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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum landwirtschaftlichen Anbau
insbesondere von Biomassepflanzen, sowie Pflanz- und Erntemaschine
gemäß Oberbegriff der Patentansprüche
1, 18 und 20.
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Die
Thematik nachwachsender Rohstoffe aus Biomasse ist bekannt. Dabei
ist der Biomasseanbau als solcher nicht trivial. Es müssen
Anbauflächen zum einen optimal genutzt werden, aber andererseits auch
gut bewirtschaftet werden können. Optimierte Sonneneinstrahlung
einerseits und kompakte Pflanzdichte andererseits zusammen zu bringen
ist dabei das Problem.
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Dies
gilt für den Anbau von Biomassenpflanzen gleichermaßen
wie für den Anbau von Feldfrüchten oder den Plantagenanbau.
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Bei
der Nutzung nachwachsender Rohstoffe in Form von Biomasse bedarf
es außerdem möglichst ganzjährigen Wuchses
und ganzjähriger Erntung.
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Aus
dem Stand der Technik sind außerdem Pflanzmaschinen bekannt,
die automatisch bzw halbautomatisch arbeiten.
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Eine
solche Einrichtung ist aus der
EP 0 910 938 A1 bekannt, bei welcher die
Setzlinge mit Greifern gefasst und in vorbereitete Pflanzlöcher
eingebracht werden. Die Pflanzmaschine wird dabei über die
Ackerfläche gezogen.
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Aus
der
DE 195 44 112
C2 ist ein Verfahren zur Generierung digitaler Geländerefliefmodelle
bekannt, bei welchem Anbauflächen räumlich erfasst werden
sollen, um so Erntemaschine besser navigieren zu können.
Insgesamt geht es hierbei um eine an sich vorteilhafte und vor allem
durch die Topografie nicht verfälschte Einmesseung des
Anbaufeldes, um bspw bei großen Flächen die Erntefahrzeuge
zu navigieren. Dabei erfolgt jedoch eine Projektion der Maschinenabmessung
in die Felddaten, damit die Erntemaschine bzw die Erntegerätschaft
alle Areale der Anbaufläche optimal abfährt. Dabei
wird jedoch eine herkömmliche rechtwinklige Parzellierung
vorgenommen, die eine optimierte Flächennutzung und eine Ertragsoptimierung
beim Anbau selbst völlig außer acht lässt.
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Beim
Anbau von Biomassepflanzen aber auch bei Feldfrüchten und
Obst, spielt die Mischkultur zur Vermeidung von monokulturbedingtem
Krankheitsbefall eine besondere Rolle. Flächen- und Flächenertragsoptimierungen
werden dadurch limitiert, dass die Pflanzen einen Mindestabstand
haben müssen um optimal gedeihen zu können. In
einer rechtwinkligen Anordnung wird dem nicht optimal Rechnung getragen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren sowie
eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend
weiterzubilden, dass eine flächen- und sonneneinstrahlungsoptimierte
Anbauweise mittels eines Pflanzschemas und eines Ernteschemas auch
einfach auf die Ackerbaufläche übertragbar ist.
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Die
gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen
Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen
2 bis 16 angegeben.
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Hinsichtlich
einer fahrbaren Pflanzmaschine ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 17 gelöst.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 18 angegeben.
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Hinsichtlich
einer fahrbaren Erntemaschine ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch
die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 19 gelöst.
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Kern
der verfahrensgemäßen Erfindung ist es, dass auf
einer Anbaufläche die Pflanzen jeweils in Gruppen (A) gepflanzt
werden, derart, dass die Pflanzen auf Pflanzpunkten platziert werden,
deren Verbindunglinien untereinander ein Polygonale geometrische
Figur mit weitestgehend fester Kantenlänge(a) ergeben.
Diese Art Pflanzschema ermöglicht aufgabengemäß dass
die Pflanzen flächendicht optimiert aber auch sonneneinstrahlungsoptimiert
platziert sind. Damit sind erheblich höhere Erträge
als beim üblichen reihenweisen symmetrischen rechtwinkligen
Anbau möglich. Ganz besondere Vorteile resultieren aus
einer Verbindung der Lehre von Anspruch 1 mit der Lehre von Anspruch
17. Auf diese Weise lässt sich dass nicht triviale Pflanzschema auf einfache
Weise in eine automatisch arbeitende Pflanzmaschine umsetzen und
so auf der Ackerfläche auch realisieren.
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Durch
die Gestaltung von Pflanzgruppen zu je drei Pflanzen, nach den beschriebenen
Maßgaben eines weitestgehend gleichseitigen Dreiecks, wird eine
Optimierung des photosyntheseaktiven Blattwerkes der Pflanze gegeben.
Gegenüber dem reihenweise dichten rechtwinkligen Anbau
wird die Pflanze so nun nicht nur von oben per Sonnenlicht erreicht,
sondern auch von zwei weiteren Seitenlinien. Dies wiederum macht
sich im Ertrag deutlich bemerkbar. In Praxi wurden hierbei bis zu
30% höhere Erträge erzielt. Dies insbesondere
bei Biomassepflanzen.
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Neben
dem Arrangement in dreieckigen Gruppen sind auch andere polygonale
geometrische Figuren möglich wie ein gleichseitiges oder
schiefwinkliges Dreieck, oder ein Trapez.
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Hohe
Flächen-Erträge bei Biomassepflanzen sind wegen
der steigenden Bedeutung von nachwachsenden Energieträgern
besonders wichtig, um den steigenden Ackerflächenbedarf
für Biomasse nicht zu Ungunsten der nahrungsmittelbezogenen Landwirtschaft
beliebig anschwellen zu lassen.
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Bei
dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren findet
Ertragsoptimierung bei gleichzeitiger Flächenminimierung
statt, und zwar in einer Weise, dass automatische Pflanzung und
Erntung möglich ist.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass Dreiergruppen (A)
so auf der Anbaufläche platziert werden, dass diese Dreiergruppen
jeweils mit einem ihrer Schenkel des gleichseitigen Dreieckes entlang
einer gedachten im wesentlichen geraden Linie (x) angeordnet sind
und so eine entsprechende Reihe (A-A) von Dreiergruppen (A) bilden.
Auf diese Weise wird gleichzeitig eine gute Zugänglichkeit
der so gestalteten Anbauflächenstruktur für Pflanz-
und Erntemaschinen gegeben.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass jeweils
zwischen zwei entlang einer geraden Linie platzierten Dreiergruppen
(A) eine um 60° dazu gedrehte weitere dreieckig angelegte Pflanzgruppe
(B) mit kleinerer Kantenlänge (b) platziert wird. Dadurch
wird ein Mischanbau möglich, bei dem die Pflanzen beider
Gruppen nach den obigen Kriterien optimiert platziert sind. Durch
diese Anbaumethode lassen sich im Übrigen mit Blick auf
Biomassepflanzen zwei verschiedene Pflanzenarten einsetzen, und
zwar strukturiert gemischt auf einem Feld. So können in
den Gruppen A buschförmige und damit niedrig wachsende
Biomassepflanzen gepflanzt werden bspw Polygonumgewächse
wie IGNISCUM®, während
in den Gruppen B hochwachsende Biomassepflanzen wie Weiden gesetzt
werden können. Durch die erfindungsgemäße
Flächenstrukturierung entsteht somit für den automatischen
Erntevorgang Biomasse auf unterschiedliche Höhenniveaus, bspw
unten Polygonum, oben Weiden. So kann dies in der automatischen
Erntung auf einfache Weise berücksichtigt werden, indem
einfach die Schnitthöhen der Erntemaschinen im Bereich
von 20 cm über Grund bis 4–5 Meter über
Grund einstellbar sind.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Dreiergruppen
(A') nebst der Dreiergruppen (B') der parallel daneben liegenden
nächsten Reihe (A'-A') so ausgerichtet sind, dass sie gegenüber
der Reihe (A'-A') entlang der Linie (x) geometrisch gespiegelt sind.
So entstehen Fahrlinien, durch die die Gruppen zu beiden Seiten
automatisch angepflanzt bzw automatisch geerntet werden können.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zwischen
jeder zweiten Reihe eine definierte Rinne oder ein definierter Flur
angelegt wird derart, dass dort entlang eine beidseitig d. h. die jeweils
linke und rechte Reihe düngende Düngemaschine
gefahren werden kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zwischen
jeder zweiten Reihe eine definierte Rinne oder ein definierter Flur
angelegt wird derart, dass dort entlang eine beidseitig d. h. die jeweils
linke und rechte Reihe erntende Erntemaschine gefahren werden kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Pflanzgruppe
(B) aus anderen Biomassenpflanzen besteht als die Pflanzgruppe (A). Auf
diese Weise wird wie oben bereits beschrieben eine Anbaumethode
möglich, bei welcher zum einen ein Monokulturanbau vermieden
und zum anderen in der Höhe, d. h. im Volumen mehr Biomasse
entsteht, ohne dass die bodennahe Biomasse im Wuchs beeinträchtigt
wird, was durch die Merkmale bezüglich der weiteren Ausgestaltung
unterstützt wird. Nämlich dass die Pflanzgruppe
(A) aus mittelhohen Pflanzen besteht und die Pflanzgruppe (B) aus
demgegenüber höheren Pflanzen besteht, derart
dass die erntefähige Biomasse der Pflanzgruppe (A) niedriger
angelegt ist als die erntfähige Biomasse der Pflanzgruppe
(B).
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In
weiterer Ausgestaltung sind zwei Alternativen möglich und
auch vorteilhaft. Zum einen, dass die Reihen (A'-A', A''-A'', ...)
bzw die Linien (x) parallel zu einem in etwa rechtwinklig angelegten
Feld ausgerichtet sind, und zum anderen, dass die Reihen (A'-A',
A''-A'', ...) bzw die Linien (x) diagonal zu einem in etwa rechtwinklig
angelegten Feld ausgerichtet sind.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Reihen
(A'-A', A''-A'', ...) bzw die Linien (x) so ausgerichtet sind, dass
sie von West nach Ost et vice versa verlaufen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausrichtung ergibt sich, indem die Reihen (A'-A',
A''-A'', ...) bzw die Linien (x) so ausgerichtet werden, dass sie
von Nord-West nach Süd-Ost verlaufen bzw von Nord-Ost nach
Süd-West.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Biomasse
oder der Pflanzgruppen (A) und (B) zu unterschiedlichen Zeiten geerntet
wird, derart, dass eine auf verschiedene Erntehöhen einstellbare
Erntemaschine zu unterschiedlichen Erntezeiten betrieben wird, je
nach dem ob die Biomasse oder die Früchte der Pflanzgruppe
(A) oder die Biomasse oder die Früchte der Pflanzgruppe
(B) geerntet werden. Auf diese Weise kann insbesondere beim Anbau
von energiegenutzten Biomassepflanzen eine zeitversetzte Erntung
eine möglichst ganzjährige Erntung zum Betrieb
von Kraftwerks- und/oder Biogasanlagen ermöglichen.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die Kombination
des Verfahrens damit, dass die Anbaufläche hinsichtlich
der Abmessungen und geografischen Lage mittels GPS-Ortung eingemessen,
und das genannte nicht unkomplizierte Pflanzschema nach Maßgabe
der Verfahrensansprüche 1 bis 15 in die Lagekoordinaten
mittels eines Computers projiziert und die Lagepunkte für
die Pflanzmaschine ermittelt werden, und dass die seitliche Ausfahrbarkeit
der Ausbringvorrichtung der Pflanzmaschine mit der die Pflanzung
sodann automatisch angelegt wird, ebenfalls über die GPS-ermittelten
Lagenpunkte angesteuert wird. Auf diese Weise ist die an sich nicht
unkomplizierte Parzellierung, die deutlich von bekannten Feldaufteilungen
abweicht auf eine einfache Weise realisierbar. Damit wird der Erntevorgang
auch bei dieser komplizierten Strukturierung dennoch automatisch
durchführbar. Hierbei bestehen wesentliche Unterschiede
zur bereits bekannten Erntemaschine und dem Verfahren nach der
DE 195 44 112 C2 .
Im vorliegenden erfindungsgemäßen Fall handelt
es sich um eine Pflanzmaschine, die im Unterschied zu einer Erntemaschine
eine punktgenaue Ausbringung der Setzlinge vornehmen muss. Dies
muss eine Erntemaschine, wie zum Beispiel ein Mähdrescher
bekannter Art, auch gemäß des oben genannten Stand
der Technik, der in Fluren erntet, nicht leisten. Um der Anforderung
einer Erntemaschine gerecht zu werden, die ein Verfahren nach den
Ansprüchen 1 bis 15 auch ermöglicht, wird hierbei
nun erfindungsgemäß die GPS-Ortungstechnologie
nicht nur zur Einmessung des Feldes herangezogen, sondern es wird
die Pflanzmaschine gemäß dem Pflanzschema auf
festgelegten Fahrwegen gefahren, und zusätzlich auch die
Seitenverfahrung der Ausbringvorrichtung über die GPS-Ortung
und speziell ermittelten Lagepunkte für die Setzlinge gesteuert.
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So
können erst die angestrebten erfindungsgemäßen
Pflanzschemata tatsächlich schnell praktisch umgesetzt
werden.
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Im
Hinblick auf eine Pflanzmaschine besteht der Kern der Erfindung
nunmehr darin diese verfahrensgemäßen Merkmale
auch praktisch, d. h. physisch umzusetzen. Dies ist dadurch erreicht,
dass zur Ausbringung oder zum Setzen von Setzlingen und Saatgut
eine seitenverfahrbare Greif- und Ausbringvorrichtung (21)
vorgesehen ist, über welche die Setzlinge oder das Saatgut
an definierter Stelle neben dem Fahrweg (X) steck- bzw ausbringbar
ist, und dass die Pflanzmaschine (2) über ein
GPS-Ortungssystem (10) sowie einen Steuerungscomputer (11) verfügt,
mit welchem ein zuvor an einer Eingabeschnittstelle und einem Speicher
(15) eingegebenes Pflanzschema mit der anzubauenden Ackerfläche
(1) in ein navigiertes Steuerungsprogramm zum automatischen
Fahren und Bepflanzen der Ackerfläche durch die Pflanzmaschine
(2) generierbar ist, und auch die entsprechend dem Pflanzschema
angesteuerte Seitenverfahrung der Greif- und Ausbringvorrichtung
(21) über das GPS-Ortungssystem (10) steuerbar
ist.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Pflanzmaschine
mit mindestens 2 Reservoirs (100, 101) für
Setzlinge oder Saatgut ausgestattet ist, und ebenfalls über
das GPS-Ortungssystem (10) mit dem implementierten Pflanzschema an
definierten Stellen der Ackerfläche (1) automatisch
unterschiedliche Setzlinge oder unterschiedliches Saatgut ausbringbar
ist, derart dass mindestens zwei verschiedene Pflanzenarten in zwei
verschiedenen alternierend abwechseldenden Pflanzengruppen auf einer
Ackerfläche (1) in einem zusammenhängenden
Anpflanzbetrieb ausbringbar sind.
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Im
Hinblick auf eine entsprechende Erntemaschine ist die gestellte
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelost, dass die
Erntemaschine über ein GPS-Ortungssystem sowie einen Steuerungscomputer
verfügt, mit welcher ein zuvor eingegebenes Pflanzschema
mit unterschiedlichen Bepflanzungen auf der Ackerfläche
in ein navigiertes Steuerungsprogramm zum automatischen Ernten generiert
wird, derart, dass mindestens zwei verschiedene Pflanzenarten in
zwei verschiedenen alternierend abwechseldenden Pflanzengruppen
auf einer Ackerfläche erntbar sind und dass hierzu die
Erntemesser auf diese Höhen einstellbar, d. h. höhenverstellbar
sind, und dass die Höhenverstellung über das Pflanzschema
und die GPS-Daten ansteuerbar ist.
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Damit
gilt auch für die Erntemaschine die Besonderheit, dass
die Ausfahrbarkeit der Höhenverstellung pflanzschema- und
GPS-gesteuert ist.
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend noch
näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1:
Feldaufteilung mit unterschiedlichen Pflanzgruppen.
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2:
Feldaufteilung nach 1 im Detail
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3:
Feldaufteilung im zweiten Ausgestaltungsbeispiel
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4:
Pflanz/Erntemaschine mit schematischem Steuerungsplan
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1 zeigt
eine Feldaufteilung wie sie in erfindungsgemäßer
Weise erstellt wird. Die hier gewählte Feldaufteilung ist
ganz erheblich vorteilhaft beim genannten Energiepflanzenanbau.
Die erfindungsgemäße Unterteilung der Anpflanzung
in 3er-Gruppen, bei welchem die Pflanzen jeweils nahe den Eckepunkten
der jeweiligen Dreiecke gepflanzt werden, ergibt, dass gegenüber
einer Anpflanzung in einfachen parallelen Reihen, eine erheblich
größere aktive Sonneneinstrahlungsfläche
entsteht. D. h. die Pflanzen schatten sich weit weniger gegenseitig
ab, so dass die Ertragssteigerung alleine hierdurch bis zu 30% beträgt.
Die Ausgestaltung gemäß 1 zeigt zwei
Größen von Dreiecken. Eine größere
mit der Positionsbezeichnung A und eine kleine mit der Bezeichnung
B. Die Kantenlängen a bzw b sind dabei jeweils für
sich gleich, so dass jeweils ein im wesentlichen gleichseitiges
Dreieck entsteht. In den Pflanzgruppen A kann daher eine buschartige
Energiepflanze bspw die den Raum oberhalb der Anbaufläche
von 0 bis 4 Meter Höhe durchwächst, während die
Pflanzgruppen B aus baumartigen schnellwüchsigen Energiepflanzen
bestehen kann, wie bspw Weidenarten. So ergibt sich im Endeffekt
erntefähige Biomasse in 2 Etagen. Die Anpflanzung findet
zeitgleich statt. Die Erntung kann zeitgleich stattfinden, muss
aber nicht. Mit dieser Form der gemischten Energieanpflanzung lassen
sich so bewirtschaftete Felder in Bezug auf die Biomasseernte zeitlich
so disponieren, dass die hochständigen Energiepflanzen
in den Pflanzgruppen B quasi als Depot zu einem anderen Zeitpunkt
oder seltener geerntet werden, wenn bei den schnellwüchsigen
Pflanzgruppen bspw wetterbedingte Unregelmäßigkeiten
auftreten. Dies hat dann außerdem den enormen Vorteil,
dass die Kraftwerksanlagen so besser und wetterunabhängiger und
dennoch gleichmäßig auslastbar bzw befeuerbar sind.
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Die
Pflanzgruppen A sind so aneinandergereiht, dass sich die Formation
wie in 1 dargestellt ergibt und die jeweiligen Pflanzgruppenreihen
A-A bzw A'-A', bzw A''-A'' ergeben. Die nächste Reihe A'-A'
parallel zur Reihe A-A sind an der gedachten Linie x gespiegelt
angeordnet, so dass sich diese Gasse um X ergibt, anhand welcher
die Anpflanzmaschine und ggfs auch die Erntemaschine per GPS und GPS-gestützt
abgefahrenem Anpflanzplan navigiert wird. Zwischen den Pflanzgruppen
A sind entsprechend verdreht, nämlich um 60° die
kleineren Dreiecke der Pflanzgruppe B platziert.
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Durch
die Reihen hindurch, hier entlag der Linie X fährt sodann
nach Einlesen des Pflanzplanes in den Computer, der diesen sodann
in GPS-Daten umsetzt und die Pflanzmaschine entsprechend entlang
der zunächst virtuellen Linien entlang steuert.
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Im
Hinblick auf die erfindungsgemäße Anpflanzmaschine
wird hierbei nicht nur das Fahren der Maschine entlag der Linie
X navigiert, sondern auch die Pflanzwerkzeuge und die Teleskope
mit angesteuerter seitlicher Ausfahrung werden hierbei GPS-gesteuert
ausgefahren, so dass die sich per Pflanzplan ergebenden Pflanzungspunkte
nicht nur mit der Pflanzmaschine, sondern auch mit den teleskopierbaren
Werkzeugen genau an den vorgesehen Punkten automatischn steuern
lässt.
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Der
eingegebene Pflanzplan und die so im Computer auf die jeweilig eingemessene
Anbaufläche so ermittelten Pflanzpunkte steuern somit die Maschine
in Fahrtrichtung aber auch die Werkzeugen entlang der ermittelten
Pflanzpunkte.
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In
diesem Beispiel ist die Anbaufläche geografisch so ausgerichtet,
dass die X-Linie im wesentlichen von West nach Ost verläuft.
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Die
Erntung erfolgt in gleicher Weise und ggfs auch GPS-gesteuert. D.
h. Maschine und Werkzeuge werden so automatisch gesteuert, gemäß dem abgespeicherten
Pflanzplan.
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Wie
bereits ausgeführt können die Pflanzgruppen auch
polygonal, d. h. schiefwinklig dreieckig und trapezförmig
angelegt sein. In diesem Fällen wird auch eine optimierte
Flächennutzung unter gleichzeitiger Erhöhung der
Sonneneinstrahlungswirkung erzielt.
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2 zeigt
einen Teilausschnitt aus der Anbaufläche gemäß 1.
Die Pflanzen sind dabei in der Nähe der Eckpunkte der Pflanzgruppen
A und B platziert.
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3 zeigt
die Pflanzung gleich wie in 1 und 2.
Hierbei jedoch ist die Flurlinie X, entlang der angepflanzt und
geerntet wird. Diese verläuft jedoch hierbei geografisch
etwa von Südost nach Nordwest oder Südsüdost
nach Nordnordwest.
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Ferner
können neben den hier gezeigten Anpflanzungen die Felder
noch so angelegt sein, dass eine gegebenenfalls wurzelsperrende
Eingrenzung des Anbaufeldes am Rand oder in Reihen dazwischen erfolgt,
indem dort Reihen von wurzeldichten Pflanzen wie bspw Miscantus
angeplatzt wird. Dies macht dann besonders Sinn, wenn als Biomasse-Planzen
besonders wurzeltreibende Pflanzen gepflanzt werden. Miscantus z.
B. bildet dabei dann eine natürliche Wurzelsperre. Als
solche Wurzelsperren können außer Miscantus alle
sogenannten C3- und C4-Pflanzen dienen.
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4 zeigt
nunmehr ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anpflanz- 2 bzw Erntemaschine 3. Dabei sind die
wesentlichen Teile der Steuerung und die Maschine selbst nur schematisch dargestellt
und zeigen aber die funktionellen Zusammenhänge.
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Die
Maschine 2 bzw 3 enthält eine Steuerung die über
ein GPS-Ortungssystem 10 verfügt. Dieser liefert
seine Daten an einen Computer 11. Computer 11 und
GPS-System steuern sich gegenseitig an. Über eine Eingabe-
und Speichereinheit 15 werden die Daten zum Anpflanzplan
eingegeben, bzw eingelesen. Innerhalb des Computers werden sodann
die ortsgegebenen Daten mit dem Pflanzplan korreliert, das heisst
der Computer projiziert den Pflanzplan in die GPS-mäßig
eingemessene Anbaufläche 1.
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Sodann
steuert der Computer 11 die Steuereinheit 16 an.
Diese erhält zu relativen Navigation Daten nicht nur für
die Maschine selbst, also das Fahren der Maschine, sondern es erfolgt
auch das Navigieren der Pflanz- (20) bzw Erntewerkzeuge 30. Das
heisst die Erntewerkzeuge werden seitlich über Teleskope,
d. h. seitlich zur Fahrtrichtung der Maschine ausgefahren. Und genau
dieses seitliche Ausfahren der Teleskope 21, bzw 31 wird
hier auf der Basis von GPS-gestützten Daten vorgenommen.
Dieser Ausfahrrichtung ist mit +Y gekennzeichnet. In Bezug auf die
Erntemaschine und die hier erfindungsgemäß platzierte
Erntung in unterschiedlichen Höhen, nämlich direkt über
Grund für die Pflanzgruppen A und 2 bis 4 Meter über
Grund für die Pflanzgruppen B, ist zusätzlich
auch noch der über Teleskope 19 gegebene Freiheitsgrad
in der Höhe, also in Z-Richtung gegeben. Da im Computer 11 die
Daten über niedrige Pflanzgruppen A und hohe Pflanzgruppen
B gespeichert und mit Navigationsdaten strukturiert sind, steuert
die erfindungsgemäße Erntemaschine auch die Höhe
Z der Erntewerkzeuge 30.
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Auf
diese Weise wird ein automatischer Betrieb insbesondere im Energiepflanzenanbau
erreicht, der den Erntevorgang erheblich erleichert und somit auch
kostengünstig macht. Die Erntung sowie auch die Pflanzung
ist dabei so effizient optimiert, dass der Energieeintrag hierbei
minimiert ist, so dass dies auch eine vorteilhafte Energie und CO2 Bilanz bewirkt.
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In
der Steuerung 16 werden somit die Stellgrößen
für die Stellantriebe 19, 17 und 18 generiert und
an die Stellantriebe durchgesteuert.
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Der
Stellantrieb 18 bewirkt die koordinierte seitliche Ausfahrung
der Teleskope 21 bzw 31 in +Y-Richtung, also etwa
senkrecht zur Fahrtrichtung x.
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Der
Stellantrieb 19 erzeugt bei entsprechender Ansteuerung
der Auf bzw Abwärtsbewegung der Teleskopeinrichtung dass
damit die Ernte- 30 bzw Pflanzwerkzeuge 20 in
der Höhe, also in Z-Richtung verfahrbar sind.
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Ferner
Sind zwei Reservoirs 100 und 101 für die
Pflanzen A getrennt von den Pfanzen B auf der Anpflanzmaschine 2 angeordnet.
Eine hier nicht weiter dargestellte Transporteinrichtung fördert
diese nach Bedarf an das jeweilige rechte und linke Pflanzwerkzeug 20.
So kann, obwohl die Maschine 2 lediglich in X-Richtung
fährt seitlich jedwede Anpflanzungsgemoetrie erreicht werden,
die gewünscht ist.
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Des
weiteren sind in den jeweiligen Achsrichtungen x, y, und z Wegsensoren 12, 13 und 14 platziert.
Diese korrenpondieren wegrückmeldend mit den Stellantrieben
bzw der Steuerung derselben, so dass in jeder genannten Richtung
eine extrem genaue Platzierung erfolgen kann. Dabei können
auch sehr kleine Hübe von nur wenigen Zentimetern so in Korrelation
mit den Navigationsdaten gebracht werden, die ja ansonsten nur eine
direkte Navigation auf + einen Meter erlauben, dass aufgrund einer
direkt angefahrenen über GPS nur grob navigierten Ausgangsposition,
sodann eine Feinsteuerung ohne GPS erfolgt, indem die Stellantriebe über
die positionsrückmeldenden Wegsensoren feingesteuert werden
können.
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Das
Weiterfahren in Dimensionen von wieder mindestens einem Meter erfolgt
dann wieder über GPS, die Feinpositionierung dann wieder über
Stellantrieb und Wegsensorkopplung.
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Analoges
gilt für die Erntemaschine 3, bei welcher ggfs
zusätzlich auch noch die Höhe Z gesteuert wird.
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- 1
- Anbaufläche
- 2
- Pflanzmaschine
- 3
- Erntemaschine
- 10
- GPS-System
- 11
- Computer
- 12
- Wegsensor
Z-Richtung
- 13
- Wegsensor
Y-Richtung
- 14
- Wegsensor
X-Richtung
- 15
- Eingabe
und Speichereinheit für Pflanzplan
- 16
- Ansteuereinrichtung
- 17
- Stellantrieb
X-Richtung (Vortrieb der Pflanz- oder Erntemaschine)
- 18
- Stellantrieb
Y-Richtung
- 19
- Stellantrieb
Z-Richtung
- 20
- Greif-
und Ausbringvorrichtung an Pflanzmaschine
- 21
- Teleskoparm/Teleskopschlitten
- 30
- Erntemesser
an Erntemaschine
- 31
- Teleskoparm/Teleskopschlitten
- 100
- Reservoir
für Setzling A
- 101
- Reservoir
für Setzling B
- A,
A', A''
- Pflanzgruppe
- B
- Pflanzgruppe
- A-A,
A'-A', A''-A''
- Reihen
von Pflanzgruppen
- a
- Seitenlänge
der Pflanzgruppe A
- b
- Seitenlänge
der Pflanzgruppe B
- X
- Koordinate
x
- Y
- Koordinate
y
- Z
- Koordinate
z
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0910938
A1 [0006]
- - DE 19544112 C2 [0007, 0030]