DE19838200C2 - Device, method and system for automated soil sampling - Google Patents
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Abstract
Bei einmer Bodenprobenentnahmevorrichtung kann der Spiralbohrer (60) folgende Funktion ausführen: Drehen des Spiralbohrers (60) in beide Drehrichtungen und, Anheben des Spiralbohrers (60) aus dem Boden. Ein Behälter (80) für das Probematerial ist seitlich unter den Spiralbohrer (60) verschiebbar, wenn der Spiralbohrer (60) sich in einer angehobenen Stellung befindet. Ein Ausräummittel (70) räumt den Spiralbohrer (60) in den Behälter (80) aus. Eine Kontrolleinrichtung erfaßt folgende Daten: Position der Bodenprobenentnahmevorrichtung (100) und die Bohrtiefe. Eine Steuereinrichtung ist so eingerichtet, daß beim Erreichen einer zuvor bestimmten Bohrtiefe des Spiralbohrers (60) den Bohrvorgang beendet und durch Anheben aus dem Boden heraus gezogen wird, der Behälter (80) für das Probematerial nach dem Anheben des Spiralbohrers (60) und den Spiralbohrer (60) geschoben wird, und der Spiralbohrer (60) durch das Ausräummittel (70) in den Behälter (80) für das Probematerial entleert wird.With a soil sampling device, the twist drill (60) can perform the following functions: turning the twist drill (60) in both directions of rotation and lifting the twist drill (60) out of the ground. A container (80) for the sample material can be moved laterally under the twist drill (60) when the twist drill (60) is in a raised position. A clearing means (70) clears the twist drill (60) into the container (80). A control device records the following data: position of the soil sampling device (100) and the drilling depth. A control device is set up so that when a predetermined drilling depth of the twist drill (60) is reached, the drilling process is ended and pulled out of the ground by lifting, the container (80) for the sample material after lifting the twist drill (60) and the twist drill (60) is pushed, and the twist drill (60) is emptied through the clearing means (70) into the container (80) for the sample material.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der Bodenproben automatisiert und mit hoher Abfolgegeschwindigkeit dem Boden, insbesondere dem Boden von landwirtschaftlichen Nutzflächen, entnommen werden können. Sie betrifft auch ein Verfahren und ein System hierzu.The invention relates to a device with which Soil samples automated and with high Sequence speed the floor, especially the floor of agricultural land can. It also concerns a procedure and a system For this.
Zur Entnahme von Bodenproben, z. B. zur Analyse des Nährstoffgehaltes des Bodens sind grundsätzlich zwei verschiedene Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen bekannt.For taking soil samples, e.g. B. to analyze the Soil nutrients are basically two various methods and associated devices known.
Einerseits können Bodenproben mit Kernbohrgeräten entnommen werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft und gegebenenfalls sogar notwendig, wenn die Bodenproben aus tieferen Schichten entnommen werden sollen und eine differentielle Analyse in Bezug auf die Entnahmetiefe durchgeführt werden soll. Während zuvor solche Entnahmen mit Kernbohrgeräten nur mit mäßiger Wiederholungsrate an unterschiedlichen Orten durchgeführt werden konnten, schlägt die WO 96/01360 A1 ein Gerät vor, mit welchem Entnahmen um ein Fahrzeug herum an verschiedenen Orten durchgeführt werden können, ohne daß durch das Fortbewegen des Fahrzeuges ein Zeitverlust entsteht. Allerdings ist der Einsatz eines solchen Gerätes nur dann sinnvoll, wenn die verschiedenen Entnahmeorte so dicht beieinander liegen, daß an einer Fahrzeugposition tatsächlich mehrere Bodenproben an unterschiedlichen Positionen entnommen werden können. Dies ist nicht notwendigerweise der Fall. Das Entnahmegerät nach WO 96/01360 weist weiterhin den erheblichen Nachteil auf, daß eine Veränderung der Bodenprobe durch das Einführen der Vorrichtung in den Boden möglich ist. Weiterhin besteht bei dem Gerät nach WO 96/01360 A1 die Gefahr von Verlusten bei der oberen Schicht des Bodenprofils, insbesondere der oberen 1-3 cm. Dies ist bei sandigen Böden mit dem dort vorgeschlagenen Gerät kaum zu vermeiden.On the one hand, soil samples can be taken with core drills be removed. This is particularly advantageous and even necessary if the soil samples should be taken from deeper layers and one differential analysis in relation to the depth of extraction to be carried out. While previously such withdrawals with core drills only with a moderate repetition rate could be done in different places WO 96/01360 A1 proposes a device with which Withdrawals around a vehicle at different locations can be done without moving through the vehicle loses time. However, the Use of such a device only makes sense if the different sampling points are so close together that actually several soil samples at one vehicle position can be removed at different positions. This is not necessarily the case. The removal device according to WO 96/01360 also has the considerable disadvantage that a change in the soil sample by the Introducing the device into the ground is possible. Furthermore, there is a risk with the device according to WO 96/01360 A1 losses in the upper layer of the soil profile, especially the top 1-3 cm. This is with sandy soils can hardly be avoided with the device proposed there.
Andererseits sind Spiralbohrgeräte bekannt, bei denen ein Spiralbohrer bis in eine bestimmte Tiefe herabgesenkt wird und beim anschließenden Anheben eine Bodenprobe entnimmt. Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus der DE 38 39 003 A1 bekannt. Aber insbesondere auch eine solche Vorrichtung ist mit den oben beschriebenen Nachteilen behaftet, daß nämlich eine Veränderung beim Einführen des Bohrers stattfinden kann und daß ein Verlust bei der oberen Schicht des Bodenprofils möglich ist.On the other hand, twist drills are known in which a drill bit lowered to a certain depth and a soil sample during the subsequent lifting takes. Such a device is for example from the DE 38 39 003 A1 known. But especially one Device is with the disadvantages described above afflicted that namely a change in the introduction of the Drill can take place and that a loss at the top Layer of the floor profile is possible.
Wünschenswert für ein Bodenprobeentnahmegerät, welches mit hoher Rate arbeiten soll, ist zudem eine Kontrolle darüber, ob die gewünschte Bohrtiefe erreicht ist, da eine zu flachgründige Probeentnahme in der Regel zu hohe Nährstoffvorräte vortäuscht.Desirable for a soil sampling device, which Working at a high rate is also a control whether the desired drilling depth has been reached, as a too shallow sampling usually too high Fakes nutrient supplies.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Entnahme von Bodenproben, insbesondere aus den oberen, landwirtschaftlich intensiv genutzten Schichten zur Verfügung zu stellen, die einerseits den Entnahmevorgang schnell durchzuführen in der Lage ist, bei der aber andererseits verbesserte Kontroll-, Diagnose- und Dokumentationsmöglichkeiten für die entnommenen Bodenproben vorhanden sind. Weiterhin sollen die oben beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Entnahmegeräte vermieden werden.It is therefore the object of the invention, a Device for taking soil samples, in particular from the upper, intensively used layers to make available, on the one hand, the Removal process is able to perform quickly but on the other hand improved control, diagnosis and Documentation options for the soil samples taken available. Furthermore, the above described Disadvantages of conventional removal devices avoided become.
Die vorstehende Aufgabe der Erfindung wird durch ein Bodenprobeentnahmegerät gelöst, wie es in Patentanspruch 1 festgelegt ist. Dabei haben die Maßnahmen der Erfindung zunächst einmal zur Folge, daß der Bohrablauf mit Hilfe eines auf dem Fahrzeug, an der die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung angebracht ist, befindlichen Bordrechners bezüglich ihres Ablaufes kontrolliert gesteuert werden kann, wobei sowohl Störungen als auch der ordnungsgemäße Fortgang der Bodenprobenentnahme protokolliert werden.The above object of the invention is achieved by a Soil sampling device solved, as in claim 1 is set. The measures of the invention First of all, the drilling process with the help one on the vehicle on which the invention Drilling device is attached, located on-board computer controlled in terms of their process can, both disturbances as well as the proper Progress of soil sampling can be logged.
Die Aufgabe wird auch durch das in einem weiteren unabhängigen Anspruch angegebenen System gelöst.The task is also carried out in another independent claim specified system solved.
Das Verfahren, mit dem die Vorrichtung betrieben wird, ist im zweiten unabhängigen Anspruch dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren löst dabei die Aufgabe der Erfindung zusammen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hinsichtlich des Ablaufs.The method by which the device is operated is presented in the second independent claim. The The method according to the invention achieves the task of Invention together with the device according to the invention regarding the process.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind in den Unteransprüchen dargelegt.Advantageous embodiments of the device and Procedures are set out in the subclaims.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung und technischen Konzeptionen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The aforementioned and the claimed and in the described below, Elements to be used according to the invention are subject to their size, shape and technical concepts no special exceptions, so that in the selection criteria known in the respective area of application can be used without restriction.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der dazugehörigen Zeichnungen, in der - beispielhaft - ein erfindungsgemäßes Bodenprobenentnahmesystem und ein entsprechendes Verfahren dargestellt sind.More details, features and advantages of the The object of the invention result from the the following description of the associated drawings, in which - an example - an inventive Soil sampling system and a corresponding method are shown.
In den Zeichnungen zeigt:In the drawings:
Fig. 1 das Fahrzeug mit der Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme von hinten; Figure 1 shows the vehicle with the device for soil sampling from behind.
Fig. 2 das Fahrzeug mit der Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme von der Seite; Figure 2 shows the vehicle with the device for soil sampling from the side.
Fig. 3 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme in ihrer Grundstellung in einer detaillierten Ansicht von vorne; Figure 3 shows the apparatus for soil sampling in their basic position in a detailed view from the front.
Fig. 4 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme in ihrer Grundstellung in einer detaillierten Ansicht von der Seite; Figure 4 shows the device for soil sampling in its basic position in a detailed view from the side.
Fig. 5 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme in ihrer Bohrstellung in einer detaillierten Ansicht von vorne; Fig. 5, the apparatus for soil sampling in its drilling position in a detailed view from the front;
Fig. 6 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme in ihrer Bohrstellung in einer detaillierten Ansicht von der Seite; Figure 6 shows the apparatus for soil sampling in its drilling position in a detailed view from the side.
Fig. 7 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Ziehens des Bohrers in einer detaillierten Ansicht von vorne; Fig. 7 is the device for soil sampling in the process of pulling the drill in a detailed view from the front;
Fig. 8 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Ziehens des Bohrers in einer detaillierten Ansicht von der Seite; Figure 8 shows the device for soil sampling in the process of pulling the drill in a detailed view from the side.
Fig. 9 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Einfahrens des Probenbehälters in einer detaillierten Ansicht von vorne; Figure 9 illustrates the device for taking soil samples during the process of retraction of the sample container in a detailed view from the front.
Fig. 10 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Einfahrens des Probenbehälters in einer detaillierten Ansicht von der Seite; Fig. 10, the apparatus for soil sampling in the process of contraction of the sample container in a detailed view from the side;
Fig. 11 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Entleerens des Bohrers und dem anschließenden zurückfahren des Probenbehälters in einer detaillierten Ansicht von vorne; Figure 11 shows the apparatus for soil sampling in the process of emptying of the drill and the subsequent return of the sample container in a detailed view from the front.
Fig. 12 die Vorrichtung zur Bodenprobenentnahme beim Vorgang des Entleerens des Bohrers und dem anschließenden zurückfahren des Probenbehälters in einer detaillierten Ansicht von der Seite; Figure 12 shows the apparatus for soil sampling in the process of emptying of the drill and the subsequent return of the sample container in a detailed view from the side.
Fig. 13 eine Ansicht des Bohrers als Ausschnitt, wobei in Fig. 13 is a view of the drill as a detail, wherein in
Fig. 14 der Teilausschnitt A des Bohrers vergrößert dargestellt ist, Fig. 14, the partial section A of the drill is shown enlarged,
Fig. 15 eine Draufsicht auf den Ausräumer und Fig. 15 is a plan view of the reamer and
Fig. 16 eine Seitenansicht von Fig. 15. Fig. 16 is a side view of Fig. 15.
An das in Fig. 1 als mit 200 dargestellte Fahrzeug ist auf einer Seite die Bodenprobeentnahmevorrichtung 100 angeordnet, die in Fig. 3 nochmals in vergrößerter Darstellung gezeigt ist. Das Fahrzeug, welches im Ausführungsbeispiel als geländegängiges Fahrzeug mit vier Rädern 220 und einem aufgesetzten Führerhaus 210 gebaut ist, nimmt - zugänglich für den Führer und Bediener - noch den Bordrechner sowie die gesamte Bedienungseinrichtung (nicht dargestellt) auf. Im Führerhaus befindet sich ein Fußhebel, mit dem der Fahrbetrieb gesperrt und die Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 aktiviert wird.On the vehicle shown in FIG. 1 as 200, the soil sampling device 100 is arranged on one side, which is shown again in an enlarged view in FIG. 3. The vehicle, which in the exemplary embodiment is constructed as an all-terrain vehicle with four wheels 220 and an attached cab 210 , still accommodates the on-board computer and the entire operating device (not shown), accessible to the driver and operator. There is a foot pedal in the driver's cab, with which the driving operation is blocked and the soil sampling device 100 is activated.
Die Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 weist in ihrem unteren Bereich einen Spiralbohrer 60 auf, der vom Motor 10 über eine Gewindespindel 20 angetrieben ist. Der Motor 10 wird über eine Führungssäule 30 in der vertikalen Richtung geführt, so daß er - zusammen mit der Gewindespindel - mit dem Spiralbohrer gemeinsam auf- und abwärts bewegt wird. Die Auf- und Abwärtsbewegung wird durch eine die Gewindespindel 20 fassende Leitmutter 40 unterstützt und durch einen außerhalb der Führungssäule befindlichen Aushubzylinder 50 vertikal geleitet.The bottom sampling device 100 has in its lower region a twist drill 60 which is driven by the motor 10 via a threaded spindle 20 . The motor 10 is guided via a guide column 30 in the vertical direction, so that it is moved together with the threaded spindle up and down with the twist drill. The upward and downward movement is supported by a guide nut 40 which grips the threaded spindle 20 and is guided vertically by an excavation cylinder 50 located outside the guide column.
Die Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 ist so eingerichtet, daß - neben der Grundstellung - mindestens folgende Arbeitsabläufe durchgeführt werden können: Erstens wird beim eigentlichen Bohrvorgang der Spiralbohrer durch eine Drehung - im Ausführungsbeispiel von oben gesehen im Uhrzeigersinn - bei gleichzeitigem Absenken in den Boden durchgeführt, wobei die Absenkkraft vornehmlich von dem oben beschriebenen System aus Motor 10, Gewindespindel 20 und Leitmutter 30 ausgeübt wird. Der zweite Vorgang ist ein Anheben des Spiralbohrers 60 aus dem Boden, wobei in den Spiralen die Bodenprobe nach oben gezogen wird. Als weiterer Arbeitsvorgang ist ein Drehen des Spiralbohrers 60 - im Ausführungsbeispiel von oben gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn - vorgesehen, bei dem ein mutterartiger, den Spiralbohrer 60 fassender Ausräumer 70 sich entlang dem Spiralbohrer 60 nach unten hin absenkt und die Bodenprobe aus dem Hohlraum zwischen dem endlosen Spiralband ausräumt. Ein Behälter 80 für das Probematerial kann von der Seite unter den Spiralbohrer 60 geschoben werden und das Probematerial auffangen, während es beim Ausräumvorgang nach unten fällt. Als letzter Vorgang ist dann ein Verfahren in die Grundstellung möglich, wobei der Behälter 80 wieder in eine Grundstellung seitlich versetzt gegenüber dem Spiralbohrer 60 gefahren wird. Die Position des Behälters 80 wird über Sensoren - im Ausführungsbeispiel über Magnetsensoren - überwacht.The soil sampling device 100 is set up in such a way that - in addition to the basic position - at least the following workflows can be carried out: First, during the actual drilling process, the twist drill is carried out by a rotation - clockwise in the exemplary embodiment seen from above - with simultaneous lowering into the ground, the lowering force primarily from the system described above of motor 10 , threaded spindle 20 and guide nut 30 is exercised. The second process is lifting the drill bit 60 from the ground, pulling up the soil sample in the spirals. As a further operation, a turning of the twist drill 60 is - seen in the embodiment from above in the counterclockwise direction - is provided in which a nut-like, the twist drill 60 Synthesis discharger 70 descends along the twist drill 60 towards the bottom and the soil sample from the cavity between the endless Spiral tape clears out. A container 80 for the sample material can be slid under the twist drill 60 from the side and catch the sample material as it falls down during the clearing process. As the last process, a movement into the basic position is then possible, with the container 80 again being moved laterally offset to the twist drill 60 into a basic position. The position of the container 80 is monitored via sensors - in the exemplary embodiment via magnetic sensors.
Die Bohrtiefe, ebenso wie die anderen markanten Stellungen der Bohrvorrichtung wird im Ausführungsbeispiel durch Magnetschalter ermittelt, die über eine Kontrolleinrichtung an den Bordrechner weiter vermittelt werden. Die Stellung der Magnetschalter ist in Bezug auf die Höhe verschiebbar, so daß - bis zu eine Maximaltiefe des Bodenprobenentnahmevorganges - grundsätzlich jede Tiefe vorgegeben werden kann, jedoch z. B. für ein bestimmtes Teilflächenstück immer eine vorgegebene Bohrtiefe erreicht wird. Somit können für dieses Teilflächenstück die Bodenproben zusammen gemischt und gemeinsam analysiert werden. Der Behälter 80 für die Bodenproben muß also nicht für jede entnommene Bodenprobe entleert werden, sondern erst, wenn alle Bodenproben für dieses Teilflächenstück entnommen sind.The drilling depth, like the other striking positions of the drilling device, is determined in the exemplary embodiment by magnetic switches, which are conveyed to the on-board computer via a control device. The position of the magnetic switch is displaceable with respect to the height, so that - up to a maximum depth of the soil sampling process - basically any depth can be specified. B. a predetermined drilling depth is always reached for a certain patch. So the soil samples can be mixed together and analyzed together for this patch. The container 80 for the soil samples therefore does not have to be emptied for each soil sample taken, but only when all soil samples for this partial area have been removed.
Die am Fahrzeug 200 angebrachte Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 kann - nachdem das Fahrzeug 200 seine Position für die Entnahme der Bodenprobe eingenommen hat - als Ganzes nach unten abgesenkt und mit konstantem Druck auf den Boden gestützt werden. Die Position des Fahrzeuges 200 und damit der Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 wird durch ein an Bord befindliches Navigationssystem ermittelt und mit den vorgegebenen Solldaten für das entsprechende Teilstück verglichen. Als Navigationssystem kommt im Ausführungsbeispiel ein GPS-Empfänger zum Einsatz, dessen Genauigkeit noch durch den Einsatz eines weiteren Senders für Korrekturdaten verbessert wird (differentielles GPS).The vehicle-mounted 200 soil sampling device 100 may - after the vehicle 200 has its position occupied for the removal of the soil sample - to be lowered as a whole downwards, and supported with a constant pressure on the ground. The position of the vehicle 200 and thus of the soil sampling device 100 is determined by an on-board navigation system and compared with the specified target data for the corresponding section. In the exemplary embodiment, a GPS receiver is used as the navigation system, the accuracy of which is further improved by the use of a further transmitter for correction data (differential GPS).
Sämtliche Funktionen der Bodenprobeentnahmevorrichtung 100 werden durch den Bordrechner angewiesen und über eine Steuervorrichtung gesteuert. Die Parameter zum Entnahmevorgang werden in einer Kontrolleinrichtung erfaßt und an den Bordrechner übermittelt.All functions of the soil sampling device 100 are instructed by the on-board computer and controlled by a control device. The parameters for the removal process are recorded in a control device and transmitted to the on-board computer.
Der im Ausführungsbeispiel für die Bodenprobeentnahme eingesetzte Spiralbohrer 60 weist Eigenschaften auf, die ihn für diese Aufgabe in besonderem Maße geeignet machen. Um eine im wesentlichen glatte Bohrstange 62 ist ein flaches Spiralband 54 angebracht. Es hat sich aber durch umfangreiche Versuche als besonders geeignet herausgestellt, wenn dieses Spiralband 64 sich von außen nach innen mit einen Winkel von 2° bis 4°, vorzugsweise von 3° verjüngt und so in gewisser Weise einen Hohlraum ausbildet, in dem sich beim Bohrvorgang das Probematerial verdichtet und beim Anhebevorgang des Spiralbohrers nicht entweicht, bevor durch den Ausräumer 70 das Material ausgeräumt und im Behälter 80 aufgefangen wird. Der in Fig. 15 und Fig. 16 dargestellte Ausräumer 70 ist aus Vulculan hergestellt. Die beschriebene Anordnung des Spiralbohrers 60 in Zusammenwirken mit dem Ausräumer 70 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The twist drill 60 used in the exemplary embodiment for soil sampling has properties which make it particularly suitable for this task. A flat spiral band 54 is attached around a substantially smooth boring bar 62 . However, extensive tests have shown it to be particularly suitable if this spiral band 64 tapers from the outside inwards at an angle of 2 ° to 4 °, preferably of 3 °, and so to a certain extent forms a cavity in which during the drilling process the sample material is compressed and does not escape during the lifting process of the twist drill before the material is cleared out by the scraper 70 and collected in the container 80 . The reamer 70 shown in Fig. 15 and Fig. 16 is made of Vulculan. The described arrangement of the twist drill 60 in cooperation with the scraper 70 has proven to be particularly advantageous.
Im Ausführungsbeispiel ist das Spiralbandes außen 3 mm dick. Die Bohrstange hat einen Durchmesser von 10 mm (Innendurchmesser des Bohrers) und der Bohrer selbst hat einen Außendurchmesser von 19 mm. Die Steigung des Spiralbandes ist 15 mm/Windung, der Steigungswinkel ist 12°.In the exemplary embodiment, the spiral band is 3 mm outside thick. The boring bar has a diameter of 10 mm (Inner diameter of the drill) and the drill itself has an outer diameter of 19 mm. The slope of the Spiral tape is 15 mm / turn, the pitch angle is 12 °.
Die in den Fig. 3 bis 12 gezeigte Vorrichtung ist zu allen Seiten hin mit einer Verkleidung versehen, die insgesamt ein geschlossenes Gehäuse bildet, so daß die Bodenprobenentnahmevorrichtung 100 selbst geschützt ist. Zu Wartung- oder Anschauungszwecken kann die Verkleidung abgenommen werden.The device shown in FIGS. 3 to 12 is provided on all sides with a covering which forms an overall closed housing, so that the soil sampling device 100 itself is protected. The paneling can be removed for maintenance or illustrative purposes.
Der Ablauf der Probeentnahme mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt:The sequence of sampling with the invention The device is preferably carried out as follows:
Zunächst wird das Fahrzeug 200 an die Stelle gefahren, an der das Probenentnahmegerät 100 über der Sollposition zur Entnahme steht. Das Fahrzeug 200 wird angehalten und der Fahrer betätigt den Fußhebel zur Aktivierung des Probeentnahmegerätes 100. Dieser Vorgang ist gekoppelt mit der Bremse, so daß das Fahrzeug 200 mit aktiviertem Probeentnahmegerät 100 nicht bewegt werden kann. Das Betätigen des Fußhebels löst eine Signal zur Freigabe der Beprobung aus, der an den Bordcomputer übertragen wird. Gleichzeitig fährt das Probeentnahmegerät 100 von der Transportstellung in die Arbeitsstellung - dabei wird es mit konstantem Druck auf den Boden gestützt - wahrend dessen überprüft die Software des Bordcomputers die Position des Fahrzeuges 200, ob Mindestabstand zu den Flächenrändern und vorherigen Positionen von Probeentnahmepunkten eingehalten wird. Die Abstände sind im Bordrechner parametrierbar. Der Bordcomputer sendet ein Signal der Soll-Probeentnahmetiefe an das Bohrgerät. Die Probeentnahmetiefe ist flächenbezogen und wird mit den Auftragsdaten zu den Probeentnahmefahrzeugen übertragen. Das Bohrgerät 100 beginnt den Bohrvorgang; der Bohrer 60 wird dabei spiralförmig in den Boden gedreht. Während des gesamten Bohrvorgangs ist über eine 'Totmannschaltung' sichergestellt, daß ein Fortbewegen des Fahrzeuges 200 unterbunden wird.First, the vehicle 200 is moved to the point at which the sampling device 100 is above the target position for removal. The vehicle 200 is stopped and the driver operates the foot pedal to activate the sampling device 100 . This process is coupled to the brake, so that the vehicle 200 cannot be moved with the sampling device 100 activated. Pressing the foot pedal triggers a signal to release the sample, which is then transmitted to the on-board computer. At the same time, the sampling device 100 moves from the transport position into the working position - it is supported with constant pressure on the ground - during which the software of the on-board computer checks the position of the vehicle 200 , whether the minimum distance from the surface edges and previous positions of sampling points is maintained. The distances can be parameterized in the on-board computer. The on-board computer sends a signal of the target sampling depth to the drill. The sampling depth is area-related and is transferred with the order data to the sampling vehicles. The drilling device 100 begins the drilling process; the drill 60 is rotated into the ground in a spiral. During the entire drilling process, a 'dead man's switch' ensures that the vehicle 200 is prevented from moving.
Wird der Bohrvorgang nicht korrekt durchgeführt, löst dies Diagnosemeldungen aus, die am Bordcomputer angezeigt werden, und der Bohrvorgang muß wiederholt werden; alle Warnungen werden flächenbezogen gespeichert; wird z. B. Probennahmetiefe nicht erreicht aufgrund von steinigem Untergrund, bleibt der Bohrer in der letzten Position, das Bohrgerät wird durch einen Hebevorgang in die Wartungsstellung gebracht; dies ermöglicht das Überprüfen des Gerätes. Über einen separaten Schalter kann nach dem Überprüfen ein Zurücksetzen ('Reset') gestartet werden.If the drilling process is not carried out correctly, loosen diagnostic messages that appear on the on-board computer and the drilling process must be repeated; all Alerts are saved area-related; z. B. Sampling depth not reached due to stony Underground, the drill remains in the last position, that Drill is lifted into the Brought maintenance position; this enables verification of the device. A separate switch can be used after Check a reset ('Reset') can be started.
Wird bei normalem Ablauf die Bohrtiefe erreicht, sendet das Bohrgerät 100 das Signal zu 'Bohrer hochfahren' sowie die erreichte Probetiefe an den Bordcomputer (Bord- PC). Dieser speichert zu jeder 'Bohrung' die Position und die Probetiefe ab. Der Bohrer 60 des Bohrgerätes wird soweit hochgefahren, bis ein Sensor die Endstellung signalisiert, gleichzeitig wird das Bohrgerät 100 in Transportstellung gefahren, so daß während des Entleerungsvorganges des Bohrers 60 bereits der nächste Probeentnahmepunkt angesteuert werden kann. Das Fahrzeug 200 wird über einen Fußkontaktschalter in Bewegung gesetzt. Befindet der Bohrer 60 sich in Endstellung, wird der Probenahmebehälter 80 aus der Grund- in die Entleerungsstellung gefahren. Auch dieser Vorgang wird über Sensoren kontrolliert, so daß die optimale Position des Probenahmebehälters 80 sichergestellt ist. Nach Entleeren des Bohrers wird der Probenahmebehälter 80 in die Grundstellung zurückgefahren.If the drilling depth is reached during normal operation, the drilling device 100 sends the signal for 'drive up drill' and the test depth reached to the on-board computer (on-board PC). This saves the position and the sample depth for each 'hole'. The drill 60 of the drilling device is raised until a sensor signals the end position, at the same time the drilling device 100 is moved into the transport position, so that the next sampling point can already be activated during the emptying process of the drill 60 . The vehicle 200 is set in motion via a foot contact switch. If the drill 60 is in the end position, the sampling container 80 is moved from the basic to the emptying position. This process is also controlled by sensors so that the optimal position of the sampling container 80 is ensured. After the drill has been emptied, the sampling container 80 is moved back into the basic position.
Innerhalb jeder zu beprobenden Teilfläche muß eine bestimmte Solleinstichzahl pro Mischprobe durchgeführt werden. Die Information über die Solleinstichzahl ist ebenfalls in den Auftragsdaten enthalten und ist parametrierbar. Erst wenn die Mindesteinstichzahl erreicht ist, kann der Probenahmebehälter 80 entleert werden. Am Display des Bordcomputers werden jeweils die aktuelle Einstichanzahl in der gerade bearbeiteten Fläche angezeigt. Nach Erreichen der Hälfte der Solleinstichanzahl wird der Druck des Probenahmelabels zugelassen.A certain number of nominal punctures per mixed sample must be carried out within each partial area to be sampled. The information about the target stitch number is also contained in the order data and can be parameterized. Only when the minimum number of punctures is reached can the sampling container 80 be emptied. The current number of punctures in the currently processed area is shown on the display of the on-board computer. The pressure of the sampling label is allowed after reaching half the target number of punctures.
Claims (14)
- - einem Bohrmittel (10, 20, 30, 40, 50, 60) mit einem Spiralbohrer (60) zum Bohren in den Boden, wobei das Bohrmittel zumindest folgende Funktion ausführen kann:
- - Drehen des Spiralbohrers (60) in beide Drehrichtungen,
- - Anheben des Sprialbohrers (60) aus dem Boden;
- - einem Behälter (80) für das Probematerial, wobei der Behälter (80) für das Probematerial unter den Spiralbohrer (60) verschiebbar ist, wenn der Spiralbohrer (60) sich in einer angehobenen Stellung befindet,
- - einem Ausräummittel (70) zum Ausräumen der Bodenprobe aus dem Spiralbohrer (60) in den Behälter (80),
- - einer Kontrolleinrichtung zum Erfassen zumindest folgender Daten:
- - Position der Bodenprobenentnahmevorrichtung (100),
- - Bohrtiefe,
- - einem Bordrechner,
- - einer Steuereinrichtung, die so eingerichtet ist, daß
- - das Bohrmittel beim Erreichen einer zuvor bestimmten Bohrtiefe des Spiralbohrers (60) den Bohrvorgang beendet und durch Anheben aus dem Boden heraus gezogen wird,
- - der Behälter (80) für das Probematerial nach dem Anheben des Spiralbohrers (60) und den Spiralbohrer (60) geschoben wird, und
- - der Spiralbohrer (60) durch das Ausräummittel (70) in den Behälter (80) für das Probematerial entleert wird.
- - A drilling means ( 10 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 ) with a twist drill ( 60 ) for drilling into the ground, wherein the drilling means can perform at least the following function:
- - turning the twist drill ( 60 ) in both directions of rotation,
- - lifting the twist drill ( 60 ) from the ground;
- a container ( 80 ) for the sample material, the container ( 80 ) for the sample material being displaceable under the twist drill ( 60 ) when the twist drill ( 60 ) is in a raised position,
- - a clearing means ( 70 ) for clearing the soil sample from the twist drill ( 60 ) into the container ( 80 ),
- a control device for recording at least the following data:
- - position of the soil sampling device ( 100 ),
- - drilling depth,
- - an on-board computer,
- - A control device that is set up so that
- the drilling means, when a predetermined drilling depth of the twist drill ( 60 ) is reached, the drilling process is ended and is lifted out of the ground by lifting,
- - The container ( 80 ) for the sample material is pushed after lifting the twist drill ( 60 ) and the twist drill ( 60 ), and
- - The drill bit ( 60 ) is emptied through the clearing means ( 70 ) into the container ( 80 ) for the sample material.
- - Positionieren der Bodenprobeentnahmevorrichtung (100) an der für die Bodenprobe vorgesehene Position,
- - Absenken der Bodenprobenentnahmevorrichtung (100) auf den Boden,
- - Bohren in den Boden mit einem Spiralbohrer (60),
- - Anheben des Spiralbohrers (60),
- - Ausräumen des Spiralbohrers mit einem Ausräummittel (70), wobei das beim Vorgang des Bohrens gesammelte und des Anhebens mit geführte Probematerials in einem Behälter (80) aufgefangen wird,
daß der Behälter (80) nach dem Anheben seitlich unter den Spiralbohrer (60) gefahren wird,
daß der Spiralbohrer (60) anschließend wieder in eine Grundstellung gebracht wird und
daß der Behälter (80) nach dem Ausräumen ebenfalls wieder in eine seitliche Grundstellung gefahren wird.12. A method for taking soil samples, in particular from agricultural areas, with a soil sampling device ( 100 ), with the following steps
- - positioning the soil sampling device ( 100 ) at the position provided for the soil sample,
- Lowering the soil sampling device ( 100 ) onto the floor,
- - drilling into the ground with a twist drill ( 60 ),
- - lifting the twist drill ( 60 ),
- - clearing out the twist drill with a clearing means ( 70 ), the sample material collected during the drilling process and being lifted with guided sample material being collected in a container ( 80 ),
that the container ( 80 ) is moved laterally under the twist drill ( 60 ) after lifting,
that the drill bit ( 60 ) is then brought back into a basic position and
that the container ( 80 ) is also moved back into a lateral basic position after clearing.
- - einem Entnahmefahrzeug (200) und
- - einer Bohr- und Bodenprobeentnahmevorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
- - a removal vehicle ( 200 ) and
- - a drilling and soil sampling device ( 100 ) according to one of claims 1 to 10,
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