DE102014003445B4

DE102014003445B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Vereinzelung von Kartoffelknollen in Legemaschinen sowie an deren Förderer vorgesehener Mitnehmer

Info

Publication number: DE102014003445B4
Application number: DE102014003445.3A
Authority: DE
Inventors: Harald Andreesen; Markus Trentmann
Original assignee: Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: DE102014003445A1; BE1022738B1; BE1022738A1; BE1022738A9; NL2014421B1; NL2014421A

Abstract

Verfahren zur Erfassung und Bewertung eines Vereinzelungszustands von Pflanzgut, wobei insbesondere für einen Verlegevorgang in einer Ackerfurche (F) vorgesehene Kartoffelknollen (K, K') oder ähnliches großvolumiges Stückgut detektiert und dabei eine dem Verlegevorgang (A) vorausgehende Vereinzelungsphase (T, T') der Kartoffelknollen (K, K') bewertet wird, wobei die im Bereich eines Förderers (5) in einer Kartoffellegemaschine (1) verlagerten Kartoffelknollen (K, K') entlang zumindest einer ein elektromagnetisches Strahlungsfeld (6) aufweisenden Messzone (7) geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in deren Bereich eine getaktete digitale Signalerfassung (C) mittels zumindest einer optischen Sensorbaugruppe (8) erfolgt und dabei zumindest aus einer Bewertung von weitergeleiteten Kartoffelknollen (K, K') ein für den Förder- und Verlegevorgang (T, T', A) nutzbares Steuersignal erzeugt wird, wobei zumindest zwei sich überschneidende Strahlungsfelder (6, 6') bildende LED-Beleuchtungen (11, 11') verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Bewertung des Vereinzelungszustandes von Kartoffelknollen o. dgl. Pflanzgut gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 19 und einen mit dieser Vorrichtung zusammenwirkenden Mitnehmer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 31.
Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung des Vereinzelungszustandes von Pflanz- oder Saatgut, insbesondere für einen Verlegevorgang vorgesehener Kartoffelknollen oder ähnlicher großvolumiger Stückgüter, sind mit unterschiedlichen Messprinzipien seit langem bekannt. Gemäß DE 28 00 777 A1 wird ein Kontaktgeber zur Überwachung der Legetätigkeit einer Legemaschine eingesetzt. Dabei wird im Fallweg einer zu legenden Knolle eine federbelastete Sperre verschwenkt, derart, dass mittels der Knolle eine jeweilige Kontaktauslösung bzw. Kontaktunterbrechung erfolgt und damit ein Messsignal erfassbar ist. Eine ähnliche Konstruktion gemäß DE 29 45 923 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Feststellung von Leerstellen auf Legebechern, wobei im Bereich der Kartoffellegemaschine ein in einem Fallrohr angeordneter Becherelevator vorgesehen ist. Dabei wird im Fallrohr oberhalb einer oberen Umlenkwalze ein in den abwärts gerichteten Trum der Fördervorrichtung eingreifender Fühler vorgesehen. Das freie Ende dieses Fühlers wird in dem Moment federelastisch gegen einen induktiven Schalter bewegt, wenn eine im Becherelevator befindliche Kartoffelknolle in Abwärtsrichtung umgelenkt wird, so dass damit eine Detektion von Leerstellen möglich ist.
Bei einer kombinierten landwirtschaftlichen Maschine mit Pflanzeinrichtung gemäß DE 20 2006 020 531 U1 werden die in einem Schöpfraum eines Vorratsbunkers befindlichen Kartoffelknollen mittels eines am Ausgangsbereich dieses Schöpfraumes befindlichen optischen Sensors erfasst. Dabei kann lediglich eine notwendige Zufuhr von Kartoffelknollen zur Füllung des Schöpfraumes - in Abhängigkeit von der Höhe des Füllstandes im Schöpfraum - gesteuert werden.
Ein mit der Verlegung von großvolumigen Kartoffelknollen o. dgl. Pflanzgut nur bedingt vergleichbares System an Saatkörner verarbeitenden Sämaschinen ist auf Detektionsverfahren mit der Anwendung von Särohren gerichtet. Gemäß einer Lösung in DE 10 2006 034 802 A1 wird mittels einer jeweiligen Kamera der Einlauf der Saatkörner in die Vereinzelungsvorrichtung bzw. der Austritt aus der Vereinzelungsvorrichtung beobachtet. Ein ähnliches System ist auch in US 2007/0266917 A1 gezeigt.
Ein weiteres Verfahren und eine dafür verwendete Vorrichtung zum optischen Zählen kleiner Körperchen, insbesondere von in einer Sämaschine auszubringenden Saatkörnern, ist gemäß DE 10 2007 048 941 A1 offenbart. Dabei wird die Förderung der Saatkörner mittels Luftdruck durchgeführt, wobei diese Verfahrensführung auch den Bereich eines mit einem Lichtdetektor versehenen Messfeldes beeinflusst. Ein ähnliches System mit Detektierung im Bereich einer Säscheibe ist in US 2011/0046776 A1 gezeigt.
Gemäß DE 10 2011 001 949 A1 wird eine Säherzüberwachungseinrichtung vorgeschlagen, wobei dieses Verfahren eine im Bereich des Säherzes installierte Zeilenkamera nutzt. Dieses Detektionsverfahren basiert auf von einer Strahlungsquelle erzeugten elektromagnetischen Wellen, die nach Reflexion an einer Reflexionsfläche einer rotierbaren Säscheibe des Säherzes von einer Zeilenkamera erfassbar sind, so dass diese Säscheibe zur Erzeugung auswertbarer Messergebnisse zwingend erforderlich ist.
Eine gattungsbildende Legemaschine für Kartoffelknollen ist in DE 10 2007 048 637 A1 gezeigt, wobei die die Knollen in Form eines Becherförderers aufnehmende Förderbaugruppe bei sich ändernden Aufnahme- und/oder Verlegeparametern weitgehend automatisch auf einen vorgegebenen Sollzustand einstellbar ist. Dabei ist im Bereich des Becherförderers eine mit Sensoren zusammenwirkende Regelungseinrichtung so angeordnet, dass jeweilige - durch einen Sensor erfasste - Fehlstellen im aufsteigenden Trum des Becherförderers mittels einer Nachfülleinrichtung belegt werden können. Für den Fall, dass eine Doppelbelegung registriert wird, kann eine entsprechende Rüttelvorrichtung so zugeschaltet werden, dass überzählige Kartoffelknollen aus den Förderbechern herausbewegt werden.
Es hat sich als allgemeines Problem der Legetechnik herausgestellt, dass bei am Markt befindlichen Legemaschinen nach wie vor jeweilige Doppelbelegungen eines Bechers oder leere Abfolgen von Bechern (Fehlstellen) nicht zuverlässig vermeidbar sind und damit Fehlstellen in den Kartoffelfurchen auftreten. Dabei werden auch Systeme mit Lichtschranken o. dgl. optischen Systemen zur Überwachung verwendet. Beim praktischen Einsatz von zusätzlicher Beize beim Verlegevorgang oder unter Wirkung von Umweltstaub wird jedoch die Funktion der Systeme nachteilig beeinflusst. Hinzu kommt, dass die zu fördernden Kartoffelknollen oft nicht das Sichtfeld der Lichtschranke erreichen und eine Doppeldetektion zur Steuerung der Rüttelvorrichtung wenig funktionssicher ist.
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen dazu geeigneten Mitnehmer zu entwickeln, womit jeweilige Fehlstellen und Doppelbelegungen im Bereich einer als Becher- oder Bandfördereinrichtung ausgebildeten Förderstrecke mit höherer Genauigkeit detektiert werden können, dabei die Anordnung der Vorrichtung in einem wenig verschmutzungsgefährdeten Bereich der Förderstrecke erfolgt und der in das System integrierte Mitnehmer sowohl im Bereich des aufwärts gerichteten als auch des abwärts gerichteten Fördertrums optimale Förderbedingungen für die Kartoffelknollen vorgibt.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 19 auf, und der dafür geeignete Mitnehmer ist in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 31 erfasst. Wesentliche weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 18, 20 bis 30 und 32 bis 37.
Bei einem Verfahren zur Erfassung und Bewertung eines Vereinzelungszustandes von Kartoffelknollen o. dgl. Pflanzgut werden die für einen Verlegevorgang im Ackerboden vorgesehenen Kartoffelknollen als großvolumiges Stückgut insbesondere mit einem optischen System detektiert, so dass damit eine dem eigentlichen Verlegevorgang vorausgehende Vereinzelungsphase bewertet und in der Legemaschine beeinflusst werden kann.
Das erfindungsgemäße Konzept geht davon aus, dass die im Bereich eines Förderers in einer Kartoffellegemaschine verlagerten Kartoffelknollen entlang zumindest einer ein elektromagnetisches Strahlungsfeld aufweisenden Messzone geführt werden und in deren Bereich eine getaktete digitale Signalerfassung unter Ausnutzung einer optischen Sensorbaugruppe erfolgt. Dabei wird ein direkt und im Wesentlichen senkrecht auf die Förderebene der Kartoffelknollen wirkendes optisches Messsystem umgesetzt. Ein bei dieser Verfahrensführung aus Reflexion der Strahlung und/oder einem Bildaufbau ableitbares Ergebnis wird dabei in ein für den Förder- und Verlegevorgang nutzbares Steuersignal umgesetzt. Dabei werden zumindest zwei sich überschneidende Strahlungsfelder (6, 6') bildende LED-Beleuchtungen (11, 11') verwendet.
Dabei erfolgt ausgehend von der optischen Signalerfassung nachfolgend eine interne Bewertung der Messergebnisse, derart, dass weitergeleitete Kartoffelknollen, mehrere gleichzeitig bewegte Kartoffelknollen oder eine im Bereich der Messzone vorliegende Fehlstelle auswertbar und signalisierbar sind.
Für diese Verfahrensführung hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, dass die Kartoffelknollen in der Messzone mit einem jeweiligen, als zusätzliches Detektionsobjekt nutzbaren Mitnehmer bewegt werden, so dass in dessen Bereich sowohl die Anzahl als auch die Vollständigkeit von Kartoffelknollen im Sinne einer lückenlosen Verlegung schneller bewertet werden.
Zur Vorbereitung einer Messphase mit getakteter digitaler Signalerfassung ist vorgesehen, dass im Nahbereich vor der Messzone zuerst für die herangeförderten Kartoffelknollen eine diese hinreichend vereinzelnde Bewegungsphase aktiviert wird und danach im Bereich des als eine Führungsauflage wirksamen Mitnehmers die „Kartoffel-Bewegung“ abgebremst wird. Damit wird - insbesondere im Bereich eines Becherförderers - erreicht, dass in der jetzt entlang der Förderstrecke erreichten Detektierungsphase jeweilige, in einer relativen Ruhelage auf dem Mitnehmer befindliche Kartoffelknollen sowohl einzeln als auch in einer denkbaren paarweisen Anordnung auf einem Mitnehmer erfassbar werden. Diese nach der „Zwangsbewegung“ in weitgehend „geteilter“ Position befindlichen Knollen werden dann zumindest phasenweise während des Weitertransportes - in die endgültige Verlegestellung - einem der optischen Sensorbaugruppe zugeordneten Strahlungsfeld mit Kunstlicht zugeführt, und hier erfolgt der getaktete Erfassungsvorgang dieser Fehlstellen, Einzel- oder Doppelbelegung.
Im Ergebnis umfangreicher Untersuchungen hat sich gezeigt, dass für diese „Doppel“- und „Einzel“-Detektierung eine im elektromagnetischen Strahlungsfeld getaktet zuschaltbare Zeilenkamera als optische Sensorbaugruppe optimal geeignet ist. Dabei wird zumindest eine CCD-Zeile als aktives Element verwendet. Zur weiteren Verbesserung des Auswertungsergebnisses ist denkbar, dass mehrere CCD-Zeilen in der Zeilenkamera so angeordnet sind, dass eine Bilderfassung zur Bewertung von Anzahl und Vollständigkeit der Kartoffelknollen einsetzbar ist.
In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, dass auch eine im Bereich des Strahlungsfeldes erzeugte Reflexion an den Kartoffelknollen dazu genutzt werden kann, im Bereich der Zeilenkamera ein entsprechendes Bild der Kartoffelknolle zu erfassen. Aus dem empfangenen Reflexions-Signal von der Oberfläche der Kartoffelknolle kann dann eine Belegungserkennung, eine Mehrfachbelegung und/oder eine Leerstelle auf den zu zählenden Mitnehmern abgeleitet werden.
Für die optimale Verfahrensführung hat es sich gezeigt, dass bereits die Verwendung zumindest einer mit der Zeilenkamera zusammenwirkenden LED-Beleuchtung im Strahlungsfeld zu hinreichend genauen Ergebnissen führen kann. Ebenso ist denkbar, dass in der Sensorbaugruppe zur Bilderzeugung mehrere LED-Beleuchtungen verwendet werden.
Insbesondere zur Belegungserkennung mit „paarweise“ geförderten Knollen werden zumindest zwei sich überschneidende Strahlungsfelder bildende LED-Beleuchtungen verwendet. Damit wird erreicht, dass im Bereich von mehreren auf einem Mitnehmer befindlichen Kartoffelknollen ein zusätzlicher Schattenwurf entsteht, der erfasst und ausgewertet wird. Ausgehend von diesem Schattenwurf ist eine Feststellung der Vereinzelung und/oder der Belegung im Bereich des Mitnehmers mittels der Zeilenkamera und entsprechender Auswerteelektronik möglich.
Während des Einsatzes des erfindungsgemäßen Messverfahrens zur Detektion der Kartoffelknollen ist vorgesehen, dass deren Verlagerung - durch das Strahlungsfeld mit der LED-Beleuchtung - zumindest phasenweise so gesteuert wird, dass die Kartoffelknollen anliegend an dem Mitnehmer bewegt werden. Damit wird gezielt ein relativer Ruhezustand als optimale Messposition für die Kartoffelknollen vorgegeben, und durch die getaktet zugeschaltete Zeilenkamera kann ein optimales Bild erzeugt werden. Das Messverfahren geht dabei davon aus, dass die unter Schwerkraftwirkung auf dem Abwärtstrum einer Förderstrecke verlagerten Kartoffelknollen im Strahlungsfeld lagestabil auf dem Mitnehmer gehalten werden und damit eine unverfälschte Bilderzeugung möglich ist. Diese Verfahrensführung ist sowohl bei Legemaschinen mit Becherförderern als auch mit Bandförderern einsetzbar.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Grundkonzept einer direkten Erfassung der Kartoffelknollen ist vorgesehen, dass auch auf verlagerbaren Mitnehmern mehrerer paralleler Förderebenen jeweilige Belegungserkennungen in einem einzelnen bzw. in einem insgesamt ausgeleuchteten Strahlungsfeld durchgeführt werden können. Die praktische Anwendung im Bereich eines Becherförderes ist darauf gerichtet, dass auf zwei parallelen Förderebenen gleichzeitig zumindest eine Belegungserkennung durchgeführt wird und dabei zwei separat erzeugte Strahlungsfelder mit LED-Licht genutzt werden.
Die Kartoffelknollen werden zur Detektion entlang eines im Wesentlichen parallel zur vertikalen Förderebene vorgelagerten Erfassungsschlitzes des Sensors geführt, so dass in dessen Bereich sowohl die Beleuchtung als auch zumindest die eine Zeilenkamera synchron aktiviert werden können. Die dabei momentan gebildete Mitnehmer-Knollen-Einheit des Förderers wird im Bereich des Erfassungsschlitzes der Messzone im Wesentlichen senkrecht zur Erfassungsebene der Zeilenkamera bewegt. Dabei sind unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten dadurch ausgleichbar, dass die Frequenz der jeweiligen Messphasen entsprechend angepasst wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Verfahrensführung sieht vor, dass die Kartoffelknollen auch mittels eines horizontalen Förderbandes zu einer Messzone hin bewegt werden können, wobei dann im endseitigen Abwurfbereich des horizontalen Bandförderers insbesondere eine vertikale Fall- und/oder Rutschphase zur optischen Erfassung der Kartoffelknollen in „Einzellage“ genutzt wird.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine dabei verwendete Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung des Vereinzelungszustandes der Kartoffelknollen mit dem entsprechend angepassten, im Zusammenhang mit der Verfahrensführung bereits angesprochenen optischen Fühler versehen ist.
Die erfindungsgemäße Ausführung dieser optoelektronischen Vorrichtung mit optischer Sensorbaugruppe und LED-Beleuchtung ist dabei auf die spezielle Anwendung dieses „optischen Fühlers“ in einer Kartoffellegemaschine gerichtet. Dabei wird ein Konzept realisiert, bei dem die funktionalen Teile der Vorrichtung in einer definierten Einbaulage in das Fördersystem der Legemaschine integriert sind. Es hat sich gezeigt, dass nur eine optimale Positionierung der Vorrichtung in einem eine „Fallzone“ bildenden Bereich der Förderstrecke zu verwertbaren Ergebnissen bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt.
Dabei wird die Vorrichtung in einem Bereich der Förderstrecke eingesetzt, in dem die bereits zur Vereinzelung vom Förderer erfassten Kartoffelknollen zumindest einer Änderung ihrer Bewegungsrichtung und/oder des Bewegungszustandes zwangsweise ausgesetzt werden. Diese der Position der Vorrichtung vorgelagerte Phase der „Zwangsverlagerung“ führt dazu, dass durch eine zwangsweise Richtungsänderung - oder eine Geschwindigkeitsänderung - die einzeln oder mehrstückig geförderten Kartoffelknollen gezielt in eine Position mit „relativer Ruhelage“ - auf einem speziellen Mitnehmer - bewegt werden können und damit aus einer Kombination der optimalen Einbaulage der Vorrichtung und der definierten Lage des Pflanzgutes reproduzierbare Messergebnisse ableitbar sind.
Erst nach dieser „Zwangspositionierung“ gelangen die Mitnehmer mit den Kartoffelknollen in den Bereich der mit LED beleuchteten und von Fremdlicht abgeschirmten Messzone der Vorrichtung, die eine erfindungsgemäß optimierte Einbaulage der Sensorbaugruppe vorgibt. Mit diesem - für bekannte Detektionssysteme nicht geeigneten - Einsatzort der Sensorbaugruppe bzw. der kompakten Vorrichtung innerhalb der Verlegeeinheit ist eine zuverlässige Detektion der drei vorgesehenen Überwachungszustände (Einfachbelegung, Doppelbelegung, Leerstelle) gewährleistet, wobei insbesondere im Bereich eines Becherförderers ein zuverlässiges Messsystem in der Vorrichtung wirksam wird.
In bevorzugter Ausführung ist die Vorrichtung mit der Sensorbaugruppe im Bereich eines den abwärts gerichteten Trum eines Becherförderers umschließenden Förderkanals angeordnet, so dass unterhalb eines oberen Umlenkrades des Becherförderers eine vergleichsweise lange Strecke zur Anordnung der Vorrichtung mit den Detektionselementen nutzbar ist.
Ausgehend von der vorbeschriebenen Vorrichtung versteht es sich, dass die Sensorbaugruppe auch im Bereich einer Abwurfzone eines horizontalen Trums eines Bandförderers angeordnet werden kann, wobei hier die Ausschaltung bzw. Abschirmung von Fremdlicht - aufgrund des fehlenden geschlossenen Förderkanals - die Effizienz des Systems beeinflussen kann.
Die Umsetzung des vorbeschriebenen Anordnungs-Konzeptes der kompakten Vorrichtung mit Sensorbaugruppe(n) sieht vor, dass diese mit zumindest einer CCD-Zeile als Zeilenkamera und zumindest einer LED-Beleuchtung versehen wird. Dabei können diese Bauteile auf einer gemeinsamen Tragplatine angeordnet sein.
Diese Tragplatine ist ihrerseits in einem weitgehend geschlossenen Sensorgehäuse gehalten, das zum Bereich des Förderkanals hin mit einer entsprechenden Durchlassöffnung für das Strahlungsfeld ausrichtbar ist. Dabei sind die Elemente der Sensorbaugruppe in einer im Wesentlichen senkrecht auf die zu betrachtende Förderstrecke ausrichtbare Messposition in der Konstruktion des Sensorgehäuses angeordnet. Es versteht sich, dass im Sensorgehäuse auch mehrere Zeilenkameras und/oder LED-Beleuchtungen im Bereich der zumindest einen Tragplatine vorgesehen sein können.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass durch schräges Auflicht von zwei in einem Winkelabstand zueinander angeordneten LED-Beleuchtungen ein Schattenwurf erzeugt wird. Dieser Schattenwurf kann in der zumindest einen Zeilenkamera erfasst und in der Auswerteelektronik weiterverarbeitet werden.
Bei der Anwendung der Vorrichtung im Bereich eines Förderkanals eines Becherförderers ist vorgesehen, dass das Sensorgehäuse im Bereich eines Konturausschnittes des Förderkanals festgelegt ist. Dabei ist das als Verschluss des Förderkanals wirkende Sensorgehäuse so aufgebaut, dass dieses aus einer Gebrauchsstellung in eine Nichtgebrauchsstellung verlagert werden kann. Die Vorrichtung ist dazu so konzipiert, dass das Sensorgehäuse auch an einem im Bereich des Förderkanals den Konturausschnitt begrenzenden Gegenhalter festlegbar ist.
In zweckmäßiger Ausführung ist dabei das Sensorgehäuse um eine Schwenkachse verlagerbar, so dass das Sensorgehäuse als ein Teil dieser Gesamtvorrichtung zum Förderkanal hin und von diesem weg schwenkbar ist. Für die lichtdichte Abschirmung der Bauteile ist vorgesehen, dass im Bereich des Sensorgehäuses und/oder des Gegenhalters eine in Gebrauchsstellung zumindest den Konturausschnitt lichtdicht verschließende Manschette o. dgl. flexibles Dichtelement vorgesehen ist.
Eine Variation der Einstellbarkeit dieser beiden Teile in der Gebrauchslage am Förderkanal ergibt sich dadurch, dass der Gegenhalter seinerseits einstellbar an den Seitenwandungen des Förderkanals gehalten ist. Dabei ist in einfachster Ausführung vorgesehen, dass die Schwenkverbindung zwischen Sensorgehäuse und Gegenhalter als ein Scharnier ausgebildet wird.
Die zum Förderer und dessen Mitnehmer gerichtete Innenseite des Sensorgehäuses ist mit einer als Messöffnung nutzbaren Durchlassöffnung versehen, wobei diese in vorteilhafter Ausführung mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung versehen ist. In deren Bereich ist einerseits ein ungehinderter Aufbau des LED-Strahlungsfeldes möglich, und andererseits sind die innen liegenden Bauteile im Bereich der Platine mittels der insbesondere plattenförmigen Abdeckung aus Glas o. dgl. vor Verschmutzungen sicher geschützt.
Das vorbeschriebene Verfahren und die dafür erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung wirken in effektiver Ausgestaltung dieses komplexen Überwachungssystems mit einem verbesserten Mitnehmer im Bereich des Förderers der Legemaschine zusammen.
Dieser Mitnehmer ist dabei als ein an sich bekannter Becher-Körper ausgebildet, der mit einem - im Regelfall - einzelne Kartoffelknollen aufnehmenden Muldenprofil versehen ist. Das erfindungsgemäße Konzept dieses verbesserten Mitnehmers sieht vor, dass nunmehr dessen Rückseite im Bereich des Muldenprofils mit einem Profilansatz versehen wird. Dieser profilierte Mitnehmer weist damit einen Funktionsbereich in Form des Profilansatzes auf, mit dem eine optimale Aufnahme von im Abwärtstrum des Förderers befindlichen Kartoffelknollen gewährleistet wird.
Dieser überraschend effektiv bei Einzel- und Doppelbelegungen wirkende Profilansatz ist als ein zumindest zwei Auflagezonen auf der rückseitigen Auflagekontur des Mitnehmers bildender Teilungssteg geformt. Damit werden für den Fördervorgang mit umgeleitetem Fördertrum zwei Bereiche zur Aufnahme jeweils einer Kartoffelknolle definiert.
Für die vorausgehende Phase der Knollenaufnahme aus dem Vorratsbunker ist im Bereich des vorderseitigen Muldenprofils denkbar, dass hier vom Mitnehmer gleichzeitig zwei Kartoffelknollen erfasst werden und mittels des Becherförderers in die obere Umlenkzone gelangen. In dieser Phase werden beide Kartoffelknollen in den nun abwärts gerichteten Trum des Becherförderers umgelenkt, so dass „zwangsweise“ eine Fall- und/oder Rutschphase eintritt, in der die beiden Kartoffelknollen auf einen am Förderer vorgelagerten Mitnehmer rückseitig auffallen, wobei auch dieser Mitnehmer den Teilungssteg aufweist.
In dieser Phase tritt die beabsichtigte Wirkung des eine mittlere Teilungsebene der Auflagekontur bildenden Teilungsstegs auf, mit dem die beiden Kartoffelknollen zwangsweise in eine zur Teilungsebene beabstandete „neue“ Förderstellung gelangen. Damit wird für die nachfolgende optische Detektierung eine definierte Mitnahmeposition erreicht, und beim Erreichen des vorbeschriebenen Strahlungsfeldes der Erfassungs-Vorrichtung können die Kartoffelknollen oder ein von diesen erzeugter Schattenwurf mittels der Zeilenkamera aufgezeichnet werden.
Die konstruktive Ausgestaltung des Mitnehmers im Bereich des Teilungssteges sieht vor, dass ausgehend von der rückseitigen Auflagekontur zwei in jeweiligem seitlichem Abstand zu dem mittleren Teilungssteg angeordnete und zu einer Rückwand gerichtete Formrippen vorgesehen sind.
Die rückseitige Auflagekontur kann dabei mit zumindest einer bis in die andererseits vorgesehene Muldenkontur reichenden Durchlassöffnung versehen sein, so dass der Mitnehmer nach Art eines Leichtbauteils geformt ist.
Die Material sparende Ausgestaltung des Teilungssteges sieht vor, dass auch dieser mit einer Formausnehmung versehen werden kann. Damit weist der Teilungssteg insgesamt eine brückenartige Kontur auf.
Für eine optimale Führung der aufliegenden Kartoffelknolle(n) ist vorgesehen, dass der Teilungssteg - ausgehend von der Auflagekontur - zumindest bereichsweise höher ist als die nebengeordneten Formrippen, so dass die Wirkung nach Art einer Trennwand im Bereich des Teilungssteges verstärkt ist und die Formrippen die optimale Auflage der Knollen für den Messvorgang gewährleisten.
Die Gestaltung des Teilungssteges und der Formrippen sieht außerdem vor, dass diese Formteile ausgehend von der Rückwand des Mitnehmers spitzwinklig abfallend zur Auflagekontur hin geformt werden. Damit werden die Knollen in Richtung der optischen Messeinheit so verlagert, dass die Knollen möglichst im Nahbereich des Erfassungsschlitzes an der Vorrichtung vorbeibewegt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und eine Ausführung eines für den Fördervorgang einzusetzenden Mitnehmers veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines üblicherweise zur Verlegung von Kartoffelknollen vorgesehenen Becherförderers mit Vorratsbehälter,
2 eine Perspektivdarstellung ähnlich 1 mit einer gegenüberliegend dem Vorratsbehälter am Förderkanal des Becherförderers vorgesehenen Vorrichtung zur Erfassung von Kartoffelknollen in einer Förderphase,
3 eine Schnittdarstellung gemäß einer Linie III-III in 1, die die mit dem Förderer zusammenwirkende Vorrichtung mit Sensorbauteilen in prinzipieller Funktionslage zeigt,
4 eine Schnittdarstellung ähnlich 3 mit veränderter Richtung im Bereich der LED-Beleuchtung,
5 eine Schnittdarstellung ähnlich 3, wobei in einer Doppel-Bandeinrichtung eine Vorrichtung mit zwei Sensorbaugruppen im Bereich paralleler Förderrichtungen angeordnet ist,
6 eine Detaildarstellung der Vorrichtung gemäß einer Schnittebene VI-VI in 2,
7 eine den Verfahrensablauf verdeutlichende Prinzipdarstellung der optischen Erfassungssituation im Bereich eines Erfassungsspaltes der Vorrichtung,
8 eine perspektivische Einzeldarstellung der mit einem die Sensorbaugruppe umschließenden Gehäuse versehenen Vorrichtung,
9 eine Prinzipdarstellung ähnlich 8 mit den beiden Teilen der Vorrichtung in zueinander verschwenkter Offenstellung,
10 eine Einzeldarstellung von auf einem Mitnehmer im Bereich des Förderers aufliegenden Kartoffelknollen in Übereinanderlage,
11 eine Vorderansicht des Mitnehmers gemäß 10 mit in einer Abstandslage befindlichen Kartoffelknollen,
12 eine perspektivische Einzeldarstellung der erfindungsgemäßen Ausführung des Mitnehmers, und
13 jeweilige Bilddarstellungen von Einzelbelegung a), Leerstellen b) und Doppelbelegung c).

In 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Legemaschine dargestellt, die im Bereich ihres Maschinenrahmens 2 mit einem nicht näher dargestellten Zugfahrzeug verbunden werden kann. Eine derartige Konstruktion ist in DE 10 2007 048 637 A1 offenbart, wobei das eigentliche Legeaggregat in Form eines Becherförderers 3 ausgebildet ist. Die Kartoffelknollen K als das zu verarbeitende Pflanzgut sind dabei in einem Vorratsbehälter 4 aufgenommen und werden mittels eines Förderers 5 in einem aufsteigenden Trum T in den Bereich einer oberen Umlenkzone U gefördert. Von hier aus gelangen die dann „umgelenkten“ Kartoffelknollen K' entlang eines abwärts gerichteten Trums T' in Auswurfrichtung A in die Furche F.
Für diesen Verlegevorgang sind unterschiedliche Verfahren zur Erfassung, Bewertung und Beeinflussung des Vereinzelungszustandes des Pflanzgutes K bekannt. Dabei stellen die in einer Ackerfurche F zu verlegenden Kartoffelknollen Kein großvolumiges Stückgut dar, das in einer dem Verlegevorgang bei A vorausgehenden Vereinzelungsphase - insbesondere im Bereich des Trums T oder T' - zu bewerten ist, derart, dass insbesondere Fehlstellen oder Doppelbelegungen in der Furche F vermieden werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nunmehr vor, dass die im Bereich des Förderers 5 in der Kartoffellegemaschine 1 als großvolumiges Pflanzgut verlagerten Kartoffelknollen K entlang zumindest einer ein elektromagnetisches Strahlungsfeld 6 (3) aufweisenden Messzone 7 (7) in Richtung einer Messbewegung MB (entsprechend der Becherbewegung) geführt werden. In dieser Messzone 7 erfolgt eine getaktete digitale Signalerfassung mittels zumindest einer optischen Sensorbaugruppe 8 (3). Danach kann aus zumindest einer - mittels einer Auswerteeinheit C abrufbaren - Bewertung ein für den Förder- und Verlegevorgang (Fördertrum T, Auswurfrichtung A) nutzbares Steuersignal B erzeugt werden. Damit wird erfindungsgemäß ein optoelektronisches System konzipiert, bei dem eine weitgehend direkte Bewertung der vom Förderer 5 weitergeleiteten Kartoffelknollen K, K'' (7) erfolgt.
Bei dieser Verfahrensführung ist vorgesehen, dass die Kartoffelknollen K, K'' in der Messzone 7 während der getakteten digitalen Signalerfassung aufliegend auf einem jeweiligen Mitnehmer 9 bewegt werden. Die Anwendung von Mitnehmern 9 im Bereich des Förderers 5 ist zwar allgemein bekannt, aber bei der erfindungsgemäß verbesserten Verfahrensführung wird dieser Mitnehmer 9 als zusätzliche Einheit detektiert und die Kontur des Mitnehmers 9 als ein Auswertekriterium für das optische System genutzt.
Das für die digitale Signalerfassung genutzte Strahlungsfeld 6, 6' (3, 4) bildet eine Messzone 7 (7), in der sowohl Anzahl als auch Vollständigkeit von Kartoffelknollen K, K'' im Bereich des Förderers 5 bewertet werden können. Dabei wird zur optimalen Bilderfassung das Bewegungsverhalten der Kartoffelknollen K, K' im Fördersystem genutzt. Eine im Nahbereich der Messzone 7 - im Bereich UM (1) unterhalb der Umlenkzone U - von Kartoffelknollen K, K' durchlaufene Bewegungsphase wird nach Art einer Zwangssteuerung so beeinflusst, dass danach die Kartoffelknollen K, K' im Bereich des als eine Führungsauflage wirksamen Mitnehmers 9 abgebremst und positioniert werden. Auf diese „aktive“ Bewegungsphase wird das nachfolgende Bewertungsverfahren ausgerichtet, wobei die in einer nachfolgenden relativen Ruhelage auf dem Mitnehmer 9 aufliegenden Kartoffelknollen K, K' einfaeher zu detektieren sind. Die aufliegenden Knollen K, K' werden zumindest phasenweise während des Weitertransportes in ein der optischen Sensorbaugruppe 8 (3) zugeordnetes Strahlungsfeld mit Kunstlicht geführt. Entsprechend einer durch die Einstellung des Becherförderers 3 vorgewählten Geschwindigkeit (MB, 7) des Förderers 5 durchlaufen die Knollen K''' (1) das Strahlungsfeld, in dem eine getaktete Signalerfassung vorgesehen ist. Dabei wird eine entsprechend der variabel zu bemessenden Messzone 7 (7) digital steuerbare Bilderfassung genutzt.
Zur Durchführung dieses Verfahrens weist eine hierfür verwendete Vorrichtung 15 (6) als optische Sensorbaugruppe 8 zumindest eine im elektromagnetischen Strahlungsfeld 6 getaktet zuschaltbare Zeilenkamera 10 auf. Das mit dieser Zeilenkamera 10 erfassbare Bild im Bereich des „durchlaufenden“ Mitnehmers 9 wird als Bewertungsgrundlage für den zu bewertenden Vereinzelungszustand verwendet (3 bis 7). Es versteht sich, dass im Bereich der optischen Sensorbaugruppe 8 auch bereits die Anwendung einer einzelnen CCD-Zeile zielführend sein kann, da damit ein auswertbares digitales Signal in der Messzone 7 erzeugt werden kann.
Die vorbeschriebene digitale Bilderfassung mittels der Zeilenkamera 10 eröffnet die Möglichkeit, dass das Erfassungsverfahren auch eine im Bereich des Strahlungsfeldes 6 erzeugte Reflexion an den Oberflächen der „hellen“ Kartoffelknollen K, K' nutzen kann. Die mit der Beleuchtung im Bereich des Strahlungsfeldes 6, 6' erzeugten Helligkeitsunterschiede können im Bereich der Zeilenkamera 10 erfasst werden. Bereits aus dieser definierten Hell-Dunkel-Konstellation im Bereich des empfangenen Signals kann eine Belegungserkennung auf dem Mitnehmer 9 abgeleitet werden. Ausgehend davon wird die vorgesehene Signalverarbeitung C bzw. -weitergabe B (3) so durchgeführt, dass nicht näher dargestellte Steuerbauteile beeinflussbar sind. Im Ergebnis umfänglicher Erprobungen wurde festgestellt, dass aus einer BildErfassung der mehrere CCD-Zeilen aufweisenden Zeilenkamera 10 eine optimale Bewertung von Anzahl und Vollständigkeit der Kartoffelknollen K, K' im Bereich der Mitnehmer 9 abgeleitet werden kann.
Für die Durchführung der Erfassungs- und Bewertungsschritte des Verfahrens hat sich die Anwendung von Kunstlicht als optimierbarer Verfahrensparameter herausgestellt. Zweckmäßigerweise wird dabei im Strahlungsfeld 6, 6' zumindest eine mit der Zeilenkamera 10 zusammenwirkende LED-Beleuchtung 11 verwendet. Die Verfahrensführung kann dabei weiter verbessert werden, indem in der Sensorbaugruppe 8 zur Bilderzeugung mehrere LED-Beleuchtungen 11, 11' (3, 4) vorgesehen sind und diese optional einzeln oder gemeinsam verwendet werden.
Die gemeinsame Verwendung zweier LED-Beleuchtungen 11, 11' ist in 5 im Bereich von zwei parallelen Sensorbaugruppen 8, 8' im Bereich eines zweispurigen Becherförderers ersichtlich. Mit dieser zweiseitigen Beleuchtung 6, 6' kann zwischen den hier aufliegenden beiden Kartoffelknollen K, K' der bei einer jeweiligen „Einzelbeleuchtung“ (3, 4) als zusätzliche Informationsquelle dienende Aufbau eines Schattenwurfs 12, 12' optimal genutzt werden. Aus den „praktischen“ Ergebnissen gemäß 13 wird der intensive Signalaufbau im Bereich des Schattens 12" (5) deutlich. Bei vergleichenden Untersuchungen wurde ermittelt, dass die Anwendung von geradem Auflicht mittels der LED-Beleuchtung keinen Schatten 12" bewirkt und damit diese Verfahrensführung nicht zielführend eingesetzt werden kann.
In jedem Fall hat sich gezeigt, dass im Bereich der Kartoffelknollen K, K'' mittels der Strahlungsfelder 6, 6' ein optimierbarer Schattenwurf 12, 12' erzeugt werden kann und dieser zur Feststellung der Vereinzelung und/oder der Belegung des Mitnehmers 9 eine Bewertung durch die ausgelesenen Helligkeitssignale ermöglicht (3, 4).
Wie vorstehend bereits erläutert, ist die Anwendung des Mitnehmers 9 für die Optimierung des Verfahrens als zielführend erkannt worden, wobei festzustellen ist, dass die Kartoffelknollen K, K'' während ihrer Verlagerung durch das Strahlungsfeld 6 der LED-Beleuchtung 11, 11' zumindest phasenweise anliegend an dem Mitnehmer 9 bewegt werden und damit mittels der zumindest einen getaktet zugeschalteten Zeilenkamera 10 durch optimalen Einsatz eines Triggers 14 im Bildbereich 14' eine optimale Bildfolge erzielt werden kann (7).
Dabei ist festzustellen, dass die unter Schwerkraftwirkung verlagerbaren Kartoffelknollen K, K' - Bewegungspfeil T' im Abwärtstrum des Förderers - beim Erreichen des Mitnehmers 9 so gehalten werden, dass im Strahlungsfeld 6 eine lagestabile Position erreicht ist und damit in anderen Bereichen des Systems vorhandene „Erschütterungen“ die Bildaufnahme nicht beeinflussen.
In einer Prinzipdarstellung gemäß 5 ist die Anwendung der Belegungserkennung von auf parallel verlagerbaren Mitnehmern 9, 9' zweier Förderebenen E, E' bewegten Kartoffelknollen K, K'' dargestellt. Dabei wird jeweils in zwei Strahlungsfeldern 6, 6' der Baugruppen 8, 8' eine jeweilige Belegungserkennung durchgeführt. Denkbar ist auch, dass auf den beiden parallelen Förderebenen E, E' gleichzeitig die zumindest eine Belegungserkennung mittels nur einer Aufnahmeeinheit - ähnlich 3 oder 4 - durchgeführt wird (nicht dargestellt).
Aus der Prinzipdarstellung gemäß 7 wird deutlich, dass die Kartoffelknollen K, K' einem im Wesentlichen parallel zur Förderebene E ausrichtbaren Erfassungsschlitz 14 des Sensors 8 zugeführt und in dessen Bereich sowohl die Beleuchtung mittels der LED-Elemente 11, 11' als auch zumindest die eine Zeilenkamera 10 synchron aktiviert werden. In dieser Phase der Verlagerung werden die Kartoffelknollen K, K' als eine funktionale Einheit mit den Mitnehmern 9, 9' im Bereich des Erfassungsschlitzes 14 bewegt, so dass diese beiden Teile der Förder-Einheit im Wesentlichen senkrecht zur Erfassungsebene der Zeilenkamera 10 (Ebene Z) in den Ebenen E, E' bewegt werden.
Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kartoffelknollen K, K'' mittels eines horizontalen Bandförderers bewegt werden und dabei in dessen endseitigem Abwurfbereich eine im Wesentlichen vertikale Bewegungsphase der Kartoffelknollen zu deren Erfassung genutzt werden kann.
Die im Zusammenhang mit dem vorbeschriebenen Verfahren bereits teilweise erläuterte Vorrichtung 15 zur Erfassung und Bewertung des Vereinzelungszustandes von Pflanzgut K, K', K'' ist im Bereich ihres „optischen Fühlers“ an die besonderen Bedingungen eines Becher- oder Bandförderers 3 mit den als großvolumiges Stückgut zu handhabenden Kartoffelknollen K, K', K'' angepasst.
Ausgehend von den jeweiligen Phasen der Verfahrensführung ist es erforderlich, dass die zumindest eine optische Sensorbaugruppe 8 sowie die zumindest eine LED-Beleuchtung 11, 11' aufweisende Vorrichtung 15 im Bereich der Förderstrecke (Fördertrum T, T', Umlenkstrecke U) am Becherförderer 3 in einer verfahrenstechnisch optimal anzupassenden Einbaulage anzuordnen ist. Diese bezüglich ihrer Einbaulage zu optimierende Vorrichtung 15 nimmt dabei eine Position ein, in der die bereits zur Vereinzelung vom Förderer 5 erfassten Kartoffelknollen K, K'' nach zumindest einer zwangsweisen Änderung ihrer Bewegungsrichtung und/oder des Bewegungszustandes (Bewegungspfeil T', 1) der mit dem LED-Licht 11, 11' beleuchteten und von Fremdlicht abgeschirmten Messzone 7 zugeführt werden. Ausgehend von einer im Bereich der Umlenkzone U erfolgenden Verlagerung der Knollen K, K'' aus dem Trum T in den Trum T'' ist eine optimale Position der Vorrichtung 15 mit einem Abstand G vorgesehen (1), da hier die Verfahrensgemäße „Beruhigungsphase“ erreicht wird. Dabei kann auch davon ausgegangen werden, dass die Geschwindigkeitsdifferenz der Knollen K, K'' und der Mitnehmer 9 den Wert ΔV=Null aufweist. Um den Bereich der getakteten Bildverarbeitung gering zu halten, wird das System so eingestellt, dass die auf dem Mitnehmer 9, 9' „ruhenden“ Knollen K, K'', K''' nur in einem definierten Bereich G, G' (1) zu erfassen sind und damit ein hinreichendes Bildsignal vorliegt.
Wie bereits dargestellt, wird die Sensorbaugruppe 8 der Vorrichtung 15 im Bereich eines den abwärts gerichteten Trum des Becherförderers umschließenden Förderkanals 16 angeordnet. Es versteht sich, dass bei Anwendung eines nicht näher beschriebenen „horizontalen“ Bandförderers die Sensorbaugruppe 8 auch im Bereich einer Abwurfzone des horizontalen Trums dieses Bandförderers angeordnet werden kann.
Aus einer Zusammenschau der in 6 und 8, 9 ersichtlichen Konstruktion der Vorrichtung 15 mit einem Gehäuse 18 wird deutlich, dass die mit zumindest einer CCD-Zeile als Zeilenkamera 10, 10' und zumindest einer LED-Beleuchtung 11 versehene Sensorbaugruppe 8" im Bereich eines Gehäuseinnenraums GR (6) vorteilhaft mit einer gemeinsamen Platine 17 versehen sind. Diese ist ihrerseits in dem Sensorgehäuse 18 der Vorrichtung 15 in variabel vorgebbarer Einbauposition gehalten. Dabei ist eine die Teile aufnehmende Trägerplatte TP über seitliche Verbinder GV, GV' schwingstabil im Gehäuse 18 gehalten. Die jeweiligen Linsen 10" der Zeilenkamera 10 und 10' stehen dabei über die Trägerplatte TP zwischen den schräg angeordneten Beleuchtungs-Paaren 11, 11' vor.
Mit dieser Anordnung der Baugruppen wird erreicht, dass die Sensorbaugruppe 8" in einer im Wesentlichen senkrecht auf die zu betrachtende Förderstrecke E, E' des Förderers 5 ausrichtbaren Messposition gehalten wird (5).
Die verfahrensgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung 15 sieht vor, dass im Sensorgehäuse 18 insbesondere zwei Zeilenkameras 10, 10' und die entsprechenden LED-Beleuchtungen 11, 11' angeordnet sind, wobei diese - wie in 6 dargestellt - auch auf der gemeinsamen Platine 17 fixiert werden können. Aus dieser Anordnung in 6 ergibt sich die konkrete Gestaltung des Systems, um die in 3 bis 5 prinzipiell veranschaulichte Erzeugung des Schattenwurfes 12, 12' wahlweise zu erreichen oder zu vermeiden. Die LED-Beleuchtungen 11, 11' sind dabei paarweise so zueinander ausgerichtet, dass durch ein schräges Auflicht (Winkel W) der Schatten 12" (5) zur Erfassung in der zumindest einen Zeilenkamera 10 erzeugt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass die Anwendung von gerades Auflicht erzeugenden Beleuchtungen (nicht dargestellt) nur geringen oder keinen Schattenwurf 12, 12' bewirkt und damit die Anwendung von geradem Auflicht kaum sinnvoll ist.
Ausgehend von der optimierten Einbaulage der Vorrichtung 15 im Bereich eines Förderkanals 16 des Becherförderers 3 ist vorgesehen, dass das Sensorgehäuse 18 im Bereich eines Konturausschnitts 20 des Förderkanals 16 gehalten ist (1, 7). Dabei ist vorgesehen, dass das in seiner Gebrauchslage in 2 dargestellte Sensorgehäuse 18 mit geringem Aufwand in eine Nichtgebrauchsstellung verlagert werden kann. Dazu ist das Sensorgehäuse 18 (8, 9) mit einem im Bereich des Förderkanals 16 den Konturausschnitt 20 begrenzenden Gegenhalter 21 versehen. In dessen Bereich kann das Sensorgehäuse 18 um eine Schwenkachse L zum Förderkanal 16 hin und von diesem weggeschwenkt werden (Pfeil D).
Die vergrößerten Detaildarstellungen gemäß 8 und 9 verdeutlichen, dass das Sensorgehäuse 18 und/oder der Gegenhalter 21 mit einer in Gebrauchsstellung den Konturausschnitt 20 lichtdicht verschließenden Manschette 22 o. dgl. Dichtelement versehen sind.
In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, dass der Gegenhalter 21 seinerseits einstellbar am Förderkanal 16 gehalten ist. Aus 9 wird diese Baugruppe zur Stützverbindung in Form zweier Halteschenkel 23, 23' deutlich. An deren vorderen Ende ist der Gegenhalter 21 an einem Stützbolzen 24 o. dgl. Lagerteil festgelegt. Gleichzeitig ist der Gegenhalter 21 mittels einer zugeordneten Halteschraube 25 in einer Nut 26 geführt, so dass der Gegenhalter 21 in Einbaulage um eine Achse N schwenkbar ist (Pfeil S).
Als eine für die Wartung des Systems effektive Schwenkverbindung zwischen dem Sensorgehäuse 18 und dem Gegenhalter 21 ist in zweckmäßiger Ausführung zumindest ein die Schwenkachse L bildendes Scharnier 27, 27' vorgesehen.
Aus der in 9 gezeigten Nichtgebrauchsstellung der Vorrichtung 15 wird deutlich, dass das Sensorgehäuse 18 im Bereich einer in Gebrauchsstellung (1) zur Förderstrecke T' gerichteten Messöffnung 28 vorteilhaft mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung 29 versehen ist. Damit wird bei optimaler Lichtdurchlässigkeit gleichzeitig ein Verschmutzungsschutz bereitgestellt, so dass im Bereich des Förderkanals 16 auftretende Verschmutzungen von der die Sensorbaugruppe 8" tragenden Platine 17 und den nicht näher dargestellten elektronischen Verbindungsteilen ferngehalten werden.
Durch die klappbare Ausführung der beiden Teile 18 und 21 der Vorrichtung 15 wird vorteilhaft erreicht, dass in der „Offenstellung“ gemäß 9 eine einfache Säuberung der Abdeckung 29 möglich ist. Denkbar ist auch, hier eine mehrlagige Schutzfolie (nicht dargestellt) vorzusehen, so dass beim Abziehen der oberen Lage eine saubere Oberfläche nutzbar wird und dieser Vorgang mit geringem Aufwand wiederholt werden kann.
Aus einer Zusammenschau von 10 bis 12 wird ein für das vorbeschriebene Verfahren und die dazu vorgesehene Vorrichtung 15 optimal einsetzbarer Mitnehmer 9' gezeigt. Derartige Mitnehmer 9' sind für die vorbeschriebene Ausführung von Becherförderern 3 o. dgl. Baugruppen zur Förderung von Pflanzgut K, K' seit langem bekannt. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Mitnehmers 9' ist speziell auf die vorbeschriebene optoelektronische Detektierung im Bereich des Förderkanals 16 abgestellt. Damit kann die kombinierte Wirkung im Bereich des Förder-Mitnahme-Erfassungssystems gebrauchsfähig optimiert werden.
Der Mitnehmer 9' ist als ein an sich bekannter Becher-Körper 29 mit einem in Gebrauchslage (1, linke Seite) vorderseitig die Kartoffelknollen K, K' aufnehmenden Muldenprofil 30 versehen. Von funktionaler Bedeutung für die neue Verfahrensführung mit der Vorrichtung 15 ist jedoch, dass die Rückseite dieses Muldenprofils 30 nunmehr im Bereich einer rückseitigen Auflagekontur F mit zumindest einem Profilansatz 31 versehen ist.
Der Profilansatz 31 ist dabei darauf abgestellt, dass zumindest zwei Auflagezonen P und R (11) auf der Rückseite des Muldenprofils 30 definiert werden. Dazu ist der Profilansatz 31 als ein Teilungssteg 32 so geformt, dass die beiden Auflagezonen P, R vorzugsweise mit im Wesentlichen gleichen Abmessungen gebildet werden. Dabei definiert der Teilungssteg 32 eine mittlere Teilungsebene M.
Aus einer Zusammenschau von 10 und 11 wird deutlich, dass die in 10 in Prinzipdarstellung gezeigte Übereinanderlage der Kartoffelknollen K, K'' nunmehr mittels dieser Ausführung des Teilungssteges 32 vermieden werden soll. Die praktische Erprobung des Systems hat gezeigt, dass der erhoffte Effekt eintritt und eine Übereinanderlage der in 10 dargestellten Kartoffelknollen K, K'' vermieden werden kann (11).
Die Perspektivdarstellung gemäß 12 verdeutlicht die Details der neu gestalteten Auflagekontur F, wobei ausgehend von einer rückseitigen Auflagekontur 33 mit dem mittleren Teilungssteg 32 zwei - in jeweiligem seitlichem Abstand G, G' zu diesem - zu einer Rückwand 34 gerichtete Formrippen 35, 36 vorgesehen sind. Außerdem ist die rückseitige Auflagekontur F mit zumindest einer bis in die Mulde 30 reichenden Durchlassöffnung 37 versehen. Unter dem Aspekt eines minimalen Materialeinsatzes, eines geringen Gewichts des Mitnehmers 9' und einer Vermeidung von Verschmutzungen kann auch der Teilungssteg 32 mit einer Formausnehmung 38 ausgebildet sein, so dass eine brückenartige Kontur gebildet ist.
Für eine optimale Leitung der in einer Fallbewegung (im Trum T', 1, ΔV) zu stoppenden Kartoffelknollen K, K'' ist vorgesehen, dass der zentrale Teilungssteg 32 ausgehend von der Auflagekontur F zumindest bereichsweise höher ist als die nebengeordneten Formrippen 35, 36 (11, Höhe H). Dadurch wird zwingend erreicht, dass die in 10 als nachteilig dargestellte „Übereinanderlage“ bzw. „Hintereinanderlage“ vermieden wird (11) und eine optimale Messposition (13) genutzt werden kann.
Dabei ist vorgesehen, dass der Teilungssteg 32 und die Formrippen 35, 36 jeweils ausgehend von der Rückwand 34 spitzwinklig abfallend zur unteren Auflagekontur F hin geformt sind. Damit wird den Kartoffelknollen K eine im Bereich des Bild-Sensors 8 der Vorrichtung 15 optimal ausnutzbare Rollrichtung (Pfeil TR, 10) vorgegeben.

Claims

Verfahren zur Erfassung und Bewertung eines Vereinzelungszustands von Pflanzgut, wobei insbesondere für einen Verlegevorgang in einer Ackerfurche (F) vorgesehene Kartoffelknollen (K, K') oder ähnliches großvolumiges Stückgut detektiert und dabei eine dem Verlegevorgang (A) vorausgehende Vereinzelungsphase (T, T') der Kartoffelknollen (K, K') bewertet wird, wobei die im Bereich eines Förderers (5) in einer Kartoffellegemaschine (1) verlagerten Kartoffelknollen (K, K') entlang zumindest einer ein elektromagnetisches Strahlungsfeld (6) aufweisenden Messzone (7) geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in deren Bereich eine getaktete digitale Signalerfassung (C) mittels zumindest einer optischen Sensorbaugruppe (8) erfolgt und dabei zumindest aus einer Bewertung von weitergeleiteten Kartoffelknollen (K, K') ein für den Förder- und Verlegevorgang (T, T', A) nutzbares Steuersignal erzeugt wird, wobei zumindest zwei sich überschneidende Strahlungsfelder (6, 6') bildende LED-Beleuchtungen (11, 11') verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelknollen (K, K') in der Messzone (7) mit einem jeweiligen Mitnehmer (9, 9') bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messzone (7) sowohl Anzahl als auch Vollständigkeit von Kartoffelknollen (K, K') mittels Auswertung von reflektierter Strahlungsmenge bewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Nahbereich der Messzone (7) von Kartoffelknollen (K, K') durchlaufene Bewegungsphase (T') im Bereich des als eine Führungsauflage wirksamen Mitnehmers (9, 9') abgebremst wird, derart, dass in einer relativen Ruhelage auf dem Mitnehmer (9, 9') aufliegende Kartoffelknollen (K, K') zumindest phasenweise während des Weitertransportes ein der optischen Sensorbaugruppe (8) zugeordnetes Strahlungsfeld (6, 6') mit Kunstlicht durchlaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Sensorbaugruppe (8) zumindest eine im elektromagnetischen Strahlungsfeld (6, 6') getaktet zuschaltbare Zeilenkamera (10) verwendet wird und das damit erfasste Bild im Bereich des Mitnehmers (9, 9') als Bewertungsgrundlage (B) verwendbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Sensorbaugruppe (8) zumindest eine CCD-Zeile verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Bereich des Strahlungsfeldes (6, 6') erzeugte Reflexion an der Kartoffelknolle(n) (K, K') im Bereich der Zeilenkamera (10) erfasst und aus den empfangenen Signalen eine Belegungserkennung auf dem Mitnehmer (9, 9') abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Bild-Erfassung der mehrere CCD-Zeilen aufweisenden Kamera (10) die Bewertung von Anzahl und Vollständigkeit der Kartoffelknollen (K, K') abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlungsfeld (6, 6') zumindest eine mit der Zeilenkamera (10) zusammenwirkende LED-Beleuchtung (11, 11') verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensorbaugruppe (8) zur Bilderzeugung mehrere LED-Beleuchtungen (11, 11') verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kartoffelknolle(n) (K, K') mittels der Strahlungsfelder (6, 6') ein Schattenwurf (12) erzeugt und dieser zur Feststellung der Vereinzelung und/oder der Belegung des Mitnehmers (9, 9') bewertet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelknolle(n) (K, K') während ihrer Verlagerung durch das Strahlungsfeld (6, 6') der LED-Beleuchtung(en) (11, 11') zumindest phasenweise anliegend an dem Mitnehmer (9, 9') bewegt wird/werden und dabei die zumindest eine Zeilenkamera (10) getaktet zugeschaltet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Schwerkraftwirkung verlagerbare(n) Kartoffelknolle(n) (K, K') im Strahlungsfeld (6, 6') lagestabil auf dem Mitnehmer (9, 9') gehalten wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlungsfeld (6, 6') auf parallel verlagerbaren Mitnehmern (9, 9') mehrerer Förderebenen (E E') jeweilige Belegungserkennungen ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf zwei parallelen Förderebenen (E, E') gleichzeitig zumindest eine Belegungserkennung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelknollen (K, K') einem im Wesentlichen parallel zur Förderebene (E, E') ausrichtbaren Erfassungsschlitz (14) des Sensors (8, 8', 8") zugeführt und in dessen Bereich sowohl die Beleuchtung (11, 11') als auch zumindest die eine Zeilenkamera (10) synchron aktiviert werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verlagerung der Kartoffelknollen (K, K') eine sich in Förderrichtung (MB) abwärts bewegende funktionale Einheit aus Mitnehmer (9, 9') und Kartoffelknolle gebildet und diese Einheit im Bereich des Erfassungsschlitzes (14) der Messzone (7) im Wesentlichen senkrecht zur Erfassungsebene (Z) der Zeilenkamera (10) bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelknolle(n) (K, K') mittels eines horizontalen Bandförderers bewegt wird/werden und in dessen endseitigem Abwurfbereich eine vertikale Fallphase zur Erfassung der Kartoffelknollen (K, K') genutzt wird.
Vorrichtung zur Erfassung und Bewertung eines Vereinzelungszustandes von Kartoffelknollen (K; K') als auszubringendes Pflanzgut, wobei im Bereich eines einen Förderkanal o. dgl. Förderstrecke aufweisenden Förderers in Form eines Becher- oder Bandförderers ein die Kartoffelknollen (K, K') erfassender optischer Fühler vorgesehen ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der in Form einer optischen Sensorbaugruppe (8, 8', 8'') mit LED-Beleuchtung (11, 11') ausgebildete Fühler im Bereich der Förderstrecke (T, T') eine Einbaulage aufweist, in der die bereits zur Vereinzelung vom Förderer (5) erfassten Kartoffelknollen (K, K') nach zumindest einer zwangsweisen Änderung ihrer Bewegungsrichtung (U) und/oder des Bewegungszustandes (ΔV) einer mit Kunstlicht (11, 11') beleuchteten und von Fremdlicht abgeschirmten Messzone (7) zuführbar sind, wobei die Vorrichtung zumindest zwei sich überschneidende Strahlungsfelder (6, 6') bildende LED-Beleuchtungen (11, 11') aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe (8) im Bereich eines den abwärts gerichteten Trum (T') eines Becherförderers (3) umschließenden Förderkanals (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe (8) im Bereich einer Abwurfzone des im Wesentlichen horizontalen Trums eines Bandförderers angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mit zumindest einer CCD-Zeile als Zeilenkamera (10) und zumindest einer LED-Beleuchtung (11, 11') versehene Sensorbaugruppe (8, 8', 8'') auf einer gemeinsamen Platine (17) angeordnet sind und diese ihrerseits in einem Sensorgehäuse (18) gehalten ist, derart, dass die Elemente der Sensorbaugruppe (8, 8', 8'') in einer im Wesentlichen senkrecht auf die zu betrachtende Förderstrecke (E, E') ausrichtbaren Messposition gehalten sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorgehäuse (18) mehrere Zeilenkameras (10) und/oder LED-Beleuchtungen (11, 11') im Bereich der Tragplatine (17) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass durch schräges Auflicht (Winkel W) von zwei mit einem Winkelabstand zueinander angeordneten LED-Beleuchtungen (11, 11') ein Schattenwurf (12) gebildet und zu dessen Erfassung zumindest eine Zeilenkamera (10) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (18) im Bereich eines Konturausschnitts (20) des Förderkanals (16) gehalten ist, derart, dass das Sensorgehäuse (18) aus einer Gebrauchsstellung in eine Nichtgebrauchsstellung verlagerbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (18) an einem im Bereich des Förderkanals (16) den Konturausschnitt (20) begrenzenden Gegenhalter (21) festlegbar ist, derart, dass das Sensorgehäuse (18) um eine Schwenkachse (L) zum Förderkanal (16) hin und von diesem weg schwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sensorgehäuses (18) und/oder des Gegenhalters (21) eine in Gebrauchsstellung den Konturausschnitt (20) lichtdicht verschließende Manschette (22) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (21) einstellbar am Förderkanal (16) gehalten ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkverbindung (L) zwischen Sensorgehäuse (18) und Gegenhalter (21) als Scharnier (27) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (18) im Bereich einer zur Förderstrecke (T') gerichteten Messöffnung (28) mit einer lichtdurchlässigen Abdeckung (29) versehen ist.
Mitnehmer für einen in Form eines Becher- oder Bandförderers ausgebildeten Förderer für Pflanzgut, der zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen 1 bis 18 und zur Anwendung in einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 19 bis 28 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (9') als ein an sich bekannter Becher-Körper (29) mit einem in Gebrauchslage vorderseitig Kartoffelknollen (K, K'') aufnehmenden Muldenprofil (30) vorgesehen, dabei die Rückseite dieses Muldenprofils (30) im Bereich der rückseitigen Auflagekontur (F) mit zumindest einem Profilansatz (31) versehen und der Profilansatz (31) als ein zumindest zwei Auflagezonen (P, R) der Auflagekontur (F) bildender Teilungssteg (32) geformt ist, derart, dass dieser eine Zwangsführung der Kartoffelknollen (K, K') zu einer Auflagezone (P, R) hin bewirkt.
Mitnehmer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungssteg (32) eine mittlere Teilungsebene (M) der Auflagekontur (F) bildet.
Mitnehmer nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von der rückseitigen Auflagekontur (F) mit mittlerem Teilungssteg (32) zwei in jeweiligem seitlichem Abstand (G, G') zu diesem zu einer Rückwand (34) gerichtete Formrippen (35, 36) vorgesehen sind.
Mitnehmer nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Auflagekontur (F) mit zumindest einer Durchlassöffnung (37) versehen ist.
Mitnehmer nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungssteg (32) mit einer Formausnehmung (38) eine brückenartige Kontur bildet.
Mitnehmer nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungssteg (32) ausgehend von der Auflagekontur (F) zumindest bereichsweise höher (Höhe H) ist als die nebengeordneten Formrippen (35, 36).
Mitnehmer nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungssteg (32) und die Formrippen (35, 36) ausgehend von der Rückwand (34) spitzwinklig abfallend zur Auflagekontur (F) hin geformt sind.