-
Gebiet der Offenbarung
-
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Objekterkennung im Boden, insbesondere auf die Objekterkennung im Boden, die durch ein Bodenbearbeitungsgerät identifiziert wird.
-
Hintergrund der Offenbarung
-
Viele Arbeitsmaschinen oder dergleichen sind konfiguriert, um eine darunterliegende Fläche zu berühren und zu bearbeiten. Häufig ist die Arbeitsmaschine ein Traktor, an den ein Arbeitsgerät angekoppelt ist. Der Traktor weist einen Bodenbearbeitungsmechanismus auf, der für Traktion auf der darunterliegenden Fläche sorgt und es dem Traktor ermöglicht, das Arbeitsgerät entlang dieser zu ziehen oder zu schieben. Das Arbeitsgerät wiederum berührt und bearbeitet die darunterliegende Fläche. Das Arbeitsgerät ist oft speziell für die Bewirtschaftung bestimmter Arten von Eigenschaften für die darunterliegende Fläche ausgelegt. Insbesondere kann das Arbeitsgerät konfiguriert sein, um eine sandige, lehmige, feste, schlammige oder ähnliche darunterliegende Fläche zu bearbeiten. Wenn das Arbeitsgerät einen Teil der darunterliegenden Fläche berührt, der nicht mit den erwarteten Eigenschaften der darunterliegenden Fläche übereinstimmt, beispielsweise ein großes Gestein, kann das Arbeitsgerät durch die unerwarteten Fremdkörper in der darunterliegenden Fläche beschädigt werden.
-
Um die Arbeitsmaschine vor Schäden zu schützen, wird die darunterliegende Fläche oft vorbereitet, indem unerwartete Fremdkörper entfernt werden, bevor die darunterliegende Fläche mit der Arbeitsmaschine bearbeitet wird. Dies geschieht durch ein visuelles Überprüfen der darunterliegenden Fläche und das Entfernen von sichtbaren Fremdkörpern, wie etwa große Steine, Baumstümpfe oder dergleichen. Unerwartete Fremdkörper befinden sich jedoch oft unter der darunterliegenden Fläche und sind schwer zu identifizieren. Dementsprechend kann ein Benutzer auch darunterliegende Fremdkörper identifizieren, sobald die Arbeitsmaschine beginnt, die darunterliegende Fläche zu bearbeiten. Der Benutzer sichtet, wann die Arbeitsmaschine unerwartete Fremdkörper berührt, indem er die Wahrnehmung des Benutzers nutzt, um zu bestimmen, wann die Arbeitsmaschine eine ungewöhnliche Berührung hat. Insbesondere kann der Benutzer unter anderem ein unerwartetes Geräusch hören, eine unregelmäßige Bewegung des Arbeitsgeräts sehen oder spüren, wie die Arbeitsmaschine eine unregelmäßige Bewegung ausführt.
-
Sobald die Arbeitsmaschine beginnt, die darunterliegende Fläche zu bearbeiten, wird die Arbeitsmaschine oft angehalten, wenn der Benutzer Fremdkörper feststellt, damit der Benutzer die Fremdkörper identifizieren kann. Der Benutzer kann die Fremdkörper mit einer visuellen Markierung, wie etwa eine Flagge, identifizieren oder die Fremdkörper vollständig entfernen. Der Benutzer kann dann zur Arbeitsmaschine zurückkehren und die darunterliegende Fläche weiter bearbeiten. Sofern der Benutzer mit der Arbeitsmaschine fertig ist, kann der Benutzer auf die darunterliegende Fläche zurückkehren und alle durch visuelle Markierungen identifizierten Fremdkörper entfernen.
-
Die derzeitigen Systeme erfordern, dass ein Benutzer die Arbeitsmaschine stoppt, um bei jedem Kontakt mit Fremdkörpern diese in der darunterliegenden Fläche zu identifizieren. Dies unterbricht die Arbeitsmaschine und verlängert die Zeit, die die Arbeitsmaschine benötigt, um die darunterliegende Fläche wie vom Benutzer gewünscht zu bearbeiten.
-
Zusammenfassung
-
Eine Ausführungsform kann eine Arbeitsmaschine mit einem Rahmenelement, einem mit dem Rahmenelement gekoppelten und zum mindestens teilweisen Berühren einer darunterliegenden Fläche konfigurierten Bodenbearbeitungsmechanismus, einem mit dem Bodenbearbeitungsmechanismus gekoppelten Sensor, wobei der Sensor so positioniert ist, dass er eine Verschiebung des Bodenbearbeitungsmechanismus in Bezug auf den Rahmen identifiziert, einer Steuerung in Verbindung mit dem Sensor und einem Ortungssystem in Verbindung mit der Steuerung sein. Die Steuerung markiert eine Position, die der Position des Bodenbearbeitungsmechanismus entspricht, wobei die Position vom Ortungssystem identifiziert wird, wenn der Sensor die Verschiebung des Bodenbearbeitungsmechanismus erkennt.
-
In einem Beispiel dieser Ausführungsform ist der Bodenbearbeitungsmechanismus ein Grubber, eine Klinge, eine Walze, ein Wischer oder ein Zinken.
-
In einem weiteren Beispiel empfängt die Steuerung Daten vom Sensor und die Steuerung wendet einen Filter auf die Daten an, bevor sie die Verschiebung identifiziert.
-
In noch einem weiteren Beispiel sind das Rahmenelement und der Bodenbearbeitungsmechanismus Teil eines Bodenbearbeitungsgeräts, das an einen Traktor angekoppelt ist. In einem Aspekt dieses Beispiels ist das Ortungssystem auf dem Traktor positioniert. In einem weiteren Aspekt dieses Beispiels bestimmt die Steuerung die Position des Bodenbearbeitungsmechanismus in Bezug auf das Ortungssystem, bevor die Steuerung die Position markiert.
-
Ein weiteres Beispiel für diese Ausführungsform beinhaltet eine Benutzerschnittstelle, wobei die Benutzerschnittstelle eine Bestätigung anzeigt, bevor sie die Position markiert. Ein Aspekt dieses Beispiels beinhaltet eine Benutzereingabe, wobei die Benutzereingabe während der Bestätigung aktiviert werden muss, damit die Steuerung die Position markiert.
-
Eine weitere Ausführungsform ist ein Verfahren zum Identifizieren eines Hindernisses in einem Feld, das das Bereitstellen eines Bodenbearbeitungsmechanismus, eines Ortungssystems, einer Steuerung und eines Sensors, das eine primäre Position des Ortungssystems an die Steuerung kommuniziert, das Speichern eines Bodenbearbeitungsversatzes in der Steuerung, der in Bezug auf die primäre Position bestimmt wird, das Identifizieren mit der Steuerung, die mit dem Sensor kommuniziert, wann der Bodenbearbeitungsmechanismus in eine Berührungsposition übergeht, und das Bestimmen einer Bodenbearbeitungsposition mit der Steuerung, die auf der primären Position und dem Bodenbearbeitungsversatz basiert, wenn sich der Bodenbearbeitungsmechanismus in der Berührungsposition befindet, beinhaltet.
-
In einem Beispiel dieser Ausführungsform ist das Ortungssystem ein globales Positionierungssystem und die primäre Position ist eine geographische Koordinate.
-
Ein weiteres Beispiel beinhaltet das Bereitstellen einer Benutzerschnittstelle und das Senden einer Anzeige an die Benutzerschnittstelle, wenn der Bodenbearbeitungsmechanismus in die Berührungsposition übergeht. Ein Aspekt dieses Beispiels beinhaltet das Bereitstellen einer Benutzereingabe mit einer eingegriffenen Option und das Speichern der Bodenbearbeitungsposition in einer Speichereinheit, wenn die Benutzereingabe in die eingegriffene Position überführt wird. Ein weiterer Aspekt beinhaltet das Entfernen der in der Steuerung gespeicherten Bodenbearbeitungsposition während des Speichervorgangs der Bodenbearbeitungsposition, wenn die Benutzereingabe nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit in die eingegriffene Position überführt wird. In noch einem weiteren Aspekt dieses Beispiels weist die Benutzereingabe eine ausgerückte Position auf, wobei, wenn die Benutzereingabe in die ausgerückte Position überführt wird, die Steuerung die in der Steuerung gespeicherte Bodenbearbeitungsposition während des Speichervorgangs des Bodenbearbeitungspositionsschrittes entfernt.
-
In noch einem weiteren Beispiel wird die Bodenbearbeitungsposition basierend auf einem Längenwert und einem Breitenwert relativ zu dem in der Steuerung gespeicherten Ortungssystem bestimmt. In einem weiteren Aspekt dieses Beispiels wird das Bestimmen des Bodenbearbeitungspositionsschrittes durch das Bestimmen der Bodenbearbeitungsposition basierend auf dem Längenwert, dem Breitenwert und der Primärposition ausgeführt.
-
Noch eine weitere Ausführungsform beinhaltet ein System zum Identifizieren eines Hindernisses in einer darunterliegenden Fläche, einschließlich einer Arbeitsmaschine mit einem Ortungssystem, einer Steuerung in Verbindung mit dem Ortungssystem, um aktiv eine erste geografische Position der Arbeitsmaschine zu bestimmen, einem Arbeitsgerät, das an die Arbeitsmaschine gekoppelt ist und einen ersten Bodenbearbeitungsmechanismus aufweist, und einem ersten Sensor, der an den ersten Bodenbearbeitungsmechanismus gekoppelt ist und mit der Steuerung in Verbindung steht, wobei der erste Sensor konfiguriert ist, um eine Kontaktbewegung des ersten Bodenbearbeitungsmechanismus zu identifizieren. Darin bestimmt die Steuerung eine zweite geografische Position für den ersten Bodenbearbeitungsmechanismus basierend auf der Entfernung des ersten Bodenbearbeitungsmechanismus vom Ortungssystem, wenn der erste Sensor die Berührungsbewegung identifiziert.
-
In einem Beispiel dieser Ausführungsform speichert die Steuerung bei jeder Identifizierung der Berührungsbewegung die zweite geografische Position in einer Speichereinheit.
-
Ein weiteres Beispiel beinhaltet eine Benutzerschnittstelle, wobei die Benutzerschnittstelle jedes Mal, wenn die Berührungsbewegung von der Steuerung identifiziert wird, ein akustisches oder visuelles Signal sendet.
-
Ein weiteres Beispiel weist einen zweiten Bodenbearbeitungsmechanismus und einen zweiten Sensor auf, wobei der zweite Bodenbearbeitungsmechanismus an einer anderen Position als der erste Bodenbearbeitungsmechanismus in Bezug auf das Ortungssystem angeordnet ist.
-
Figurenliste
-
Die vorstehend genannten Aspekte der vorliegenden Offenbarung und die Art und Weise, diese zu erreichen, werden offensichtlicher und die Offenbarung selbst wird unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, wobei:
- 1 ein Aufriss einer Ausführungsform eines landwirtschaftlichen Arbeitsgerätes ist,
- 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines landwirtschaftlichen Arbeitsgerätes ist;
- 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines mit einem Traktor gekoppelten landwirtschaftlichen Arbeitsgerätes ist;
- 4 ein schematisches Diagramm einiger der Systeme von 3 ist; und
- 5 ein Diagramm einer Steuerungslogik für die Systeme von 3 ist.
-
Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen.
-
Ausführliche Beschreibung
-
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sollen nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung auf die in der folgenden ausführlichen Beschreibung enthaltenen genauen Formen beschränken. Vielmehr werden die Ausführungsformen so gewählt und beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Offenbarung schätzen und verstehen können.
-
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein nicht ausschließliches Beispiel für ein landwirtschaftliches Arbeitsgerät 100 dargestellt. Das Arbeitsgerät 100 ist zum Koppeln an eine Arbeitsmaschine und zum Ausführen einer Arbeitsfunktion vorgesehen. So kann beispielsweise das Arbeitsgerät Arbeitswerkzeuge beinhalten, die in den Boden eindringen, um den Boden vor dem Bepflanzen zu belüften oder Unkraut nach dem Bepflanzen zu entwurzeln. Das Arbeitsgerät 100 kann an der Arbeitsmaschine oder dem Traktor (nicht dargestellt) durch eine Kupplungsanordnung 112, wie etwa eine Dreipunktkupplung oder eine Zugdeichsel, befestigt werden. Die Kupplungsanordnung 112 beinhaltet ein Kupplungsrahmenelement 114, das sich in Längsrichtung in Fahrtrichtung erstreckt, zum Ankuppeln an die Arbeitsmaschine oder den Traktor.
-
Das landwirtschaftliche Arbeitsgerät 100 kann einen quer verlaufenden Rahmen beinhalten, der mehrere Rahmenabschnitte bildet. In 1 beinhaltet das Arbeitsgerät 100 beispielsweise einen Haupt- oder Mittelrahmen 102. Der Hauptrahmen 102 ist wie dargestellt an die Kupplungsanordnung 112 gekoppelt. Ein erster Rahmenabschnitt oder erster Innenrahmen 104 ist auf einer Seite des Hauptrahmens 102 positioniert, und ein zweiter Rahmenabschnitt oder zweiter Innenrahmen 106 ist auf einer gegenüberliegenden Seite davon positioniert.
-
Während nur ein erster und zweiter Rahmenabschnitt mit dem Hauptrahmen gekoppelt dargestellt sind, berücksichtigt diese Offenbarung auch einen dritten Rahmenabschnitt, der mit einem Außenabschnitt des ersten Rahmenabschnitts 104 und einem vierten Rahmenabschnitt gekoppelt ist, der mit einem Außenabschnitt des zweiten Rahmenabschnitts 106 gekoppelt ist. Jeder Rahmenabschnitt kann drehbar mit dem benachbarten Rahmenabschnitt gekoppelt werden. So kann beispielsweise der erste Rahmenabschnitt 104 drehbar mit dem Hauptrahmen 102 gekoppelt werden. In ähnlicher Weise kann der zweite Rahmenabschnitt 106 auch drehbar an den Hauptrahmen 102 gekoppelt werden.
-
Das Arbeitsgerät 100 kann durch mehrere Räder getragen werden. So kann beispielsweise der Hauptrahmen 102 durch ein erstes Radpaar 118 und ein zweites Radpaar 120 getragen werden. Der erste Rahmenabschnitt 104 kann von einem dritten Radpaar 130 und der zweite Rahmenabschnitt 106 von einem vierten Radpaar 136 getragen werden. Während jeder Abschnitt von einem anderen Radpaar getragen wird, ist dies nur in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt. In anderen Ausführungsformen kann es nur ein einzelnes Rad geben, das jeden Rahmenabschnitt trägt. In einer anderen Ausführungsform kann es mehr als ein Radpaar geben, das jeden Rahmenabschnitt trägt. Darüber hinaus kann das Arbeitsgerät 100 zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen ein oder mehrere Vorderräder beinhalten. Darüber hinaus können in der Nähe der Rückseite des Arbeitsgeräts Hinterräder zur zusätzlichen Unterstützung angeordnet sein.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform von 1 kann das landwirtschaftliche Arbeitsgerät 100 mehrere Aktuatoren zum Steuern der Bewegung des Rahmens beinhalten. Jeder Aktuator kann ein hydraulischer Aktuator, ein elektrischer Aktuator, ein pneumatischer Aktuator, ein Elektromotor oder ein anderer bekannter Aktuator oder Motor sein, der zur linearen Verschiebung geeignet ist. Darüber hinaus kann jeder Aktuator einen äußeren Körper oder Zylinder beinhalten, in dem sich eine Stange oder ein Kolben zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position bewegt. Darüber hinaus können ein oder mehrere Sensoren in dem gesamten Arbeitsgerät positioniert werden, um die Position eines oder mehrerer Aktuatoren zu identifizieren.
-
In 1 beinhaltet der Hauptrahmen 102 einen ersten Aktuator 122 und einen zweiten Aktuator 124. Das erste Radpaar 118 kann über eine Schwingenwelle (nicht dargestellt) an den Hauptrahmen 102 gekoppelt werden, die durch den ersten Aktuator 122 hydraulisch betätigt werden kann. Das zweite Radpaar 120 kann über eine weitere Schwingenwelle (nicht dargestellt) an den Hauptrahmen 102 gekoppelt werden, die durch das zweite Stellglied 124 hydraulisch betätigt werden kann. Die Aktuatoren können den Hauptrahmen 102 in Bezug auf die Räder 118, 120 anheben oder absenken. Weiterhin können ein oder mehrere Sensoren (nicht besonders dargestellt) an die Aktuatoren, den Rahmen oder den Rädern gekoppelt werden, um die Höhe des Hauptrahmens 102 in Bezug auf die Räder 118, 120 zu bestimmen.
-
In 1 beinhaltet der Hauptrahmen 102 mehrere Hauptrahmenelemente 126. Mehrere Werkzeuge 152, 154, 156, 158 können mindestens teilweise mit den Hauptrahmenelementen 126 gekoppelt sein, um in eine Bodenfläche oder einen Boden einzugreifen, auf dem sich das Arbeitsgerät bewegt. Gleichermaßen beinhaltet der erste Rahmenabschnitt 104 mehrere erste Rahmenelemente 128 und der zweite Rahmenabschnitt 106 mehrere zweite Rahmenelemente 134. Jedes dieser Rahmenelemente kann mindestens teilweise mit einem oder mehreren Arbeitswerkzeugen 152, 154, 156, 158 gekoppelt sein.
-
In 1 ist ebenfalls ein erster seitlicher Aktuator 160 und ein zweiter seitlicher Aktuator 162 dargestellt. Der erste seitliche Aktuator 160 kann drehbar zwischen dem Hauptrahmenabschnitt 102 und dem ersten Rahmenabschnitt 104 gekoppelt werden. Gleichermaßen kann der zweite seitliche Aktuator 162 drehbar zwischen dem Hauptrahmenabschnitt 102 und dem zweiten Rahmenabschnitt 106 gekoppelt werden. Insbesondere kann der Hauptrahmenabschnitt 102 eine Stütze 164 aufweisen, das eine erhöhte Kupplungsposition für die ersten und zweiten Aktuatoren 160, 162 in Bezug auf die Kupplungsposition an den entsprechenden ersten und zweiten Rahmenabschnitten 104, 106 bereitstellt.
-
In der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann der erste seitliche Aktuator 160 selektiv neu positioniert werden, um unterschiedliche Kräfte auf den entsprechenden ersten Rahmenabschnitt 104 gegenüber dem Hauptrahmenabschnitt 102 bereitzustellen. Insbesondere kann der erste Rahmenabschnitt 104 in Bezug auf den Hauptrahmenabschnitt 102 um eine erste Rahmenachse 192 drehbar sein. Dementsprechend bewirkt das Neupositionieren oder Variieren der linearen Verschiebung des ersten seitlichen Aktuators 160 eine Torsionskraft auf den ersten Rahmenabschnitt 104 um die erste Rahmenachse 192.
-
Gleichermaßen kann der zweite seitliche Aktuator 162 selektiv in der Größe verändert werden, um unterschiedliche Kräfte auf den entsprechenden zweiten Rahmenabschnitt 106 bereitzustellen. Insbesondere kann der zweite Rahmenabschnitt 106 in Bezug auf den Hauptrahmenabschnitt 102 um eine zweite Rahmenachse 166 drehbar sein. Dementsprechend bewirkt das Neupositionieren oder Variieren der linearen Verschiebung des zweiten seitlichen Aktuators 162 eine Torsionskraft auf den zweiten Rahmenabschnitt 106 um die zweite Rahmenachse 166. In einer Ausführungsform kann jeder Aktuator 160, 162 auch einen entsprechenden Sensor aufweisen, der die lineare Verschiebung jedes Aktuators 160, 162 identifiziert.
-
Während die ersten und zweiten seitlichen Aktuatoren 160, 162 in Richtung der vorderen Richtung 168 des Arbeitsgeräts 100 dargestellt und beschrieben werden, sieht diese Offenbarung andere Positionen für die Aktuatoren 160, 162 vor. Darüber hinaus können andere Ausführungsformen mehr Aktuatoren als nur die ersten und zweiten seitlichen Aktuatoren 160, 162 verwenden, um die Torsionskräfte auf die entsprechenden Rahmenabschnitte 104, 106 bereitzustellen. In einer Ausführungsform befinden sich zusätzliche Aktuatoren an einem hinteren Abschnitt des Arbeitsgerätes gegenüber der vorderen Richtung 168. In dieser Ausführungsform können zwei Aktuatoren eine Torsionskraft auf die entsprechenden Rahmenabschnitte 104, 106 anstelle von nur einem ausüben. Darüber hinaus kann eine beliebige Anzahl von Aktuatoren pro Seite verwendet werden, um die Anforderungen der jeweiligen Arbeitsgerätanwendung zu erfüllen. Dementsprechend ist diese Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anzahl von seitlichen Aktuatoren beschränkt.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform können zusätzliche Rahmenabschnitte drehbar mit den Rahmenabschnitten 104, 106 gekoppelt werden, wobei Aktuatoren verwendet werden, die den ersten und zweiten seitlichen Aktuatoren 160, 162 ähnlich sind, um das entsprechende Verhältnis der Rahmenelemente einzustellen. Insbesondere kann mindestens ein seitlicher Aktuator zwischen jedem zusätzlichen Rahmenabschnitt ähnlich wie vorstehend für den ersten und zweiten Rahmenabschnitt 104, 106 beschrieben positioniert werden.
-
In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 mit den entsprechenden Rahmenabschnitten 102, 104, 106 gekoppelt dargestellt. Insbesondere ist eine hintere Hauptbefestigung 170 mit einem hinteren Abschnitt des Hauptrahmenabschnitts 102 gekoppelt, eine hintere erste Abschnittbefestigung 172 mit einem hinteren Abschnitt des ersten Rahmenabschnitts 104 und eine hintere zweite Abschnittbefestigung 174 mit einem hinteren Abschnitt des zweiten Rahmenabschnitts 106. Die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 können selektiv mit den entsprechenden Rahmenabschnitten 102, 104, 106 gekoppelt oder konfiguriert sein, um selektiv mit dem darunterliegenden Boden in Eingriff zu kommen. In einem Aspekt dieser Ausführungsform können die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 einen Aktuator und einen Positionssensor oder dergleichen aufweisen, die daran gekoppelt sind. In dieser Konfiguration können die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 selektiv von der darunterliegenden Fläche abgehoben oder in die darunterliegende Fläche gedrückt werden. Darüber hinaus können die Ausrichtung und das Vorhandensein der hinteren Befestigungen 170, 172, 174 die vom entsprechenden Rahmenabschnitt 102, 104, 106 aufgenommenen Kräfte verändern.
-
Während die in 1 gezeigten hinteren Befestigungen 170, 172, 174 hintere Flachstabwalzenbefestigungen sind, ist diese Offenbarung nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Jede hintere Befestigung wird hierin berücksichtigt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die hinteren Befestigungen bei Eggen.
-
In noch einem weiteren Aspekt der in 1 dargestellten Ausführungsform kann ein Längsaktuator 176 mit dem Hauptrahmenabschnitt 102 gekoppelt werden. Insbesondere kann der Längsaktuator 176 mit einem Abschnitt der Stütze 164 an einem ersten Ende und mit dem Hauptrahmenabschnitt 102 an einem zweiten Ende gekoppelt werden. Der Hauptrahmenabschnitt 102 und die entsprechenden ersten und zweiten Rahmenabschnitte 104, 106 können drehbar mit der Kupplungsanordnung 112 oder einem anderen Abschnitt des Arbeitsgeräts 100 gekoppelt sein. Die Rahmenabschnitte 102, 104, 106 können um eine Querachse 178 in einer Vorwärtsrichtung 180 oder einer Rückwärtsrichtung 182 drehen. In diesem nicht einschränkenden Beispiel kann der Längsaktuator 176 selektiv versetzbar sein, um die Ausrichtung der Rahmenabschnitte 102, 104, 106 in der Vorwärtsrichtung 180 oder in der Rückwärtsrichtung 182 um die Querachse 178 zu ändern. Weiterhin kann der Längsaktuator 176 einen Positionssensor oder dergleichen (nicht besonders dargestellt) aufweisen, der die vordere Position der Rahmenabschnitte 102, 104, 106 anzeigt.
-
In noch einem weiteren Aspekt der in 1 dargestellten Ausführungsform kann eine Werkzeugachse 184, 186, 188, 190 durch eines der jeweiligen Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 definiert werden. Jede Werkzeugachse 184, 186, 188, 190 kann in Bezug auf die Querachse 178 verstellt werden, um einen anderen Werkzeugwinkel bereitzustellen. Durch Variieren des Werkzeugwinkels der Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 kann das Arbeitsgerät den unterschiedlichen Bodenverhältnissen besser gerecht werden. Dementsprechend können Aktuatoren und Sensoren oder dergleichen auch mit den Arbeitswerkzeugen 152, 154, 156, 158 gekoppelt werden, um unterschiedliche Arbeitswerkzeugwinkel bereitzustellen.
-
1 stellt zwar eine veranschaulichte Ausführungsform eines landwirtschaftlichen Arbeitsgerätes mit drei Rahmenabschnitten dar, jedoch ist diese Offenbarung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Andere Ausführungsformen können nur einen Abschnitt beinhalten. Alternativ können in weiteren Ausführungsformen auch mehr als drei Rahmenabschnitte vorhanden sein. Daher ist diese Offenbarung nicht auf eine beliebige Anzahl von Rahmenabschnitten beschränkt, und die hierin enthaltenen Erkenntnisse können auf jedes Arbeitsgerät anwendbar sein, unabhängig von der Anzahl der darin enthaltenen Rahmenabschnitte.
-
Unter Bezugnahme auf 2 ist nun eine weitere Ausführungsform eines Arbeitsgerätes 200 dargestellt. Das Arbeitsgerät 200 kann viele ähnliche Merkmale wie das oben für 1 beschriebene Arbeitsgerät 100 aufweisen. Insbesondere kann das Arbeitsgerät 200 eine Kupplungsanordnung 112 und einen Kupplungsrahmen 114 aufweisen. Das Arbeitsgerät kann mindestens einen Hauptrahmenabschnitt 202 und einen ersten und zweiten Rahmenabschnitt 204, 206 aufweisen, die auf beiden Seiten daran gekoppelt sind. Weiterhin kann ein erstes und ein zweites Radpaar 218, 220 über einen ersten und zweiten Aktuator 222, 224 drehbar mit dem Arbeitsgerät 200 gekoppelt werden. Weiterhin kann das Arbeitsgerät 200 auch einen ersten und zweiten seitlichen Aktuator 160, 162 aufweisen, die konfiguriert sind, um den jeweiligen Rahmenabschnitt 204, 206 um die entsprechende Rahmenachse 192, 166 zu drehen, wie vorstehend für 1 beschrieben. Darüber hinaus kann das Arbeitsgerät 200 auch einen Längsaktuator 176 aufweisen, der konfiguriert ist, um den Hauptrahmen wie oben beschrieben um die Querachse 178 zu drehen.
-
2 zeigt auch mehrere der vorderen Arbeitswerkzeuge 203, die drehbar mit den entsprechenden Rahmenabschnitten 202, 204, 206 gekoppelt sind. In der in 2 dargestellten Ausführungsform können die mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 über ein oder mehrere vordere Arbeitswerkzeugaktuatoren 208 drehbarbar mit den entsprechenden Rahmenabschnitten 202, 204, 206 gekoppelt werden. Ähnlich wie 1 kann das Arbeitsgerät 200 von 2 auch die Werkzeugachse 210, 212 definieren, die selektiv von der Querachse 178 in einem Werkzeugwinkel 214, 216 versetzt sein kann. In einer Ausführungsform kann der vordere Werkzeugaktuator 208 versetzbar sein, um den Werkzeugwinkel 214, 216 der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 zu ändern. In noch einem weiteren Aspekt dieses Beispiels können ein oder mehrere Sensoren mit dem Arbeitsgerät gekoppelt werden, um die Ausrichtung der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 zu bestimmen.
-
Das Arbeitsgerät 200 kann auch mehrere hintere Arbeitswerkzeuge 226 aufweisen, die sich von den mehreren vorderen Arbeitswerkzeugen 203 unterscheiden. In dieser Ausführungsform kann der Längsaktuator 176 die Werkzeugtiefe der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 in Bezug auf die mehreren hinteren Arbeitswerkzeuge 226 steuern. Insbesondere während die ersten und zweiten Aktuatoren 222, 224 das entsprechende erste und zweite Radpaar 218, 220 in Bezug auf den Rahmen selektiv neu positionieren können, kann der Längsaktuator 176 die Vorwärtsbewegung 180, 182 des Arbeitsgeräts 200 in Bezug auf die Querachse 178 steuern. Mit anderen Worten können die ersten und zweiten Aktuatoren 222, 224 zusammen mit dem Längsaktuator 176 versetzbar sein, um eine gewünschte Werkzeugtiefe sowohl für die mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 als auch für die mehreren hinteren Arbeitswerkzeuge 226 festzulegen.
-
In einem nicht ausschließlichen Beispiel, wenn die Werkzeugtiefe der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 niedriger sein soll als die Werkzeugtiefe der mehreren hinteren Arbeitswerkzeuge 226, kann der Längsaktuator 176 neu positioniert werden, um das Arbeitsgerät in die Vorwärtsrichtung 180 zu drehen, wodurch die Werkzeugtiefe der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 relativ zu den mehreren hinteren Arbeitswerkzeugen 226 erhöht wird. Alternativ kann der vordere Aktuator 176 dann, wenn die Werkzeugtiefe der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 höher sein soll als die Werkzeugtiefe der mehreren hinteren Arbeitswerkzeuge 226, neu positioniert werden, um das Arbeitsgerät in der Rückwärtsrichtung 182 zu drehen, wodurch die Werkzeugtiefe der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203 im Vergleich zu den mehreren hinteren Arbeitswerkzeugen 226 verringert wird.
-
Das Arbeitsgerät 200 kann auch eine hintere Befestigung 270 aufweisen, die abnehmbar mit jedem der Rahmenabschnitte 202, 204, 206 gekoppelt ist. Die hintere Befestigung 270 kann eine Befestigung in Eggenform sein, die lösbar mit dem hinteren Ende der entsprechenden Rahmenabschnitte 202, 204, 206 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann die hintere Befestigung 270 auch ein Aktuator und einen Positionssensor (nicht extra dargestellt) aufweisen, der den von der hinteren Befestigung 270 ausgeübten Abwärtsdruck auf die darunterliegende Fläche ändert. Darüber hinaus kann der Aktuator der hinteren Befestigungen 270 auch die Befestigung von der darunterliegenden Fläche abheben.
-
Die Änderung der Position einer der vorstehend beschriebenen Komponenten kann sich auch auf die Positionierung der anderen Komponenten des Arbeitsgeräts 100 oder 200 auswirken. Insbesondere, wie vorstehend für das Arbeitsgerät 200 von 2 beschrieben, dreht das Versetzen des Längsaktuators 176 das Arbeitsgerät 200 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung 180, 182 und ändert dadurch die Werkzeugtiefe der verschiedenen daran gekoppelten Werkzeuge. In noch einem weiteren Beispiel wirkt sich die Existenz und Ausrichtung einer hinteren Befestigung 170, 172, 174, 270 auch auf die Abwärtskraft aus, die vom hinteren Abschnitt des Arbeitsgeräts ausgeht, wodurch sich unter anderem die Werkzeugtiefe ändert. Darüber hinaus können die Tiefe und Winkelausrichtung der Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158, 203 auch die übrigen Komponenten des Arbeitsgeräts 100, 200 beeinflussen, wobei die ersten und zweiten seitlichen Aktuatoren 160, 162 die entsprechenden Rahmenabschnitte neu positionieren müssen, um eine gleichmäßige Kraftverteilung über das Arbeitsgerät 100, 200, während es sich entlang der darunterliegenden Fläche bewegt, zu gewährleisten.
-
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können Wegsensoren oder dergleichen auf einem der Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 und den hinteren Befestigungen 170, 172, 174 des Arbeitsgeräts 100 aus 1 oder der mehreren vorderen Arbeitswerkzeuge 203, der mehreren hinteren Arbeitswerkzeuge 226 und der hinteren Befestigung 270 des Arbeitsgeräts 200 aus 2 positioniert sein. Die Wegsensoren können jede Art von Sensor sein, der in der Technik bekannt ist und in der Lage ist, die Bewegung des entsprechenden Werkzeugs in Bezug auf den Rahmenabschnitt, mit dem es gekoppelt ist, zu identifizieren. Mit anderen Worten kann der Wegsensor an einer Position angebracht werden, die die Bewegung dieses Abschnitts des Arbeitswerkzeugs in Bezug auf den Rahmen identifiziert.
-
In einem nicht einschränkenden Beispiel, das in 1 dargestellt ist, sind die Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 über Dämpfungsfedern 194 mit dem entsprechenden Rahmenabschnitt gekoppelt. Mehrere Dämpfungsfedern 194 können entlang jedes der Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 positioniert werden, um die Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 federnd mit dem entsprechenden Rahmen zu koppeln. In einem Aspekt dieses Beispiels kann ein Dehnungsmessstreifen oder dergleichen mit den Dämpfungsfedern 194 gekoppelt werden, um die Verschiebung der Dämpfungsfeder 194 unter einer Last zu identifizieren. In diesem Beispiel, wenn die Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158 des Arbeitsgeräts mit Fremdkörpern auf der darunterliegenden Fläche in Berührung kommen, wird die entsprechende Dämpfungsfeder 194 auslenken, damit das Arbeitsgerät die Fremdkörper umgehen kann. Der entsprechende Dehnungsmessstreifen identifiziert die Ablenkung und sendet ein Signal an eine Steuerung, die den Kontakt mit dem Fremdkörper anzeigt.
-
In ähnlicher Weise sind in dem in 1 dargestellten nicht einschränkenden Beispiel die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 über die Befestigungsarme 196 mit dem entsprechenden Rahmenabschnitt gekoppelt. Mehrere Befestigungsarme 196 können entlang jeder der hinteren Befestigungen 170, 172, 174 positioniert werden, um die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 drehbar mit dem entsprechenden Rahmen zu koppeln. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Positionssensor oder dergleichen mit den Befestigungsarmen 196 gekoppelt werden, um die Verschiebung der hinteren Befestigungen 170, 172, 174 beim Überfahren von Fremdkörpern zu identifizieren. In diesem Beispiel lenken die entsprechenden Befestigungsarme 196 ab, wenn die hinteren Befestigungen 170, 172, 174 des Arbeitsgeräts mit Fremdkörpern auf der darunterliegenden Fläche in Berührung kommen, damit die hintere Befestigung die Fremdkörper umgehen kann. Der entsprechende Positionssensor identifiziert die Ablenkung und sendet ein Signal an die Steuerung, die den Kontakt mit dem Fremdkörper anzeigt.
-
Das Arbeitsgerät 200 von 2 kann ebenfalls Sensoren oder dergleichen aufweisen, die entlang der vorderen Arbeitswerkzeuge 203, der hinteren Arbeitswerkzeuge 226 und der hinteren Befestigung 270 angeordnet sind. Insbesondere können die vorderen Arbeitswerkzeuge 203 Dämpfungsfedern mit daran gekoppelten Dehnungsmessstreifen aufweisen, ähnlich dem vorstehend für 1 beschriebenen Arbeitsgerät 100. Weiterhin können die hinteren Arbeitswerkzeuge 226 jeweils einen daran gekoppelten Positionssensor aufweisen. Der Positionssensor kann die Ablenkung einer Bearbeitungswerkzeugposition der jeweiligen hinteren Arbeitswerkzeuge 226 messen. Weiterhin kann die hintere Befestigung 270 auch einen Positionssensor aufweisen, der die Verschiebung der hinteren Befestigung 270 erkennt.
-
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein nicht ausschließliches Beispiel für ein Kartierungssystem 300 dargestellt. Das Kartierungssystem 300 kann in einen Traktor 302 integriert werden, der mit einem Arbeitsgerät 304 gekoppelt ist. Das Arbeitsgerät 304 kann jedes Arbeitsgerät sein, das in die darunterliegende Fläche eingreift. Darüber hinaus können die hierin betrachteten Ausführungsformen das Arbeitsgerät 100 von 1 oder das Arbeitsgerät 200 von 2 aufweisen. In der Ausführungsform von 3 kann der Traktor 302 mit einem globalen Positionierungssystem (nachfolgend „GPS“) 306 gekoppelt sein. Das GPS 306 kann in die elektrischen Komponenten des Traktors 302 integriert oder alternativ als Zubehör zum Traktor 302 hinzugefügt werden. Obwohl das GPS 306 hierin als mit dem Traktor 302 gekoppelt beschrieben wird, ist diese Offenbarung nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. Vielmehr kann sich das GPS 306 an beliebiger Stelle am Traktor 302 oder am Arbeitsgerät 304 befinden, und innerhalb der Lehren dieser Offenbarung verbleiben.
-
Zusätzlich zu einem GPS 306 kann das Arbeitsgerät 304 mehrere Sensoren 308 aufweisen, die damit gekoppelt sind. Die mehreren Sensoren 308 können jeweils mit einem Bodenbearbeitungsmechanismus, wie etwa den vorstehend beschriebenen Arbeitswerkzeugen und Befestigungen, gekoppelt sein. In einem nicht ausschließlichen Beispiel kann der Bodenbearbeitungsmechanismus ein beliebiger von einem Grubber, einer Klinge, einer Walze, einem Wischer, einem Zinken oder dergleichen sein. Darüber hinaus kann jeder Bodenbearbeitungsmechanismus mit einem Sensor T1-T5 aus den mehreren Sensoren 308 gekoppelt werden, der identifiziert, wann sich das Arbeitswerkzeug oder die Befestigung in Bezug auf den Rahmen des Arbeitsgeräts 304 bewegt. Sowohl das GPS 306 als auch die mehreren Sensoren 308 können mit einer Steuerung 406 kommunizieren (siehe 4). Insbesondere kann das GPS 306 die Position des GPS 306 an die Steuerung 406 übermitteln und die mehreren Sensoren 308 können kommunizieren, wenn sich der entsprechende Bodenbearbeitungsmechanismus bewegt. Wie im Folgenden näher erläutert wird, kann die Steuerung 406 die spezifische Position von Fremdkörpern in der darunterliegenden Fläche basierend auf den mehreren Sensoren 308 und dem GPS 306 identifizieren.
-
Das GPS 306 kann eine daran gekoppelte Antenne aufweisen. Die Antenne des GPS 306 kann Signale von Satelliten oder dergleichen empfangen, um die Position der Antenne mit dem GPS 306 zu bestimmen. Mit anderen Worten kann die physische Position der Antenne die Grundlage für die durch das GPS 306 identifizierte Position sein. In dem nicht einschränkenden Beispiel von 3 kann die Antenne an einem im Wesentlichen zentralen Abschnitt des Traktors 302 angeordnet sein. Die Antenne kann sich jedoch auch an anderen Stellen befinden. In einem anderen Beispiel kann sich die Antenne am vorderen, hinteren oder seitlichen Abschnitt des Traktors 302 befinden. In noch einer weiteren Ausführungsform kann sich die Antenne am Arbeitsgerät 304 und nicht am Traktor 302 befinden. Dementsprechend ist die bestimmte Position der Antenne für das GPS 306 nicht eingeschränkt, und diese Offenbarung berücksichtigt viele verschiedene Antennenpositionen.
-
Während diese Offenbarung die Positionierung der Antenne des GPS 306 an mehreren verschiedenen Stellen entlang des Traktors 302 oder des Arbeitsgeräts 304 berücksichtigt, kann die besondere Ausrichtung der mehreren Sensoren 308 in der Steuerung in Bezug auf die Antenne des GPS 306 gespeichert werden. Wie vorstehend beschrieben, können die mehreren Sensoren 308 mit der Steuerung kommunizieren, wenn der entsprechende Bodenbearbeitungsmechanismus mit Fremdkörpern in Berührung kommt. Um die Position der Fremdkörper genau zu bestimmen, kann die Steuerung die Position des jeweiligen Sensors T1-T5 in Bezug auf die Position bestimmen, die durch die Antenne des GPS 306 identifiziert wurde. Mit anderen Worten kann die Steuerung 406 die Position der Antenne für das GPS 306 bestimmen, wenn einer der mehreren Sensoren 308 Fremdkörper identifiziert. Anschließend kann die Steuerung 406 die Position der Fremdkörper bestimmen, indem sie vorgeladene Positionsversätze des entsprechenden Sensors T1-T5 in Bezug auf die Antenne anwendet.
-
In dem nicht einschränkenden Beispiel von 3 kann sich die Antenne am GPS 306 befinden. Weiterhin kann sich der Sensor T1 in einem Abstand T1 Y' von der Antenne entlang einer Y-Richtung 310 und einem Abstand T1 X' von der Antenne entlang einer X-Richtung 312 befinden. Der Abstand T1 Y' kann der Abstand sein, den der T1-Sensor entlang der Y-Richtung 310 von einer Y-Antennenachse 314 versetzt ist, die durch die Antenne des GPS 306 definiert ist. Gleichermaßen kann der Abstand T1 X' der Abstand sein, den der T1-Sensor entlang der X-Richtung 312 von einer X-Antennenachse 316 versetzt ist, die durch die Antenne des GPS 306 definiert ist.
-
Gleichermaßen kann sich der Sensor T2 in einem Abstand T2 Y' von der Antenne entlang der Y-Richtung 310 und einem Abstand T2 X' von der Antenne entlang der X-Richtung 312 befinden. Der Abstand T2 Y' kann der Abstand sein, den der T2-Sensor entlang der Y-Richtung 310 von der Y-Antennenachse 314 versetzt ist. Gleichermaßen kann der Abstand T2 X' der Abstand sein, den der T2-Sensor entlang der X-Richtung 312 von der X-Antennenachse 316 versetzt ist.
-
Der Sensor T3 kann sich in einem Abstand T3 Y' von der Antenne entlang der Y-Richtung 310 und einen Abstand T3 X' von der Antenne entlang der X-Richtung 312 befinden. Der Abstand T3 Y' kann der Abstand sein, den der T3-Sensor entlang der Y-Richtung 310 von der Y-Antennenachse 314 versetzt ist. Gleichermaßen kann der Abstand T3 X' der Abstand sein, den der T3-Sensor entlang der X-Richtung 312 von der X-Antennenachse 316 versetzt ist.
-
Gleichermaßen kann sich der Sensor T4 in einem Abstand T4 Y' von der Antenne entlang der Y-Richtung 310 und einem Abstand T4 X' von der Antenne entlang der X-Richtung 312 befinden. Der Abstand T4 Y' kann der Abstand sein, den der T4-Sensor entlang der Y-Richtung 310 von der Y-Antennenachse 314 versetzt ist. Gleichermaßen kann der Abstand T4 X' der Abstand sein, den der T4-Sensor entlang der X-Richtung 312 von der X-Antennenachse 316 versetzt ist.
-
Gleichermaßen kann sich der Sensor T5 in einem Abstand T5 Y' von der Antenne entlang der Y-Richtung 310 und einem Abstand T5 X' von der Antenne entlang der X-Richtung 312 befinden. Der Abstand T5 Y' kann der Abstand sein, den der T5-Sensor entlang der Y-Richtung 310 von der Y-Antennenachse 314 versetzt ist. Gleichermaßen kann der Abstand T5 X' der Abstand sein, den der T5-Sensor entlang der X-Richtung 312 von der X-Antennenachse 316 versetzt ist.
-
Der Abstand T1-T5 X' und der Abstand T1-T5 Y' können in jeder bekannten Abstandeinheit gemessen werden. So werden hierin alle Formen der Messung, beispielsweise Fuß, Zoll, Meter, Zentimeter und dergleichen, berücksichtigt, und diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Einheit zur Messung dieser Werte beschränkt. Weiterhin müssen die Werte X' und Y' keine Abstandeinheiten sein. Vielmehr können die Abstände X' und Y' Formeln oder Koordinatenversätze sein, die es der Steuerung ermöglichen, die richtigen GPS-Koordinaten des entsprechenden Sensors T1-T5 zu bestimmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann für jeden der Sensoren T1-T5 anstelle des oben beschriebenen Koordinatensystems ein Polarkoordinatensystem verwendet werden.
-
Unter Bezugnahme auf 4 ist nun ein schematisches Diagramm 400 einiger der hierin beschriebenen Systeme dargestellt. Im schematischen Diagramm 400 ist ein Bodenbearbeitungswerkzeug 402 als mit einem Werkzeugpositionssensor 404 gekoppelt oder anderweitig durch diesen überwacht dargestellt. Das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 kann eines der hierin beschriebenen Arbeitswerkzeuge 152, 154, 156, 158, 203, 226 oder eine der hinteren Befestigungen 170, 172, 174, 270 sein. Diese Offenbarung bezieht sich jedoch auch auf Bodenbearbeitungswerkzeuge, wie etwa Pflanzmaschinen und dergleichen. Dementsprechend wird hierin jede Art von Bodenbearbeitungswerkzeug, das mit Fremdkörpern auf oder in der darunterliegenden Fläche in Berührung kommen kann, berücksichtigt, und diese Offenbarung beschränkt sich nicht auf die angegebenen bestimmten Beispiele.
-
Weiterhin kann der Werkzeugpositionssensor 404 einer der zuvor beschriebenen Sensoren T1-T5 sein. In einigen nicht einschränkenden Beispielen kann der Werkzeugpositionssensor 404 ein Dehnungsmessstreifen oder ein Positionssensor sein. Diese Offenbarung ist jedoch nicht auf einen bestimmten Sensortyp beschränkt. In einem anderen Beispiel können die Werkzeugpositionssensoren 404 eine Kamera oder ein anderer optischer Sensor sein. Die Kamera kann Fremdkörper durch Abtasten der darunterliegenden Fläche oder durch Erkennen einer wesentlichen Bewegung des Bodenbearbeitungswerkzeugs 402 identifizieren. Dementsprechend wird hierin jeder Sensor betrachtet, der in der Lage ist, die Bewegung des Bodeneingriffswerkzeugs 402 oder Fremdkörper auf der darunterliegenden Fläche zu bestimmen, und diese Offenbarung beschränkt sich nicht auf die genau erörterten Sensoren.
-
Der Werkzeugpositionssensor 404 kann über die Kommunikationsleitungen 408 mit der Steuerung 406 kommunizieren. Die Steuerung 406 kann einen Prozessor 410 und eine Speichereinheit 412 aufweisen oder anderweitig mit diesem in Verbindung stehen. Die Kommunikationsleitungen 408 können ein Kabelbaum oder dergleichen sein, der den Werkzeugpositionssensor 404 elektrisch mit der Steuerung 406 koppelt. In dieser Konfiguration können elektrische Signale vom Werkzeugpositionssensor 404 über die Kommunikationsleitungen 408 an die Steuerung 406 gesendet werden. Die elektrischen Signale können von der Steuerung 406 verarbeitet werden, um eine Werkzeugposition zu bestimmen.
-
Während die Kommunikationsleitungen 408 hierin als Kabelbaum beschrieben werden, können die Kommunikationsleitungen 408 in anderen Ausführungsformen drahtlos sein. Insbesondere kann der Werkzeugpositionssensor 404 die elektrischen Signale drahtlos an die Steuerung 406 übertragen, anstatt über den oben beschriebenen Kabelbaum.
-
Ebenfalls in Kommunikation mit der Steuerung 406 über die Kommunikationsleitungen 408 steht ein GPS 414. Das GPS 414 kann das GPS 306 vom Traktor 302 oder eine völlig unabhängige GPS-Einheit sein. Alternativ kann das GPS 414 auch eine GPS-Einheit des Arbeitsgerätes 304 sein. Auf jeden Fall kann das GPS 414 der Steuerung 406 eine geografische Position einer Antenne des GPS 414 kommunizieren. Insbesondere kann das GPS 414 jederzeit die Koordinaten des GPS 414 an die Steuerung 406 senden. In einem nicht ausschließlichen Beispiel sendet das GPS 414 Daten, die den Längen- und Breitengrad des GPS 414 identifizieren.
-
Das GPS 414 und der Werkzeugpositionssensor 404 können die an die Steuerung 406 gesendeten Koordinaten und Signale bei jeder geeigneten Geschwindigkeit aktualisieren. In einem nicht ausschließlichen Beispiel können die Koordinaten des GPS 414 und die Signale des Werkzeugpositionssensors 404 mit 5 Hertz an die Steuerung 406 gesendet werden. Die Koordinaten und Signale können in der Speichereinheit 412 zwischengespeichert oder sofort gelöscht werden, wenn kein Ereignis ausgelöst wurde. Insbesondere kann die Steuerung 406 auch einen Signalfilteralgorithmus 416 auf die vom Werkzeugpositionssensor 404 empfangenen elektrischen Signale anwenden. Der Signalfilteralgorithmus 416 kann unerwünschte Störungen aus den elektrischen Signalen, wie etwa elektrische Störungen oder dergleichen, herausfiltern. Die Signalfilterung kann den elektrischen Signalwert über eine voreingestellte Zeit mitteln, um einen durchschnittlichen Signalwert zu bestimmen. Viele verschiedene Arten von Signalfilteralgorithmen werden hierin berücksichtigt, und diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Art von Signalfilteralgorithmus beschränkt.
-
Die Steuerung 406 kann dann eine Ereigniserkennung 418 basierend auf dem durchschnittlichen Signalwert zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführen. Die Ereigniserkennung 418 kann das Vergleichen des durchschnittlichen Signalwerts mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Ereignisschwellenwert beinhalten. Der Ereignisschwellenwert kann ein vorgegebener Wert sein, um zu identifizieren, wenn das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 mit unerwarteten Fremdkörper in Berührung kommt. Mit anderen Worten erkennt die Ereigniserkennung 418, wenn der Werkzeugpositionssensor 404 anzeigt, dass das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 mit einem Objekt in der darunterliegenden Fläche in Berührung gekommen ist.
-
Die Steuerung 406 kann auch Signale von einer Benutzerschnittstelle 420 und einer Datenübertragungsanordnung 422 senden und empfangen. Die Benutzerschnittstelle 420 kann die aktive Position des GPS 414 zusammen mit den entsprechenden Bodenbearbeitungswerkzeugen 402 anzeigen. Weiterhin kann die Benutzerschnittstelle 420 mindestens eine Benutzereingabe bereitstellen, die es dem Benutzer ermöglicht, eine Präferenz für die Steuerung 406 anzugeben. Wenn die Steuerung 406 beispielsweise ein Ereignis 418 identifiziert, kann die Benutzerschnittstelle 420 die Benutzereingabe bereitstellen, um Ereignispositionsdaten in der Speichereinheit 412 zu speichern, falls ausgewählt. Wenn die Benutzereingabe nicht ausgewählt ist oder eine Benutzereingabe ausgewählt ist, die anzeigt, dass der Benutzer die Ereignispositionsdaten nicht speichern wollte, werden die Ereignispositionsdaten aus der Speichereinheit entfernt.
-
Die Datenübertragungsanordnung 422 kann einen Kommunikationsausgang für die Steuerung 406 bereitstellen, um in der Speichereinheit 412 gespeicherte Informationen oder Live-Datenwerte an ein entferntes Gerät, wie etwa Computer, Tablett oder Smartphone, zu senden. Die Datenübertragungsanordnung 422 kann eine kabelgebundene Verbindungsschnittstelle, wie etwa Ethernet oder dergleichen, sein oder die Datenübertragungsanordnung 422 kann ein drahtloses Protokoll sein, das es der Steuerung 406 ermöglicht, Daten drahtlos an das entfernte Gerät zu senden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Benutzerschnittstelle 420 ein entferntes Gerät sein, das die Datenübertragungsanordnung 422 verwendet.
-
Während das Beispiel von 4 nur ein Bodenbearbeitungswerkzeug 402 und einen Werkzeugpositionssensor 404 zeigt, wird hierin eine beliebige Anzahl von Bodenbearbeitungswerkzeugen und Werkzeugpositionssensoren betrachtet. Insbesondere kann das in 3 dargestellte Beispiel fünf Bodeneingriffswerkzeuge aufweisen, die den fünf Werkzeugpositionssensoren (den mehreren Sensor 308) entsprechen, die mit der Steuerung 406 kommunizieren. Jeder der Werkzeugpositionssensoren kann wie oben beschrieben mit der Steuerung 406 kommunizieren. Dementsprechend ist diese Offenbarung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Werkzeugpositionssensoren oder Bodeneingriffswerkzeugen beschränkt.
-
Unter Bezugnahme auf 5 ist nun eine Ausführungsform einer Steuerungslogik 500 dargestellt. Die Steuerungslogik 500 kann mit den in 4 dargestellten und beschriebenen Systemen implementiert werden, jedoch ist diese Steuerungslogik 500 nicht auf eine derartige Konfiguration beschränkt. In Feld 502 kann die Steuerung 406 zunächst das elektrische Signal identifizieren, das vom Werkzeugpositionssensor 404 an die Steuerung 406 gesendet wird. Als nächstes kann die Steuerung 406 in Feld 504 die Signalfilterung 416 mit der Steuerung 406 implementieren, um ein durchschnittliches elektrisches Signal über eine bestimmte Zeit zu identifizieren. Während die Signalfilterung von Feld 504 als Mittelung eines elektrischen Signals über die Zeit beschrieben wird, werden auch andere Filter berücksichtigt, und diese Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Art von Signalfilter beschränkt.
-
In Feld 506 bestimmt die Steuerung 406, ob das gefilterte Signal einen in der Speichereinheit 412 der Steuerung 406 gespeicherten Ereignisschwellenwert überschreitet. Der Ereignisschwellenwert kann jeder Signalwert sein, der über den erwarteten Signalwerten liegt. Wenn beispielsweise das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 mit einem losen Boden in Berührung kommt, sind geringfügige Verschiebungsabweichungen des Bodenbearbeitungswerkzeugs 402 zu erwarten, und der Ereignisschwellenwert kann so eingestellt werden, dass die Steuerung 406 ein Ereignis bei geringfügigen Verschiebungsabweichungen nicht identifiziert. Wenn das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 jedoch mit einem Gestein oder dergleichen in Berührung kommt, kann das Bodenbearbeitungswerkzeug 402 in eine Kontaktposition übergehen, in der eine wesentliche Abweichung in der Position des Bodenbearbeitungswerkzeugs 402 durch den Werkzeugpositionssensor 404 identifiziert werden kann. Die wesentliche Abweichung kann über dem Ereignisschwellenwert liegen, und die Steuerung 406 kann die erhebliche Abweichung als Ereignis in Feld 506 identifizieren. Das heißt, in Feld 506 bestimmt die Steuerung 406, ob ein Werkzeugpositionssensor 404 anzeigt, dass das entsprechende Bodenbearbeitungswerkzeug 402 mit ausreichend großen Fremdkörpern in Berührung gekommen ist, um den gespeicherten Ereignisschwellenwert zu überschreiten.
-
Wenn in Feld 506 kein Ereignis erkannt wird, endet die Steuerungslogik 500 in Feld 508. Nachdem das Steuersystem 500 in Feld 508 endet, überwacht es weiterhin die vom Werkzeugpositionssensor 404 empfangenen Signale. Wenn außerdem ein neues Signal in Feld 502 identifiziert wird, fährt das Steuersystem 500 wie hierin beschrieben mit den restlichen Feldern fort. Mit anderen Worten endet die Steuerungslogik in Feld 508 nur in Bezug auf diese bestimmte Signalanalyse, überwacht aber weiterhin andere Signale.
-
Wenn ein Ereignis in Feld 506 identifiziert wird, verwendet die Steuerung das GPS 414 und Daten, die in der Speichereinheit der Steuerung gespeichert sind, um die Position des Ereignisses in Feld 510 zu bestimmen. Insbesondere kann die Steuerung 406 die Offsetwerte X' und Y' von 3 für jeden Werkzeugpositionssensor 404 in der Speichereinheit 412 gespeichert haben. Wenn das Ereignis in Feld 506 erkannt wird, identifiziert die Steuerung 406 die GPS-Koordinaten zum Zeitpunkt des Ereignisses unter Verwendung des GPS 414 und des spezifischen Sensors, der das Ereignis identifiziert hat (z. B. Sensoren T1-T5 von 3). Die Steuerung 406 bestimmt dann die genaue Position des Ereignisses, indem sie die GPS-Koordinaten um die X'- und Y'-Werte versetzt, die dem Sensor T1-T5 entsprechen, der das Ereignis erkannt hat. Wenn beispielsweise der Sensor T4 das Ereignis erkannt hat, würde die GPS-Koordinate um T4 X' in X-Richtung 312 und T4 Y' in Y-Richtung 310 versetzt, um die genaue Ereignisposition zu bestimmen.
-
Sobald die Ereignisposition in Feld 510 bestimmt ist, kann eine Warnung oder eine andere Anzeige des Ereignisses an die Benutzerschnittstelle 420 in Feld 512 gesendet werden. Die Anzeige des Ereignisses kann ein Licht, Ton oder ein anderes Anzeichen sein, das an den Benutzer gesendet wird, um anzuzeigen, dass ein Ereignis von der Steuerung 406 erkannt wurde. In einem nicht ausschließlichen Beispiel kann die Anzeige des Ereignisses eine Karte beinhalten, die die Position des Ereignisses anzeigt. In weiteren Ausführungsformen kann die Anzeige des Ereignisses eine visuelle Meldung auf der Benutzerschnittstelle 420 sein, die erklärt, dass ein Ereignis erkannt wurde. Weiterhin kann in einer weiteren Ausführungsform ein Audioalarm ertönen, wenn die Steuerung 406 ein Ereignis identifiziert.
-
In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Steuerung 406 eine Benutzerbestätigung verlangen, bevor sie die Position in Feld 514 markiert. Insbesondere kann die Steuerung 406, nachdem die Anzeige des Ereignisses an den Benutzer in Feld 512 gesendet wurde, über eine Benutzereingabe eine Benutzerbestätigung anfordern. Die Benutzereingabe kann eine Auswahlmöglichkeit auf der Benutzerschnittstelle 420 oder eine separate Benutzereingabe sein, wie etwa eine Drucktaste oder dergleichen, die im Traktor 302 positioniert ist. Unabhängig von der Form der Benutzereingabe kann sie der Steuerung anzeigen, ob der Benutzer die Position des identifizierten Ereignisses markieren möchte. Insbesondere, wenn der Benutzer die Benutzereingabe nach einer voreingestellten Zeit nicht auswählt, oder wenn der Benutzer beschließt, das Ereignis zu ignorieren, kann die Steuerung 406 die Steuerungslogik 500 in Bezug auf dieses spezielle Signal in Feld 516 beenden. In Feld 516 kann die Steuerung 406 die zuvor bestimmte Ereignisposition löschen und zu Feld 502 zurückkehren.
-
Wenn die Benutzereingabe jedoch ausgewählt ist, kann die Steuerung 406 dann fortfahren, die Ereignisposition in Feld 518 zu markieren. Durch Markieren der Ereignisposition kann die Steuerung 406 die in Feld 510 bestimmten GPS-Koordinaten des Ereignisses in der Speichereinheit 412 der Steuerung 406 oder einem anderen Speicherort speichern. Weiterhin kann die Steuerung 406 die Datenübertragung 422 verwenden, um die GPS-Koordinaten der Ereignisposition an ein entferntes Gerät zu übertragen. Die Position 518 kann in der Speichereinheit 412 markiert bleiben, bis der Benutzer die Daten über die Datenübertragung 422 herunterlädt, oder sie kann auf der Speichereinheit verbleiben, bis der Benutzer die Ereignisposition mit der Benutzerschnittstelle 420 löscht. Mit anderen Worten können die GPS-Koordinaten des von der Steuerung 406 identifizierten Ereignisses für eine spätere Überprüfung beibehalten werden.
-
In einer Ausführungsform, die hierin betrachtet wird, dürfen keine Felder 512, 514 und 516 vorhanden sein. In dieser Ausführungsform kann die Steuerung 406, wenn in Feld 510 eine Ereignisposition bestimmt wird, das Ereignis in Feld 518 wie oben beschrieben markieren. In dieser Ausführungsform können alle Ereignispositionen ohne Benutzerinteraktion automatisch markiert werden. Wenn der Benutzer im Einsatz eine Arbeitsroutine mit dem Traktor 302 und dem Arbeitsgerät 300 abgeschlossen hat, kann er alle identifizierten Ereignispositionen über die Datenübertragung 422 von der Speichereinheit 412 herunterladen. Alternativ kann die Steuerung 406 jedes Mal, wenn eine Ereignisposition in Feld 510 bestimmt wird, automatisch die Datenübertragung 422 verwenden, um die Ereignisposition auf einem entfernten Gerät zu markieren.
-
In einem nicht ausschließlichen Beispiel, das sich auf die 3-5 bezieht, kann ein Benutzer beabsichtigen, einen Arbeitsprozess auf einer darunterliegenden Fläche auszuführen oder anderweitig ein Feld zu bearbeiten. Der Benutzer kann sich im Traktor 302 befinden, der mit dem Arbeitsgerät 304 gekoppelt ist, und die Benutzerschnittstelle 420 sich in der Nähe des Benutzers befinden. Die Benutzerschnittstelle kann ein Touchscreen-Display oder dergleichen sein, was es dem Benutzer ermöglicht, die Komponenten des Traktors 302 und unter anderem des Arbeitsgerätes 304 zu steuern. Darüber hinaus kann jeder der Sensoren T1-T5 so positioniert werden, dass er erkennt, wann die entsprechenden Bodenbearbeitungsmechanismen mit Fremdkörpern in Kontakt kommen. In diesem Beispiel kann jeder der Sensoren T1-T5 Werkzeugpositionssensoren 404 sein und elektrische Signale an die Steuerung 406 senden, die die Position der entsprechenden Bodenbearbeitungswerkzeuge 402 anzeigen, während der Benutzer das Feld weiter bearbeitet. Die Steuerung 406 kann im Wesentlichen gleichzeitig die Signalidentifikations-, Filter- und Ereigniserkennungsfelder 502, 504, 506 für jeden der Sensoren T1-T5 während des Arbeitsprozesses ausführen. Wenn einer der Sensoren T1-T5 ein Ereignis identifiziert, bestimmt die Steuerung 406 die Ereignisposition, wie sie dem jeweiligen Sensor T1-T5 entspricht, und fährt wie oben beschrieben mit der Steuerungslogik 500 fort.
-
In diesem Beispiel kann der Benutzer, sobald er mit der Bearbeitung des Feldes fertig ist, alle Stellen überprüfen, die während des Prozesses markiert wurden. Insbesondere kann der Benutzer die Benutzerschnittstelle 420 verwenden, um die für jedes Ereignis identifizierte geografische Position anzuzeigen. Darüber hinaus kann der Benutzer eine Karte oder andere Daten herunterladen, die jede für jedes Ereignis identifizierte Position über die Datenübertragung 422 anzeigen. Der Benutzer kann dann zum Feld zurückkehren und jede Stelle inspizieren, an der Fremdkörper über die Sensoren T1-T5 identifiziert wurden. Der Benutzer kann dann die Möglichkeit haben, die Fremdkörper zu entfernen, um zukünftige Maschinenschäden zu vermeiden.
-
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Werkzeugpositionssensoren 404 eine Kamera oder ein anderer optischer Sensor sein. Die Kamera kann Fremdkörper durch Abtasten der darunterliegenden Fläche oder durch Erkennen einer wesentlichen Bewegung des Bodenbearbeitungswerkzeugs identifizieren. Diese Ausführungsform kann die Steuerungslogik 500, wie vorstehend für die Sensoren T1-T5 beschrieben, verwenden, implementiert aber Kameras anstelle der hierin beschriebenen Positionssensoren.
-
Während diese Offenbarung in Bezug auf mindestens eine Ausführungsform beschrieben wurde, kann die vorliegende Offenbarung im Sinne und Umfang dieser Offenbarung weiter modifiziert werden. Diese Anmeldung soll somit jegliche Variationen, Verwendungen oder Anpassungen der Offenbarung unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abdecken. Ferner soll diese Anmeldung solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, wie sie in der bekannten oder üblichen Praxis auf dem Fachgebiet, die diese Offenbarung betreffen und die in die Grenzen der beigefügten Ansprüche fallen, enthalten sind.