DE102022105616A1

DE102022105616A1 - Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit mindestens einer autonomen Einheit

Info

Publication number: DE102022105616A1
Application number: DE102022105616.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Carsten Wieckhorst; Michael Pundt; Eberhard Nacke
Original assignee: Claas Tractors SAS
Current assignee: Claas Tractors SAS
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-09-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') mit mindestens einer autonomen Einheit (9). Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') umfasst eine Antriebseinheit, die zumindest dem Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') dient. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) mindestens eine Schnittstelle umfasst mittels der die mindestens eine autonome Einheit (9) strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') integriert ist und zwar derart, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) zumindest die Fahrantriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') unterstützt oder übernimmt.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.
In der modernen Landwirtschaft sind vermehrt Bestrebungen dahingehend zu erkennen Arbeitseinsätze teil- oder vollautonom durchzuführen, um die Produktivität und Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Es sind dabei Ansätze bekannt, bei denen autonome Einheiten die Funktion einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine übernehmen und landwirtschaftliche Arbeitseinsätze teil- oder voll autonom abarbeiten.
Derartige autonome Einheiten zeichnen sich dadurch aus, dass kein Bediener zur Steuerung derselben vorhanden sein muss und werden daher auch als unbemannte Fahrzeuge bezeichnet. Solche autonomen Einheiten, die die Funktion einer autonomen landwirtschaftliche Arbeitsmaschine übernehmen, können geplante landwirtschaftliche Arbeitseinsätze teilweise oder vollständig ausführen, wobei eine Führung dieser Einheiten während der Abarbeitung des Arbeitseinsatzes ohne aktiven Eingriff einer Person erfolgen kann. So kann sich die autonome Einheit in Funktion einer autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine beispielsweise entlang einer Fahrspur einer bemannten landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine orientieren oder aber anhand von GPS-Daten selbsttätig ihre Fahrspur ermittelt.
Solche autonomen Einheiten, die die Funktion einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine übernehmen, müssen entsprechend ihrer zu übernehmenden Funktion, also ihres Einsatzzwecks, aufgebaut werden. So wird die autonome Einheit als Basiselement beispielsweise mit Vorsatzgeräten und anderen Komponenten ausgestattet, um die Funktion eines Mähdreschers, Feldhäckslers, Traktors oder dergleichen zu übernehmen.
Aus der DE 10 2017 007 265 A1 ist in diesem Zusammenhang beispielsweise eine autonome multifunktionale Arbeitsmaschine für den Einsatz in der Landwirtschaft bekannt, die als sogenanntes Gantrie-System ausgebildet ist. Die Arbeitsmaschine wird ausgehend von einer Tragstruktur aufgebaut, die jeweilige Anbaugeräte aufnehmen kann, zumindest ein Antriebsaggregat mit Steuerungsbaugruppe aufweist und mittels einseitiger Bodenabstützung auf einem Untergrund beweglich ist. Die Tragstruktur weist einen Basisträger sowie Seitenträger auf, wobei an dem Basisträger entsprechende Fixierelemente und an den Seitenträgern Verbindungsbereiche ausgebildet sind mittels derer die Anbaugeräte, das Antriebsaggregat mit Steuerungsbau sowie die Bodenabstützungen angebaut werden können. Ferner ist eine Baugruppe für eine autonome Steuerung der Arbeitsmaschine vorgesehen, so dass eine vollautonome Bedienung und Anwendung möglich ist.
Derartige auf einer Gantrie-Architektur basierende autonome Arbeitsmaschinen zeichnen sich durch einen relativ komplexen Aufbau aus, wobei die Arbeitsmaschine stets durch einen Austausch der Anbaukomponenten auf die von ihr zu übernehmende Funktion hin angepasst werden muss. Weiterhin müssen in Abhängigkeit der zu übernehmenden Funktion stets entsprechende Steuerungsbaugruppen an- und abgebaut werden, um die autonome Arbeitsmaschine überhaupt in der Lage zu versetzen ihre Funktion, beispielsweise als Mähdrescher, übernehmen und entsprechende Arbeitsaufträge durchführen zu können.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik ist es demnach die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine anzugeben, die dazu ausgebildet ist, autonom betrieben zu werden, sich gleichzeitig durch eine reduzierte Komplexität in ihrem Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine Gegenstand der entsprechenden abhängigen Patentansprüche 2 bis 13 sind.
Demnach betrifft die vorliegende Erfindung eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit mindestens einer autonomen Einheit. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine umfasst eine Antriebseinheit, die zumindest dem Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine dient. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit mindestens eine Schnittstelle umfasst mittels der die mindestens eine autonome Einheit strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine integriert ist und zwar derart, dass die mindestens eine autonome Einheit zumindest die Fahrantriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine unterstützt oder übernimmt.
Mit anderen Worten, die autonome Einheit bildet demnach nicht das Basiselement bzw. die Plattform aus, auf der basierend eine gewünschte landwirtschaftliche Arbeitsmaschine aufgebaut wird. Vielmehr stellt die autonome Einheit einen in die bestehende landwirtschaftliche Arbeitsmaschine strukturell integrierbaren bzw. integrierten Baustein dar, wobei die autonome Einheit an und für sich ein eigenständiges, in sich geschlossenen System darstellt und auch unabhängig von der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine betrieben werden kann. Die autonome Einheit wird durch ihre strukturelle Integration in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ein Teil bzw. eine Komponente bzw. Baugruppe derselben.
Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine hat eine Vielzahl von Vorteilen. Durch die Schaffung einer Schnittstelle an der mindestens einen autonomen Einheit und die strukturelle Integration derselben hierüber wird eine an und für sich herkömmliche landwirtschaftliche Arbeitsmaschine dazu befähigt Arbeitsaufträge autonom, also ohne den Eingriff einer Person, durchzuführen. Anders als im Stand der Technik muss hierzu allerdings nicht die Systemarchitektur vollständig angepasst werden. Vielmehr wird in das bestehende System „landwirtschaftliche Arbeitsmaschine“ die autonome Einheit als Baustein bzw. Komponente integriert. Eine fahrfähige autonome Einheit wird demnach zur Unterstützung oder Übernahme zumindest der Fahrfunktion der bestehenden landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in diese integriert, wodurch die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine zu autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine wird.
Die Integration der autonomen Einheit sorgt jedoch nicht nur dafür, dass die bestehende landwirtschaftliche Arbeitsmaschine lediglich autonom wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann weiterhin die der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zur Verfügung stehende Leistung erhöht werden, da die autonome Einheit mit der ihr zur Verfügung stehenden Leistung in die bestehende Arbeitsmaschine integriert wird. Somit kann durch die Integration der autonomen Einheit eine Art Hybridisierung geschaffen werden, indem die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, die zumindest im Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine dient, in ihrer Funktion „Fahrantrieb“ von der integrierten autonomen Einheit unterstützt wird. Alternativ hierzu kann die autonome Einheit auch vollständig die eigentlich von der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ausgeführte Funktion „Fahrantrieb“ übernehmen.
Auch wenn die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine autonom betrieben werden kann, ist es nicht ausgeschlossen, dass sich auf der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine weiterhin eine Person bzw. ein Bediener befindet. Die Person kann hierbei lediglich die Funktion eines „Supervisors“ übernehmen, der den Betrieb der autonomen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine überwacht. Genauso gut es ist vorstellbar, dass die Person in den autonomen Betrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine eingreifen und die Kontrolle über die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine zurückgewinnen kann. Auch ist es möglich, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine weiterhin von einer Person gesteuert wird und die autonome Einheit lediglich den Fahrantrieb unterstützt oder übernimmt. Hierdurch kann eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bereitgestellt werden, die während ihres Arbeitseinsatzes autonom arbeitet, jedoch während eines Transfers von einem Hof zu einer landwirtschaftlichen Fläche oder von einer landwirtschaftlichen Fläche zu einer anderen landwirtschaftlichen Fläche durch eine Person gesteuert wird, so dass gesetzliche Rahmenbedingungen im Straßenverkehr eingehalten werden können.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mindestens eine zu der mindestens einen Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit komplementär ausgebildete Schnittstelle umfasst.
Die Schnittstelle der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und die Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit sind jeweils als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung und/oder als elektrische Schnittstelle zur Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet.
Durch die Schaffung von komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen sowohl an der autonomen Einheit als auch an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine kann eine besonders einfache strukturelle Integration der autonomen Einheit in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine realisiert werden, ohne dass hierfür aufwendige Umbauten an der autonomen Einheit und/oder an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine notwendig wären.
Die Ausgestaltung der Schnittstellen als mechanische Schnittstelle und/oder elektrische Schnittstelle erlaubt es, die autonome Einheit sicher an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zu befestigen und gleichzeitig Drehmomente und Drehzahlen und/oder Energie und Daten von der autonomen Einheit an die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine und umgekehrt zu übertragen.
Durch die Schaffung einer mechanischen Schnittstelle kann beispielsweise die der autonomen Einheit zur Verfügung stehende Antriebsleistung mit der durch die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zur Verfügung stehenden Antriebsleistung bidirektional (d.h., autonome Einheit unterstützt Antriebseinheit durch Einspeisung von Antriebsleistung oder landwirtschaftliche Arbeitsmaschine unterstützt autonome Einheit durch Einspeisung von Antriebsleistung) gekoppelt werden, so dass ein hybrider Fahrantrieb geschaffen wird. Genauso gut wäre es möglich die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine von ihrer Funktion „Fahrantrieb“ zu entbinden und die Funktion „Fahrantrieb“ vollständig von der autonomen Einheit realisieren zu lassen.
Durch die Schaffung einer elektrischen Schnittstelle können beispielsweise vorhandene durch die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine erfasste Betriebsparameter in Form von Daten von der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine an die autonome Einheit übertragen werden, die dann von der autonomen Einheit dahingehend verwendet werden die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine entsprechend eines auszuführenden Arbeitsauftrag zu steuern.
Gemäß einer vordersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die mindestens eine autonome Einheit im Bereich einer Vorderachse und/oder einer Hinterachse der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine integriert ist.
Durch einen Austausch der Bodeneingriffsmittel bzw. von Teilen des Fahrwerks der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durch die mindestens eine autonome Einheit kann demnach besonders einfach die Unterstützung oder die vollständige Übernahme des Fahrantriebs der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine durch die autonome Einheit realisiert werden. In einem solchen Fall verfügt die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine im Bereich der Vorderachse und/oder Hinterachse über die entsprechende Schnittstelle, die eine Integration der autonomen Einheit über ihre komplementäre Schnittstelle erlaubt. Die autonome Einheit kann hierbei sowohl im Bereich einer angetriebenen Achse als auch einer nicht angetriebenen Achse integriert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine eine erste und eine zweite autonome Einheit umfasst. Die erste autonome Einheit ist im Bereich der Vorderachse und die zweite autonome Einheit ist im Bereich der Hinterachse der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine integriert.
Hierdurch kann durch die autonomen Einheiten ein Allradantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine realisiert werden. Weiterhin kann die zur Verfügung stehende Leistung in erheblichen Maße gesteigert werden, da nicht nur eine autonome Einheit in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine integriert ist, sondern gleich zwei solcher autonomen Einheiten.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine eine Kabine umfassend oder kabinenlos ausgebildet ist.
Wird die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine lediglich im autonomen Betrieb eingesetzt, in dem keine Person auf der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sein muss, so kann die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine ohne Kabine bereitgestellt werden, was den Herstellungsaufwand der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und die dabei entstehenden Kosten in erheblichem Maße beeinflusst. Wird die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine lediglich in einen teilautonomen Betrieb eingesetzt, so kann eine Kabine vorgesehen sein, in der sich eine Person während des Betriebs auffällt, um den Betrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zu überwachen, in den Betrieb kurzfristig einzugreifen oder aber diesen langfristig zu übernehmen.
Gemäß einer vordersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die mindestens eine autonome Einheit zumindest eine Rahmenstruktur, einen Antriebsmotor, eine Steuereinheit und Boden Eingriffsmittel umfasst.
Die Fähigkeit zur Autonomie ist vorzugsweise in die Steuereinheit der autonomen Einheit eingebettet. Alternativ hierzu ist es ebenfalls vorstellbar, dass diese Fähigkeit in eine andere Komponente der autonomen Einheit eingebettet ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die mindestens eine autonome Einheit modular aufgebaut ist, wobei die Anzahl, Größe, Art und/oder Anordnung zumindest der Rahmenstruktur, des Antriebsmotor, der Steuereinheit und der Bodeneingriffsmittel veränderbar ist.
Durch den modularen Aufbau der autonomen Einheit kann diese bereits vor ihrer Integration in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine im Hinblick auf gewisse Anforderungen während der Abarbeitung des Arbeitseinsatzes hin angepasst werden. So kann beispielsweise die Art der verwendeten Bodeneingriffsmittel entsprechend dem von der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit autonome Einheit durchzuführenden Arbeitseinsatz ausgewählt werden. Ferner ist es vor bestellbar, dass die Größe der Rahmenstruktur in Abhängigkeit der Größe der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine vorab angepasst wird, so dass die autonome Einheit zwecks ihrer Integration in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine eine hierfür entsprechende Größe bzw. Dimensionierung aufweist. Genauso gut ist es möglich, die Anordnung der Komponenten zu variieren, um hierdurch die Größe bzw. Dimensionierung der autonomen Einheit derart zu beeinflussen, dass ein zur Verfügung stehender Bauraum zu Integration der autonomen Einheit in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine genutzt werden kann, ohne diesen anpassen zu müssen.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bodeneingriffsmittel der mindestens einen autonomen Einheit als Raupenlaufwerke ausgebildet sind.
Die Ausgestaltung der Bodeneingriffsmittel als Raupenlaufwerke ist insbesondere im Hinblick auf die Traktion der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine sowie die Bodenverdichtung als vorteilhafte Ausgestaltung anzusehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die Rahmenstruktur, der Antriebsmotor, die Steuereinheit und die Bodeneingriffsmittel der mindestens einen autonomen Einheit jeweils zumindest eine Schnittstelle zum lösbaren Verbinden der Komponenten miteinander und zum strukturellen Integrieren der Komponenten in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine umfassen.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine eine Anzahl an Schnittstellen umfasst, die der Anzahl der Schnittstellen an der mindestens einen autonomen Einheit entspricht, wobei die Schnittstellen an verschiedenen Stellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ausgebildet sind und komplementär zu den Schnittstellen der mindestens einen autonomen Einheit ausgebildet sind.
Die mindestens eine Schnittstelle zur Integration der mindestens einen autonomen Einheit in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine wird demnach durch eine Vielzahl von Schnittstellen definiert, die es erlauben Komponenten der autonomen Einheit verteilt in die landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine zu integrieren, wobei der Komponentenverbund der autonomen Einheit aufgelöst ist. Die entsprechende Anzahl an Schnittstellen an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, die komplementär zu den Schnittstellen der Komponenten der autonomen Einheit sind, sind hierbei so angeordnet, dass die Komponenten der autonomen Einheit sich hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Bauraums optimal in die bestehende Struktur der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine integrieren lassen.
Denkbar ist beispielsweise, dass die an der Rahmenstruktur befestigten Bodeneingriffsmittel der mindestens einen autonomen Einheit über eine Schnittstelle/n an der Rahmenstruktur und/oder an den Bodeneingriffsmitteln im Bereich der Achsen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in dieselbe integriert werden. Der Antriebsmotor und die Steuereinheit werden hingegen mittels ihrer Schnittstelle/n innerhalb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine im Bereich der Front und/oder des Hecks integriert.
Gemäß einer vordersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass jede Schnittstelle der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und jede Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit jeweils als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung und/oder als elektrische Schnittstelle zu Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ist vorgesehen, dass die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktionseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und/oder eines an die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine anschließbaren Anbaugerätes anzutreiben. Die mindestens eine autonome Einheit unterstützt oder übernimmt diese mindestens eine weitere Antriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine.
Die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine dient in diesem Fall nicht ausschließlich dem Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, sondern kann vielmehr dem Antrieb weiterer Funktionseinheiten der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine und/oder eines Anbaugerätes, im Falle eines Feldhäckslers beispielsweise eines Vorsatzgerätes, dienen. Entsprechend dem Fahrantrieb kann die mindestens eine autonome Einheit hierbei zumindest unterstützend tätig werden oder die Funktion vollständig übernehmen, wodurch eine Steigerung der Produktivität, der Wirtschaftlichkeit und eine ressourceneffiziente Nutzung von zur Verfügung stehenden Antriebsmitteln erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen näher beschrieben.
Es zeigen:

1: eine schematische und exemplarische Ansicht einer herkömmlichen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form eines Feldhäckslers;
2: eine schematische und exemplarische Ansicht einer erfindungsgemä-ßen autonomen Einheit;
3: eine schematische und exemplarische Ansicht einer erfindungsgemä-ßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form eines Feldhäckslers mit einer autonomen Einheit gemäß einer ersten Ausführungsform; und
4: eine schematische und exemplarische Ansicht der erfindungsgemä-ßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine in Form eines Feldhäckslers mit zwei autonomen Einheiten gemäß einer weiteren Ausführungsform.

1 zeigt eine schematische und exemplarische Darstellung einer herkömmlichen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 in Form eines Feldhäckslers, mittels dem eine Aufnahme und Verarbeitung von Erntegut erfolgt. Der in 1 dargestellte Feldhäcksler umfasst ein Fahrgestell, welches aus einer Rahmenstruktur 2 gebildet wird. Die Rahmenstruktur 2 dient der Aufnahme und Befestigung von einzelnen Komponenten, Bauteilen bzw. Baugruppen des Feldhäckslers. So sind unterhalb der Rahmenstruktur 2 eine Vorderachse 3 und eine Hinterachse 4 angeordnet, die jeweils mit Bodeneingriffsmitteln 5 versehen sind. Oberhalb der Rahmenstruktur 2 sind sogenannte Aufbaukomponenten aufgenommen bzw. befestigt, die eine Kabine 6 sowie ein Arbeitsmaschinengehäuse 7 umfassen. Weiterhin ist eine in den FIGs. nicht dargestellte Antriebseinheit vorhanden, die zumindest dem Fahrantrieb des Feldhäckslers dient. Sogenannte Anbaugeräte 8, beispielsweise ein als Häckselaggregat ausgebildetes Vorsatzgerät, sowie in den FIGs. nicht dargestellte Vorrichtungen zur Förderung des Ernteguts sind ebenfalls in der Rahmenstruktur 2 aufgenommen bzw. daran befestigt.
Andere herkömmliche landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen 1, wie beispielsweise ein Mähdrescher oder ein Traktor, können einen ähnlichen oder anderen Aufbau aufweisen. Allen solchen landwirtschaftlich Arbeitsmaschinen 1 ist jedoch zumindest ein Fahrgestell mit Rahmenstruktur 2, zumindest eine Vorderachse 3 und Hinterachse 4, Bodeneingriffsmittel 5, eine Antriebseinheit zumindest zum Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1, eine Kabine 6 sowie ein Arbeitsmaschinengehäuse 7 gemein.
2 zeigt eine erfindungsgemäße autonome Einheit 9, die auch als unbemannte Einheit bzw. unbemanntes Fahrzeug bezeichnet werden kann. Die autonomen Einheit 9 zeichnet sich zumindest dadurch aus, dass sie als Komponenten bzw. Bauteile ein Fahrgestell mit einer in den FIGs. nicht dargestellten Rahmenstruktur, Bodeneingriffsmittel 10, einen Antriebsmotor 11, der verbrennungsmotorisch, elektrisch oder hybrid ausgebildet sein kann, sowie eine Steuereinheit 12 umfasst. Die Fähigkeit der autonomen Einheit 9 autonom betrieben zu werden (d.h., ihre Fähigkeit zur Autonomie bzw. Autonomiefunktion) kann in der Steuereinheit 12 der autonomen Einheit 9 eingebettet sein. Es ist jedoch genauso gut möglich, dass diese Funktion Teil einer anderen Komponente bzw. Bauteils der autonomen Einheit 9 ist.
Die autonome Einheit 9 kann weitere Komponenten bzw. Bauteile umfassen, die in den FIGs. nicht dargestellt sind, wie beispielsweise Vorrichtungen zum Koppeln der autonomen Einheit 9 mit anderen Maschinen und/oder Geräten. Wie in 2 dargestellt, sind die Bodeneingriffsmittel 10 der autonomen Einheit 9 vorzugsweise als Raupenlaufwerke ausgebildet. Diese Art von Bodeneingriffsmitteln 10 stellt im Hinblick auf eine Traktion und Bodenverdichtung günstige Ausgestaltung dar.
Anhand der 3 und 4 wird im Folgenden die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' beschrieben. Die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' entspricht im Wesentlichen der zuvor beschriebenen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1 `umfasst demnach zumindest ein Fahrgestell mit Rahmenstruktur 2', zumindest eine Vorderachse 3` und Hinterachse 4', eine in den FIGs. nicht dargestellte Antriebseinheit zumindest zum Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1', ein Arbeitsmaschinengehäuse 7` sowie ggfs. Bodeneingriffsmittel 5`.
Erfindungsgemäß umfasst die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' mindestens eine der zuvor beschriebenen autonomen Einheiten 9. Wesentlich ist hierbei nun, dass diese mindestens eine autonome Einheit 9 mindestens eine in den FIGs. nicht dargestellte Schnittstelle umfasst mittels der die autonome Einheit 9 strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1` integriert ist. Die autonome Einheit 9 ist dabei derart in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' integriert, dass die mindestens eine autonome Einheit 9 zumindest die Fahrantriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' unterstützt oder übernimmt.
Die Fahrantriebsfunktion unterstützend, bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die autonome Einheit 9 gemeinsam mit der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` den Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` realisiert. Die Fahrantriebsfunktion übernehmen, bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die autonome Einheit 9 allein den Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` realisiert.
Zur strukturellen Integration der mindestens einen autonomen Einheit 9 umfasst die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' mindestens eine in den FIGs. ebenfalls nicht dargestellte Schnittstelle, die komplementär zu der mindestens einen Schnittstelle der autonomen Einheiten 9 ausgebildet ist. Die komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` sowie der autonomen Einheit 9 sind als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ausgebildet. Ergänzend oder alternativ hierzu sind die komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` sowie der autonomen Einheiten 9 als elektrische Schnittstellen zu Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet. Vorzugsweise sind die komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' sowie der autonomen Einheit 9 sowohl als mechanische Schnittstelle als auch als elektrische Schnittstelle ausgebildet.
Mittels der komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen kann die autonome Einheit 9 besonders unkompliziert in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1` strukturell integriert werden, wobei Drehmomente und Drehzahlen und/oder Energie und Daten von der autonomen Einheit 9 auf die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' und umgekehrt übertragen werden können. Mittels der komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen kann die autonome Einheit 9 ferner besonders unkompliziert an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' befestigt werden, so dass die autonome Einheit 9 einen strukturellen Bestandteil der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' ausbildet.
Bei einem durch die autonome Einheiten 9 unterstützten Fahrantrieb ist es somit möglich, die Antriebsleistungen der autonomen Einheit 9 und der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' zu kombinieren und somit zumindest dem Prinzip nach einen hybriden Fahrantrieb zu schaffen. Hybrid bedeutet in diesem Kontext einerseits, dass mittels der Schnittstellen die Antriebsleistung der autonomen Einheit 9 in einen Antriebsstrang der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' oder aber die Antriebsleistung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' in einen Antriebsstrang der autonomen Einheit 9 gespeist werden kann. Andererseits bedeutet hybrid auch, dass die autonome Einheit 9 und landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' ohne Überlagerung der Antriebsleistung durch Einspeisung in den entsprechenden Antriebsstrang die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' gemeinsam antreiben. Sofern die autonome Einheiten 9 die Funktion „Fahrantrieb“ der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' übernimmt, dient die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' nicht mehr dem Fahrantrieb. Vielmehr kann die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` dann einzig und allein die Versorgung weiterer Funktionseinheiten der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' und/oder daran angeschlossener Anbaugeräte 8', wie beispielsweise eines Vorsatzgerätes, sicherstellen.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, kann die autonome Einheit 9 im Bereich der Achsen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' in diese strukturell integriert werden. Anstelle eines herkömmlichen Fahrwerks bildet demnach die mindestens eine autonome Einheit 9 zumindest anteilig das Fahrwerk der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1'. 3 zeigt beispielsweise eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1', bei der die autonome Einheit 9 im Bereich der Vorderachse strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' integriert ist. Alternativ hierzu ist es genauso gut vorstellbar, dass die autonome Einheit 9 im Bereich der Hinterachse strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1` integriert ist.
4 zeigt eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1', bei der zwei autonome Einheiten 9 strukturell integriert sind, wobei eine erste autonome Einheit 9 im Bereich der Vorderachse und eine zweite autonome Einheit 9 im Bereich der Hinterachse strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' integriert ist. Auch ist es möglich, dass mehr als zwei autonome Einheiten 9 in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' strukturell integriert sind, beispielsweise zwei autonome Einheiten 9 pro Achse oder eine autonome Einheit pro Achse bei mehr als zwei Achsen.
Wie beispielhaft in den 3 und 4 dargestellt, kann die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' mit der mindestens einen autonomen Einheit 9 entweder mit einer Kabine 6` oder aber ohne eine solche Kabine 6` ausgebildet sein. Somit kann je nachdem ob eine Person den Betrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' begleiten soll oder nicht die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' entsprechend konfiguriert werden.
Vorzugsweise ist die in 2 von der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' losgelöst dargestellte autonome Einheit 9 modular aufgebaut. Bei einem derartigen Aufbau der autonomen Einheit 9 sind die Anzahl, Größe, Art und/oder Anordnung der Komponenten bzw. Bauteile der autonomen Einheit 9, wie zumindest die Rahmenstruktur, die Bodeneingriffsmittel 10, der Antriebsmotor 11 sowie die Steuereinheit 12, veränderbar bzw. variierbar. Dies erlaubt es, die autonome Einheiten 9 im Hinblick auf die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' hin anzupassen, in die sie strukturell integriert wird.
Damit die einzelnen Komponenten bzw. Bauteile der autonomen Einheiten 9 miteinander kombiniert werden können, umfasst jede Komponente bzw. Bauteil der autonomen Einheiten 9 zumindest eine Schnittstelle zum lösbaren Verbinden der Komponenten bzw. Bauteile miteinander zur autonomen Einheit 9.
Diese Schnittstellen können auch so genutzt werden, dass sie Schnittstellen zur strukturellen Integration der Komponenten bzw. Bauteile in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' ausbilden. Somit ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' realisierbar, bei der die autonome Einheit 9 nicht als kohärente Baugruppe in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' strukturell integriert wird. Vielmehr wird der kohärente Verbund von Komponenten bzw. Bauteilen der autonomen Einheit 9 zumindest teilweise aufgelöst und die einzelnen Komponenten bzw. Bauteile der autonomen Einheit 9 können voneinander losgelöst in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' strukturell integriert werden.
Hierzu weist die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' eine Anzahl an Schnittstellen auf, die zumindest der Anzahl an Schnittstellen der mindestens einen autonomen Einheit 9 entspricht. Die Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' sind an verschiedenen Stellen derselben ausgebildet, so dass die Komponenten bzw. Bauteile der autonomen Einheit 9 derart strukturell integriert werden können, dass etwaige bestehende Bauraumrestriktionen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' eingehalten werden gleichzeitig eine Unterstützung oder Übernahme der Funktion „Fahrantrieb“ möglich bleibt.
Dadurch, dass die Schnittstellen der autonomen Einheiten 9 und der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` in einem solchen Fall jeweils durch eine gewisse Anzahl an Schnittstellen ausgebildet werden, müssen entsprechend auch diese Schnittstellen jeweils komplementär zueinander ausgestaltet sein.
Weiterhin sind demnach auch die Schnittstellen der Anzahl an komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' sowie der autonomen Einheit 9 als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung ausgebildet. Ergänzend oder alternativ hierzu sind die Schnittstellen der Anzahl an komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' sowie der autonomen Einheiten 9 als elektrische Schnittstellen zu Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet. Vorzugsweise sind die Schnittstellen der Anzahl an komplementär zueinander ausgebildeten Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' sowie der autonomen Einheit 9 sowohl als mechanische Schnittstelle als auch als elektrische Schnittstelle ausgebildet.
Die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` kann neben ihrer Funktion „Fahrantrieb“, wie bereits angedeutet, dazu ausgebildet sein, mindestens eine Funktionseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1` und/oder eines an die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' angeschlossenen Anbaugerätes 8', beispielsweise und je nach Ausgestaltung der landschaftlichen Arbeitsmaschine 1` ein Vorsatzgerät oder eine Ballenpresse oder dergleichen, anzutreiben. Durch die strukturelle Integration der mindestens einen autonomen Einheit 9 kann diese nicht nur den Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' unterstützen oder übernehmen, sondern ebenfalls auch den Antrieb einer solchen weiteren Funktionseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1' und/oder des Anbaugeräts 8' entsprechend unterstützen oder übernehmen.
Auch wenn die erfindungsgemäße landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1' in den FIGs. als Feldhäcksler dargestellt ist, kann sie genauso gut als Mähdrescher, Traktor oder dergleichen ausgebildet sein. Entsprechend ihrer Ausgestaltung sind dann zur Erfüllung verschiedener Funktionen notwendige Komponenten, Bauteile bzw. Baugruppen vorgesehen.
Abschließend sei angemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch keinesfalls als einschränkend oder erschöpfend anzusehen sind.
Bezugszeichenliste

1, 1': Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
2, 2': Rahmenstruktur
3, 3': Vorderachse
4, 4`: Hinterachse
5, 5': Bodeneingriffsmittel
6, 6': Kabine
7, 7': Arbeitsmaschinengehäuse
8, 8': Anbaugerät
9: Autonome Einheit
10: Bodeneingriffsmittel
11: Antriebsmotor
12: Steuereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102017007265 A1 [0005]

Claims

Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') mit mindestens einer autonomen Einheit (9), wobei die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') eine Antriebseinheit umfasst, die zumindest dem Fahrantrieb der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') dient, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) mindestens eine Schnittstelle umfasst mittels der die mindestens eine autonome Einheit (9) strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') integriert ist und zwar derart, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) zumindest die Fahrantriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') unterstützt oder übernimmt.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') mindestens eine zu der mindestens einen Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit (9) komplementär ausgebildete Schnittstelle umfasst, wobei die Schnittstelle der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') und die Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit (9) jeweils als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung und/oder als elektrische Schnittstelle zur Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet sind.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) im Bereich einer Vorderachse (3') und/oder einer Hinterachse (4') der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') integriert ist.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') eine erste und eine zweite autonome Einheit (9) umfasst, wobei die erste autonome Einheit (9) im Bereich der Vorderachse (3`) und die zweite autonome Einheit (9) im Bereich der Hinterachse (4') der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') strukturell in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') integriert ist.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') eine Kabine (6') umfassend oder kabinenlos ausgebildet ist.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) zumindest eine Rahmenstruktur, einen Antriebsmotor (11), eine Steuereinheit (12) und Bodeneingriffsmittel (10) umfasst.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine autonome Einheit (9) modular aufgebaut ist, wobei die Anzahl, Größe, Art und/oder Anordnung zumindest der Rahmenstruktur, des Antriebsmotors (11), der Steuereinheit (12) und der Bodeneingriffsmittel (10) veränderbar ist.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodeneingriffsmittel (10) der mindestens einen autonomen Einheit (9) als Raupenlaufwerke ausgebildet sind.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenstruktur, der Antriebsmotor (11), die Steuereinheit (12) und die Bodeneingriffsmittel (10) der mindestens einen autonomen Einheit (9) jeweils zumindest eine Schnittstelle zum lösbaren Verbinden der Komponenten (10, 11, 12) miteinander und zum strukturellen Integrieren der Komponenten (10, 11, 12) in die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') umfassen.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') eine Anzahl an Schnittstellen umfasst, die der Anzahl der Schnittstellen an der mindestens einen autonomen Einheit (9) entspricht, wobei die Schnittstellen an verschiedenen Stellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') ausgebildet sind, wobei die Schnittstellen der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') komplementär zu den Schnittstellen der mindestens einen autonomen Einheit (9) ausgebildet sind.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schnittstelle der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') und jede Schnittstelle der mindestens einen autonomen Einheit (9) jeweils als mechanische Schnittstelle zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung und/oder als elektrische Schnittstelle zur Energie- und/oder Datenverbindung ausgebildet sind.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktionseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') und/oder eines an die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine anschließbaren Anbaugerätes (8') anzutreiben, wobei die mindestens eine autonome Einheit (9) diese mindestens eine weitere Antriebsfunktion der Antriebseinheit der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine (1') unterstützt oder übernimmt.
Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (1') ein Mähdrescher, ein Feldhäcksler oder ein Traktor ist.