WO2019233660A1 - Landwirtschaftsmaschine mit einem magnetfeldsensor zur überwachung einer bewegung einer komponente der landwirtschaftsmaschine - Google Patents

Landwirtschaftsmaschine mit einem magnetfeldsensor zur überwachung einer bewegung einer komponente der landwirtschaftsmaschine Download PDF

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WO2019233660A1
WO2019233660A1 PCT/EP2019/059248 EP2019059248W WO2019233660A1 WO 2019233660 A1 WO2019233660 A1 WO 2019233660A1 EP 2019059248 W EP2019059248 W EP 2019059248W WO 2019233660 A1 WO2019233660 A1 WO 2019233660A1
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WO
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component
agricultural machine
sensor
magnetic field
evaluation unit
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PCT/EP2019/059248
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Inventor
Thomas Wuerzbach
Benjamin Ochner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B76/00—Parts, details or accessories of agricultural machines or implements, not provided for in groups A01B51/00 - A01B75/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/02—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/147—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other

Definitions

  • the invention relates to an agricultural machine having at least one surface and a component attached to the surface.
  • a generic agricultural machine is known from DE 10 2014 108 346 Al.
  • the surface-mounted component is designed in the form of a sensor unit for detecting a row culture on a field to be processed.
  • the sensor unit is with a track planning unit of
  • Agricultural machine connected It is known to form such a connection in the form of a screw connection or a click closure. During a life cycle of the agricultural machine, such a connection may wear, so that the sensor unit may fall off the agricultural machine and be lost.
  • the object of the present invention is therefore to provide an agricultural machine to which a component is attached, with which a change in a state of a connection between the component and the
  • Agricultural machine is detectable.
  • an agricultural machine which has at least one surface, a magnetically acting element, a surface-mounted component with a magnet, a sensor for detecting a magnetic field in an environment of the element and the magnet and a
  • Evaluation unit has.
  • the evaluation unit is connected to the sensor, wherein, with the aid of the evaluation unit and the magnetic field detected by the sensor, a movement of the component in relation to the agricultural machine
  • the signal is advantageous in the form of an alarm signal on a screen within a
  • the component may be, for example, a sensor, a control unit or a sound absorption element.
  • the magnetically acting element hereinafter referred to as magnetic element, may be a further magnet in a first variant.
  • the magnetic element is a ferromagnetic component.
  • the ferromagnetic component may comprise a soft magnetic material, which causes a magnetization decreases almost completely when an external magnetic field is removed from the ferromagnetic component.
  • the ferromagnetic component may, for example, be a plate or cuboid containing iron, nickel and / or cobalt. It is also possible that the ferromagnetic component has hard magnetic properties that cause the ferromagnetic component is permanently magnetizable. This can be achieved, for example, by having the ferromagnetic component hardened steel.
  • the magnet of the component interacts with the sensor such that movement of the magnet relative to the sensor or to the magnetic element changes the magnetic field detected by the sensor.
  • a detection of the magnetic field may be a measurement of a strength of the magnetic field, a direction of the magnetic field and / or a change in the strength and / or direction of the magnetic field. If the magnetic field acting on the sensor changes, the sensor sends modified sensor data to the evaluation unit.
  • a Connection between the sensor and the evaluation unit can be in the form of a cable or wirelessly, in particular as a radio link. Relative movement of the component to which the magnet is attached relative to the magnetic element or sensor changes the sensor data generated by the sensor.
  • the evaluation unit can use the sensor data to determine the movement of the component in relation to the agricultural machine and preferably in relation to the surface.
  • the evaluation unit can compare the sensor data with comparison data stored in a database and, in the case of exceeding a predetermined deviation of the two data from one another, detect whether the attached one
  • the evaluation unit If detachment of the component from the surface is detected, the evaluation unit generates the signal. In a particular embodiment, the evaluation unit generates the signal when a change in the sensor data exceeds a threshold value. For this purpose, a norm of a vector can be calculated, with a single entry of the vector being equated with a single datum of the sensor data.
  • Evaluation unit a first magnetic field, which is generated with the magnet when the component is spaced from the surface, and a second
  • the second magnetic field differs from the first magnetic field because an electromagnetic interaction between the magnet and the magnetic element is stronger when the component is abutted against the surface, as compared to the case where the magnetic field
  • Component does not touch the surface. Due to the fact that the evaluation unit can detect the first and the second magnetic field, it can be detected with the aid of the evaluation unit whether the component is in contact with the surface.
  • the surface may be a surface of a coating of the magnetic element or a surface of a component adjacent to the magnetic element.
  • the surface is a surface of the magnetic element.
  • the surface may be located on an outer surface or in an interior of the agricultural machine.
  • the sensor is disposed within the vicinity of the magnetic element and the magnet, so that a change in the magnetic field generated by the magnet can be detected by means of the sensor.
  • a boundary of the environment may be defined by the fact that outside the boundary of the environment the sensor can not reliably detect the magnetic field while the sensor within the environment detects the magnetic field, preferably under the influence of interfering electromagnetic waves emitted by further sources can.
  • the senor is disposed adjacent to the magnetic element, and preferably on a body part of the agricultural machine.
  • the sensor may be mounted spaced from the magnetic element. The closer the sensor is positioned to the magnetic element, the easier it is to detect the magnetic field with the sensor. It is crucial that the sensor can detect a change in the magnetic field generated by the magnet during a movement of the component in relation to the agricultural machine.
  • the component can move relative to the surface, to the magnetic element and / or the agricultural machine.
  • a movement relative to the agricultural machine is meant a movement relative to a center of gravity of the agricultural machine.
  • a further embodiment provides that the sensor is arranged on the component. This makes it easier to detect and distinguish the first and second magnetic fields using the sensor and the evaluation unit.
  • the signal can be generated with higher security without generating a false alarm.
  • the evaluation unit can also be arranged on the component. This allows the component to be attached to various points of the agricultural machine and while still a secure connection between the sensor and the
  • Evaluation unit can be provided.
  • the component moves relative to the surface, then the component is usually no longer attached to the surface and can of the
  • the component is fixed to the surface and carries out together with the surface of a vibrating movement with respect to the magnetic element. Furthermore, it is within the scope of the invention that the magnetic element oscillates together with the surface and the component.
  • a vibrational movement of the component can be detected with the aid of the evaluation unit and the sensor.
  • the evaluation unit can preferably recognize periodically repeating sensor data. This can be done for example by means of a Fourier decomposition of the sensor data using the evaluation unit.
  • the evaluation unit can preferably recognize periodically repeating sensor data. This can be done for example by means of a Fourier decomposition of the sensor data using the evaluation unit.
  • Evaluation unit at least one frequency, in particular a frequency spectrum, the vibrational motion calculate and compare with another database in which natural frequencies of the agricultural machine are stored, compare.
  • the advantage of this embodiment is that the oscillatory motion of the component can be analyzed to see if it has a frequency that corresponds to a natural frequency of the agricultural machine. In this case, detachment of the component from the surface is particularly likely. If such a case is detected with the aid of the evaluation unit, the evaluation unit preferably outputs the signal. Thus, a warning signal can be generated before detaching the component from the surface.
  • the component is material and / or positively connected to the surface. This can be done, for example, by means of a screw connection, an adhesive connection and / or a
  • An advantageous embodiment provides that the component is fastened with the aid of the magnet on the surface.
  • the magnet generates between the magnet and the magnetic element an attractive interaction, which causes at least a non-slip connection between the component and the surface.
  • the advantage of this variant is that the magnet has a stronger magnetization compared to a variant in which the component is attached to the surface by other means. The stronger magnetization simplifies one
  • the senor is a magnetic field sensor, for example, on the galvanomagnetic effect, such.
  • the magnetic field sensor according to a magneto-optical effect, such.
  • a change in a strength of the magnetic field can be detected with the aid of the sensor. If the magnetic field is detected by a change in the strength of the magnetic field, this can be simpler than a detection of the magnetic field by means of measured absolute strengths of the magnetic field. The movement of the component in most cases affects the magnetic field in the environment in such a way that the strength of the magnetic field changes. Furthermore, it is possible that with the aid of the sensor, a change in a direction of
  • Magnetic field is detectable. A capture of the change in the direction of
  • Magnetic field may be easier in some cases than to detect a change in the strength of the magnetic field.
  • a measurement of the change in the direction of the magnetic field may be sufficient in many cases, since the movement of the
  • Component usually causes the change of the direction of the magnetic field. This is the case in particular when the component is detached from the surface.
  • the component has a magnet which with a magnetically acting element of the agricultural machine in
  • the component is on a surface of
  • the procedure has the following steps.
  • a magnetic field in an environment of the magnetically acting element and the magnet is detected by means of a sensor of the agricultural machine.
  • sensor data is acquired using the sensor in
  • a third step the movement of the component in relation to the agricultural machine is detected on the basis of the sensor data by means of an evaluation unit of the agricultural machine.
  • a signal is generated as a function of the movement of the component.
  • the agricultural machine can be designed according to one of the variants described above.
  • the proposed method carried out using the agricultural machine can be performed by means of a computer program product with program code means for
  • Computer program product on the evaluation unit of the agricultural machine expires.
  • a data carrier is further proposed, on which the computer program product is stored.
  • Figure 1 shows an agricultural machine with a sensor and a s.einer
  • FIG. 2 shows a method for detecting a movement of the component in relation to the agricultural machine according to FIG. 1,
  • Figure 3 shows a further embodiment of the component of Figure 1 in one
  • FIG. 4 shows the component according to FIG. 3 in a state mounted on the surface
  • FIG. 5 shows a development of the method according to FIG. 2.
  • the magnetically acting element 10 hereinafter referred to as magnetic element 10
  • the surface 2 may be, for example, an outer wall of a cover of an engine compartment of the agricultural machine 1, the magnetic member 10 being disposed on an inner side of the outer wall.
  • the agricultural machine 1 has a first sensor 5 for detecting a magnetic field in an environment of the magnetic element 10 and the magnet 4, and an evaluation unit 6 connected to the first sensor 5. With the aid of the evaluation unit 6 and the magnetic field detected with the first sensor 5, a movement of the component 3 in relation to the
  • Agricultural machine 1 detectable and a signal depending on the movement generated.
  • Fig. 1 further shows a screen 7 of the agricultural machine 1, on which the signal can be displayed.
  • the component 3 is fixed to the surface 2 by means of the magnet 4 and the magnetic element 10.
  • the magnet 4 is fixed to the component 3 and, in the embodiment shown in FIG. 1, interacts with the first sensor 5 in an electromagnetic interaction such that any movement of the component 3 and thus of the magnet 4 with respect to the first sensor 5 is a change of the detected by means of the first sensor 5 magnetic field causes. It can the
  • the Change may be a change in the direction and / or strength of the magnetic field.
  • the first sensor 5 is preferably a Hall effect sensor, with which a change in a direction and / or strength of the magnetic field can be detected.
  • a vibration-like movement of the component 3 can be detected.
  • Fig. 2 shows a diagram of a method for detecting a movement of the component 3 with respect to the agricultural machine 1.
  • a first step 11 the magnetic field in the vicinity of the magnetically acting element 2 and the
  • Magnet 4 detected by means of the first sensor 5.
  • a second step 12 depending on the detected magnetic field with the aid of the first sensor 5 Sensor data generated.
  • the movement of the component 3 in relation to the agricultural machine 1 is detected on the basis of the sensor data and with the aid of the evaluation unit 6.
  • the signal is generated in dependence on the movement of the component 3.
  • the signal is preferably displayed in the form of a graphical representation on the screen 7. Furthermore, it is possible for the evaluation unit 6 to generate the signal in the form of a tone.
  • Communication network 8 with which the agricultural machine 1 is connected via a transmitter 9, are transmitted. For example, that can
  • Communication network 8 forward the signal to a central monitoring unit 15.
  • the connection between the transmitter 9 and a receiver of the communication network 8 is preferably carried out according to the GSM standard.
  • Mobile device of a user of the agricultural machine 1 are sent.
  • the communication network 8 is in the form of a low-range wide-area network, a low-power wide-area network, in particular a narrowband loT network.
  • Fig. 3 and Fig. 4 each show a further variant of the proposed
  • the component 3 has a arranged on the component 3 second sensor 31 for detecting the magnetic field in the environment.
  • the first sensor 5 can be dispensed with.
  • the first sensor 5 and the second sensor 31 are used to detect the movement of the component 3.
  • the component 3 may have a further magnet 32 in this variant.
  • the magnet 4 has a south pole 33 and a north pole 34 and the further magnet 32 has a south pole 35 and a north pole 36.
  • FIG. 3 shows the component 3 in a first state in which it does not touch the surface 2.
  • 4 shows the component 3 in a second state, in which the component 3 is fastened to the surface 2. Due to the fact that the component 3 is arranged closer to the magnetically acting element 10 in the second state, the magnetic field generated by the magnet 4 and the further magnet 32 changes at least in its strength at the location at which the second sensor compared to the first state of the component 3 31 is positioned.
  • the second sensor 31 is connected to the evaluation unit 6 and transmits different sensor signals as a function of the magnetic field detected by the second sensor 31 to the evaluation unit 6. With the aid of the evaluation unit 6, it is now possible to check whether the component 3 rests against the surface 2. This can be realized, for example, by means of a comparison of the strengths of the magnetic field detected in the first state or the second state of the component 3 with the second sensor 31.
  • a further embodiment of the method illustrated in FIG. 2 may provide the following additional steps, which are shown schematically in FIG.
  • the component 3 may be mounted to the surface 2 in a step 51.
  • a first state of the magnetic field with the first sensor 5 or with the second sensor 31 can be detected and stored with the aid of the evaluation unit 6.
  • the first state of the magnetic field can be assigned to the second state of the component 3.
  • a step 53 the component is moved with respect to the surface 2. This can be done by a movement of the component 3 away from the surface 2, but also by a movement of the component 3 on the surface 2.
  • a step 54 a second state of the magnetic field is detected with the aid of the first sensor 5 or the second sensor 31.
  • a comparison of the first state of the magnetic field with the second state of the magnetic field is carried out with the aid of the evaluation unit 6 and the signal is generated as a function of a result of the comparison.
  • the signal contains at least information about a change in a position of the component 3 with respect to the surface 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Landwirtschaftsmaschine (1), aufweisend eine Oberfläche (2), ein magnetisch wirkendes Element (10), eine an der Oberfläche (2) befestigte Komponente (3) mit einem Magneten (4), einen Sensor (5; 31) zur Erfassung eines Magnetfeldes in einer Umgebung des Elementes (10) und des Magneten (4), eine Auswertungseinheit (6), die mit dem Sensor (5; 31) verbunden ist, wobei mithilfe der Auswertungseinheit (6) und des mit dem Sensor (5; 31) erfassten Magnetfeldes eine Bewegung der Komponente (3) in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine (1) detektierbar und ein Signal in Abhängigkeit der Bewegung erzeugbar ist.

Description

Beschreibung
Titel:
Landwirtschaftsmaschine mit einem Magnetfeldsensor zur Überwachung einer Bewegung einer Komponente der Landwirtschaftsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Landwirtschaftsmaschine mit zumindest einer Oberfläche und einer an der Oberfläche befestigten Komponente.
Als Landwirtschaftsmaschine gelten im Rahmen der vorliegenden Erfindung in erster Linie Nutzfahrzeuge zur Bodenbearbeitung in der Landwirtschaft. Darüber hinaus zählen hierzu im weitesten Sinne auch Baumaschinen, wie Bagger, Krane, Laster und dergleichen.
Eine gattungsgemäße Landwirtschaftsmaschine ist aus der DE 10 2014 108 346 Al bekannt. Darin ist die an der Oberfläche befestigte Komponente in Form einer Sensoreinheit zur Erfassung einer Reihenkultur auf einem zu bearbeitenden Feld ausgeführt. Die Sensoreinheit ist mit einer Spurplanungseinheit der
Landwirtschaftsmaschine verbunden. Es ist bekannt, eine derartige Verbindung in Form einer Verschraubung oder eines Klickverschlusses auszubilden. Während eines Lebenszyklus der Landwirtschaftsmaschine kann eine derartige Verbindung verschleißen, so dass die Sensoreinheit von der Landwirtschaftsmaschine abfallen und verloren gehen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Landwirtschaftsmaschine, an der eine Komponente befestigt ist, bereitzustellen, mit welcher eine Änderung eines Zustandes einer Verbindung zwischen der Komponente und der
Landwirtschaftsmaschine erfassbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einer Landwirtschaftsmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Landwirtschaftsmaschine und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Landwirtschaftsmaschine vorgeschlagen, die zumindest eine Oberfläche, ein magnetisch wirkendes Element, eine an der Oberfläche befestigte Komponente mit einem Magneten, einen Sensor zur Erfassung eines Magnetfeldes in einer Umgebung des Elementes und des Magneten und eine
Auswertungseinheit aufweist. Die Auswertungseinheit ist mit dem Sensor verbunden, wobei mithilfe der Auswertungseinheit und des mit dem Sensor erfassten Magnetfeldes eine Bewegung der Komponente in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine
detektierbar und ein Signal in Abhängigkeit der Bewegung erzeugbar ist. Das Signal ist vorteilhaft in Form eines Alarmsignals auf einem Bildschirm innerhalb einer
Fahrerkabine der Landwirtschaftsmaschine anzeigbar. Die Komponente kann beispielsweise ein Sensor, ein Steuergerät oder ein Schallabsorptionselement sein.
Das magnetisch wirkende Element, im Folgenden als magnetisches Element bezeichnet, kann in einer ersten Variante ein weiterer Magnet sein. In einer zweiten Variante ist das magnetische Element eine ferromagnetische Komponente. Dabei kann die ferromagnetische Komponente ein weichmagnetisches Material aufweisen, welches bewirkt, dass eine Magnetisierung annähernd vollständig abnimmt, wenn ein externes Magnetfeld von der ferromagnetischen Komponente entfernt wird. Die ferromagnetische Komponente kann beispielsweise eine Platte oder ein Quader sein, die bzw. der Eisen, Nickel und/oder Kobalt enthält. Möglich ist auch, dass die ferromagnetische Komponente hartmagnetische Eigenschaften aufweist, die bewirken, dass die ferromagnetische Komponente permanent magnetisierbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem die ferromagnetische Komponente gehärteten Stahl aufweist.
Der Magnet der Komponente steht mit dem Sensor derart in Wechselwirkung, dass eine Bewegung des Magneten in Bezug zu dem Sensor oder zu dem magnetischen Element das von dem Sensor erfasste Magnetfeld ändert. Im Sinne der Erfindung kann ein Erfassen des Magnetfeldes eine Messung einer Stärke des Magnetfeldes, einer Richtung des Magnetfeldes und/oder einer Änderung der Stärke und/oder Richtung des Magnetfeldes sein. Ändert sich das auf den Sensor wirkende Magnetfeld, so sendet der Sensor veränderte Sensordaten an die Auswertungseinheit. Eine Verbindung zwischen dem Sensor und der Auswertungseinheit kann in Form eines Kabels oder kabellos, insbesondere als Funkverbindung, ausgebildet sein. Durch eine relative Bewegung der Komponente, an der der Magnet befestigt ist, in Bezug zu dem magnetischen Element oder dem Sensor verändern sich die vom Sensor erzeugten Sensordaten. Die Auswertungseinheit kann anhand der Sensordaten die Bewegung der Komponente in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine und bevorzugt in Bezug zu der Oberfläche ermitteln.
Löst sich beispielsweise die befestigte Komponente von der Oberfläche ab, so verringert sich eine mit dem Sensor erfasste Stärke des Magnetfeldes oder verändert sich eine mit dem Sensor erfasste Richtung des Magnetfeldes. In beiden Fällen kann die Auswertungseinheit die Sensordaten mit in einer Datenbank gespeicherten Vergleichsdaten vergleichen und im Fall einer Überschreitung einer vorgegebenen Abweichung der beiden Daten voneinander detektieren, ob sich die befestigte
Komponente von der Oberfläche abgelöst hat. Wird ein Ablösen der Komponente von der Oberfläche detektiert, so erzeugt die Auswertungseinheit das Signal. In einer besonderen Ausführungsform generiert die Auswertungseinheit das Signal dann, wenn eine Änderung der Sensordaten einen Schwellwert überschreitet. Hierzu kann eine Norm eines Vektors berechnet werden, wobei ein einzelner Eintrag des Vektors mit einem einzelnen Datum der Sensordaten gleichgesetzt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann mithilfe des Sensors und der
Auswertungseinheit ein erstes Magnetfeld, welches mit dem Magneten erzeugt wird, wenn die Komponente beabstandet von der Oberfläche ist, und ein zweites
Magnetfeld, das sich in der Umgebung ausbildet, wenn die Komponente an der Oberfläche anliegt, erkannt werden. Das zweite Magnetfeld unterscheidet sich von dem ersten Magnetfeld deshalb, weil eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Magneten und dem magnetischen Element stärker ist, wenn die Komponente an der Oberfläche anliegt, im Vergleich zu dem Fall, wenn die
Komponente die Oberfläche nicht berührt. Dadurch, dass die Auswertungseinheit das erste und das zweite Magnetfeld erkennen kann, kann mithilfe der Auswertungseinheit erfasst werden, ob die Komponente an der Oberfläche anliegt.
Mit der vorgeschlagenen Landwirtschaftsmaschine kann somit eine Änderung eines Zustandes einer Verbindung zwischen der Komponente und der Landwirtschaftsmaschine erfasst werden. Dadurch kann beispielsweise ein Abfallen der Komponente im Betrieb der Landwirtschaftsmaschine detektiert werden.
Die Oberfläche kann in einer ersten Variante eine Oberfläche einer Beschichtung des magnetischen Elementes oder eine Oberfläche eines an dem magnetischen Element angrenzenden Bauteils sein. Gemäß einer zweiten Variante ist die Oberfläche eine Oberfläche des magnetischen Elementes. Die Oberfläche kann sich an einer äußeren Fläche oder in einem Innenraum der Landwirtschaftsmaschine befinden. Der Sensor ist innerhalb der Umgebung des magnetischen Elementes und des Magneten angeordnet, so dass mit Hilfe des Sensors eine Änderung des durch den Magneten erzeugten Magnetfeldes erfasst werden kann. Eine Grenze der Umgebung kann dadurch definiert sein, dass außerhalb der Grenze der Umgebung der Sensor das Magnetfeld nicht sicher erfassen kann, während der Sensor innerhalb der Umgebung das Magnetfeld, bevorzugt unter einem Einfluss von störenden elektromagnetischen Wellen, die von weiteren Quellen ausgesandt werden, erfassen kann.
Vorzugsweise ist der Sensor angrenzend an dem magnetischen Element und bevorzugt an einem Karosserieteil der Landwirtschaftsmaschine angeordnet. Genauso gut kann der Sensor beabstandet von dem magnetischen Element montiert sein. Je näher der Sensor an dem magnetischen Element positioniert ist, desto einfacher kann das Magnetfeld mit dem Sensor erfasst werden. Entscheidend ist, dass der Sensor eine Änderung des durch den Magneten erzeugten Magnetfeldes bei einer Bewegung der Komponente in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine detektieren kann. Dabei kann sich die Komponente relativ zu der Oberfläche, zu dem magnetischen Element und/oder der Landwirtschaftsmaschine bewegen. Mit einer Bewegung relativ zur Landwirtschaftsmaschine ist eine Bewegung relativ zu einem Schwerpunkt der Landwirtschaftsmaschine gemeint.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Sensor an der Komponente angeordnet ist. Dies ermöglicht es, leichter das erste und zweite Magnetfeld mithilfe des Sensors und der Auswertungseinheit zu erkennen und voneinander zu unterscheiden.
Dementsprechend kann das Signal mit einer höheren Sicherheit generiert werden ohne einen Fehlalarm zu erzeugen. In einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann auch die Auswertungseinheit an der Komponente angeordnet sein. Dadurch kann die Komponente an verschiedenen Stellen der Landwirtschaftsmaschine befestigt und dabei trotzdem eine sichere Verbindung zwischen dem Sensor und der
Auswertungseinheit bereitgestellt werden.
Bewegt sich die Komponente relativ zu der Oberfläche, so ist die Komponente in der Regel nicht mehr an der Oberfläche befestigt und kann von der
Landwirtschaftsmaschine abfallen und beschädigt werden. Bewegt sich die
Komponente relativ zu dem magnetischen Element, so ist es möglich, dass die Komponente an der Oberfläche befestigt ist und zusammen mit der Oberfläche eine schwingende Bewegung bezüglich des magnetischen Elementes ausführt. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass das magnetische Element zusammen mit der Oberfläche und der Komponente schwingt.
Vorteilhafterweise kann mit Hilfe der Auswertungseinheit und des Sensors eine schwingungsförmige Bewegung der Komponente detektiert werden. Dabei kann vorzugsweise die Auswertungseinheit sich periodisch wiederholende Sensordaten erkennen. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Fourier-Zerlegung der Sensordaten mithilfe der Auswertungseinheit durchgeführt werden. Insbesondere kann die
Auswertungseinheit zumindest eine Frequenz, insbesondere ein Frequenzspektrum, der schwingungsförmigen Bewegung errechnen und mit einer weiteren Datenbank, in welcher Eigenfrequenzen der Landwirtschaftsmaschine gespeichert sind, vergleichen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die schwingungsförmige Bewegung der Komponente dahingehend analysiert werden kann, ob sie eine Frequenz aufweist, die einer Eigenfrequenz der Landwirtschaftsmaschine entspricht. In diesem Fall ist ein Ablösen der Komponente von der Oberfläche besonders wahrscheinlich. Wird ein solcher Fall mit Hilfe der Auswertungseinheit erfasst, so gibt die Auswertungseinheit bevorzugt das Signal aus. Somit kann auch vor einem Ablösen der Komponente von der Oberfläche ein Warnsignal erzeugt werden.
Gemäß einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist die Komponente stoff und/oder formschlüssig mit der Oberfläche verbunden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer Schraubverbindung, einer Klebeverbindung und/oder einer
Klemmverbindung realisiert sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Komponente mit Hilfe des Magneten an der Oberfläche befestigt ist. Bei dieser Ausgestaltung erzeugt der Magnet zwischen dem Magneten und dem magnetischen Element eine anziehende Wechselwirkung, die zumindest eine rutschfeste Verbindung zwischen der Komponente und der Oberfläche bewirkt. Der Vorteil dieser Variante ist, dass der Magnet eine stärkere Magnetisierung im Vergleich zu einer Variante, bei der die Komponente mit anderen Mitteln an der Oberfläche befestigt ist, aufweist. Die stärkere Magnetisierung vereinfacht eine
Erfassung des Magnetfeldes mit Hilfe des Sensors. Bei dieser Variante ist es möglich, den Sensor derart auszugestalten, dass er eine geringere Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung aufweist. Des Weiteren kann bei dieser Variante auf weitere Befestigungsmittel zusätzlich zu dem Magneten verzichtet werden.
Vorteilhafterweise ist der Sensor ein Magnetfeldsensor, der beispielsweise auf dem Galvanomagnetischen Effekt, wie z. B. dem Hall- Effekt, dem Magneto-resistiven Effekt, dem Thomson- Effekt, dem makroskopischen Magnetischen Barkhausen- Effekt, dem Anisotropen MR-Effekt, dem Gigantischen MR-Effekt, dem Colossalen MR-Effekt oder dem Tunnel-MR-Effekt, beruht. Des Weiteren kann der Magnetfeldsensor nach einem Magneto-optischen Effekt, wie z. B. dem Voigt- Effekt, dem Cotton- Mouton- Effekt, dem Magnetooptischen Kerr- Effekt, dem Faraday- Effekt oder dem Zeeman- Effekt, arbeiten.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist mit Hilfe des Sensors eine Änderung einer Stärke des Magnetfeldes detektierbar. Wird das Magnetfeld über eine Änderung der Stärke des Magnetfeldes erfasst, kann dies einfacher sein als eine Erfassung des Magnetfeldes mit Hilfe von gemessenen absoluten Stärken des Magnetfeldes. Die Bewegung der Komponente beeinflusst das Magnetfeld in der Umgebung in den meisten Fällen derart, dass sich die Stärke des Magnetfeldes ändert. Des Weiteren ist es möglich, dass mit Hilfe des Sensors eine Änderung einer Richtung des
Magnetfeldes detektierbar ist. Eine Erfassung der Änderung der Richtung des
Magnetfeldes kann in manchen Fällen einfacher sein, als eine Änderung der Stärke des Magnetfeldes zu detektieren. Eine Messung der Änderung der Richtung des Magnetfeldes kann in vielen Fällen ausreichend sein, da die Bewegung der
Komponente zumeist die Änderung der Richtung des Magnetfeldes bewirkt. Dies ist insbesondere bei einem Ablösen der Komponente von der Oberfläche der Fall.
Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Verfahren zur Erfassung einer Bewegung einer Komponente einer Landwirtschaftsmaschine in Bezug zu der
Landwirtschaftsmaschine vorgeschlagen. Die Komponente weist einen Magnet auf, der mit einem magnetisch wirkenden Element der Landwirtschaftsmaschine in
Wechselwirkung steht. Weiterhin ist die Komponente an einer Oberfläche der
Landwirtschaftsmaschine befestigt. Das Verfahren hat die folgenden Schritte. In einem ersten Schritt wird ein Magnetfeld in einer Umgebung des magnetisch wirkenden Elementes und des Magneten mithilfe eines Sensors der Landwirtschaftsmaschine erfasst. In einem zweiten Schritt werden Sensordaten mithilfe des Sensors in
Abhängigkeit des erfassten Magnetfeldes erzeugt. In einem dritten Schritt wird die Bewegung der Komponente in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine anhand der Sensordaten mithilfe einer Auswertungseinheit der Landwirtschaftsmaschine erfasst. In einem vierten Schritt wird ein Signal in Abhängigkeit der Bewegung der Komponente erzeugt. Die Landwirtschaftsmaschine kann nach einer der oben beschriebenen Varianten ausgebildet sein.
Das mithilfe der Landwirtschaftsmaschine ausgeführte vorgeschlagene Verfahren kann mittels eines Computerprogrammproduktes mit Programmcodemitteln zur
Durchführung des Verfahrens durchgeführt werden, wenn das
Computerprogrammprodukt auf der Auswertungseinheit der Landwirtschaftsmaschine abläuft. Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Datenträger vorgeschlagen, auf dem das Computerprogrammprodukt abgespeichert ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Figuren. Dabei bezeichnet ein mehrfach verwendetes Bezugszeichen dieselbe Komponente. Die Figuren zeigen in:
Figur 1 eine Landwirtschaftsmaschine mit einem Sensor und einer an einer
Oberfläche der Landwirtschaftsmaschine befestigten Komponente,
Figur 2 Schritte eines Verfahrens zur Erfassung einer Bewegung der Komponente in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine nach Figur 1,
Figur 3 eine weitere Ausgestaltung der Komponente nach Figur 1 in einem
demontierten Zustand,
Figur 4 die Komponente nach Figur 3 in einem an der Oberfläche montierten Zustand, Figur 5 Schrite einer Weiterbildung des Verfahrens nach Figur 2.
Fig. 1 zeigt eine Landwirtschaftsmaschine 1, die eine Oberfläche 2, ein magnetisch wirkendes Element 10 und eine an der Oberfläche 2 befestigte Komponente 3 mit einem Magneten 4 aufweist. Das magnetisch wirkende Element 10, im Folgenden als magnetisches Element 10 bezeichnet, ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer ferromagnetischen Metallplate ausgebildet. Die Oberfläche 2 kann beispielsweise eine Außenwand einer Abdeckung eines Motorraums der Landwirtschaftsmaschine 1 sein, wobei das magnetische Element 10 an einer Innenseite der Außenwand angeordnet ist. Des Weiteren hat die Landwirtschaftsmaschine 1 einen ersten Sensor 5 zur Erfassung eines Magnetfeldes in einer Umgebung des magnetischen Elementes 10 und des Magneten 4 und eine Auswertungseinheit 6, die mit dem ersten Sensor 5 verbunden ist. Mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 und des mit dem ersten Sensor 5 erfassten Magnetfeldes ist eine Bewegung der Komponente 3 in Bezug zu der
Landwirtschaftsmaschine 1 detektierbar und ein Signal in Abhängigkeit der Bewegung erzeugbar. Fig. 1 zeigt weiterhin einen Bildschirm 7 der Landwirtschaftsmaschine 1, auf dem das Signal angezeigt werden kann.
Die Komponente 3 ist mit Hilfe des Magneten 4 und des magnetischen Elementes 10 an der Oberfläche 2 befestigt. Der Magnet 4 ist an der Komponente 3 befestigt und steht in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform mit dem ersten Sensor 5 derart in einer elektromagnetischen Wechselwirkung, dass jede Bewegung der Komponente 3 und damit des Magneten 4 in Bezug zu dem ersten Sensor 5 eine Änderung des mit Hilfe des ersten Sensors 5 erfassten Magnetfeldes hervorruft. Dabei kann die
Änderung eine Änderung der Richtung und/oder der Stärke des Magnetfeldes sein. Der erste Sensor 5 ist vorzugsweise ein Hall- Effekt-Sensor, mit welchem eine Änderung einer Richtung und/oder Stärke des Magnetfeldes erfassbar ist. Vorzugsweise ist mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 und des ersten Sensors 5 eine schwingungsförmige Bewegung der Komponente 3 detektierbar.
Fig. 2 zeigt Schrite eines Verfahrens zur Erfassung einer Bewegung der Komponente 3 in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine 1. In einem ersten Schrit 11 wird das Magnetfeld in der Umgebung des magnetisch wirkenden Elementes 2 und des
Magneten 4 mit Hilfe des ersten Sensors 5 erfasst. In einem zweiten Schrit 12 werden in Abhängigkeit von dem erfassten Magnetfeld mit Hilfe des ersten Sensors 5 Sensordaten erzeugt. In einem dritten Schritt 13 wird anhand der Sensordaten und mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 die Bewegung der Komponente 3 in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine 1 erfasst. In einem vierten Schritt 14 wird in Abhängigkeit von der Bewegung der Komponente 3 das Signal erzeugt. Das Signal wird vorzugsweise in Form einer grafischen Darstellung auf dem Bildschirm 7 angezeigt. Des Weiteren ist es möglich, dass die Auswertungseinheit 6 das Signal in Form eines Tons erzeugt.
Das Signal kann in einer weiteren Ausgestaltung mit Hilfe eines
Kommunikationsnetzwerkes 8, mit welchem die Landwirtschaftsmaschine 1 über einen Sender 9 verbunden ist, übertragen werden. Beispielsweise kann das
Kommunikationsnetzwerk 8 das Signal an eine zentrale Überwachungseinheit 15 weiterleiten. Die Verbindung zwischen dem Sender 9 und einem Empfänger des Kommunikationsnetzwerkes 8 erfolgt vorzugsweise nach dem GSM-Standard. So kann beispielsweise das Signal mit Hilfe des Kommunikationsnetzwerkes 8 an ein
Mobilfunkgerät eines Benutzers der Landwirtschaftsmaschine 1 gesendet werden. Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass das Kommunikationsnetzwerk 8 in Form eines Low- Range- Wide- Area- Networks, eines Low- Power- Wide- Area- Networks, insbesondere eines Narrowband-loT- Networks, ausgebildet ist.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen jeweils eine weitere Variante der vorgeschlagenen
Landwirtschaftsmaschine 1, bei welcher die Komponente 3 einen an der Komponente 3 angeordneten zweiten Sensor 31 zur Erfassung des Magnetfeldes in der Umgebung aufweist. Bei dieser Variante kann auf den ersten Sensor 5 verzichtet werden. Möglich ist jedoch, dass der erste Sensor 5 und der zweite Sensor 31 zur Erfassung der Bewegung der Komponente 3 verwendet werden. Zusätzlich zu dem Magneten 4 kann die Komponente 3 bei dieser Variante einen weiteren Magneten 32 aufweisen. Der Magnet 4 weist einen Südpol 33 und einen Nordpol 34 und der weitere Magnet 32 einen Südpol 35 und einen Nordpol 36 auf. Die jeweiligen Magnetfeldlinien, die das von dem Magneten 4 und dem weiteren Magneten 32 erzeugte Magnetfeld
repräsentieren, zeigen jeweils von dem jeweiligen Nordpol zu dem jeweiligen Südpol des Magneten 4 bzw. 32.
Fig. 3 zeigt die Komponente 3 in einem ersten Zustand, in welchem sie die Oberfläche 2 nicht berührt. Fig. 4 zeigt die Komponente 3 in einem zweiten Zustand, in welchem die Komponente 3 an der Oberfläche 2 befestigt ist. Dadurch, dass die Komponente 3 in dem zweiten Zustand näher an dem magnetisch wirkenden Element 10 angeordnet ist, verändert sich das von dem Magneten 4 und dem weiteren Magneten 32 erzeugte Magnetfeld im Vergleich zu dem ersten Zustand der Komponente 3 zumindest in seiner Stärke an der Stelle, an der der zweite Sensor 31 positioniert ist. Wie in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Sensor 31 mit der Auswertungseinheit 6 verbunden und sendet unterschiedliche Sensorsignale in Abhängigkeit von dem mit dem zweiten Sensor 31 erfassten Magnetfeld an die Auswertungseinheit 6. Mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 kann nun überprüft werden, ob die Komponente 3 an der Oberfläche 2 anliegt. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Vergleiches der mit dem zweiten Sensor 31 erfassten Stärken des Magnetfeldes in dem ersten Zustand bzw. dem zweiten Zustand der Komponente 3 realisiert werden.
Eine weitere Ausgestaltung des in Fig. 2 dargestellten Verfahrens kann die folgenden zusätzlichen Schritte vorsehen, die in Fig. 5 schematisch dargestellt sind. So kann beispielsweise vor dem Schritt 11 die Komponente 3 an der Oberfläche 2 in einem Schritt 51 montiert werden. Im Anschluss daran kann in einem Schritt 52 ein erster Zustand des Magnetfeldes mit dem ersten Sensor 5 oder mit dem zweiten Sensor 31 erfasst und mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 gespeichert werden. Der erste Zustand des Magnetfeldes kann dem zweiten Zustand der Komponente 3 zugeordnet werden. Beispielsweise kann der erste Zustand des Magnetfeldes in einem Backend
abgespeichert werden, wobei vorteilhaft eine Zuordnung des ersten Zustandes des Magnetfeldes zu dem zweiten Zustand der Komponente 3 zusätzlich in dem Backend gespeichert wird.
In einem Schritt 53 wird die Komponente in Bezug zu der Oberfläche 2 bewegt. Dies kann durch eine Bewegung der Komponente 3 weg von der Oberfläche 2, aber auch durch eine Bewegung der Komponente 3 auf der Oberfläche 2 erfolgen. Im Anschluss daran wird in einem Schritt 54 ein zweiter Zustand des Magnetfeldes mit Hilfe des ersten Sensors 5 oder des zweiten Sensors 31 erfasst. In einem Schritt 55 wird ein Vergleich des ersten Zustandes des Magnetfeldes mit dem zweiten Zustand des Magnetfeldes mit Hilfe der Auswertungseinheit 6 durchgeführt und in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleiches das Signal erzeugt. Das Signal enthält zumindest eine Information über eine Änderung einer Position der Komponente 3 in Bezug zu der Oberfläche 2.

Claims

Ansprüche
1. Landwirtschaftsmaschine (1), aufweisend zumindest eine Oberfläche (2), ein magnetisch wirkendes Element (10), eine an der Oberfläche (2) befestigte Komponente (3) mit einem Magneten (4), einen Sensor (5; 31) zur Erfassung eines Magnetfeldes in einer Umgebung des Elementes (10) und des Magneten (4), eine Auswertungseinheit (6), die mit dem Sensor (5; 31) verbunden ist, wobei mithilfe der Auswertungseinheit (6) und des mit dem Sensor (5; 31) erfassten Magnetfeldes eine Bewegung der Komponente (3) in Bezug zu der
Landwirtschaftsmaschine (1) detektierbar und ein Signal in Abhängigkeit der Bewegung erzeugbar ist.
2. Landwirtschaftsmaschine (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (3) mithilfe des Magneten (4) an der Oberfläche (2) befestigt ist.
3. Landwirtschaftsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe des Sensors (5; 31) eine Änderung einer Richtung und/oder einer Stärke des Magnetfeldes detektierbar ist.
4. Landwirtschaftsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (31) an der Komponente (3) angeordnet ist.
5. Landwirtschaftsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Auswertungseinheit (6) und des Sensors (5; 31) eine schwingungsförmige Bewegung der Komponente (3) detektierbar ist.
6. Verfahren zur Erfassung einer Bewegung einer Komponente (3) einer
Landwirtschaftsmaschine (1) in Bezug zu der Landwirtschaftsmaschine (1), wobei die Komponente (3) einen Magnet (4) hat, der mit einem magnetisch wirkenden Element (10) der Landwirtschaftsmaschine (1) in Wechselwirkung steht, und die Komponente (3) an einer Oberfläche (2) der
Landwirtschaftsmaschine (1) befestigt ist, mit den folgenden Schritten:
Erfassen eines Magnetfeldes in einer Umgebung des magnetisch wirkenden Elementes (10) und des Magneten (4) mithilfe eines Sensors (5; 31) der Landwirtschaftsmaschine (1),
Erzeugen von Sensordaten mithilfe des Sensors (5; 31) in Abhängigkeit des erfassten Magnetfeldes,
Erfassen der Bewegung der Komponente (3) in Bezug zu der
Landwirtschaftsmaschine (1) anhand der Sensordaten mithilfe einer Auswertungseinheit (6) der Landwirtschaftsmaschine (1),
Erzeugen eines Signals in Abhängigkeit der Bewegung der Komponente (3).
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente (3) an der Oberfläche (2) montiert wird,
ein erster Zustand des Magnetfeldes mit dem Sensor (5; 31) erfasst und mithilfe der Auswertungseinheit (6) gespeichert wird,
die Komponente (3) in Bezug zu der Oberfläche (2) bewegt wird,
ein zweiter Zustand des Magnetfeldes mithilfe des Sensors (5; 31) erfasst wird,
ein Vergleich des ersten Zustandes mit dem zweiten Zustand mithilfe der Auswertungseinheit (6) durchgeführt wird und in Abhängigkeit eines
Ergebnisses des Vergleiches das Signal erzeugt wird, wobei das Signal eine Information über eine Änderung einer Position der Komponente (3) in Bezug zu der Oberfläche (2) enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Signal mithilfe eines Kommunikationsnetzwerkes (8), mit welchem die Landwirtschaftsmaschine (1) verbunden ist, übertragen wird.
9. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 6, 7 oder 8, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Auswertungseinheit (6) einer Landwirtschaftsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 abläuft.
10. Datenträger, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9
abgespeichert ist.
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