ES2777828T3 - Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol - Google Patents

Abstract

Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol, con al menos dos filas paralelas y salientes (1,2) de varillas recolectoras (3,4) sostenidas en su parte posterior por un soporte (5), gracias al cual son introducibles al árbol las varillas recolectoras junto a sus extremos frontales libres (6). Sus extremos frontales (6) oscilan entre sí y en conjunto son extraíbles fuera del árbol mientras oscilan, quitando al mismo tiempo los frutos entre las varillas recolectoras (3,4) de las dos filas (1,2) de varillas recolectoras (3,4), en consecuencia se especifica que: las varillas recolectoras individuales (3,4) de cada fila (1,2) son movibles de manera traslacional en su parte posterior gracias a un mecanismo de resorte en el soporte (5), de modo que cada varilla recolectora (3,4) dentro de una fila (1,2) sea detenida por lamisma rama, en caso de chocar con su extremo frontal (6) durante la retracción de las varillas recolectoras (3,4) en un árbol contra una o más ramas, mientras que todas las varillas recolectoras (3,4) que no choquen con obstáculos siguen siendo empujables en el árbol, después de lo cual las varillas recolectoras (3,4) de las dos filas (1,2) pueden oscilar hacia adelante y hacia atrás en su posición traslacional, y al mismo tiempo o posteriormente, pueden ser extraídas fuera del árbol mediante un extractor de varillas (49). Todas las varillas recolectoras (3, 4) son empujadas hacia adelante mediante la fuerza del mecanismo de resorte y después pueden regresar a su posición inicial.

Description

DESCRIPCIÓN

Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol

Este invento hace referencia a un robot cosechador para la recolección eficiente y cuidadosa de frutos de árbol, especialmente de aceitunas y nueces. La cosecha de olivos, por ejemplo, pero también de nogales, en la mayoría de los casos todavía se realiza manualmente. Particularmente en antiguas poblaciones de olivos en terrenos montañosos, la recolección con máquinas es sencillamente limitada o, en el mejor de los casos, para la recolección manual sólo es posible obtener ayuda mediante medios semiautomáticos. Es un trabajo muy costoso y agotador que requiere de elevados gastos de personal. Para garantizar aceitunas de alta calidad, los frutos definitivos deben recolectarse en un estado maduro, pero no demasiado maduro. La recolección con herramientas mecánicas convencionales en muchas ocasiones deteriorará la corteza del árbol, lo que puede afectar el rendimiento de la cosecha en los años siguientes.

Existen ciertas máquinas cosechadoras, por ejemplo, la cosechadora de aceitunas OXBO 6420 de la empresa OXBO de Lynden, WA 98264 iwww.oxbocorp.com). Esta máquina está diseñada para conducir sobre una hilera de arbustos de olivo. De esta manera quita las aceitunas con intervenciones relativamente invasivas desde ambos lados del árbol usando varillas recolectoras que giran sobre ejes verticales y se proyectan radialmente desde estos ejes, balanceándose a través de las ramas del árbol. La máquina es eficiente, pero sólo puede usarse sobre un terreno medianamente uniforme para la recolección de aceitunas en olivos que estén ordenados de manera precisa en una hilera. Esta máquina no es utilizable en terrenos cultivados con olivos ubicados de manera irregular, en especial si estos olivos son viejos y por lo tanto relativamente grandes, plantados en un patrón desigual.

Seguidamente también se conoce la técnica del EP 2566317 B1, un dispositivo que mueve dos filas de dientes una contra la otra. Este movimiento se logra gracias a un movimiento rotacional que se transforma en un movimiento oscilante. El dispositivo se monta sobre un soporte y luego se introduce en el árbol. AU 2010257276 A1 muestra un dispositivo adicional para la recolección de aceitunas. Se coloca un marco cubico sobre un árbol y se gira alrededor del mismo, alrededor del eje del tronco. Sobresalen dedos o dientes, en alturas diferentes, horizontalmente al interior del árbol y estos pueden oscilar de un lado a otro. WO 2003069975 A1 muestra una máquina de recolección adicional. Dos marcos en forma de semicírculo se acercan por ambos lados del árbol y se balancean juntos. Desde los marcos semicirculares sobresalen dedos hacia dentro del árbol, desde donde pueden oscilar hacia arriba y hacia abajo, o moverse de un lado a otro. En principio, estos dispositivos trabajan con dedos o dientes que oscilan unos contra otros y mientras se extraen lentamente desde el árbol. Finalmente, el documento US 4,377,064 muestra varillas con resortes en dirección longitudinal, diseñadas para ser empujadas de manera traslacional, quitando o empujando los frutos más grandes del árbol con sus puntas. Si al entrar en el árbol una varilla se encuentra con una rama fuerte, el soporte de las varillas sigue moviéndose hacia el árbol, pero la varilla en cuestión se retrae contra la fuerza del resorte en el soporte y, por lo tanto, permanecerá inmóvil frente al árbol. Los frutos son empujados del árbol con la punta de las varillas reforzada con goma. Las varillas no oscilan, sino que se mueven de forma traslacional y serían poco efectivas para aceitunas siendo estos frutos relativamente pequeños.

Ninguno de los dispositivos mencionados anteriormente es idóneo para la cosecha eficiente y cuidadosa de olivos y nogales, ni siquiera en terrenos montañosos; y sobre todo si el arbolado es viejo, como consecuencia, los árboles serán más grandes, y si los árboles se han plantado en patrones desiguales y su contorno no es especialmente simétrico. En Europa, por ejemplo, la gran mayoría de olivos se plantan en olivares antiguos, con frecuencia en terrenos complejos y los árboles generalmente son muy viejos, a veces alcanzando varios cientos de años. Los olivares también están protegidos en muchos lugares. Hasta el momento algunos olivos sólo pueden cosecharse manualmente, aunque ofrecen aceitunas autóctonas de alta calidad.

El objetivo del invento en cuestión, en vista de esta situación y de este estado de la técnica, es proporcionar un robot cosechador para la recolección de frutos de árbol que permita una recolección rápida, eficiente, económica y cuidadosa de los frutos de árbol y que, además y en especial, sea utilizable en terrenos montañosos. El robot cosechador debe ser apropiado para cosechar aceitunas de los olivos, incluso si se trata de árboles grandes y antiguos en terreno inclinado. El robot cosechador debe ser conectable a un tractor o a un vehículo de transporte y, en otra versión, debe ser posible la adición a un chasis propio todoterreno, además de deber poder usarse de manera autopropulsada y también de forma remota.

Esta tarea será realizada por un robot cosechador para la recolección de frutos de árbol con al menos dos filas de varillas recolectoras paralelas unas a otras, que sobresalen y se mueven horizontalmente, conectadas en su zona posterior a un soporte. Las varillas se desplazan colectivamente con el soporte y se introducen con sus extremos frontales en el árbol. Sus extremos frontales, además, son giratorios y practicables; y extraíbles fuera del árbol como conjunto en cada estado pendular, mientras pueden sustraer frutos entre las varillas recolectoras de las dos filas de varillas recolectoras. Estas varillas recolectoras se caracterizan porque cada una de ellas de cada fila está montada de forma traslacional en la zona posterior, siendo desplazable el soporte gracias a un mecanismo de resorte. Cada varilla recolectora dentro de una fila es detenible durante la retracción de las varillas recolectoras cuando una de ellas golpea su extremo frontal contra una rama, mientras si las demás varillas recolectoras no golpean un obstáculo pueden avanzar más hacia dentro del árbol, oscilando las dos filas de varillas una contra la otra de forma traslacional. Al mismo tiempo o posteriormente a una oscilación, ambas varillas recolectoras son extraíbles fuera del árbol mediante el soporte, siendo empujadas hacia atrás por la fuerza de resorte para regresar a su posición inicial.

En los dibujos se muestra un posible modelo de este robot cosechador y mediante estos dibujos, a continuación, se describe y explica la función del robot cosechador.

Se muestra:

Figura 1 El robot cosechador visto frontal y diagonalmente, en estado de funcionamiento inicial entrando en un árbol con las varillas en su posición más alta;

Figura 2 Robot cosechador visto desde el frente;

Figura 3 El robot cosechador visto desde el frente y de forma diagonal, en su posición de funcionamiento inicial en un árbol, instalado en un vehículo de transporte;

Figura 4 Vista frontal y diagonal del robot cosechador, mientras el cual se encuentra contraído en el vehículo de transporte para conducir en una calle/carretera;

Figura 5 Vista diagonal y posterior del robot cosechador expandido;

Figura 6 Robot cosechador visto desde arriba;

Figura 7 Parte frontal del robot cosechador visto diagonalmente y desde arriba sin la sección lateral izquierda, e instalado en un vehículo de transporte;

Figura 8 Detalle A ampliado de la figura 7;

Figura 9 Detalle B ampliado de la figura 7, vista perpendicular de un lado del vehículo;

Figura 10 Robot cosechador con las varillas recolectoras retraídas visto diagonalmente desde el frente;

Figura 11 Robot cosechador con las varillas recolectoras retraídas visto diagonalmente desde atrás;

Figura 12 Robot cosechador con las varillas recolectoras retraídas visto desde el lado izquierdo, mientras se acerca a un árbol para realizar la recolección desde una pendiente;

Figura 13 Robot cosechador con las varillas recolectoras retraídas visto desde el lado derecho, mientras se acerca a un árbol para realizar la recolección bajando una pendiente;

Figura 14 Robot cosechador con las varillas recolectoras retraídas visto desde el frente, mientras se acerca por una pendiente sobre una curva elevada a un árbol no mostrado para realizar la recolección; Figura 15 Robot cosechador sobre un terreno horizontal con las varillas recolectoras retraídas, donde el cabezal recolector está montado con todos sus elementos en el vehículo, de forma inclinable en comparación al vehículo; y aquí mostrado inclinado hacia un lado;

Figura 16 Robot cosechador como se observa en la Figura 3, pero con las varillas de recolección empujadas hacia atrás debido a las fuerzas de los resortes;

Figura 17 Cabezal recolector del robot cosechador de la Figura 16 en una imagen ampliada con las varillas recolectoras empujadas hacia atrás;

Figura 18 Cabezal recolector del robot cosechador de la Figura 17 en otra imagen ampliada, visto diagonalmente desde atrás y desde arriba con las varillas recolectoras empujadas hacia atrás;

Figura 19 Robot cosechador montado sobre un chasis propio con el cabezal recolector en su posición más alta y con las varillas recolectoras retraídas, visto desde el lado izquierdo;

Figura 20 Robot cosechador montado sobre un chasis propio con el cabezal recolector en su posición más baja, visto desde el lado izquierdo;

Figura 21 Robot cosechador detrás de un olivo esbozado mientras conduce hacia el mismo, vista hacia el espectador;

Figura 22 Detalle A en la Figura 21;

Figura 23 Dos varillas recolectoras apiladas, vistas desde un lado, cada una con su punta chocando con una rama; Figura 24 Vista frontal hacia los extremos delanteros de dos filas de varillas, con su efecto sobre los frutos que se cosecharán;

Figura 25 Cabezal recolector con una sola varilla recolectora en la fila superior y una en la fila inferior, para ilustrar su suspensión y accionamiento en la posición frontal de las dos varillas extendidas;

Figura 26 Cabezal recolector con una sola varilla recolectora en la parte superior y una en la fila inferior, para ilustrar su suspensión y accionamiento, ambas varillas en la posición frontal se balancean juntas al golpear un obstáculo vertical;

Figura 27 Cabezal recolector, visto desde arriba, con el gran número de varillas recolectoras desplazables longitudinalmente y sus mangueras neumáticas correspondientes en una vista diagonal y posterior;

Figura 28 Cabezal recolector, visto desde arriba, con el gran número de varillas recolectoras desplazables longitudinalmente y sus mangueras neumáticas correspondientes;

Figura 29 Cabezal recolector, visto desde un lado, con el gran número de varillas recolectoras desplazables longitudinalmente y sus mangueras neumáticas correspondientes en una vista paso a paso de la Figura 28;

Figura 30 Detalle A en la Figura 29;

Figura 31 Detalle B en la Figura 29;

Figura 32 Detalle C en la Figura 29;

Figura 33 Cabezal recolector con el gran número de varillas recolectoras desplazables longitudinalmente y sus suspensiones elásticas vistas desde arriba;

Figura 34 Detalle D en la Figura 33;

Figura 35 Lado izquierdo del robot cosechador en su posición más alta con una vista hacia su interior;

Figura 36 Una sección ampliada del lado izquierdo del robot cosechador con su estructura en forma de tijera vista desde el interior;

Figura 37 Una sección del lado izquierdo del robot cosechador vista desde atrás con un lado extendido hacia arriba;

Figura 38 Lado izquierdo del robot cosechador visto desde atrás en la posición comprimida hacia abajo;

Figura 39 Diagrama en despiece de todas las piezas de la estructura;

Figura 40 Un grupo de cuatro árboles vistos desde arriba después de introducir el robot entre dos árboles para cosechar el árbol trasero derecho;

Figura 41 El grupo de cuatro árboles de la Figura 40 vistos desde arriba después de introducir el robot entre dos árboles, y después de insertar las varillas recolectoras para cosechar el árbol trasero derecho;

Figura 42 El grupo de cuatro árboles de la Figura 40 vistos desde arriba después de introducir el robot entre los dos árboles, y después de insertar las varillas recolectoras para cosechar el árbol superior derecho;

El proceso de recolección se estructura de la siguiente manera: El robot cosechador se introducirá en una cuarta parte del árbol a cosechar. Se introduce con dos filas de varillas laterales y elevadas, situadas en su cabezal recolector, en el árbol. Primero se retrae el cabezal recolector a la altura total del árbol, en su copa. Durante su proceso de cosecha se mueve de arriba a abajo. Las varillas que choquen con ramas grandes serán expulsadas hacia atrás en relación con el cabezal recolector hacia la dirección entrante del robot cosechador. De esta forma se evitan daños en las varillas o en las ramas. Las varillas que no se chocan llegan con toda su longitud hasta la copa del árbol. Impulsadas por un actuador, las varillas oscilan de un lado a otro entre sí, preferiblemente en una oscilación vertical hacia arriba y hacia abajo, cuando las dos filas de varillas recolectoras se encuentren en dos planos horizontales que se desplazan mutuamente. Además, las varillas, impulsadas por la rotación de una masa centrífuga excéntrica en la punta de la varilla, pueden oscilar alrededor de su eje simétrico. Al sobreponer las dos oscilaciones, las puntas de las varillas, dependiendo de la rigidez de estas y la velocidad de rotación de las masas excéntricas, pasan por todos los puntos espaciales en un cono que se abre hacia adelante alrededor de las puntas de las varillas en la altura respectiva de su nivel. Al extraer las varillas hacia atrás desde la copa del árbol, las puntas de las varillas finalmente pasan por todos los puntos espaciales que están dentro de las dos filas de varillas. Por lo tanto, todos los frutos del árbol que se encuentran entre las filas de varillas colisionan con las mismas, se separan del árbol y se cosechan. Las varillas que oscilan y que golpean verticalmente en una rama son desviadas por la resistencia existente y por un dispositivo mecánico. De esta forma se puede prevenir el daño de la varilla y de la rama. Los frutos del árbol que caigan hacia la derecha, hacia la izquierda o hacia atrás, son guiados por guías en el robot cosechador hacia un embudo de recolección. Esto puede garantizar que no se pierdan frutos del árbol. Finalmente, los frutos del árbol se acumulan en un embudo de recolección, desde donde pueden almacenarse en cajas.

Tan pronto se hayan extraído todas las varillas de la copa del árbol, el cabezal recolector entero se mueve por tres cuartas partes de distancia entre ambas filas de varillas hacia abajo. Seguidamente las varillas ingresan de nuevo a la copa del árbol y el ciclo comienza de nuevo. El ciclo se repite hasta que el cabezal recolector salga fuera del árbol a la altura del tronco del mismo. Por lo tanto, se cosecha un cuarto o aproximadamente un sector de 90° del árbol. Está claro que una recolección de este tipo también podría realizarse con varillas recolectoras de 90°, en cuyo caso las varillas recolectoras se desplazarían cada vez cerca de % de su distancia lateralmente y la oscilación de las varillas recolectoras no sería vertical, sino horizontal u oblicua a la dirección perpendicular realizada. De cualquier manera, después de la cosecha de un sector del árbol el robot cosechador puede moverse hacia el siguiente cuarto o sector de 90° del mismo árbol o hacia otro árbol. Esto depende específicamente de la estructura de la plantación y de cómo estén plantados los árboles. Si el árbol está situado en un terreno inclinado, el robot cosechador puede alinear automáticamente el cabezal de cosecha mediante los actuadores hidráulicos, neumáticos o eléctricos en relación con el árbol. Después del trabajo realizado, se puede compactar al robot cosechador. Esto facilita el transporte a través de la plantación o en la calle. Con esta configuración, además se puede aparcar el robot cosechador de forma que ahorre espacio.

A continuación se presenta una materialización de dicho robot cosechador, siendo esta una construcción realista, mediante dibujos detallados y se explica su funcionamiento. La Figura 1 muestra el robot cosechador visto frontal y diagonalmente, en su estado de funcionamiento inicial entrando en un árbol con las varillas recolectoras 3,4 en su posición más alta. El robot cosechador tiene al menos dos filas 1,2 mutuamente paralelas, salientes y desplazables de las varillas recolectoras 3,4 que se sostienen en su zona posterior en un soporte 5 en un cabezal recolector 15. Por lo cual, en el ejemplo mostrado, las varillas recolectoras se encuentran en niveles horizontales. Estas varillas recolectoras 3,4 entonces pueden introducirse colectivamente en un árbol con sus extremos frontales libres 6, junto con todo el robot cosechador mientras este se mueve en relación con el árbol hacia el tronco del mismo. Para ello, puede montarse sobre un chasis, un tractor o un vehículo de transporte. Antes de que el robot cosechador sea conducido hacia un árbol con sus varillas recolectoras 3,4, se fija en su lugar mediante accionamientos hidráulicos, actuadores neumáticos o eléctricos de modo que se compense una inclinación alrededor de la dirección longitudinal y/o transversal (cabeceo y balanceo). Para ello, el robot cosechador se monta en un chasis, el cual se puede ajustar giratoriamente sobre dos ejes entrecruzados en un vehículo de transporte. Por lo tanto, el enderezamiento perpendicular es importante, porque en muchos casos el terreno sobre el que están sembrados los árboles es inclinado. En consecuencia, primero debe garantizarse para cada entrada en un árbol que el robot cosechador esté en posición perpendicular. Esta posición perpendicular se logra automáticamente mediante sensores que detectan la inclinación del robot cosechador y lo elevan automáticamente mediante los accionamientos hidráulicos o los actuadores neumáticos o eléctricos correspondientes. No obstante, el levantamiento también puede controlarse manualmente por medio de este accionamiento. La introducción de las varillas recolectoras en el árbol también se puede hacer moviendo el vehículo hacia el mismo hasta que las varillas comiencen a tocar las ramas del árbol. Entonces el vehículo se detiene.

A continuación, se introducen en el árbol las varillas recolectoras 3,4 con sus extremos libres 6, formando parte de la estructura. Esta estructura, montada sobre el vehículo, incluye una o más extensiones y actuadores accionadas hidráulica, neumática o eléctricamente para que se produzca la entrada y salida al árbol mediante los mismos, haciendo un movimiento de reversa. Las varillas recolectoras 3,4 que como consecuencia sobresalen horizontalmente, pueden girarse con sus extremos delanteros 6 una contra la otra y después oscilan alejándose entre sí. Pueden extraerse del árbol como un todo en cada estado oscilante por medio de un desplazamiento del extractor desplazable de varillas 49, el cual está sujeto al cabezal recolector 15. Durante esta retracción, cuando las dos filas 1,2 pivotan juntas u oscilan por las varillas recolectoras 3,4 y al mismo tiempo se retiran colectivamente del árbol, los frutos, aceitunas o nueces son quitados de sus tallos y se encuentran posteriormente entre la fila superior 1 o la fila inferior 2 de las varillas de preparación 3,4 o son sacudidas de los tallos por las varillas basculantes 3,4. Al abrir y hacer oscilar las varillas 3,4, los frutos cosechados caen en el embudo recolector 16. Las paredes laterales visibles 8 junto con una lona 48 montada en la parte posterior o una red aseguran que los frutos o aceitunas que caigan lateralmente o hacia atrás no se pierdan. Estas rebotan en los lados interiores de estas paredes 8 y en la lona/red 48 y después caen también en el embudo recolector 16. Las varillas recolectoras individuales 3,4 de cada fila 1,2 son desplazables de forma traslacional en su zona posterior contra una fuerza de resorte en un soporte 5 conectado al cabezal recolector 15. Por lo tanto, cada varilla recolectora 3,4 puede empujarse individualmente hacia atrás contra esta fuerza del resorte, de modo que sea empujada dentro del armazón 17. Cada varilla recolectora 3,4 dentro de una fila 1,2 puede, como consecuencia, retraerse si las varillas recolectoras 3,4 se introducen en un árbol y el extremo delantero 6 golpea una rama y se detiene, mientras que el robot cosechador puede seguir ingresando hacia el árbol después de dicha retracción. El armazón 17 es empujado en su soporte 5 con relación al cabezal recolector 15 hacia atrás, contra una fuerza de resorte. Además, las varillas recolectoras 3,4 pueden desviarse en todas las direcciones, de modo que se desvían cuando golpean su punta contra un obstáculo para evitar la curvatura o la rotura. En otras palabras, si son oscilables en la dirección vertical como se mostró inicialmente, entonces también se pueden oscilar horizontalmente en un cierto rango giratorio, de modo que puedan moverse en todas las direcciones cuando se topan con obstáculo, en cuyo caso pueden deslizar la punta en una dirección transversal a la dirección de la varilla recolectora. Todas las varillas recolectoras 3,4 que no choquen con un obstáculo son empujadas más adentro del árbol.

El robot cosechador es conducido hacia un árbol hasta que los extremos delanteros 6 de las varillas recolectoras 3,4 estén cerca del tronco del árbol. A continuación, las varillas recolectoras 3,4 oscilan activamente hacia arriba y hacia abajo mediante un accionamiento. Las filas espaciadas 1,2 de las varillas recolectoras 3,4 permanecen montadas de forma desplazable u oscilable transversalmente al plano reticular formado por las mismas. En el ejemplo mostrado, esta dirección transversal se extiende en la dirección vertical. Simultánea o posteriormente a una oscilación las varillas recolectoras 3,4 se empujan juntas hacia atrás desde el árbol, mientras se extraen del árbol mediante un extractor 49 que actúa contra las fuerzas de resorte. Después de cambiar la altura de las filas 1,2, las varillas recolectoras 3,4 son empujadas hacia adelante debido a las fuerzas de resorte que actúan contra el cabezal recolector 15 en el soporte 5 en la parte delantera y finalmente vuelven a su posición inicial, tal como se muestra en la Figura 1. Las varillas recolectoras 3,4 en el robot cosechador se extienden a una distancia aproximada de 1/5 o 1/3 de su longitud, la cual mide entre 1,50 m y 2,50 m, desde sus extremos posteriores 7 en forma transversal hacia su dirección de marcha; y sus extremos posteriores 7 son desplazables hacia arriba y hacia abajo mediante un motor dependiendo del recorrido del resorte, de modo que los extremos delanteros 6 son giratorios alrededor de un desplazamiento más grande y de esa manera soportan elásticamente el impacto contra un obstáculo gracias al mecanismo con resortes en la dirección del plano giratorio, indicado hasta ahora en las figuras 16 y 17.

El cabezal recolector 15 está montado al robot cosechador con una altura ajustable. Para ello cada lado del robot cosechador tiene estructuras construidas en forma de tijera 11. Estas estructuras de tijera 11 pueden, o bien, servir para direccionar la altura del cabezal recolector 15, siendo esta altura ajustable por medio de un accionamiento, o bien, las estructuras de tijera 11 por sí mismas forman una unidad para el ajuste de altura del cabezal recolector 15, mientras que los extremos delanteros y posteriores de las tijeras están intercalados en uno o más puntos que se extienden horizontalmente mediante cilindros hidráulicos, neumáticos o accionadores eléctricos, cuyos pistones son extensibles, por lo que las estructuras de tijera 11 actúan como tijeras de elevación y son móviles hacia arriba y hacia abajo. Las estructuras de tijera 11 a cada lado del robot cosechador cuentan con listones 9 horizontales, espaciados y frontales que forman la pared lateral 8. Estos listones 9 se extienden desde su extremo posterior 10 hacia adelante. Cada uno de ellos está unido a una articulación posterior y frontal fija en la estructura de tijera 11. En la parte delantera permanecen libres y flotando. Entonces se forman, por así decirlo, unos dedos, que gracias a su extremo frontal libre se mueven en las ramas de un árbol, al igual que las varillas recolectoras 3,4. Si las estructuras de tijera 11 se extienden por completo hacia arriba como se muestra en la Figura 1, se forman ranuras 12 de varios centímetros de ancho entre las barras individuales 9. Para rellenar estas ranuras 12, de ser posible, se colocan barras 14 de metal o de un plástico adecuado ordenadas de manera paralela a los listones 9. Además, los bordes de los listones 9 pueden estar equipados con cepillos de modo que las cerdas se proyecten en ángulo recto respecto a los listones 9 hacia arriba y hacia abajo. Las barras 14 se sostienen en su parte posterior en unas bandas articuladas, para que cuando las estructuras de tijera 11 se muevan juntas, las barras 14, paralelas entre sí, se extiendan girando juntas en una sección transversal a través de todos estos paquetes de varillas para formar una estructura arqueada, lo que significa que el soporte con forma de bisagra puede oscilar y mediante dicha oscilación de sus eslabones puede moverse hacia el interior de la pared lateral como se puede ver en las figuras 37 y 38. Tanto los listones 9 como las barras 14, accionados por resortes, son desplazables hacia atrás, al igual que las varillas recolectoras 3,4, por ejemplo por medio de los elásticos, los cuales se tensan al moverse hacia atrás, y después de eliminar la fuerza de tensión los listones 9 y las barras 14 se empujan hacia adelante de nuevo. Debajo de ambas paredes laterales 8 se puede observar el embudo recolector 16, en el que caen los frutos cosechados por las varillas recolectoras 3,4 para que puedan ser almacenados por un orificio 18 en una caja o bolsa. El hueco 19 en el embudo recolector 16 tiene cepillos y está diseñado para ingresar en el tronco del árbol cuando el robot cosechador se acerque hacia el árbol y cerca del tronco. Todo este embudo recolector 16 puede utilizarse sobre un cilindro hidráulico, neumático o sobre un actuador eléctrico combinado con un polipasto de cadena ajustable en su altura. Para las diferentes inclinaciones del terreno sobre el que se cosechan los árboles, el embudo recolector 16 puede colocarse a una altura correcta debajo de un árbol y no chocará con el terreno. Este sería el caso especialmente si se aproxima a un árbol desde abajo en la línea de inclinación del terreno.

La Figura 2 muestra el robot cosechador visto desde el frente. Aquí se pueden ver ambas paredes laterales 8 que se extienden hacia arriba desde los bordes laterales del embudo recolector 16 y en la zona superior del cabezal recolector 15 con ambas filas 1,2 de las varillas recolectoras 3,4. En esta vista se reconocen las barras 14 entre los listones 9 las cuales rellenan los espacios vacíos u orificios 12 entre los listones 9. Estas barras 14 se sostienen desde el extremo posterior en dos bandas articuladas en los extremos frontales y posteriores de la estructura de tijera 11, la cual se curva formando un pequeño arco. A medida que la estructura de tijera 11 se mueve hacia abajo con más fuerza, más estrechos serán los espacios 12 entre los listones horizontales 9 y más fuerte girarán las bandas articuladas o sus eslabones, de forma que su arco 40 ilustrado adopta un radio cada vez más pequeño. Como consecuencia, se forman los arcos visibles en el dibujo, donde las barras 14 pasan perpendicularmente al nivel de las hojas formando un dedo libre en el extremo frontal. En general, estas dos paredes laterales 8 pueden introducirse a diferentes alturas en un árbol. Los listones frontales libres 9 y las barras frontales 14 organizadas entre medio pueden introducirse como dedos en las ramas del árbol y, de ser necesario, también pueden esquivar las ramas y ramitas gracias a su rigidez y flexibilidad, para lo cual su extremo libre está redondeado. Los bordes longitudinales 13 de los listones 9 también pueden equipar a los listones 9 con cepillos transversales continuos, hechos de varillas elásticamente flexibles para cerrar sustancialmente las paredes 8 cuando la estructura de tijera 11 esté extendida hacia arriba. Cuando los listones 9 o las varillas 14 golpean un obstáculo duro, como una rama fuerte, sin poder esquivarla por los lados, entonces se retraen de manera similar a las varillas recolectoras 3,4 al impactar con este obstáculo, haciendo que el robot cosechador se retraiga de manera traslacional desde el árbol. De ese modo las barras 14 y los listones 9 pueden desplazarse de forma traslacional contra la fuerza elástica de las bandas elásticas. Cuando el robot cosechador salga del árbol, las barras 14 y los listones 9 regresan a su posición inicial mediante las bandas elásticas. Gracias a esta libertad de carga elástica se evita el daño de desplazamiento de los listones 9 y las barras 14.

La Figura 3 muestra el robot cosechador visto diagonal y frontalmente. Como se muestra aquí, está montado sobre un vehículo de transporte 20, el cual tiene un compresor 21 en su parte posterior que suministra con aire comprimido a los actuadores en el cabezal recolector 15. Esta unidad completa en la parte posterior pesa unos 250 kilogramos y también sirve como un contrapeso al robot cosechador montado en la parte frontal. El compresor 21 es manejado por la toma de fuerza posterior del vehículo de transporte 20. No obstante, la toma de fuerza frontal se utiliza para la bomba hidráulica de la transmisión hidráulica, para las tijeras elevadoras, para levantar todo el robot cosechador perpendicularmente y para ajustar la altura del embudo recolector 16. Por un lado, el aire comprimido del compresor sirve para controlar el cilindro neumático, el cual activa una sección transversal 37 (Figuras 25 y 26) del cabezal recolector 15 hacia arriba y abajo, para, a su vez, activar la oscilación de las varillas recolectoras 3,4. Por otro lado, el aire comprimido se usa para controlar un motor neumático o eléctrico con tracción por cable 25 (Figura 19) y para las masas centrífugas excéntricas al frente de los extremos libres 6 de las varillas recolectoras 3,4. Hacia atrás, en la Figura 3, puede verse el armazón 17, el cual puede moverse de manera similar a un cajón hacia el cabezal recolector 15. Dentro del armazón 17 puede verse una variedad de tubos neumáticos 55, los cuales están enrollados como un resorte y, como tal, son extensibles en diferentes longitudes. Pueden conectarse en la parte posterior del armazón 17 mediante una conexión con una manguera neumática para el aire comprimido del compresor 21. En sus extremos frontales se conectan los extremos posteriores de las varillas recolectoras 3,4 para inyectar aire en el interior de las varillas recolectoras 3,4, las cuales tienen forma de tubos. El aire comprimido que llega al extremo frontal de las varillas recolectoras 3,4 hace que las masas centrífugas excéntricas, montadas de manera giratoria, puedan girar libremente, de forma que las varillas recolectoras 3,4 oscilen no sólo hacia arriba y hacia abajo, sino que lo hagan dependiendo de la presión del aire comprimido, y la así variable velocidad rotacional de la masa excéntrica, rotando dentro de un cono con un movimiento envolvente. Además, el vehículo de transporte 20 con su toma de fuerza delantera puede usarse como una fuente de energía para impulsar una bomba hidráulica adicional la cual alimenta los diferentes cilindros hidráulicos del robot cosechador. Entre otras cosas, los cilindros hidráulicos se usan para la extensión ascendente de, o bien, las estructuras de tijera 11, o bien, las tijeras de elevación, y por lo tanto del cabezal recolector 15 y de las paredes laterales 8. En la perspectiva mostrada también se pueden observar los listones horizontales 9 de las paredes laterales 8, así como las barras 14 extendidas horizontalmente. Para que las aceitunas no puedan caer hacia atrás contra el tractor, se instala un rodillo 47 con una lona 48 o una red. Al elevar el cabezal recolector 15, la lona 48 o la red son desenrollados del rodillo 47, de forma que al juntar la estructura de tijera 11, la lona 48 o la red se vuelvan a enrollar mediante el resorte. La lona 48 o la red forman, estando desenrollados, una pared que evita que las aceitunas caigan hacia atrás. Como una alternativa a la lona 48 o la red también es posible usar laminas enrollables, similares a las persianas. Sin embargo, todas las funciones descritas anteriormente pueden realizarse de manera alternativa mediante una transmisión hidráulica o eléctrica. Según el sistema, la toma de fuerza del vehículo acciona una bomba hidráulica o, para las funciones neumáticas, un compresor que suministra aire comprimido en un tanque de presión separado en el robot cosechador. En sistemas de transmisión eléctrica, la batería del vehículo puede usarse como fuente de energía, y si esto no fuera suficiente, la toma de fuerza podría impulsar un generador que cargue una batería independiente de una capacidad adecuada, conectado al robot cosechador.

La Figura 4 muestra una vista diagonal y frontal del robot cosechador, estando el robot cosechador comprimido. Desde la posición del robot cosechador, como se muestra en la Figura 3, con el cabezal recolector 15 extendido completamente hacia arriba, las dos filas 1,2 de varillas recolectoras 3,4 se introducen en un árbol y se extraen con un movimiento oscilatorio hacia fuera del árbol, incluyendo el uso de un extractor de varillas 49 no visible aquí (Figura 5). Mientras tanto, las varillas recolectoras vibran y rozan los frutos cayendo estos en el embudo recolector 16. La marcha atrás continua hasta que las varillas recolectoras 3,4 se sacan completamente del árbol. Entonces el cabezal recolector 15 se encoge a aprox. % de distancia entre las dos filas 1,2 de las varillas recolectoras 3,4 y de nuevo se introducen y, con un movimiento oscilante, se sacan del árbol, hasta que todo el robot cosechador alcance la posición que se muestra en la Figura 4. Las estructuras de tijera 11 ahora se mueven completamente hacia abajo y los listones 9 están casi o completamente uno sobre el otro. Las dos filas 1,2 de varillas recolectoras 3,4 están en su posición más baja para la extensión desde un árbol. En esta posición contraída del robot cosechador, con el armazón 17 empujado, en tipo cajón, completamente hacia adelante en el cabezal recolector, el vehículo de transporte 20 puede transportar el robot cosechador en una vía pública, puesto que el robot cosechador puede diseñarse, por ejemplo, para una anchura de 2.50m, de manera que no se necesita espacio adicional. Por supuesto, puede ser más ancho para poder cosechar en árboles más grandes, pero será necesario un permiso especial para transitar en vías públicas.

En la Figura 5 se observa una vista diagonal y posterior del robot cosechador expandido. Como puede verse en esta figura, están montadas dos estructuras de tijera 11 a cada lado del robot cosechador que sirven como tijeras de elevación en la estructura de soporte 21 del robot cosechador, entre la cual se extienden los extremos posteriores de las paredes laterales 8. El armazón 17 saliente hacia atrás es similar a un cajón que se desplaza manualmente hacia adelante. El armazón 17 forma el contenedor para la dirección 50, la cual maneja el extractor de varillas 49 al retirar las filas 1,2 de las varillas recolectoras 3,4 hacia atrás. El extractor de varillas 49 actúa mediante un cable 22 que funciona en el extremo posterior del armazón 17 mediante dos poleas 23, 24 y es controlado preferiblemente por un motor de transmisión neumática 25 con una polea. Sin embargo, también pueden usarse soluciones de transmisión eléctrica o hidráulica. Este armazón 17 recoge las varillas recolectoras 3,4, las cuales son empujadas hacia atrás por el árbol al introducir las filas 1,2 de las varillas recolectoras. Después estas son empujadas hacia atrás contra una fuerza de resorte en el armazón 17. Para cosechar los frutos atrapados o caídos entre las varillas recolectoras 3,4, las mismas se sobreponen mediante este extractor de varillas 49 y se extraen con un movimiento oscilante y rotacional hacia el armazón 17, contra las fuerzas de resorte, hasta que se extraen por completo y alcanzan su posición en el armazón 17. Después el cabezal recolector 15 cambia su altura un poco y el extractor de varillas 49 se mueve hacia adelante de nuevo, por lo que se empujan las varillas recolectoras, gracias a los resortes, hacia adelante en el árbol y por lo que, a continuación, la oscilación y la rotación de las varillas recolectoras 3,4 comienzan de nuevo.

La Figura 6 muestra el robot cosechador visto desde arriba. En el lado izquierdo del dibujo pueden observarse las varillas recolectoras 3 de la fila superior 1 de varillas recolectoras 3 con las paredes laterales 8 sobre el embudo recolector 16 y las estructuras de tijera 11 organizadas en la parte externa. En el centro se observa el cabezal recolector 15, en el cual se sostienen las varillas recolectoras 3,4. A la derecha, se muestra el armazón 17, sobre el cual se extienden los tubos neumáticos 55 que suministran con aire comprimido a las varillas recolectoras 3,4.

La Figura 7 muestra la parte frontal del robot cosechador visto diagonalmente y desde arriba sin la sección lateral izquierda y sin las varillas recolectoras excepto por una varilla recolectora 3 en la fila superior 1 y la varilla recolectora 4 de la fila inferior 2, mientras que el resto de las varillas recolectoras están ocultas. Siempre que una varilla recolectora 3,4 encuentre una fuerte resistencia, como cuando su extremo frontal golpea una rama gruesa, es empujada hacia atrás desde su soporte en el cabezal recolector 15 contra la fuerza de un resorte y por lo tanto hacia el armazón 17 tan lejos como sea necesario, dependiendo de la situación. Por esto puede pasar que, después de introducir el robot cosechador en un árbol, un par de varillas 3,4 sean empujadas hacia atrás con más o menos fuerza hasta el armazón 17. Las paredes laterales 8, es decir sus listones 9 y barras 14, están redondeadas por completo y son flexibles en todas las direcciones, pero aun así son relativamente rígidas. Estas se desvían al golpear un obstáculo, ya sea porque se doblen hacia un lado al instante, debido a su flexibilidad o porque gracias a su estabilidad primero empujan algún obstáculo, como una rama, fuera de su camino, y después desvían el mismo. Los listones 9 y barras 14 de la pared lateral 8 pueden ser empujados hacia atrás por un obstáculo, como por ejemplo una rama, de manera similar a las varillas recolectoras 3,4. Los listones 9 y barras 14 de las paredes laterales 8 son accionados por resorte mediante elásticos y vuelven a su posición inicial tan pronto haya una falta de resistencia. Debajo del dibujo en la Figura 8, se muestra ampliada la sección circular A de la Figura 7 y se puede ver la transmisión 26 para la estructura de tijera 11 en aumento, de la misma forma de la que está montada también en el otro lado del robot cosechador. En un tubo cuadrado horizontal 27, hay otro tubo cuadrado 28 más pequeño que es deslizable. En su lengüetas salientes y ascendentes 29, el puntal de tijera inferior puede montarse giratoriamente, y en frente, al otro extremo del tubo fijo cuadrado 27, el otro puntal de tijera también está montado de manera giratoria, el cual cruza sobre un eje común mencionado anteriormente. Mediante la extensión y retracción del tubo cuadrado 28 más pequeño dentro del tubo cuadrado 27 grande, por ejemplo, mediante una varilla roscada, hidráulica o neumática, la estructura de tijera 11 puede extenderse hacia arriba y retraerse de nuevo. En el lado posterior del cabezal recolector 15 puede verse en la Figura 7 el armazón 17, dentro del cual está alojado el extensible en forma de tubos neumáticos 55 con un resorte tensor, los cuales reciben el aire comprimido del compresor de aire 21 para suministrar las masas centrífugas excéntricas en los extremos de las varillas recolectoras 3,4. La Figura 9 muestra el Detalle B de la figura 7 en una vista ampliada, concretamente una vista perpendicular del lado izquierdo del vehículo con sus elementos de soporte, ajuste de altura y mecanismo de giro lateral de todo el robot acoplado. Así se presenta el robot cosechador en la Figura 10 con las varillas recolectoras retraídas, vistas diagonalmente desde el frente y en la Figura 11 diagonalmente desde atrás.

La Figura 12 muestra el robot cosechador trabajando en terreno inclinado. Aquí se muestra cómo se acerca a un árbol para realizar la recolección desde una pendiente. La Figura 13 muestra el robot cosechador visto desde el lado derecho mientras se acerca por una pendiente desde arriba a un árbol para cosecharlo. La Figura 14 muestra el robot cosechador visto desde el frente en posición horizontal mientras se acerca por una pendiente en una curva elevada para cosechar un árbol no mostrado en el dibujo y la Figura 15 lo muestra sobre un terreno horizontal con el cabezal recolector y todos sus elementos inclinados en comparación al vehículo. De ese modo cuando el robot está sobre el vehículo es orientable hacia adelante, hacia atrás, hacia la izquierda y hacia la derecha con un ángulo determinado de 20° a 30°.

En la Figura 16 se muestra el robot cosechador igual que en la Figura 3, pero con las varillas recolectoras 3,4 retraídas. Por lo tanto, todo el espacio entre las dos paredes laterales 8 permanece libre y ofrece una visión clara de la lona enrollable 48 la cual cierra el espacio entre las paredes laterales 8 hacia la parte posterior.

En la Figura 17, el cabezal recolector del robot cosechador, al igual que en la Figura 16, se muestra con una vista ampliada con las varillas recolectoras 3,4 extraídas en la parte posterior. Mediante la manguera neumática 25 con polea y el cable 22 enrollable en la misma, el extractor de varillas 49 puede moverse hacia delante de nuevo y de esa manera empuja las varillas recolectoras 3,4 hacia su posición de uso.

Aquí se muestra una vista aún más ampliada de todo el cabezal recolector en la Figura 18 y se observa diagonalmente desde atrás y desde arriba. Pueden verse las varillas recolectoras 3,4 extendidas hacia atrás con su extractor de varillas 49, el cual es movible hacia adelante mediante el cable 22, llevando consigo las varillas recolectoras 3,4 y el armazón 17, sobre el cual se mueve el extractor de varillas 49 y las varillas recolectoras 3,4.

Como alternativa al acoplamiento a un tractor o vehículo de transporte 20, este robot cosechador también puede equiparse con su propio chasis. Para dicho chasis es apropiado que esté equipado con una tracción por orugas para un transporte suave ytodoterreno o con una transmisión de cuatro o más ruedas. Un soporte giratorio universal sobre el chasis permite que el robot cosechador siempre esté ubicado sobre el chasis en una posición vertical y que se mantenga firmemente en esta posición. En la Figura 19 está el robot cosechador montado sobre su propio chasis 54, visto lateralmente desde la izquierda. Su cabezal recolector está extendido en su posición más alta gracias a que las estructuras de tijera 11 lo han elevado. El chasis 54 está equipado con 4 ruedas, las cuales, por ejemplo, son todas manejables. Para este fin, puede disponerse de una transmisión eléctrica para cada una de las ruedas. Las ruedas frontales y posteriores pueden dirigirse para lograr una mayor maniobrabilidad del robot cosechador entre los árboles de un olivar. Tal robot cosechador puede controlarse de manera inalámbrica con un control remoto. El operador permanece de pie o sentado al lado y puede controlar y monitoreartodas las operaciones mediante un panel de control portátil o joystick. Puede ubicarse una versión autocontrolada y autodirigida del robot cosechador en el terreno con relación a los árboles, mediante un GPS diferencial o mediante sensores de referencia conectados a los árboles. En una red robótica de recolección, los robots se comunican para dividirse el trabajo conjuntamente. Por ejemplo, hasta cuatro robots cosechadores pueden cosechar su sector de 90° en un árbol al mismo tiempo.

La Figura 20 muestra el robot cosechador con su propio chasis 54, pero con el cabezal recolector 15 contraído hasta su posición más baja. En esta posición, el robot cosechador puede transportarse, por ejemplo, para ser ubicado sobre una plataforma de carga de un remolque o para levantarlo hacia la plataforma de carga de un camión o furgoneta de reparto.

La Figura 21 muestra el robot cosechador detrás de un olivo ilustrado moviéndose hacia el observador. Una vez el robot cosechador se haya movido de esta forma completamente hacia a el árbol o sus ramas, rodea el tronco del árbol con su agujero en el embudo recolector 16. Aquí puede verse el embudo recolector 16 y las dos ruedas 30 del tractor o vehículo de transporte. Las dos filas 1,2 de varillas recolectoras 3,4 se han extendido aquí hacía arriba a su más alta posición. Las dos paredes laterales 8 son introducidas en el árbol con sus listones y varillas entre los listones. Ahora puede comenzar la recolección inicial oscilando las varillas recolectoras 3,4 hacia arriba, hacia abajo y en movimiento circular, mientras que al mismo tiempo las varillas recolectoras 3,4 son extraídas fuera del árbol retrayéndose colectivamente mediante el extractor de varillas 49. A la derecha del dibujo en la Figura 22, se muestra una vista ampliada del detalle A de la Figura 21, en la que se observa el cabezal recolector 15. Se reconocen los extremos frontales de la fila superior 1 con las varillas recolectoras 3 y la fila inferior 2 con las varillas recolectoras 4.

La Figura 23 debajo de esta sección ampliada A muestra dos varillas recolectoras 3,4 vistas desde un lado. La varilla recolectora superior 3 golpea la bifurcación de una rama mientras que la varilla recolectora inferior 4 ya ha encontrado un obstáculo antes, por lo que fue desviada hacia atrás en relación a la varilla recolectora superior 3, continuando su movimiento hacia dentro del árbol.

La Figura 24 muestra una vista frontal de los extremos de las varillas recolectoras. Se reconocen la fila superior 1 y la fila inferior 2 y una pequeña vista ampliada de los frutos o aceitunas entre las dos filas 1,2; y a la derecha, como los frutos son retirados de sus tallos debido a las vibraciones de las varillas recolectoras 3,4 por lo que caen.

Respecto a la Figura 25, se expone de manera clara la sujeción de las varillas recolectoras 3,4 en el cabezal recolector 15. En el extremo posterior las varillas recolectoras 3,4 están fijas en los conectores 35, 36. Estos conectores 35, 36 son sostenidos por barras verticales que se mueven hacia arriba y hacia abajo. Para ello, la sección transversal 37 es movible hacia arriba y hacia abajo mediante un actuador neumático. Los puntales movibles 38 en el cabezal recolector 15 transmiten el movimiento ascendente y descendente hacia la sección trasversal inferior 51. De esa manera los extremos de las varillas recolectoras 3 y 4 se mueven de forma sincronizada, opuestas una frente a la otra, hacia arriba y hacia abajo. Los soportes colocados más adelante con sus conectores 33,34 están diseñados para moverse verticalmente, es decir que están sujetos a los amortiguadores 31, 32 para que los conectores 33, 34 puedan moverse sin resistencia alguna en dirección ascendente y descendente. Ahora, si los conectores posteriores 35, 36 se mueven hacia arriba y hacia abajo neumática o eléctricamente, las secciones frontales de las varillas recolectoras 3,4 también se mueven de la misma manera gracias a sus conectores 33, 34 accionados por resorte. En caso de que el extremo frontal de una varilla recolectora golpee un obstáculo duro, esta fuerza elástica de los conectores 33, 34 desvían dicho extremo, de forma que las varillas recolectoras 3,4 no sufren ningún daño.

La Figura 26 muestra la situación cuando los dos extremos de las varillas recolectoras 3,4 se han juntado el uno con el otro y encuentran un obstáculo. La sección transversal 37 ha alcanzado su posición superior respectivamente. Para que las varillas recolectoras 3,4 no se doblen, los conectores 33, 34 se desvían verticalmente contra la fuerza de resorte. En consecuencia, los extremos frontales de las varillas recolectoras 3,4, es decir aquellas que están en frente de los conectores 33, 34, oscilan juntos para que los mismos (3,4) aprieten el obstáculo. El efecto de las varillas recolectoras 3,4 sobre el obstáculo es similar al efecto de unas pinzas de agarre. Todo este movimiento y desviación se aplican a todas las varillas 3,4 de las filas superiores e inferiores 1,2.

La Figura 27 muestra el cabezal recolector 15 con las diferentes varillas recolectoras 3,4 desplazables longitudinalmente en una vista diagonal y superior, con el armazón 17 y el cable 22 para jalar el extractor de varillas 49 mediante la transmisión 25. En la Figura 28 se puede observar el cabezal recolector 15 desde arriba.

En la Figura 29 se puede ver la sección junto a la línea AA de la Figura 28 con el cabezal recolector 15 y las varillas recolectoras 3,4 proyectadas hacia adelante, así como el armazón 17 proyectado hacia atrás con su cable 22 y la transmisión 25, vistos desde un lado. Aquí la estructura de tijera 11 está contraída por completo, de forma que las varillas recolectoras 3,4 están en su posición más baja. Es interesante observar el detalle A en el extremo frontal de la varilla recolectora inferior 4, tal como se muestra en la Figura 30. La punta de la varilla recolectora 4 tiene una masa centrifuga excéntrica 39, la cual se puede girar alrededor del eje de la varilla. Para ello, esta varilla recolectora es un tubo 41. Por su interior puede transportarse aire comprimido hasta su extremo, el cual puede girar la masa centrifuga excéntrica 39 montada giratoriamente sobre el extremo de la varilla. Al girar, produce una oscilación general de la varilla recolectora 4. Dependiendo de la presión del aire y de la dirección de la vibración de la varilla recolectora 4, puede generarse desde una oscilación suave y amplia, hasta una vibración local y precisa a alta velocidad de la masa centrifuga excéntrica 39. Mediante la sobreposición de ambas vibraciones, la rotación y el movimiento ascendente y descendente, el extremo de la varilla debería ser capaz de pasar a través de todos los puntos espaciales en la zona alrededor de dicho extremo y de esa manera conseguir una cosecha más exitosa. Debajo del detalle A está la Figura 31 donde se muestra el detalle B de la Figura 29, que de nuevo deriva de la sección AA en la Figura 29. Aquí se puede ver en detalle la suspensión de las varillas recolectoras 3,4 mediante una banda elástica 52 que está conectada al cabezal recolector 15 y está unida mediante rodillos de desviación 53 con el extremo de las varillas recolectoras 3,4. También son reconocibles los conectores 34,36 de la varilla recolectora 4. El detalle C en la figura 32 también se toma de la sección AA de la figura 29 y muestra la esquina inferior posterior del armazón 17 con el rodillo de desviación 24 fijado para el cable 22. Además, se pueden observar los dos tubos neumáticos 42 y las conexiones neumáticas 43 que abastecen el mecanismo de la masa centrífuga excéntrica en el extremo de la varilla recolectora 6 controlada neumáticamente.

La Figura 33 muestra el cabezal recolector 15 con las diferentes varillas recolectoras 3,4 desplazables longitudinalmente y sus suspensiones vistas desde el frente. Y debajo, en la Figura 34, se muestra una sección circular ampliada con el detalle D de la Figura 33. Pueden verse los amortiguadores 31 para la fila superior de las varillas recolectoras 3 y los amortiguadores inferiores 32 para la fila inferior de las varillas recolectoras 4. En la Figura 33 se observan las dos estructuras de tijera 11 ya organizadas de manera paralela.

La Figura 35 muestra la pared lateral izquierda 8 del robot cosechador completamente extendido con vista hacia el interior. Se compone de una serie de listones libres 9 y entre los listones hay varias barras circulares 14 para conducir hacia las ramas de un árbol. Estos listones 9 y barras 14 pueden desviarse elásticamente hacia todos los lados. Las paredes laterales 8 evitan que los frutos, aceitunas o nueces, que en su mayoría vuelan hacia los lados debido a las vibraciones de las varillas recolectoras 3,4, caigan al suelo y se pierdan. En cambio, es muy probable que sean interceptados por los listones 9 y las barras 14 y caigan después en el embudo recolector 16. En el extremo posterior de la pared lateral 8 actúan dos estructuras de tijera 11 a cada lado. Los listones 9 y las varillas 14 se extienden sobre esta estructura de tijera 11 y, al igual que las varillas recolectoras 3,4, pueden empujarse de forma traslacional hacia atrás contra la fuerza de resorte.

La Figura 36 muestra una vista de las barras circulares 14 en la zona de las estructuras de tijera 11. Estas barras circulares 14 pueden pasar entre dos estructuras de tijera 11, de forma que aquí sólo se reconoce la estructura de tijera exterior 11 detrás de las barras circulares 14. Las barras circulares 14 están conectadas mediante placas giratorias extensibles transversalmente. Cuando ambos extremos exteriores de las placas giratorias se mueven uno hacia el otro, detectan adicionalmente las barras redondas 14 contra el interior de la pared lateral 8 de modo que se reduce el radio del arco formado.

Respecto a la Figura 37, aquí puede observarse la organización de las barras redondas 14 en estas bandas articuladas 45. Se muestra parte de una sección de la pared lateral 8. Estas bandas articuladas 45 se componen de cuatro secciones plegables interconectadas 46, donde en los puntos de unión las barras 14 están perpendiculares a las bandas articuladas 45. Como se muestra en la Figura 38, cuando las estructuras de tijera 11 se contraen por completo hacia abajo y las distancias entre los listones 9 son mínimas, las bandas articuladas 45 se contraen y se unen por completo con sus cuatro secciones 46. En ese momento, las barras 14 forman un arco hacia la parte interior y una red de barras 14 poco espaciadas que no pueden traspasar los frutos. Por último, la Figura 39 muestra todas las piezas de la estructura descrita en una vista en despiece. Con esta vista en despiece se pueden ver aún más detalles y cómo interactúan las piezas. Todos los tipos de transmisión utilizados para el robot cosechador en principio pueden ser hidráulicos, neumáticos o eléctricos, dependiendo de la ventaja particular. Para la extensión de las varillas recolectoras, es posible que un sistema neumático sea más favorable; y un sistema hidráulico para la posible alineación de todo el robot cosechador en posición perpendicular, si bien puede usarse un sistema neumático o eléctrico para controlar la oscilación de las varillas recolectoras.

Por último, la Figura 40 muestra una vista superior que indica cómo un grupo de cuatro olivos puede cosecharse como parte de una fila doble de olivos. Los olivos individuales tienen un radio de 2.5 m en el esquema. Para ello, el robot o su cabezal recolector 15 se monta sobre un eje vertical 59 puesto giratoriamente sobre un plato giratorio 56. Este plato giratorio tiene su propio chasis 57, el cual puede acoplarse mediante un remolque 58 a un tractor o vehículo de transporte 20. Primero, se organiza el vehículo de manera que apunte al centro de los cuatro árboles, se introduce entre los mismos, al mismo tiempo, tan pronto el cabezal recolector 15 se mueva hacia la zona media en el centro de los árboles, el mismo gira hacia la derecha sobre el eje vertical 59, como se muestra en el dibujo. En esta posición, las varillas recolectoras 1-4 sobresalen desde la parte posterior del cabezal recolector 15. En el siguiente paso, las varillas recolectoras 1-4 se extienden hacia el tronco del árbol, como se muestra en la Figura 41. Después las varillas recolectoras 1-4 comienzan a vibrar y a retroceder despacio, mientras que los frutos, aceitunas en este caso, caen y son almacenados. Después, por ejemplo, el cabezal recolector gira 45° hacia la izquierda. Para ello, el tractor 20 debe retroceder un poco y después moverse hacia delante de nuevo. A continuación, se introducen las varillas recolectoras en la mitad posterior derecha y la mitad posterior izquierda del árbol, cosechando de ese modo las partes. Después el cabezal recolector se gira hacia la izquierda 45° después de que el tractor haga una ligera reversa, cuando el tractor se mueva de nuevo hacia adelante, de forma que se repite la misma situación mostrada en la Figura 40, pero ahora para el árbol posterior izquierdo. De nuevo, las varillas recolectoras 1-4 ingresan al árbol y se cosechan las aceitunas. Después el tractor puede dejar el grupo y hacer lo mismo desde el otro lado del grupo de árboles. Cada vez que se haga esto, se cosechan los sectores internos 60 de los árboles. Sin embargo, las áreas exteriores de los árboles se cosechan de la manera convencional descrita anteriormente. En general, es posible cosechar todos los árboles de esta manera eficientemente, incluso con árboles agrupados de forma estrecha.

La Figura 42 muestra un grupo de cuatro árboles, cada uno con un radio de 2.5m, y el método de recolección, aunque aquí el cabezal recolector se mueve sucesivamente hacia varios sectores, concretamente hacia los radios A, B, C, D, E, F y G. Por ejemplo, el robot puede comenzar en el árbol delantero izquierdo moviendo el cabezal recolector hacia el radio A en el árbol, cosechando así esta área. Después, se observa el cabezal recolector una vez que haya salido del árbol en una vista del lado derecho del plano, girando en el sentido de las agujas y a continuación se mueve el cabezal recolector hacia el radio B entre los dos árboles al lado izquierdo de la imagen y cosecha esta área, continúa hacia el radio C, después hacia el radio D, etc. En este orden, no importa si la recolección de los frutos comienza desde la izquierda o la derecha, este es el método más rápido para procesar y cosechar este sector interior. Las zonas restantes pueden cosecharse desde afuera. Este proceso aumenta la eficiencia y reduce el reposicionamiento del robot hasta en un 50%. Este método debería utilizarse para que el tiempo de recolección promedio sea de 5 minutos por árbol. Sin embargo, esta solución no será posible en cualquier elevación. En este caso, el procedimiento puede modificarse de acuerdo con las Figuras 12 a 14. Dependiendo de la inclinación del terreno y de la densidad de los árboles, puede seleccionarse una u otra estrategia de recolección. Estas dos estrategias pueden complementarse entre sí.

En la mayoría de olivares los árboles se plantan con ayuda de instrumentos de medición para que el patrón de desviación sea bajo. La superficie cuadrada mostrada, que encierra los cuatro árboles, es de 5x5m. Los árboles además pueden equiparse con sensores que pueden comunicarse con el robot y enviarle datos específicos de la posición. Los sensores son similares a los chips que se implantan por ejemplo en perros o animales salvajes, de manera que se pueda monitorear su posición en todo momento. De esta forma se pueden averiguar todos los datos específicos del árbol como por ejemplo, su posición exacta, altitud, distribución sectorial, etc. Los sensores del árbol pueden asumir la función de un GPS y tener el efecto de una baliza no direccional (NDB) o de una antena omnidireccional VHF (VOR) similares a las de la aviación. Cuando cada árbol esté equipado con un sensor de estos, el robot finalmente podrá moverse a través de una matriz conocida. El GPS será innecesario. Además, se crea un mercado adicional y, por lo tanto, una fuente adicional de ingresos mediante la venta de estos sensores, los cuales serán necesarios en grandes cantidades.

Lista de números

1 Fila superior de varillas recolectoras 3

2 Fila inferior de varillas recolectoras 4

3 Varillas recolectoras superiores

4 Varillas recolectoras inferiores

5 Soporte

6 Extremos frontales libres de las varillas recolectoras

7 Extremos posteriores de las varillas recolectoras

8 Paredes laterales delimitadas

9 Listones frontales libres

10 Extremo posterior de los listones 9

11 Estructura de tijera

12 Espacios entre los listones

13 Bordes longitudinales de los listones

14 Barras entre los listones 9

15 Cabezal recolector

16 Embudo recolector

17 Armazón receptor de los extremos posteriores de las varillas recolectoras 3,4

18 Orificio en el embudo recolector

19 Hueco del embudo recolector

20 Tractor/vehículo de transporte 20

21 Contrapeso del robot cosechador

22 Cable para el armazón 17

23 Polea del cable 22

24 Polea del cable

25 Transmisión para el cable 22

26 Transmisión para las estructuras de tijera 11

27 Tubo cuadrado

28 Tubo cuadrado pequeño, deslizable en el tubo 27

29 Lengüetas

30 Ruedas del tractor/vehículo de transporte

Amortiguador de la varilla recolectora 3

Amortiguador de la varilla recolectora 4

Conector del amortiguador 31 de la varilla recolectora 3 Conector del amortiguador 32 de la varilla recolectora 4 Conector posterior de la varilla recolectora 3

Conector posterior de la varilla recolectora 4

Sección transversal oscilante de la varilla recolectora 3 Puntales movibles de la sección transversal

Masa centrifuga excéntrica

Arco de las bisagras

Tubo como varilla recolectora

Tubo neumático para la masa centrifuga excéntrica Conexión neumática a la caja de válvulas

Parte posterior del armazón 17

Banda articulada

Miembros de la banda articulada

Rodillo para la lona

Lona o red para la parte posterior del robot cosechador Extractor de varillas

Dirección

Sección transversal inferior

Banda elástica

Rodillos de desviación

Chasis del robot cosechador autopropulsado

Tubos neumáticos del armazón 17 extraíbles por amortiguación Plato giratorio para el movimiento del cabezal recolector Chasis del plato giratorio

Remolque del vehículo de transporte

Eje vertical sobre el que gira el cabezal recolector.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol, con al menos dos filas paralelas y salientes (1,2) de varillas recolectoras (3,4) sostenidas en su parte posterior por un soporte (5), gracias al cual son intraducibies al árbol las varillas recolectoras junto a sus extremos frontales libres (6). Sus extremos frontales (6) oscilan entre sí y en conjunto son extraíbles fuera del árbol mientras oscilan, quitando al mismo tiempo los frutos entre las varillas recolectoras (3,4) de las dos filas (1,2) de varillas recolectoras (3,4),

en consecuencia se especifica que:

las varillas recolectoras individuales (3,4) de cada fila (1,2) son movibles de manera traslacional en su parte posterior gracias a un mecanismo de resorte en el soporte (5), de modo que cada varilla recolectora (3,4) dentro de una fila (1,2) sea detenida por la misma rama, en caso de chocar con su extremo frontal (6) durante la retracción de las varillas recolectoras (3,4) en un árbol contra una o más ramas, mientras que todas las varillas recolectoras (3,4) que no choquen con obstáculos siguen siendo empujables en el árbol, después de lo cual las varillas recolectoras (3,4) de las dos filas (1,2) pueden oscilar hacia adelante y hacia atrás en su posición traslacional, y al mismo tiempo o posteriormente, pueden ser extraídas fuera del árbol mediante un extractor de varillas (49). Todas las varillas recolectoras (3, 4) son empujadas hacia adelante mediante la fuerza del mecanismo de resorte y después pueden regresar a su posición inicial.

2. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con la reivindicación 1,

en consecuencia se especifica que:

en las puntas frontales de las varillas recolectoras (3,4) hay una masa centrifuga excéntrica (39) giratoria sobre el eje longitudinal de la varilla (3,4). Esta masa centrifuga excéntrica puede girarse usando aire comprimido o impulso eléctrico suministrado mediante el tubo (41) de la varilla recolectora (3,4) para que las puntas de las varillas recolectoras (3,4) se desplacen de manera oscilante superponiéndose hacia arriba y hacia abajo, las puntas son desplazables dependiendo de la velocidad de rotación del desequilibrio en una vibración superpuesta.

3. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en consecuencia se especifica que:

las varillas recolectoras (3,4) en el robot cosechador están montadas de manera elástica en un rango de entre un quinto y un tercio de su longitud de 1.50 m a 2.50 m desde su extremo posterior (7) transversalmente hasta su dirección de recorrido, y sus extremos posteriores (7) son accionados por un motor hacia atrás y hacia adelante en la dirección del mecanismo de resorte, de modo que los extremos frontales (6) oscilan gracias a un desplazamiento mayor al de los extremos posteriores y las varillas son sostenidas elásticamente al golpear un obstáculo mediante el mecanismo de resorte en la dirección del nivel oscilante y donde las varillas recolectoras (3,4) están montadas de forma desviable en todas las direcciones, de modo que se pueden desviar al impactar un obstáculo con su punta para evitar que se doblen o se rompan.

4. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol, una de las reivindicaciones anteriores,

en consecuencia se especifica que:

los extremos frontales libres (6) de las varillas recolectoras (3,4) son empujables hacia un árbol y forman parte de una estructura que está montada sobre un vehículo y por lo tanto pueden empujarse hacia el árbol al conducir el vehículo, o bien, la estructura sobre el vehículo incluye actuadores de extensión y movimiento activados hidráulica, neumática o eléctricamente, de modo que el ingreso y la salida del árbol se realiza mediante los mismos a través de un movimiento relativo del vehículo.

5. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol, una de las reivindicaciones anteriores,

en consecuencia se especifica que:

las filas espaciadas (1,2) de las varillas recolectoras (3,4) están montadas de manera deslizable sobre el robot cosechador transversalmente al nivel de la rejilla formada por las varillas recolectoras (3,4) en el cabezal recolector (15) del robot cosechador. Dicho cabezal recolector es ajustable en altura mediante estructuras de tijera (11) manejables de manera hidráulica o eléctrica.

6. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 5,

en consecuencia se especifica que:

en la parte posterior del cabezal recolector (15) hay un armazón (17) que es retraíble como un cajón y está montado para amortiguar los golpes de las varillas recolectoras (3,4) que golpeen obstáculos cuando sean conducidas con las mismas hacia dentro de un árbol. En la parte posterior del armazón (17) hay conectores neumáticos para la conexión de los extremos posteriores de los tubos neumáticos (55), los cuales se conectan con sus extremos frontales a los extremos posteriores de las varillas recolectoras (3,4) para suministrar aire comprimido a las masas centrifugas excéntricas (39) en sus extremos frontales.

7. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con la reivindicación anterior,

en consecuencia se especifica que:

las filas (1,2) de varillas recolectoras (3,4) en el robot cosechador están colocadas, entre los lados de estas filas (1,2) en sus paredes laterales (8) como los listones libres y espaciados (9) en la misma dirección de las varillas recolectoras (3,4). Estos listones se sostienen en su extremo posterior (10), conectados a la estructura extensible de tijera (11), mientras que los listones (9) forman una estructura de rejilla en la pared (8) y dentro de estas dos paredes (8) las filas de varillas (1,2) son desplazables transversalmente mediante un motor al nivel de la rejilla de las filas (1,2). Mientras que los listones (9) pueden extenderse cada uno para formar una pared lateral (8), donde los listones dejan cada uno un espacio, o pueden contraerse formando distancias mínimas entre ellos cada vez que las estructuras en forma de tijera (11) se contraen.

8. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con la reivindicación 7,

en consecuencia se especifica que:

los bordes longitudinales (13) de los listones adyacentes (9) están conectados en su zona posterior al menos a un soporte articulado, en el cual se sostienen varias barras (14) paralelas a los listones (9) de manera que las distancias entre las barras (14) al extraer o extender los listones (9) sean variables. Los extremos libres de cada barra (14) y listón (9) en posición extendida se mueven hacia el árbol, al encontrar resistencia ambos listones (9) y barras (14) pueden deslizarse hacia atrás en sus soportes contra las fuerzas de los resortes.

9. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con las reivindicaciones 7 a 8,

en consecuencia se especifica que:

los bordes longitudinales (13) de los listones (9) están equipados con cepillos elásticos que se extienden transversalmente a los listones (9), para cerrar las paredes (8) significativamente en posición extendida.

10. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en consecuencia se especifica que:

las filas espaciadas (1,2) de varillas recolectoras (3,4) se extienden horizontalmente y están delimitadas en ambos lados por paredes laterales verticales (8) con listones, las cuales están diseñadas para desplazarse hacia arriba y hacia abajo.

11. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9,

en consecuencia se especifica que:

las filas espaciadas (1,2) de varillas recolectoras (3,4) están en posición perpendicular y son delimitadas en ambos lados por paredes horizontales (8) con listones, dentro de las cuales, las filas están almacenadas para deslizarse hacia los lados.

12. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en consecuencia se especifica que:

el robot cosechador puede conectarse a un vehículo de transporte (20) con tomas de fuerza, mediante las cuales el robot cosechador es transportable y controlable. Por un lado puede manejarse el respectivo compresor (21) a través de la toma de fuerza y por otro lado, puede manejarse la bomba hidráulica correspondiente para la transmisión hidráulica del robot cosechador, por lo que el robot cosechador es desplazable hacia adelante o hacia atrás al mover el vehículo de transporte (20) hacia un árbol y fuera del mismo otra vez.

13. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 11, en consecuencia se especifica que:

el robot cosechador está construido sobre un chasis propio (54) con tracción de orugas o con una transmisión de cuatro ruedas para ser autopropulsado, donde tiene un soporte giratorio universal sobre el que permanece siempre en posición vertical en el chasis (54), siendo además resistente y movible. El robot cosechador puede controlarse de manera remota mediante un dispositivo de control o puede manejarse de manera independiente o integrado a una red robótica de cosecha para trabajar en conjunto. En este caso el posicionamiento del robot cosechador en relación con el árbol se realiza a través de un dispositivo GPS con un GPS diferencial o también es factible el uso de un sensor de posición en el árbol.

14. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en consecuencia se especifica que:

el robot cosechador está equipado con sensores de inclinación para determinar su inclinación o desviación en cada dirección a partir de la posición perpendicular (cabeceo y balanceo) y tiene una unidad de control, mediante la cual puede mantenerse en posición perpendicular a través del procesamiento de las señales de los sensores de inclinación usando medios de transmisión hidráulica. Su embudo recolector (16) está dispuesto para ajustar su altura mediante un motor y las distancias entre las dos filas (1,2) de varillas recolectoras (3,4). La altura del embudo recolector (16) y las distancias de los listones (9) en las paredes laterales pueden cambiarse y ajustarse mediante el uso independiente de transmisiones hidráulicas, neumáticas o eléctricas.

15. Robot cosechador para la recolección de frutos de árbol de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en consecuencia se especifica que:

el cabezal recolector (15) sobre un plato giratorio (56) con un chasis separado (57) está montado giratoriamente sobre su eje vertical, y este chasis (57) es conectable con un tractor/vehículo de transporte (20) mediante un remolque/gancho de remolque (58). De ese modo el cabezal recolector (15) sobre el plato giratorio (56) puede girar sobre su eje vertical por al menos unos 90°. El robot cosechador tiene transmisores para leer sensores en los árboles, así como medios para calcular su posición y dirección de movimiento en relación con un árbol determinado.