CN110573676A - 用于杂草控制的模块化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统（100）。所述模块化系统具有控制模块（102），其具有控制单元（104）和控制台（112）。控制单元被设计成生成第一组控制信号以控制除草剂和混合模块（108）内的阀和混合器以混合除草剂混合物以及生成第二组控制信号以控制喷嘴组件（110）的阀。除草剂和混合模块具有多个容器以用于接收不同的除草剂。喷嘴组件具有用于喷洒除草剂的第一组喷嘴，并且控制模块、除草剂和混合模块和喷嘴组件每一个都可单独地被以可逆的方式固定到支撑元件（118）。

Description

用于杂草控制的模块化系统

本发明涉及用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统、喷雾火车以及用于控制道床中的杂草的方法。

已知的铁路系统操作者持续面对的任务是保持火车轨道没有不期望的植物，尤其是杂草。在这种情况下，已知的是要区分用于杂草控制的预防性措施和在杂草已经生长时采用的措施。已知有依赖铁轨的系统，其使用基于摄像机系统的技术来有针对性地控制杂草；然而，已知的装备有对应的用于杂草控制的设备的轨道车辆相对来说缺乏灵活性。使用这些已知的用于杂草控制的轨道车辆通常要求长而慢的行进时间，这是由于去往使用地点的行进速度经常较低。尤其是在频繁变化的使用地点的情况下，这是一个严重的缺点，尤其是如果使用地点还彼此相隔较远。这导致了较差的使用/运输比并因此导致了非必要的资金投入，因为通常必须保持多个这些轨道车辆可即刻用于不同地点的杂草控制。这还伴随有更大的维护花费和更大的人员需求。而且，已知的用于杂草控制的轨道车辆具有固定的轨距，使得它们仅能用在具有这种预定轨距的轨道上。

本发明因此基于如下目的：提出一种关于用于杂草控制的轨道车辆的概念——和/或喷雾火车——其使得该喷雾火车与给定的轨道系统无关。

上述目的的实现是通过独立权利要求的主题。本发明的有利的实施例来自于从属权利要求、下面的说明以及附图。

根据本发明的第一方面，提出了用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统。该模块化系统可包括模块阵列：支撑和控制模块，其包括控制单元，所述控制单元被构造成用于生成第一组控制信号以用于控制在单独的除草剂和混合模块中的阀和混合器以混合除草剂混合物，还被构造成用于生成第二组控制信号以用于控制喷嘴组件中的阀。而且，该支撑和控制模块包括用于手动检查和监视控制单元、除草剂和混合模块和喷嘴组件的控制站。

除草剂和混合模块将作为另一模块被提及。它包括用于容纳不同的除草剂的多个容器，所述容器具有到所述阀和混合器的选择性流体连接。除草剂和混合模块还包括水配件，其能够选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接。而且，可提供终端元件，通过该终端元件可建立到控制单元的终端元件的电信号连接，使得在支撑和控制模块中生成的第一控制信号可被传导到除草剂和混合模块的所述阀和混合器。

而且，模块化系统包括喷嘴组件，该喷嘴组件在空间上可独立于支撑和控制模块和除草剂和混合模块这两者中的每一个。喷嘴组件可包括用于喷洒除草剂的第一组喷嘴和到除草剂和混合模块的所选阀和混合器的流体连接。

支撑和控制模块、除草剂和混合模块以及喷嘴组件每一者都能各自可逆地固定到承载元件上。

根据本发明的第二方面，提出了用于铁路上的杂草控制的喷雾火车。喷雾火车包括上述的用于杂草控制的模块化系统，其可在一个或多个承载车厢上被运输；以及还有用于容纳水的罐车厢，和运货车厢。

根据本发明的第三方面，提出了用于控制道床中的杂草的方法。该方法包括一系列步骤：将支撑和控制模块可逆地固定在承载元件上，将除草剂和混合模块可逆地固定在该承载元件上，并且将喷嘴组件可逆地固定在该承载元件上，其中喷嘴组件可在空间上与支撑和控制模块和除草剂和混合模块这两者中的每一个都无关。而且，该方法包括建立在除草剂和混合模块和喷嘴组件之间的流体连接，借助支撑和控制模块的控制单元生成第一组控制信号以用于控制在除草剂和混合模块中的阀和混合器以混合除草剂混合物，以及借助支撑和控制模块中的控制单元生成第二组控制信号以用于控制喷嘴组件的阀，并且通过喷嘴组件的喷嘴将除草剂混合物选择性地喷洒到铁路上。

除草剂和混合模块包括特征阵列：用于容纳不同的除草剂的多个容器，所述容器可选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接；水配件，其能够选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接；以及终端元件，通过该终端元件可建立到控制单元的终端元件的电信号连接，使得在支撑和控制模块中生成的第一控制信号可被传导到除草剂和混合模块的阀和混合器。

下面将不区分本发明的主题地（系统、喷雾火车、方法）更详细地解释本发明。但下面的解释类似地适用于本发明的所有主题，不论给出这些解释的上下文如何。

如果在对根据本发明的方法的描述中以一定顺序列出了多个步骤，那么这不必然意味着这些步骤也必须按照该规定顺序执行。而是，要将本发明理解为意味着以一种顺序被执行的步骤可以以任一个任意顺序被执行或者也可彼此同时被执行，除非一个步骤是基于另一个步骤，这能从相应步骤的描述中明显看出。本申请中列出的特定顺序因此仅代表本发明的优选实施例。

下面是本申请中使用的术语、表达和定义：

术语“模块化系统”在所提出的喷雾火车的背景下描述的是：各种模块被提供，由这些模块可组装用于道床的杂草控制装置。各个模块——尤其是在运输的情况下——在这种情况下是彼此无关的。它们可在目的地被组装——即，在杂草控制装置的使用地点——以形成用于铁路上杂草控制的正常工作的完整系统。

术语“杂草控制”描述的是排出除草剂以有目的地控制已有杂草的程序。而且，前瞻性措施也要被理解为是本说明书背景下的杂草控制；即，那些从一开始就阻止杂草存在的措施。

术语“轨道车辆”描述的是用于轨道交通的铁路货车车厢和/或轨道车。轨道车辆通常包括至少两个轴，每个轴具有两个车轮，所述车轮可被放置在两条彼此平行延伸的铁轨上。这两个轴通常被连接到底盘上，在底盘上可放置对应的结构（例如，用于容纳要被运输的货物或人）。

术语“支撑和控制模块”是一个自身独立的模块，其起到所提出的用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的中央控制模块的作用。基本上全部控制信号都在支撑和控制模块中生成和/或处理以确保该用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的完整功能。而且，借助该支撑和控制模块通过控制站也可以手动干预。

术语“控制信号”描述的是由控制器生成的并控制激活器——例如，阀或喷嘴的形式——的功能的电信号。

术语“除草剂和混合模块”描述的是用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的另一个模块。除草剂和混合模块包括多个容器，它们可容纳不同的除草剂。而且，提供了多个阀，使得能够现场生产不同的除草剂混合物，优选是针对具体杂草的除草剂混合物。除草剂和混合模块还包括各种配件：水配件和用于控制和检查除草剂和混合模块的功能的多个电线。而且，可提供额外的管线以用对应的除草剂重新填充所述容器中的一个或多个。而且，给到至少一个喷嘴组件的供应线提供至少一个配件。

术语“喷嘴组件”描述的是承载框架，在其上设置至少一个喷嘴，优选是多个喷嘴以排出除草剂混合物。喷嘴组件是用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的另一个模块。喷嘴组件还通常具有多个电端子，通过这些电端子控制各个喷嘴的功能。而且，喷嘴组件包括一个或多个配件以用于除草剂混合物和/或水和/或压缩空气的供应线。

术语“选择性流体连接”描述的是在气体或液体的源和排放口之间的连接。该流体连接的选择性指示该连接的强度——即，连接的横截面和/或流速并且因此通过该流体连接被运输的材料量——可被选择性地影响。这种控制影响通过通过一个或多个阀来实现。

术语“承载元件”描述的是用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的模块的共用基部。在这种情况下，全部模块不必被安装在承载元件上——即，上方。它们也可以在承载元件的侧面或在其下面被可逆地连接到承载元件。

术语“在集装箱构造中”具有与本文提出的模块化系统的模块化构造的直接关系。该模块化系统的模块中的全部或一些可每一个都被集成到标准集装箱中——例如，标准的20英尺集装箱。标准集装箱优选地被理解为在ISO标准668：2013-08中描述的集装箱。当然，其它的集装箱尺寸也是可能的。术语“集装箱构造”也包括可被集成到标准集装箱中的模块，该模块被集成到标准集装箱中例如以能使用常规装置（例如，卡车、飞机或船，它们被构造成用于标准集装箱的运输）来运输集成到这种标准集装箱中的所述模块。例如，可以想到一个或多个模块包括平台（基板），其具有和标准集装箱的平台相同的尺寸，并且侧壁和顶壁可被分别附接到平台或侧壁，使得该模块被罩住并且该被罩住的模块就代表了标准集装箱。集装箱构造的优点主要是不同的模块可被容纳在相应的集装箱中。这例如关于支撑和控制模块、除草剂和混合模块、或者还有居住或存储模块。

“摄像机模块”包括至少一个电子摄像机和一个分析电子单元。摄像机模块通常具有比上述的用于杂草控制的模块化系统的集装箱大小的模块小得多的尺寸。摄像机模块通过电连接被连接到支撑和控制模块以用于数据交互目的。摄像机模块可包括一个或多个摄像机，它们观察道床的不同位置。

术语“杂草信号”描述的是指示杂草的存在/根据杂草的特征指示杂草的一个或多个电信号。基于这些杂草信号中的其中一个，可提供除草剂和/或除草剂混合物以用于杂草控制。

术语“针对具体杂草的信号”描述的是通过杂草的特征指示存在特定杂草物种的一个或多个电信号。基于这些针对具体杂草的信号中的其中一个，可提供针对具体杂草的除草剂和/或除草剂混合物以有针对性地控制对应的杂草物种。

术语“能量模块”描述的是用于杂草控制的模块化系统的另一个模块。能量模块也可被提供在集装箱构造中。替换地，壳体可例如保护用于发电的发电机不受外部影响。这个壳体可与其它元件一起被安装在平台上，该平台再一次代表标准集装箱的底部平台。

在本文提出的概念的背景中术语“承载车厢”描述的是平坦车厢形式的运货车厢，其包括承载架但没有额外的固定的结构。轴通常被悬挂在铁路货车上。

术语“居住车厢”描述的是用于杂草控制的模块化系统的另一个任选的模块。该模块也可被实施在集装箱构造中。在其内可提供适合人居住的单元——例如，用于放松或工作目的。

本文提出的用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统的概念具有一系列优点：

由于该用于杂草控制的系统的结构是模块化构造，所以该用于杂草控制的系统能够容易地被从一个使用地点运输到另一个使用地点。在这种情况下，它可以被独立于轨道交通车辆地运输，例如在道路上（集装箱卡车）、用船或用飞机运输。因为它包括彼此独立的多个模块，这些模块根据需要借助软管和电线连接，所以单个模块与传统的由用于道床杂草控制的完整轨道车辆组成的系统相比具有相对较小的尺寸。例如，每个模块可被实施为20英尺标准集装箱的形式。对应的承载车厢可包括用于这种标准集装箱的标准紧固设备。实践中，不要求在不同的使用地点的相应承载车厢上有特殊设备。因此不要求以相对更低的行进速度在轨道上运输。这被证明在用于轨道车辆的用于杂草控制的系统的使用地点频繁变化时是特别有利的。总的来说，在道床上执行杂草控制的企业要求更小数量的这种杂草控制系统。这减少了所需的资金和维护花费。

而且，不必在每个使用地点都设置维护站。也不必将用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统在轨道上长距离地运输到中心维护设施。为此目的替换的道路和空中运输都是可行的。

而且，用于杂草控制的系统的模块也可被毫无问题地安装在具有不同轨距的承载车厢上。因此该用于杂草控制的系统与相应的底盘无关，只要它适合于容纳标准化的模块即可。

而且，用于杂草控制的模块化系统也不是针对一种类型的承载车厢。相反，模块可要么被安装在公共的承载车厢上要么被分布在多个更小的承载车厢上。从一个承载车厢到下一个承载车厢仅要求缆线和/或软管连接。如果需要，这些连接可以是柔性的并且能够将模块彼此连接。

要注意的是，参照本发明的不同主题描述了本发明的实施例。尤其是，本发明的一些实施例可能是使用设备权利要求描述的，而本发明的其它实施例可能是使用方法权利要求描述的。不过，在读完本说明书之后本领域技术人员能立即明了，除非另有明确说明，除了与本发明的一种类型的主题相关的特征的一种组合之外，与本发明的不同种类的主题相关的任一个任意特征组合都是可行的。

本发明的其它优点和特征源自下面对目前优选实施例的示例性描述。本申请的附图中的各个图要被理解为仅是示意性的、示例性的且不是按比例的。

根据模块化系统的一个有利的示例性实施例，支撑和控制模块和除草剂和混合模块可被实施在集装箱构造中。在这种情况下这可以是标准化的工业集装箱，例如，每个都是20英尺大小的ISO集装箱（ISO 668：2013-08，运货集装箱；TEU=二十英尺当量单位）。这些具有的优点是它们提供了用于模块化系统的不同部分的标准化的壳体，在该壳体上也可提供标准化的紧固点，使用这些紧固点集装箱可被紧固到平台或承载车厢上。而且，它们可以被毫无问题地彼此独立地从一个使用地点运输到另一个使用地点——也可以跨国境或从一个大洲到另一个大洲。

根据模块化系统的一个特殊的示例性实施例，摄像机模块可被提供，其能生成杂草信号或针对具体杂草的信号，这些信号分别是响应于探测到一个或多个杂草和/或特定的杂草物种。以这种方式，被探测到的杂草——或者也可是在探测到定义的杂草物种时的各个杂草物种——可被有目的地控制。摄像机模块可被构造成使得它探测特定类型的杂草并且针对具体杂草的信号可有目的地影响适合于控制所探测到的杂草类型的除草剂混合物，该除草剂混合物由除草剂和混合模块通过喷嘴组件喷洒。以这种方式，仅在需要时使用对应的除草剂。这可节约成本并且能够使环境经受更少量的除草剂。能够想到提供多个摄像机模块，它们观察道床的不同位置。

因此，在模块化系统的改进的示例性实施例中，控制单元也能被构造成接收杂草信号和/或针对具体杂草的信号。第一组信号的生成和第二组信号的生成可由所接收的信号控制。控阀监视单元可被构造用于这种目的，从而接收、解读并形成该信号并且生成用于阀和混合器的对应控制信号。

替换地，根据模块化系统的另一个示例性实施例，第一组信号的生成和第二组信号的生成也能被手动触发。摄像机模块的信号可因此被覆盖，使得该系统在摄像机模块出现故障的情况下仍然保持能随时用于杂草控制。而且，用于杂草控制的该系统能够在完全没有摄像机模块的情况下操作。这因此适用于中断除草剂的喷洒，例如，在行进通过有人居住的区域时，如果人们待在道床上，或者其它的潜在受到除草剂威胁的单元被影响。

而且，根据模块化系统的另一个示例性实施例，第一组信号的生成和第二组信号的生成可替换地能通过杂草地图和由所接收的GPS信号所确定的喷嘴组件的位置来触发。可通过具有摄像机模块的火车的一段旅程来事先生成杂草地图。替换地，也可借助携带摄像机的无人机来产生该杂草地图。为此目的，该无人机可沿着铁路的路线飞行。这样能够避免在交通要道与其它火车相撞或者时刻表上的紧张状况，因为无人机能够简单地向上躲开火车而不忽略它的杂草地图产生任务。而且，摄像机的记录还被与GPS同步。线下分析可在线下将各个GPS坐标与探测到的杂草相关联。在使用用于杂草控制的模块化系统的喷雾旅途期间，此时可根据喷嘴组件的相应GPS位置来喷洒除草剂。这也能减少环境压力并减少成本，因为除草剂仅被喷洒在需要的地方。

模块化系统的补充性示例性实施例还包括在模块化构造和/或集装箱构造中的平台上的能量模块。在每种情况下该能量模块都可电连接到支撑和控制模块和除草剂和混合模块。而且，能量模块——就像支撑和控制模块和除草剂和混合模块一样——能够被可逆地固定到平台上的承载元件上。该能量模块因此能够包括对应于标准集装箱的底部平台，其也包括要被紧固到例如承载车厢上的对应紧固点。实际的电能产生单元可由汽油/柴油发动机和发电机的组合组成。这两者可一起被安装在共用的壳体中。而且，居住平台也可被定位在能量模块的平台上。由此，如果具有自己的对应平台的能量模块被定位在支撑和控制模块和除草剂和混合模块之间，那么操作人员能够从支撑和控制模块移动到除草剂和混合模块。同时，这个居住平台可被用作操作人员的集合点和/或逃生路线。梯子可使得能容易地从道床到达这个居住平台。

模块化系统的另外的补充性示例性实施例可包括在集装箱构造中的居住模块，该居住模块具有通往支撑和控制模块的通道。在这种情况下，居住模块也能被可逆地固定到承载元件上。以这种方式，模块化系统仍然保持可灵活地用于杂草控制。该用于杂草控制的系统的各个部件/模块可每一个都单独地被在承载元件上运输和紧固。

根据模块化系统的一个有利的示例性实施例，承载元件能因此是用于铁路使用的承载车厢。这种承载车厢在现有技术中是熟知的并且实际上在该用于杂草控制的模块化系统的任何使用地点都容易获得。因此实际上可以在任一个任意地点使用该用于杂草控制的模块化系统。不要求将承载车厢从一个使用地点运输到另一个使用地点。

根据模块化系统的另一个示例性实施例，承载车厢可以是标准80英尺承载车厢（其与根据ISO 668：2013-08）的80英尺标准集装箱相符）。它通常可在该承载车厢的两端处都包括货车上的双轴。替换的80英尺承载车厢在承载车厢的左端、中间和右端各具有单轴。然而，已经证明在承载车厢的相应端部处具有货车上的双轴的承载车厢运行更安静。对所载运（在模块中）的电子设备或其它装备来说这可能是更有利的。

替换地，根据模块化系统的另一个示例性实施例，承载车厢可由彼此联接的多个承载车厢组成。在这种情况下，各个承载车厢可具有与用于杂草控制的模块化系统的模块中的其中一个相同的长度——例如，20英尺。替换地，两个模块可被安装在更长的——例如，40英尺——承载车厢上。整个系统因此不仅在其模块方面而且在要被使用的承载车厢方面都是完全灵活的，且可适应于存在于使用地点的相应承载车厢。因此——根据一个示例性实施例——该模块化系统的所述模块——即支撑和控制模块、除草剂和混合模块、能量模块、和/或居住模块——中的至少一个可以以20英尺集装箱的大小被提供。

根据模块化系统的另一个有利的示例性实施例，第一组喷嘴可被布置在承载元件下面，使得喷嘴组件的第一组喷嘴可用于道床中的杂草控制。在这种情况下，术语“道床中”可表示这包含在铁轨之间的空间。

根据模块化系统的补充性示例性实施例，喷嘴组件可包括在该喷嘴组件上的第二组喷嘴，在喷嘴组件的侧向端部的每一个上都布置该第二组喷嘴的一半。通过这些喷嘴，道床的路堤（即，道床的在铁轨外部的部分）和还可能存在的沿着铁路线平行地延伸的小路都可被用除草剂处理。

根据模块化系统的另一个有利的示例性实施例，控制和混合模块可包括在行进方向上倾斜的窗户。也可以想到多个相对于行进方向倾斜的窗户。倾斜角度相对于行进方向优选是从1°到45°，更优选地从3°到30°，最优选地从5°到25°。在这种情况下，窗户的第一竖直端部可终止于该控制和混合模块的一个外部外侧上，而该窗户的相对的第二竖直端部可在该控制和混合模块的纵向方向上沿该控制和混合模块的中间的方向错开。

以这种方式，在该控制和混合模块中的操作者可以侧向地且基本上沿着行进方向地看到控制和混合模块的外面。以这种方式，该操作者可早确定不要使用除草剂进行处理的区域（在例如私用花园中耕种的植物、在平行地延伸的小路上的人、靠近道床延伸的结构、例如当从桥上驶过时在桥下的水体等）并且以这种方式操作者可以实现立即关闭到喷嘴组件的除草剂供应。

可以想到控制和混合模块被对称地实施，使得喷雾火车在哪个方向行驶并不重要——通常位于控制和混合模块内的人员能独立于喷雾火车正在移动的方向来执行他们的任务，不必调整控制和混合模块以适应相应的运动方向。因此控制和混合模块在一个优选实施例中具有窗户，该窗户在喷雾火车的两个可能的运动方向上都倾斜。控制和混合模块优选地包括车舱，该人员通常位于该车舱内，其中该车舱从上面看（俯视）至少部分地具有六边形形状，其中平行于喷雾火车的运动方向地延伸的表面和相对于该运动方向倾斜的表面都装有窗户。

如果喷雾火车沿着一个方向（向“前方”）行驶，在右侧和左侧的人员可从喷雾火车上透过在行进方向上倾斜的窗户审视位于右侧和左侧的喷雾火车即将到达的区域。如果喷雾火车沿着相反方向（向“后方”）行驶，窗户也还是定位在车舱的右侧和左侧上，透过窗户人员可审视在喷雾火车右侧和左侧的喷雾火车即将到达的区域。

根据模块化系统的补充性示例性实施例，控制和混合模块可包括位于其外侧上的在喷嘴组件的高度处的摄像机。以这种方式，操作人员可以直接观察喷雾喷嘴。也可使用多个这样的摄像机；例如，在控制和混合模块的左侧和右侧上或者下面。还可以将另外的摄像机直接定位在喷嘴组件上从而以这种方式能实现对喷嘴组件的功能的更好的监视。

根据模块化系统的另一个有利的示例性实施例，喷嘴组件可在控制和混合模块下面被紧固到承载元件上。因此可以直接观察喷嘴组件的功能并且控制和混合模块的GPS位置也同时对应喷嘴组件的GPS位置。

下面将基于示例并参照下列附图描述本发明的优选的示例性实施例。

图1示出了用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统。

图2示出了顶部被移除的支撑和控制模块的俯视图的示例。

图3示出了顶部被移除的除草剂和混合模块的示例性实施例的俯视图。

图4示出了能量模块的俯视图的示例性实施例。

图5示出了连接在一起的各个模块。

图6示出了处于设置中的各个模块的透视图的示例。

图7示出了具有用于杂草控制的模块化系统的火车的透视图的示例。

图8示出了用于借助模块化系统控制道床中的杂草的系统。

请注意，与该实施例的对应特征和/或部件相同或至少功能等同的不同实施例的特征和/或部件具有相同的附图标记或者具有不同的附图标记但附图标记仅是第一个数与（功能）对应的特征或（功能）对应的部件的附图标记不同。为了避免不必要的重复，已经基于之前描述的实施例解释过的特征和/或部件在后面不再被详细解释。

而且，请注意，此后描述的实施例仅代表本发明的有限选择的可能的实施例变型。尤其是，可以以合适的方式彼此组合各个实施例的特征，使得认为通过此处明确描述的实施例变型对本领域技术人员来说显然公开了多个不同的实施例。

图1用示意图示出了用于轨道车辆（未示出）的用于杂草控制的模块化系统100。模块化系统100包括支撑和控制模块（SCM）102。这个模块进而包括控制单元104。它被构造成生成第一组控制信号（示出为连接122）以用于控制在单独的除草剂和混合模块（HMM）108中的阀和混合器106以混合优选为针对具体杂草的除草剂混合物并且生成第二组控制信号以控制喷嘴组件110的阀。

而且，模块化系统100可包括用于手动检查和监视控制单元104、除草剂和混合模块108和喷嘴组件110的控制站112。

除草剂和混合模块108包括多个用于容纳不同的除草剂的容器114，这些容器具有选择性地到阀和混合器106的选择性流体连接。而且，除草剂和混合模块108可包括水配件116，其具有选择性地到阀和混合器106的选择性流体连接；以及端子元件，通过该端子元件可建立到控制单元104的端子元件——例如形式为相应模块的外壁上的插头——的电信号连接，使得支撑和控制模块102中生成的第一控制信号可被中继到除草剂和混合模块的阀和混合器。任选的水配件116可通过软管连接被连接到单独的水车厢（此处未示出）。

而且，模块化系统100包括喷嘴组件110，其在空间上独立于支撑和控制模块102和除草剂和混合模块108两者中的每一个。这意味着，喷嘴组件110不必直接物理连接到支撑和控制模块102或除草剂和混合模块108——即，紧固到它们上。一个或多个管线可将除草剂和混合模块108或它的混合器和/或阀和泵连接到喷嘴组件。在喷嘴组件附近的或上方的一个监视摄像机123（或多个监视摄像机）可允许支撑和控制模块102中的操作人员视觉监视喷雾程序。

喷嘴组件110包括第一组喷嘴（未直接示出）——例如，被设计用于在铁轨之间喷洒除草剂——和至少一个到除草剂和混合模块108的阀和混合器106中的所选阀和混合器的流体连接。第二组喷嘴可在铁轨外侧起作用。

模块化系统的所有模块，即支撑和控制模块102、除草剂和混合模块108和喷嘴组件110每一个都能被单独地可逆地固定到承载元件118上。承载元件118可由一个或多个承载车厢（未示出）组成。

图2示出了顶部被移除的支撑和控制模块102的俯视图200的示例。人员可通过门202进入支撑和控制模块102。用于操作人员的一个或两个工作间位于支撑和控制模块102内部。相应的座位204可原地围绕竖直轴线旋转，使得相应的操作者能够透过窗户206中的其中一个在可能的行使方向（由双箭头208指示）之一上看到支撑和控制模块102外面。该相应的操作者能够通过其座位204上的控制面板直接接通控制单元212的功能，其生成用于除草剂和混合模块108的信号。

为了监视控制单元212的功能、喷嘴组件的功能、和除草剂和混合模块的功能，至少一个监视器218被定位在操作者的视场中。额外的工作台210也被示出为直接在这些监视器218的前面。而且，支撑和控制模块102可包含另外的装备214。通道216提供在两个座位204之间。

在图2中示出的俯视图中，也能看到车舱的六边形基本形状，其中一对窗户206（右/左）相对于可能的运动方向208中的每一个都是倾斜的。

图3示出了顶部被移除的除草剂和混合模块108的示例性实施例的俯视图300。可以清楚地看到用于容纳不同的（或也容纳相同的）除草剂的多个容器114，此处仅示例性示出了其中的四个。狭窄通道302连接除草剂和混合模块108的左进入侧和右进入侧。多个管线304、阀和混合器304、泵306（作为示例）和其它类型的控制单元（未具体示出）使得能够混合各种除草剂混合物，例如，针对具体杂草的除草剂混合物。除草剂和混合模块108通常被定位在形式为20英尺标准集装箱的壳体内，例如，根据ISO 668：2013-08。

图4示出了能量模块400的俯视图的示例性实施例。能量模块400由实际发电块404组成，其中内燃机可在发电机的帮助下发电。发电块404能通过操作端子406被从外部控制。用于燃料的罐可被从顶部填充。

发电块404被安装在平台上，该平台代表例如20英尺标准集装箱的占地面积。在这个模块400上也能看到用于紧固在承载车厢上的紧固点402。侧向格栅414保护操作人员不从平台408跌落。可通过相应的梯子410到达平台408。这个梯子可由相应的可枢转的门412挡住。格栅不必被设置在能量模块400的相应左和右侧上。相反，可通过能量模块的这些端到达其它的模块——支撑和控制模块和除草剂和混合模块。

图5示出了连接在一起多个模块。除草剂和混合模块108被定位在最左侧，接着是能量模块400、支撑和控制模块102和额外的居住模块502。从保险杠504可以看出，所有的模块被示出为在一个承载车厢上彼此邻近。

图6示出了多个模块的透视图600的示例：除草剂和混合模块108、能量模块400、支撑和控制模块102和居住模块502。全部的模块被可辨识地示出在具有两个双轴货车604的一个承载车厢602上。示出的各个模块的顺序是实际顺序。居住模块502被定位成离除草剂和混合模块108最远，使得即使在除草剂和混合模块108出现故障的情况下（例如，不受控的除草剂逸出），仅凭距离就保护车上的人员。

能量模块400定位在除草剂和混合模块108和支撑和控制模块102之间并且能够很好地给这两个模块供电。可从除草剂和混合模块108和支撑和控制模块102这两者容易地到达能量模块400的平台。

图7示出了火车700的透视图的示例，其由供应车厢702、具有完整的用于杂草控制的模块化系统的承载车厢704、和用于运水的罐车厢706组成，可通过软管将水引到除草剂和混合模块108。供应车厢702可用于存储和运输火车的各种供应材料；尤其是，以这种方式各种除草剂可被直接地、更大量地保持随时可用。除草剂的供应因此不受受限于除草剂和混合模块108中的容器的容量。可在火车700的头部或尾部设置机车。方向——即，除草剂从喷嘴组件中离开——可根据火车的行驶方向被调整。不必为了另一个行使方向重新布置用于杂草控制的模块化系统的模块。

图8示出了用于控制道床中的杂草的方法800。该方法包括下列步骤：将支撑和控制模块（SCM）可逆地固定802到承载元件上，例如，将除草剂和混合模块（HMM）可逆地固定804到该承载元件上，并且将喷嘴组件可逆地固定806到该承载元件上。

在这种情况下，喷嘴组件在空间上被定位成与支撑和控制模块和除草剂和混合模块这两者的每一者无关。

方法800还包括：建立808除草剂和混合模块和喷嘴组件之间的流体连接，借助支撑和控制模块的控制单元生成810第一组控制信号以用于控制除草剂和混合模块中的阀和混合器以混合针对具体杂草的除草剂混合物，并且借助支撑和控制模块的控制单元生成812第二组控制信号以用于控制喷嘴组件的阀，并且通过喷嘴组件的喷嘴将针对具体杂草的除草剂混合物选择性地喷洒814到铁路上。在这种情况下，除草剂和混合模块至少包括以下：用于容纳不同除草剂的多个容器，其可选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，水配件，其选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，和端子元件，通过该端子元件可建立到控制单元的端子元件的电信号连接，使得支撑和控制模块中生成的第一控制信号可被中继到除草剂和混合模块的阀和混合器。

对本发明的各种实施例的描述是用于说明目的。它不是用来限制本发明概念的范围。在不脱离本发明核心的情况下，本领域技术人员能想到另外的改进和变型。

Claims (17)

1.一种用于轨道车辆的用于杂草控制的模块化系统，其中所述模块化系统包括：

-支撑和控制模块，包括：

-控制单元，其被构造成

-用于生成第一组控制信号以用于控制在单独的除草剂和混合模块中的阀和混合器以混合除草剂混合物；以及

-用于生成第二组控制信号以控制喷嘴组件的阀；以及

-用于手动地监视和检查所述控制单元、所述除草剂和混合模块和所述喷嘴组件的控制站，

-所述除草剂和混合模块，包括：

-用于容纳不同的除草剂的多个容器，所述容器选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，

-水配件，其选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，以及

-端子元件，通过所述端子元件能够建立到所述控制单元的端子元件的电信号连接，使得在所述支撑和控制模块中生成的所述第一控制信号能被传导到所述除草剂和混合模块的所述阀和混合器，以及

-喷嘴组件，其在空间上独立于所述支撑和控制模块和所述除草剂和混合模块两者中的每一个，包括：

-用于喷洒除草剂的第一组喷嘴，

-到所述除草剂和混合模块的所述阀和混合器中的所选阀和混合器的流体连接，

其中，所述支撑和控制模块、所述除草剂和混合模块和所述喷嘴组件每一个都能单独地可逆地固定到承载元件上，以及

其中，所述支撑和控制模块和所述除草剂和混合模块被实施在集装箱构造中。

2.如权利要求1所述的模块化系统，还包括摄像机模块，所述摄像机模块响应于探测到杂草而生成杂草信号，其中所述支撑和控制模块的所述控制单元被构造成接收所述杂草信号，并且所述第一组信号的生成和所述第二组信号的生成能由所接收的杂草信号控制。

3.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中，所述第一组信号的生成和所述第二组信号的生成能被手动触发。

4.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中，能借助杂草地图和由所接收的GPS信号确定的所述喷嘴组件的位置触发所述第一组信号的生成和所述第二组信号的生成。

5.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，还包括：

-在集装箱构造中的平台上的能量模块，

其中所述能量模块能电连接到所述支撑和控制模块和所述除草剂和混合模块中的每一个，并且其中所述能量模块能够可逆地固定到所述承载元件。

6.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，还包括：

-在集装箱构造中的居住模块，包括到所述支撑和控制模块的通道，其中所述居住模块能够可逆地固定到所述承载元件。

7.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中所述承载元件是用于铁路使用的承载车厢。

8.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中所述承载车厢是标准的80英尺承载车厢。

9.如权利要求7所述的模块化系统，其中所述承载车厢由彼此连接到一起的多个承载车厢组成。

10.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中从由所述支撑和控制模块、所述除草剂混合模块、所述能量模块、和所述居住模块组成的组中选择的 至少一个模块对应于20英尺集装箱的大小。

11.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，包括在所述喷嘴组件上的第二组喷嘴，其中所述第一组喷嘴被布置在所述承载元件下面，使得所述喷嘴组件的所述第一组喷嘴能用于道床中的杂草控制，并且其中在所述喷嘴组件的侧向端部的每一个上都布置所述第二组喷嘴的一半。

12.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中所述控制和混合模块包括在行使方向上倾斜的窗户，其中所述窗户的第一竖直端部终止于所述控制和混合模块的外部外侧，并且其中所述窗户的相对的第二竖直端部在所述控制和混合模块的纵向方向上沿着所述控制和混合模块的中心的方向错开。

13.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中所述控制和混合模块在其外侧上包括位于所述喷嘴组件的高度处的监视摄像机以监视喷洒过程。

14.如前述权利要求中任一项所述的模块化系统，其中所述喷嘴组件在所述控制和混合模块下面被可逆地紧固在所述承载元件上。

15.一种用于铁路上的杂草控制的喷雾火车，包括：

-在一个或多个承载车厢上的如权利要求1到14中任一项所述的用于杂草控制的模块化系统，

-用于容纳水的罐车厢，以及

-运货车厢。

16.如权利要求15所述的喷雾火车，其特征在于，所述模块在所述喷雾火车的两个可能的运动方向中的一个上以下列顺序布置：除草剂和混合模块、能量模块、支撑和控制模块、居住模块。

17.一种用于控制道床中的杂草的方法，所述方法包括：

-将支撑和控制模块可逆地固定到承载元件上，

-将除草剂和混合模块可逆地固定到该承载元件上，

-将喷嘴组件可逆地固定到所述承载元件上，其中所述喷嘴组件在空间上独立于所述支撑和控制模块和所述除草剂和混合模块两者中的每一个，其中所述承载元件由一个或多个承载车厢组成，

-建立在所述除草剂和混合模块和所述喷嘴组件之间的流体连接，

-借助所述支撑和控制模块的控制单元生成第一组控制信号以用于控制所述除草剂和混合模块中的阀和混合器以混合除草剂混合物，

-借助所述支撑和控制模块的所述控制单元生成第二组控制信号以用于控制喷嘴组件的阀，以及

-选择性地通过所述喷嘴组件的阀将所述除草剂混合物喷洒到铁路上，

-其中所述除草剂和混合模块包括：

-用于容纳不同除草剂的多个容器，所述容器选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，

-水配件，其选择性地具有到所述阀和混合器的选择性流体连接，以及

-端子元件，通过该端子元件能建立到所述控制单元的端子元件的电信号连接，使得在所述支撑和控制模块中生成的第一控制信号能被传送到所述除草剂和混合模块的所述阀和混合器，

-其中，所述支撑和控制模块和所述除草剂和混合模块被实施在集装箱构造中。