DE9312542U1 - Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen - Google Patents
Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten FlächenInfo
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Description
Seite 1 2. Juni 1993
Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen-
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstfahrende Arbeitsmaschine
gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Fälle, in denen die Bearbeitung von definierten Flächen gewünscht
wird, sind zahlreich. Zunächst sei auf den großen Bereich landwirtschaflicher Flächenbearbeitung wie etwa Pflügen und Säen
verwiesen oder an die Gartenpflege z.B. das Mähen und Walzen von Rasenflächen. Es ist aber auch an das Kehren von mit Hartbelag gedecktem
Gelände, Schneepflügen oder Bodenstreichen zu denken. Es ist bereits bekannt, für derartige Flächenbearbeitung Arbeitsmaschinen einzusetzen,
die mit in der Regel maschinell angetrieben Vorrichtungen, die geeignet sind, solche Arbeiten während der Fahrt auszuführen. Solche
Arbeitsmaschine sind außerdem mit einem Fahrmotor versehen, der die Maschine bewegen kann. Bei den bisher vorhandenen Maschinen dieser Art
ist es immer noch erforderlich, daß eine oder mehrere Personen die Fahrt der Maschine steuern oder überwachen müssen, wozu sie in der Regel auf
der Arbeitsmaschine mitfahren.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine selbstfahrende Arbeitsmaschine zu entwickeln, die unbeaufsichtigt eine gewünschte
Strecke beliebig oft abfahren und dabei maschinenspezifische Arbeiten erledigen kann. Darüberhinaus sollte diese Maschine Hindernisse erkennen
und ihnen ausweichen.
Dieses Problem wird durch die in dem Patentanspruch 1 angeführten Kennzeichen gelöst.
Mit Hilfe der genannten Maßnahmen ist es möglich, die Arbeitsmaschine
automatisch z.B. eine zu bearbeitende Fläche abfahren zu lassen, ohne daß eine Person die ständige Steuerung übernehmen muß. Eine vorteilhafte
Anwendung ist die eines motorgetriebenen Rasenmähers. Gerade daran würde eine große Erleichterung und Zeitersparnis möglich. Vor allem für
größere Flächen, wie zum Beispiel Fußballfelder würde es einen Fortschritt darstellen.
Seite 2 2. Juni 1993
Weitere Anwendungsmöglichkeiten wären auch beim Einsatz in der Landwirtschaft gegeben. So könnten Mähdrescher, Traktoren etc.
automatisch ihre Strecken abfahren. Diese Routinearbeiten würden zum Beispiel für den Landwirt entfallen. Zeitersparnis und nicht zuletzt auch
Geldersparnis wären die Folgen. Somit ist eine solche automatisch fahrende Maschine im Bereich der Landwirtschaft und im Gartenbau eine
technische Bereicherung die diese Bereiche effizienter gestaltet.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Anwendung als Rasenmäher, wie
unten beschrieben, beschränkt, ihre Funktion läßt sich aber gut an diesem Beispiel erklären:
Die Orientierung der Arbeitsmaschine erfolgt durch Sensoren. Dadurch
kann das Gerät von äußeren Orientierungs- und Steuersignalen völlig unabhängig sein und damit universell einsetzbar. Der automatische
Rasenmäher verfügt über Sensoren zur Unterscheidung zwischen der Grasfläche und anderen Bodenbeschaffenheiten. Weiterhin verfügt er über
ein Entfernungsmeßgerät, das auf Ultraschall, Laser, Infrarot oder anderen elektromagnetischen Wellen basieren kann und auf Hindernisse
reagiert. Das Entfernungsmesßgerät ist vertikal und horizontal bewegbar,
um Hindernisse anvisieren und lokalisieren zu können. Zur weiteren Sicherung können berührungsabhängige Sensoren verwendet werden, die
Schutz in allen Richtungen bedeuten.
Es kann ferner von Vorteil sein, ein auf die zu überfahrende Fläche
abgestimmtes Grundprogramm zu erstellen, nach dem sich die Arbeitsmaschine bewegen soll. Diesem wäre dann die sensorbeeinflußte
Signalauswertung zu überlagern, in der Regel mit Vorrang. Das Grundprogramm kann durch einfaches manuelles Abfahren der
Arbeitsfläche erstellt und gespeichert werden. Es würde dann aufgerufen, wenn dieselbe Fläche erneut - und dann automatisch - abgefahren werden
soll. Sensorbeeinflußte Signale würden dann zusätzlich die Bearbeitung optimieren und die Maschine vor Beschädigungen schützen.
Das einmal eingegebene Grundprogramm kann gespeichert und bei erneuter
Anwendung für diese Fläche aufgerufen werden. Das kann z. B. bei wiederholtem Rasenmähen sein. Es ist aber auch dehnkbar, dasselbe
Programm zu variieren, etwa um ein Pflügeprogramm zum Ernten
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derselben Fläche zu verwenden.
Eine weitere Möglichkeit ist die Aufstellung von speziellen Markierungen,
die der Sensor erkennen und daraus Informationen wie etwa die Grenzen des Feldes oder des beabsichtigten Tagewerkes entnehmen kann. Solche
Informationen können aber stattdessen auch in das Grundprogramm eingegeben werden.
Eine sehr moderne Anwendung der Erfindung ist durch Nutzung von satellitenunterstützten Navigationssystemen, wie sie für die Seefahrt
bereits installiert sind, durchaus vorstellbar.
Der Antrieb erfolgt normalerweise durch Elektromotoren, wobei die zurückgelegte Strecke mit einem Umdrehungszähler zur weiteren
Verarbeitung registriert wird. Sollten die Umdrehungen der Antriebsräder nicht gleich sein, so führt die Automatik eine Korrektur durch. Der durch
die Automatik ausgelöste Lenkvorgang erfolgt auf mehrere, mit Vorteil auf alle vier Räder, wobei diese jeweils auf 360 Grad angelenkt werden
können.
Um die Spannungsversorgung zu gewährleisten, kann bei einem netzunabhängigen Rasenmäher ein Generator in Verbindung mit einem
Verbrennungsmotor geschaltet sein. Damit der Ablauf auch bei Motorstillstand gewährleistet ist, ist ein Akkumulator zur Pufferung
zweckmäßig.
Die Erfindung wird an Hand der Figur weiter erläutert und beschrieben.
Diese Fig. zeigt das Fahrgestell 1 auf dem sich der Antriebsmotor 2
befindet, der direkt oder indirekt mindestens eines der Räder 7 antreibt. Alle benötigte Energie wird hier einer Stromversorgung 11 entnommen.
Die Arbeitsmaschine weist mindestens einen Sensor 5,5' auf, der dazu dient, Abtastsignale zu empfangen. Dadurch werden im wesentlichen
Richtung und Entfernung von natürlichen oder künstlichen Geländemerkmalen 9 bzw. 8,8' festgestellt. Derartige Signale können die
Reflexion von Wellen sein, die ein auf der Arbeitsmaschine mitfahrender Strahlenemitter 4 aussendet. Es kann aber auch ein fest stehender
Emitter 8 da sein, z.B. um schlecht erkennbare Feldgrenzen zu kennzeichnen. Eine weitere Möglichkeit zum Erfassen der
Geländemerkmale ist in Form eines einfachen mitfahrende Grünsensors 5'
Seite 4 2. Juni 1993
gezeigt, der in Fahrtrichtung gesehen vorne am Rand der Arbeitsmaschine
die Grünanteile im vom Boden des Feldes reflektierten Lichtes fesstellen kann.
Die empfangenen Abtastsignale werden in der Signalverarbeitungseinrichtung 6 ausgewertet und dienen der
Bewegungssteuerung der Maschine. Die mitfahrende Arbeitsvorrichtung 12 kann an den gewünschten Orten in Funktion gesetzt werden, wozu sie
auch von der Signalverarbeitungseinrichtung 6 geteuert sein kann.
Der Antriebsmotor 2 wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 6 gesteuert. Nicht gezeichnet aber denkbar ist auch eine ansteuerbare
Bremse. Zur Richtungskontrolle während der Fahrt ist eine Fahrsteuerung 3 vorhanden, wie sie in vielen Varianten aus dem Fahrzeugbau als Lenkung
bekannt ist. Die hier verwendete wird durch aus der Signalverarbeitungseinrichtung 6 stammende Signale servogesteuert.
Wird, wie bereits beschrieben, ein Flächenbearbeitungsprogramm als
Grundprogramm verwendet, so kann die Fahrbewegung eines Rades rechnerisch aufintegriert werden, um den zurückgelegten Weg in der von
der Fahrsteuerung eingestellten Richtung zu ermitteln.
Die hier gezeigte Arbeitsmaschine mit nur einem angetriebenen und zwei
gleichsinng und nur eingeschränkt gelenkten Rädern ist zwar einfach aufgebaut, leichter und genauer manoevrierbar sind aber Ausführungen,
bei denen mehr oder gar alle Räder unabhängig voneiander lenk- und antreibbar sind. Das ist eine Frage des Aufwandes und der Anforderungen.
Es sind auch im Aussehen wesentlich von der Figur abweichende Maschinen zur Ausführung der Erfindung vorstellbar. Sie könnten z.B. auch
für den Einsatz in Wohnräumen dimensioniert sein, wie etwa ein automatisch fahrender Wohnungsstaubsauger.
Claims (18)
1. Fahrbare Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen,
mit einem Fahrgestell (1), mindestens einem Antriebsmotor (2), mindestens einer Fahrsteuerung (3) und mit mindestens einer im
wesentlichen zur Bearbeitung der durch die Fahrbewegung erreichten Fläche bestimmten Arbeitsvorrichtung (12),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsmaschine mindestens einen Sensor (5,5') oder dergl. zur
Abtastung von Geländemerkmalen oder Markierungen aufweist sowie eine Signalverarbeitungseinrichtung (6), und daß die
Signalverarbeitungseinrichtung die Abtast-Signale derart ausgewertet der Fahrsteuerung (3) zuleiten kann, daß die Arbeitsmaschine
automatisch gesteuert die gewünschte Strecke beliebig oft abfährt und maschinen- spezifische Arbeiten verrichtet.
2. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Strahlen-Emitter vorhanden ist und daß von diesem ausgesandte
und refeklierte Strahlen vom Sensor (5,5') empfangen werden können.
3. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlen-Emitter (4) auf der Arbeitsmaschine montiert ist.
4. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Sensor (5) oder dergl. zur Abtastung sowohl senkrecht als auch
waagerecht ausgerichtet werden kann.
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5. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß Ausrichtung der Abtastung nach einem Programm gesteuert werden kann.
6. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalverarbeitungseinrichtung (6) eine Datenverarbeitungsund Speichereinheit (6') enthält, die ein Flächenbearbeitungsprogramm
zusammen mit den Abtastsignalen auswerten und der Fahrsteuerung (3) zuleiten kann.
7. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flächenbearbeitungsprogramm flächenspezifisch bei einem manuell gesteuerten Abfahren der Arbeitsfläche ertstellt und
abgespeichert werden kann.
8. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor (5,5') die natürlichen Strukturen des Geländes (9) aufnehmen kann.
9. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor (5,5') die von unterschiedlichem Bewuchs herrührenden Strukturen erfassen kann.
10. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5,5') selbsttätig Hindernisse (9) des Geländes erkennen
und ein Ausweichen der Arbeitsmaschine veranlassen kann.
11. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5,5') die von der bereits erfolgten Bearbeitung
herrührenden Veränderungen erfassen kann.
Seite 7 2. Juni 1993
12. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5,5') speziell zu diesem Zweck aufgestellte
Markierungen (8,8') im Geländes feststellen kann.
13. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Signalspeicherelement vorhanden ist, das die Wiederholung der einmal eingegebenen oder erfaßten Fahrstrecke veranlassen kann.
14. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (4) einen Ultraschallstrahl aussenden und daß seine
Reflexion zur Erkennung der Geländemerkmale ausgewertet werden kann.
15. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (4) einen Laser-Strahl aussenden und daß seine
Reflexion zur Erkennung der Geländemerkmale ausgewertet werden kann.
16. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (4) einen Infrarot-Strahl aussenden und daß seine
Reflexion zur Erkennung der Geländemerkmale ausgewertet werden kann.
17.Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Fahrgestell mit Rädern (7) aufweist, bei dem alle Räder um
360 Grad angelenkt werden können und jedes dieser Räder einzeln angetrieben werden kann.
18. Fahrbare Arbeitsmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung (6) ein auf die
Arbeitsvorrichtung (12) abgestimmtes Programm zum flächendeckenden
Abfahren eines gewünschten Arbeitsbereiches ausführen kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9312542U DE9312542U1 (de) | 1992-11-24 | 1993-06-07 | Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4239353 | 1992-11-24 | ||
DE9312542U DE9312542U1 (de) | 1992-11-24 | 1993-06-07 | Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9312542U1 true DE9312542U1 (de) | 1993-10-07 |
Family
ID=25920654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE9312542U Expired - Lifetime DE9312542U1 (de) | 1992-11-24 | 1993-06-07 | Automatisch selbstfahrende Arbeitsmaschine zur Bearbeitung von definierten Flächen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9312542U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0749677A1 (de) * | 1995-06-21 | 1996-12-27 | Amazonen-Werke H. Dreyer GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von Daten |
DE19726917A1 (de) * | 1997-06-25 | 1999-01-07 | Claas Selbstfahr Erntemasch | Vorrichtung an Landmaschinen zur berührungslosen Abtastung von sich über den Boden erstreckenden Konturen |
DE19853085A1 (de) * | 1998-11-18 | 2000-05-25 | Claas Selbstfahr Erntemasch | Verfahren zum Justieren einer an einer Feldmaschine befestigten Sensoreinheit und Justiereinrichtung |
-
1993
- 1993-06-07 DE DE9312542U patent/DE9312542U1/de not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6397569B1 (en) | 1998-11-18 | 2002-06-04 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Method of adjusting a sensor unit mounted on a field machine and an adjusting device therefor |
DE19853085B4 (de) * | 1998-11-18 | 2014-03-20 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Verfahren zum Justieren einer an einer Feldmaschine befestigten Sensoreinheit sowie eine Justiereinrichtung und eine Feldmaschine |
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