-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine autonome selbstbewegende Arbeitsmaschine, die dazu eingerichtet ist, Arbeiten auf und/oder neben einer Straße durchzuführen.
-
Arbeiten an einer Straße, beispielsweise das Pflegen des Bewuchses, das Mähen des Grases, das Zurückschneiden der Büsche oder dergleichen, sind zum Sicherstellen der Verkehrssicherheit erforderlich. Derartige Arbeiten sind aufwendig und erfordern Sicherungsmaßnahmen für das arbeitende Personal. Ferner könnnen derartige Arbeiten mit Verkehrsbehinderungen, verbunden sein.
-
Aus dem Stand der Technik sind autonome Robotermaschinen zum Ausführen von einem oder mehreren landwirtschaftlichen Vorgängen bekannt, siehe
DE 10 2017 201 425 A1 ,
EP 2 227 945 A2 ,
WO 2014/148980 A1 ,
DE 20 2014 002 338 U1 und
DE 10 2013 019 098 B3 . Aus Druckschrift
DE 298 05 749 U sind beispielsweise Mähroboter bekannt, die eine vergleichsweise eingeschränkte Aufgabe, beispielsweise das regelmäßige Mähen des Rasens in einem Garten durchführen können. Derartige Roboter erfordern Vorbereitungsmaßnahmen, beispielsweise das Verlegen eines Begrenzungsdrahtes im Rasen. Des Weiteren sind derartige Rasenmähroboter vergleichsweise empfindlich gegen Störungen, beispielsweise herabgefallene Äste, Unebenheiten oder dergleichen.
-
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Arbeitsmaschine zu schaffen, die Arbeiten an, auf und/oder neben einer Straße durchführen kann.
-
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Ausführungsformen.
-
Die Arbeitsmaschine ist dazu eingerichtet, an und/oder auf einer Straße Arbeiten durchzuführen. Die Arbeitsmaschine umfasst einen Antrieb, der die selbstbewegende Arbeitsmaschine antreibt, um diese zu bewegen. Die Arbeitsmaschine umfasst ferner einen oder mehrere Endeffektoren, der/die dazu eingerichtet ist/sind, auf und/oder neben der Straße Arbeiten durchzuführen. Die Arbeitsmaschine umfasst ferner eine Positionsfestlegungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Position der Arbeitsmaschine gegenüber der Straße festzulegen.
-
Die Arbeitsmaschine kann fahren, fliegen und/oder laufen. Die Arbeitsmaschine kann konfigurationsbedingt mit einer beliebigen Kombination von Antriebselementen ausgestattet sein, die sicherstellen, dass sich die Arbeitsmaschine bewegen kann.
-
Die Arbeitsmaschine kann Räder aufweisen, die an dieser angebracht sind. Die Räder können an einer sich in allen Dimensionen bewegenden Halterung angebracht sein, beispielsweise einem Arm, der ähnlich wie ein Baggerarm ausgebildet ist, so dass die Arbeitsmaschine beliebige unebene Flächen überwinden kann und gleichzeitig gestützt wird, damit diese nicht kippen kann, vor allem bei ausgefahrenem Werkzeugarm bzw. Gelenkarm.
-
Autonome selbstbewegende Arbeitsmaschine im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Arbeitsmaschine lediglich von einer übergeordneten Steuerungseinrichtung eine Zielposition und/oder einen Arbeitsbereich übermittelt bekommt. Die autonome selbstbewegende Arbeitsmaschine ermittelt die Route zur Zielposition autonom. Ferner wird die Route zum und/oder innerhalb des zu bearbeitenden Bereichs autonom ermittelt.
-
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine Schienenräder aufweisen, die sich beispielsweise entlang von Leitplanken bewegen.
-
Bei noch einer anderen Ausführungsform das Antriebselement beispielsweise eine Mehrzahl von Propellern einer Drohne sein.
-
Die Positionsfestlegungseinrichtung kann ein mechanisches Element sein, das die Arbeitsmaschine in einem vorbestimmten Abstand oder in einer vorbestimmten Position gegenüber der Straße oder einem Element an der Straße hält. Ferner kann die Positionsfestlegungseinrichtung ein bildgebender Sensor zusammen mit einer Positionsregelung sein, der die Arbeitsmaschine in einer vorbestimmten Soll-Position gegenüber der Straße hält.
-
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Positionsfestlegungseinrichtung einen RFID, einen Barcode oder dergleichen auswerten. Bei einer Ausführungsform kann die Positionsfestlegungseinrichtung einen GNSS-Sensor umfassen. Es ist möglich, dass der GNSS-Sensor die Position der autonomen, selbstfahrenden Arbeitsmaschine grob ermittelt und mittels des bildgebenden Sensors die Ermittlung der Position mit einer höheren Genauigkeit erfolgt.
-
Bei einer Ausführungsform kann die Positionsfestlegungseinrichtung mit einer Leitplanke zusammenwirken. Eine Leitplanke im Sinne der Erfindung kann eine beliebige Schutzplanke sein, die an einer Straße angeordnet sein kann.
-
Die Arbeitsmaschine kann zumindest eine erste Leitplankenstützeinrichtung, die mit der Leiterplanke zusammenwirkt, um die Arbeitsmaschine abzustützen und/oder anzutreiben, umfassen. Ferner kann die Arbeitsmaschine eine erste Bodenstützeinrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmaschine gegenüber dem Boden abzustützen und/oder anzutreiben. Der Antrieb kann mit der ersten Leitplankenstützeinrichtung und/oder der ersten Bodenstützeinrichtung gekoppelt sein, um die Arbeitsmaschine anzutreiben. In die dritte Dimension kann sich die Arbeitsmaschine aufgrund des an der Stützeinrichtung angebrachten Rades bewegen, falls die Stützeinrichtung ein Rad aufweist. In der dritten Dimension könnte eine Mehrzahl von Stützeinrichtungen vorhanden sein, damit die Arbeitsmaschine nicht umkippt. Es ist auch möglich, dass die Stützeinrichtung als Gelenkarm mit Fuß ausgebildet ist. Eine derartige Stützeinrichtung kann in drei Dimensionen stützen.
-
Bei einer anderen Ausführungsform kann die Arbeitsmaschine die erste Leitplankenstützeinrichtung, die mit der Leiterplanke zusammenwirkt, um die Arbeitsmaschine abzustützen und/oder anzutreiben, und eine zweite Leitplankenstützeinrichtung, die mit der Leiterplanke zusammenwirkt, um die Arbeitsmaschine abzustützen und/oder anzutreiben, umfassen; dies ist insbesondere für Fahrbahnmittelstreifen mit zwei Leitplanken vorteilhaft. Der Antrieb kann mit der ersten Leitplankenstützeinrichtung und/oder der zweiten Leitplankenstützeinrichtung gekoppelt sein, um die Arbeitsmaschine anzutreiben.
-
Die Leitplankenstützeinrichtung kann einen Radreifen aufweisen, der auf der Leitplanke und/oder auf einer zusätlich an der Leitplanke angebrachten Schiene abrollt. Folglich positioniert die Leitplankenstützeinrichtung die Arbeitsmaschine gegenüber der Straße, da die Position der Leitplanke gegenüber der Straße feststeht.
-
Die Bodenstützeinrichtung zumindest ein Rad aufweisen, das auf dem Boden abrollt. Es ist aber auch möglich, dass die Bodenstützeinrichtung einen Gelenkarm aufweist, der die Arbeitsmaschine im Sinne eines künstlichen Beines abstützt. Die Bodenstützeinrichtung kann, falls sie zumindest ein Rad aufweist, in zumindest zwei Dimensionen stützen. Falls die Bodenstützeinrichtung einen Gelenkarm aufweist, kann sie in drei Dimensionen stützen.
-
Die Arbeitsmaschine kann einen Halter aufweisen, der eine Mehrzahl Endeffektoren halten kann. Dadurch ist es möglich, dass die Arbeitsmaschine den Endeffektor bzw. das Werkzeug wechseln kann. Der Halter kann an der autonomen selbstbewegenden Arbeitsmaschine angebracht sein, so dass die Arbeitsmaschine den Endeffektor bzw. das Werkzeug während des Einsatzes wechseln kann.
-
Bei einer Ausführungsform kann die selbstbewegende Arbeitsmaschine einen Abfallbehälter und/oder einen Transportbehälter aufweisen. Im Transportbehälter können zu transportierende Gegenstände, beispielsweise von der Straße entfernte Gegenstände, abgelegt werden. Im Abfallbehälter kann beispielsweise Schnittgut aufbewahrt werden.
-
Der Endeffektor kann eine Bewuchsschnitteinrichtung, eine Rasenschnitteinrichtung, eine Heckenschnitteinrichtung, eine Greifeinrichtung, eine Häckseleinrichtung, eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Baggerschaufel sein. Diese Endeffektoren können an der Arbeitsmaschine an einem Halter angebracht sein. Bei einer anderen Ausführungsform können die Mehrzahl-Endeffektoren an einem Halter an einer Basisstation, beispielsweise der Heimatsstation, einem Unterstand oder dergleichen der Arbeitsmaschine vorgehalten werden. Bei dieser Ausführungsform muss die autonome, selbstbewegende Arbeitsmaschine zur Basisstation zurückkehren, um das benötigte Werkzeug zu wechseln. Auch bei dieser Ausführungsform kann ein zweiter Halter für einen Endeffektor bzw. Werkzeug an der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine angeordnet sein. An der Arbeitsmaschine kann ein Halter für eine vorbestimmte Anzahl von Endeffektoren bzw. Werkzeuge angeordnet sein. Die Arbeitsmaschine kann weitere Werkzeuge von einem zweiten Halter für Werkzeuge bzw. Endeffektoren umfassen, von dem vor einem Einsatz erforderliche Endeffektoren bzw. Werkzeuge entnommen werden, die an dem Halter der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine angebracht werden, oder an einem Arm der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine angebracht werden.
-
Die Arbeitsmaschine kann eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Anweisungen zu empfangen und/oder erfasste Daten zu übertragen. Daten können an eine zentrale Leitstelle, beispielsweise einen Back-End, übertragen werden, und Daten (beispielsweise Anweisungen) können von der zentralen Leitstelle empfangen werden.
-
Die Kommunikationseinrichtung kann von einem optischen Sensor (Standbildkamera, Bewegtbildkamera, etc.) der Arbeitsmaschine aufgenommene statische Bilder oder bewegte Bilder übertragen. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Kommunikationseinrichtung eine Ist-Positionsinformation, an der sich die Arbeitsmaschine befindet, übertragen. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Kommunikationseinrichtung die Soll-Positionsinformation, zu der sich die Arbeitsmaschine bewegen soll, empfangen. Die Kommunikationseinrichtung kann eine kodierte Information, die von zumindest einem Sensor der Arbeitsmaschine erfasst wurde, verwenden, um ihre Ist-Position zuermitteln. Die kodierte Information kann ein Barcode oder ein QR-Code sein. Ein Barcode bzw. QR-Code kann als Informationsquelle für die autonome, selbstbewegende Arbeitsmaschine dienen. Es ist möglich, dass derartige Codes übertragen werden. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Abweichung von einem Soll-Arbeitsbereich der Arbeitsmaschine übertragen. Die Kommunikationseinrichtung kann ein Diebstahlereignis übertragen, das anzeigt, dass die Arbeitsmaschine entwendet wurde und/oder es zumindest versucht wurde, diese zu entwenden. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Arbeitsanweisung empfangen, beispielsweise von der zentralen Leitstelle. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Authentifizierungsinformation übertragen und/oder empfangen. Die Kommunikationseinrichtung kann einen Arbeitsbericht übertragen, der die von der Arbeitsmaschine durchgeführten Arbeiten aufweist.
-
Die Arbeitsmaschine kann ein Steuerungsmittel aufweisen, das dazu eingerichtet ist, die Arbeitsmaschine so zu steuern, dass sie zumindest eine der im Folgenden beschriebenen Tätigkeiten durchführen kann. Die Steuerungseinrichtung steuert die Arbeitsmaschine so, dass die Arbeitsmaschine eine Inspektion der zugewiesenen Routen und/oder Bereiche durchführt. Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass von dieser Inspektionsereignisse gemeldet werden. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Arbeitsmaschine so steuern, dass erforderliche Arbeiten aufgrund von Inspektionseinrichtungen autonom und/oder durch Anweisung der zentralen Einrichtung (zentrale Leitstelle) durchgeführt werden. Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie Reinigungsarbeiten und/oder Reparaturarbeiten durchführt. Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine alternativ oder zusätzlich so steuern, dass sie Grünflächen mäht und/oder Gebüsch, Geäst, Bäume oder dergleichen schneidet, und/oder häckselt. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann das Ausmaß der Pflege von Bewuchs in die Steuerungseinrichtung programmiert werden und/oder an diese übermittelt werden. Das Soll-Profil und/oder die Soll-Höhe von Bewuchs und/oder der Grünflächen können in die Steuerungseinrichtung programmiert werden und/oder an diese übermittelt werden.
-
Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie Leitplanken, Pfosten, Schilder etc. reinigt. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie Schnittgut und/oder Unrat entfernt. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie das Schnittgut unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten und/oder Hygieneaspekten und/oder botanischen Aspekten nach dem Schneiden des Bewuchses auf dem Boden liegen lässt.
-
Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass das Schnittgut in einen mitgeführten Behälter geladen wird. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann die Steuerungseinrichtung die Arbeitsmaschine so steuern, dass der Inhalt des Behälters für das Schnittgut nach vordefinierten Regeln in einen stationären Behälter geladen wird.
-
Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie Position und/oder Typ des Unrates an die zentrale Einrichtung meldet, beispielsweise in Abhängigkeit des Typs und/oder der Größe des Unrates. Die Steuerungseinrichtung kann alternativ hierzu oder zusätzlich den Unrat entsorgen, beispielsweise in einem mitgeführten Behälter und/oder einem stationären Behälter.
-
Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie Kleinreparaturen an der Straße durchführt, beispielsweise an den Leitplanken, Verkehrsschildern etc. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie ein Entrosten, ein Streichen, ein Nachziehen von Befestigungselementen (beispielsweise eine Schraube oder Mutter) und/oder ein Reinigen von Elementen an der Straße durchführt, beispielsweise von Schildern, Schutzplanken, Leitplanken, Begrenzungspfosten etc.
-
Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie einen Endeffektor und/oder ein Werkzeug wechselt. Die zu wechselnden Endeffektoren können von der Arbeitsmaschine mitgeführt werden oder an einem Unterstand bzw. einer Basisstation angeordnet sein. Die Steuerungseinrichtung kann die Arbeitsmaschine so steuern, dass sie zu einer Basisstation, beispielsweise einem Unterstand, zurückgekehrt, beispielsweise nach dem Beendigen einer Tätigkeit, zum Laden eines Akkumulators oder Füllen des Tanks der Arbeitsmaschine und/oder in Abhängigkeit eines meteorologischen Ereignisses.
-
Die Arbeitsmaschine kann sich durch Fahren, Fliegen und/oder Laufen bewegen. Die Arbeitsmaschine kann bidirektional mit einer zentralen Einrichtung kommunizieren, die einen Back-End und/oder eine Einsatzzentrale bildet, um Informationen an die zentrale Einrichtung zu übertragen und/oder Informationen, insbesondere Anweisungen, von der zentralen Einrichtung zu empfangen. Es versteht sich, dass die Arbeitsmaschine wichtige Prozessdaten und Zustandsdaten speichert. Die gespeicherten Prozessdaten und/oder Zustandsdaten können von der Arbeitsmaschine nach vorbestimmten Regeln unter Verwendung von dem Fachmann bekannten geeigneten Protokollen an die zentrale Einrichtung übertragen werden. Es ist auch möglich, dass die Prozessdaten und/oder Zustandsdaten durch die zentrale Einrichtung abgerufen werden können.
-
Wie zuvor beschrieben wurde, kann die Arbeitsmaschine von der zentralen Einrichtung mit Anweisungen gesteuert werden. Die zentrale Einrichtung kann auf Grundlage der ermittelten Prozessdaten und/oder Zustandsdaten der Arbeitsmaschine den Einsatz eines Servicetechnikers initiieren. Es versteht sich, dass die Arbeitsmaschine so aufgebaut ist, dass sie zumindest teilweise fernwartbar ist.
-
Die Arbeitsmaschine kann sich entlang einer Leitplanke und/oder einer Schutzplanke bewegen, wobei die Leitplanke und/oder Schutzplanke modifiziert sein kann, beispielsweise zusätzliche Führungsmittel aufweisen kann. Es ist auch möglich, dass sich die Arbeitsmaschine frei oder in der Luft bewegt. In diesem Fall kann die Straße und/oder ein Element neben der Straße als Referenzposition zum Ermitteln der tatsächlichen Ist-Position der Arbeitsmaschine verwendet werden. Dies ist erforderlich, da die Genauigkeit der derzeit verfügbaren satellitenbasierten Ortungssysteme (GNSS) nicht für die hinreichend genaue Ermittlung der Ist-Position ausreichen.
-
Die Arbeitsmaschine kann eine Mehrzahl von Sensoren, Sendeeinrichtungen und/oder Empfangseinrichtungen aufweisen, die beispielsweise Scanner, Magnetkoppler (beispielsweise zum Lesen von RFIDs) zumindest eine Kamera und/oder ein GNSS-System (beispielsweise GPS) umfassen können. Geeignete Übertragungsprotokolle umfassen, Mobilfunk, Funkwellen, Bluetooth, WLAN, oder dergleichen.
-
Es versteht sich, dass die Arbeitsmaschinen, insbesondere auf Grund der mangelnden Genauigkeit von GNSS-basierten Systemen, zusätzliche Informationen benötigen, um sich zu orientieren und zu einem Einsatzort zu bewegen. Das gilt auch zum Vermeiden von einer Kollision mit eventuellen Hindernissen. Erfindungsgemäß werden die Arbeitsmaschinen mit Sensoren ausgestattet, die magnetische und elektrische Felder von Leitungen, RFID-Codes, Barcodes, QR-Codes, magnetische Etiketten oder dergleichen ausgestattet. Es versteht sich, dass die Arbeitsmaschine bildgebende Sensoren umfassen kann, wobei die Bilder mittels geeigneter Bildverarbeitungsalgorithmen, insbesondere künstlicher Intelligenz verarbeitet werden können. Ferner ist es möglich, dass die Arbeitsmaschine Bilder zur zentralen Einrichtung zur weiteren Analyse sendet. Ferner ist es möglich, dass die zentrale Einrichtung der Arbeitsmaschine Bildinformation bezüglich Hindernissen, Einsatzorten, Routen oder dergleichen übermittelt.
-
Die Arbeitsmaschine kann nach Beendigung des Arbeitseinsatzes zu einer Basisstation zurückkehren, die als Unterstand ausgebildet sind, um die Arbeitsmaschine gegen meteorologische Auswirkungen und/oder Sonnenstrahlung zu schützen. An der zumindest einen Basisstation kann der Akkumulator bzw. der Tank der Arbeitsmaschine geladen bzw. befüllt werden. Ferner kann an der Basisstation ein Halter für die Aufnahme unterschiedlicher Endeffektoren und/oder Werkzeuge vorgesehen sein. Die Basisstation kann mit einer Fotovoltaikanlage versehen sein, um den Akkumulator der Arbeitsmaschine mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Fotovoltaikanlage kann die alleinige Energieversorgung oder eine Zusatzenergieversorgung sein.
-
Unter einem anderen Aspekt umfasst die Erfindung einen Schutz der Arbeitsmaschine vor Diebstahl. Unter diesem Aspekt kann die Arbeitsmaschine über eine geeignete drahtlose Netzwerkverbindung ihre aktuelle Position versenden, sobald sie sich außerhalb des zulässigen Arbeitsbereiches und/oder einer vorbestimmten Route befindet. Ferner kann die Arbeitsmaschine Ortungseinrichtungen umfassen, mittels derer sie von der zentralen Einrichtung geortet werden kann.
-
Die Erfindung offenbart auch ein autonomes selbstbewegendes Arbeitsmaschinensystem, mit einer Mehrzahl autonomer selbstbewegender Arbeitsmaschinen. Die Mehrzahl der Arbeitsmaschinen kann mittels der jeweiligen Kommunikationseinrichtungen miteinander kommunizieren. Das Arbeitsmaschinensystem kann mittels der Kommunikationseinrichtung mit der zentralen Einrichtung kommunizieren. Beispielsweise kann eine fliegende Arbeitsmaschine einer sich terrestrisch bewegenden Arbeitsmaschine den Ort und/oder die Art eines zu entfernenden Gegenstandes übermitteln.
-
Bei einer Ausführungsform kann eine Arbeitsmaschine eine Drohne sein. Die Drohne kann bildgebende Sensoren aufweisen, die eine Ist-Position gegenüber einem Element an der Straße, beispielsweise einer Leitplanke, einem Leitpfosten, einem Verkehrsschild oder dergleichen ermittelt. Die Positionsermittlungseinrichtung kann auch einen GNSS-Sensor aufweisen. Damit kann die grobe Position ermittelt werden. Die Feinpositionierung kann mittels eines bildgebenden Sensor erfolgen. Die Drohne eignet sich insbesondere auch für Arbeiten über der Straße, beispielsweise zum Entfernen von Unrat, verloren gegangenen Gegenständen, beispielsweise Spanngurten und Spannschlössern, Anzeigen von Verkehrsstörungen oder dergleichen.
-
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten und nichtbeschränkenden Ausführungsformen der Erfindung erläutert, die exemplarische Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wobei:
- 1 eine erste Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- 2 eine zweite Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- 3 eine erste Ansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
- 4 eine zweite Ansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
-
Es wird auf 1 und 2 Bezug genommen, wobei 1 eine erste Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt und 2 eine zweite Ansicht der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei der ersten Ausführungsform wird eine Arbeitsmaschine 102 mittels zweier Rollen 110 auf jeder Seite der Arbeitsmaschine 102 von je einer Leitplanke 104 gehalten, die mittels Stützen 106 gestützt werden. Da auf jeder Seite der Arbeitsmaschine 102 zwei Rollen 110 verwendet werden, wird die Arbeitsmaschine in zwei Dimensionen durch die Leitplanke 104 gestützt. Die Arbeitsmaschine 102 kann sich eindimensional längs der Leitplanken bzw. Schutzplanken 104 nach vorne oder hinten bewegen.
-
Die Rollen 110 können mit einer Antriebseinrichtung der Arbeitsmaschine 102 gekoppelt sein, um die Arbeitsmaschine 102 gegenüber den Leitplanken zu bewegen. Es kann eine optionale Führungsschiene 108 verwendet werden, auf der die Rollen 110 abrollen. Es versteht sich, dass die Rollen 110 direkt auf der Leitplanke 104 abrollen können.
-
Die Arbeitsmaschine umfasst eine erste Schneideinrichtung 116, die dazu ausgebildet ist, einen Grünstreifen zwischen den Leitplanken 104 zu pflegen, insbesondere zu schneiden. Der erste Arm 114 umfasst eine Mehrzahl von Gelenken, beispielsweise wie ein Baggerarm. Die Schneideinrichtung kann durch den ersten Arm bewegt werden, so dass der Grünstreifen zwischen den Leitplanken geschnitten wird.
-
Ferner umfasst die Arbeitsmaschine 102 einen zweiten Arm 118 mit einer Mehrzahl von Gelenken und einer zweiten Schneideinrichtung 120 und einen dritten Arm 122 mit einer Mehrzahl von Gelenken und eine dritte Schneideinrichtung 124. Die zweite Schneideinrichtung 120 und die dritte Schneideinrichtung 124 sind dazu ausgebildet, einen Grünstreifen zwischen einer Leitplanke 104 und einer Straße 160 zu pflegen, insbesondere zu schneiden und zu mähen.
-
Die Arbeitsmaschine 102 umfasst an Ihrer Oberseite einen Halter für eine Heckenschere 132 und eine Astschereinrichtung 136. Bedarfsweise kann ein beliebiger der Arme 114,118,122 eines dieser Werkzeuge greifen und zum Schneiden eines Bewuchses verwenden.
-
Die Arbeitsmaschine 102 umfasst an ihrem unteren Ende 112 einen im Wesentlichen bogenförmigen Tunnel. Dieser Tunnel ist so gestaltet, dass ein Soll-Schnittprofil für einen Heckenbewuchs realisiert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann ein Arm 114, an dem beispielsweise eine Schneideinrichtung 132 angebracht ist, den Bewuchs zwischen zwei Leitplanken gemäss dem festgelegten Profil des Tunnels schneiden.
-
Es wird auf 3 und 4 Bezug genommen, wobei 3 eine erste Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und 4 eine zweite Ansicht der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Arbeitsmaschine 200 zeigt. Die zweite Ausführungsform 200 der Arbeitsmaschine entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform der Arbeitsmaschine. Für ähnliche bzw. gleiche Elemente der Arbeitsmaschine 200 werden bei der zweiten Ausführungsform Bezugszeichen verwendet, deren Wert mit 100 addiert wurde. Folglich erübrigt sich deren Beschreibung.
-
Die zweite Ausführungsform der Arbeitsmaschine 202 umfasst einen Bodenstützarm 240 mit mehreren Gelenken, der bei der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ein Rad 242 umfasst, das die Arbeitsmaschine 202 gegenüber dem Boden abstützt. Der Bodenstützarm 240 kann auch zum Stützen bei einer Böschung verwendet werden.
-
Einer weiteren Ausführungsform der Erfindung muss die Bodenstützeinrichtung 240 nicht notwendigerweise ein Rad 242 umfassen, sondern kann auch einen Fuß umfassen. Bei dieser Ausführungsform wird eine Gehbewegung durch die Bodenstützeinrichtung 240 durchgeführt (Bionik).
-
Die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine ist so konzipiert, dass sie sich durch sensorische Steuerung entlang vorgegebener Routen bewegen und mit verschiedenen Werkzeugen (Mäh- , Schneide-, Räum-, Reinigungswerkzeugen) und Arbeitsmaschinen wie Kameras und anderen ,Lesegeräten’ ihre Arbeit verrichten. Sie stehen mit einer zentralen Einrichtung bi-direktional in Verbindung.
-
Eine häufige Führung für diese Arbeitsmaschinen sind Leitplanken (Stahl- oder Betonleitplanken), an denen die Arbeitsmaschine entlangfahren bzw. entlang gleiten können. Hierzu sind Ergänzungen an den herkömmlichen Leitplanken notwendig wie z.B. an der Leitplanke angebrachte Schienen, auf denen das Fahrwerk der Arbeitsmaschine aufgebracht wird (siehe 1 und 2).
-
Die Anzahl und Art der Räder und Achsen der Arbeitsmaschine sind beliebig und werden auf Grundlage der Gegebenheiten des Einsatzortes konfiguriert. Die Arbeitsmaschine kann auch mit anderen Fortbewegungselementen konstruiert werden, die wie Beine und Arme funktionieren, die der Natur nachempfunden und u.U. erweitert sind (Bionik).
-
Eine weitere Ausführung der Arbeitsmaschine kann fliegen, beispielsweise wie ein Multicopter. Diese Ausführung ist hauptsächlich für Inspektions- und Detektionsarbeiten (beispielsweise entdecken von Gegenständen und Schadstellen) und das Anzeigen von Verkehrsgefährdungen und Verkehrsstaus gedacht.
-
Die ,Signalgeber’ - z.B. magnetische oder elektrische Leitungen, RFIDs, Barcodes (hauptsächlich QR Code, Data Matrix und/oder GSI-Data Matrix), magnetische Etiketten, oder andere geeignete Sensorik - sind entlang der Route installiert. Die Arbeitsmaschine kommuniziert mit diesen ,Signalgebern’ mittels geeigneter Lesegeräte wie z.B. Scanner, Magnetkoppler und Kameras, um sich sicher und zielgerecht fortzubewegen.
-
Eine weitere Eigenschaft der Arbeitsmaschine ist, dass sie Hindernisse, beispielsweise Verkehrsschilder bzw. Verkehrsschildpfosten, Pfeiler etc., umgehen kann.
-
Die Umgehung von Hindernissen gestaltet sich abhängig von der Art und Anzahl der Fortbewegungselemente und den bekannten bzw. markierten Hindernissen. Dies kann beispielsweise bei der Konfiguration einer Vorrichtung mit einer Laufschiene so realisiert werden, dass ein Teil der Räder, die auf der Schiene laufen, durch autonome Aktionen der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine von der Schiene gelöst, um das Hindernis herumgeführt und auf der anderen Seite des Hindernisses wieder auf die Schiene gesetzt werden. Die restlichen Räder folgen nach.
-
Ist die Arbeitsmaschine mit Beinen konfiguriert, benutzt es diese, um das Hindernis zu umgehen.
-
Die Kontrolle über die Arbeitsmaschine kann von der zentralen Einrichtung übernommen werden, um nicht vorhergesehene - von der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine gemeldete - Probleme zu lösen und/oder eine Routineaktion und/oder eine Sonderaktion durchzuführen. Die Zentrale kann auch die Aufgabenliste der Arbeitsmaschine modifizieren und insbesondere auch deren Priorität aktualisieren.
-
Die Arbeitsmaschinen können auch untereinander kommunizieren. Beispielsweise kann eine fliegende Arbeitsmaschine das Ergebnis ihrer Inspektionsdaten an die im betroffenen Bereich aktiven Arbeitsmaschinen übermitteln, um ihren Aufgabenbereich zu erweitern, zu präzisieren, oder deren Prioritäten zu aktualisieren. Die Arbeitsmaschinen können auch Ihre Aufgaben ,abstimmen’. Sind beispielsweise zwei Arbeitsmaschinen auf einer Route eingesetzt, können sie nach Abschluss einer Aufgabe mit der jeweils anderen Arbeitsmaschine kommunizieren, um die nächste Aufgabe anzufangen, die die andere Arbeitsmaschine aus seiner Liste streichen kann.
-
Diese Daten können an die zentrale Einrichtung übertragen werden, die die Möglichkeit hat, eine Bestätigung, eine Korrektur, oder eine Stornierung der Daten zu veranlassen.
-
Die Arbeitsmaschine kann mittels unterschiedlicher Hilfsmittel den zu bearbeitenden Pflanzenbewuchs erkennen und sich in die richtige Position bringen, um ihre Arbeit auszuführen, beispielsweise durch ein eingespeichertes geographisches Model der Route, mit Hilfe geeigneter Sensorik, durch Bilderkennung, oder eine Kombination dieser Maßnahmen.
-
Die Intensität der Pflege des Bewuchses ist ein weiterer Parameter der Programmierung der Arbeitsmaschine. Es können beispielsweise die Länge der geschnittenen Grünfläche bzw. die Höhe und das Profil vom Gebüsch einprogrammiert werden.
-
Auch eine Programmierung der Arbeitsmaschine mit Methoden der künstlichen Intelligenz zur Bewegung und Positionierung der Arbeitsmaschine aber insbesondere zur Bearbeitung des Bewuchses nach ästhetischen und botanischen Aspekten und zur Erkennung von Schäden und Verschmutzungen ist vorgesehen.
-
Bei den gärtnerischen Tätigkeiten arbeiten die Arbeitsmaschinen idealerweise in einem ständigen Modus. Sie fahren die Routen mit vorgegebener oder selbst errechneter Geschwindigkeit, um ähnlich wie bei Mährobotern - durch ,ständiges' Mähen und Schneiden - ein zeitlich geringfügiges Schnittgut zu produzieren, das nicht geräumt werden muss, sondern unter Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten (z.B. Verschmutzung der Fahrbahn, Herumfliegen vom Schnittgut) verrottet.
-
Eine Konfiguration der Arbeitsmaschine lädt das Schnittgut in einen mitgeführten Behälter, der gelegentlich abgeholt bzw. entleert werden muss, wenn das Schnittgut nicht liegengelassen werden soll. Der mitgeführte Behälter kann auch in einen größeren Behälter ausgeleert werden, der an einer geeigneten Stelle deponiert ist.
-
Es werden Vorgaben eingespeichert, um schadhafte oder beschädigte Teile wie stark verrostete Befestigungsteile, geknickte Pfosten etc. zu erkennen. Die Analyse von schadhaften bzw. verschmutzen Stellen kann mittels eines gesonderten Abfahrens oder Abfliegens der Route geschehen oder während der gärtnerischen Pflegearbeit simultan durchgeführt werden.
-
Die Arbeitsmaschine kann in bestimmten Fällen selbst aktiv werden, um das Problem zu beheben. Es kann aber auch einen entsprechenden Bericht (Koordinaten, Problemklasse, Bilder) an die Zentrale versenden und von dort aus einen Aktivierungsplan erhalten.
-
Es werden Vorgaben eingespeichert, um routinemäßig oder bei Bedarf, d.h. aufgrund von Erkenntnissen der Arbeitsmaschine oder Aktivierung durch die Zentrale, Reinigungsarbeiten vorzunehmen. Die Arbeitsmaschine ist in der Lage, die Reinigungswerkzeuge selbständig an die geeigneten Arme zu montieren.
-
Werkzeuge können sämtlich oder teilweise an der Arbeitsmaschine in dafür vorgesehenen Plätzen mitgeführt werden. Sie können auch sämtlich oder Teilweise in einem oder mehreren Unterständen aufbewahrt sein und bei Bedarf von der Vorrichtung geholt werden. Eine gemeinsame Nutzung der Werkzeuge von mehreren Arbeitsmaschinen ist möglich.
-
Die Arbeitsmaschine kann mit allen bekannten Antriebsarten wie brennstoffbetriebenen Motoren (Gas, Mineralöl, Wasserstoff) oder elektrisch angetriebenen Aggregaten konfiguriert werden. Die Energieversorgung der Arbeitsmaschine hängt von der Antriebsart und den Gegebenheiten des Einsatzortes ab. Elektrische Aggregate werden durch Stromzufuhr oder Solarenergie - kombiniert mit Akkumulatoren - betrieben. Brennstoffbasierte Motoren sollen weitestgehend von der Arbeitsmaschine selbst betankt werden. Der Energiestatus ist in den Berichten, die die Arbeitsmaschine der Zentrale sendet, enthalten.
-
Die Arbeitsmaschine kann einen oder mehrere Unterstände haben, die sie automatisch anfahren, um die inaktive Zeit zu verbringen, Energie aufzuladen, Werkzeuge abzuholen bzw. auszutauschen, oder um andere notwendige Aktionen durchzuführen.
-
Die Arbeitsmaschine verfügt über Informationen, die ihren Zugang zu den Unterständen ermöglichen.
-
Die Arbeitsmaschine verfügt über eine Authentifizierungsfunktion, die einen unerlaubten Fernzugriff oder direkten Zugriff auf sie abwehrt.
-
Die Arbeitsmaschine kann mit Sendern ausgestattet sein, um geortet werden zu können.
-
Die Arbeitsmaschine kann wichtige Prozess- und Zustandsdaten speichern. Diese Daten können von der autonomen, selbstbewegenden Arbeitsmaschine nach vorbestimmten Regeln unter Verwendung geeigneter Protokolle und geeigneter Sendetechnik in vordefinierten Berichtsformen und Frequenzen an die Zentrale gesendet werden.
-
Diese Daten können ebenfalls durch Fernzugriff von einer Zentrale abgerufen werde. Ebenfalls kann die Arbeitsmaschine durch Fernzugriff mit Befehlen versorgt werden, um die zuvor beschriebenen Aktionen durchzuführen.
-
Die Arbeitsmaschine kann ferngewartet werden. Aufgrund der gesendeten Prozess- und Zustandsdaten kann ein Technikereinsatz notwendig werden.
