DE102017208912A1

DE102017208912A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels aus der Luft

Info

Publication number: DE102017208912A1
Application number: DE102017208912.1A
Authority: DE
Inventors: Peter Schwaderer; Frank Scholz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels, bei dem das Pflanzenschutzmittel (1) mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs (2), insbesondere mit Hilfe einer Drohne, aus der Luft auf die Pflanzen (3) versprüht wird. Erfindungsgemäß wird das Pflanzenschutzmittel (1) an Bord des Luftfahrzeugs (2) in mindestens einem Treibgas enthaltenden Druckbehälter (4) bevorratet.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels aus der Luft unter Zuhilfenahme eines unbemannten Luftfahrzeugs insbesondere einer Drohne. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Vorrichtung mindestens ein unbemanntes Luftfahrzeug, insbesondere eine Drohne, umfasst.
Stand der Technik
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2014 002 338 U1 ist eine unbemannte Hubschrauber-Drohne zur Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und im Weinanbau bekannt, die weitgehend autonom fliegen kann. Die zu fliegenden Flugbahnen werden dabei vorab definiert. Die Fluggeschwindigkeit, die Flugrichtung und der Höhenabstand zu der zu behandelnden Agrarfläche lassen sich dabei möglichst exakt festlegen, wobei ein am Boden stehender Sicherheitspilot jederzeit in die Steuerung der Hubschrauber-Drohne eingreifen kann. Gegenüber einem manntragenden Hubschrauber zur Ausbringung des Pflanzenschutzmittels weist die unbemannte Hubschrauber-Drohne den Vorteil auf, dass sie günstiger im Betrieb ist und aufgrund der geringeren Flughöhe ein exakteres Ausbringen des Pflanzenschutzmittels ermöglicht. Zum Ausbringen des Pflanzenschutzmittels kann eine Spritzanlage eingesetzt werden, die der eines manntragenden Hubschraubers ähnelt. Beispielsweise kann ein Spritzgestänge mit mehreren Spritzdüsen verwendet werden. Das Pflanzenschutzmittel kann in einem oder in mehreren Spritzmittel-Behältern bevorratet werden, wobei pulverförmiges Pflanzenschutzmittel zuvor in Wasser gelöst und/oder verdünnt wird. Mittels einer Pumpe kann das Pflanzenschutzmittel aus den Spritzmittel-Behältern den Spritzdüsen zugeführt werden.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Ausbringen von Pflanzenschutzmitteln aus der Luft noch effizienter zu gestalten. Insbesondere soll aus Kostengründen und zum Schutz der Umwelt der Verbrauch von Pflanzenschutzmittel gesenkt werden.
Zur Lösung der Aufgabe werden das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels wird das Pflanzenschutzmittel mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs, insbesondere mit Hilfe einer Drohne, aus der Luft auf die Pflanzen versprüht. Das Pflanzenschutzmittel wird an Bord des Luftfahrzeugs erfindungsgemäß in mindestens einem Treibgas enthaltenden Druckbehälter bevorratet. Dadurch, dass der Behälter, in dem das Pflanzenschutzmittel bevorratet ist, unter Druck steht, kann auf den Einsatz einer Pumpe verzichtet werden. Der Spritzdruck wird über den Druck im Druckbehälter bzw. über das Treibgas erreicht. Bei dem Treibgas kann es sich beispielsweise um Luft handeln.
Mit Wegfall der Pumpe wird Gewicht eingespart, so dass das Luftfahrzeug leichter wird und weniger Energie verbraucht. Ferner kann ein vergleichsweise kleines Luftfahrzeug zum Transport des Druckbehälters eingesetzt werden, in dem das Pflanzenschutzmittel bevorratet wird.
Bevorzugt gelangt das Pflanzenschutzmittel mit dem Druckbehälter an Bord des Luftfahrzeugs. Das heißt, dass zur Beladung des Luftfahrzeugs mit dem Pflanzenschutzmittel mindestens ein Pflanzenschutzmittel enthaltender Druckbehälter am Luftfahrzeug befestigt wird. Die Befestigung ist vorzugsweise lösbar, so dass der Druckbehälter durch einen neuen, gefüllten Druckbehälter ersetzt werden kann, wenn das Pflanzenschutzmittel aufgebraucht ist. Beispielsweise kann als Druckbehälter eine Treibgas enthaltende Sprühdose verwendet werden. Am Luftfahrzeug kann zudem mindestens eine Halterung für eine solche Sprühdose vorgesehen sein, so dass der Austausch vereinfacht wird.
Des Weiteren bevorzugt wird das Pflanzenschutzmittel unverdünnt, insbesondere ohne Wasserzusatz, im Druckbehälter bevorratet. Auf diese Weise kann die an Bord mitzuführende Flüssigkeitsmenge deutlich reduziert werden. Bekannte Pflanzenschutzmittel werden beispielsweise mit Wasser im Verhältnis 1/300 verdünnt. Wird kein Wasser zugegeben, beträgt die Flüssigkeitsmenge ein dreihundertstel der üblichen Menge. Das bei dem Verfahren eingesetzte Pflanzenschutzmittel kann insbesondere als Konzentrat vorliegen.
Durch Verwendung eines unverdünnten Pflanzenschutzmittels kann zudem die Ausbringmenge reduziert werden. Denn unverdünnt ist das Pflanzenschutzmittel effektiver, so dass die gewünschte Wirkung mit verringerter Menge erzielbar ist. Somit kann zugleich der Verbrauch an Pflanzenschutzmittel gesenkt werden.
Aufgrund der verringerten Mengen kann das Pflanzenschutzmittel in einem oder in mehreren vergleichsweise kleinvolumigen Druckbehältern an Bord des Luftfahrzeugs mitgeführt werden. Dadurch wird weiter Gewicht eingespart, so dass der Betrieb des Luftfahrzeugs noch effizienter ist. Alternativ oder ergänzend kann das Luftfahrzeug verkleinert werden. Ein kleineres Luftfahrzeug ist leichter handhabbar und verbraucht zudem weniger Energie.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Pflanzenschutzmittel mittels einer Sprühdüse ausgebracht wird. Die Sprühdüse ist hierzu mit dem Druckbehälter verbunden. Mittels der Sprühdüse kann das Pflanzenschutzmittel fein zerstäubt werden, so dass ein aus kleinsten Tröpfchen bestehendes Spray erzeugt wird. Ferner kann über die Sprühdüse das Spritzbild, insbesondere der Spritzwinkel, über den das Pflanzenschutzmittel ausgetragen wird, bestimmt werden. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Pflanzenschutzmittel mittels eines Ventils ausgebracht wird, um eine exakte Mengenregelung zu ermöglichen. Das Ventil kann der Sprühdüse vorgeschaltet sein, um den Zufluss zur Sprühdüse zu regeln.
In Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass vor Ausbringung des Pflanzenschutzmittels eine die Pflanzen aufweisende Fläche mittels einer Kameraeinrichtung gescannt wird. Das Scannen der Fläche dient der Unkrauterkennung, so dass das Pflanzenschutzmittel gezielt dort einsetzbar ist, wo es benötigt wird. Auf diese Weise kann der Verbrauch an Pflanzenschutzmittel weiter gesenkt werden. Bei der zu scannenden Fläche kann es sich insbesondere um eine landwirtschaftlich oder forstwirtschaftlich genutzte Fläche handeln.
Beim Scannen der Fläche kann eine Kameraeinrichtung verwendet werden, die sich an Bord desselben Luftfahrzeugs oder an Bord eines weiteren unbemannten Luftfahrzeugs befindet. Durch Einsatz mehrerer unbemannter Luftfahrzeuge kann das Verfahren noch effizienter betrieben werden. Beispielsweise können mindestens zwei unbemannte Luftfahrzeuge, insbesondere Drohnen, eingesetzt werden, die auf unterschiedlicher Höhe fliegen. Jedes Luftfahrzeug kann zudem hinsichtlich Größe und Ausstattung optimal an seine jeweilige Funktion angepasst werden.
Bevorzugt fliegt ein mit einer Kameraeinrichtung bestücktes Luftfahrzeug (Kamera-Drohne) auf einer Flughöhe, die oberhalb der Flughöhe eines mit Pflanzenschutzmittel beladenen Luftfahrzeugs (Sprayer-Drohne) liegt, um eine bessere Gesamtübersicht über die zu besprühende Fläche zu erhalten. Die auf diese Weise ermittelten Daten können dann, beispielsweise via Bluetooth, an die Sprayer-Drohne gesendet werden. Deren Flughöhe befindet sich bevorzugt nah am Boden, um das Pflanzenschutzmittel gezielt dort ausbringen zu können, wo es benötigt wird.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels leistet insbesondere einen Beitrag zur Modernisierung der Landwirtschaft hin zu einer Präzisions-Landwirtschaft. Ziel einer solchen Präzisions-Landwirtschaft ist es, die Agrarwirtschaft noch effizienter zu machen, um den Bedarf einer stetig wachsenden Weltbevölkerung zu decken.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ferner eine Vorrichtung vorgeschlagen, die mindestens ein unbemanntes Luftfahrzeug, insbesondere eine Drohne, umfasst, mittels welcher das Pflanzenschutzmittel aus der Luft auf die Pflanzen versprühbar ist. Erfindungsgemäß weist das Luftfahrzeug mindestens einen Treibgas enthaltenden Druckbehälter zur Bevorratung des Pflanzenschutzmittels auf. Dadurch, dass das Pflanzenschutzmittel an Bord des Luftfahrzeugs in einem Druckbehälter bevorratet wird, ist der Einsatz einer Pumpe entbehrlich. Das Luftfahrzeug ist somit leichter und hinsichtlich Energieverbrauch effizienter.
Der Druckbehälter ist vorzugsweise lösbar mit dem Luftfahrzeug verbunden, um nach Verbrauch des Pflanzenschutzmittels in einfacher Weise gegen einen neuen, gefüllten Druckbehälter ausgetauscht werden zu können. Vorzugsweise ist der Druckbehälter eine Treibgas enthaltende Sprühdose. Am Luftfahrzeug kann eine Halterung zur Aufnahme der Sprühdose ausgebildet sein, so dass ein Austausch schnell und einfach durchführbar ist.
Weiterhin bevorzugt ist das Pflanzenschutzmittel unverdünnt, insbesondere ohne Wasserzusatz, im Druckbehälter aufgenommen. Dadurch kann die Flüssigkeitsmenge, die es an Bord des Luftfahrzeugs mitzuführen gilt, deutlich reduziert werden. Das Luftfahrzeug wird somit noch leichter und verbraucht noch weniger Energie. Ferner kann der Verbrauch an Pflanzenschutzmittel gesenkt werden, da unverdünntes Pflanzenschutzmittel effektiver einsetzbar ist. Das Pflanzenschutzmittel kann beispielsweise als Konzentrat vorliegen.
Bevorzugt weist der Druckbehälter eine Sprühdüse und/oder ein Ventil zum Ausbringen des Pflanzenschutzmittels auf. Mittels der Sprühdüse kann das Pflanzenschutzmittel fein zerstäubt werden, so dass es als kleine Tröpfchen ausgebracht wird. Über die Sprühdüse ist dabei das Spritzbild, insbesondere der Spritzwinkel, einstellbar. Das Ventil ermöglicht eine präzise Mengenregelung.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Luftfahrzeug eine Kameraeinrichtung aufweist. Mittels der Kameraeinrichtung kann die Fläche, die mit Pflanzenschutzmittel besprüht werden soll, vorab gescannt werden. Dadurch ist es möglich, die Stellen zu identifizieren, an denen Unkraut wächst, so dass das Pflanzenschutzmittel gezielt auf dem Unkraut ausbringbar ist. Auf diese Weise wird der Verbrauch an Pflanzenschutzmittel weiter gesenkt. Die Kameraeinrichtung kann an dem Luftfahrzeug befestigt sein, das auch das Pflanzenschutzmittel trägt, oder an einem weiteren Luftfahrzeug, das separat als Kamera-Drohne einsetzbar ist. Die Verwendung mehrerer Luftfahrzeuge besitzt den Vorteil, dass diese hinsichtlich ihrer Größe und/oder Ausstattung an ihre jeweilige Funktion optimal anpassbar sind. Ferner können mehrere Luftfahrzeuge derart eingesetzt werden, dass sie auf unterschiedlichen Höhen fliegen. Bevorzugt wird eine Kamera-Drohne auf einer Flughöhe eingesetzt, die über der einer Sprayer-Drohne liegt, so dass möglichst viele Daten mittels der Kamera-Drohne erfasst werden. Die Sprayer-Drohne fliegt demgegenüber möglichst nah am Boden, um die Ausbringung von Pflanzenschutzmittel lokal zu begrenzen können. Denn Ziel ist es, das Pflanzenschutzmittel nur dort einzusetzen, wo es benötigt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln aus der Luft.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Der einzigen Figur ist ein Luftfahrzeug 2 in Form einer Drohne, und zwar in Form eines Quadrokopters, zu entnehmen. Der Quadrokopter weist vier in einer Ebene angeordnete, senkrecht nach unten wirkende Rotoren 6 oder Propeller auf, um Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen. Der Quadrokopter kann wie ein Hubschrauber senkrecht starten und landen.
Am Quadrokopter sind zwei Druckbehälter 4 angeordnet, in denen ein Pflanzenschutzmittel 1 aufgenommen ist. Das Pflanzenschutzmittel 1 ist unverdünnt, das heißt als Konzentrat in den Druckbehältern 4 aufgenommen. Die Druckbehälter 4 enthalten ferner ein Treibgas, so dass eine Pumpe zur Druckbeaufschlagung entbehrlich ist.
Die Druckbehälter 4 weisen jeweils eine Sprühdüse (nicht dargestellt) auf, mittels welcher das Pflanzenschutzmittel 1 fein zerstäubbar ist. Das Pflanzenschutzmittel 1 wird demnach als Spray ausgebracht, das sich aus sehr kleinen Tröpfchen zusammensetzt. Über die Sprühdüsen sind zudem die Spritzwinkel bestimmbar.
Um das Pflanzenschutzmittel 1 gezielt nur auf solche Pflanzen 3 auszubringen, die als Unkraut gelten, ist der Quadrokopter zusätzlich mit einer Kameraeinrichtung 5 ausgestattet. Mittels der Kameraeinrichtung 5, die vorliegend mittig unter dem Luftfahrzeug 2 angeordnet ist, kann eine Pflanzen 3 aufweisende Fläche gescannt werden, so dass über die Bilddaten eine Unkrauterkennung ermöglicht wird. Entsprechend dieser Daten können dann die Sprühdüsen der Druckbehälter angesteuert werden, so dass das Pflanzenschutzmittel 1 gezielt dort ausgebracht wird, wo es benötigt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202014002338 U1 [0002]

Claims

Verfahren zur Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels, bei dem das Pflanzenschutzmittel (1) mit Hilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs (2), insbesondere mit Hilfe einer Drohne, aus der Luft auf die Pflanzen (3) versprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenschutzmittel (1) an Bord des Luftfahrzeugs (2) in mindestens einem Treibgas enthaltenden Druckbehälter (4) bevorratet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckbehälter (4) eine Treibgas enthaltende Sprühdose verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenschutzmittel (1) unverdünnt, insbesondere ohne Wasserzusatz, im Druckbehälter (4) bevorratet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenschutzmittel (1) mittels einer Sprühdüse und/oder eines Ventils ausgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Ausbringung des Pflanzenschutzmittels (1) eine die Pflanzen (3) aufweisende Fläche mittels einer Kameraeinrichtung (5) gescannt wird, wobei vorzugsweise eine Kameraeinrichtung (5) desselben oder eines weiteren unbemannten Luftfahrzeugs (2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unbemannte Luftfahrzeuge (2), insbesondere Drohnen, eingesetzt werden, die auf unterschiedlicher Höhe fliegen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein unbemanntes Luftfahrzeug (2), insbesondere Drohne, mittels welcher das Pflanzenschutzmittel (1) aus der Luft auf die Pflanzen (3) versprühbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug (2) mindestens einen Treibgas enthaltenden Druckbehälter (4) zur Bevorratung des Pflanzenschutzmittels (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (4) eine Treibgas enthaltende Sprühdose ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenschutzmittel (1) unverdünnt, insbesondere ohne Wasserzusatz, im Druckbehälter (4) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter (4) eine Sprühdüse und/oder ein Ventil zum Ausbringen des Pflanzenschutzmittels (1) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug (2) eine Kameraeinrichtung (5) aufweist.