende y al tocar el terreno levanta una de las rejas, preferentemente la anterior y la desplaza lateralmente.

Dependiendo del sentido de giro de dicho apoyo oscilante una de las rejas, preferentemente la delantera, será trasladada hacia un lado u otro en un paso o distancia determinada; mediante una o varias traslaciones hacia un mismo lateral, se consigue orientar el apero en la dirección deseada, por ejemplo para dar la vuelta cuando al llegar al final de una finca.

La unidad de control permite que el aparato presente un funcionamiento completamente automático, permitiendo el trabajo limitado a una finca determinada mediante el control de la posición con el sistema de posicionamiento global (GPS), con lo cual es fácil delimitar la parcela o zona de trabajo.

En una realización, los medios antirretroceso están constituidos por un grampón basculante respecto a una articulación horizontal dispuesta en la parte posterior de las rejas, de forma que cuando avanza una reja el grampón correspondiente se desliza sobre el terreno, y cuando avanza la otra reja dicho grampón se clava en el suelo, impidiendo el retroceso de la reja que permanece estática en ese momento.

El apero presenta las rejas desmontables y son combinables e intercambiables con vertederas, cultivadores, discos, chisel, cilindros, gradas o subsoladores, según la labor que se va a realizar. El sistema de alimentación comprende unas baterías eléctricas de almacenamiento de energía eléctrica, las cuales permiten acumular energía durante las horas de inactividad o proporcionan un apoyo cuando la energía captada, por ejemplo por las placas fotovoltaicas o el generador eólico es insuficiente para operar todos los mecanismos. Estas baterías actúan de estabilizador del suministro de corriente eléctrica a los diferentes dispositivos consumidores del apero. Estas baterías combinadas con motores de combustión establecen mecanismos híbridos de potencia al ser recargadas por un generador eléctrico y después suministrar potencia con el motor eléctrico correspondiente.

En una realización, las placas fotovoltaicas se encuentran montadas sobre el apero por medio de, al menos un soporte orientable o seguidor solar. Este soporte permite colocar las citadas placas solares en una posición óptima respecto al sol, independientemente de la orientación del avance del apero respecto a este.

Se ha previsto que el apero comprenda asociados a la unidad de control, unos medios para la transmisión de información sobre el funcionamiento del apero.

Así, el apero comprende al menos una cámara para la captación de imágenes del entorno, encontrándose dicha cámara conectada a la unidad de control. Esta cámara permite a la unidad de control capturar y almacenar la evolución del trabajo y por donde se ha efectuado la labranza para una posterior inspección directamente en el aparato, o incluso la transmisión de las imágenes captadas en tiempo real, posibilitando que el apero pueda ser controlado a distancia en casos de incidencia en el funcionamiento o que la labranza no funcione bien.

El apero también comprende unos sensores, conectados a la unidad de control, para la captación de parámetros ambientales y/o parámetros de la tierra a trabajar. Así se detecta con facilidad si la tierra se encuentra demasiado húmeda o dura para su labrado, deteniendo el funcionamiento del apero hasta que las condiciones son óptimas. Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: - La figura 1 muestra una vista de perfil del apero.

- La figura 2 muestra una vista en planta del apero.

- La figura 3 muestra una vista del apero por el extremo anterior.

- La figura 4 y 5 muestran de forma esquematizada las dos posiciones del avance del apero.

- Las figura 6 y 7 muestran una vista por el extremo anterior y en planta del apero en la operación de giro mediante el apoyo oscilante.

La figura 8 muestra un esquema de bloques del circuito eléctrico y electrónico del sistema de alimentación por energía solar y de la unidad de control del apero

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas el apero de labranza autoaccionado autónomo de la invención comprende una primera reja (1) de arado en una posición anterior, con unos medios antirretroceso y, dos segundas rejas (2) de arado en una posición posterior, con otros medios antirretroceso, estando las rejas (1 , 2) conectadas entre sí por unos medios de aproximación y alejamiento (3) alternativo a través de unos brazos (31), siendo en este caso dichos medios de aproximación y alejamiento (3) alternativos un husillo de bolas protegido por una cubierta (32) exterior y asociado a un motor de accionamiento (no representado) reversible para proporcionar el movimiento alternativo que hace avanzar el apero. En este caso el motor de accionamiento es trifásico y está controlado por un variador de frecuencia (no representados).

Los medios antirretroceso en cada reja (1 , 2) están conformados por un grampón (4) basculante respecto a una articulación horizontal (41) en la parte posterior de las citadas rejas (1 , 2). Tal como se encuentra representado en las figuras 4 y 5, estos grampones (4) se clavan en el suelo de forma automática al iniciarse el desplazamiento hacia atrás de la reja (1 , 2) correspondiente en cada uno de los movimientos de los medios de aproximación y alejamiento (3).

El apero comprende un sistema de dirección que posibilita el cambio de la dirección de avance, estando este sistema de dirección conformado por un apoyo oscilante (5) montado sobre un mecanismo de giro motorizado (51), acoplado a la cubierta (32) de los medios de aproximación y alejamiento (3), siendo el extremo (52) de este apoyo oscilante en forma de ancla, tal como está representado en las figuras 3 y 6. Este apoyo oscilante (5) es apto para elevar la reja (1) anterior del apero, así representado en las figuras 6, y 7, ya que el extremo (52) de dicho apoyo oscilante (5) se puede disponer en un punto inferior al extremo inferior de dicha reja (1) anterior. Así que al apoyarse este extremo (52) del apoyo oscilante (5) sobre el suelo durante el giro, se produce el alzado y traslado en sentido contrario de dicha reja (1).

El apero comprende una carcasa (33) en la parte superior y detrás de la cubierta (32) en la que está alojado el motor y parte del husillo de bolas de los medios de aproximación y alejamiento (3). En el seno de dicha carcasa (33) también se encuentra la unidad de control que gestiona el funcionamiento de todo el apero. La unidad de control está basada en un sistema informático (6), el cual está conectado con un sistema de posicionamiento global (61) o GPS para el guiado del apero.

El apero comprende un sistema de alimentación por energía solar, el cual comprende unas placas fotovoltaicas (7) dispuesta sobre la carcasa (33) mediante un soporte orientable (71). El sistema de alimentación por energía solar también comprende unas baterías eléctricas (72), en este caso dispuestas en el seno de la citada carcasa (33).

La unidad de control comprende asociado unos medios para la transmisión de información (62), en este caso un equipo de transmisión por radiofrecuencia conectado con el sistema informático (6).

La unidad de control del apero también comprende una cámara (63) para la captura de imágenes del entorno y transmitirlas a distancia, y unos sensores (64) de parámetros ambientales y/o parámetros de la tierra a trabajar, tal como sensores de temperatura y de humedad.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.