DE102007049652A1 - Manure distributor controlling method for use in agricultural field, involves manipulating throw disks and/or feeding devices for mineral fertilizers in such manner that preset distribution of fertilizers at respective position is achieved - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Düngerstreuers, bei dem Mineraldünger mit vorgebbarer Verteilung und veränderbarer Wurfweite auf Feldern lokal differenziert ausgebracht werden soll.The The invention relates to a method and a device for controlling a fertilizer spreader, with the mineral fertilizer with predeterminable distribution and changeable throw range Fields should be applied differentiated locally.
Im landwirtschaftlichen Bereich zählt das Ausbringen von Mineraldünger zu den wichtigsten Pflegearbeiten. Üblicherweise werden dabei überwiegend Schleuderstreuer mit Wurfscheiben eingesetzt. So ausgebildete Düngerstreuer können unmittelbar auf Fahrzeugen angeordnet und darauf betrieben werden. Sie können aber auch mit Zugfahrzeugen, wie beispielsweise Traktoren, fortbewegt werden. Mit der bekannten Technik können große Wurfweiten bzw. Arbeitsbreiten, die über 30 m betragen können, erzielt werden. Für eine positionsgenaue Verteilung von Mineraldünger quer zur Fahrt richtung ist eine konstante bzw. definierte Wurfweite eine wesentliche Voraussetzung. Verändert sich aber in unerwünschter Form die entsprechende Wurfweite kann eine ungünstige Verteilung zu einer partiellen Unterversorgung an Mineraldünger führen, was wiederum Ertragsverluste zur Folge haben kann. Im umgekehrten Fall kann es zu Überdüngungen kommen, die ebenfalls Ertragsverluste (z. B. aufgrund von Lagergetreide) hervorrufen oder zu erhöhter Umweltbelastung führen kann. Eine erhöhte Umweltbelastung kann beispielsweise durch Nitratauswaschungen auftreten. Aus diesen Gründen ist es im praktischen Einsatz von großer Bedeutung, eine möglichst konstante bzw. definierte Wurfweite einhalten zu können.in the agricultural area includes the application of mineral fertilizer to the most important care work. Usually while predominantly spreaders with discs used. So trained fertilizer spreaders can immediately be arranged on vehicles and operated on it. You can but also with towing vehicles, such as tractors, moved become. With the known technique can be large Throw lengths or working widths that can exceed 30 m, be achieved. For a positionally accurate distribution of Mineral fertilizer transverse to the direction of travel is a constant or defined throw a key requirement. changed But in an undesirable form the appropriate throw can an unfavorable distribution to a partial undersupply lead to mineral fertilizer, which in turn yield losses can result. Conversely, it can cause over-fertilization also yield losses (eg due to storage grain) cause or increase the environmental impact can. An increased environmental impact, for example occur by nitrate leaching. For these reasons it is of great importance in practical use, one keep as constant or defined throw as possible to be able to.
Außerdem ist es häufig auch gewünscht, die jeweilige Menge an auszubringendem Mineraldünger an die jeweilige Bodenbeschaffenheit, die auf einem Feld aber lokal unterschiedlich sein kann, anpassen zu können. Hierfür werden so genannte Erntekataster in digitalisierter Form zur Verfügung gestellt. Mit solchen Erntekatastern kann eine bedarfsgerechte lokal differenzierte unterschiedliche Verteilung von Mineraldünger erreicht werden. Solche Erntekataster können anhand von Erträgen, die lokal differenziert vorab ermittelt worden sind, erstellt werden. So können Bereiche eines Feldes, bei denen beispielsweise im Vorjahr ein geringerer Ertrag erzielt worden ist, mit einer größeren Menge an Mineraldünger pro Flächeneinheit versorgt werden, als dies in Feldbereichen mit höherem Ertrag der Fall sein soll.Furthermore It is often desired, the amount to be applied mineral fertilizer to the particular soil condition, which can be locally different on a field but adapt to can. For this purpose, so-called harvest cadastre provided in digitized form. With such Crop registers can be a demand different locally differentiated Distribution of mineral fertilizer can be achieved. Such crop cadastre can on the basis of yields, which determines locally differentiated in advance have been created. So can areas of a Field, where, for example, in the previous year, a lower yield has been achieved with a larger amount Mineral fertilizer per unit area are supplied, as would be the case in higher yield field areas should.
Die jeweilige Wurfweite von den in Rede stehenden Düngerstreuern kann durch eine Vielzahl von Parametern beeinflusst werden. Dabei sind die wichtigsten:
- – physikalische Eigenschaften des Mineraldüngers, wie beispielsweise die Korngrößenverteilung, das spezifische Gewicht, die Oberflächenbeschaffenheit, die Festigkeit und Form von Düngerpartikeln,
- – die jeweilige Bauart des Streuorgans (Wurfscheibe), der jeweilige Aufgabeort von Mineraldünger auf Wurfscheiben, die Lage, der Ausrichtungswinkel in Bezug zum Erdboden, die jeweilige Anzahl und Form von Wurfscheiben, die Form von gegebenenfalls vorhanden Streuscheiben und die Drehzahl der Wurfscheiben,
- – die jeweilige Fahrgeschwindigkeit, eine Zapfwellendrehzahl, die zum Antrieb eines Düngerstreuers genutzt wird, die Anbauhöhe und Neigung eines Geräts, das Einhalten eines vorgegebenen Fahrspurabstandes (Überlappung), Schwank- und Nickbewegungen eines Düngerstreuers,
- – Umweltbedingungen, wie z. B. Luftfeuchte, Geländeneigung, Bodenunebenheiten, Windrichtung und -geschwindigkeit.
- Physical properties of the mineral fertilizer, such as particle size distribution, specific gravity, surface texture, strength and shape of fertilizer particles,
- - the particular type of spreading device (disc), the respective task of mineral fertilizer on discs, the location, the orientation angle with respect to the ground, the respective number and shape of discs, the shape of possibly present discs and the speed of the discs,
- - the respective driving speed, a PTO speed which is used to drive a fertilizer spreader, the mounting height and inclination of a device, the maintenance of a given lane spacing (overlap), swaying and pitching movements of a fertilizer spreader,
- - environmental conditions, such. B. Humidity, terrain slope, uneven ground, wind direction and speed.
Bei der Verteilung von Mineraldüngern über Feldflächen sind aber auch die geodätischen Verhältnisse zu berücksichtigen. Dabei wirkt sich eine jeweilige Hangneigung in Bezug zur Fahrtrichtung eines Düngerstreuers auch auf die jeweils erreichbare Wurfweite aus.at the distribution of mineral fertilizers over fields but are also the geodetic conditions too consider. This affects a respective slope in relation to the direction of travel of a fertilizer spreader also on the achievable throw distance.
Möglichkeiten, mit denen ansatzweise die entsprechenden Parameter berücksichtigt werden können, sind aus dem Stand der Technik teilweise bekannt.Options, with which the appropriate parameters are taken into account can be partially known from the prior art.
So
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Bei keiner der bekannten technischen Lösungen werden aber alle wesentlichen Parameter, und hier insbesondere sich plötzlich und gegebenenfalls unvorhersehbar verändernde Parameter berücksichtigt.at none of the known technical solutions but all essential parameters, and here in particular, suddenly and possibly unpredictably changing parameters considered.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Genauigkeit einer Steuerung für die Verteilung von Mineraldünger mit Düngerstreuern pro Flächeneinheit auf einem Feld zu verbessern.It is therefore an object of the invention, the accuracy of a control for the distribution of mineral fertilizers with fertilizer spreaders to improve per unit area on a field.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Das Verfahren kann mit einer Vorrichtung nach Anspruch 12 durchgeführt werden.According to the invention this task with a method that the features of the claim 1, solved. The method can be used with a device be carried out according to claim 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.advantageous Embodiments and developments of the invention can with features referred to in the subordinate claims be achieved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines Düngerstreuers, bei dem Mineraldünger mit vorgebbarer Verteilung und veränderbarer Wurfweite auf Feldern lokal differenziert ausgebracht werden soll, wird dies mit einer Grob- und einer Feinsteuerung erreicht. Dabei kann pro Fläche unter Berücksichtigung der jeweils herrschenden äußeren Einflüsse und ggf. auch eines vorab ermittelten Bedarfs die Menge des zu verteilenden Düngers beeinflusst werden.at the method of the invention for control a fertilizer spreader, with the mineral fertilizer with predeterminable distribution and changeable throw range Fields should be differentiated locally, this is with a coarse and a fine control achieved. It can be per area under Consideration of the prevailing outer Influences and possibly also a previously determined need the amount of fertilizer to be distributed will be affected.
Für die Grobsteuerung wird ein Satelliten gestütztes Positionsbestimmungssystem mit digitalisierter Karte, bei der die Feldgrenzen und auch Höhenlinien berücksichtigt sind, eingesetzt. Außerdem werden Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit, Störbewegungen (Nick-, Wankbewegungen, Beschleunigungen in verschiedene Richtungen oder Vibrationen) sowie Umgebungsbedingungen bestimmt und bei der Steuerung berücksichtigt.For the coarse control becomes a satellite-based positioning system with digitized map, showing the field boundaries and also contour lines are used. In addition, will Direction of travel and travel speed, jamming movements (Pitching, rolling, accelerations in different directions or vibrations) as well as environmental conditions and in which Control taken into account.
Bei der Feinsteuerung werden zumindest die momentane Lage/Ausrichtung des Düngerstreuers, Störbewegungen und/oder von Wurfscheiben eines Düngerstreuers bestimmt.at the fine control will be at least the current position / orientation of the fertilizer spreader, jamming movements and / or of Throwing discs of a fertilizer spreader determined.
Mit Hilfe der Grob- und Feinsteuerung werden mittels Aktoren die Wurfscheiben, Drehgeschwindigkeit der Wurfscheiben, Leitbleche und/oder Aufgabeeinrichtungen für Mineraldünger auf Wurfscheiben so manipuliert, dass eine vorgegebene Verteilung von Mineraldünger an der jeweiligen Position erreicht werden kann. Wurfscheiben können dabei verstellt werden, was in mindestens zwei Achsrichtungen der Fall sein kann. Hierfür kann beispielsweise eine kardanische Aufhängung gewählt werden.With Help of the coarse and fine control are using actuators the flying discs, Rotational speed of the discs, baffles and / or task devices so manipulated for mineral fertilizer on clay targets that a given distribution of mineral fertilizer at the respective position can be achieved. Throwing discs can be adjusted, which in at least two directions of the Case can be. For this example, a gimbal Suspension can be selected.
Dies kann die jeweilige gewünschte Wurfweite, auch unter Berücksichtigung der an der jeweiligen Position auftretenden Hangneigung in Bezug zur Fahrtrichtung, wobei dies jeweils quer zur Fahrtrichtung berücksichtigt ist, sein. Zusätzlich kann, wie im einleitenden Teil der Beschreibung bereits erläutert, aber auch ein Erntekataster berücksichtigt werden.This can the respective desired throw, also under consideration the slope in relation to the respective position to the direction of travel, which takes into account each transverse to the direction of travel it's his. In addition, as in the introductory part of the Description already explained, but also a harvest cadastre be taken into account.
Bei der Erfindung ist es auch möglich, plötzlich und unerwartete aufgetretene Einflüsse zu berücksichtigen, wie dies beim Überfahren von Unebenheiten des Bodens oder einem Einsinken von einzelnen Rädern bei lokal auftretender reduzierter Bodenfestigkeit der Fall sein kann. Dadurch kann es zu kurzzeitigen Schwank- und Nickbewegungen, auch mit höheren Frequenzen kommen, die durch erfindungsgemäß einzusetzende Sensoren erfasst und dann bei der Steuerung des Düngerstreuers berücksichtigt werden können.at The invention is also possible, suddenly and to consider unexpected influences like this when driving over bumps of the ground or a sinking of individual wheels at locally occurring reduced soil strength may be the case. It can too brief swaying and pitching movements, even with higher ones Frequencies come to be used by inventively Sensors detected and then in the control of the fertilizer spreader can be considered.
Bei der Erfindung können Beschleunigungs- und/oder Neigungssensoren eingesetzt werden, die bevorzugt direkt an, zumindest jedoch in unmittelbarer Nähe eines Düngerstreuers und hier ganz besonders bevorzugt in der Nähe von Wurfscheiben angeordnet sein sollten.at Acceleration and / or tilt sensors can be used with the invention are used, preferably directly on, but at least in close to a fertilizer spreader and here most preferably arranged in the vicinity of discards should be.
Mit den Sensoren sollte möglichst eine Bestimmung der Neigung und/oder Beschleunigung in drei jeweils senkrecht zueinander ausgerichteten Achsen möglich sein. Dies kann jeweils mit einem einzigen solcher Sensoren, aber auch mit mehreren dann in die jeweiligen Achsrichtungen sensitiven Sensoren erreicht werden.With If possible, the sensors should be given a determination of the inclination and / or acceleration in three mutually perpendicular axes to be possible. This can be done with a single one each Sensors, but also with several then in the respective axis directions sensitive sensors can be achieved.
Mit der erfindungsgemäßen Steuerung können dann die bereits erwähnten Aktoren beeinflusst werden, so dass in Abhängigkeit einer detektierten Lage/Ausrichtung der Abstand zum Erdboden, der Neigungswinkel, die Drehzahl, Leitbleche und/oder der Aufgabeort von Mi neraldünger auf Wurfscheiben durch die Grob- und Feinsteuerung eingestellt werden können. Aktoren können hydraulisch verstellbare Oberlenker, verstellbare Hubstreben, Hexapoden oder auch kardanische Aufhängungen sein. Es kann aber auch ein Dreipunktheber an einem Fahrzeug genutzt werden.The controller according to the invention can then influence the already mentioned actuators be so that, depending on a detected position / orientation of the distance to the ground, the angle of inclination, the speed, baffles and / or the task of Mi nereral fertilizer on discs by the coarse and fine control can be adjusted. Actuators can be hydraulically adjustable top links, adjustable lifting struts, hexapods or cardanic suspensions. But it can also be used a three-point lifter on a vehicle.
Zusätzlich besteht aber auch die Möglichkeit eine entsprechende Zudosierung von zu verteilendem Mineraldünger auch unter Berücksichtigung eines Erntekatasters vorzunehmen.additionally But there is also the possibility of a corresponding addition of mineral fertilizer to be distributed also under consideration make a harvest cadastre.
Bei der Steuerung können aber auch die Parameter Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und/oder physikalische Eigenschaften des jeweiligen Mineraldüngers berücksichtigt werden. Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Windrichtung können entweder durch manuelle Eingabe in die jeweilige elektronische Steuerung, aber bevorzugt auch durch entsprechend hierfür geeignete Sensoren berücksichtigt werden.at but the parameters of the control can also be the humidity, Wind speed, wind direction and / or physical properties of the respective mineral fertilizer are taken into account. Humidity, wind speed and wind direction can either by manual entry into the respective electronic control, but preferably also suitable for this purpose Sensors are taken into account.
Die physikalischen Eigenschaften eines Mineraldüngers können aber auch über eine Schnittstelle der elektronischen Steuerung zugeführt werden. Dabei kann beispielsweise mit einer optischen Schnittstelle ein entsprechender Barcode vor Beginn des Einsatzes ausgelesen werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, solche physikalischen Parameter drahtlos unter Ausnutzung eines RFID-Systems in eine elektronische Steuerung einzulesen und dann später beim Ausbringen des Mineraldüngers zu berücksichtigen.The physical properties of a mineral fertilizer can but also via an interface of the electronic control be supplied. In this case, for example, with an optical interface a corresponding barcode is read before the start of the mission. But there is also the possibility of such physical Parameter wirelessly using an RFID system in an electronic Control read in and then later when applying the Mineral fertilizer to consider.
Bevorzugt sollte jede einzelne an einem Düngerstreuer vorhandene Wurfscheibe einzeln angesteuert werden können, um möglichst in beide Richtungen quer und ggf. auch längs zur Fahrtrichtung die jeweils optimal gewünschte Verteilung von Mineraldünger erreichen zu können.Prefers Each should be present on a fertilizer spreader Speeding disc can be controlled individually, as possible in both directions across and possibly also along the direction of travel the optimally desired distribution of mineral fertilizer to reach.
Wie bereits angesprochen, kann ein Düngerstreuer auf einem Fahrzeug montiert betrieben werden. Häufig ist es aber der Fall, dass ein Düngerstreuer an das Fahrzeug angebaut oder von einem Fahrzeug gezogen wird. In diesem Fall sollte auch die Position des jeweiligen Düngerstreuers in Bezug zu einem Fahrzeug bestimmt und bei der Steuerung berücksichtigt werden können. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die satellitengestützte Positionsbestimmung vom jeweiligen Zugfahrzeug erfolgt. Hierfür können am Düngerstreuer oder an Verbindungselementen zwischen Düngerstreuer und jeweiligem Zugfahrzeug entsprechende Sensoren angeordnet sein, mit denen jeweils die Position und Ausrichtung von Fahrzeug und Düngerstreuer bestimmt und nachfolgend für die Steuerung des Düngerstreuers dann entsprechend berücksichtigt werden können.As already mentioned, can a fertilizer spreader on one Be operated vehicle mounted. But it is often the case that a fertilizer spreader is attached to the vehicle or pulled by a vehicle. In this case should also the Position of the respective fertilizer spreader in relation to a Vehicle determined and taken into account in the control can be. This is especially the case when the satellite-based position determination of the respective Traction vehicle takes place. This can be done on the fertilizer spreader or at connecting elements between fertilizer spreader and be arranged respective sensors corresponding sensors, with each of which the position and orientation of the vehicle and fertilizer spreader determined and subsequently for the control of the fertilizer spreader then be considered accordingly.
Bei der Erfindung kann außerdem vorteilhaft auch so vorgegangen werden, dass eine bei einer Verteilung von Mineraldünger aufgetretene reduzierte oder vergrößerte Wurfweite in einer Spur, bei der jeweils nachfolgenden Spur berücksichtigt und eine konstante Überlappung beim Ausbringen von Mineraldünger eingehalten wird. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Fahrtrichtung beim Ausbringen von Mineraldünger quer zur Hangneigung auf einem Feld erfolgt und dadurch eine reduzierte Wurfweite in eine Richtung quer zur Fahrtrichtung und eine erhöhte Wurfweite in entgegengesetzter Richtung dazu aufgetreten ist. Dabei sollte auch eine entsprechende Anpassung der auf die Fläche zu verteilenden Düngermasse erfolgen.at Advantageously, the invention may also proceed as follows be that one at a distribution of mineral fertilizer occurred reduced or increased range in one lane, taking into account each subsequent lane and a constant overlap when applying mineral fertilizer is complied with. This can be the case, for example, if the direction of travel when applying mineral fertilizer across Slope on a field and thus a reduced throw in a direction transverse to the direction of travel and an elevated Throwing distance in the opposite direction has occurred. there should also be an appropriate adaptation to the area to be distributed fertilizer mass.
Mit der erfindungsgemäßen Steuerung kann außerdem die Fahrgeschwindigkeit beim Ausbringen von Mineraldünger beeinflusst werden. Dies sollte insbesondere dann der Fall sein, wenn Bodenebenheiten überfahren worden oder erhöhte Neigungen am Düngerstreuer aufgetreten sind. Dies ist ganz besonders dann günstig, wenn solche Schwank- und Nickbewegung in kurzer folge mit erhöhter Frequenz aufgetreten sind. Bei sich wieder verbessernden Bedingungen kann die Fahrgeschwindigkeit wieder automatisch erhöht werden.With the controller according to the invention can also the driving speed when applying mineral fertilizer to be influenced. This should be the case in particular when floor tricks have been run over or increased Slopes on the fertilizer spreader have occurred. This is whole especially favorable when such swaying and pitching motion occurred in short succession with increased frequency. When the conditions improve again, the driving speed can be improved be automatically increased again.
Wie bereits angesprochen, können Signale von Sensoren oder auch Eingabeparameter drahtlos an die elektronische Steuerung übertragen werden. Dies ist aber auch allein oder zusätzlich über gegebenenfalls bereits vorhandene Bussysteme möglich.As Already addressed, signals from sensors or also input parameters wirelessly transmitted to the electronic control become. But this is also alone or in addition to possibly already existing bus systems possible.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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