CN109039385A - 具有信号匹配的耕作系统 - Google Patents

Abstract

具有信号匹配的耕作系统。本发明涉及一种由至少一个自动行进的耕作设备（1.1、1.2）组成的耕作系统，所述耕作设备具有驱动装置（11）和控制单元（23）。由线（43）限定作业区域（A），其中耕作设备（1.1、1.2）在作业区域（A）中行驶由控制单元（23）确定的行进路径（W）。基站（8）具有电连接到线（43）的发送单元（32），通过所述发送单元发送线信号（41）。在线（43）上所发送的线信号（41）由基站（8）的接收单元（31）接收，与预先给定的额定信号（40）进行比较，并且在电接收的线信号（42）与预先给定的额定信号（40）有偏差的情况下改变所发送的线信号（41）。

Description

具有信号匹配的耕作系统

技术领域

本发明涉及一种由至少一个自动行进的耕作设备（Bodenbearbeitungsgerät）组成的耕作系统，所述耕作设备具有驱动装置和控制单元。设置由边界线限定的作业区域（Arbeitsbereich），其中耕作设备在该作业区域中行驶由控制单元确定的行进路径。设置基站，该基站具有连接到电边界线的发送单元，通过所述发送单元在边界线上发送线信号（Drahtsignal）。线信号的电磁场在耕作设备的接收线圈中感应出接收信号，该接收信号在控制单元中被处理以确定行进路径和行驶行为。

背景技术

通过实体地铺设的线限定耕作设备的作业区域在实践中已经得到证实。变得越来越大的作业区域在功能上更可靠地通过这样的边界明确，其中不同地构造的作业区域也可以通过行驶巷（Fahrgasse）连接起来。在这样的由线包围的总作业区域中可以不仅采用一个单个的耕作设备，而是也可以采用多个耕作设备。有利地，在多个耕作设备的情况下，在相同作业结果时降低耕作系统的总运行时间。

每条实体地作为边界铺设的线首先具有欧姆特性并且根据铺设形式和所铺设的行驶巷也可以具有电感或电容特性。因此，发出到线上的线信号在线的总长度上衰减。线信号由于线的几何和电学特性而在幅度和信号形式方面改变。因此，尤其是在距线较大的距离时可以影响对耕作设备的按规定的控制。

在耕作系统的运行时还要满足法律要求。因此，所发送的线信号不允许任意地强，因为该信号的电磁场可能影响其他的、例如邻近的耕作系统的功能。而如果线信号被设计为电力太弱，则在耕作设备的周围环境中出现的干扰信号可影响耕作设备的运行的功能安全性。

发明内容

本发明所基于的任务是，构造具有作为作业区域的边界的线的耕作系统，使得一方面在边界的线的总长度上存在对于耕作设备的无错误的功能来说足够强的线信号，并且另一方面最小化周围环境的电磁影响。

该任务通过如下方式解决：在边界的线上所发送的线信号尤其是与发送单元并行地被基站的接收单元电接收到。所接收的线信号与预先给定的额定信号进行比较，以便在所接收的线信号与预先给定的额定信号有偏差的情况下改变所发送的线信号。

在本发明的特别的构型中，将所接收的线信号改变为，使得其接近预先给定的额定信号或者尤其是对应于所述预先给定的额定信号。

要注意的是，接收单元与发送同时地从线上电截取所发送的线信号，使得所发送的线信号同时在接收单元中被测量。接收单元和发送单元设置在相同的基站中并且根据线的长度和所铺设的线的几何形状来工作。用户不必输入关于所铺设的边界、所铺设的线的长度或者并行延伸的线段的距离的任何输入项。还可以放弃例如用于检测电磁场的传感器。基站在没有用户介入的情况下独立地、最优地匹配所发送的线信号。

通过对所发送的线信号进行信号匹配，可以在很大程度上补偿作为边界所铺设的线的线信号的衰减，尤其是欧姆的、电感的和/或电容的影响因素。因此可以通过信号编辑装置（Signalaufbereitungsvorrichtung）对要发送的线信号在其幅度、其信号形式和/或其时间历程方面进行匹配。

预先给定的额定信号不必一定对应于所发送的线信号。更确切地，所发送的线信号和预先给定的额定信号可以在幅度和/或信号形式方面不同。适宜地还可以是，向信号编辑装置提供对允许的额定信号的选择。信号编辑装置可以根据所接收的线信号与预先给定的额定信号之间的明确偏差来决定：哪种信号形式、信号强度和信号时间对于所连接的线环路（Drahtschleife）是有利的。因此，可以在不必用户介入的情况下以最佳的线信号运行在现场以任意形式铺设的作为边界的每条线，由此确保在整个作业区域中对耕作设备的故障安全的控制。

实体上，边界的线作为线环路来铺设，其中所述线环路在其连接端部处与发送单元电连接。适宜地，接收单元与发送单元电并行地连接到边界的线处。线环路的连接端部通过简单的方式与接收单元电连接。发送单元和接收单元在本发明的扩展方案中通过信号编辑装置彼此通信。发送单元、边界的线、接收单元和信号编辑装置形成调节电路。

信号编辑装置根据在所接收的线信号和预先给定的额定信号之间的明确偏差来确定：是否要改变要发送的线信号，例如是否在其幅度方面进行加强，是否在其信号形式方面进行改变，或者是否在其时间历程例如在频率方面进行匹配。

在本发明的有利的扩展方案中，基站同时构造为用于耕作设备的蓄电池的充电站。为此，耕作设备在机载蓄电池的对应低的充电状态时驶入到作为充电站的基站中。

有利地，耕作设备是自动行进的割草机。

附图说明

本发明的其他特征从其他权利要求、说明书和附图中得出，在附图中示出在下面详细描述的本发明的实施例。其中：

图1以示意图示出由在作业区域中自动行进的多个耕作设备组成的耕作系统，

图2以示意图示出以自动行进的割草机为例的耕作设备的构造，

图3以示意图示出用于匹配发送到边界的线上的线信号的调节电路。

具体实施方式

在图1中示出的耕作系统S包括至少一个自动行进的耕作设备1.1、1.2用于处理预先给定的作业区域A。在该示出的实施例中设置用于共同处理作业区域A的两个耕作设备1.1和1.2。耕作系统S可以包括更少也或者更多的耕作设备。每个单个的耕作设备1.1、1.2自主地作业并且在作业区域A内独立地行驶随机的、预先给定的或者独立规划的行进路径W。

在根据图1所示出的实施例中，耕作系统S的作业区域A通过线43来限定。线43形成作业区域A的边界并且尤其是铺设为闭合的线环路2。线环路2的连接端部3和4连接到基站8的发送/接收单元5。如图1所示，线43的连接端部3和4与发送单元32连接。通过发送单元32——优选以时间固定的间隔——在边界的线43上发送电的线信号41。

尤其是与发送单元32电并行地，线环路2的线43的连接端部3和4与接收单元31连接，该接收单元电接收发送到边界的线43上的线信号41。接收单元31和发送单元32通过信号编辑装置43彼此连接。

接收单元31、信号编辑装置30和发送单元32与闭合的线环路2的线一起形成调节电路38（图3）。调节电路38的功能在下面详细描述。

在图2中以俯视图示意性地示出构造为割草机10的耕作设备1.1。自主作业的、自动行进的割草机10的图示是示例性的。耕作设备1.1也可以构造为松土机（Vertikutierer）、扫路机、吸尘机、自主行驶的骑乘式收割机或者类似的耕作设备。

示例性示出的割草机10基本上由行驶机构组成，该行驶机构具有后驱动轮13和14和驱动装置11。在该示出的实施例中，为每个驱动轮13、14分配一个电驱动电动机15、16，使得可以用不同的转速和/或以不同的转动方向来驱动所述驱动轮13和14以用于割草机10的方向控制。驱动装置11由两个可彼此独立地操控的电动机组成。

在耕作设备1.1的壳体9的前部区域12中设置尤其是自动转向的第三轮17。该第三轮17优选地位于割草机10的壳体9的纵向中心轴18上。构造具有四个轮的车架可以是适宜的。

所示出的耕作设备1.1的驱动轮13、14围绕共同的驱动轴19转动。驱动轴19——在根据图2的割草机10的俯视图中——尤其是与壳体9的纵向中心轴18呈正交的。对于直线行驶，驱动轮13和14要通过其电驱动电动机15和16被同步驱动。对于转弯行驶，驱动轮13、14通过其驱动电动机15、16例如以不同的转速被驱动。通过驱动装置11，耕作设备1.1在根据所示出的箭头的每个期望的行驶方向20上向前或向后地移动。

在作为割草机10的实施例中，耕作设备1.1根据图2在驱动轮13和14之间具有作业工具21。在割草机10的情况下，所述作业工具21是围绕垂直的旋转轴22转动的切割刀。

电驱动电动机15和16的控制通过控制单元23来进行，该控制单元23通过示意性表明的电线路29与电驱动电动机15和16连接。

在边界的线环路2的线43上发送的线信号41在耕作设备1.1的接收线圈6和7中被接收。接收线圈6和7在壳体9的前部区域12中分别位于耕作设备1.1的纵向中心轴18的一侧上。由于所发送的线信号41而在接收线圈6和7中感应出的接收信号被输送给共同的分析单元24，该分析单元与控制单元23连接。有利地，控制单元23还包括用于运行变量的存储器25，所述运行变量对于耕作设备1.1的运行是适宜的。这样的运行变量可以例如是运行的开始时间、运行的持续时间、切割高度（在构造为割草机的情况下）、到充电站的行进路径、作为周计划的收割计划或者类似的运行变量。

在图2中示出输入域26用于由用户输入关于运行变量的信息，该输入域26有利地具有屏幕27和输入按键。将屏幕构造为触摸屏可以是适宜的，从而可以省略输入按键。

每个耕作设备1.1、1.2还可以具有另一接收器50，该另一接收器50接收站发送器51的无线电信号或红外信号。这样的站发送器51例如可以设置在耕作系统S的基站处，如在图1中所示。站发送器51发送信号到耕作设备1.1的接收器50。在站发送器51与耕作设备1.1上的接收器50之间的该无线通信连接有利地构造为无线电路段等等。可能的无线电路段可以是WLAN连接、蓝牙连接、GSM连接、NFC连接或者类似的无线连接。在本发明的特别构型中，站发送器和接收器被构造为，使得在两个方向上都可以发送和接收数据。

控制单元23和所有其部件的供电、电驱动装置11的供电以及接收器50的供电通过耕作设备1.1的机载蓄电池28来确保。蓄电池28优选地插入到耕作设备1.1的壳体9中。

在耕作系统S的运行中，耕作设备1.1和1.2通过驱动电动机15和16的相应操控彼此独立地在要处理的作业区域A中行进。每个单个的耕作设备1.1和1.2自主地、与其存储器25中保存的运行变量的信息相对应地作业。

因为在耕作设备1.1、1.2的运行中蓄电池电量由于运行的耗电器而下降，因此适宜地规定，耕作系统S的基站8同时构造为充电站L，如在图1中表明的那样。因此可以设置接合指（Kupplungsfinger），该接合指进入到耕作设备1.1的对应的接合插座中并且建立用于对机载蓄电池28充电的电连接。

为了确保在边界的线43的整个长度上存在足够强的线信号41，由发送单元32所发送的线信号41通过与连接端部3和4的连接而在接收单元31中被电接收到。在线43上发送的线信号41由于线43的几何和电学特性而在幅度和信号形式方面改变。线43的欧姆电阻以及所铺设的线环路2的电感和电容特性都影响线信号41。此外，通过干扰信号可以出现信号失真。

对于耕作系统S的按规定的运行来说，要确保的是，由耕作设备1.1、1.2所发送的线信号41在边界的线43的整个长度上即使在与线43有距离时也要可靠地接收到。所接收的线信号42即使在线环路上有线路损失时也具有如下幅度和/或信号形式，所述幅度和/或信号形式保证在整个作业区域中对耕作设备1.1和1.2的无错误的控制。

根据本发明规定，在接收单元31中所接收的线信号42通过信号编辑装置30的电线路连接31来传送。信号编辑装置30将所接收的线信号42与预先给定的额定信号40相比较，所述额定信号适宜地通过存储器35提供给信号编辑装置30。预先给定的额定信号40可以是这样的信号，该信号满足法律要求并且在边界的线43上基本上是允许的。如果信号编辑装置30确定了与预先给定的额定信号40有偏差，则通过线路连接34向发送单元32转发控制命令，通过该控制命令要发送的线信号41在其幅度I、其频率、其信号形式或者类似的信号变量方面被改变。所发送的线信号41与控制命令相对应地被修改并且在线环路2上被发送。

所发送的线信号41在接收单元31中被线环路2的连接端部3、4电截取并且重新接收。通过线路连接33将所接收的线信号42提供给信号编辑装置30并且由该信号编辑装置与预先给定的额定信号40进行比较。如果又确定了与额定信号40有偏差，则重新改变信号的变量（幅度、信号形式、时间历程）并且重新通过线环路2的线43的连接端部3、4发送经修改的线信号41。发送单元32、线环路2的线43、接收单元31和信号编辑装置30形成调节电路，尤其是闭合的调节电路。对所发送的线信号41的匹配一直进行，直到所接收的线信号42接近预先给定的额定信号40，优选对应于额定信号40。要强调的是，所发送的线信号41和预先给定的额定信号40在幅度I和/或信号形式方面可以不同地构造。

本发明的其他的有利实施例通过所说明的特征和所描述的实施例的任意组合来得出。

Claims (12)

1.由至少一个自动行进的耕作设备（1.1、1.2）组成的耕作系统，其中耕作设备（1.1、1.2）具有驱动装置（11）和控制单元（23），并且所述耕作系统具有由线（43）限定的作业区域（A），其中耕作设备（1.1、1.2）在作业区域（A）中行驶由控制单元（23）确定的行进路径（W），并且所述耕作系统具有基站（8），所述基站（8）具有电连接到线（43）的发送单元（32），通过所述发送单元在线（43）上发送线信号（41），其中所述线信号（41）的电磁场在耕作设备（1.1、1.2）的接收线圈（6、7）中感应出接收信号，并且感应出的接收信号在控制单元（23）中被处理，

其特征在于，在线（43）上所发送的线信号（41）由基站（8）的接收单元（31）接收，对所接收的线信号（42）与预先给定的额定信号（40）进行比较，并且在电接收的线信号（42）与预先给定的额定信号（40）有偏差的情况下改变所发送的线信号（41）。

2.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，将所发送的线信号（41）改变为，使得所接收的线信号（42）与预先给定的额定信号（40）匹配。

3.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，所发送的线信号（41）和预先给定的额定信号（40）在幅度（I）和/或信号形式方面不同。

4.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，所述线（43）被铺设为形成作业区域（A）的边界的线环路（2）。

5.根据权利要求4所述的耕作系统，

其特征在于，线环路（2）在其连接端部（3、4）处与发送单元（32）电连接。

6.根据权利要求5所述的耕作系统，

其特征在于，线环路（2）在其连接端部（3、4）处与接收单元（31）电连接。

7.根据权利要求6所述的耕作系统，

其特征在于，接收单元（31）通过信号编辑装置（30）与发送单元（32）连接。

8.根据权利要求7所述的耕作系统，

其特征在于，发送单元（32）、线（43）、接收单元（31）和信号编辑装置（30）形成调节电路（38）。

9.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，对所发送的线信号（41）在其幅度（I）方面进行电加强。

10.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，对所发送的线信号（41）在其信号形式方面进行改变。

11.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，基站（8）被构造为用于耕作设备（1.1、1.2）的蓄电池（28）的充电站（L）。

12.根据权利要求1所述的耕作系统，

其特征在于，耕作设备（1.1、1.2）是自动行进的割草机（10）。