Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Regelung der bodenparallelen Lage von Pfianzenschutzmaschinen- und Düngemaschinenauslegern mit Arbeitsbreiten über 10m in der Landwirtschaft. Die Erfindung kann weiterhin in all denen Gebieten genutzt werden, wo Arbeitswerkzeuge parallel zu Flächen geführt werden müssen.The invention relates to a control device for regulating the ground-parallel position of Pfianzenschutzmaschinen- and Düngemaschinenauslegern with working widths over 10m in agriculture. The invention can also be used in all those areas where work tools must be guided parallel to surfaces.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Als Regeleinrichtung lur Einhaltung der Parallelität von Pflanzenschutzmaschinenauslegern zur Bodenoberfläche sind elektrische und hydraulische Regelsysteme bekannt (DE 2033773 und DD 206927), welche auf die auftretenden Störgrößen Bodenunebenheit und Handneigung mit I-Verhalten reagieren. Dies führt zwar zu einfachen technischen Lösungen, hat aber den Nachteil, daß bei aktuellen Arbeitsgeschwindigkeiten der Pflanzenschutz- bzw. Düngemaschinen das Regelsystem beim Wenden in Schichtlinie zu langsam reagiert und Fehlbehantfiungen infolge falscher Auslegerstellungen auftreten sowie das Risiko von Auslegerbrüchen und Pflanzenschäden durch Bodenberührung besteht.As a control device in compliance with the parallelism of pesticide boom to the ground surface electrical and hydraulic control systems are known (DE 2033773 and DD 206927), which respond to the disturbances occurring uneven ground and hand tilt with I behavior. Although this leads to simple technical solutions, but has the disadvantage that at current operating speeds of pesticides or fertilizers, the control system when turning in layer line reacts too slowly and Fehlbehantfiungen due to false boom positions occur and the risk of boom breakage and plant damage by ground contact exists.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Regeleinrichtung so auszubilden, daß sie die beschriebenen Nachteile vermeidet, zur Verminderung des Instandhaltung Aufwandes beiträgt und höhere Arbeitseffektivität als bisher ermöglicht.The object of the invention is to design the control device so that it avoids the disadvantages described, contributes to the reduction of maintenance effort and higher working efficiency than previously possible.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem zu schaffen, mit dessen Hilfe sowohl Bodenunebenheiten als auch Änderungen in der Hanglage hinreichend schnell ausgeregelt und damit Parallelität der Ausleger zum Boden nahezu ständig erhalten bleibt. Erf indungsgamäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das horizontale Schwingungssystem des Auslegers alsThe invention has for its object to provide a control system, with the help both irregularities in the ground and changes in the hillside situation adjusted sufficiently fast and thus parallelism of the boom to the ground is almost constantly maintained. Erfndungsgamäß the object is achieved in that the horizontal vibration system of the boom as
gedämpfter Schwingkreis ausgebildet und das vom horizontalen Schwingungssystem entkoppelt angeordnete vertikale Schwingungssystem obligatorisch mit einem Kaskadenregler versehen ist. Der Kaskadenregler besteht aus einem Führungsregler, der Pl-Verhalten besitzt und besonders auf niederfrequente Störungen in Form wechselnder Neigung der zu bearbeitenden Fläche reagiert, und einem Folgeregler, der I-Verhalten besitzt. Der Folgeregler eliminiert bevorzugt höherfrequente Störung in Form von Bodenunebenheiten. Der Führungsregler verwendet als Meßsignal die Neigung der Maschine zur Senkrechten. Er arbeitet mit Hilfsenergie und wirkt auf die Schwerpunktlage der Ausleger ein. Sein Quasi-Pl-Verhalten wird dadurch realisiert, indem die Stellgeschwindigkeit proportional zur Abweichung vom Sollwert ist. Der Folgeregler verwendet als Meßsignal die Lage des Auslegers gogenüber der Horizontalen. Er arbeitet ohno Hilfsenergie und verwendet als Stellkraft die Gravitation. Zur Anpassung eines vertikal mehrfach geknickten Auslegers an wechselndes Mikrorelief kann vorteilhaft ein weiterer Regler Il in das oben beschriebene System integriert werden. Dieser arbeitet mit Hilfsenergie und verwendet als Meßsignal den Abstand zwischen den vorhandenen Auslegerabschnitten und dem Boden.formed damped resonant circuit and the decoupled from the horizontal vibration system arranged vertical vibration system is necessarily provided with a cascade controller. The cascade controller consists of a master controller, which has Pl behavior and is particularly responsive to low frequency noise in the form of changing slope of the surface to be machined, and a slave controller having I behavior. The follower preferably eliminates high frequency disturbance in the form of bumps. The master controller uses as measuring signal the inclination of the machine to the vertical. He works with auxiliary energy and acts on the center of gravity of the boom. Its quasi-Pl behavior is realized by the actuating speed being proportional to the deviation from the nominal value. The slave controller uses the position of the boom as a measuring signal across the horizontal. He works without auxiliary energy and uses gravity as a force. In order to adapt a vertically multiple kinked cantilever to changing microrelief, another regulator II can advantageously be integrated into the system described above. This works with auxiliary power and uses as a measuring signal the distance between the existing boom sections and the ground.
Ausführungsbeispielembodiment
Das vom an sich bekannten horizontalen Schwingungssystem 3 und 5 entkoppelt angeordnete vertikale Schwingungssystem besteht aus einem Kaskadenregler. Der Kaskadenregler be steht aus einem Führungsregler mit Hilfsenergie 10, we'cher auf niaderfrequente Störungen z. B. in Form wechselnder Geländeneigung reagiert, wobei als Meßsignal die Neigungsdifferenz 7 der Maschine zur Senkrechten verwendet wird. Das Meßsignal kann sowohl als elektrische Größe z. B. als ein dem Winkel proportionaler Strom oder Spannung als auch mechanische Größe z. B. als ein dem Winkel proportionaler Weg oder als ein proportionaler Ölstrom gewonnen werden. Der als Proportionalregler ausgebildete hydraulische, pneumatische oder elektronische Regler 10 wird entweder über eine Mechanik 9 oder Elektronik so angesteuert, daß bezüglich wechselnder Geländeneigungen ein der Neigung proportionales S'tellsignal ausgelöst wird. Als Stellglieder dienen hydraulische, pneumatische oder elektromechanische Vorrichtungen 4 bekannter Bauart. Die vom Folgeregler 2 abgehende Vertikalstangn 2a wird vom Stellglied 4 des Führungsreglers 10 in einem Winkel β zum rechten Winkel der Auslegerlängsrichtung gebracht, der das 1,7...3fachedes Hangncl^ungswinkels α beträgt. Mit dem Führungsregler obligatorisch verbunden ist der Folgeregler 2 ohne Hilfsenergie 2, der !-'/erhalten besitzt und bevorzugt höherfrequente Störungen z.B. in Form von Bodenunebenheiten eliminiert. Das Folgeregelsystem ist so ausgebildet, daß unter Ausnutzung der am Ausleger vorhandenen Massenträgheitskräfte, Anordnung eines Drehpunktes 2 über dem Schwerpunkt 1 des Auslegers von asymmetrisch wirkenden Dämpferelementen 6 zwischen Ausleger und Fahrzeugrahmen die höherfreauenten von Bodenunebonheiten herkommenden Störungen sich nicht negativ auf das V uhalten des Führungsreglers auswirken. Beim Überschreiten des Regelbereiches des Führungsreglers infolge großer Differenzwinkel des Auslegers zum Maschlnengrundrahmen tritt im Falle der mechanischen Meßsignalübertragung ein Kompensationsglied in Form einer beidseitig vorgespannten Feder 8 in Kraft.The vertical vibration system decoupled from the known horizontal vibration system 3 and 5 consists of a cascade controller. The cascade controller be from a master controller with auxiliary power 10, we'cher on niaderfrequente disturbances z. B. reacts in the form of changing terrain slope, being used as a measurement signal, the slope difference 7 of the machine to the vertical. The measurement signal can be used both as an electrical variable z. B. as an angle proportional current or voltage as well as mechanical size z. B. can be obtained as an angle proportional path or as a proportional oil flow. Trained as a proportional controller hydraulic, pneumatic or electronic controller 10 is controlled either via a mechanism 9 or electronics so that with respect to changing terrain slopes a proportional tilt S'tellsignal is triggered. As actuators serve hydraulic, pneumatic or electro-mechanical devices 4 of known type. The outgoing from the slave controller 2 Vertikalstangn 2a is brought from the actuator 4 of the guide controller 10 at an angle β to the right angle of the boom longitudinal direction, which is 1.7 ... 3fachedes Hangncl ^ungswinkels α. Compulsorily connected to the master controller is the slave controller 2 without auxiliary power 2, which has received and preferably has higher-frequency interference, e.g. eliminated in the form of bumps. The sequence control system is designed so that taking advantage of the existing on the boom inertia forces, arrangement of a fulcrum 2 over the center of gravity 1 of the cantilever of asymmetrically acting damper elements 6 between boom and vehicle frame hochfreauenten coming from Bodenunebonheiten interference do not adversely affect the V uhalten the guide controller , When exceeding the control range of the master controller due to large difference angle of the boom to Maschlnengrundrahmen occurs in the case of mechanical Meßsignalübertragung a compensation member in the form of a bi-biased spring 8 in place.