DE2220467A1 - Steuereinrichtung fuer ein selbstfahrendes geraet, insbesondere fuer einen rasenmaeher - Google Patents

Description

• Steuereinrichtung für ein selbstfahrendes Gerät, insbesondere für einen Rasenmäher Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen Rasenmäher bzw. für ein längs einer vorgegebenen Fahrbahn sich selbsttätig lenkendes, fahrbares Gerät.
• Uw einen Rasenmäher odgl. sich selbsttätig längs einer vorgegebenen Fahrspur zu führen, sieht die Erfindung vor, daß das fahrbare Gerät eine auf ein elektromagnetisches Feld induktiv ansprechende Steuereinrichtung aufweist, und daß auf bzw. in dem Boden verlegt ein stromdurchflossener, ein Magnetfeld erzeugender Fahrdraht angeordnet ist, der in Fahrtrichtung in unabhängig voneinander mit Strom versorgte Fahrdrahtstücke unterteilt ist, daß von dem fahrbaren Gerät gesteuerte Schaltelemente zum An- bzw. Abschalten des Stromflusn ses des zu überfahrenden bzw. des bereits überfahrenen Fahrdrahtstückes sowie gegebenenfalls Signal- und Steuerelemente in den Fahrdraht einbaubar sind, die zur Abgabe von Steuerimpulsen bzw. Steuersignalen zur Durchführung von nicht der Lenkung dienenden Funktionen, z.B. zur Änderung der Fahrgeschwindigkeit odgl. verwendbar sind, wobei diese Signale von auf dem fahrbaren Gerät angeordneten Empfangs- und Steuergeräten aufgenommen und verwerte-t bzw. ausgeführt werden.
• Die Unterteilung des stromführenden Fahrdrahtes in mehrere getrennt mit Strom versorgte Fahrdrahtstücke ist notwendig, damit die Fahrbahn bei bestimmten örtlichen Gegebenheiten auch Kreuzungsstellen mit spitzwinklig zueinander liegenden Fahrspuren sowie in der gleichen oder in verschiedenen Richtungen mehrfach zu überfahrende Fahrspuren aufweisen kann.
• Wäre der Fahrdraht nicht in einzelne an- und abschaltbare Fahrdrahtstücke unterteilt, so könnten bestimmte Wege nicht befahren werden, weil sich die elektromagnetischen Felder der eng beieinanderliegenden Fahrdrähte entweder gegenseitig aufheben oder sich derart überlagern, daß das Gerät nicht die gewünschte Fahrspur einhält.
• Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung und den Ansprüchen hervor.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes prinzipmäßig dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rasenmähers; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rasenmäher; Fig.3 eine Ansicht eines Teiles bzw. Teilstückes des Fahrdrahtes; Fig. 4 eine Ansicht eines in einer Schleife verlegten Fahrdrahtteilstückes; Fig. 5 eine Ansicht eines Fahrdrahtstückes mit einem Schaltelemenban seiner einen Ende und

  für ein willkührlich gestaltetes, teil-

  Der in den Fig. 1 u + estellte Rasenmäher 1 weist ei-

  nen Rahmen y çreiEnkte Vorderräder 3 sowie angetriebene @in-

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  Fig. 6 einen innerhalbeiner einzigen Hülle angeordneten Fahrdraht mit Schaltelementen; Fig. 7 ein Fahrdrahtkabel mit drei Leitern; Fig. 8 ein Fahrdrahtkabel mit drei Leitern und an seinen Enden anbringbaren Steckern, in denen die Schaltelemente angeordnet sind; und Fig. 9 eine Prinzipskizze der möglichen Fahrdraht anordnung für einen willkührlich gewählten Grundriß, wobei einzelne Stellen mehrfach zu überfahren sind.
• Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rasenmäher 1 weist einen Rahmen 2, gelenkte Vorderräder 3 sowie angetriebene Hinterräder 4 auf. Ein Antriebamotor 5 treibt die Räder 4, eine Schneideinrichtung 6 und erzeugt die notwendige Energie zur Lenkung der Vorderräder 3, die über eine Hilfseinrichtung und eine induktiv wirksame Steuereinrichtung 7 z.B. über ein Lenkgestänge 8 gesteuert werden Bin Grasfangsack 9 sowie eine schwenkbar angeordnete, rechenförmige Sicherungseinrichtung 10 die durch Öffnen eines zum Antrieb gehörenden Stromkreises die Fahrbewegung des Rasenmähers 1 beim Auffahren auf einen Fr.endkörper unterbricht, vertollständigen den erfindungsgemäßen Rasenmäher, Die Hilf s- und Steuereinrichtung 7 spricht auf das von einem Stromdurchflossenen Leiter bzw. Fahrdraht Ii erzeugte eiektrovagnetische Feld induktiv an und besteht aud einer Lenkautomatik, die Antennen, einen Lenkregler, einen Stellotor, ein Lenkstellglied usw. umfasst.
• In Fig. 3 ist ein Teilstück des Fahrdrahtes 11 dargestellt, der aus getrennt mit Strom versorgten Fahrdrahtstücken 12 und i3 besteht. Zwischen den beiden Fahrdrahtstücken 12 und 13 befindet sich ein Schalter oder Schaltelement 14, das von dem fahrenden Gerät aus gesteuert wird und bspw. bei einer Fahrt von links nach rechts nach dem Überfahren das bereits überfahrene Fahrdrahtstück 12 stromlos macht.
• Um mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung eine Schleife zu fahren, wie sie bspw. in Fig. 4 dargestellt ist, wird zusätzlich zu dem Schaltelement 14 ein Schaltelement 15 benötigt, mit dessen Hilfe vom fahrenden Gerät aus das zunächst stromlose Fahrdrahtstück 13 an einen Stromkreis angeschlossen wird.
• Der Fahrdraht gemäB Fig. 4 ist in Fahrdrahtstücke 12 und 13 unterteilt, die getrennt mit Strom versorgt werden. Das Fahrdrahtstück 12 steht unter Strom, das Fahrdrahtstück 13 ist zunächst stromlos. Wird jetzt die Schleife mit der spitzwinkligen Kreuzungsstelle 16 in Richtung des Pfeiles a befahren, so lenkt das magnetische Feld des Fahrdrahtstückes 12 das Gerät zweifelsfrei über die Kreuzungsstelle.16, da das Fahrdrahtstück 13 kein magnetisches Feld erzeugt. Sobald das fahrende Gerät das Schaltelement 14 erreicht, schaltet dieses den Strom in dem Fahrdrahtstück 12 aus und gleichzeitig wird der Strom in dem Fahrdrahtstück 13 durch die Wirkung des Schaltelementes 15 eingeschaltet. Somit befindet sich ander Kreuzungsstelle 16 wiederum nur ein magnetisches Feld, wenn das fahrende Gerät diese Stelle erreicht.
• Die beiden Schaltelemente 14 und 15, die zum Ab- bzw. Anschalten des Stromflusses in den einzelnen Fahrdrahtstücken dienen, werden direkt von dem fahrenden Gerät aus gesteuert, was auf induktivem Wegemit Hilfe eines von diesem ausgehenden Kegnetfeldes bestimmter bzw. verschiedener Starke, mit Sendern und Empfängern oder auf scrstige Weise geschehen kann Die beiden Schaltelemente 14 und 15 können natürlich auch in der Weise angeordnet werden, daß zuerst das zuAnschalten des Fahrdrahtstückes 79 dienendes Schaiteletnent 15 und dann erst das zum Abschalten des Fahrdrahtstückes 12 dienende Schaltelement 14 überfahren wird. Eine derartige Anodinung ist bspw. in Fig. 5 dargestellt, bei der der Fahrdraht 11.aus dem Fahrdrahtstücgen 13a mit dem zugehörigen Abschaltelement 14a, dem Fahrdrahtstück 12 mit dem Anschaltelement 15 und dem Abschaltelement 14 sowie einem weiteren Fahrdrahtstück 13a mit einem Anschaltelement 15a besteht. Die Fahrtrichtung ist durch den Pfeil a angegeben.
• Die Fig. 5 zeigt ferner die Stromversorgung des Fahrdrahtstückes 12, die Versorgung der Fahrdrahtstücke 13a erfolgt grundsätzlich in der gleichen Weise, sie ist in der Zeichnung jedoch aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
• An den beiden Enden des Fahrdrahtstückes 12 befinden sich die Schaltelemente 14 und 15, von denen aus Leiter 17 zu einer Stromquelle geführt sind. Das magnetische Feld dieser Leiter 17 ist abgeschirmt, damit es das Feld des Fahrdrahtstückes 12 nicht beeinflußt. Dabei können die Leiter 17 beliebig, also insbesondere auch parallel zu dem Fahrdrahtstück 12 verlegt seit, wenn dies auf Grund irgendwelcher Umstände zweckmäßig ist.
• Die Leiter 17 sind jeweils in einem Metallrohr, einer Metallfolie bzw. einem Faraday'schen Käfig 18 angeordnet, durch den die Ausbildung eines magnetischen Störfeldes verhindert wird.
• Zweckmäßigerweise wird jedoch der Stromanschluß eines jeden Fahrdrahtstückes 12 nicht in der in Fig 5 dargestellten Form erreicht, sondern gemäß der Prinzipskizze von Fig. 6.
• Innerhalb einer zemeinsamen Hülle 19 sind ein stromführender Leiter A und einYRückleiter B derart abgeschirmt angeordnet, das die Ausbildung eines von ihnen erzeugten magnetischen Feldes verhindert wird.Mit dem Leiter A sind die einzelnen Fahrdrahtstücke C unter Zwischenschaltung der Schaltelemente 14 und 15 @@@@@@ verbunden, die zumAn- und Abschalten des Stromes in den Fahrdrahtstücken c dienen. Durch diese Schaltung 1 bzw. Fahrdrahtanordnung wird erreicht, daß als Fahrdraht nur ein einziges mehradriges Kabel verwendet werden muß. Zusätzliche Verlegearbeiten für die getrennte Stromversorgung der einzelnen Fahrdrahtstücke sind somit nicht notwendig.
• Ein erfindungsgemäß als Fahrdraht verwendetes Kabel 20 besteht in seiner Grundform aus dtei Leitern A, B und C mit zum Verbinden derartiger Kabel 20 an ihren Enden angeordneten Stekkern.21. Die Leiter A, B und C sind innerhalb einer einzigen Hülle angeordnet.inden Leitern A und hOfließt jeweils ein Strom glet8*8ie Stärke in der gleichen Richtung, während der Strom in dem Leiter B entsprechend dem eingetragenen Pfeil in der anderen Richtung fließt. Das magnetische Feld der beiden Leiter A und B ist abgeschirmt, oder die Stromstärke in den Leitern A und B so gewählt, daß sich ihre magnetischen Felder gerade aufheben. In diesem Falle ist eine Abschirmung der Felder der Leiter A und B nicht erforderlich. Erreicht werden kann dies auf verschiedene Weise, z.B auch dadurch, daß zum Leitern @@@@@ B ein weiterer Leiter D parallel geschaltet wird, der auf beliebigem Weg mit der Stromquelle verbunden wird, und dessen Feld abgeschirmt ist.
• Die Abgangsstelle des Leiters D befindet sich@ in der Regel in unmittelbarer Nähe der Stromquelle, da der Fahrdraht vorzugsweise in Form einer Schleife verlegt wird.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweckmäßig, die Schaltelemente 14 und 15 zu einer Baueinheit zusammenzufassen und abs Stecker 22 auszubilden, die mit dem Kabel 20 verbunden sein können oder als Zwischenstecker gestaltet sind.
• Schematisch ist dies in Fig. 8 dargestellt, wohei aus dieser Figur ferner hervorgeht, wie das Schaltelement 14 mit den Leitern A und C und das Schaltelement 15 mit den Leitern A und C verbunden ist.
• Die beiden Schaltelemente liegen vorzugsweise nebeneinander bzw. so, daß in Fahrtrichtung zuerst das Anschaltelement 15 und dann das Abschaltelement 14 überfahren wird. Die leiter C dienen als Fahrdraht bvw. als Fahrdrahtstücke.
• Die Wirkung der als Baueinheit ausgebildeten Stecker 22 ist derart, daß beim Überfahren der zum Abschaltelement t4 gehörende Leiter C von der Stromversorgung abgeschnitten wird, während das Anschaltelement 15 das zu ihm gehörende Fahrdrahtstück C an den Stromkreis anschließt. Die Fahrtrichtung ist in Fig. 8 durch den Pfeil a angegeben. Die Schaltelemente j und 15 sind vom fahrenden Gerät aus schaltbar, wie dies bereits oben erläutert wurde.
• In Fig. 9 ist eine Fahrdrahtanordnung beispielsseise für ei.n Gelände gezeigt, das eiewillkührliche Grundfläche 25 besitzt. Als Bedingung fürFahrdrahtanordnung wird vorausgesetzt, daß jede Stelle dieser Grundfläche 25 mindestens einmal überfahren werden soll.
• Hierzu ist es erforderlich, daß mehrere Stellen mehrmals überfahren werden und an anderen Stellen die Fahrspuren sich schneiden und kreuzen bzw. sehr nahe beieinander liegen.
• Als Start und Ziel ist die mit einem Kreuz bezeichnete Stelle 26 vorgesehen, von der aus der Fahrdraht 11 in Richtung der Pfeile ununterbrochen verlegt ist. In den Fahrdraht.11 sind mehrere Schaltstellen 27 bis 31 eingebaut, durch die jeweils das bereits überfahrene Fahrdrahtstück stromlos gemacht bzw.
• die Ausbildung eines magnetischen Feldes verhindert wird, während in dem jeweils noch zu befahrenden Fahrdrahtstück bis zur nächsten Schalt stelle das magnetische Feld eingeschaltet wird.
• Die Fahrdrahtanordnung gemäß Fig. 9 zeigt, daß es mit den erfindungsgemäßen Mitteln möglich ist, ohne S¢hwierigkeiten ein-zelne Stellen mehrmals zu überfahren, da die Ausbildung t der Magnetfelder in den einzelnen Fahrdrahtstücken zuver@ässig, und zwar vom fahrenden Gerät aus, gesteuert werden kann.
• Jede Schaltstelle 27 bis 31 besteht aus zu Blockeinheiten zusammengefassten Schaltelementen 14 und 15, die sinnvoll verteilt und in der notwendigen Anzahl verwendet es gestatten, daß jede beliebige Grundfläche befahren werden kann.
• Am Ende der Fahrstrecke, unmittelbar in der Nähe des Start-und Zielpunktes 26 befindet sich ein ebenfalls vom fahrenden Gerät aus gesteuertes Signalelement 32, durch das z.B.
• ein Schalt strom oder einem dem Fahrdraht aufmodulierte Tonfrequenz ausgelöst wird, mit deren Hilfe sowie durch den bau der dazu erforderlichen Teile die einzelnen Schalteieme ..e wieder in Arbeitsbereitschaft geschaltet werden.
• Ferner können in dem Fahrdraht 11 Schaltelemente 33 angeordnet werden, die nicht zur Steuerung des magnetischen Feldes zum Lenken des fahrenden Gerä.tes dienen, sondern mit deren Hilfe die Fahrgeschwindigkeit geändert oder die Schnitthöhe beim Überfahren von Rasenkanten odgl. unmittelbar eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Schneideinrichtung verstellbar im Rahmen des Rasenmähers an einer auf Steuerimpulse ansprechenden Einrichtung aufgehängt.
• Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die Erfindung nicht auf das in den Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, daß vielmehr auch Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird.
• So kann bspw. der Verzicht auf enne Magnetfeldabschirmung der beiden Leiter A und B in dem Kabel 20 auch durch andere Maßnahmen als durch Tarallelschaltung eines Leiters D, z.B.
• durch Einschaltung eines zusätzlichen Verbrauchers oder den Einbau von Widerständen in die Schaltungsanordnung erzielt werden.
• Die erfindungsgemäI4e Fahrdrahtanordnung ist im Endergebnis ein dreiadriges Eabek mit als chaltelementen ausgebildeten Zwischersteckern.

Claims (20)

A n s p r ü c h e

1. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung für ein längs einer vorgegebenen Fahrspur sich selbsttätig lenkendes Gerät, insbesondere für einen Rasenmäher, dadurch gekennzeichnet, daß das fahrbare Gerät (1) eine auf ein elektromagnetisches Feld induktiv ansprechende teuereinrichtung (7) aufweist, und daß auf bzw. in dem Boden verlegt ein stromdurchflossener, ein Magnetfe'd erzeugender Fahrdraht (11) angeordnet ist, der in Fahrtrichtung ìn unabhängig voneinander mit Strom versorgte Fahrdrahtstücke (12,13) unterteilt ist, daß von dem fahrenden Gerät (1) aus gesteuerte Schaltelemente (14, 15) zum A5- bzw. Anschalten des Stromflusses in dem überfahrenen bzw. noch zu überfahrenden Fahrdrahtstück (12,13) sowie gegebenenfalls Signal- und Steuerelemente (32,33) in dem Fahrdraht(11) angeordnet sind, die zur Abgabe von Steuerimpulsen bzw. Steuersignalen zur Durch führung von nicht der Lenkung dienenden Funktionen, z.B.; zur linderung der Fahrgeschwindigkeit odgl. verwendbar sind, wobei diese Signale von auf dem fahrbaren Gerät (1) angeordneten Empfangs- und Steuergeräten aufnehmbar und verwertbar bzw. ausführbar sind.

2. Rasenmäher nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß das Schaltelement (14,15) zum An- bzw. Abschalten des Stromflusses im Fahrdraht (11) ein Relais ist, das durch ein vom fahrenden Gerät ausgehendes Signal, z.B. durch ein besonders erzeugtes magnetisches Feld odgl. steuerbar ist.

3. Rasenmäher nach Anspruch 1und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld der zum Fahrdrahtstück (12,13) führenden elektrischen Leiter (17) abgeschirmt ist.

4. Rasenmäher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung des magnetischen Feldes der elektrischen Leiter (17) ein Metallrohr, eine metallfolie bzw. ein Faraday'scher Käfig (Maschendrahtummantelung) (18) dient.

5. Rasenmäher nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Schaltelementes(14) zu-Abschalten des Stromkreises in dem überfahrenen Fahrdrahtstück (12) und eines Schaltelementes (15) zum Anschalten des Stromkreises in dem zu befahrenden Fahrdrahtstück (13) die beiden Schaltelemente (14,15) in Fahrtrichtung nebeneinander bzw. vor- oder hintereinander angeordnet sind.

6. Rasenmäher bzws Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein in den Fahrdraht (11) eingebautes Schaltelement (32), mit dessen Hilfe ein Schaltstrom, ein Signal, eine dem Fahrstrom aufmodulierte Frequenz oder in einem weiteren Leiter fließende Stöme auslösbar sind, wodurch sämtliche Schalt-, Signal- bzw.

Steuerelemente in dem Fahrdraht (11) wieder in Arbeitsbereitschaft schaltbar sind.

7. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fahrdrahtkabel (20) ein Mehrfach-, vorzugsweise Dreifachkabel mit den Leitern A,B,C ist,

8. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter A und B des Fahrdrahtkabels (20) des vom Start- bis zum Zielpunkt ununterbrochen verlegten~FahrdrKhteg (11) am Zielpunkt miteinander verbunden sind.

9. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (15 und 14) zu Blockeinheiten zusammengefasst, vorzugsweise als Stecker (22) ausgebildet und an die Leiter (A,B,C) anschließbar bzw. mit ihrem ehäuse einstückig an die Kabelhülle angeschlossen sind.

10. Rasenmäher bzw.' Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (32,33) in einem als Stecker ausgebildeten Gehäuse angeordnet sind.

11. Rasenmäher bzw. Steuerlinrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß iin der Strom in den Leitern A und B gleiche Stärke aufweist, und daß das magnetische Feld dieser Leiter (A,B) nicht abgeschirmt ist.

12. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leiter (D) parallel zu dem hin- und zurückführenden Leiter (,3) geschaltet und, soweit erforderlich, mit einer magnetfeldisolieren den Hülle versehen ist.

13. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder als Fahrdrahtstück (12,13) dienende Leiter (C) unter Zwischenschaltung der Schaltelemente (14,15) an den stromführenden Leiter (A) angeschlossen ist.

14. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fahrdraht (11) ein Signalelement (33) angeordnet ist, durch das die Schnitthöhe des Rasenmähers (1), z.B. beim tiberfahren von Iflasenkanten odgl. steuerbar ist, oder daJ das Signalelement (33) zur Änderung der Fahrgeschwindiü:keit dient.

15. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 14, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fahrdrah@ (11 ein Verbraucher angeschlossen ist.

16. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Kombination des Fahrdrahtes (11) mit einem zur Bewässerung des Hasens dienenden, Wasseraustrittsöffnungen aufweisenden, unterirdisch verlegten und an ein Wassernetz anschließbaren Rohr bzw. Schlauch.

17. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrdraht (11) bzw. die Leiter (A, B, C) in der oder an der Rohrwandung des wasserführenden Rohres bzw. im Mantel des Schlauches angeordnet sind.

18. Raseriniälier bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ekennzeichnet, daß in dem Fahrdraht (11) ein Anscjialtelement (15) angeordnet ist, um den Stromfluß in einem zunächst stromlosen Fahrdrahtstück einzuschalten.

19. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 18, .fskennzeichnet durch die zweckmä@@ige Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale

20. Rasenmäher bzw. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die im Boden verlegten Schaltelemente vom fahrenden Gerät aus durch Ueberfahren einer Drucktaste, durch Anfahren an einen den Schaltvorgang auslösenden Anschlag bzw. mit hilfe von Lichtschranken u.s.w. steuerbar sind.