DE19701975A1

DE19701975A1 - Einrichtung zur Leitlinienerfassung

Info

Publication number: DE19701975A1
Application number: DE19701975A
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr Ing Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-07-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Leitlinienabtastung für eine selbsttätige Seitenführung einer landwirtschaftlichen Maschine, insbesondere eines Traktors.

Einrichtungen zur Leitlinienabtastung sind allgemein bekannt und werden eingesetzt, um bei spielsweise auf die automatische Lenkung von Erntemaschinen oder Traktoren zum Einfluß zu nehmen. Als Leitlinien werden sowohl die durch landwirtschaftliche Bearbeitung entstandenen, als auch mit zusätzlichen Mitteln geschaffenen Leitlinien benutzt.

Darunter fallen Bestandsgrenzen, Pflanzenreihen, Schwade, Pflugfurchen usw., die durch landwirtschaftliche Bearbeitung entstanden sind oder aber Reißerspuren, Scheibenspuren, Leitsaaten usw., die durch zusätzliche Mittel geschaffen wurden. Zur Erfassung derartiger Leitlinien kommen Abtasteinrichtungen zum Einsatz, welche die Leitlinien mechanisch, op tisch, elektrisch oder akustisch erfassen.

Mit der DE 27 15 608 C3 ist eine Schaltvorrichtung für eine automatische Lenkvorrichtung zur selbsttätigen Seitenführung einer selbstfahrenden Erntemaschine entlang einer Pflanzenreihe bekannt geworden. Derartige automatische Lenkeinrichtungen erhalten ihre Information zur Lage der Leitlinien von Tastern, Sensoren oder Sensorgruppen, im folgenden Text Sensorik genannt. Eine automatische Lenkeinrichtung wird für den Schwenkmechanismus als vorhan den gesetzt.

Mit der DE 27 05 491 C2 ist die dazugehörende Sensorik in Form von zwei mechanischen Tasthebeln zur selbsttätigen Seitenführung einer selbstfahrenden Erntemaschine entlang einer Pflanzenreihe bekannt geworden, welche an den Teilerspitzen eines Halmteilers angeordnet ist. Die beschriebene Erntemaschine besitzt eine Reihe von nebeneinander liegenden Teilerspitzen, die in einer Ebene angeordnet sind und deren Abstand dem Lückenabstand des jeweils in Rei hen ausgerichteten Erntegutes, beispielsweise in fluchtenden Reihen hintereinanderstehender Maishalme, entspricht. Die Tastvorrichtung besitzt zwei Tasthebel, die an dem Erntegut, den Maishalmen, entlang gleiten und mit einem Meßsystem verbunden sind. Bei dieser Aufgabe ist eine Veränderung der Position der Sensorik in Bezug auf die Erntemaschine nicht notwendig.

Verschiedene Varianten der Sensorik zur Abtastung von Leitlinien werden in der DE 40 04 247 A1 beschrieben, deren Gegenstand ein servo-geregeltes Bearbeitungs-Grundgerät für den Pflanzenanbau betrifft, daß beliebig an einem Traktor montiert oder in anderen Arbeitsgeräten integriert werden kann. Dieses Gerät tastet die Pflanzenreihe mittels Sensorik ab und regelt elektronisch den Hydraulikzylinder, der den beweglichen Teil mit den Arbeitsgeräten im Gleichlauf zur Führungsreihe seitlich verfährt. Das Grundgerüst dieses Gerätes besteht aus einem Rahmen, an dem vom Aufhängungen für die Dreipunktbefestigung am Traktor und hin ten eine Laufschiene für die beweglichen Teile angebracht sind.

Derartige Vorrichtungen regeln nur die Relativlage des angebauten Gerätes zur Leitlinie, indem die Position zum Traktor bzw. zum Hauptrahmen verschoben wird. Ihr Nachteil ist, daß der Traktor immer noch manuell gelenkt werden muß. Die Sensorik selbst kann auch für eine automatische Lenkung von Traktoren und selbstfahrenden Erntemaschinen genutzt werden.

Mit der DE 1 55 117 wird eine akustische Meßeinrichtung zur Erfassung von Höhenunter schieden im Profilverlauf durch Schallechoortung dargestellt. Vorzugsweise ist diese Anord nung zur automatischen Lenkung an einer Pflugfurche vorgesehen. Die Sensoren sind an einem Ausleger angebracht, der nicht schwenkbar ist. Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß sie nur für Beetpflüge genutzt werden kann, d. h. die Leitlinie muß immer an einer Seite des Traktors anliegen.

In "Grundlagen der Leittechnik" 24 (1974) 1, S. 21-29, sind starr angeordnete Sensorträger mit verschiedener Sensorik dargestellt. Diese Einrichtungen haben ebenfalls den Nachteil, daß mit ihnen nur Leitlinien abgetastet werden können, die einseitig anliegen.

In "Agrartechnik" 27 (1977) 5, S. 204-207, wird eine Einrichtung zur automatischen Spurhal tung eines Traktors mit mechanischen Tastern an 2 Auslegern entlang einer Bodenrille vorge stellt. Dabei wird der Ausleger auf der nicht benötigten Seite angehoben. Diese Lösungen sind mit dem Nachteil behaftet, daß zwei Taster bzw. Sensorgruppen einge setzt werden, um eine Leitlinie abwechseln rechts und links von der Maschine abzutasten und damit ein erheblicher technischer Aufwand zur Realisierung dieser Aufgabe notwendig ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu entwickeln, die so ausgebildet ist, daß damit Leitlinien für eine automatische Lenkeinrichtung abgetastet werden können, die im technologischen Ablauf in einer Fahrtrichtung auf der einen Seite und in der entgegengesetzten Fahrrichtung auf der anderen Seite des Traktors oder der selbstfahrenden Maschine vorhanden sind, ohne daß 2 Taster oder 2 Sensorgruppen notwendig sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen sind Gegenstand der Unteransprüchen.

Die neuentwickelte Einrichtung zur Leitlinienabtastung für eine selbsttätige Seitenführung eines landwirtschaftlichen Gerätes ist in bevorzugter Ausführung für den Einsatz an Traktoren beim Pflügen mit Kehrpflügen entwickelt worden, wobei die Furchen als Leitlinien dienen, die sich im technologischen Ablauf abwechselnd links und rechts vom Traktor befinden.

Dabei ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit einem Schwenkmechanismus ausgestattet und am Traktor befestigt. Sie gibt somit die Gewähr, daß beim Wenden des Traktors auch die Ein richtung in die neue Arbeitsposition geschwenkt werden kann. Durch den Einsatz dieser neuen Lösung ist es möglich, daß der Traktor nicht mehr in einer Furche fahren muß, um sich selbst zu führen, sondern es ist sichergestellt, daß der Traktor neben der jeweiligen Pflugfurche fah ren kann und der Abstand zur Furche über die eingesetzten Ultraschallsensoren erfaßt, verar beitet und zur Korrektur der Fahrtrichtung des Traktors verwendet wird.

Mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine prinziphafte Darstellung und Stellung der Einrichtung linksseitig an einem Traktor,

Fig. 2 eine prinziphafte Darstellung und Stellung der Einrichtung rechtsseitig an einem Traktor,

Fig. 3 eine prinziphafte Darstellung mit Hebelmechanismus zum Schwenken um 180° und Stellung der Einrichtung linksseitig an einem Traktor,

Fig. 4 eine prinziphafte Darstellung mit Hebelmechanismus zum Schwenken um 180° und Stellung der Einrichtung rechtsseitig an einem Traktor,

Fig. 5 eine prinziphafte Darstellung mit Parallelführung und Hebelmechanismus zum Schwenken um 180° und Stellung der Einrichtung linksseitig an einem Traktor,

Fig. 6 eine prinziphafte Darstellung mit Parallelführung und Hebelmechanismus zum Schwenken um 180° und Stellung der Einrichtung rechtsseitig an einem Traktor.

Die vorgestellte Einrichtung zur Leitlinienabtastung (Fig. 1 und 2) besteht im wesentlichen aus einem Sensorträger 1, auf dem die Sensoren 3 angeordnet sind. Der Sensorträger 1 selbst ist über einen Gelenkpunkt 4 schwenkbar ausgebildet. Gleichfalls ist der Sensorträger 1 mit einem Antriebselement 5 verbunden, über welches der Sensorträger 1 um den Gelenkpunkt 4 ge schwenkt werden kann.

Dieses Schwenken wird erforderlich, wenn der Traktor mit einem Kehrpflug das Vorgewende erreicht hat und dort wenden muß, um dann in entgegengesetzter Richtung an der aufgewor fenen Furche zurückfahren zu können. Während des Wendevorganges am Vorgewende wird der Pflug gedreht und gleichzeitig über das Antriebselement 5 der Sensorträger 1 geschwenkt, so daß sich der Sensorträger 1 auf der entgegengesetzten Seite des Traktors befindet und so mit eine neue Arbeitsposition einnimmt. Der Schwenkvorgang wird über Lagesensoren aus gelöst, die am Pflug angeordnet sind. Der Schwenkmechanismus am Sensorträger ist mit einer automatischen Endlagenabschaltung ausgestattet.

In der Fig. 1 ist prinziphaft die linksseitige Arbeitsstellung des Sensorträgers 1 gezeigt, wel cher sich unmittelbar über der gleichfalls linksseitig vom Traktor verlaufenden Furche 6 befin det. Die Fahrtrichtung des Traktors ist mit 2 bezeichnet.

Während des Wendevorganges am Vorgewende wird der Sensorträger 1, wie bereits oben be schrieben, auf die andere Seite, auf die rechte Seite des Traktors geschwenkt, so daß sich die am Sensorträger 3 befindlichen Sensoren 3 über der neu entstandenen Furche 6 befinden. Die Sensoren 3 erfassen den Verlauf der Furche 6 und signalisieren Abweichungen über eine Schaltungsanordnung an die automatische Lenkeinrichtung des Traktors, über welche Rich tungskorrekturen vorgenommen werden. Die Schaltungsanordnung kann eine Anordnung elektrischer Schaltelemente, eine separate elektronische Steuerung oder in die Steuerung der automatischen Lenkeinrichtung integriert sein.

Die Positionierung des Sensorträgers 1 rechtsseitig vom Traktor ist in der Fig. 2 gezeigt. Die Gelenkpunkte 4 und 7 sind an einem Rahmen angeordnet, der durch den Dreipunktanbau des Traktors aufgenommen wird.

Weitere Ausführungsformen des Schwenkmechanismus ergeben sich aus den Fig. 3 bis 6. Bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 3 ist der Sensorträger 1 über einen Hebel 9 und den Arm 10 mit dem Antriebselement 5 verbunden. Mit dem Gelenk punkt 8 ist der Hebel 9 am Rahmen angebracht und schwenkbar ausgeführt. Damit wird eine geradlinige Bewegung in eine Schwenkbewegung um 180° umgewandelt. Fig. 3 zeigt die linksseitige Arbeitsposition und Fig. 4 die rechtsseitige.

Bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung nach Fig. 5 ist der Sensorträger 1 über eine Parallelogrammführung 11 mit dem Antriebselement 5 verbunden. Damit wird er reicht, daß keine Umschaltung der Sensornumerierung mehr notwendig ist. Fig. 5 zeigt die linksseitige Arbeitsposition und Fig. 6 die rechtsseitige.

Das Erfassen der Struktur der als Leitlinie fungierenden Furche 6 und deren Abweichungen vom Sollabstand zur Traktormittellinie wird über die Sensoren 3 aufgenommen und mittels einer Schaltungsanordnung derart aufbereitet, daß die so verarbeiteten Signale zur Regelung des Fahrkurses eines Traktors genutzt werden.

Bei der Ausbildung des Sensorträgers 1 gemäß den Fig. 1 bis 4 sind die Sensoren 3 über eine Schaltungsanordnung derartig untereinander geschaltet, daß mit dem Schwenkvorgang auch eine Umschaltung der "Numerierung" der eingesetzten Sensoren 3 erfolgt, da sich be züglich der Fahrtrichtung die Reihenfolge der Sensoren nach dem Schwenken umkehrt. Somit kann eine folgerichtige Meßwerterfassung und -auswertung in der in der neuen Arbeitsposition vorgenommen werden.

Gleichfalls ist sichergestellt, daß nur eine Signalerfassung zur Lage des Pfluges erforderlich ist, um den Sensorträger in die richtige Arbeitsposition zu schwenken. Dies wird durch Lagesen soren am Pflug erreicht. Verläßt der drehbare Teil des Pfluges z. B. die Position, bei der links wendende Pflugkörper im Eingriff sind, wird bereits die Schwenkbewegung des Sensorträgers in die rechte Position geschwenkt. Ist die neue Position erreicht, erfolgt eine automatische Endlagenabschaltung.

Claims

1. Einrichtung zur Leitlinienabtastung für eine selbsttätige Seitenführung einer landwirt schaftlichen Maschine, insbesondere für Traktoren beim Pflügen mit Kehrpflügen, dadurch gekennzeichnet, daß die als Leitlinien dienenden Pflugfürchen (6) wechselnd links- und rechtsseitig vom Traktor anliegen, mit den Sensoren (3) in Wirkverbindung stehen, wobei die Sensoren (3) auf einem über einen Gelenkpunkt (4) schwenkbaren Sensorträger (1) angeordnet sind.

2. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit Sensoren (3) bestückte Sensorträger (1) ein Antriebselement (5) zugeordnet ist.

3. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorträger (1) über einen Hebelmechanismus (10), der im Stützpunkt (8) schwenkbar gelagert ist, um 180° schwenkbar ist.

4. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus (11) ein Parallelogramm ist, um eine Umschaltung der Sensoranordnung zu vermeiden.

5. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorträger (1) gleichzeitig mit dem Pflug geschwenkt und mit dem Schwenk vorgang des Sensorträgers (1) auch eine Umschaltung der Numerierung der Sen soren (3) zur folgerichtigen Meßwerterfassung und -auswertung vorgenommen wird.

6. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß nur Sensoren (3) zur Lageerfassung des Pfluges erforderlich sind, um die Schwenk bewegung des Sensorträgers (1) und die Umschaltung der Sensorreihenfolge auszu lösen.

7. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Beginn oder/und der Abschluß des Schwenkvorganges des Pfluges oder/und des Sensorträgers (1) durch Sensoren erfaßt werden.

8. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder, ein hydraulisches Rotationselement oder ein anderes geeignetes Element zur Erzeugung der Schwenk bewegung ist.

9. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch die parallele Anordnung des Oberlenkers zum Unterlenker mit der gleichen Länge des Unterlenkers immer eine senkrechte Ausrichtung der Sensoren zum Boden bei unterschiedlichen Abständen der Sensoren zum Boden erreicht wird.

10. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Ausrichtung der Sensoren (3) zum Boden bei unterschiedlichen Ab ständen der Sensoren (3) zum Boden nicht durch die Gestaltung des Oberlenkers des Dreipunktanbaus erreicht wird, sondern durch eine andere Mechanik mit parallelen, gleich langen Lenkern.

11. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß andere Sensorik eingesetzt wird als Ultraschallsensoren, wie mechanische Taster, elektrische Sensoren, Infrarotsensoren oder andere optische Sensoren.

12. Einrichtung zur Leitlinienabtastung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeich net, daß andere Leitlinien abgetastet werden als eine Pflugfurche.