AT396727B - Control system for a self-propelling linear irrigation machine - Google Patents

Control system for a self-propelling linear irrigation machine Download PDF

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AT396727B
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Wilhelm Dipl Ing Wolfbauer
Werner Ing Valeskini
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Bauer Roehren Pumpen
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/09—Watering arrangements making use of movable installations on wheels or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Control system for a self-propelling linear irrigation machine having at least two mutually independent drives, having a main tower 3, which is provided with a central control unit 7, and having a pipe bridge 1 which is connected to said tower, is provided with a driven travelling mechanism 2 and bears irrigation means, and having a reference line, which is arranged along the direction of travel of the irrigation machine and is formed by reference points 13, R communicating with measuring devices arranged on the irrigation machine, it being the case that the amount of lateral offset of the irrigation machine in relation to the reference line is measured in a contactless manner by a distance meter 10, arranged on the irrigation machine, the reference points 13, R being sensed in the process, and the advancement of one lateral end of the irrigation machine in relation to the other is determined by means of distance sensors 11 combined with gradiometers 12, which are aligned on a common unit plane and are connected to the central control unit 7, or distance meters 10 which sense the defined reference points 13, R. <IMAGE>

Description

AT396727BAT396727B

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine selbstfahrende Linearberegnungsmaschine mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Fahrantrieben, wobei die Beregnungsmaschine einen, mit einem aus Motor, Pumpe und Generator gebildeten Antriebsaggregat, einer Vorrichtung zur Aufnahme von Beregnungswasser sowie einer zentralen Steuereinheit versehenen Hauptfahrturm und mindestens eine an diesen angeschlossene, mit einem elektromotorisch betriebenen Fahrwerk versehene, Beregnungsvorrichtungen tragende Rohrbrücke umfaßt, wobei längs der Fahrtrichtung der Beregnungsmaschine eine mit an der Beregnungsmaschine angeordneten Meßeinrichtungen kommunizierende Referenzlinie angeordnet istThe invention relates to a control system for a self-propelled linear irrigation machine with at least two mutually independent travel drives, the irrigation machine comprising a main drive tower provided with a drive unit formed from a motor, pump and generator, a device for receiving irrigation water and a central control unit, and at least one connected to it , equipped with an electromotive driven chassis, carrying irrigation devices carrying pipe bridge, along the direction of travel of the irrigation machine a reference line communicating with measuring devices arranged on the irrigation machine is arranged

Derartige Systeme werden vor allem für die Beregnung großer Flächen bei geradliniger Vorwärtsbewegung verwendet Die Steuerung dieser Systeme dient vor allem zum Ausrichten der Beregnungsmaschine nach einer möglichst geraden Linie, zum periodischen Ein- und Ausschalten der die Fahrgeschwindigkeit bestimmenden Antriebe sowie der Führung der Beregnungsmaschine entlang einer festgelegten, zu einem Rand der Beregnungsfläche parallelen Fahrtroute.Such systems are mainly used for the irrigation of large areas with straight forward movement.The control of these systems is primarily used to align the irrigation machine according to a straight line as possible, for periodic switching on and off of the drives determining the driving speed and the guidance of the irrigation machine along a defined line , route parallel to an edge of the irrigation surface.

Im allgemeinen wird die Fahrgeschwindigkeit durch ein spezielles Schaltrelais gesteuert welches innerhalb gleichbleibender zeitlicher Perioden für eine vorwählbare Zeitdauer die Fahrantriebe an den äußersten Enden des Systems einschaltetIn general, the travel speed is controlled by a special switching relay which switches on the travel drives at the extreme ends of the system within constant time periods for a preselectable period of time

Um die Beregnungsmaschine entlang einer festgelegten Fahrtroute zu halten, werden die vom Schaltrelais vorgegebenen Einschaltperioden für einen der beiden Fahrantriebe kontrolliert ausgesetzt Entsprechende Fühler werden von einer zur Fahrtroute parallelen Leiteinrichtung betätigt und steuern die Lenkmanöver. Als Leiteinrichtungen sind beispielsweise Führungsseile, offene Kanäle, Furchen, Schienen, Rohrleitungen wie auch stromführende Leitungen bekanntIn order to keep the irrigation machine along a defined route, the switch-on periods specified by the switching relay for one of the two travel drives are suspended in a controlled manner. Corresponding sensors are actuated by a guide device parallel to the route and control the steering maneuvers. Guide ropes, open channels, furrows, rails, pipelines and current-carrying lines are known as guide devices, for example

Die DE-OS 2 851425 zeigt ein linear bewegliches Beregnungssystem mit einer Fühleranordnung, welche das elektromagnetische Feld einer unterirdisch verlegten Leitung abtastet Diese bringt grundsätzlich Vorteile, beim Bewirtschaften der zu beregnenden Fläche, da störende Begrenzungen wegfallen, birgt allerdings Nachteile durch relativ hohe Installationskosten. Damit verteuern sich zwangsläufig auch allfällige Wartungs- und Reparaturarbeiten, für die Fehlerortung selbst müssen aufwendige Meßgeräte herangezogen werden.DE-OS 2 851425 shows a linearly movable irrigation system with a sensor arrangement which scans the electromagnetic field of an underground line.This basically has advantages in the management of the area to be irrigated, since annoying limits are eliminated, but has disadvantages due to the relatively high installation costs. This inevitably makes any maintenance and repair work more expensive, and complex measuring devices must be used to locate the fault itself.

Ein weiterer nicht unwesentlicher Nachteil besteht darin, daß aus naheliegenden Gründen auch keine kurzfristigen Fahrtroutenänderungen der Beregnungsmaschine vorgenommen werden können. Um die Lenkmanöver auf ein Minimum zu reduzieren wird vorgeschlagen, die mit dem Leitkabel korrespondierende Fühleranordnung an zentraler Stelle der Beregnungsmaschine anzuordnen. Trotz dieser Anordnung bedarf es auf Grund der Dimensionen derartiger Beregnungsmaschinen relativ großer Unterschiede im Wegfortschritt der äußersten Fahrwerke, um eine Fehlstellung erkennen zu können. Dazu kommt eine eventuelle Fehlstellung der Fühleranordnung selbst, da diese auf einem Rohibrückenelement angeordnet ist.Another not insignificant disadvantage is that, for obvious reasons, the irrigation machine cannot be changed at short notice. In order to reduce the steering maneuvers to a minimum, it is proposed to arrange the sensor arrangement corresponding to the guide cable at a central point of the irrigation machine. Despite this arrangement, due to the dimensions of such irrigation machines, relatively large differences in the travel progress of the outermost running gear are required in order to be able to recognize a malposition. There is also a possible misalignment of the sensor arrangement itself, since it is arranged on a Rohibrückenelement.

Die US-PS 3 974 845 zeigt ein selbstkorrigierendes, linear bewegliches Beregnungssystem, dessen Antriebsund Steuereinheit mit Winkelmesser versehen ist, die das Winkelverhältnis zwischen einer fixen seitlichen Referenzlinie und dem Drehrahmen der Maschine sowie zwischen dem Rahmen und der ersten oder mehreren Rohrbrücke(n) delektieren. Zu diesem Zweck erfolgt die Abtastung zwischen der Referenzlinie und der Maschine über Rollen. Ein derartiges mechanisches System bedarf auch einer oftmaligen Wartung und kann auch nicht kurzfristig zu einer gewünschten Fahrtroutenänderung haangezogen werden.US Pat. No. 3,974,845 shows a self-correcting, linearly movable irrigation system, the drive and control unit of which is provided with protractors which detect the angular relationship between a fixed lateral reference line and the rotating frame of the machine and between the frame and the first or more pipe bridge (s) . For this purpose, the scanning between the reference line and the machine is done via rollers. A mechanical system of this type also requires frequent maintenance and cannot be used at short notice to change the desired route.

Ein weiteres, ziemlich aufwendiges, selbstkorrigierendes Beregnungssystem zeigt die US-PS 4 190 068. Dabei wird eine beispielsweise von einem Laserstrahl gebildete Referenzlinie verwendet Mit den Radachsen der Räder des Beregnungssystems sind über eine aufwendige Mechanik Sensoren tragende Arme verbunden, die die Referenzlinie überragen. Die Sensoren sind mit einer Steuereinheit verbunden, die eine Abweichung vom vorgegebenen Kurs registriert und korrigiertUS Pat. No. 4,190,068 shows a further, rather complex, self-correcting irrigation system. In this case, a reference line formed, for example, by a laser beam is used. The arm axles of the wheels of the irrigation system are connected via a complex mechanism to sensors carrying arms which protrude above the reference line. The sensors are connected to a control unit that registers and corrects a deviation from the specified course

Die US-PS 4 463 906 wiederum offenbart ein Führungssystem für eine Beregnungsmaschine unter Verwendung von in den Boden verlegten Metallelementen, die mit an der Maschine im Bereich dieser Linien angeordneten Sensoren (Schaltern) Zusammenwirken und bei Unterbleiben eines vorgesehenen Kontaktes zu einer Korrektur führen sollen. Zur Unterstützung ist am Fahrturm noch ein mit ebenfalls im Boden verlegten Magneten kommunizierender Winkelmesser angeordnet Die Nachteile einer derartigen Konstruktion entsprechen im wesentlichen jenen der oben zur DE-OS 2 851425 genannten.US Pat. No. 4,463,906, in turn, discloses a guide system for a irrigation machine using metal elements which are installed in the ground and which are intended to interact with sensors (switches) arranged on the machine in the region of these lines and to correct them if there is no intended contact. To support this, a protractor is also arranged on the tower, which also communicates with magnets installed in the ground. The disadvantages of such a construction correspond essentially to those mentioned above for DE-OS 2 851425.

Schließlich zeigen die beiden US-Patentschriften 4 192 335 und 4 252 275 auch jeweils ein Führungssystem für Beregnungsmaschinen. Die Speisung der Regnerrohre erfolgt über kurze Steigrohre, die mit einer in der Erde verlegten Speiseleitung verbunden sind. Die Wasserentnahme erfolgt über ein mit dem vom Steuerturm getragenen Regnerrohr verbundenes vertikales Rohr, das über eine Kupplung mit den speziell ausgebildeten Steigrohren in Eingriff .gelangt. Die- Steigrohre enthalten Versorgungsventile zur Steuerung der Wasserzuführung und Führungselemente zur Steuerung der Bewegung da Maschine. Der Kupplungsteil ist mit einem als mechanischer Sensor ausgebildeten Steuermechanismus, der am mit dem Motor versehenen Fahrtuim angeordnet ist, verbunden. Die Verbindung zwischen dem Sensor und der Kupplung verläuft im wesentlichen parallel zu der mit mehreren Gelenken versehenen Verbindung des Regnerrohres mit dem vertikalen Rohr. Dadurch kann der Sensor ein nicht einwandfreies Eingreifen da Kupplung in das Steigrohr durch mechanische Verschiebung erkennen. Diese Konstruktion ist ziemlich aufwendig und eher reparaturanfällig, und die so ausgestalteten Beregnungsmaschinen sind nur ortsgebunden einsetzbar. -2-Finally, the two US Pat. Nos. 4,192,335 and 4,252,275 each also show a guidance system for irrigation machines. The sprinkler pipes are supplied via short riser pipes which are connected to a feed line laid in the ground. The water is drawn off via a vertical pipe connected to the sprinkler pipe carried by the control tower, which engages with the specially designed riser pipes via a coupling. The riser pipes contain supply valves for controlling the water supply and guide elements for controlling the movement of the machine. The coupling part is connected to a control mechanism which is designed as a mechanical sensor and is arranged on the drive shaft provided with the motor. The connection between the sensor and the coupling runs essentially parallel to the connection of the sprinkler pipe to the vertical pipe, which connection is provided with several joints. This enables the sensor to detect incorrect engagement because the coupling in the riser pipe can be recognized by mechanical displacement. This construction is quite complex and rather prone to repair, and the irrigation machines designed in this way can only be used in a location-specific manner. -2-

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuersystem vorzusehen, welches die bekannten Nachteile beseitigt und bei universeller Einsetzbarkeit sowohl die Betriebssicherheit als auch den Bedienungskomfort der Beregnungsmaschine erhöht.The object of the invention is to provide a control system which eliminates the known disadvantages and increases both the operational reliability and the ease of use of the irrigation machine with universal applicability.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß die Referenzlinie, wie an sich bekannt, durch Referenzpunkte gebildet ist, daß die Meßeinrichtungen insbesondere Entfernungsmesser, Neigungsmesser und Wegstreckenfühler umfassen, daß der Seitenversatz der Beregnungsmaschine bezogen auf die durch die Referenzpunkte vorgegebene gedachte Linie in Fluchtrichtung der mindestens einen Rohrbrücke mittels der an der Beregnungsmaschine angeordneten Entfernungsmesser unter Erfassen der Referenzpunkte berührungstos gemessen wird, daß der Wegfortschritt des einen seitlichen Endes gegenüber dem anderen seitlichen Ende der Beregnungsmaschine von mittels Wegstreckenfühler kombiniert mit Neigungsmesser oder die definierten Referenzpunkte erfassenden Sensoren, vorzugsweise Entfernungsmesser, ermittelt wird, daß die Neigungsmesser auf eine gemeinsame Einheitsebene ausgerichtet und mit der zentralen Steuereinheit verbunden sind, daß die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit der Beregnungsmaschine eine Funktion des von einem Durchflußmeßgerät ermittelten Beregnungswasserverbrauches, gerätespezifischer Fixwerte und eines vorgegebenen Niederschlagswertes ist, wobei der effektive Wegfortschritt aus einer Kombination der Meßdaten der Wegstreckenfühler und der Neigungsmesser ermittelt wird, und daß aus dem effektiven Wegfortschritt und dem Seitenversatz über die zentrale Steuereinheit zwischen den äußeren Endpunkten der Beregnungsmaschine eine Geschwindigkeitsdifferenz eingeregelt wird.The invention solves the problem in that the reference line, as known per se, is formed by reference points, that the measuring devices include, in particular, rangefinders, inclinometers and distance sensors, that the lateral offset of the irrigation machine in relation to the imaginary line given by the reference points in the direction of escape of the at least a pipe bridge is measured without contact by means of the range finder arranged on the irrigation machine while detecting the reference points, so that the path progress of the one lateral end with respect to the other side end of the irrigation machine is determined by means of distance sensors combined with inclinometers or sensors, preferably distance meters, which detect the defined reference points, that the inclinometers are aligned on a common unit level and connected to the central control unit, that the average driving speed of the irrigation machine e is a function of the irrigation water consumption determined by a flow meter, device-specific fixed values and a predefined precipitation value, the effective path progress being determined from a combination of the measured data of the distance sensors and the inclinometer, and that of the effective path progress and the lateral offset via the central control unit between the outer ones A speed difference is adjusted end points of the irrigation machine.

In besonders vorteilhafter Weise wird neben der Ausschaltung von oben angegebenen, bekannten Beregnungsmaschinen anhaftenden Nachteilen darüberhinaus der Beregnungswasserverbrauch kontinuierlich überwacht und es wird dabei sowohl davon abhängig, als auch vom effektiven Wegfortschritt und von einer vorgegebenen Beregnungshöhe abhängig, die Absolutgeschwindigkeit der Fahrantriebe an den beiden äußeren Enden der Beregnungsmaschine beeinflußt.In addition to the elimination of the disadvantages mentioned above, known irrigation machines, the irrigation water consumption is also monitored in a particularly advantageous manner, and the absolute speed of the travel drives at the two outer ends is dependent on this, as well as on the effective path progress and on a predetermined irrigation height of the irrigation machine.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Wegstreckenfühler an den mit jeweils einem angetriebenen Fahrwerk versehenen Enden der Beregnungsmaschine vorgesehen und in der Spur der Antriebsräder angeordnete Meßräder sind, daß die Meßräder des Wegstreckenfühlers pro definierter Teilstrecke der Fahrtroute einen elektrischen Impuls an die zentrale Steuereinheit abgeben, wobei die zentrale Steuereinheit eine bestimmte Soll-Fahrzeit ermitteltAnother feature of the invention is that the distance sensors are provided on the ends of the irrigation machine, each with a driven undercarriage, and measuring wheels arranged in the track of the drive wheels are such that the measuring wheels of the distance sensor send an electrical impulse to the central control unit per defined section of the route deliver, the central control unit determines a certain target travel time

Mit dieser konstruktiv sehr einfachen und zuverlässig arbeitenden Ausgestaltung der Erfindung ist eine gewünschte Richtungsänderung der Fahrtroute der Beregnungsmaschine bzw. eine erforderliche Fahrtrichtungskorrektur bei aufgetretenen Abweichungen von der gewünschten Bahn ganz leicht, zu bewerkstelligen.With this structurally very simple and reliably working embodiment of the invention, a desired change of direction of the route of the irrigation machine or a necessary direction correction in the event of deviations from the desired path can be easily accomplished.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Entfernungsmesser Ultraschall abgebende Einrichtungen, welche mit den Referenzpunkten in Wechselwirkung stehen, wobei die Lage der Beregnungsmaschine in beliebig festlegbaren Abschnitten bestimmt wird. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung bringt in vorteihafter Weise mit sich, daß dadurch seitlich abstehende mechanische, mit den Referenzpunkten zusammenwirkende Einrichtungen entbehrlich sind und die erfindungsgemäß vorgesehenen Einrichtungen weitgehend wartungsfrei und ohne nennenswerte Beeinflussung von irgendwelchen Störfaktoren funktionieren.According to another feature of the invention, the rangefinders are ultrasound-emitting devices which interact with the reference points, the position of the irrigation machine being determined in sections which can be defined as desired. This configuration according to the invention advantageously entails that laterally protruding mechanical devices cooperating with the reference points are unnecessary and the devices provided according to the invention function largely maintenance-free and without any significant interference from any disruptive factors.

Schließlich besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß die Referenzpunkte entfembare Markierungsmaste sind, was zur Ortsbeweglichkeit der Beregnungsmaschine wesentlich beiträgt.Finally, a feature of the invention is that the reference points are removable marking masts, which contributes significantly to the mobility of the irrigation machine.

Es zeigen Fig. 1 das erfindungsgemäße Steuersystem in einer Draufsicht; Fig. 2 das erfindungsgemäße Steuersystem in einem Aufriß; und Fig. 3 einen durch das erfindungsgemäße Steuersystem bewirkten Korrekturweg einer Beregnungsmaschine. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der angeschlossenen Zeichnung näher beschrieben.1 shows a top view of the control system according to the invention; Figure 2 shows the control system according to the invention in an elevation. and FIG. 3 shows a correction path of an irrigation machine brought about by the control system according to the invention. The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment with the aid of the attached drawing.

Die Beregnungsmaschine besteht aus einer variablen Anzahl aneinander gekuppelter, regnerbestückter Rohrbrücken (1), welche jeweils mit einem ihrer Enden an ein elektromotorisch betriebenes Fahrwerk (2) montiert sind. Eines dieser Brückenelemente, der Hauptfahrturm (3) wird beidseits von eigenen Fahrwerken (4,5) getragen und ist zusätzlich mit dem Antriebsaggregat (6), einer zentralen Steuereinheit (7) und einer Vorrichtung (8) zur Aufnahme des Beregnungswassers aus einem Kanal (9) bestückt. Das Beregnungswasser kann beispielsweise auch aus einem Hydranten abgenommen werden. Weiters sind am Hauptfahrturm (3) ein Entfernungsmesser (10) zur Entfernungsmessung längs der Rohrbrücke (1), ein als Meßrad ausgebildeter Wegstreckenfühler (11) zur Erfassung des effektiven Wegfortschrittes der Beregnungsmaschine, Neigungsmesser (12) zur Erfassung der Neigung der Fahrbahn in Fahrtrichtung als auch nicht dargestellte Sensormittel zur Erfassung des Beregnungswasserverbrauches angeordnet. Je ein zweiter Fühl« zur Erfassung des effektiven Wegfortschrittes und der Neigung der Fahrbahn sind am gegenüberliegenden Ende der Beregnungsmaschine am dortigen Brückenelement angeordnet. Die Fahrtroute der Beregnungsmaschine ist durch definierte Referenzpunkte (13), welche als Maste ausgebildet sind, markiert. Diese Maste stehen im Erfassungsbereich des Entfernungsmessers (10) und sind entfembar.The irrigation machine consists of a variable number of coupled, rain-loaded pipe bridges (1), each of which has one of its ends mounted on an electromotive chassis (2). One of these bridge elements, the main tower (3), is supported on both sides by its own undercarriages (4,5) and is additionally equipped with the drive unit (6), a central control unit (7) and a device (8) for receiving the irrigation water from a channel ( 9) equipped. The irrigation water can also be taken from a hydrant, for example. Furthermore, on the main tower (3) there is a distance meter (10) for measuring the distance along the pipe bridge (1), a distance sensor (11) designed as a measuring wheel for measuring the effective progress of the irrigation machine, inclinometer (12) for detecting the inclination of the road in the direction of travel also arranged sensor means, not shown, for detecting the irrigation water consumption. A second feeling for the detection of the effective path progress and the inclination of the road are arranged at the opposite end of the irrigation machine on the bridge element there. The route of the irrigation machine is marked by defined reference points (13), which are designed as masts. These masts are in the detection range of the rangefinder (10) and can be removed.

Der Entfernungsmesser (10) kann im wesentlichen an beliebiger Stelle der Beregnungsmaschine angeordnet sein, die Wegstreckenfühler (11) zur Ermittlung des Wegfortschrittes sowie die Neigungsmess« (12) sind zweckmäßigerweise immer an den äußersten Brückenelementen angeordnet. Nach einer weiteren Ausbildung -3-The rangefinder (10) can essentially be arranged at any point on the irrigation machine, the distance sensors (11) for determining the path progress and the inclinometer (12) are expediently always arranged on the outermost bridge elements. After further training -3-

AT396727B des Steuersystems ist es auch möglich, nur eines der beiden äußersten Brückenelemente mit einem Wegstreckenfühler (11) und Neigungsmesser (12) zu versehen, wenn gleichzeitig das andere äußerste Brückenelement mit dem Entfernungsmesser (10) bestückt ist. Darüberhinaus besteht auch die Möglichkeit, auf die Neigungsmesser (12) gänzlich zu verzichten, wenn an deren Stelle der Fahrbahnneigung äquivalente Werte, korrespondierend mit dem Wegfortschritt, beispielsweise in einem elektronischen Speicher zur Verfügung stehen.AT396727B of the control system, it is also possible to provide only one of the two outermost bridge elements with a distance sensor (11) and inclinometer (12), if at the same time the other outermost bridge element is equipped with the range finder (10). In addition, there is also the possibility of completely dispensing with the inclinometer (12) if, in its place, the road inclination has equivalent values corresponding to the progress made, for example in an electronic memory.

Die Fahrtroute dar Beregnungsmaschine könnte an Stelle von Markierungsmasten als Referenzpunkte (13) ebenfalls in einem elektronischen Speicher festgelegt sein und über ein Kompaßsystem in Kombination mit den Wegstreckenfühlern (11) kontrolliert werden. Für diesen Zweck ist als weitere Variante auch ein Richtfunksystem denkbar, dessen von einem fixen Reflexionspunkt abhängige Stellung, in bezug auf den Wegfortschritt, ebenfalls mit in einem elektronischen Speicher abgelegten Sollwerten in Einklang zu bringen istThe route of the irrigation machine could also be defined in place of marker poles as reference points (13) in an electronic memory and controlled by a compass system in combination with the distance sensors (11). For this purpose, a directional radio system is also conceivable as a further variant, the position of which dependent on a fixed reflection point, with respect to the progress made, must also be reconciled with setpoints stored in an electronic memory

Die Entfernungsmessung längs der Rohrbrücke (1) erfolgt vorzugsweise berührungslos mittels Ultraschall oder einer mechanischen Abtastvorrichtung z. B. einem teleskopartigen Fühler in Kombination mit einem Seilzug-Positionsmesser. Die als elektronische Impulse abgebende Meßräder ausgebildeten Wegstreckenfühler (11) sind vorteilhafterweise in der Spur der jeweiligen Antriebsräder der beiden äußersten Brückenelemente angeordnet Die Lage der Beregnungsmaschine kann allerdings auch bezüglich entlang der Fahrtroute gereihter Referenzpunkte (13), beispielsweise mittels Ultraschall, in beliebig festlegbaren Abschnitten bestimmt werden. Der Beregnungswasserverbrauch kann sowohl direkt beispielsweise mittels magnetisch-induktivem Duichflußmeßgerät als auch indirekt durch Druckmessung, beispielsweise einem piezoresistiven Druckaufnehmer oder durch Messung der Durchflußgeschwindigkeit ermittelt werden.The distance measurement along the pipe bridge (1) is preferably carried out without contact by means of ultrasound or a mechanical scanning device, for. B. a telescopic sensor in combination with a cable position sensor. The distance sensors (11) designed as electronic impulses are advantageously arranged in the track of the respective drive wheels of the two outermost bridge elements. However, the position of the irrigation machine can also be determined in arbitrary sections with respect to reference points (13) arranged along the route, for example by means of ultrasound will. The irrigation water consumption can be determined both directly, for example by means of a magnetic inductive Duichflußmeßgerät and indirectly by pressure measurement, for example a piezoresistive pressure sensor or by measuring the flow rate.

Die Steuerung der einzelnen Fahrwerksantriebe erfolgt bekanntermaßen abhängig von der gegenseitigen Abwinkelung zweier benachbarter Brückeneiemente, hervorgerufen durch die Vorgabe bestimmter Durchschnittsgeschwindigkeiten für die beiden Fahrwerksantriebe an den äußersten Enden der Beregnungsmaschine. Die Einhaltung einer bestimmten Geschwindigkeit wird durch intermittierenden Antrieb dieser Fahrwerke, deren Höchstgeschwindigkeit in der Regel auch niedriger als die der übrigen, von der Abwinkelung gesteuerten, ist, realisiert.As is known, the control of the individual undercarriage drives is dependent on the mutual bending of two adjacent bridge elements, caused by the specification of certain average speeds for the two undercarriage drives at the extreme ends of the irrigation machine. A certain speed is maintained by intermittent drive of these running gear, the maximum speed of which is generally also lower than that of the other ones controlled by the deflection.

Im Unterschied zu bekannten Systemen wird erfindungsgemäß nicht nur die Antriebsgeschwindigkeit der betreffenden Fahrwerke (2; 4,5) sondern auch die effektive Fahrgeschwindigkeit selbst, welche in der Praxis von ersteier ü. a. durch Schlupf abweicht, kontrolliert Die Voraussetzung dafür sind die Wegstreckenfühler (11) , die pro definierter Teilstrecke der Fahrtroute einen elektrischen Impuls an die zentrale Steuereinheit (7) senden, in welcher für jede derart signalisierte Teilstrecke - beispielsweise unter Verwendung eines Mikrorechners *· im voraus eine bestimmte Soll-Fahrzeit, die in der Regel größer ist als die wirklich benötigte, ermittelt wird. Nach jedem Teilstreckenimpuls wird von der zentralen Steuereinheit (7) über entsprechende Schaltglieder, z. B. Schütze, der Antrieb des betreffenden Fahrweikes (2; 4,5) gestoppt und erst nach Ablauf der errechneten Soll-Fahrzeit wieder gestartet. Es liegt auf der Hand, daß die beiden Fahrantriebe innerhalb derselben Teilstrecke - bedingt durch z. B. unterschiedliche Fahlbahnverhältnisse - nicht zum gleichen Zeitpunkt äbgeschaltet, ein lineares Vorrücken der Beregnungsmaschine vorausgesetzt, jedoch synchron eingeschaltet werden. Die Fahrzeit je Teilstrecke ist abhängig von den Faktoren Niederschlagshöhe, Beregnungswasserverbrauch und beregnete Streifenlänge entlang der regnerbestückten Rohrleitungsbrücken (1). Die gewünschte Niederschlagshöhe und die Streifenlänge sind für die gesamte Fahrtroute oder auch einzelne Teilstrecken der Fahrtroute beispielsweise in einem elektronischen Speicher abgelegt Der Beregnungswasserverbrauch wird von dem entsprechenden Sensormittel - unter Umständen mit einem nachgeschalteten Rechenwerk in der zentralen Steuereinheit (7) verknüpft - kontinuierlich erfaßtIn contrast to known systems, according to the invention not only the drive speed of the relevant undercarriages (2; 4, 5) but also the effective travel speed itself, which in practice is the first time. a. deviates due to slip, the prerequisite for this are the distance sensors (11), which send an electrical impulse to the central control unit (7) for each defined section of the route, in which each section signaled in this way - for example using a microcomputer * · in advance a certain target travel time, which is generally greater than the actually required, is determined. After each section pulse is from the central control unit (7) via appropriate switching elements, for. B. Sagittarius, the drive of the driving vehicle concerned (2; 4.5) stopped and only started again after the calculated target travel time. It is obvious that the two travel drives within the same section - due to z. B. different Wahlbahn conditions - not switched off at the same time, assuming a linear advance of the irrigation machine, but switched on synchronously. The travel time per section depends on the factors of precipitation, irrigation water consumption and rainy strip length along the rainy pipeline bridges (1). The desired amount of precipitation and the strip length for the entire route or even individual sections of the route are stored, for example, in an electronic memory. The irrigation water consumption is continuously recorded by the corresponding sensor means - possibly linked to a downstream arithmetic unit in the central control unit (7)

Unter den bereits ausgeführten Voraussetzungen, nämlich der Erfassung des effektiven Wegfortschrittes an beiden Enden der Beregnungsmaschine und der davon abhängigen Steuerung der dortigen Fahrantriebe können prinzipiell auch Lenkmanöver kontrolliert werden, indem für gleiche Teilstrecken beider Fahrwerke (2; 4) unterschiedliche Fahrzeiten vorgegeben worden. Beispielsweise würde bei einer Linkskurve diese Vorgabe für das Fahrwerk (2) am rechten Ende der Beregnungsmaschine größer sein als für das Fahrwerk (4) am linken Ende. Der Umkehrschluß gilt sinngemäß für Rechtskurven. Die Fahrzeiten je Teilstrecke sind demnach abhängig ναι der gewünschten Niederschlagshöhe und der notwendigen Fahrtrichtungsänderung der Beregnungsmaschine.Under the conditions already stated, namely the detection of the effective path progress at both ends of the irrigation machine and the dependent control of the travel drives there, steering maneuvers can in principle also be controlled by specifying different travel times for the same sections of the two trolleys (2; 4). For example, in the case of a left-hand curve, this specification would be greater for the chassis (2) at the right end of the irrigation machine than for the chassis (4) at the left end. The opposite is true for right-hand bends. The travel times per section are therefore dependent on the desired amount of precipitation and the necessary change of direction of the irrigation machine.

Die Genauigkeit dieses Systems ist jedoch von topographischen Gegebenheiten der zu befahrenden Route abhängig, weil es voraussetzt, daß die Beregnungsmaschine auf einer Ebene fährt. Es ist daher erforderlich, bei Verwendung der beschriebenen Fühler den damit erfaßten, effektiven Wegfortschritt auf eine Einheitsebene zu beziehen. Zu diesem Zweck sind mit jedem Wegstieckenfühler (11) am selben Fahrwok auch Neigungsmesser (12) angeordnet, die untereinander auf dieselbe, z. B. horizontale, Bezugsebene ausgerichtet sind. Die damit erfaßte Fahrbahnneigung entlang der Fahrtroute wird über elektrische Verbindungsleitungen kontinuierlich an die zentrale Steuereinheit (7) übertragen, in der beispielsweise von einem Mikrorechner die Absolutwerte der Wegstreckenfühler (11) in Abhängigkeit der zugehörigen Neigungswerte relativiert werden.However, the accuracy of this system depends on the topographical conditions of the route to be traveled, because it presupposes that the irrigation machine runs on one level. It is therefore necessary, when using the sensors described, to relate the effective path progress detected thereby to a unit level. For this purpose, inclinometers (12) are arranged with each distance sensor (11) on the same wagon. B. horizontal, reference plane are aligned. The roadway inclination detected along the route is transmitted continuously via electrical connecting lines to the central control unit (7), in which, for example, the absolute values of the distance sensors (11) are relativized by a microcomputer depending on the associated inclination values.

Fahrtrichtungsänderungen können durch eine vorgegebene, nicht lineare Fahrtroute ebenso wie auch durch betriebliche Unregelmäßigkeiten, wie z. B. ungenaue Wegfortschrittserfassung, verursacht werden: Für ersteren Fall sind der innere Kurvenradius, der Abstand der beiden äußersten Fahrwerke (2; 4) -4-Changes in the direction of travel can be caused by a predefined, non-linear route as well as by operational irregularities such as e.g. B. Inaccurate path progress detection, are caused: For the former case, the inner curve radius, the distance between the two outermost trolleys (2; 4) -4-

Claims (4)

AT396727B voneinander, die Kurvenrichtung, der Kurvenwinkel und der Routenpunkt am Kurvenanfang beispielsweise in einem elektronischen Speicher festgeiegt. Nach diesen Daten ermittelt ein Rechner die Differenz der Fahrzeiten je Teilstrecke für die beiden äußersten Fahrantriebe. Als Variante ist es auch denkbar, Kurvenabschnitte durch verhältnismäßig eng aneinander gereihte Referenzpunkte (13) zu markieren und - wie auch im Falle betrieblich» Unregelmäßigkeiten - je nach Versatz zu diesen die Fahrtrichtung der Beregnungsmaschine zu korrigieren. Zum Ausgleich eventueller Ungenauigkeiten bei der Messung des Wegfortschrittes dienen ebenfalls Referenzpunkte (13), z. B. in Form von Masten oder Pflöcken, welche in definierten Abständen zueinander, endang der Fahrtroute gesetzt sind und beim Vorbeifahren vom Entfernungsmesser (10) erfaßt werden. Im Normalfall bleibt der Versatz der Beregnungsmaschine zu diesen Referenzpunkten (13) von einem zum nächsten innerhalb eines tolerierbaren Bereiches. Verschiebt sich die Beregnungsmaschine darüber hinaus jedoch beispielsweise zunehmend nach links, wird eine Fahrtrichtungsänderung in Form einer Rechtskurve mit anschließend» Linkskurve zur tangentialen Wiedereinmündung in die vorgeschriebene Fahrtroute eingeleitet Eine Rechtsverschiebung hat sinngemäß umgekehrte Reaktionen zur Folge. Eine derartige Fahrtrichtungsänderung ist in Fig. 3 dargestellt Dabei sind die ideale Fahrtroute markierenden Referenzpunkte mit (R) bezeichnet, (1) bezeichnet den Abstand d» beiden äußersten Fahrw»ke (2; 4); (m) den Abstand d» Referenzpunkte (R) voneinander; (r) den inneren Kurvenradius; (s) den Versatz der Beregnungsmaschine; und (bj^g) den Wegfortschritt der äußersten Fahrwerke. Die von (b^ und b2) begrenzte Fläche bezeichnet den Fehlerlauf der Beregnungsmaschine. Die verbleibende im Korrekturschema gezeigte Fläche bezeichnet den Korrekturlauf der Beregnungsmaschine. Diese Lenkmanöver sind abhängig vom gegenseitigen Abstand der Referenzpunkte (R), dem »wähnten Versatz (s) der Beregnungsmaschine vom Referenzpunkt (R) und dem gegenseitigen Parallelabstand der beiden äußersten Fahrweike (2; 4). Da die Beregnungsmaschine im Idealfall bei gleichbleibendem Abstand von den Referenzpunkten (R) rechtwinkelig bzw. radial zur Fahrtroute ausgerichtet ist, gilt eine vom Entfernungsmesser (10) erfaßte Abstandsänderung auch als Maß für die Abweichung von dieser idealen Ausrichtung. PATENTANSPRÜCHE 1. Steuersystem für eine selbstfahrende Linearberegnungsmaschine mit mindestens zwei voneinander unabhängigen Fahrantrieben, wobei die Beregnungsmaschine einen, mit einem aus Motor, Pumpe und Generator gebildeten Antriebsaggregat, einer Vorrichtung zur Aufnahme von Beregnungswasser sowie ein» zentralen Steuereinheit versehenen Hauptfahrturm und mindestens eine an diesen angeschlossene, mit einem elektromotorisch betriebenen Fahrwerk versehene, Beregnungsvorrichtungen tragende Rohrbrücke umfaßt, wobei längs der Fahrtrichtung der Beregnungsmaschine eine mit an der Beregnungsmaschine angeordneten Meßeinrichtungen kommunizierende Referenzlinie angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Refeienzlinie, wie an sich bekannt, durch Referenzpunkte (13, R) gebildet ist, daß die Meßeinrichtungen, insbesondere Entfernungsmesser (10), Neigungsmesser (12) und Wegstreckenfühler (11) umfassen, daß der Seitenversatz der Beregnungsmaschine bezogen auf die durch die Referenzpunkte (13, R) vorgegebene gedachte Linie in Fluchtrichtung der mindestens einen Rohrbrücke (1) mittels der an der Beregnungsmaschine angeordneten Entfernungsmesser (10) unter Erfassen d» Referenzpunkte (13, R) berührungslos gemessen wird, daß der Wegfortschritt des einen seitlichen Endes gegenüber dem anderen seitlichen Ende der Beregnungsmaschine mittels Wegstreckenfühler (11) kombiniert mit Neigungsmess» (12) oder die definierten Referenzpunkte (13, R) erfassenden Sensoren, vorzugsweise Entfernungsmesser (10), ermittelt wird, daß die Neigungsmesser (12) auf eine gemeinsame Einheitsebene ausgerichtet und mit der zentralen Steuereinheit (7) verbunden sind, daß die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit der Beregnungsmaschine eine Funktion des von einem Durchflußmeßgeiät ermittelten Beregnungswasserverbrauches, gerätespezifischer Fixwerte und eines vorgegebenen Nied»schlagswertes ist, wobei der effektive Wegfortschritt aus einer Kombination der Meßdaten von Wegstreckenfühl» (11) und Neigungsmesser (12) ermittelt wird, und daß aus dem effektiven Wegfortschritt und dem Seitenversatz über die zentrale Steuereinheit (7) zwischen den äußeren Endpunkten der Beregnungsmaschine eine Geschwindigkeitsdifferenz eingeregelt wirdAT396727B from each other, the curve direction, the curve angle and the route point at the start of the curve, for example, in an electronic memory. Based on this data, a computer determines the difference in travel times per section for the two outermost travel drives. As a variant, it is also conceivable to mark curve sections by means of relatively closely spaced reference points (13) and - as in the case of operational »irregularities - to correct the direction of travel of the irrigation machine depending on the offset to these. To compensate for any inaccuracies in the measurement of the path progress also serve reference points (13), z. B. in the form of masts or pegs, which are set at defined distances from each other, endang the route and are detected by the range finder (10) when driving past. In the normal case, the offset of the irrigation machine to these reference points (13) from one to the next remains within a tolerable range. However, if the irrigation machine moves more and more to the left, for example, a change in direction of travel is initiated in the form of a right-hand curve followed by a »left-hand curve for tangential re-confluence in the prescribed route. A right-hand shift has the opposite effect. Such a change in the direction of travel is shown in FIG. 3. Reference points marking the ideal route are denoted by (R), (1) denoting the distance d »between the two outermost travels (2; 4); (m) the distance d »reference points (R) from each other; (r) the inner radius of the curve; (s) the irrigation machine offset; and (bj ^ g) the progress of the outermost landing gear. The area delimited by (b ^ and b2) denotes the error run of the irrigation machine. The remaining area shown in the correction diagram denotes the correction run of the irrigation machine. These steering maneuvers depend on the mutual distance between the reference points (R), the mentioned offset (s) of the irrigation machine from the reference point (R) and the mutual parallel distance of the two outermost driving positions (2; 4). Since the irrigation machine is ideally oriented at a constant distance from the reference points (R) or radially to the travel route, a change in distance detected by the range finder (10) is also a measure of the deviation from this ideal orientation. PATENT CLAIMS 1. Control system for a self-propelled linear irrigation machine with at least two mutually independent travel drives, the irrigation machine comprising a drive unit provided with a motor, pump and generator, a device for receiving irrigation water and a »central control unit and at least one main tower connected to it , equipped with an electromotive running gear, carrying irrigation devices carrying pipe bridge, a reference line communicating with measuring devices arranged on the irrigation machine being arranged along the direction of travel of the irrigation machine, characterized in that the reference line, as known per se, by reference points (13, R) is formed that the measuring devices, in particular range finder (10), inclinometer (12) and distance sensor (11) include that the lateral offset of the irrigation machine related to that by the Refe limit points (13, R) predetermined imaginary line in the direction of escape of the at least one pipe bridge (1) by means of the range finder (10) arranged on the irrigation machine while detecting d »reference points (13, R) that the progress of one side end is measured opposite the other side end of the irrigation machine by means of a distance sensor (11) combined with inclinometer »(12) or sensors which detect the defined reference points (13, R), preferably distance meters (10), it is determined that the inclinometers (12) are aligned on a common unit level and are connected to the central control unit (7) that the average driving speed of the irrigation machine is a function of the irrigation water consumption determined by a flow measuring device, device-specific fixed values and a predefined precipitation value, the effective progress being made from a combination of the measured data of the distance traveled nfühl »(11) and inclinometer (12) is determined, and that a speed difference is adjusted between the outer end points of the irrigation machine from the effective travel progress and the lateral offset via the central control unit (7) 2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstreckenfühler (11) an den mit jeweils einem angetriebenen Fahrwerk (2; 4) versehenen Enden der Beregnungsmaschine vorgesehen und in der Spur d» Antriebsräder angeordnete Meßräder sind, und daß die Meßräder des Wegstreckenfühlers (11) pro definierter Teilstrecke der Fahrtroute einen elektrischen Impuls an die zentrale Steuereinheit (7) abgeben, welche eine bestimmte Soll-Fahrzeit ermittelt. -5- AT396727B2. Control system according to claim 1, characterized in that the distance sensors (11) are provided on the ends of the irrigation machine which are each provided with a driven undercarriage (2; 4) and in the track d »drive wheels are arranged measuring wheels, and that the measuring wheels of the distance sensor (11) emit an electrical impulse to the central control unit (7) per defined section of the travel route, which determines a specific target travel time. -5- AT396727B 3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsmesser (10) Ultraschall abgebende Einrichtungen sind, welche mit den Referenzpunkten (13, R) in Wechselwirkung stehen, wobei die Lage der Beregnungsmaschine in beliebig festlegbaren Abschnitten bestimmt wird.3. Control system according to claim 1, characterized in that the range finder (10) are ultrasound-emitting devices which interact with the reference points (13, R), the position of the irrigation machine being determined in sections which can be defined as desired. 4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzpunkte (13, R) entfernbare Markierungsmaste sind. 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -6-4. Control system according to claim 1, characterized in that the reference points (13, R) are removable marker poles. 10 Including 2 sheets of drawings -6-
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