DE4039797A1

DE4039797A1 - Sensorgesteuerte pflegetechnik und unkrautregulation

Info

Publication number: DE4039797A1
Application number: DE19904039797
Authority: DE
Inventors: Manfred Prof Dr Hoffmann; Gerd E F Steffen; Hans Reinert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1991-09-26

Description

Um das Unkraut zwischen den Kulturpflanzen in den Kulturpflanzenreihen zu jäten, müssen die Pflanzen mittels eines Sensors erkannt und deren Standort festgelegt werden. Diese Information wird einem Rechner mitgeteilt, der ein Signal verrechnet und einen Aktor bedarfsgerecht einschaltet.

Als Sensor können verschiedene Arten zur Anwendung kommen. Die Wahl hängt hauptsächlich von der Kulturpflanze bzw. zu erkennenden Pflanzen ab.

Zum Beispiel können Sensoren mit Eigenschaften eingesetzt werden, die entweder den Habitus, einen Formteil, die Pflanzenfeuchtigkeit, die Pflanzentemperatur, die Pflanzenfarbe und so weiter erkennen können.

Vorteilhaft kann eine Sensorkombination sein.

Als Aktoren werden im mechanischen Bereich rotierende, nicht rotierende Messer und Wühlvorrichtungen verwendet.

Im nicht-mechanischen Bereich können Laser, Wasserstrahlen, Flammaktoren, Heißdampfaktoren, Infrarotaktoren, Hochfrequenzaktoren, Blitzschlagaktoren und andere benutzt werden. Durch geeignete Maßnahmen müssen die Aktoren so geführt werden, daß sie das Unkraut ausreichend schädigen.

Sensor und Aktor stehen in einem geometrischen Zusammenhang. Das kann ein direkter, aber auch ein indirekter Zusammenhang sein. Beim direkten geometrischen Zusammenhang sind Aktor und Sensor innerhalb einer Maschine, bzw. Kombination integriert.

Beim indirekten geometrischen Zusammenhang wird der Sensor getrennt über das Feld geführt und die charakteristischen Daten und Ereignisse werden in einem Speicher niedergelegt.

Mit den Daten dieses Speichers wird in einem späteren Arbeitsgang der Aktor gesteuert.

Im Falle einer Kulturpflanzenpflege muß um die Kulturpflanze eine Schutzzone gelegt werden.

Dies kann entweder auf elektronischem Wege geschehen, indem dem Standortsignal eine Schutzzone beigeordnet wird oder zum Beispiel dadurch, daß die Keule des Sensors diese Schutzzone beinhaltet.

Bildbeschreibung

Das Prinzip wird an einem geschleppten Fahrzeug mit Abflammtechnik und einem kapazitiven Sensor dargestellt.

Bild 1

Der Gerätebalken (15) ist am Dreipunktrahmen eines Traktors befestigt (hier nicht gezeichnet). Durch Anheben oder Senken des Dreipunktrahmens am Traktor kann die Höhe des Aktors (3) in gewissen Grenzen korrigiert werden.

Am Gerätebalken (15) ist die Arbeitseinheit (1 bis 14) befestigt. Für jede Reihe ist eine solche Arbeitseinheit notwendig. Nur der Weggeber (5) wird für alle Reihen einmal benötigt.

Das Schlepprad (6) garantiert weiterhin die Lage des Aktors (3) z. B. zum Unkraut (21), indem es die Bodenunebenheiten ausgleicht. Der Aktor (3) kann mit Hilfe der Vorrichtung (11), die auf dem Wippbalken (10) beweglich befestigt ist, in den verschiedenen Achsen justiert werden. Über das Gelenk (12) sind der Nachlaufhalter (14) und der Wippbalken (10) miteinander verbunden.

Der Sensor (1) ist mit der Vorrichtung (13) am Nachlaufhalter (14) befestigt und wird damit gleichzeitig in seiner Lage justiert.

Am Nachlaufhalter (14) sind auch die Elektronik (2) und der Gasvorrat mit Sicherheitseinrichtung (7) befestigt.

Pfeil (22) zeigt die Fahrtrichtung bei der Arbeit im Feld. (9) sind die elektrischen Leitungen.

Funktionserklärung am Bild 1

Die Arbeitseinheit (1 bis 14) wird mittels eines Traktors durch das Feld geschleppt. Zwischen den Reihen laufen jeweils Arbeitseinheiten (1 bis 14), die am Gerätebalken (15) befestigt sind.

Der Sensor (1) ist so justiert, daß er die Pflanze (20) von oben erkennen kann.

Kommt eine Pflanze (20) in den Erkennungskegel (1.1) des Sensors (1), so gibt dieser ein Signal an die Elektronik (2).

Die Elektronik (2) zählt nun die vom Weggeber (5) kommenden Signale. Ist nun der Aktor (3) an der vorherigen Stelle des Sensors (1) angekommen, stoppt die Elektronik (2) über das Ventil (4) den Gasfluß in der Gasleitung (8).

Dadurch wird die Kulturpflanze (20) vor den Flammen (3.1) geschützt (Schutzbereich).

Ist der Aktor (3) an der Pflanze (20) mit der elektronisch gespeicherten Schutzzone vorbei, gibt die Elektronik (2) über das Ventil (4) den Gasfluß wieder frei. Das Unkraut (21) wird wieder durch die Flamme (3.1) geschädigt.

Bild 2 zeigt dieselbe Arbeitseinheit von hinten in Fahrtrichtung blickend.

Auflistung der Positionen aus Bild 1 und Bild 2:

(1) Sensor (Kapazitivsensor)
(1.1) Erkennungskegel
(2) Elektronik/Rechner
(3) Aktor (Abflammdüsen/Fa. Reinert)
(4) Ventil (Gasventil)
(5) Weggeber (Impulsgeber)
(6) Schlepprad
(7) Gasvorrat mit Sicherheitseinrichtung
(8) Gasleitung
(9) Elektrische Leitungen
(10) Wippbalken
(11) Vorrichtung - zur Justierung des Aktors (3)
(12) Gelenk
(13) Vorrichtung - zur Justierung des Sensors (1)
(14) Nachlaufhalter
(15) Gerätebalken
(20) Pflanze - Kulturpflanze
(21) Unkraut
(22) Pfeil für Fahrtrichtung

Claims

1. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fahrgestell ein Pflanzenerkennungs-Sensor in einer geometrischen Beziehung mit einem Pflanzenbehandlungs-Aktor eingebaut ist. Dieses Fahrgestell wird von einem Traktor geschleppt.

2. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell selbstfahrend ist.

3. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzenerkennugs-Sensor das Signal für den Pflanzenstandort an einen Rechner weiterleitet.

4. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflanzenerkennungs-Sensor direkt über dem Aktor sitzt und dadurch den Rechner überflüssig macht bzw. den Rechner für andere Zwecke nutzt.

5. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Zusammenhang des Sensors und Aktors mittels eines Wegemeßsystems gemessen wird. Dieses Wegemeßsystem kann aus einer direkten Messung, z. B. Messung eines abrollenden Rades, oder einem indirekten System, z. B. der Radar-Messung bestehen.

6. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signal des Pflanzensensors ein Datensatz beigegeben wird, um für die Pflanze einen individuellen Schonbereich zu sichern.

7. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine Erkennungskeule besitzt, die die elektronische Darstellung einer Schonzone unnötig macht.

8. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor mittels einer geeigneten Vorrichtung immer in die für das Unkraut notwendige Position geführt wird. Das kann im einfachsten Fall mit einem nachlaufenden Rad oder durch abstandhaltende Vorrichtung bewerkstelligt werden.

9. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zwischen Kulturpflanze und Unkraut unterscheidet. Dieses kann über den Habitus, Formteile, Feuchtigkeit, Farbe usw. geschehen.

10. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor das Unkraut vernichtet oder ausreichend schädigt oder die Kulturpflanze pflegt (Düngung). Beide Funktionen können in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Als Aktoren für die Pflanzenschädigung kommen zur Zeit unter anderem folgende Arten von Aktoren zum Einsatz:
mechanisch: Messer rotierend, nicht-rotierend, wühlend usw.
thermisch: Infrarot, Hochfrequenz usw.
chemisch: flüssig, fest, Granulat usw.
elektrisch: Funkenstrecke usw.
Im Falle einer aktiven Pflanzenpflege werden Aktoren für eine punktuelle Applikation fester, flüssiger oder gasförmiger Wirkstoffe und Düngerstoffe eingesetzt.

11. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor räumlich und zeitlich getrennt vom Aktor über das Feld geführt wird und dabei die Standortsignale der Pflanzen in einem Speicher niederlegt. Der Aktor wird nachträglich über das Feld geführt und von dem vorher ermittelten Werte im Speicher gesteuert.

12. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Aktoren zur Anwendung kommen. Diese können auch Aktoren unterschiedlicher Bauart sein.

13. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Arbeitseinheiten montiert werden.

14. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor im Anwendungsgebiet an speziellen Pflanzen justiert wird.

15. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor über vorher in den Rechner eingegebene Kriterien die Pflanze erkennen kann.

16. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor die Standorte der Pflanzen mehrerer Reihen erkennen kann, diese Standorte durch einen Rechner ausgelesen und zur Abarbeitung durch die Maschine aufbereitet werden.

17. Sensorgesteuerte Pflegetechnik und Unkrautregulation, wie unter 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Rechner und Steuereinheit mehrreihigen Betrieb ermöglicht.