HU213971B

HU213971B - Method and apparatus for electronic sorting of plants drilled in rows on the basis of their thickness

Info

Publication number: HU213971B
Application number: HU905856A
Authority: HU
Inventors: Laszlo Aichelburg
Original assignee: Laszlo Aichelburg
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1997-11-28
Also published as: AU8534791A; HUT58438A; WO1992003906A1; HU905856D0

Abstract

A találmány tárgya eljárás és berendezés sőrba vetettnövények vastagság alapján, elektrőnikűs útőn való válőgatására, amelyberendezés erőgép (2) elektrőmős hálózatára kapcsőlt ta ajmásőlókereket (11), a növényszárak vastagságával arányős jelet adóérzékelőfejet (10), valamint késvezérlőből és ahhőz csatlakőztatőttsarabőlókésből álló sarabőlógépet tartalmaz. Az erőgép (2) el ktrőmőshálózatáhőz számítógép (4) van kapcsőlva, amelynek bemeneteihez van atalajmásőló kerék (11) kimenete és az érzékelőfej (10) kimenetekapcsőlva, valamint a számítógép (4) kimenete a késvezérl bemenetéhezvan csatlakőztatva. Az eljárás főganatősítása sőrán, amelyben a sőrbavetett növények vastagság alapján, elektrőnikűs útőn valóválőgatását végzik, a talajőn haladó erőgép (2) számítógépéhez (4)elektrőnikűsan kapc őlt érzékelőfejével (10), illetve talajmásőlókerekével (11) mérik a növénysőrban (3) lévő növények szárvastagságát,illetve a talajőn (1) megtett távőlságőt, és a számítógépbe (4) előrebetáplált tá őlságőn belül a számítógép (4) érzékelőfejével (10)kiválasztják a legnagyőbb szárvastagságú növényt, amelynek kivételévelaz előre beállítőtt távőlságőn belüli összes többi növényt kivágjákszámítógép (4) kimenetéhez kapcsőlt késvezérlő, illetve azőn keresztüla sarabőlókés működtetésével. ŕ

Description

növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amely berendezés erőgép (2) elektromos hálózatára kapcsolt talajmásoló kereket (11), a növényszárak vastagságával arányos jelet adó érzékelőfejet (10), valamint késvezérlőből és ahhoz csatlakoztatott sarabolókésből álló sarabológépet tartalmaz. Az erőgép (2) elektromos hálózatához számítógép (4) van kapcsolva, amelynek bemenetelhez van a talajmásoló kerék (11) kimenete és az érzékelőfej (10) kimenete kapcsolva, valamint a számítógép (4) kimenete a késvezérlő bemenetéhez van csatlakoztatva.

Az eljárás foganatosítása során, amelyben a sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatását végzik, a talajon haladó erőgép (2) számítógépéhez (4) elektronikusan kapcsolt érzékelőfejével (10), illetve talaj másoló kerekével (11) mérik a növénysorban (3) lévő növények szárvas-

HU 213 971 B

HU 213 971 Β tagságát, illetve a talajon (1) megtett távolságot, és a számítógépbe (4) előre betáplált távolságon belül a számítógép (4) érzékelőfejével (10) kiválasztják a legnagyobb szárvastagságú növényt, amelynek kivételével az előre beállított távolságon belüli összes többi növényt kivágj ák a számítógép (4) kimenetéhez kapcsolt késvezérlő, illetve azonkeresztül a sarabolókés működtetésével.

A találmány tárgya eljárás és berendezés sorbavetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amely erőgép elektromos hálózatára kapcsolt talajmásoló kereket, a növény szárak vastagságával arányos jelet adó érzékelőfejet, valamint késvezérlőből és ahhoz csatlakoztatott sarabolókésből álló sarabológépet tartalmaz.

A technika mai szintjén a növénytermelés, a gépesítés folytán a növénykultúrák sorba vetett, sorba ültetett, sorba palántázott, és sorba lerakott tápkockás ültetéséreterjed. A sorba ültetett növényeket a leírásban soros növényeknek nevezzük. A növénykultúrákban a korábbiakban alkalmazást nyert az úgynevezett egymagvas vetés, vagy ültetés is, amelynél az egyelés művelete már nem volt szükséges. Ennek előnyei mellett előfordult az, hogy az egyetlen mag vagy palánta a termőképességben gyenge, bizonytalan volt vagy ki sem kelt. így az egyelés művelete ismét folytatódott és a gépi úton történő elvégzéséről új és még újabb kialakítások kerültek kidolgozásra. A szakirodalomban olvasható a Mezőgazdasági Kislexikon, Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1989. 473. oldalán; sorművelés: a sorban álló növények közötti és a közvetlenül mellettük húzódó talaj csík lazítása, gyomirtása, egyúttal a kedvező tőszám beállítása. Nehezen gépesíthető művelet, ezért többnyire vegyszeres kezelésre szoktak szorítkozni, a tőszámot pedig már a vetéssel beállítják. így a gépesített növénytermesztésnek az egyelési művelete a sormüvelésben kívánnivalót hagy maga után, nevezetesen a kézi műveletek helyett a gépi minőségi kiválogatásos egyelést.

A HU 133 630 lajstromszámú leírás megoldása Kapaszerkezet, amely járművön a haladás irányára harántirányban kilendíthetően elrendezett kapakésekkel van ellátva, amelyek kilendítését a növény szárába, vagy más akadályba ütköző, csáp-, vagy tapogatószerü nyúlványok vezérlik. A megoldás a sorközi és a sorok kapálására is alkalmas, sajnos az egyelés, műveletétmég céljául sem tűzte ki, minőségileg nem válogat.

A HU 149 453 lajstromszámú leírás automatikus lengőkapás sor-, és sorközi ápológépet ismertet. A megoldás lényege az, hogy vonógépen magassági irányban állítható tengelyen tapintópálcája van, és a tapintópálca tengelyének elfordulásakor elektromos vezérlőszerkezettel áram alá helyezett csap körül elforduló emelő, közéjük benyúló magukhoz rántó elektromágnesei a kétkarú emelő szabadon álló villás végével működtethetők, nagynyomású levegőt légtartályból léghengertérbe, a léghengerből a szabadba engedő szelepszerkezete és a léghenger dugattyúrúdjával emelőrendszer, csuklósán kapcsolódó egykarú emelők, rudak segítségével húzórugók ellenében a növénysorok közé befordítható lengőkései, illetve lengőkapái vannak.

Ezzel a megoldással beállított távra lehet a sorokat a növények között kapálni, ritkítani, de válogatásos egyelést végezni ezzel sem lehet.

A HU 170 662 lajstromszámú leírás berendezést ismertet mezőgazdasági sorkultúrák, főleg cukorrépa egyelésére. A cukorrépa-egyelést úgy oldja meg, hogy hajtótengellyel, körmökkel ellátott továbbító van összekapcsolva a hajtott tengellyel, amellyel a rugózott kilincs lengethető kapcsolatban áll, amely a továbbító körmeivel való kapcsolat létrehozására van kialakítva, és ütközővel van ellátva, amely elektromágnes kitolható magjával érintkezésben álló működtető emelőre van periodikusan ráfektetve. E megoldás az egyelés műveletére alkalmas, sajnos a növények közül válogatásra, a fejlett cukorrépapalánta kiválasztására nem használható, hanem az adott távolságban hagy meg egy cukorrépa-palántát, amely lehet a termelésre kevésbé alkalmas, mint a fejlettebb, mellette álló palánta.

A 241 875 AT szabadalom növények egyeléséhez és kiritkításához való gépet ismertet, két ütköztetett helyzetű növénysomál. A kiritkítást fotocellás irányvezérléssel végzi. Van érzékelő és végrehajtó szerve, de számítógépes kiértékelő, illetve tárolószerve nincs.

A 2 300 081 DE/OS közzétételi irat elektronikus irányítóegységet ismertet növények ritkítására. A találmány elektronikus berendezés mezőgazdasági sorkultúrák, főleg cukorrépa egyelésére. Bár van érzékelője, végrehajtó vezérlése, de számítógépes tárolórendszere nincsen. A 88 214 és a 98 809 DD valamint az 1 408 915 GB szabadalmak automata berendezést ismertetnek mezőgazdasági sorkultúrák művelésére, illetve egyelésére. Ezek íoleg cukorrépa műveléséhez és egyeléséhez használatosak, hasonló vezérlésűek, számítógépes tárolórész nélküli kialakítással.

A 231 270 DD szabadalom eljárást és műveletelrendezést ismertet egyedülálló növények, különösen cukorrépa helymeghatározására, illetve méretadatainak meghatározására. A szabadalom szerinti célkitűzést optikai úton, sugárnyaláb kibocsátással végzi, számtani sor szerinti adatszolgáltatással, de a további végrehajtásra nem ad szerkezeti megoldást. Számítógépes tárolásra sem utal.

Az ismertetett megoldások egyike sem alkalmaz számítógépet a kiértékeléshez, illetve a mért adatok alapján való beavatkozások vezérléséhez. Ebből következik, hogy a beavatkozások optimalizálása nem oldható meg az eddig ismert eszközökkel.

A Köztelek c. mezőgazdasági tudományos folyóirat 1936. július 21-én megjelent 49-50-es számának 487. oldalán olvasható Haworka Mihály: Kísérletek a kukoricaegyedek többtermelést célzó kapáláskori szelektálásával c. cikke. A cikk részletesen ismerteti, hogy a vetést követő 1-1,5 hónapra elvégzett szárvastagság alapján való, a legerősebb egyedek meghagyására irányuló kapáláskori válogatás 70-238% többlettermést eredményez.

Célunk a találmánnyal a technika jelenlegi színvonalán ismertetett hátrányok kiküszöbölése, az igen nehéz

HU 213 971 Β fizikai munka, a kézi egyelés megszüntetése, új eljáráshoz alkalmas egyelő berendezés kialakítása, ami lehetővé teszi a minőségi válogatás gépesített megvalósítását. Felismertük, hogy ha egy erőgépre olyan érzékelőt szerelünk, amely méri a szárvastagságot, az adatokat számítógépbe tápláljuk, majd a számítógéppel sarabológépet vezérelünk, amely a gyengébb növényeket kivágja, akkor a nehéz fizikai munkát jelentő válogatást teljes mértékben gépesíthetjük.

A találmány szerinti megoldás tehát egyrészt berendezés sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amely erőgép elektromos hálózatára kapcsolt talajmásoló kereket, a növényszárak vastagságával arányos jelet adó érzékelöfejet, valamint késvezérlőből és ahhoz csatlakoztatott sarabolókésből álló sarabológépet tartalmaz. Az erőgép elektromos hálózatához számítógép van kapcsolva, amelynek bemenetelhez van a talajmásoló kerék kimenete és az érzékelőfej kimenete kapcsolva, valamint a számítógép kimenete a késvezérlő bemenetéhez van csatlakoztatva.

Előnyösen az érzékelőfej ultrahangos vagy radaros vagy infravörös fénnyel van működtetve, valamint a sarabolókés a késvezérlőhöz hidraulikával vagy pneumatikával vagy elektromágnessel szabályozhatóan van csatlakoztatva.

A találmány szerinti megoldás másrészt eljárás sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amelyben a talajon haladó erőgép számítógépéhez elektronikusan kapcsolt érzékelőfejével, illetve talajmásoló kerekével mérjük a növénysorban lévő növények szárvastagságát, illetve a talajon megtett távolságot, és a számítógépbe előre betáplált távolságon belül a számítógép érzékelőfejével kiválasztjuk a legnagyobb szárvastagságú növényt, amelynek kivételével az előre beállított távolságon belüli összes többi növényt kivágjuk a számítógép kimenetéhez kapcsolt késvezérlő, illetve azon keresztül a sarabolókés működtetésével.

A találmány szerinti megoldást részletesebben kiviteli példával rajz alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra az egyelő berendezés felülnézete;

2. ábra a sarabológép szerkezetének sematikus oldalnézete;

3. ábra a számítógép és a perifériák kapcsolata.

Az 1. ábrán látható berendezés a 2 erőgépet ábrázolja az 1 talajon a 3 növénysorok között.

A 2 erőgép biztosítja az érzékelő- és beavatkozó szerveknek a működéshez szükséges mechanikus, elektromos, pneumatikus energiát és természetesen a vonóerőt.

A 2 erőgép 5 tartó szerkezetekkel van az elektromos és mechanikus érzékelő- és beavatkozó szervekhez kapcsolva, amelyek a 4 számítógépből, a 10 érzékelőfejből és a 11 talajmásoló kerékből, valamint a sarabológépből vannak kialakítva. A sarabológép felépítése a következő: a 12 késszárvázban van rögzítve a 6 késszár, aminek belsejében van elhelyezve a 8 késvezérlő, ami a 7 sarabolókést működteti hidraulikával, vagy pneumatikával, és/vagy elektromágnessel, amint ez a 2. ábrán látható. A növényféleségtől függően a 7 sarabolókés 1-2 cm mélységig nyúlik az 1 talajba. A 10 érzékelőfej ultrahangos, vagy radaros vagy infravörös fénnyel működő szerkezet. A 2 erőgéphez adott esetben az önmagában ismert 9 sorközművelő szerkezet is van kapcsolva. A 3. ábrán láthatóan a 4 számítógép elektronikus kapcsolatban van a 10 érzékelőfejjel, a 11 talajmásoló kerékkel és a 12 késszárvázban elrendezett, 7 sarabolókést működtető 8 késvezérlővel, ami a 6 késszárban van elhelyezve.

A találmány szerinti berendezés működése és az azzal követendő eljárás a következő: az 1 talajon haladó 2 erőgép 4 számítógépéhez elektronikusan kapcsolt 10 érzékelőfejével, illetve 11 talajmásoló kerekével mérjük a 3 növénysorban lévő növények szárvastagságát, illetve az 1 talajon megtett távolságot, és a 4 számítógépbe előre betáplált távolságon belül a 4 számítógép kiválasztja a legnagyobb szárvastagságú növényt, amelynek kivételével az előre beállított távolságon belüli összes többi növényt kivágja a kimenetéhez kapcsolt 8 késvezérlő, illetve azon keresztül a 7 sarabolókés működtetésével.

A továbbiakban egy 3 növénysor ritkításának ismertetésére térünk csak ki, ahol a 10 érzékelőfej optikai úton érzékeli a palánták vastagságát. A 10 érzékelőfej 0,5-1,0 m távolságra van a 7 sarabolókés előtt, így a 4 számítógépnek elegendő idő áll rendelkezésére, hogy a 10 érzékelőfej jelzését feldolgozza, és a legerősebb növényt meghagyva a 7 sarabolókés 8 késvezérlőjének jelet adjon ki és a sorból a többi növényt, természetesen a gyomokat is kivágja.

A 2 erőgép haladási sebessége: 1-1,5 m/sec. A 10 érzékelőfej haladás közben folyamatosan, optikai úton érzékeli a palánták vastagságát, valamint all talajmásoló kerék az egymáshoz viszonyított távolságukat, valamint a megtett utat. Ezek az adatok a 4 számítógép bemenetelre vannak vezetve, ahol előre betáplált algoritmus szerint, esetünkben 50 cm átlagában, a 4 számítógép kiértékeli az adatokat. Az adatok alapján a 4 számítógép parancsot ad a B késvezérlőnek, amely igen rövid idő alatt a 6 késszárban lévő 7 sarabolókéssel kivágja a szükségtelen növényt. A 1 talajmásoló kerék a pillanatnyi sebesség értékéről is ad tájékoztatást.

A sarabológép esetünkben pneumatikus működtetésű, kialakítása olyan, hogy egyben a gyomirtás feladatát is elvégzi.

A beavatkozó egységet vezérlő 4 számítógép minden egyes mérés esetén két adatot rögzít: a mérés időtartamát ezredmásodpercben, valamint a mérés megkezdése előtti távolságot, centiméterben mérve. A mérések összessége 50 centiméterenként alkot egy-egy sorozatot. Ez előreláthatólag mintegy 3-5 mérést jelent, utána új sorozat kezdődik.

A 4 számítógép az adatokat nagyság szerint sorba rendezi. Jelen esetben ez a következőt jelenti: a 4 számítógép egy-egy ciklusa megegyezik egy-egy méréssorozat adatainak feldolgozásával. Tehát a 4 számítógép rögzíti a ciklus alatt előálló 3-5 darab a növényszár vastagságára jellemző adatot, majd sorba rendezve azokat, megállapítja, hogy melyik a legnagyobb érték. Ezt kivéve az összes többi esetben a megfelelő időpillanatban utasítást küld a sarabológépnek a beavatkozásra.

A megtelelő időpillanatot a tárolt adat tartalmazza, elmozdulás formájában. Tehát, ha a beavatkozásnak a

HU 213 971 Β ciklus megkezdésétől számított 32 centiméteren kell megtörténnie, akkor a 4 számítógép a tárolt adatot figyelembe véve, valamint 1 m/s elmozdulással számolva, a ciklus megkezdésétől számított 0,320 másodpercben utasítja beavatkozásra a rendszert.

A találmány szerinti megoldás fő előnye az egyelés műveletének gépi megoldása, miáltal a növénykultúrák ezen fizikai munkával végzett nehéz művelete egy ember által tetszőleges növénysorokban egyszerűen, s egy menetben elvégezhető. A terméshozam: 80%-nál nagyobb terméstöbblet. Biztosítja a növények között a földsáv megmunkálását, azaz a kapálását és a gyomirtását, egyúttal feleslegessé teszi a vegyszeres gyomirtást, ezzel is csökkentve a környezetszennyezést.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Berendezés sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amely erőgép

Claims

1. Berendezés sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, amely erőgép elektromos hálózatára kapcsolt talajmásoló kereket, a növény szárak vastagságával arányos jelet adó érzékelőfejet, valamint késvezérlőből és ahhoz csatlakoztatott sarabolókésből álló sarabológépet tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az erőgép (2) elektromos hálózatához számítógép (4) van kapcsolva, amelynek bemenetelhez van a talajmásoló kerék (11) kimenete és az érzékelőfej (10) kimenete kapcsolva, valamint a számítógép (4) kimenete a késvezérlö (8) bemenetéhez van csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzaljellemezve, hogy az érzékelöfej (10) ultrahangos vagy radaros vagy infravörös fénnyel van működtetve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sarabolókés (7) a késvezérlőhöz (8) hidraulikával vagy pneumatikával vagy elektromágnessel szabályozhatóan van csatlakoztatva.

4. Eljárás sorba vetett növények vastagság alapján, elektronikus úton való válogatására, azzal jellemezve, hogy a talajon haladó erőgép (2) számítógépéhez (4) elektronikusan kapcsolt érzékelőfejével (10), illetve talajmásoló kerekével (11) mérjük anövénysorban (3) lévő növények szárvastagságát, illetve a talajon (1) megtett távolságot és a számítógépbe (4) előre betáplált távolságon belül a számítógép (4) érzékelőfejével (10) kiválasztjuk a legnagyobb szárvastagságú növényt, amelynek kivételével az előre beállított távolságon belüli összes többi növényt kivágjuk a számítógép (4) kimenetéhez kapcsolt késvezérlő (8), illetve azon keresztül a sarabolókés (7) működtetésével.

HU213 971 Β Int. Cl.⁶: A 01 Β 41/06

HU 213 971 Β Int. Cl.⁶: A 01 B 41/06

3. ábra

Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest