Brevet FR2716068A1 — publié le 19950818

- 1 - La présente invention concerne des perfectionnements à la régulation des machines distributrices de grains, à distribution volumétrique, notamment aux semoirs en ligne. L'invention se rapporte à un dispositif pour épandre avec précision la quantité de semence désirée exprimée en grains par m2 et de pouvoir la moduler à distance. L'opérateur affiche directement la quantité de semence à épandre désirée sur une console électronique, et un système de régulation électro-hydraulique se charge de la maintenir - constante. Dans la majorité des systèmes traditionnels, l'épandage est dosé volumétriquement à l'aide de roues dentées (can nelures ou ergots) tournant dans le fond du réservoir de grains. Ces roues dentées sont montées sur un arbre de - distribution entrainé par une cinématique à partir de roues porteuses ou suiveuses, ou organes en rotation directe sur le sol. La variation des différents débits est obtenue par l'intermédiaire de boite de vitesse ou variateur et variation de la largeur des roues dentées D'autres dispositifs ont éliminé les roues porteuses ou suiveuses et font appel à l'1électronique. Une console est reliée à un capteur de vitesse sans effort, à un capteur de rotation de l'arbre de distribution et à un capteur d'impacts de grains situé à la sortie des organes de distribution. - Analysant ces informations un calculateur envoie une consigne au variateur de l'arbre de distribution. Ces dispositifs sont d'un intérêt important, par contre les grains n'étant pas alignés plusieurs grains frappant en même temps le capteur ne comptent que comme un seul impact; et pour des semis denses et des vitesses de travail élevées, ces capteurs d'impact n'ont pas le temps d'analyser et de compter avec précision tous les grains les frappant. Les capteurs actuels ne peuvent pas compter les débits de grains élevés (par exemple: 500 grains de blé par m2 à 10 km/h pour des rangs espacés de 20 cm correspondent à un débit d'environ 300 grains par seconde et par distribution). Autres difficultés résident du fait que tous ces systèmes sont volumétriques - que la semence remplie dans le réservoir est mesurée pondéraleiient- et clue I 'agrlIcul teur veut épandre des grains par m2. Ces grains nle sont pas rigoureusement cal ibrés, leur écoulement est éga lement influenicé par l'humidité, le poudrage, la variété ... L'agriculteur souhaite égal ement faire varier le nombre de grains senmés/m2 en fonction de l'espèce, de la variété, de la date de semis, des types de sol, de la germination... Le réglage se fait d'après un curseur sur une réglette graduée faisant varier le volume ou la vitesse de r'otation des roues dentées de distribution, ou en kg/ha sur une console électronique. Toutes ces contraintes font que le débit est approximatif, qu' i I'est pas rmodifié aussi souvent qu'il le faudrait, d'ou soit un sous-dosage hypothiécant le rendeirenit maximun, ou un surdosage occasionnant un gaspi I lage de semences. ItS La présente invention a notaiumme.t pour objet un procédé de régulation automatique du nombre de grains épandus par m2, par une machine distributrice de grains comportant au moins un organe de distribution volumétriqueà au moinsune sortie, notaumment un semoir en lignes, caractérisé emi ce qu'il comporte une étape de comptaye séquentiel des grains délivrés et d'au moins une sortie d'organe de distribution représentatif, choisi commie témmoin. Par la présente invention I 'opérateur a uiiiquement la charge d'afficher sur une console la quantité de semences par unité de surface chloisie (généralement indiquée en grains par m2). Les organes mécaniques de la transirmissio.l (roues, supports de roues, cihaines, ci iimiatlque, boite de vitesse....) sont supprimés, d'ou une économîie substantielle de poids mort et de fabrication. Un moteur hydraulique monté à l 'extré'mité de l 'arbre de distribution entraîine celui-ci. Une vanne électro-hydraulique de régulation, monrtée en aval du moteur fait varier le débit al imentant celui-ci, (lonic la vitesse de rotation de 1 'arbre de distr' ibiut l. Ce t te vanne liydrauli ique reçoit la consignee d'une unité centrale élec troit ique dotéé d'un calculateur (appelée console). Cette console reçoit 1 information de vitesse d'avancemel! à ilartir d'unl capteur ne nécessitant aucun effort, 1 ' infor'iato(,im de la vi tesse de rotation de arbre de distribution, ainsi que I 'iformiation du nombre de grains par, m2 épandus à partir d'une ou plusieurs distributions témoins dotées d'un systèime d'alignement et de comptage électronique des grains. Dans le cas d'une distribution à cannlelures, celles-ci travaillent désormais en position totalement ouvertes et la cannelure témoin est pleinement représentative des autres di stributions. Pour ces machines distributices et notamimmeut les semoirs en 1 igne, le nombre de grains délivré par seconde et par - 3 distribution pouvant être supérieur aux possibilités de comptage avec précision des cellules de comptage. l'invention réside principalement dans le fait que l'alignement en file et le comptage des grains est fait de façon séquentielle. C'est à dire afin que le dispositif ait le temps nécessaire de les mettre en ligne et de les compter avec précision, un signal électrique ouvre la ou les distributions témoins pendant un temps "t" donc une distance parcourue "d". Les grains issus de cette distribution sont acheminés dans un moyen de stockage intermédiaire et puis aligqnés a l'aide d'un système approprié et ensuite comptés au passage devant une cellule. L'information du nombre de grains comptés est envoyée à l'unité centrale ou console qui estime le débit épandu par m2. en faisant le calcul suivant: Grains par m2 = g:(dxl) g: nombre de grains compté par la cellule d: distance parcourue en mètres correspondant au temps d'ouverture de la trappe dle la distribution témoin laissant écouler le nombre de grains "g". 1: larqeur en nmè,tres correspondant à la largeur normalement couverte par la sortie témoin. Le calculateur compare le nombre de grains estimé épandu par m2 au nombre de grains par m2 programmé choisi et affiché par l'utilisateur. -i le nombre de grains estimé est différent du nombre de grains par m2 affiché, la console envoie une consigne proportionnelle à l'écart, à la vanne de régulation afin de porter la vitesse de rotation de l'arbre de distribution au régime permettant de délivrer le débit exactement programmé. Ce test est réalisé sans cesse, en boucle. le contrôle séquentiel est donc permanent. La vitesse de rotation de l'arbre de distribution est également modulée en permanence proportionnellement au signal reçu du capteur de vitesse d'avancement. La réalisation de ce dispositif est représentée sur la Fig.1 annexée. Les grains issus de la cellule de comptage sont soit recyclés dans le réservoir à grains comme il apparaît sur la Fig.1, ou semés comme il est détaillé sur les Fig.2 et 3 annexées. Dans ce dernier cas, la trappe commandée pour délivrer les grains issus de la distribution témoin n'agit plus en ouverture- fermeture mais comme un by-pass orientant directement les grains soit vers le soc de semis sans comptage (Fig.2),soit vers le soc de semis à travers le système d'alignement et de comptage.L'invention apporte un dispositif pou ne pas interrompre le semis: à l'issu de la cellule de comptage un moyen de stockage intermédiaire du grain et un organe de distribution supplémentaire de meme débit que la distribution téfmoin est mis en rotation dès que la trappe du by-pass oriente le grain vers le réservoir de l'aligneur. Le système d'alignement en file peut-être notamment un disque perforé à dépression pneumatique, un circuit tubulaire pneumatique en restriction de section, un venturi pneumatique, un plateau circulaire vibrant comprenant une rampe ascendante périphérique,ou autre système connu. Enfin le nombre de grains par m2 à épandre sur la console est programmé par l'opérateur au départ de l'épandage et il peut-être modifié en cours de travail, une consigne étant aussitôt envoyée à la vanne de régulation. Ce nombre de grains par m2 peut également être rentré dans la console à l'aide d'un programme établi sur un support informatique qui lui même peut intégrer une cartographie lde la parcelle à semer. Dans ce cas des doses d'épandage différentes en fonction du lieu exact d'épandage sont délivrées corrélativement au programme; la console étant relié à un système de positionnement dans l'espace dit positionneur. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails selon les dessins annexées à la Fig.1. L'utilisateur affiche le débit souhaité a I'aide du ou des boutons (12) situé, sur la console (5). Dès que la machine distributrice avance et est posée sur le sol,l'arbre de distribution est entrainé en rotation par le moteur hydraulique (2). La puissance hydraulique est fournie par la pompe (3) du tracteur. Le débit du moteur hydraulique est modulé par la vanne de régulation (4). La console électronique (5) reçoit directement l'information de vitesse d'avancement par le capteur (6) et de la vitesse de rotation de l'arbre de distribution par le capteur (7). De façon séquentielle la console commande la trappe (8) d'ouverture de la distribution témoin (9). Les grains sont acheminés vers le stockage tampon de l'aligneur (13) afin d'être mis sur une file, et d'être comptés par la cellule (10). Le résultat du comptage est envoyé à la console qui calcule le nombre de grains par m2 estimé et qui le compare au débit programmeé. S'ils sont différents, il envoie une consigne, proportionnelle à l'écart, à la vanne de régulation (4) afin de corriger le débit. La console vérifie en permanence la vitesse de rotation de l'arbre de distribution et envoie aussi des consignes à la vanne de régulation en fonction des variations des vitesses d'avancement,afin que le débit de grains épandus soit constant quel que soit la vitesse d'avancement. A l'aide du bouton (12) l'utilisateur peut faire varier à souhait le nombre de grains par m2 en cours de semis. Dès qu'un cycle de comptage et de régulation est terminé un nouveau recommence et ainsi de suite. Toute variation de vitesse de l'arbre de distribution en cours de prélèvement issu de la distribution témoin annule les opérations de calcul et de régulation. Une temporisation évite également les comptages de grains en bout de champ. Selon la Fig.1, les grains issus de la cellule de comptage (10) sont recyclés dans le réservoir à grains (16). Selon la Fig.2 et 3, la trappe d'ouverture-fermeture de la distribution (9) inutilisée pour le semis est remplacée par une trappe by-pass (8) afin de permettre d'utiliser la distribution témoin pour le semis. Selon la Fig.2,1e dispositif n'est pas en mode comptage. Selon la Fig.3, le dispositif est en mode comptage.D'après un signal envoyé par la console la trappe by-pass (8) va diriger les grains vers l'aligneur (13) pendant un temps "t" correspondant à une distance "d". Simultanément au signal de prélévement de grain, la distribution (15) permettant la non-interruption du semis entre deux cycles,à traversla descente concernée, se met à fonctionner pour un débit identique à la distribution témoin (9) et épand le grain du cycle précédent restant qui était en attente dans le stockage intermédiaire (14). Les grains arrivant dans le réservoir de l'aligneur (13) sont aussitôt mis en file et traversent la cellule 10 qui les comptent. L'invention ainsi réalisée est particulièrement destinée aux semoirs en ligne. - 7- REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation automatique du nombre de grains épandus par m2, par une machine distributrice de grains comportant au moins un organe de distribution volumétrique avec au moins une sortie, notamment un semoir en lignes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de comptage séquentiel des grains délivrés et d'au moins une sortie (9) d'organe de distribution représentatif, choisi comme témoin. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le comptage séquentiel des grains consiste à prélever une quantité de grains délivrée à la sortie témoin (9) pendant un intervalle de temps, grâce à l'ouverture d'une trappe, puis à compter de manière différée le nombre des grains constituant cette quantité. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste après avoir programmé un nombre de grains à épandre par m2, à répéter périodiquement les opérations suivantes: effectuer le comptage séquentiel du nombre de grains délivré à la sortie témoin et mesurer la distance parcourue pendant l'intervalle de temps de prélèvement des 0 grains; calculer un nombre de grains épandus par m2:estimé à partir du nombre de grains compté et de la distance mesurée pendant l'intervalle de temps de prélèvement ainsi que de la largeur normalement couverte par la sortie témoin; comparer le nombre de grains par m2 estimé au nombre de grains par m2 programmé; agir automatiquement sur le réglage des organes de distribution en fonction de l'écart éventuellement constaté. 4. Dispositif de régulation du nombre de grains épandus par m2 pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 3 adaptable à une machine distributrice en lignes, notamment semoirs en lignes, comportant une rangée d'organes de distribution volumétriques entraînés par un arbre de distribution commun (1) et ayant chacun une sortie, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte: un dispositif de comptage séquentiel disposé à la sortie d'au moins un organe de distribution; un capteur de vitesse de déplacement sans effort; un moteur hydraulique d'entrainement de l'arbre de distribution dont la vitesse est commandé par une vanne de régulation électro-hydraulique (4); un capteur de vitesse de rotation de l'arbre de distribution; une console d'affichage i et de programmation (5) d'un nombre de grains souhaité à épandre par m2, munie d'un calculateur relié au dispositif de comptage, aux capteurs de vitesse (6) et de rotation (7), à la vanne motorisé. ce calculateur commandant le déclenchement périodique du prélèvement et du comptage séquentiel des grains, calculant le nombre de grains épandu par m2 à partir des données de comptage, de la vitesse de déplacement, de la largeur normalement couverte par la sortie témoin, comparant le nombre de grains par m2 estimé avec le nombre de grains par m2 affiché, envoyant une consigne à la vanne de régulation (4) en fonction de l'écart éventuellement constaté pour amener la vitesse de rotation de l'arbre de distribution (1) au régime permettant de délivrer le nombre de grains par m2 souhaité; la vitesse de rotation de l'arbre de distribution étant également modulée en permanence proportionnellement au signal reçu du capteur de vitesse d'avancement. ! 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la -{ revendication 1, 2 ou 3, ou dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de comptage séquentiel qui comprend un moyen de prélèvement séquentiel des grains délivrés à la sortie témoin, un moyen de stockage tampon de la quantité de grains prélevés, un moyen pour aligner en file (13) les grains sortant du moyen de stockage tampon et une cellule de comptage des grains alignés (10). 6. Dispositif selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce qu'il comporte également un moyen de stokage intermédiaire (14) des grains à leur sortie du dispositif de comptage séquentiel et un organe de distribution supplémentaire (15) de même débit que l'organe de distribution de la sortie témoin (9), vers lequel les grains gardés dans le moyen de stockage intermédiaire sont dirigés au moment ou commence le prélèvement suivant à la sortie témoin, de façon à éviter que la distribution de grains à partir de la sortie témoin soit interrompue pendant l'opération de prélèvement. 7. Dispositif selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que les grains issus de la sortie témoin inutilisée pour le semis et de la cellule de comptage, sont recyclés dans le réservoir à grains de la machine (16). - 9- 8. Semoir en lignes caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des reVendications 4 à 6. 9. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'un nouveau cycle de comptage se met en route dès la fin du cycle précédent et peut être éventuellement annulé si l'arbre de distribution ne tournait pas à vitesse constante pendant le prélèvement. 10. Dispositif s-1on l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que la valeur de consigne et l'affichage du nombre de grains par m2 souhaitable est effectué automatiquement à partir d'un programme incéré dans la console et de la situation automatique de la machine dans Il'espace donnée par un positiononeur.