DE2455836B2 - Einrichtung zur selbsttätigen Führung landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Führung landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen, insbesondere selbstfahrende Mähdrescher, mit mindestens je einem am Mähdrescher im Bereich der Einzugsorgane angeordneten Sender und Empfänger, und mit einer Einrichtung, mit der die empfangenen Signale auf die Lenkung der Arbeitsmaschine übertragen werden.

Es sind mechanisch arbeitende Einrichtungen zum selbsttätigen Lenken landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen an Bestands- oder Furchenkanten entlang bekannt. Diese haben jedoch den Nachteil, erst sehr spät, z. B. erst im Augenblick des Mähens des Erntegutes an der ausgenutzten Schnittbreite die. momentane seitliche Lage der Schneideinrichtung festzustellen und die Lenkung des Fahrzeugs bzw. der Maschine erst hiernach zu beeinflussen. Diese Lösungen arbeiten nicht »langzeitstabil«, d. h., bei aufeinander folgenden Fahnen können sich ursprünglich kleine Lenkfehler an unzulässig groß werdenden Lenkausschlägen aufschaukeln.

Desweiteren ist es bekannt, Mähdrescher mit nach vorn hinausragender! Fühlerelementen auszustatten..

Diese sind aber nicht nur störend und störanfällig, sondern auch nicht so gestaltet, daß sie z. B. einem lückenhaften und nicht fest aufrecht stehenden oder teilweise liegenden Getreidebestand zu folgen und zusätzlich den vorkommenden Bodenunebenheiten hinreichend zu folgen vermögen. Sie haben somit erhebliche prinzipielle Nachteile.

Schließlich sind Einrichtungen bekannt, bei denen auf dem Feld bereits früher oder bei der vorherigen Fahrt angebrachte mechanische, elektrische oder sonstige Leitlinien vom Mähdrescher abgetastet und verfolgt werden. Bei diesen ist die Notwendigkeit, zunächst eine Leitlinie zu erzeugen, prinzipiell nachteilig und teils aufwendig, teils störanfällig und bisher kaum an die vielfältigen und divergierenden Erfordernisse der landwirtschaftlichen Praxis anzupassen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, die trotz geringem Aufwand den rauhen Arbeitsbedingungen im Ernteeinsatz gewachsen ist und welche die an sie zu stellenden Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst fehlerfreie Lenkung, in zufriedenstellender Weise erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sender und der Empfänger in Fahrtrichtung des Mähdreschers gesehen nach vorn und zum Bestand in einem spitzen Winkel zugleich etwas abwärts auf den Boden gerichtet sind, so daß die erforderliche Lenkrichtung vor den die vordere Rearbeitungsgrenze bestimmenden Maschinenelementen erfaßt wird. Die von dem Sender ausgesandten Wellen bzw. Strahlen werden von der gesuchten Kante oder Grenze bzw. seitlich davon unterschiedlich reflektiert. Die am Empfänger ankommenden Teile der Sendesignale dienen in an sich bekannter Weise aufbereitet und mit einem vorgegebenen Sollwert oder entsprechendem Merkmal verglichen, nach hinreichender Verstärkung zum Stellen der Lenkung. Bei Arbeitsbedingungen mit relativ guter Reflektion der Sendersignale, wie sie bei manchen Arten der Bodenbearbeitung und der Ernte gegeben sind, ist hierzu ein einfacher Amplitudenvergleich mit einem Sollwert vorgesehen, wobei zur Aussiebung von Störsignalen vorzugsweise an sich bekannte und übliche selektive Mittel wie Filter, Siebglieder, Ansprechwellen und -Intervalle anwendbar sind.

Als Signalträger selbst sind — je nach der speziellen Aufgabenstellung — sowohl Lichtstrahlen gewisser Wellenlängenbereiche, vorzugsweise am Rande oder außerhalb des Tageslichtspektrums, so z. B. im Ultraviolett- oder Infrarotbereich oder aber besondere schmalbandiger Bereiche des sichtbaren Lichts, als auch Schallwellen, insbesondere Untraschallwellen, vorgesehen, ferner auch elektromagnetische Wellen, vor allem im sehr kurzwelligen Bereich, aber auch Kombinationen von mehreren der erwähnten Systeme.

Zur vielfach erforderlichen besseren Identifikation der Sendersignale und Störaussiebung im Empfängerteil sind an sich bekannte Modulationsverfahren vorgesehen, so z. B. Pulsmodulation, bei Bedarf noch ergänzt durch Laufzeitbestimmungen z. B. mittels der Puls-Anstiegflanken.

Angesichts der unter landwirtschaftlichen Bedingungen oft sehr großen Unregelmäßigkeiten mit teils stetig, teils unstetig sich ändernden Variationsbreiten ist es ferner zur besseren strukturellen Unterscheidungsfähigkeit vorgesehen, den Sender und u. U. auch den Empfänger in hinreichend schneller Folge periodisch

um eine annähernd vertikale Achse in einem gewissen Suchbereich oszillieren zu lassen oder die Signale entsprechend abzulenken, so daß — ähnlich einer Bildzeilenmodulation — für die Bereiche mit den jeweiligen Grenzen oder Kanten stets typisch wiederkehrende Signalfolgen erhalten werden, aus denen mit an sich bekannten und noch hinreichend einfachen elektronischen Mitteln auch noch das Herauslesen von je für sich allein zu undeutlichen Signalmerkmalen erzielbar ist Hierzu können auch die für sich bekannten Mittel der Laufzeitbestimmung beitragen.

Ferner kann es, vor allem für Arbeiten bei unebenen Bodenverhältnissen, vorgesehen sein, aus Puls-Laufzeitbestimmungen über das Verfolgen und Abgreifen ihres Mittelwerts über Hilfseinrichtungen die Höhenrichtung der Sender-Empfängeranordnung oder die entsprechende Strahlen- oder Wellenablenkung so nachzuführen, daß sie unabhängig von den Fahrzeugschwankungen auf stets gleiche Suchdistanz ausgerichtet bleibt.

Daneben kann eine Erweiterung der zuvor beschriebenen Einrichtung zur Aufbereitung der Empfängersignale in der Weise vorgenommen sein, daß diese bei jeweils kennzeichnenden Veränderungen der zuvor normalen Puls-Signalfolgen, wie sie z. B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit beim Annähern an Hindernisse oder die jeweiligen Feldenden eintreten, z. B. entsprechend gewünschte Änderungen der Maschinenfunktionen und Signale hierfür auslösen.

Außerdem liegt es im Rahmen der Erfindung, die zum Führen der Maschine vorgesehenen Einrichtungen auch für weitere Regel- und Wamfunktionen zu benutzen. So können mittels eines über die Arbeitsbreite erweiterten Schwenk- und Tastbereichs der Sender-Empfängeranordnung auch Veränderungen im Bereich der Arbeitsbreite der Maschine verfolgt und einerseits als ein Maß für die Bestandsdichte an einen gesonderten Regler gegeben werden, während andererseits das Auftauchen von Hindernissen oder Fremdkörpern durch z.B. typische sprunghafte Änderungen der Empfängersignale erkennbar und zu hierauf geeigneten Reaktionen auswertbar sind.

Einrichtungen nach der Erfindung zum selbsttätigen Führen vorzugsweise landwirtschaftlicher Fahrzeuge und Maschinen, vor allem Erntemaschinen, haben den Vorteil, weit genug vor den die Bearbeitungsgrenze bestimmenden Elementen, wie z. B. Schneidwerk, Halmteiler usw., die erforderliche Lenkrichtung zu erfassen, ohne den Führungspunkt mit mechanischen Bauteilen erreichen zu müssen. Sie sind, einmal zweckmäßig gewählt und eingestellt, kaum noch störanfällig, da sie keinem Verschleiß unterliegen, nicht verstopfen oder am Gut festhaken und über Boden- und Bestandsungleichförmigkeiten, Kanten usw. »hinwegsehen«, ferner kaum Wartung benötigen. Gemessen an dem für andere Lösungen der gleichen Aufgabe benötigten Aufwand sind sie einfacher, raumsparender und insgesamt billiger herstellbar, zumal mit geringem Mehraufwand für Zusatzgeräte noch wesentliche weitere Regel- und Wamfunktionen erzielbar sind.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur selbsttätigen FOhrung landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen, insbesondere selbstfahrende Mähdrescher, mit mindestens je einem am Mähdrescher im Bereich der Einzugsorgane angeordneten Sender und Empfänger, und mit einer Einrichtung, mit der die empfangenen Signale auf die Lenkung der Arbeitsmaschine übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender und der Empfänger in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine gesehen nach vorn und zum Bestand in einem spitzen Winkel zugleich etwas abwärts auf den Boden gerichtet sind, so daß die erforderliche Lenkrichtung vor den die vordere Bearbeitungsgrenze bestimmenden Maschinenelementen erfaßt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender als Lichtstrahlen mit Wellenlängenbereichen am Rande oder außerhalb des Tageslichtsspektrums ausstrahlender Sender ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender als ein Lichtstrahlen mit besonders schmalbandigen Spektralbereiclien ausstrahlender Sender ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sender Polarisationsmittel zugeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender als ein Schallwellen mit Frequenzen von 20 bis 40 kHz enger Bündelung ausstrahlender Sender ausgebildet ist und daß der Empfänger neben dem Sender angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender als ein sehr kurzwellige und stark gebündelte elektromagnetische Wellen ausstrahlender Sender ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Sender periodisch um eine annähernd vertikale Achse schwenkbar angeordnet ist.