DE102019005880A1

DE102019005880A1 - Rückstandsmonitoring

Info

Publication number: DE102019005880A1
Application number: DE102019005880.1A
Authority: DE
Inventors: Kevin Shinners; Cyros Nigon
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-02-27
Also published as: BR102019017404A2; BR102019017404B1; US20200060082A1; US11589510B2

Abstract

Ein Rückstandsmanagementsystem oder Verfahren kann für eine landwirtschaftliche Erntemaschine implementiert werden, die ein Rückstandsverarbeitungssystem umfasst. Eine Sensoranordnung kann mit einer oder mehreren Komponenten des Rückstandsverarbeitungssystems in Verbindung stehen. Die Sensoranordnung kann dazu eingerichtet sein, über eine Breite eines Stroms der Ernterückstände Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch das Rückstandsverarbeitungssystem zu messen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/721,040 mit dem Titel „Residue Monitoring“ (Rückstandsmonitoring), eingereicht am 22. August 2018, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit gewürdigt ist.
Hintergrund
Der Bedarf an einer größeren Produktivität bei der landwirtschaftlichen Ernte hat zu relativ breiten Vorsatzgeräten für landwirtschaftliche Erntemaschinen („Erntemaschinen“) geführt, auch im Hinblick auf Getreideplattformen und Maisvorsatzgeräte. Dadurch werden relativ große Mengen an Erntegut zur Verarbeitung in den Erntemaschinen konzentriert, was eine entsprechende Konzentration von Ernterückständen (manchmal als anderes Material als Getreide (englisch: „material other than grain (MOG)“ bezeichnet) einschließt.
Aus verschiedenen Gründen kann es sinnvoll sein, Ernterückstände während der Ernte relativ gleichmäßig auf einem Feld zu verteilen. Ein geeignetes Rückstandsmanagement kann beispielsweise dabei helfen, durch einen Nährstoffkreislauf und eine Verhinderung von Erosion die Bodenproduktivität zu erhalten. Die relativ große Fläche, auf der Erntegut in einem einzelnen Durchgang eingebracht werden kann, kann jedoch im Hinblick auf eine zweckmäßig gleichmäßige Verteilung von Ernterückständen von Erntemaschinen zurück auf ein Feld eine Herausforderung darstellen. Dies kann bei manchen Anwendungen besonders zutreffen, bei denen Ernterückstände mit relativ großer charakteristischer Größe erwünscht sind.
Zusammenfassung
Manche Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Rückstandsmanagementsystem für eine landwirtschaftliche Erntemaschine bereit, die einen Häcksler mit einer Messanordnung zum Zerkleinern von Ernterückständen umfasst. Eine Sensoranordnung kann mit einer oder mehreren Komponenten des Häckslers in Verbindung stehen. Die Sensoranordnung kann dazu eingerichtet sein, basierend auf einer Messung von auf die Messeranordnung wirkenden Kräften der Ernterückstände über eine Breite eines Stroms der Ernterückstände Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch den Häcksler zu messen.
Manche Ausführungsformen der Erfindung stellen eine landwirtschaftliche Erntemaschine bereit, die ein Vorsatzgerät, das dazu eingerichtet ist, Erntegut einzubringen, ein Rückstandsverarbeitungssystem, das dazu eingerichtet ist, vom eingebrachten Erntegut getrennte Ernterückstände zu verarbeiten, und ein Rückstandsmanagementsystem umfasst. Das Rückstandsmanagementsystem kann eine Sensoranordnung umfassen, die mit einer oder mehreren Komponenten des Rückstandsverarbeitungssystems in Verbindung steht. Die Sensoranordnung kann dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch das Rückstandsverarbeitungssystem zu messen, und eine Mehrzahl Sensoren umfassen, die über eine Breite des Rückstandsverarbeitungssystems verteilt ist, um an verschiedenen Stellen über die Breite des Rückstandsverarbeitungssystems Indikatoren des Massendurchsatzes zu messen.
Manche Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Verfahren zum Verwalten von Ernterückständen für eine landwirtschaftliche Erntemaschine bereit, das eine oder mehrere Prozessoreinrichtungen verwendet. Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch einen Häcksler können unter Verwendung einer Sensoranordnung gemessen werden. Eine Verteilung der Ernterückstände im Häcksler und/oder ein Gesamtmassendurchsatz der Ernterückstände durch den Häcksler können basierend auf den Indikatoren des Massendurchsatzes bestimmt werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines in einem Mähdrescher verbauten Rückstandsmanagementsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine schematische Teilansicht des Rückstandsmanagementsystems und eines Zerkleinerungshäckslers des Mähdreschers aus 1;
3 ist eine isometrische Ansicht einer Sensoranordnung an einem stationären Messerbalken einer Erntemaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 ist eine isometrische Ansicht der Sensoranordnung und des stationären Messerbalkens aus 3, die in einem Zerkleinerungshäcksler verbaut sind, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine isometrische Ansicht einer Aufprallsensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
6 ist eine isometrische Ansicht der in einem Häcksler einer Erntemaschine verbauten Aufprallsensoranordnung aus 5 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
7 und 8 sind isometrische Ansichten eines Zerkleinerungshäckslers einer Erntemaschine mit einer Dehnungssensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
9 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Verwalten von Ernterückständen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Genaue Beschreibung
Die folgende Besprechung dient dazu, es einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, Ausführungsformen der Erfindung herzustellen und zu verwenden. Für Fachleute auf dem Gebiet sind verschiedene Modifikationen der dargestellten Ausführungsformen leicht ersichtlich und hierin angegebene allgemeine Grundlagen lassen sich auf andere Ausführungsformen und Anwendungen anwenden, ohne von den Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Daher sollen die Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt werden, vielmehr soll ihnen der breiteste Umfang eingeräumt werden, der mit den hierin offenbarten Grundlagen und Merkmalen in Einklang steht. Die folgende genaue Beschreibung ist unter Bezugnahme auf die Figuren zu lesen, in denen gleiche Elemente in verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen aufweisen. Die Figuren, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, stellen ausgewählte Ausführungsformen dar und sollen den Umfang der Ausführungsformen der Erfindung nicht einschränken. Qualifizierte Handwerker werden erkennen, dass die hierin vorgesehenen Beispiele zahlreiche zweckdienliche Alternativen aufweisen und in den Umfang der Ausführungsformen der Erfindung fallen.
Es versteht sich ferner, dass die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie der Beschreibung dient und nicht als Einschränkung anzusehen ist. Die Verwendung von „einschließlich“, „umfassend“ oder „mit“ und Varianten davon soll die nachstehend aufgeführten Objekte und deren Äquivalente sowie zusätzliche Objekte einschließen. Sofern nicht anderweitig angegeben oder eingeschränkt, werden die Begriffe „befestigt“, „verbunden“, „gehalten“ und „gekoppelt“ und Varianten davon breit verwendet und umfassen sowohl direkte als auch indirekte Befestigungen, Verbindungen, Halterungen und Kopplungen. Des Weiteren sind „verbunden“ und „gekoppelt“, sofern nicht anderweitig angegeben oder eingeschränkt, nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Ausführungsformen der Erfindung können als Systeme und/oder Verfahren implementiert sein, die computerimplementierte Verfahren umfassen. Manche Ausführungsformen der Erfindung können eine mit der nachfolgenden Besprechung in Einklang stehende Einrichtung, wie etwa einen Spezial- oder Universal-Computer mit unterschiedlicher Computerhardware, -software, -firmware usw. umfassen (oder nutzen).
Bei manchen Implementierungen können Aspekte der Erfindung, die computergestützte Implementierungen von erfindungsgemäßen Verfahren umfassen, unter Verwendung von standardmäßigen Programmier- und/oder Ingenieurtechniken zum Herstellen von Software, Firmware, Hardware oder einer beliebigen Kombination daraus zum Steuern einer computer- oder prozessorbasierten Einrichtung zum Implementieren hierin ausführlich besprochener Aspekte als System, Verfahren, Vorrichtung oder Herstellungsartikel implementiert werden. Sofern nicht anderweitig angegeben oder eingeschränkt, soll der hierin verwendete Begriff „Herstellungsartikel“ ein Computerprogramm umfassen, auf das von einer/einem beliebigen computerlesbaren Einrichtung, Träger (z.B. nichtflüchtige Signale) oder Medium (z.B. nichtflüchtige Medien) aus zugegriffen werden kann. Computerlesbare Medien können z.B. magnetische Speichereinrichtungen (z.B. ein Laufwerk, eine Diskette, ein Magnetstreifen usw.), optische Platten (z.B. eine CD, eine DVD usw.), Smartkarten und Flash-Speichereinrichtungen (z.B. eine Karte, einen Stick) umfassen. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass eine Trägerwelle eingesetzt werden kann, um computerlesbare elektronische Daten, wie etwa solche, die beim Senden und Empfangen von E-Mails oder beim Zugriff auf ein Netzwerk, wie etwa das Internet oder ein lokales Netz (LAN), verwendet werden, zu transportieren. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass an diesen Ausgestaltungen zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang oder Gedanken des beanspruchten Gegenstands abzuweichen.
Im Zusammenhang mit einer computergestützten Implementierung der Ausführungsformen der Erfindung sollen sich die hierin verwendeten Begriffe „Komponente“, „System“, „Modul“ und dergleichen, sofern nicht anderweitig angegeben oder eingeschränkt, auf Aspekte eines computerbezogenen Systems beziehen, das Hardware, Software, eine Kombination aus Hardware und Software oder in Ausführung befindliche Software umfassen kann. Eine Komponente oder ein Modul einer computergestützten Implementierung kann beispielsweise eine Prozessoreinrichtung, ein auf einer Prozessoreinrichtung laufender Prozess, ein Programmierungsobjekt, eine ausführbare Datei, ein Ausführungsstrang, ein Programm und/oder ein Computer sein. Als Beispiel zur Veranschaulichung können beispielsweise sowohl eine auf einem Computer laufende Anwendung als auch der Computer selbst eine Komponente oder ein Modul sein. Bei manchen Implementierungen können ein(e) oder mehrere Komponenten, Systeme oder Module in einem Prozess und/oder Ausführungsstrang angesiedelt, auf einen Computer örtlich begrenzt, auf zwei oder mehr Computer oder Prozessoren verteilt und/oder in einer/einem anderen Komponente, System oder Modul enthalten sein.
Manche Ausführungsformen der Erfindung können Verfahren mit mehreren Operationen umfassen. Sofern nicht anderweitig angegeben oder eingeschränkt (d.h. sofern nicht grundsätzlich erforderlich), sollen hierin für bestimmte Ausführungsformen dargelegte Reihenfolgen von Operationen lediglich als Beispiele dienen.
Wie vorstehend erwähnt, kann es sinnvoll sein, Ernterückstände von Erntemaschinen mit zweckmäßiger Gleichmäßigkeit zu verteilen. Manche herkömmlichen Rückstandsmanagementansätze können es ermöglichen, Betriebsparameter von Erntemaschinen auch während eines aktiven Betriebs der Erntemaschinen genau zu steuern. Beispielsweise können Bediener Rückstandsverteilungssysteme anpassen, um Umweltfaktoren, wie etwa Windgeschwindigkeit und -richtung, abfallendes Gelände usw., Rechnung zu tragen. Herkömmlichen Systemen können jedoch genaue Informationen hinsichtlich der tatsächlichen Verteilung von Ernterückständen in der relevanten Erntemaschine fehlen, die Systemanpassungen sinnvoll anleiten könnten. Neben anderen Vorteilen können die Ausführungsformen der Erfindung ein Monitoring (Überwachung) und andere Aufgaben zweckmäßig ausführen, um dieses Problem anzugehen.
Bei manchen Ausführungsformen können beispielsweise erfindungsgemäße Systeme oder Verfahren die räumliche Verteilung von Ernterückständen (z.B. Links-Rechts-Verteilung) in einer relevanten Erntemaschine zweckdienlich bestimmen. Diese räumliche Verteilung kann dann ggf. dazu verwendet werden, das Verstreuen von Rückständen von einer Erntemaschine auf ein Feld effektiver zu überwachen und zu steuern. Daher können die Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dabei helfen, eine verbesserte räumliche Verteilung von Ernterückständen auf einem Feld zu unterstützen und dadurch dabei helfen, eine zweckmäßig gleichmäßige Bedeckung und einen Schutz der Bodenoberfläche sicherzustellen.
Entsprechend der obigen Besprechung können Ausführungsformen der Erfindung eine Sensoranordnung umfassen, die dazu eingerichtet ist, Indikatoren eines ErnterückstandsMassenstroms innerhalb einer Erntemaschine zu messen. Beispielsweise können ein oder mehrere Last-, Drehmoment- oder Dehnungssensoren mit einer Komponente (z.B. einem Zerkleinerungshäcksler) eines Rückstandsverarbeitungssystems einer Erntemaschine verbunden werden, um eine Last, ein Drehmoment oder eine Dehnung als Indikator eines Massendurchsatzes von Ernterückständen durch den Häcksler zu messen. Basierend auf den gemessenen Indikatoren kann eine Prozessoreinrichtung dann eine seitliche Verteilung von Ernterückständen im Rückstandsmanagementsystem, einen Hauptmassenstrom oder lokalen Massenstrom von Ernterückständen im Häcksler oder andere darauf bezogene Messungen bestimmen.
Andere Ausführungsformen der Erfindung lassen sich in Bezug auf andere Arten von Erntemaschinen implementieren. 1 zeigt beispielsweise ein zur Verwendung mit einem Mähdrescher 22 verbautes Ernterückstandsmanagementsystem 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im Allgemeinen kann ein Vorsatzgerät 24 des Mähdreschers 22 Erntegut von einem Feld einbringen und das Erntegut zur Verarbeitung in den Körper des Mähdreschers 22 führen. Dadurch kann das Erntegut in einen einbehaltenen Anteil (z.B. Getreide) und Ernterückstände (z.B. MOG) aufgeteilt werden. Die Ernterückstände werden durch einen internen Mechanismus des Mähdreschers 22 zu einem Rückstandsmanagementsystem geführt, das einen Häcksler 26 umfasst, der allgemein dazu eingerichtet ist, die Ernterückstände in Stücke mit zweckmäßiger Größenverteilung zu zerteilen.
Unter Verwendung einer Vielzahl von Sensoren, wie etwa Lastsensoren, Drehmomentsensoren, Dehnungssensoren, Aufprallsensoren usw. kann das Ernterückstandsmanagementsystem 20 Indikatoren des Massendurchsatzes der Ernterückstände messen, die den Häcksler 26 durchlaufen. Sinnvollerweise kann das Ernterückstandsmanagementsystem 20 bei manchen Ausführungsformen an mehreren diskreten oder durchgehenden Stellen über eine Breite (z.B. eine volle Breite) des Ernterückstandsmassenstroms Indikatoren des Massendurchsatzes von Ernterückständen messen. Auf diese Weise kann beispielsweise die Verteilung von Ernterückständen auf einer relevanten Fläche bestimmt werden und es können ggf. an anderen Rückstandsverteilungssystemen Anpassungen vorgenommen werden.
Bei anderen Ausführungsformen können Häcksler und andere Komponenten von Ernterückstandsmanagementsystemen auf vielfältige Art und Weise ausgestaltet werden. Bei dem Mähdrescher 22 ist der Häcksler 26, wie ebenfalls in 2 gezeigt, als rotierender Schlegelhäcksler ausgeführt, der eine rotierende Messeranordnung 28 aufweist, die als Häckslerrotor mit einer rotierenden Anordnung von Messern 32 ausgeführt ist. Dementsprechend ist eine stationäre Messeranordnung 30 als stationärer Balken von Messern ausgeführt, die mit den Messern des Häckslerrotors ineinander greifen. Eine Drehung der Messer 32 des Häckslerrotors vorbei an den Messern der stationären Messeranordnung 30 kann demgemäß bewirken, dass die Ernterückstände in geeignete Größen zerteilt (z.B. geschnitten, zertrümmert, geknickt, gebrochen usw.) werden. Des Weiteren kann die Bewegung des Häckslerrotors oder anderer Komponenten die Ernterückstände nach hinten treiben, so dass diese durch ein Rückstandsverteilungssystem des Mähdreschers 22 auf einem Feld verstreut werden.
Bei manchen Ausgestaltungen kann die stationäre Messeranordnung 30 aus dem Ernterückstandsstrom zurückgezogen werden, was bei Feldfrüchten, wie etwa Mais, oder in einem anderen Zusammenhang zweckmäßig sein kann. Bei manchen Ausgestaltungen kann die stationäre Messeranordnung 30 in Bezug auf die rotierenden Messeranordnung 28 oder andere Komponenten auf eine beliebige Anzahl Positionen eingestellt werden. Beispielsweise kann die stationäre Messeranordnung 30 eingestellt werden, so dass sie zwischen einer maximalen Ausfahrposition und einer minimalen Ausfahrposition bis zu einem gewünschten Grad in den Weg der Messer 32 der rotierenden Messeranordnung 28 hineinragt.
Gewisse Einzelheiten des Ernterückstandsmanagementsystems 20 sind in 2 zusammen mit der speziellen Ausgestaltung des Häckslers 26 dargestellt. Bei anderen Ausführungsformen kann das Ernterückstandsmanagementsystem 20 oder ein anderes ähnliches System zusammen mit Häckslern oder Erntemaschinen unterschiedlicher Ausgestaltung genutzt werden.
Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das Rückstandsmanagementsystem eine Sensoranordnung 40, die allgemein dazu eingerichtet ist, Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen zu erfassen, die den Häcksler 26 durchlaufen. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Sensoranordnung dazu eingerichtet sein, andere Arten von Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen zu erfassen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Sensoranordnung 40 dazu eingerichtet sein, auf die stationäre Messeranordnung 30 oder auf einen Abschnitt eines Gehäuses 42 des Häckslers 26 wirkende Kräfte zu messen. Wie auch nachstehend besprochen, können beispielsweise auf Messer der stationären Messeranordnung 30 wirkende Lasten, Aufpralle auf Platten des Gehäuses 42 oder eine Dehnung oder Verformung des Gehäuses 42 als Indikatoren eines Massendurchsatzes des Ernterückstandsstroms gemessen werden.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Sensoranordnung 40a, die der Sensoranordnung 40 ähneln oder Teil derselben sein kann, dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massenstroms von Ernterückständen über die rotierende Messeranordnung 28 zu messen. Wie ebenfalls nachstehend besprochen, können beispielsweise auf Messer der stationären Messeranordnung 30 wirkende Lasten oder Aufpralle, ein Drehmoment oder eine andere Belastung, das/die auf Abschnitte des Rotors der rotierenden Messeranordnung 28 wirkt, oder eine Dehnung oder Verformung anderer Komponenten der rotierenden Messeranordnung 28 als Indikatoren eines Massendurchsatzes des Ernterückstandsstroms gemessen werden.
Bei manchen Ausführungsformen können Indikatoren eines Massenstroms von Ernterückständen über die Breite (z.B. volle Breite) des Häckslers 26 oder eines anderen Systems an mehreren Stellen gemessen werden. Beispielsweise kann die Sensoranordnung 40 oder die Sensoranordnung 40a dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen an einer oder mehreren zentralen Stellen, einer oder mehreren Stellen auf der rechten Seite und einer oder mehreren Stellen auf der linken Seite in Bezug auf den Häcksler 26 zu messen. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um dabei zu helfen, die relative Skala eines Massendurchsatzes von Ernterückständen zu bestimmen, die verschiedene Teile des Häckslers 26 durchlaufen. Des Weiteren können bei manchen Ausführungsformen an mehreren Stellen in einem Häckslers durchgeführte Messungen eines Massendurchsatzes von Ernterückständen kombiniert werden, um eine Schätzung des Gesamtmassenstroms von Ernterückständen durch den Häcksler bereitzustellen.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine elektronische Verarbeitungseinrichtung dazu verwendet werden, durch eine relevante Sensoranordnung gesammelte Daten zu analysieren. Wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise eine Prozessoreinrichtung 44 mit einem zugeordneten Speicher 46 dazu eingerichtet sein, mit der Sensoranordnung 40 (oder anderen Sensoranordnungen) zu kommunizieren. Auf diese Weise kann die Prozessoreinrichtung 44 beispielsweise den gemessenen Indikatoren entsprechende Signale von der Sensoranordnung 40 (oder anderen) empfangen und basierend auf den empfangenen Signalen geeignete Berechnungen durchführen (z.B. basierend auf zuvor kalibrierten Korrelationen), um den Massendurchsatz der Ernterückstände zu bestimmen.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Prozessoreinrichtung 44 im Mähdrescher 22 enthalten sein und die Kommunikation zwischen Sensoranordnungen und der Prozessoreinrichtung 44 sowie zwischen den Sensoranordnungen und der Prozessoreinrichtung 44 und verschiedenen anderen Geräten kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Eine drahtlose Kommunikation kann beispielsweise bei bordinternen Ausgestaltungen der Prozessoreinrichtung 44 sinnvoll sein, um die Zuverlässigkeit allgemein zu erhöhen und auch die Kommunikationsarchitektur bei Ausgestaltungen zu vereinfachen, bei denen eine Sensoranordnung an einer rotierenden Komponente, wie etwa der rotierenden Messeranordnung 28, angeordnet ist. Bei manchen Ausführungsformen kann die Prozessoreinrichtung 44 vom Mähdrescher 22 entfernt angeordnet und die Kommunikation mit der Prozessoreinrichtung 44 zumindest teilweise drahtlos sein.
Bei manchen Ausführungsformen kann der Speicher 46 dazu genutzt werden, Daten zu speichern, die für die Analyse von Signalen von der Sensoranordnung 40 oder Analyse anderer relevanter Daten, die etwa beispielsweise über eine externe Benutzerschnittstelle eingegeben werden können, relevant sind. In manchen Fällen können beispielsweise Informationen, die die Art des eingebrachten Ernteguts, den erwarteten (oder tatsächlichen) Wassergehalt des Ernteguts, Betriebszustände des Mähdreschers 22, Umweltbedingungen oder andere Faktoren betreffen, dazu verwendet werden, Messungen von Aufprallkräften, Dehnungen, Drehmomenten, Schnittlasten usw. mit tatsächlichen Massendurchsätzen des relevanten Ernterückstandsstroms zu korrelieren. In diesem Zusammenhang kann es manchmal sinnvoll sein, beispielsweise Nachschlagetabellen oder andere Datenstrukturen zur Verwendung in Kombination mit Signalen von der Sensoranordnung 40 im Speicher 46 zu speichern, um die Genauigkeit zu verbessern, mit der der Massendurchsatz von Ernterückstandsmassenströmen bestimmt werden kann. Bei manchen Implementierungen können relevante andere Faktoren beispielsweise eine Anzahl in einer stationären oder rotierenden Messeranordnung verbauter Messer, die Betriebsstunden eines Messersatzes oder anderer Komponenten, Kalibrierungsdaten verschiedener Komponenten usw. umfassen.
Bei anderen Ausführungsformen kann eine Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet sein, eine Verteilung von Ernterückständen über eine relevante Breite eines Häckslers auf verschiedene Art zu bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen kann die Prozessoreinrichtung 44 dazu eingerichtet sein, basierend auf der relativen Skala (z.B. Stärke) der von der Sensoranordnung 40 empfangenen Signale eine relative Verteilung eines Ernterückstandsstroms zu bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen können, wie ebenfalls vorstehend erwähnt, die durch die Signale repräsentierten Messungen in Skalarwerte (z.B. Absolutwerte) des Ernterückstands-Massendurchsatzes umgesetzt werden. Bei manchen Ausführungsformen können Skalarwerte eines Massendurchsatzes von Ernterückständen kombiniert (z.B. mit einer geeigneten Gewichtung addiert) werden, um über eine gesamte relevante Breite des Häckslers 26 einen Gesamtmassenstrom oder -massendurchsatz von Ernterückständen zu bestimmen.
Bei manchen Ausführungsformen kann die Prozessoreinrichtung 44 dazu eingerichtet sein, basierend auf den durch die Mehrzahl Sensoren gemessenen Indikatoren des Massendurchsatzes von Ernterückständen innerhalb einer relevanten Breite ein effektives Zentrum eines Massenstroms von Ernterückständen zu berechnen. Beispielsweise kann die Prozessoreinrichtung 44 in Bezug auf eine Ursprungsposition (z.B. einen Mittelpunkt) längs der relativen Breite ein gewichtetes Mittel gemessener Kräfte, Dehnungen oder anderer Faktoren berechnen. Die Position des gewichteten Mittels in Bezug auf den Ursprung kann dann als relativer Indikator des Gleichgewichts (oder Ungleichgewichts) oder der Gleichmäßigkeit der Massenstromverteilung von Ernterückständen über die relevante Breite bereitgestellt werden.
3 und 4 zeigen ein Rückstandsmanagementsystem 60 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das auch in einem Häcksler 62 verbaut ist (siehe 4). Bei der dargestellten Ausführungsform ähnelt der Häcksler 62 dem Häcksler 26 (siehe 1) und weist eine stationäre Messeranordnung 64 und eine rotierende Messeranordnung 66 auf. Dementsprechend kann das Rückstandsmanagementsystem 60 in manchen Fällen beispielsweise mit einem dem Mähdrescher 22 (siehe 1) ähnlichem Mähdrescher verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Ausgestaltungen möglich.
Bei der dargestellten Ausgestaltung ist eine volle Schnittbreite eines Messerbalkens der stationären Messeranordnung 64 in drei getrennte Segmente 68a, 68b, 68c unterteilt. Jedes der Segmente 68a, 68b, 68c umfasst einen Teilsatz stationärer Messerklingen 78, wird unabhängig von einem Rahmen 70 getragen und ist durch eine Schwenkbalkenanordnung 72 drehend mit dem Rahmen 70 verbunden. Des Weiteren ist ein Satz Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c am Rahmen 70 befestigt, wobei die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c jeweils miteinander fluchten und mit einem jeweiligen der Segmente 68a, 68b, 68c in Wirkkontakt stehen.
Derart angeordnet sind die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c dazu eingerichtet, die jeweils auf die stationären Messerklingen 78 der Segmente 68a, 68b, 68c wirkende Scherkraft zu messen. Demgemäß können die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c, wenn die stationären Messerklingen 78, wie in 4 gezeigt, zum Kontakt mit einem Strom von Ernterückständen ausgefahren sind, die Auswirkungen der Scherkraft an den Segmenten 68a, 68b, 68c als Indikator des Massendurchsatzes der Ernterückstände vorbei an der stationären Messeranordnung 64 messen. Die gemessenen Kräfte können dann ggf. (z.B. wie vorstehend beschrieben) weiter analysiert werden, um zweckdienliche Informationen bezüglich des Ernterückstands-Massendurchsatzes zu bestimmen.
Bei der dargestellten Ausführungsform kann die spezielle Ausgestaltung der Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c einen Hebelarm zwischen einer Krafteinwirkung auf die stationären Messerklingen 78 und dem Messpunkt der Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c allgemein maximieren. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um die auf die Messerklingen wirkende Kraft, die durch die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c gemessen wird, zu vergrößern und gleichzeitig die Auswirkungen von Schwingungen auf die relevanten Messungen zu verringern. Bei anderen Ausführungsform sind jedoch andere Ausgestaltungen möglich.
Andere Varianten sind ebenfalls möglich. Beispielsweise kann eine andere Anzahl von Kraftmessdosen mit derselben oder einer anderen Anzahl von Segmenten der stationären Messeranordnung 64 verwendet werden. Ebenso kann bei manchen Ausführungsformen eine andere Art von Sensor verwendet werden, um auf die stationäre Messeranordnung 64 wirkende Kräfte zu messen.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c und die Segmente 68a, 68b, 68c dazu eingerichtet, sich über eine volle seitliche Schnittbreite der stationären Messeranordnung 64 zu erstrecken. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um Messungen von Ernterückstands-Massendurchsätzen über die gesamte Arbeitsbreite der stationären Messeranordnung 64 bereitzustellen, die zur genauen Bestimmung der Verteilung des Ernterückstands-Massendurchsatzes innerhalb des Häckslers 62 und des Gesamtmassenstroms von Ernterückständen durch diesen hindurch hilfreich sein können. Bei manchen Ausführungsformen kann eine größere oder kleinere Anzahl von Sensoren oder Segmenten verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen müssen Sensoren nicht unbedingt dazu eingerichtet sein, Lasten über eine volle Breite der stationären Messeranordnung 64 zu erfassen. Sensoren können beispielsweise dazu eingerichtet sein, Lasten zu messen, die auf nicht benachbarte Segmentsätze oder Segmente wirken, die sich nicht kollektiv zu den äußeren Seitenrändern der stationären Messeranordnung 64 erstrecken.
Wie ebenfalls vorstehend erwähnt, kann bei manchen Ausführungsformen eine Sensoranordnung dazu eingerichtet sein, auf eine rotierende Messeranordnung wirkende Kräfte zu messen. Beispielsweise können Kraftmessdosen oder andere Sensoren, wie etwa Drehmomentsensoren 76a, 76b, 76c (siehe 4), zwischen benachbarten Segmenten (nicht gezeigt) der rotierenden Messeranordnung 66 an der rotierenden Messeranordnung 66 befestigt sein. Ein Massendurchsatz von Ernterückständen durch den Häcksler 62 kann dann beispielsweise basierend auf einer Messung eines Drehmoments zwischen den Segmenten der rotierenden Messeranordnung 66 bestimmt werden, die mit auf die Messer 58 der rotierenden Messeranordnung 66 wirkenden Kräften korreliert werden kann. Bei manchen Ausführungsformen kann diese Anordnung anstelle von oder in Kombination mit einer Anordnung verwendet werden, bei der Sensoren dazu eingerichtet sind, Kräfte zu messen, die auf die stationäre Messeranordnung 64 wirken, wie ebenfalls beispielsweise in 4 dargestellt.
Als weiteres Beispiel können bei manchen Ausführungsformen auf die Messer 58 der rotierenden Messeranordnung 66 wirkende Lasten relativ direkt gemessen werden. Beispielsweise können instrumentierte Kraftmessbolzen (nicht gezeigt) dazu verwendet werden, eines oder mehrere der Messer 58 der rotierenden Messeranordnung 66 am Rotor zu befestigen. Es können auch andere Sensoren ähnlich positioniert werden. Die Kraftmessbolzen oder andere Sensoren können dann dazu verwendet werden, während des Betriebs zum Verarbeiten von Ernterückständen die Scherkraft an den Messern 58 zu messen.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Analyse von Signalen von den Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c, den Drehmomentsensoren 76 oder anderen Sensoren in einer relevanten Sensoranordnung basierend auf Umweltfaktoren oder anderen Faktoren moduliert werden. Wie vorstehend erwähnt, kann beispielsweise eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen zum Teil auf Informationen basieren, die die Art des Ernteguts, den Feuchtigkeitsgehalt oder andere Faktoren betreffen. Ebenso kann eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen beispielsweise darauf, wie weit die stationäre Messeranordnung 64 in den Ernterückstandsstrom hineinragt, auf der Stumpfheit der relevanten Messer (die z.B. basierend auf der Gesamtbetriebszeit und der Art des Ernteguts geschätzt wird) oder anderen Faktoren basieren.
Bei manchen Ausführungsformen können andere Komponenten enthalten sein. Beispielsweise können die Kraftmessdosen 74a, 74b, 74c, die Drehmomentsensoren 76a, 76b, 76c oder andere Sensoren (nicht gezeigt) mit einer der Prozessoreinrichtung 44 (siehe 2) ähnlichen Prozessoreinrichtung in Verbindung stehen.
5 und 6 zeigen ein Ernterückstandsmanagementsystem 90 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das auch in einem Häcksler 92 verbaut ist (siehe 6) Bei der dargestellten Ausführungsform ähnelt der Häcksler 92 dem Häcksler 26 (siehe 1) und weist eine stationäre Messeranordnung (nicht gezeigt) und eine rotierende Messeranordnung 96 auf. Demgemäß kann das Rückstandsmanagementsystem 90 in manchen Fällen beispielsweise mit einem dem Mähdrescher 22 (siehe 1) ähnlichen Mähdrescher verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Ausgestaltungen möglich.
Bei der dargestellten Ausgestaltung wird ein Satz Prallplatten 98a, 98b, 98c unabhängig voneinander durch einen Rahmen 100 getragen, wobei diese jeweils über eine Schwenkbalkenanordnung 102 drehend mit dem Rahmen 100 verbunden sind. Des Weiteren ist ein Satz Aufprallsensoren 104a, 104b, 104c am Rahmen 100 befestigt, wobei diese jeweils miteinander fluchten und mit einer jeweiligen der Prallplatten 98a, 98b, 98c in Wirkkontakt stehen.
Bei manchen Ausführungsformen können die Prallplatten 98a, 98b, 98c auf andere Weise in Bezug auf den Rahmen 100 getragen werden. Beispielsweise können die Prallplatten 98a, 98b, 98c anstelle oder zusätzlich zu der Verbindung über die Schwenkbalkenanordnung 102 über ein Film- oder Biegescharnier oder eine andere Anordnung mit dem Rahmen 100 (oder einer anderen Komponente) verbunden sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Aufprallsensoren 104a, 104b, 104c Kraftmessdosen, die durch starre Kraftübertragungsbolzen 106a, 106b, 106c mit den zugeordneten Prallplatten 98a, 98b, 98c verbunden sind. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Ausgestaltungen möglich. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Kraft durch andere Verbindungen von den Prallplatten 98a, 98b, 98c an den zugeordneten Sensor übertragen werden. Bei manchen Ausführungsformen kann eine andere Art von Sensor verwendet werden. Bei manchen Ausgestaltungen können, wie schematisch in 6 gezeigt, beispielsweise eine jeweilige Feder 110 und eine Verschiebungsmesseinrichtung 112 mit jeder der Prallplatten 98a, 98b, 98c verbunden sein, wobei die Verschiebungsmesseinrichtung 112, wie etwa ein Potentiometer oder Drucksensor, dazu eingerichtet sein kann, eine Verschiebung der Federn 110 (oder der Prallplatten 98a, 98b, 98c) zu messen. Auf diese Weise kann beispielsweise durch bekannte Beziehungen zwischen Kraft und Federverschiebung eine Aufprallkraft der Prallplatten 98a, 98b, 98c gemessen werden.
Wie in 6 gezeigt, sind insbesondere die Prallplatten 98a, 98b, 98c längs eines Gehäuses 108 des Häckslers 92 der rotierenden Messeranordnung 96 nachgelagert angeordnet. Da die rotierende Messeranordnung 96 Ernterückstände in der relevanten Erntemaschine nach hinten beschleunigt, können verschiedene Teile der Ernterückstände dazu neigen, auf eine bestimmte der Prallplatten 98a, 98b, 98c an einer Stelle und mit einer Kraft aufzuprallen, die von der Art der Ernterückstände, der seitlichen Lage der Ernterückstände im Häcksler 92 und der Geschwindigkeit der Ernterückstände abhängig sein können, mit der diese aus der rotierenden Messeranordnung 96 austreten. Folglich können durch eine geeignete Kalibrierung für bestimmte Erntegutarten, Betriebseigenschaften und Umweltfaktoren Aufprallmessungen durch die Aufprallsensoren 104a, 104b, 104c jeweils mit dem Massendurchsatz von Ernterückständen über jede der Aufprallplatten 98a, 98b, 98c korreliert werden.
Wie ebenfalls in 6 gezeigt, können die Prallplatten 98a, 98b, 98c unter einem geringen Winkel in die geschlossene Verkleidung des Häckslers 92 hineinragen, die allgemeinen durch das Gehäuse 108 definiert ist. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um bei einem Aufprall von Ernterückständen eine Verschiebung der Prallplatten 98a, 98b, 98c zuzulassen, um zweckmäßige Aufprallmessungen zu ermöglichen, ohne dass Ernterückstände an den Prallplatten 98a, 98b, 98c durch das Gehäuse 108 austreten können. Dies kann beispielsweise auch sinnvoll sein, um eine angemessen genaue Messung von Ernterückstandsdurchsätzen zu ermöglichen, ohne die Ernterückstände so weit abzulenken, dass sie die Wiederverteilung von Ernterückständen durch andere Komponenten der relevanten Erntemaschine erheblich nachteilig beeinflussen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Optimierungsanalyse vorgenommen werden, um einen geeigneten Winkel eines Satzes Prallplatten in Bezug auf ein Gehäuse zu bestimmen, um eine angemessene Messgenauigkeit durch die zugeordneten Sensoren nebst einer zweckmäßig kleinen nachteiligen Ablenkung von Ernterückständen durch die Prallplatten zu erreichen. Bei manchen Ausführungsformen müssen die Prallplatten, im Unterschied zu dem in 6 gezeigten Beispiel, nicht unbedingt unter einem Winkel oder anderweitig in eine geschlossene Verkleidung eines Häckslers hineinragen.
Bei der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich die Prallplatten 98a, 98b, 98c im Wesentlichen über eine volle seitliche Breite des Häckslers 92. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um Messungen von Ernterückstands-Massendurchsätzen durch den gesamten Häcksler 92 bereitzustellen, um die Gleichmäßigkeit des Durchsatzes und des Gesamtmassenstroms von Ernterückständen durch den Häcksler 92 genauer zu bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine größere oder kleinere Anzahl an Prallplatten verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen müssen sich Prallplatten nicht unbedingt über eine volle Breite eines Häckslers oder eines anderen Systems erstrecken. Beispielsweise kann zwischen benachbarten Prallplatten oder zwischen Prallplatten und seitlichen Begrenzungen einer relevanten Verkleidung ein erheblicher Abstand vorgesehen werden.
Bei manchen Ausführungsformen kann sich eine der in 5 und 6 gezeigten ähnliche Prallplattenanordnung an anderer Stelle in einer relevanten Erntemaschine befinden. Beispielsweise kann eine Anordnung, die der für die Prallplatten 98a, 98b, 98c dargestellten ähnelt, an einem Einlass einer Verteilungsbordwand (nicht in 5 und 6 gezeigt) oder an anderer Stelle in einem Rückstandsverarbeitungssystem der Erntemaschine (die ein Vorsatzgerät umfasst) angeordnet sein. Abhängig von der bestimmten Stelle kann eine solche Anordnung dennoch eine Messung von Ernterückstands-Massendurchsätzen durch einen relevanten Häcksler ermöglichen, obgleich die Anordnung nicht unbedingt im Häcksler angeordnet sein muss.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Analyse von Signalen von den Aufprallsensoren 104a, 104b, 104c oder anderen Sensoren in einer relevanten Aufprallerfassungsanordnung basierend auf Umweltfaktoren oder anderen Faktoren moduliert werden. Wie vorstehend erwähnt, kann beispielsweise eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen zum Teil auf Informationen basieren, die die Art des Ernteguts oder den Feuchtigkeitsgehalt betreffen. Ebenso kann eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen beispielsweise darauf, wie weit eine bestimmte Prallplatte in den Ernterückstandsstrom hineinragt, auf der Größe oder Steifigkeit der Prallplatte oder zugeordneten Strukturen oder anderen Faktoren, wie etwa der Häckslerdrehzahl, basieren.
Bei manchen Ausführungsformen können andere Komponenten enthalten sein. Beispielsweise können die Aufprallsensoren 104a, 104b, 104c oder andere Sensoren (nicht gezeigt) mit einer der Prozessoreinrichtung 44 (siehe 2) ähnlichen Prozessoreinrichtung in Verbindung stehen.
7 und 8 zeigen ein Ernterückstandsmanagementsystem 120 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, das in einem Häcksler 122 verbaut ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ähnelt der Häcksler 122 dem Häcksler 26 (siehe 1) und weist eine stationäre Messeranordnung (nicht gezeigt) und eine rotierende Messeranordnung 126 auf. Demgemäß kann das Rückstandsmanagementsystem 90 in manchen Fällen beispielsweise mit einem dem Mähdrescher 22 (siehe 1) ähnlichen Mähdrescher verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen sind andere Ausgestaltungen möglich.
Bei der dargestellten Ausgestaltung ist ein Satz Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c längs einer Breite eines Gehäuses 130 des Häckslers 122 der rotierenden Messeranordnung 126 nachgelagert angeordnet. Da die rotierende Messeranordnung 126 Ernterückstände in der relevanten Erntemaschine nach hinten beschleunigt, können die Ernterückstände dazu neigen, näher an einem bestimmten der Dehnungsmesstreifen 128a, 128b, 128c auf das Gehäuse 130 aufzuprallen. Die Ernterückstände können dadurch an einer Stelle und in einer Größenordnung eine Gegenkraft im Gehäuse 130 erzeugen, die von der Art der Ernterückstände, der seitlichen Lage der Ernterückstände im Häcksler 122 und der Geschwindigkeit der Ernterückstände abhängig sein können, mit der diese aus der rotierenden Messeranordnung 126 austreten. Folglich kann durch eine geeignete Kalibrierung für bestimmte Erntegutarten, Betriebs- und Baueigenschaften sowie Umweltfaktoren eine durch die Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c erhaltene Messung einer lokalen Dehnung oder Verformung des Gehäuses 130 mit einem lokalen (oder anderen) Massendurchsatz von Ernterückständen im Gehäuse 130 korreliert werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c über eine präzisionsbearbeitete Dehnungsplatte 132, die anstelle eines Abschnitts der üblichen (z.B. originalen) Blechverkleidung des Gehäuses 130 verbaut ist, am Gehäuse 130 befestigt. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um Dehnungsmessungsbereiche zweckmäßig von Schwingungsgeräuschen oder anderen Störgeräuschen zu isolieren, die anderen Abschnitten des Gehäuses 130 entstammen oder durch diese übertragen werden. Bei manchen Ausführungsformen können die Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c jedoch direkt an durchgehenden Blechen des Gehäuses 130 oder an anderer Stelle in einem Rückstandsverarbeitungssystem befestigt sein. Bei manchen Ausführungsformen können Dehnungsmessstreifen an der rotierenden Messeranordnung 126 befestigt sein, wie etwa durch die Dehnungsmessstreifen 134a, 134b, 134c gezeigt, um eine auf die rotierende Messeranordnung 126 wirkende Dehnung während des Betriebs zu messen.
Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Dehnungsplatte 132 im Wesentlichen über eine volle seitliche Breite des Häckslers 122. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um Messungen von Ernterückstands-Massendurchsätzen durch den gesamten Häcksler 112 bereitzustellen, um dabei zu helfen, eine Verteilung des Durchsatzes von Ernterückständen und des Gesamtmassenstroms von Ernterückständen durch den Häcksler 122 genau zu bestimmen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Dehnungsplatte oder andere Befestigungsanordnung mit größerer oder kleinerer Breite verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen muss sich eine Dehnungsplatte oder andere Komponente, an der Dehnungsmessstreifen befestigt sind, nicht unbedingt über eine volle Breite eines Häckslers oder eines anderen Systems erstrecken. Beispielsweise kann zwischen benachbarten Dehnungsplatten oder zwischen einer oder mehreren Dehnungsplatten und den seitlichen Begrenzungen einer relevanten Verkleidung ein erheblicher Abstand vorgesehen werden.
Bei manchen Ausführungsformen kann sich eine der in 7 und 8 gezeigten ähnliche Dehnungsmessstreifenanordnung an anderer Stelle in einer relevanten Erntemaschine befinden. Beispielsweise kann eine Anordnung, die der für die Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c dargestellten ähnelt, an einem Einlass einer Verteilungsbordwand (nicht in 7 und 8 gezeigt) oder an anderer Stelle in einem Rückstandsverarbeitungssystem angeordnet sein. Abhängig von der bestimmten Stelle kann eine solche Anordnung dennoch eine Messung von Ernterückstands-Massendurchsätzen durch einen relevanten Häcksler ermöglichen, obgleich die Anordnung nicht unbedingt im Häcksler angeordnet sein muss.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Analyse von Signalen von den Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c oder anderen Sensoren in einer relevanten Dehnungserfassungsanordnung basierend auf Umweltfaktoren oder anderen Faktoren moduliert werden. Wie vorstehend erwähnt, kann beispielsweise eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen zum Teil auf Informationen basieren, die die Art des Ernteguts oder den Feuchtigkeitsgehalt betreffen. Ebenso kann eine Bestimmung des Massendurchsatzes von Ernterückständen beispielsweise auf Eigenschaften basieren, die sich darauf beziehen, wie eine bestimmte Dehnungsplattenausgestaltung oder andere Komponente auf bestimmte Aufprallarten oder andere Faktoren reagiert.
Bei manchen Ausführungsformen können andere Komponenten enthalten sein. Beispielsweise können die Dehnungsmessstreifen 128a, 128b, 128c oder andere Sensoren (nicht gezeigt) mit einer der Prozessoreinrichtung 44 (siehe 2) ähnlichen Prozessoreinrichtung in Verbindung stehen.
Bei manchen Ausführungsformen, die relativ nahe Varianten der vorstehend ausdrücklich besprochenen umfassen, können verschiedene Sensorarten verwendet werden. Bei manchen Ausführungsformen kann beispielsweise eine mechanische Komponente, an der eine Kraft gemessen werden soll, mit einem Kolben verbunden sein, der sich innerhalb eines fluidgefüllten Zylinders erstreckt. Des Weiteren können ein oder mehrere Sensoren angeordnet sein, um den Druck des Fluids im Zylinder zu messen. Durch Messen des Drucks des Fluids kann die an den Kolben angelegte Kraft bestimmt werden und somit auch relevante Kräfte, die durch die sich durch eine Erntemaschine bewegenden Ernterückstände ausgeübt werden. Als weiteres Beispiel können Drehzahlsensoren an einer rotierenden Messeranordnung oder anderen sich bewegenden Komponente dazu eingerichtet sein, Indikatoren einer Aufprallenergie zu messen, oder Positionssensoren an einer stationären Messeranordnung oder anderen Komponente dazu eingerichtet sein, andere relevante Indikatoren zu messen.
Manche Ausführungsformen der Erfindung können Verfahren zum Überwachen von Ernterückständen in einer Erntemaschine, auch über computerimplementierte Operationen, umfassen. 9 zeigt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Verfahren 200. Bei manchen Implementierungen kann das Verfahren 200 (oder Aspekte desselben) in Bezug auf vorstehend ausdrücklich besprochene Anordnungen implementiert werden. Bei manchen Implementierungen kann das Verfahren 200 mit anderen Anordnungen verwendet werden oder die vorstehend ausdrücklich besprochenen Anordnungen können unter Verwendung anderer Verfahren betrieben werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das Verfahren 200 das Messen 202 von Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch den Häcksler. Bei manchen Implementierungen kann die Messung 202 unter Verwendung einer Sensoranordnung 204, wie etwa einer Anordnung von Kraftmessdosen, Dehnungsmessstreifen, Drehmomentsensoren, Aufprallsensoren oder anderen Sensoren, durchgeführt werden, die dazu eingerichtet sein können, Sensordaten an eine Prozessoreinrichtung weiterzuleiten.
Sobald die relevanten Indikatoren gemessen 202 wurden, können den Messungen entsprechende Signale empfangen werden. Beispielsweise kann eine Prozessoreinrichtung in einer zentralen Steuereinheit einer Erntemaschine, ein Sensorpaket oder ein entferntes (z.B. cloud-aktiviertes) Steuersystem Signale von einem Sensor (oder Sensoren) empfangen 210, die die Kraft oder einen anderen Indikator angeben, die/der durch die Sensoranordnung 204 gemessen 202 wurde.
Nach Empfang 210 der zweckmäßigen Signale kann eine Prozessoreinrichtung dann eine Verteilung von Ernterückständen auf einer relevanten Fläche bestimmen 220. Bei manchen Ausführungsformen kann, wie vorstehend besprochen, eine Ernterückstandsverteilung in einem Häcksler basierend auf im Häcksler gesammelten Sensordaten bestimmt werden. Bei manchen Ausführungsformen können Sensordaten an anderer Stelle in einem Rückstandsverarbeitungssystem gesammelt werden, so dass die Daten den Ernterückstands-Massenstrom in einem Häcksler nicht unbedingt direkt angeben, obgleich die Daten dennoch allgemein dem durch den Häcksler hindurchtretenden Ernterückstands-Massenstrom entsprechen können.
Bei manchen Ausführungsformen kann eine Bestimmung 220 einer Verteilung von Ernterückständen zunächst eine Ermittlung 222 von Indikatoren eines Massenstroms von Ernterückständen an mehreren Stellen und dann eine Berechnung 224 eines effektiven Zentrums eines Massendurchsatzes von Ernterückständen basierend auf dem ermittelten 222 Massenstrom von Ernterückständen umfassen. Beispielsweise können Gewichtsmittel eines absoluten oder relativen Massenstroms von Ernterückständen über eine Breite (z.B. eine volle Breite) eines Häckslers in einer größeren oder kleineren Anzahl bestimmt werden, die allgemein einer Ausrichtung des Massendurchsatzes von Ernterückständen zu einem bestimmten Bereich des Häckslers entspricht. Daher kann eine Bestimmung 220 einer Verteilung von Ernterückständen beispielsweise eine Berechnung 224 eines Indikators der seitlichen Verteilung oder allgemeinen Gleichmäßigkeit des Massenstroms umfassen.
Bei manchen Ausführungsformen kann ein Gesamtmassendurchsatz von Ernterückständen 230 bestimmt werden. Durch eine geeignete Kalibrierung können beispielsweise gemessene 202 Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen anstatt mit relativen Massendurchsätzen von Ernterückständen, die vergleichend zwischen verschiedenen Bereichen einer Erntemaschine gemessen werden, mit absoluten Massendurchsätzen von Ernterückständen korreliert werden. Wie ebenfalls vorstehend erwähnt, kann eine geeignete Kalibrierung in manchen Fällen von Faktoren abhängig sein, die die Art des Ernteguts, den Feuchtigkeitsgehalt, Betriebsparameter der relevanten Erntemaschine, andere Umweltfaktoren usw. umfassen.
Wie ebenfalls vorstehend beschrieben, können Sensoranordnungen bei manchen Ausführungsformen dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massenstroms von Ernterückständen an verschiedenen Teilen eines Rückstandsverarbeitungssystems zu messen. Beispielsweise können Sensoranordnungen dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen an einem Häcksler oder einer nachgelagerten Komponente, wie etwa einem Bordwand-Streuverteiler, zu messen. Bei manchen Ausführungsformen können Sensoranordnungen dazu eingerichtet sein, Indikatoren eines Massendurchsatzes von Ernterückständen einem Häcksler vorgelagert in einem Rückstandsverarbeitungssystem zu messen.
Daher können Ausführungsformen der Erfindung verbesserte Systeme und Verfahren zum Überwachen eines Stroms von Ernterückständen durch Erntemaschinen bereitstellen. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, um den Erosionsschutz zu verbessern, eine Verstopfung von Bodenbearbeitungs- oder Aussaatgeräten zu verhindern, die Bestandsetablierung zu verbessern, eine gleichmäßige Keimung sicherzustellen und No-Till- oder Direktsaatanwendungen zu unterstützen. Des Weiteren kann das Belassen von Ernterückständen auf einem Feld, insbesondere mit einer zweckmäßig gleichmäßigen Verteilung, gegenüber Alternativen, wie etwa Ballenformung oder Bodenbearbeitung, erhebliche Vorteile bieten, die einen besseren Schneefang und eine bessere Wasserversickerung, eine verringerte Feuchtigkeitsverdampfung, einen erhöhten Gehalt des Bodens an organischen Substanzen, eine verbesserte Bodenstruktur und einen verbesserten Pflanzennährstoffkreislauf sowie niedrigere Gesamtherstellungskosten umfassen.
Es versteht sich für Fachleute auf dem Gebiet, dass, obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen und Beispielen beschrieben ist, die Erfindung nicht unbedingt darauf beschränkt ist und zahlreiche andere Ausführungsformen, Beispiele, Einsatzmöglichkeiten, Modifikationen und Abweichungen von den Ausführungsformen, Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen durch die beiliegenden Ansprüche umfasst sein sollen. Die gesamte Offenbarung jedes hierin zitierten Patents und jeder hierin zitierten Veröffentlichung ist durch Bezugnahme so gewürdigt, als ob jedes derartige Patent oder jede derartige Veröffentlichung individuell hierin durch Bezugnahme gewürdigt wäre.
Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt.
Bezugszeichenliste

9:

202:	Measuring indicators of crop-residue mass flow rate	Messen von Indikatoren eines Ernterückstands- Massendurchsatzes
204:	Sensor arrangement	Sensoranordnung
210:	Receiving signals relating to crop-residue mass flow indicators	Empfangen von auf Ernterückstands-Massenstromindikatoren bezogenen Signalen
220:	Determining distribution of crop residue	Bestimmen einer Verteilung von Ernterückständen
222:	Identifying indication of crop-residue mass flow rate at multiple locations	Ermitteln von Indikatoren eines Ernterückstands-Massendurchsatzes an mehreren Stellen
224:	Calculating effective center of crop-residue mass flow rate	Berechnen eines effektiven Zentrums eines Ernterückstands- Massendurchsatzes
230:	Determine total crop-residue mass flow rate	Bestimmen eines Ernterückstands-Gesamtmassendurchsatzes

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

US 62721040 [0001]

Claims

Rückstandsmanagementsystem für eine landwirtschaftliche Erntemaschine, wobei die landwirtschaftliche Erntemaschine einen Häcksler mit einer Messanordnung zum Zerkleinern von Ernterückständen umfasst, und wobei das Rückstandsmanagementsystem umfasst: - eine Sensoranordnung, die mit einer oder mehreren Komponenten des Häckslers in Verbindung steht, - wobei die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, basierend auf einer Messung von auf die Messeranordnung wirkenden Kräften der Ernterückstände über eine Breite eines Stroms der Ernterückstände Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch den Häcksler zu messen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Sensoranordnung eine Mehrzahl Sensoren umfasst, die über eine Breite des Häckslers verteilt ist, um an verschiedenen Stellen über die Breite des Häckslers Indikatoren des Massendurchsatzes zu messen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 2, das ferner umfasst: - eine Prozessoreinrichtung, die mit der Sensoranordnung in Verbindung steht, - wobei die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist: - Signale zu empfangen, die den durch die Mehrzahl Sensoren gemessenen Indikatoren des Massendurchsatzes entsprechen, und - basierend auf den Indikatoren des Massendurchsatzes eine Verteilung der Ernterückstände über die Breite des Häckslers zu bestimmen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 3, wobei das Bestimmen der Verteilung der Ernterückstände über die Breite des Häckslers umfasst: - Berechnen eines effektiven Zentrums eines Massenstroms der Ernterückstände innerhalb der Breite des Häckslers basierend auf den durch die Mehrzahl Sensoren gemessenen Indikatoren des Massendurchsatzes.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Sensoranordnung eine Mehrzahl Kraftmessdosen umfasst, die einer Mehrzahl Messer der Messeranordnung zugeordnet ist.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Messeranordnung eine stationäre Messeranordnung ist.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Messeranordnung eine rotierende Messeranordnung ist.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 7, wobei die Sensoranordnung eine Mehrzahl Drehmomentsensoren umfasst, die über eine Breite der rotierenden Messeranordnung verteilt ist.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: - eine oder mehrere Prallplatten, die zumindest zum Teil in einen Strömungsweg der Ernterückstände hineinragen, - wobei die Sensoranordnung ferner dazu eingerichtet ist, Aufprallkräfte der Ernterückstände an der einen oder den mehreren Prallplatten als Indikatoren des Massendurchsatzes zu messen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 9, wobei die Sensoranordnung eine oder mehrere Federn, die mit der einen oder den mehreren Prallplatten gekoppelt sind, und eine oder mehrere Verschiebungsmesseinrichtungen umfasst, die dazu eingerichtet sind, eine Verschiebung der einen oder mehreren Federn zu messen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 1, wobei die Sensoranordnung einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen umfasst, die dazu eingerichtet sind, eine durch die Bewegung der Ernterückstände durch den Häcksler verursachte Dehnung zu messen.
Rückstandsmanagementsystem nach Anspruch 11, wobei der Häcksler ein Gehäuse umfasst, und wobei der eine oder die mehreren Dehnungsmessstreifen dazu eingerichtet sind, eine durch die Ernterückstände verursachte Dehnung des Gehäuses zu messen.
Landwirtschaftliche Erntemaschine, die umfasst: - ein Vorsatzgerät, das dazu eingerichtet ist, Erntegut einzubringen, - ein Rückstandsverarbeitungssystem zum Verarbeiten von Ernterückständen, die vom eingebrachten Erntegut getrennt sind, und - ein Rückstandsmanagementsystem, das eine Sensoranordnung umfasst, die mit einer oder mehreren Komponenten des Rückstandsverarbeitungssystems in Verbindung steht, - wobei die Sensoranordnung dazu eingerichtet ist, Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch das Rückstandsverarbeitungssystem zu messen, und - wobei die Sensoranordnung eine Mehrzahl Sensoren umfasst, die über eine Breite des Rückstandsverarbeitungssystems verteilt ist, um an verschiedenen Stellen über die Breite des Rückstandsverarbeitungssystems Indikatoren des Massendurchsatzes zu messen.
Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 13, die ferner umfasst: - eine Prozessoreinrichtung, die mit der Sensoranordnung in Verbindung steht, - wobei die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist: - Signale zu empfangen, die den durch die Mehrzahl Sensoren gemessenen Indikatoren des Massendurchsatzes entsprechen, und - eine Verteilung der Ernterückstände über die Breite des Rückstandsverarbeitungssystems zu bestimmen.
Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 14, wobei die Prozessoreinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, einen Gesamtmassendurchsatz der Ernterückstände durch das Rückstandsverarbeitungssystem zu bestimmen.
Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 13, wobei das Rückstandsmanagementsystem einen Häcksler mit einer Messeranordnung umfasst, und - wobei die Sensoranordnung eine Mehrzahl Sensoren umfasst, die dazu eingerichtet ist, durch die Ernterückstände auf die Messeranordnung wirkende Kräfte zu messen.
Landwirtschaftliche Erntemaschine nach Anspruch 16, wobei die Mehrzahl Sensoren an stationären Messern der Messeranordnung angeordnet ist.
Verfahren zum Verwalten von Ernterückständen für eine landwirtschaftliche Erntemaschine, das eine oder mehrere Prozessoreinrichtungen verwendet, wobei die landwirtschaftliche Erntemaschine einen Häcksler für die Ernterückstände und eine Sensoranordnung umfasst, die mit dem Häcksler in Verbindung steht, wobei das Verfahren umfasst: - Messen von Indikatoren eines Massendurchsatzes der Ernterückstände durch den Häcksler unter Verwendung der Sensoranordnung, - basierend auf den Indikatoren des Massendurchsatzes unter Verwendung der einen oder mehreren Prozessoreinrichtungen, Bestimmen: - einer Verteilung der Ernterückstände im Häcksler und/oder - eines Gesamtmassendurchsatzes der Ernterückstände durch den Häcksler.
Verfahren nach Anspruch 18, das ferner umfasst: - Bestimmen des Gesamtmassendurchsatzes basierend auf der Bestimmung der Verteilung der Ernterückstände.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Bestimmen einer Verteilung der Ernterückstände im Häcksler umfasst: - Ermitteln eines Indikators des Massendurchsatzes der Ernterückstände an jeder von mehreren Stellen im Häcksler unter Verwendung der einen oder mehreren Prozessoreinrichtungen und - Berechnen eines effektiven Zentrums des Massendurchsatzes im Häcksler basierend auf dem Indikator des Massendurchsatzes der Ernterückstände an jeder von mehreren Stellen im Häcksler unter Verwendung der einen oder mehreren Prozessoreinrichtungen.