DE10315226B4

DE10315226B4 - Mower harvesting machine and method for locally discrete capture of feed crops

Info

Publication number: DE10315226B4
Application number: DE2003115226
Authority: DE
Inventors: Karl Prof. Dr. Wild; Sieghart Dipl.-Ing. Haedicke
Original assignee: Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Current assignee: Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: DE10315226A1

Abstract

Erntemaschine mit mindestens einem Mähwerk zur lokal diskreten Erfassung des Ertrages von Futterpflanzen, die als Schnittgut vorliegen, mit einem Positionsbestimmungssystem und einem Bandförderer für das Schnittgut, der mit sich periodisch verändernder Geschwindigkeit angetrieben und im Anschluss an das Mähwerk angeordnet ist, wobei eine elektronische Auswerte- und/oder Speichereinheit zur ortsaufgelösten Erfassung des mittels Sensorelementen erfassten Antriebsdrehmomentes und/oder der Antriebsleistung für den Bandförderer vorhanden ist.harvester with at least one mower for the locally discrete recording of the yield of fodder plants, the present as a clippings, with a positioning system and a belt conveyor for the Clippings driven at a periodically changing speed and after the mower is arranged, wherein an electronic evaluation and / or storage unit to the spatially resolved Detecting the detected by means of sensor elements drive torque and / or the drive power for the belt conveyor available is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Erntemaschine mit mindestens einem Mähwerk zur lokal diskreten Erfassung des Ertrages von Futterpflanzen, die als Schnittgut vorliegen nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren zu lokal diskreten Erfassung von Futterpflanzen, die als Schnittgut vorliegen, nach Anspruch 14.The The invention relates to a harvester with at least one mower for locally discrete capture of crops of forage crops as clippings are present according to claim 1, as well as a method to locally discrete Detection of forage crops present as clippings Claim 14.

In der modernen Agrartechnik steigen die Anforderungen stetig, was insbesondere die Kosten und die unerwünschte Beeinträchtigung der Umwelt betrifft. Dementsprechend werden seit längerem die verschiedensten Versuche unternommen, die Ernteerträge flächenspezifisch, also lokal diskret bestimmen zu können, so dass ein nachfolgend erforderlicher Einsatz von Pflanzenschutz- und Düngemitteln auf bestimmten Ernteflächenbereichen nach erfolgtem Ernte- und Erfassungsprozess festge legt werden kann.In modern agricultural technology, the requirements are steadily rising, which in particular the costs and the unwanted impairment concerns the environment. Accordingly, for a long time the most diverse Attempts made, the crop yields area specific, ie local be able to determine discreetly so that subsequently required use of plant protection products and fertilizers certain harvested areas can be determined after the harvesting and collection process has taken place.

Solche Systeme sind für die verschiedenen Erntemaschinen an sich bekannt. So werden solche Ertragserfassungssysteme bei Körner- oder Hackfrüchten bereits eingesetzt. Bei diesen Fruchtarten ist eine Ertragserfassung aufgrund der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der geernteten Früchte nur mit geringen Schwierigkeiten verbunden, so dass hierzu geeignete technische Lösungen relativ einfach realisierbar sind.Such Systems are for the various harvesters known. This is how such revenue recognition systems become at Körner or root crops already used. In these crops is an income recording due to the physical and mechanical properties of the harvested fruits only associated with little difficulty, making this suitable technical solutions are relatively easy to implement.

Insbesondere bei Futterpflanzen, die mit den verschiedensten Arten von Mähwerken geerntet werden können, ergeben sich aber bei der entsprechenden Erfassung erhebliche Probleme, da diese Pflanzenarten sich von den vorab genannten Erntefrüchten deutlich unterscheiden.Especially in fodder crops that use a wide variety of mowers can be harvested, However, there are significant problems with as these plant species are distinct from the previously mentioned crops differ.

So wurden in Verbindung mit Mähwerken Versuche unternommen, die Ertragsbestimmung mittels unmittelbar an Mähwerken angeordneter Sensorik bestimmen zu können. Dabei ergaben sich aber sehr große Fehler infolge der sich zeitlich verändernden Schärfe an Mähwerksmessern oder auch infolge unterschiedlicher Wachstumsverhältnisse an zu erntenden Futterpflanzen. So nimmt beispielsweise mit zunehmendem Alter solcher Futterpflanzen der Ligninanteil zu. Diese und auch noch weitere sich über einen bestimmten Zeitraum mehr oder weniger regel- oder unregelmäßig ändernde Einflussgrößen führen dazu, dass entweder erhöhte Fehler bei der Ertragserfassung in Kauf genommen oder häufig Kalibrierungen durchgeführt werden müssen.So were in connection with mowing experiments the determination of yield by means of direct mowers to be able to determine arranged sensors. It turned out very much size Errors due to the time-varying sharpness of mower blades or also as a result of different growth conditions to be harvested forage plants. So, for example, with increasing The age of such forage plants increases the lignin content. These and also even more about a period varying more or less regularly or irregularly Influencing factors lead to that either increased Errors in revenue recognition accepted or frequent calibrations carried out Need to become.

Im Falle der Messung von mit Mähwerken geerntetem Schnittgut durch Bestimmung der jeweiligen Schnitt gutmasse unmittelbar beim Ernteprozess, können Messfehler nicht ausgeschlossen werden. Diese werden insbesondere durch auf eine solche Massemessvorrichtung wirkenden Kräfte und Beschleunigungen hervorgerufen, da zumindest Komponenten solcher Stöße und Schwingungen auf eine entsprechend eingesetzte Massesensortechnik wirken und diese Fehlerquellen unregelmäßig auftreten, so dass ein Kompensation durch elektronische Filterung eigentlich nicht zum Ziel führt und Messfehler bei der Ertragsermittlung von ± 10% nicht vermieden werden können. Eine solche Fehlertoleranzbreite ist aber für praktische Anwendungen nicht akzeptabel.in the Case of measurement of mowing harvested Clippings by determination of the respective cut material directly during the harvesting process Measurement errors can not be excluded. These will be particular by acting on such a mass measuring device forces and Accelerations caused because at least components such Shocks and vibrations act on a suitably used Massesensortechnik and these sources of error occur irregularly, so that a compensation by electronic filtering actually not leads to the goal and measuring errors in yield determination of ± 10% can not be avoided can. However, such a fault tolerance width is not for practical applications acceptable.

Des Weiteren ist aus der DE 199 58 318 A1 eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ernteertrages beim Ernten bzw. Roden von Wurzelfrüchten, beispielsweise Zuckerrüben sowie ein entsprechend geeignetes Erntefahrzeug bekannt. Dabei wird ein Aufwärtsförderer für die Wurzelfrüchte, der von wenigstens einem Förderelement gebildet ist und einen Förderabschnitt aufweist, eingesetzt. Dieser soll wenigstens eine vertikale Komponente aufweisen. Mit eingesetzter Sensortechnik soll dann die Masse von Wurzelfrüchten in einem Förderabschnitt bestimmt werden.Furthermore, from the DE 199 58 318 A1 a device for determining the crop yield when harvesting or rooting of root crops, such as sugar beet and a correspondingly suitable harvesting vehicle known. In this case, an upward conveyor for the root crop, which is formed by at least one conveying element and having a conveying section used. This should have at least one vertical component. With inserted sensor technology, the mass of root crops in a conveyor section should then be determined.

In der DE 195 14 223 A1 ist ein Verfahren zur Einsatzoptimierung von Landmaschinen beschrieben. Dabei soll ein Leitrechner, der telemetrische Daten mit Bordrechnern von landwirtschaftlichen Maschinen und Geräten austauscht, eingesetzt werden.In the DE 195 14 223 A1 is described a method for optimizing the use of agricultural machinery. A master computer, which exchanges telemetric data with on-board computers of agricultural machinery and equipment, is to be used.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unmittelbar beim Ernteprozess den Ertrag von Futterpflanzen in Form von Schnittgut lokal diskret erfassen zu können.It is therefore an object of the invention, directly in the harvesting process Record yield of fodder plants in the form of clippings locally discreetly to be able to.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Erntemaschine, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist sowie einem Verfahren gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.According to the invention this Task with a harvesting machine having the features of claim 1 has and a method according to claim 14 solved. advantageous Embodiments and developments of the invention can with in the subordinate claims designated characteristics can be achieved.

An der erfindungsgemäßen Erntemaschine ist mindestens ein Mähwerk sowie ein Positionsbestimmungssystem, bevorzugt ein DGPS vorhanden, um den Ertrag von Futterpflanzen als Schnittgut lokal diskret auf bestimmten Ernteflächenbereichen bestimmen zu können.At the harvesting machine according to the invention at least one mower deck and a position determination system, preferably a DGPS present to the yield of forage crops as a cut locally discreet on certain Harvested area areas to be able to determine.

Des Weiteren ist im Anschluss an das eine oder auch die mehreren Mähwerk(e) mindestens ein Bandförderer für das Schnittgut vorhanden, mit dem dieses über eine vorgebbare Länge translatorisch bewegt werden kann. Dabei werden mittels Sensorelementen das Antriebs drehmoment und/oder die Antriebsleistung des Bandförderers ortsaufgelöst erfasst und diese Messwerte in eine elektronische Auswerte- und/oder Speichereinheit transferiert.Furthermore, at least one belt conveyor for the cut material is present following the one or more mowing units, with which it can be moved translationally over a predefinable length. These are by means of sensors The drive torque and / or the drive power of the belt conveyor are detected spatially resolved and these measured values are transferred to an electronic evaluation and / or storage unit.

Entscheidend dabei ist, dass der Bandförderer für Futterpflanzen, als Schnittgut, nicht mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird. Es können genauere und repräsentativere Messergebnisse erzielt werden, wenn der Bandförderer mit sich verändernder Geschwindigkeit angetrieben wird. Dabei sollte sich die Geschwindigkeit möglichst periodisch in bekannter Form verändern lassen.critical it is that the belt conveyor for fodder plants, as a clippings, not operated at a constant speed. It can be more accurate and more representative Measurement results are achieved when the belt conveyor with changing Speed is driven. It should be the speed preferably periodically change in known form to let.

Dementsprechend wird der Bandförderer in bekannter Form beschleunigt, so dass sich die Geschwindigkeit entsprechend erhöht und verringert ist.Accordingly becomes the belt conveyor accelerated in a known manner, so that the speed increased accordingly and is reduced.

Daraus ergibt sich ein entsprechender zeitlicher Verlauf des für den Antrieb des Bandförderers erforderlichen Antriebsdrehmomentes und dementsprechend natürlich auch der Antriebsleistung. Wird nun der Bandförderer zusätzlich mit Futterpflanzen belastet, wird je nach Futterpflanzenmasse auch das jeweils erforderliche Antriebsdrehmoment oder die Antriebsleistung insbesondere in Phasen positiver Beschleunigung vom hierfür zusätzlich erforderlichen Antriebsmoment oder der entsprechenden Antriebsleistung überlagert und es können signifikantere Messwerte erfasst werden.from that results in a corresponding time course of the for the drive required of the belt conveyor Drive torque and, accordingly, of course, the drive power. Will now be the belt conveyor additionally loaded with fodder plants, depending on the fodder crops also the required drive torque or the drive power especially in phases of positive acceleration of this additionally required drive torque or the corresponding drive power superimposed and it can be more significant readings be recorded.

Die so ortsaufgelöst ermittelten Antriebsdrehmomente oder auch Antriebsleistungen des Bandförderers werden von der jeweiligen mit dem Bandförderer zu bewegenden Schnittgutmasse beeinflusst, so dass entsprechend erhöhte Messwerte für Drehmoment oder Leistung bei entsprechend erhöhten Massen von Schnittgut, also auch einem erhöhten Ertrag der geernteten Futterpflanzen, ermittelt werden können.The so spatially resolved determined drive torques or drive power of the belt conveyor are from the respective with the belt conveyor to be moved Schnittgutmasse influenced, so that correspondingly increased measured values for torque or performance with correspondingly increased masses of clippings, So also an increased Yield of the harvested forage crops.

Es besteht die Möglichkeit die Messwerte für Antriebsdrehmoment und/oder Antriebsleistung zugeordnet zu jeweiligen Positionskoordinaten unmittelbar in einer elektronischen Speichereinheit temporär zu speichern, die wiederum nachträglich ausgelesen und in einer externen elektronischen Auswerteeinheit ausgewertet werden können. Das Auslesen eines solchen elektronischen Speichers kann auch drahtlos erfolgen.It it is possible the measured values for drive torque and / or drive power associated with respective position coordinates to temporarily store directly in an electronic storage unit, which in turn subsequently read out and in an external electronic evaluation unit can be evaluated. Reading out such an electronic memory can also be wireless respectively.

Die Auswertung der ortsaufgelöst erfassten Messwerte kann aber auch unmittelbar in einer entsprechend ausgebildeten elektronischen Speicher- und Auswerteeinheit an der Erntemaschine durchgeführt werden.The Evaluation of the spatially resolved However, measured values can also be detected immediately in a corresponding manner trained electronic memory and evaluation unit at the Harvester performed become.

Da eine direkte Erfassung des Ertrages, also die Masse an geernteten Futterpflanzen zu jeweiliger Flächeneinheit, in der Regel nicht immer direkt bestimmt werden kann, ist es häufig erforderlich und günstig, die geerntete Futterpflanzenmasse, also den Ertrag, für eine gesamte große Erntefläche im Nachgang zu bestimmen und die erfassten Messwerte für Antriebsdrehmoment und/oder Antriebsleistung des Bandförderers für die unterschiedlichen lokalen kleineren Ernteflächen in Bezug zur Gesamtmasse zu setzen und daraus die lokal diskrete geerntete Futterpflanzenmasse zu bestimmen.There a direct recording of the yield, ie the amount of harvested Fodder plants to the respective unit area, usually not always can be determined directly, it is often required and cheap, the harvested food crop mass, ie the yield, for an entire size harvested area subsequently to determine and the measured values for drive torque and / or drive power of the belt conveyor for the different local smaller crops in relation to the total mass and from there the locally discrete harvested forage crop mass.

Bei der erfindungsgemäßen Erntemaschine kann der Antrieb für den jeweiligen Bandförderer hydraulisch erfolgen.at the harvesting machine according to the invention can the drive for the respective belt conveyor hydraulically.

In diesen Fällen können Antriebsdrehmoment oder Antriebsleistung mit mindestens einem Drucksensor in einer Hydraulikleitung des Antriebes für einen Bandförderer bestimmt werden.In these cases can Drive torque or drive power with at least one pressure sensor determined in a hydraulic line of the drive for a belt conveyor become.

Günstiger ist es jedoch eine Druckabfallbestimmung im Hydraulikkreis eines hydraulischen Antriebes des Bandförderers vorzunehmen. So kann mit Drucksensoren vor und nach einem Hydraulikmotor der Druckabfall bzw. die jeweilige momentane Druckdifferenz gemessen und daraus Antriebsdrehmoment oder Antriebsleistung bestimmt werden.better However, it is a pressure drop determination in the hydraulic circuit of a hydraulic drive of the belt conveyor make. So can with Pressure sensors before and after a hydraulic motor, the pressure drop or the respective instantaneous pressure difference measured and from it Drive torque or drive power can be determined.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Bandförderer mit mindestens einem Elektromotor anzutreiben.It but it is also possible the belt conveyor with at least one electric motor to drive.

In diesen Fällen kann beispielsweise die elektrische Leistung, als Maß für die Antriebsleistung, für den Bandförderer bestimmt werden. Daraus kann bei an sich bekannten mechanischen Verhältnissen auch das Antriebsdrehmoment bestimmt werden.In these cases For example, the electrical power, as a measure of the drive power, for the belt conveyors be determined. This can be in known mechanical conditions also the drive torque can be determined.

Bei elektromotorischem Antrieb des Bandförderers kann aber auch das Drehmoment unmittelbar mit geeigneter Sensorik an mindestens einer Antriebswelle des Bandförderers ermittelt werden. Eine solche Lösung kann aber auch bei hydraulischem Antrieb des Bandförderers eingesetzt werden.at but electromotive drive of the belt conveyor can also Torque directly with suitable sensors on at least one Drive shaft of the belt conveyor be determined. Such a solution but can also with hydraulic drive of the belt conveyor be used.

Die Bestimmung von Antriebsdrehmomenten für den Bandförderer kann auch vorteilhaft mittels einer Drehmomentenmesswelle durchgeführt werden.The Determining drive torques for the belt conveyor can also be advantageous be carried out by means of a torque measuring shaft.

Da auch der Neigungswinkel des Bandförderers gegenüber der Horizontalen und hier insbesondere in Förderrichtung des Bandförderers Vorteile hat, ist es vorteilhaft zur Kompensation von ermittelten Antriebsdrehmomenten oder Antriebsleistungsmesswerten auf gegenüber der Horizontalen geneigten Ernteflächen mindestens einen Neigungssensor vorzusehen, so dass durch entsprechende Neigungen des Bandförderers hervorgerufene erhöhte oder erniedrigte Antriebsdrehmomente oder Antriebsleistungen durch den so ermittelten Neigungswinkel des Bandförderers berücksichtigt werden können.Since the angle of inclination of the belt conveyor with respect to the horizontal and in particular in the conveying direction of the belt conveyor has advantages, it is advantageous to compensate for determined driving torque or Antriebsleistungsmesswerten on opposite inclined to the horizontal harvested areas provide at least one tilt sensor so that caused by corresponding inclinations of the belt conveyor increased or reduced drive torques or drive line tions can be taken into account by the thus determined inclination angle of the belt conveyor.

Die erfindungsgemäße Erntemaschine kann auch dadurch weiter gebildet werden, dass Geschwindigkeitsmesstechnik für das mit dem Bandförderer geförderten Schnittgut vorhanden sind. So kann die Geschwindigkeit des mit dem Bandförderer geförderten Schnittgutes mittels Radargeschwindigkeitssensoren ermittelt und bei der Ertragsbestimmung berücksichtigt werden.The Harvesting machine according to the invention can also be further developed by speed measurement for the with the belt conveyor funded Clippings are available. So can the speed of the with the Belt conveyors promoted Cuttings determined by radar speed sensors and considered in the determination of yield become.

Diese wechselnden Beschleunigungen und Geschwindigkeiten am Bandförderer können mit geeigneten elektronischen Steuerungen erreicht werden.These changing accelerations and speeds on the belt conveyor can with appropriate electronic controls are achieved.

Mähwerk und Bandförderer sollten möglichst so zueinander angeordnet sein, dass die Futterpflanzen gegebenenfalls mit Hilfe eines Aufbereiters von oben auf den Bandförderer fallen.Mower and belt conveyors should be like this be arranged to each other that the forage plants, if necessary fall from above onto the belt conveyor with the aid of a conditioner.

Der Bandförderer kann an einer Erntemaschine angeordnet sein, so dass der Bandförderer mit der Fahrtrichtung der Erntemaschine parallel zueinander ausgerichtet ist.Of the belt conveyors can be arranged on a harvester, so that the belt conveyor with The direction of travel of the harvester aligned parallel to each other is.

Bei Erntemaschinen, die bereits mit einem Schwadleger ausgestattet sind, besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Lösung in Verbindung mit einem solchen Schwadleger einzusetzen.at Harvesters already equipped with a windrower it is possible, the inventive solution in Use connection with such a windrower.

Mit am Bandförderer vorhanden optischen und/oder Schallsensoren kann ermittelt werden, ob Futterpflanzen als Schnittgut mit dem Bandförderer gefördert werden oder ein Leerbetrieb des Bandförderers erfolgt.With on the belt conveyor existing optical and / or sound sensors can be determined whether fodder plants are promoted as clippings with the belt conveyor or an empty operation of the belt conveyor he follows.

In Phasen, in denen das Mähwerk inaktiv ist, also keine Futterpflanzen geerntet werden, besteht die Möglichkeit, Kalibrierläufe für die Sensorik durchführen zu können. Auch bei solchen Kalibrierungen ist der Betrieb des Bandförderers mit wechselnden Geschwindigkeiten, gemäß der Erfindung, günstig.In Phases in which the mower deck is inactive, so no food crops are harvested, is the Possibility, calibration runs for the Perform sensor technology to be able to. Even with such calibrations is the operation of the belt conveyor with changing speeds, according to the invention, low.

Claims

Harvester with at least one mower for locally discreet recording of the yield of fodder plants that as Schnittgut present, with a positioning system and a belt conveyors for the Clippings driven at a periodically changing speed and after the mower is arranged, wherein an electronic evaluation and / or storage unit to the spatially resolved Detecting the detected by means of sensor elements drive torque and / or the drive power for the belt conveyor available is.

Harvesting machine according to claim 1, characterized that the drive of the belt conveyor hydraulically he follows.

Harvesting machine according to claim 2, characterized in that that the drive torque / power by means of at least one Pressure sensor in a hydraulic line of the drive for the belt conveyor determinable is.

Harvesting machine according to claim 3, characterized that by means of pressure sensors, the pressure drop before and after a hydraulic motor for the Drive of the belt conveyor measured and so the / the drive torque / power can be determined.

Harvesting machine according to claim 1, characterized that the belt conveyor with at least one electric motor whose electrical power can be measured is, is driven.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the belt conveyor at least one torque measuring shaft is present.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized in that an inclination sensor is connected to the electronic evaluation and / or storage unit connected.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the belt conveyor Speed measurement technology for the determination of the speed of the cut material is present.

Harvesting machine according to claim 8, characterized in that that on the belt conveyor Radar speed sensors are available.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the drive of the belt conveyor is electrically controlled is.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the belt conveyor aligned parallel to the direction of travel of the harvester.

Harvesting machine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the belt conveyor is a windrower.

Harvesting machine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the belt conveyor an optical and / or sound sensor is / are present.

Method for local discrete recording of the yield of forage crops present as clippings using one with at least one mower equipped harvester, where the clippings on a with periodically changing Acceleration driven belt conveyor enters and with this translationally moving, wherein the / the drive torque / power of the belt conveyor determined and with this simultaneously detected position coordinates fed to an electronic evaluation and / or storage unit and so the relative yield is spatially resolved in relation to the respective harvested area is determined.

Method according to claim 14, characterized in that that the inclination angle of the belt conveyor in the conveying direction determined and taken into account in the revenue recognition.