WO2020043501A1 - Verfahren zur abgabe einer behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche fläche - Google Patents

Verfahren zur abgabe einer behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche fläche Download PDF

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WO2020043501A1
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spray nozzle
treatment liquid
agricultural
spray
agricultural area
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PCT/EP2019/071940
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Inventor
Helmut Schomburg
Olaf Ohlhafer
Hans-Arndt Freudigmann
Johanna Link-Dolezal
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
    • B05B15/65—Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits
    • B05B15/652—Mounting arrangements for fluid connection of the spraying apparatus or its outlets to flow conduits whereby the jet can be oriented
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00—Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • A01M7/005—Special arrangements or adaptations of the spraying or distributing parts, e.g. adaptations or mounting of the spray booms, mounting of the nozzles, protection shields
    • A01M7/006—Mounting of the nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B05B1/20—Arrangements of several outlets along elongated bodies, e.g. perforated pipes or troughs, e.g. spray booms; Outlet elements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • B05B12/124—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus responsive to distance between spray apparatus and target

Definitions

  • the invention relates to a method for dispensing a treatment liquid onto an agricultural area by means of at least one spray nozzle rotatably arranged on an agricultural spraying device, and to such an agricultural spraying device according to the type of the independent claims.
  • the present invention also relates to a
  • Control device and a computer program.
  • Spray quantity from the target value on the floor the spray agent is no longer distributed homogeneously. This encourages resistance and weed growth. At the same time, crops can be damaged.
  • DE 10 2007 036 870 A1 discloses a method for adjusting the nozzles for dispensing spraying agent in a mobile spray arrangement with a spray boom, the angle setting of the nozzles being adjusted, in particular being controlled.
  • the nozzle angle is set using a
  • Actuator that adjusts the nozzles so that the horizontal
  • the present invention relates to a method for dispensing a treatment liquid onto an agricultural area by means of at least one spray nozzle rotatably arranged on an agricultural spraying device, with the following steps:
  • the steps of the method are preferably carried out when the agricultural spraying device is operated.
  • the present invention furthermore relates to a control device which is set up to
  • Dispense treatment liquid on the agricultural area Dispense treatment liquid on the agricultural area.
  • the present invention also relates to an agricultural spraying device for dispensing a treatment liquid onto a
  • Agricultural area with at least one spray nozzle arranged rotatably along an axis of rotation, the axis of rotation running along a direction of flow of the treatment liquid through the spray nozzle, and one
  • the present invention finally relates to a computer program and a machine-readable storage medium with the computer program stored thereon.
  • an agricultural purpose can be understood to mean a purpose which is based on an economic cultivation of
  • Crops is directed.
  • the agricultural spraying device can in particular be part of an agricultural field sprayer or a crop protection device or can be designed as an agricultural field sprayer or a crop protection device.
  • the spraying device can be arranged and / or arranged on or on a mobile unit.
  • the mobile unit can be designed as a land vehicle and / or aircraft and / or trailer.
  • the mobile unit can in particular be an agricultural working machine, for example a
  • Tractor a tractor, a self-propelled or autonomous sprayer or a self-propelled or autonomous robot.
  • the sprayer can also be connected to a hydraulic agricultural device
  • the spraying device is built on a loading area of the agricultural working machine.
  • the sprayer can be attached to the agricultural machine.
  • the agricultural spraying device has at least one spray nozzle for dispensing the treatment liquid.
  • the spray nozzle can be, for example, a flat jet nozzle or a hollow cone nozzle.
  • the spray nozzle is rotatably or rotatably arranged on the agricultural spraying device.
  • the spray nozzle is rotatable relative to the spray device.
  • the spray nozzle is designed to be rotated around at least one axis of rotation which runs or shows along a flow direction of the treatment liquid through the spray nozzle.
  • the direction of flow can be a particularly preferred direction of flow of the treatment liquid through the spray nozzle.
  • the direction of flow can be a main direction of flow, along which the treatment liquid mainly or largely flows through the spray nozzle.
  • the axis of rotation can correspond to a longitudinal axis or longest axis or axis of symmetry in the longitudinal direction of the spray nozzle.
  • the agricultural spraying device can have a motor unit which is designed to rotate the spray nozzle along the direction of rotation.
  • the motor unit can be, for example, an electric motor, in particular a stepper motor or a servo motor. Furthermore, the motor unit can have a gear unit.
  • the gear unit can comprise a gear transmission such as a spur or bevel gear or a belt transmission such as a toothed or V-belt transmission.
  • the motor unit can be designed to transmit the rotary movement of the motor to the spray nozzle without a gear. It is also conceivable that the spray nozzle is turned hydraulically or pneumatically. It is also conceivable that the motor unit comprises a linear actuator that is designed to rotate the spray nozzle.
  • the linear actuator can be a suitable one
  • the linear actuator can be a
  • Piezo element or a spindle drive Piezo element or a spindle drive.
  • treatment information can be understood to mean predetermined and / or specifiable information about the treatment of the agricultural area. It is advantageous if the treatment information represents at least one value of one of the following parameters: plant parameters, environmental parameters, a parameter of the spray device, in particular a spatial distance between the spray nozzle and the agricultural area.
  • the plant parameter can be a parameter of a plant on the
  • the plant parameter can be a height of a crop on the agricultural area or a height of a plant.
  • the plant parameter can be a degree of coverage of the agricultural area with useful plants or weeds.
  • the environmental parameter can be a physical and / or chemical and / or biological parameter of an environment of the agricultural area.
  • the environmental parameter can be, for example
  • Wind speed a wind direction, an air temperature, a
  • the parameter of the sprayer can be a state of motion
  • the parameter of the spray device can be, for example, a measure of a horizontal and / or vertical vibration of the spray boom. It is also conceivable that the parameter of the spray device is a system parameter of the spray device.
  • the parameter can be a predetermined pressure or volume flow of the treatment liquid or a control parameter of a valve assigned to the spray nozzle.
  • a parameter of the spray device can be a type or a design of the spray nozzle.
  • the parameter of the spray device can be information about a spray characteristic of the treatment liquid dispensed by means of the spray device, in particular the spray nozzle.
  • Spray device a spray pattern or a distribution or a precipitation of the dispensed treatment liquid on the agricultural area, a drop size and / or drop speed of liquid drops of the dispensed treatment liquid.
  • the parameter of the spraying device can include a
  • the parameter of the spray device is preferably the spatial distance between the spray nozzle and the agricultural area.
  • the spatial distance can be a distance between the
  • Spray nozzle and a bottom of the agricultural area or an upper one Area of a crop on the agricultural area It is conceivable that the spatial distance between the spray nozzle and the agricultural area perpendicular to a surface of the
  • the spatial distance between the spray nozzle and the agricultural area can be defined along the axis of rotation, which runs along a direction of flow of the treatment liquid through the spray nozzle.
  • the spatial distance can be determined using a distance-sensing sensor unit.
  • Distance-sensing sensor unit is designed to detect changes in the spatial distance on the order of 1 cm to 5 m.
  • the distance-sensing sensor unit can be a camera unit
  • Ultrasonic sensor a radar sensor, a laser range finder or an acceleration sensor. It is conceivable that the distance-sensing sensor unit is arranged at a bending point of the spray boom.
  • Treatment liquid set on the agricultural area or adapted to changing requirements or specifications.
  • the treatment liquid can be dispensed on an agricultural area or an area used for agriculture.
  • This can be understood to mean a field or an area under cultivation for plants or a plot of such an area under cultivation.
  • the agricultural area can therefore be arable, grassland or pasture.
  • the plants can include, for example, useful plants whose fruit is used for agriculture (for example as food, feed or as an energy plant) and weeds, weeds and grasses.
  • the plants can be part of the agricultural area.
  • the treatment liquid is dispensed by means of the rotated one
  • Spray nozzle to generate a defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area.
  • the defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area is preferably a flat distribution of the treatment liquid on the agricultural area and / or on a plant on the agricultural area.
  • the defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area is likewise preferably a predetermined and / or predeterminable
  • the defined distribution can generate a defined spray pattern or a defined wetting of an area segment of the agricultural area to be treated.
  • the defined spray pattern can be a symmetrical or an asymmetrical spray pattern.
  • the defined spray pattern can be a rectangular spray pattern, a fully circular spray pattern, an elliptical spray pattern, a hollow circular or ring-shaped spray pattern, a fan-shaped spray pattern.
  • the distribution can therefore be as
  • Precipitation or can be called layer thickness. Accordingly, a distribution per time interval can be referred to as the precipitation rate.
  • Spray profile rotated spatially, in particular rotated spatially about the axis of rotation, which runs along a direction of flow of the treatment liquid through the spray nozzle.
  • the defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area is changed by the spatial rotation of the spray profile.
  • the treatment liquid has at least one active agent.
  • Treatment liquid can, however, also have two or more active agents.
  • the active agent can be a spray, i.e. an agricultural preparation or pesticide, in particular a
  • the active ingredient can accordingly have, for example, a herbicide, fungicide or an insecticide (pesticide). However, the active ingredient can also have a fertilizer, in particular a fertilizer concentrate. The active ingredient can accordingly have a liquid fertilizer and / or a growth regulator.
  • the active agent can be designed as a liquid, ie as an active ingredient liquid or as a solid, for example in the form of granules or pellets or as a pre-dissolved solid, for example in the form of pre-dissolved granules or pellets.
  • the treatment liquid also has a carrier liquid.
  • a carrier liquid can be understood to be a liquid which is designed to mix with the active agent in order to discharge or release the active agent, for example the
  • an active ingredient in the form of a solid or granulate is suspended in the carrier liquid. It is also conceivable that an active ingredient which is insoluble in the carrier liquid is emulsified in the carrier liquid.
  • the carrier liquid is preferably water.
  • the treatment liquid can accordingly be designed, for example, as:
  • the treatment liquid is preferably diluted with water
  • Pesticides or fertilizers diluted with water can be a spray mixture.
  • a valve unit can be assigned to each spray nozzle.
  • the valve unit can be arranged on a feed line of the treatment liquid to the spray nozzle.
  • the feed line can be designed as a fluidic connection line, for example in the form of a tube, hose, channel or tube.
  • the valve unit can be controllable or switchable.
  • the control device is designed to control the delivery of the treatment liquid by means of electrical, hydraulic or pneumatic control of the valve unit.
  • Treated treatment liquid and, for example, over-fertilization or local development of resistance due to too little
  • Treatment liquid quantities can be prevented.
  • a spatial width of the distribution of the Treatment liquid can be controlled along a sprayer boom of the agricultural sprayer.
  • a step of determining one of the parameters in particular the spatial distance between the spraying device or the spraying nozzle and the agricultural area, and
  • the method has a step of providing the determined parameter, in particular the spatial distance, as treatment information.
  • the parameter is determined on the basis of sensor data, for example by means of a control device assigned to the spraying device or arranged on the spraying device.
  • the sensor data can be assigned to one of the spraying devices or one of them
  • Spray device arranged sensor unit are generated.
  • the sensor unit can be arranged on a spray boom of the spraying device.
  • a plurality of sensor elements of the sensor unit are preferably arranged on the spray device transversely to a direction of travel along the spray boom.
  • the sensor elements are particularly preferably arranged on regions of the sprayer booms on which, due to a construction of the sprayer booms
  • the sensor unit can be a distance-sensing sensor unit
  • control device can determine the distance between the spray nozzle and the agricultural area based on the sensor data of the distance-sensing sensor unit.
  • the sensor unit can have one or more ultrasonic sensors,
  • Laser rangefinders radar sensors, cameras or
  • the sensor unit can be a sensor unit for detecting accelerations.
  • the sensor unit can be a sensor unit for detecting accelerations.
  • the rotation of the spray nozzle comprises rotating a fixing device of the spray nozzle about the axis of rotation of the spray nozzle.
  • the fixing device of the spray nozzle or the nozzle holding device is designed to fix a spray nozzle to the spray device at least in a translatory, preferably also in a rotary manner.
  • the direction of travel of the agricultural spraying device and the longitudinal axis of the spray boom run in essentially orthogonal directions in a plane that is essentially horizontal or parallel to the agricultural area.
  • the axis of rotation of the spray nozzle preferably runs essentially perpendicular to the agricultural area or parallel to a surface normal of the agricultural area or in a vertical direction or along a vertical axis. It is also conceivable that the axis of rotation of the spray nozzle runs essentially perpendicular to a longitudinal axis of a spray boom associated with the agricultural spraying device and includes an angle between 60 ° and 120 °, preferably 75 ° and 105 °, with a direction of travel of the agricultural spraying device. In other words, the axis of rotation is tilted in or against the direction of travel of the agricultural spraying device. As a result, the distribution of the treatment liquid on the can also be achieved by rotating the spray nozzle
  • agricultural area can be rotated specifically around the vertical axis of the area in order to control the distribution of the treatment liquid on the agricultural area in the case of non-rotationally symmetrical spray profiles.
  • Treatment liquid runs through the further spray nozzle
  • the spray nozzle and the further spray nozzle can be arranged transversely to a direction of travel of the spray device, for example at a distance of 25 cm, 50 cm or 100 cm from one another, on the spray boom.
  • Spray nozzle and the other spray nozzle can be identical.
  • Spraying device is designed to control the spray nozzle and the further spray nozzle independently of one another by means of the control device, in particular in order to rotate the spray nozzles independently of one another.
  • the axis of rotation and the further axis of rotation preferably run in the same direction. This means that the axis of rotation and the further axis of rotation are preferably parallel, but not identical.
  • the further treatment information can be identical to or different from the treatment information. It is conceivable that the
  • Spray nozzles of a section of a spray boom of the spraying device can be controlled based on the same treatment information. With this configuration, a larger area of the agricultural area can be treated simultaneously.
  • the method has a step of driving onto the agricultural area with the spray device along a direction of travel, the treatment liquid being dispensed at least in sections when driving over the agricultural area in order to ensure a surface-defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area produce. Under a flat distribution of the
  • Treatment liquid can be understood as a defined amount of effort in a defined area of the agricultural area. In other words, that means a defined resulting amount of effort on an area to be treated or a defined precipitation in the area to be treated.
  • the dispensing in sections can in this case comprise a permanent dispensing of the treatment liquid by means of one or more spray nozzles onto a section of the agricultural area along the direction of travel of the spraying device. Alternatively, it can dispensing in sections also include dispensing the treatment liquid over a defined period of time by means of one or more spray nozzles. It is of particular advantage here that in the step of driving over the agricultural area, the treatment liquid is dispensed by means of the rotated spray nozzle and the further rotated spray nozzle in such a way that the rotated distribution and the further rotated distribution of the
  • the treatment area can be treated homogeneously or evenly with a predetermined amount of treatment liquid in order to prevent resistance.
  • Figure 1 shows an advantageous spraying device in a simplified
  • FIG. 2 is a schematic detailed view of a spray nozzle
  • Figure 3A-F is a schematic representation of spray profiles
  • Spray device and the associated distributions of the spray liquid
  • Figure 4 is a flowchart of a method for delivering a
  • Figure 1 shows a simplified representation of an agricultural item
  • Spraying device 10 which is arranged on a vehicle 12 designed as a tractor.
  • the spraying device 10 is designed as a mounted sprayer 10.
  • the mounted sprayer 10 has a tank unit 14 with a tank for one
  • Treatment liquid Treatment liquid, a control device 16 and a spray boom 18.
  • the spray boom 18 is divided into several sections 20. To the
  • a large number of identical spray nozzles 22 are arranged in the spray boom.
  • the spray nozzles 22 are arranged along a longitudinal axis 24 of the spray boom 20.
  • the spray nozzles 22 are connected to the tank unit 14 via hose connections, not shown, in order to deliver the treatment liquid from the tank unit 14 to an agricultural area 26.
  • FIG. 2 shows one of the spray nozzles 22 in a schematic illustration.
  • the spray nozzle 22 has a nozzle cap 33.
  • the spray nozzle 22 is mounted rotatably relative to a rotary bearing 30.
  • the pivot bearing 30
  • An electric motor 34 is assigned to the spray nozzle 22.
  • the spray nozzle 22 is connected to the electric motor 34 by means of a gear unit having a first gear 32 and a second gear 36.
  • the electric motor 34 is designed to generate a rotation of the spray nozzle 22 relative to the rotary bearing 30 by means of the gear unit.
  • the electric motor 34 is designed to rotate the spray nozzle about an axis of rotation 39 that runs along a
  • the direction of flow of the treatment liquid runs through the spray nozzle 22.
  • the spray nozzle 22 is fluidly connected to the tank unit 16 by means of a feed line 38 in order to dispense the treatment liquid onto the agricultural area 26.
  • Figure 3 shows a schematic representation of idealized outlines
  • Spray profiles or spray jets or spray cones Figures 3A, 3C, 3E
  • the Spray device 10 and the associated distributions or precipitates or layer thicknesses (FIGS. 3B, 3D, 3F) of the spray liquid.
  • the spray nozzles 22 give the
  • the spray nozzles 22, by means of the spray profiles 40, 42, 44, 46 assume, for simplification, an oval or elliptical spray pattern 50, 52, 54, 56 or an oval or elliptical wetted surface 50, 52, 54, 56 on the agricultural surface 26.
  • Each spray pattern 50, 52, 54, 56 can have a corresponding individual distribution of the
  • Spray liquid can be assigned to the agricultural area 26.
  • the spray profiles or spray jets 40, 42, 44, 46 are the
  • Corresponding spray pressures and volume flows and the distance between agricultural area 26 and the spray nozzles 22 are coordinated with one another in such a way that the individual distributions of the spray liquid within a region 60 to be treated of the agricultural area 26 overlap to form an essentially spatially homogeneous overall distribution of the treatment liquid.
  • 3B, D, F show the distributions V and V which are added up or integrated or cumulated along a direction of travel of the spraying device 10.
  • Precipitation or layer thicknesses of the treatment liquid on the agricultural area 26 are shown as a function of a spatial coordinate x, which is defined along the longitudinal axis 24 of the spray boom 18, that is to say orthogonally to the direction of travel of the spray device 10.
  • the distribution V (x) is a measure of the volume of treatment liquid which, when the agricultural area 26 is driven on with a constant spray pressure and a constant volume flow, is delivered to the point x as a whole at the spray nozzles 22.
  • the distance between agricultural area 26 and the spray nozzles 22 is increased, for example due to a vibration of the spray boom 18 or an unevenness on a surface of the agricultural area 26. Due to the increased distance, the spray nozzles 22 generate enlarged spray patterns 50 ′′, 52 ′′, 54 ′′, 56 ′′ with the same spray pressures and volume flows.
  • the individual distributions overlap to form a distribution V that is inhomogeneous along the longitudinal axis 24 of the spray boom 18 and within the area 48 to be treated.
  • the distance between agricultural area 26 and the spray nozzles 22 is increased, for example due to a vibration of the spray boom 18 or an unevenness on a surface of the agricultural area 26, analogously to FIG. 3C.
  • the spray nozzles 22 are each about an axis of rotation, which runs along a flow direction of the treatment liquid through the respective
  • Spray nozzle 22 runs, rotated. As a result, the spray nozzles 22 generate spatially rotated spray patterns 50 “, 52”, 54 “, 56“ with the same spray pressures and volume flows.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method 100 for dispensing a treatment liquid onto an agricultural area 26 by means of at least one spray nozzle 22 which is rotatably arranged on an agricultural spraying device 10.
  • the method 100 comprises a step of providing 102 one
  • the treatment information is received by the control device 16.
  • the method 100 further comprises a step of rotating 104 based on the treatment information provided about an axis of rotation 39 which runs along a direction of flow of the treatment liquid through the spray nozzle 22.
  • the control device 18 outputs a rotation signal to a rotation device assigned to the spray nozzle 22.
  • the method 100 further comprises a step of dispensing 106 of the treatment liquid by means of the rotated spray nozzle 22 in order to produce a defined distribution of the treatment liquid on the agricultural area 26.
  • the control device 16 outputs an output signal to one of the
  • Spray nozzle 22 associated valve unit Spray nozzle 22 associated valve unit.
  • an exemplary embodiment comprises an “and / or” link between a first feature and a second feature, this is to be read in such a way that the embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and according to a further embodiment either only that has the first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels mindestens einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordneten Spritzdüse (22), mit folgenden Schritten: - Drehender Spritzdüse (22) basierend auf einer Behandlungsinformation um eine Drehachse, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse (22) verläuft; und - Abgeben der Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse (22), um eine räumlich definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu erzeugen.

Description

Titel
Verfahren zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche
Fläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels mindestens einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordneten Spritzdüse sowie eine derartige landwirtschaftliche Spritzvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine
Steuereinrichtung und ein Computerprogramm.
Stand der Technik
Bei in heutigen landwirtschaftlichen Pflanzenschutzmaßnahmen verwendeten Spritzdüsen zur flächigen Ausbringung von Spritzbrühe ist eine Überlappung der einzelnen Spritzkegel bzw. Spritzfächer vorgesehen, um eine möglichst gute Homogenität der ausgebrachten Menge je Fläche zu erhalten. Dabei werden die angestrebten räumlichen Mengenverteilungen allerdings lediglich bei einem idealen, d. h. konstanten Abstand der Düse zum Boden erreicht. Wird dieser Abstand aufgrund von Bodenunebenheiten, unterschiedliche Pflanzhöhen oder ein schwingendes Spritzgestänge während des Spritzvorgangs unter- bzw.
überschritten, so ergibt sich teilweise eine große Abweichung der lokalen
Spritzmenge vom Sollwert auf dem Boden, das Spritzmittel wird nicht mehr homogen verteilt. Resistenzen und Unkrautwachstum werden hierdurch gefördert. Gleichzeitig kann es zur Schädigung der Nutzpflanzen kommen.
Bei den heutigen Feldspritzen kann lediglich das Spritzgestänge angehoben oder gekippt werden. Damit ist lediglich ein grober Ausgleich, bzw. eine grobe
Anpassung der Höhe der einzelnen Düsen möglich, da lokale Unebenheiten auf der landwirtschaftlichen Fläche nicht korrigiert werden können. Zudem passt die Klappmöglichkeit des Gestänges oftmals nicht zum Geländeprofil quer zur Fahrtrichtung. Gleichzeitig ist es technisch und wirtschaftlich nicht sinnvoll, ein bewegliches Spritzgestänge mit mehr als vier oder sechs relativ zueinander verkippbaren Teilbreiten zu realisieren. Bei einer Gestängebreite von z. B. 42 m ist damit nur eine sehr ungenaue Korrektur der Bodenunebenheiten möglich. Des Weiteren benötigt der Höhenausgleich des Gestänges aufgrund der Trägheit des Gestänges eine gewisse Zeit. Somit ist die Höhenanpassung zeitlich verzögert.
Die DE 10 2007 036 870 Al offenbart ein Verfahren zur Einstellung der Düsen zum Ausbringen von Spritzmittel bei einer fahrbaren Spritzanordnung mit einem Spritzgestänge, wobei die Winkeleinstellung der Düsen eingestellt, insbesondere gesteuert wird. Die Einstellung der Düsenwinkel erfolgt mittels einer
Stelleinrichtung, die die Düsen derart einstellt, dass die horizontalen
Geschwindigkeitskomponenten aus Fahrgeschwindigkeit und natürlicher Luftströmung ausgeglichen werden.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels mindestens einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordneten Spritzdüse, mit folgenden Schritten:
- Drehen der Spritzdüse basierend auf einer Behandlungsinformation um eine Drehachse, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft; und
- Abgeben der Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse, um eine definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu erzeugen.
Insbesondere werden die Schritte des Verfahrens an bzw. auf der
landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausgeführt. Bevorzugt werden die Schritte des Verfahrens bei einem Betreiben der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung ausgeführt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist,
- eine Behandlungsinformation für eine Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche mittels einer drehbar an einer
landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordneten Spritzdüse zu empfangen,
- ein Drehsignal abzugeben, um die Spritzdüse basierend auf der empfangenen Behandlungsinformation um eine Drehachse, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft, zu drehen, und
- ein Abgabesignal abzugeben, um die Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse zur Erzeugung einer definierten Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche abzugeben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem eine landwirtschaftliche Spritzvorrichtung zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine
landwirtschaftliche Fläche mit zumindest einer drehbar entlang einer Drehachse angeordneten Spritzdüse, wobei die Drehachse entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft, und einer
Steuereinrichtung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist schließlich ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf gespeicherten Computerprogramm.
Das Verfahren ist für landwirtschaftliche Zwecke gedacht. Unter einem landwirtschaftlichen Zweck kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Zweck verstanden werden, der auf eine wirtschaftliche Kultivierung von
Nutzpflanzen gerichtet ist.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann insbesondere Teil einer landwirtschaftlichen Feldspritze bzw. eines Pflanzenschutzgerätes sein oder als eine landwirtschaftliche Feldspritze bzw. ein Pflanzenschutzgerät ausgebildet sein. Die Spritzvorrichtung kann auf oder an einer mobilen Einheit anordenbar und/oder angeordnet sein. Die mobile Einheit kann als Landfahrzeug und/oder Luftfahrzeug und/oder Anhänger ausgebildet sein kann. Die mobile Einheit kann insbesondere eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, bspw. eine
Zugmaschine, ein Schlepper, eine selbstfahrende bzw. autonome Feldspritze oder ein selbstfahrender bzw. autonomer Roboter sein. Die Spritzvorrichtung kann auch an einer hydraulischen Vorrichtung der landwirtschaftlichen
Arbeitsmaschine angebaut sein. Denkbar ist auch, dass die Spritzvorrichtung auf einer Ladefläche der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine aufgebaut ist.
Alternativ kann die Spritzvorrichtung an der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angehängt sein. Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung weist zumindest eine Spritzdüse zur Abgabe der Behandlungsflüssigkeit auf. Die Spritzdüse kann zum Beispiel eine Flachstrahldüse oder eine Hohlkegeldüse sein. Die Spritzdüse ist drehbar bzw. rotierbar an der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung angeordnet. Das heißt, mit anderen Worten, die Spritzdüse ist relativ zur Spritzvorrichtung drehbar. Hierbei ist die Spritzdüse ausgebildet, um zumindest eine Drehachse gedreht zu werden, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft bzw. zeigt. Die Durchflussrichtung kann eine, insbesondere bevorzugte, Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse sein. Das heißt, die Durchflussrichtung kann eine Hauptflussrichtung sein, entlang der die Behandlungsflüssigkeit hauptsächlich bzw. weitestgehend durch die Spritzdüse fließt. Die Drehachse kann einer Längsachse bzw. längsten Achse bzw. Symmetrieachse in Längsrichtung der Spritzdüse entsprechen.
Die landwirtschaftliche Spritzvorrichtung kann eine Motoreinheit aufweisen, die ausgebildet ist, die Spritzdüse entlang der Drehrichtung zu drehen. Die
Motoreinheit kann zum Beispiel ein Elektromotor, insbesondere ein Schrittmotor oder ein Servomotor, sein. Weiter kann die Motoreinheit eine Getriebeeinheit aufweisen. Die Getriebeeinheit kann ein Zahnradgetriebe wie ein Stirn- oder Kegelradgetriebe oder ein Riemengetriebe wie ein Zahn- oder Keilriemengetriebe umfassen. Alternativ kann die Motoreinheit ausgebildet sein, die Drehbewegung des Motors getriebelos auf die Spritzdüse zu übertragen. Denkbar ist auch, dass die Spritzdüse hydraulisch oder pneumatisch gedreht wird. Weiter ist denkbar, dass die Motoreinheit einen linearen Aktor umfasst, der ausgebildet ist, die Spritzdüse zu drehen. Hierbei kann der lineare Aktor eine geeignete
Hebelvorrichtung aufweisen. Der lineare Aktor kann zum Beispiel ein
Piezoelement oder ein Spindelantrieb sein.
Das Drehen der Spritzdüse um die Drehachse erfolgt basierend auf einer Behandlungsinformation. Unter einer Behandlungsinformation kann eine vorgegebene und/oder vorgebbare Information über die Behandlung der landwirtschaftlichen Fläche verstanden werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Behandlungsinformation zumindest einen Wert einer der folgenden Parameter repräsentiert: Pflanzenparameter, Umgebungsparameter, ein Parameter der Spritzvorrichtung, insbesondere ein räumlicher Abstand zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche. Der Pflanzenparameter kann ein Parameter einer Pflanze auf der
landwirtschaftlichen Fläche oder ein Parameter der landwirtschaftlichen Fläche sein. Zum Beispiel kann der Pflanzenparameter eine Höhe eines Bestandes auf der landwirtschaftlichen Fläche bzw. eine Höhe einer Pflanze sein. Alternativ kann der Pflanzenparameter ein Bedeckungsgrad der landwirtschaftlichen Fläche mit Nutzpflanzen oder Beikräutern sein.
Der Umgebungsparameter kann ein physikalischer und/oder chemischer und/oder biologischer Parameter einer Umgebung der landwirtschaftlichen Fläche sein. Der Umgebungsparameter kann zum Beispiel eine
Windgeschwindigkeit, eine Windrichtung, eine Lufttemperatur, eine
Sonneneinstrahlung oder eine Luftfeuchtigkeit in der Umgebung sein.
Der Parameter der Spritzvorrichtung kann ein Bewegungszustand der
Spritzvorrichtung oder eines Teils der Spritzvorrichtung sein. Der Parameter der Spritzvorrichtung kann zum Beispiel ein Maß für eine horizontale und/oder vertikale Schwingung des Spritzgestänges sein. Denkbar ist auch, dass der Parameter der Spritzvorrichtung ein Systemparameter der Spritzvorrichtung ist. Zum Beispiel kann der Parameter ein vorgegebener Druck oder Volumenstrom der Behandlungsflüssigkeit oder ein Steuerparameter eines der Spritzdüse zugeordneten Ventils sein. Weiter kann ein Parameter der Spritzvorrichtung ein Typ bzw. eine Bauform der Spritzdüse sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Parameter der Spritzvorrichtung eine Information über eine Spraycharakteristik der mittels der Spritzvorrichtung, insbesondere der Spritzdüse, abgegebenen Behandlungsflüssigkeit sein. Zum Beispiel kann der Parameter der
Spritzvorrichtung ein Spritzbild oder eine Verteilung bzw. ein Niederschlag der abgegebenen Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche, eine Tropfengröße und/oder Tropfengeschwindigkeit von Flüssigkeitstropfen der abgegebenen Behandlungsflüssigkeit sein. Schließlich kann der Parameter der Spritzvorrichtung eine, insbesondere in einem Kennfeld gespeicherte,
Information des Einflusses von Luftdruck, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Luftfeuchtigkeit, Düsenverkippung auf die Spraycharakteristik aufweisen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Parameter der Spritzvorrichtung um den räumlichen Abstand zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche. Hierbei kann der räumliche Abstand ein Abstand zwischen der
Spritzdüse und einem Boden der landwirtschaftlichen Fläche oder einem oberen Bereich eines Pflanzenbestandes auf der landwirtschaftlichen Fläche sein. Denkbar ist, dass der räumliche Abstand zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche senkrecht zu einer Oberfläche der
landwirtschaftlichen Fläche definiert ist. Alternativ kann der räumliche Abstand zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche entlang der Drehachse, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft, definiert sein. Der räumliche Abstand kann mittels einer abstandserfassenden Sensoreinheit ermittelt werden. Die
abstandserfassende Sensoreinheit ist ausgebildet, Änderungen des räumlichen Abstandes in der Größenordnung von 1 cm bis 5 m zu erfassen. Beispielsweise kann die abstandserfassende Sensoreinheit eine Kameraeinheit, ein
Ultraschallsensor, ein Radarsensor, ein Laserentfernungsmesser oder ein Beschleunigungssensor sein. Denkbar ist, dass die abstandserfassende Sensoreinheit an einem Biegepunkt des Spritzgestänges angeordnet ist.
Dadurch kann mittels Drehen der Spritzdüse die Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche eingestellt bzw. an sich verändernde Anforderungen oder Vorgaben angepasst werden.
Die Abgabe der Behandlungsflüssigkeit kann auf einer landwirtschaftlichen Fläche bzw. einer landwirtschaftlich genutzten Fläche erfolgen. Hierunter können ein Feld oder eine Anbaufläche für Pflanzen oder auch eine Parzelle einer solchen Anbaufläche verstanden werden. Die landwirtschaftliche Fläche kann somit eine Ackerfläche, ein Grünland oder eine Weide sein. Die Pflanzen können beispielsweise Nutzpflanzen, deren Frucht landwirtschaftlich genutzt wird (beispielsweise als Nahrungsmittel, Futtermittel oder als Energiepflanze) sowie Beikräuter, Unkräuter und Ungräser umfassen. Die Pflanzen können Teil der landwirtschaftlichen Fläche sein.
Das Abgeben der Behandlungsflüssigkeit erfolgt mittels der gedrehten
Spritzdüse, um eine definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu erzeugen. Bevorzugt ist die definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche eine flächige Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche und/oder auf einer Pflanze auf der landwirtschaftlichen Fläche. Ebenfalls bevorzugt ist die definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche eine vorgegebene und/oder vorgebbare,
insbesondere positionsabhängige, flächige Verteilung der Behandlungsflüssigkeit. Die definierte Verteilung kann ein definiertes Spritzbild bzw. eine definierte Benetzung eines zu behandelnden Flächensegments der landwirtschaftlichen Fläche erzeugen. Das definierte Spritzbild kann ein symmetrisches oder ein asymmetrisches Spritzbild sein. Zum Beispiel kann das definierte Spritzbild ein rechteckiges Spritzbild, ein vollkreisförmiges Spritzbild, ein ellipsenförmiges Spritzbild, ein hohlkreisförmiges bzw. ringförmiges Spritzbild, ein fächerförmiges Spritzbild sein.
Hierbei kann unter einer definierten Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche eine vorgegebene und/oder vorgebbare
Aufwandsmenge pro Einheitsfläche bzw. Flächenelement der
landwirtschaftlichen Fläche verstanden werden. Also weist die Verteilung der Behandlungsflüssigkeit bzw. die resultierende Aufwandsmenge auf der landwirtschaftlichen Fläche die physikalische Dimension Kubikmeter pro
Quadratmeter, d.h. Meter, auf. Alternativ kann die Verteilung daher als
Niederschlag oder als Schichtdicke bezeichnet werden. Entsprechend kann eine Verteilung pro Zeitintervall als Niederschlagsrate bezeichnet werden.
Mittels Drehen der Spritzdrüse wird ein von der Spritzdüse abgegebenes
Spritzprofil räumlich gedreht, insbesondere räumlich um die Drehachse gedreht, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse verläuft. Durch das räumliche Drehen des Spritzprofils wird die definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche verändert.
Die Behandlungsflüssigkeit weist zumindest ein Wirkmittel auf. Die
Behandlungsflüssigkeit kann jedoch auch zwei oder mehrere Wirkmittel aufweisen. Das Wirkmittel kann ein Spritzmittel, d.h. ein landwirtschaftliches Präparat bzw. Pflanzenschutzmittel, insbesondere ein
Pflanzenschutzmittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach bspw. ein Herbizid, Fungizid oder ein Insektizid (Pestizid) aufweisen. Das Wirkmittel kann jedoch auch ein Düngemittel, insbesondere ein Düngemittelkonzentrat aufweisen. Das Wirkmittel kann demnach einen Flüssigdünger und/oder einen Wachstumsregulator aufweisen. Das Wirkmittel kann hierbei als Flüssigkeit, d.h. als Wirkstoffflüssigkeit oder als Feststoff, bspw. in Form von Granulaten oder Pellets oder als voraufgelöster Feststoff, bspw. in Form von voraufgelösten Granulaten oder Pellets ausgebildet sein. Die Behandlungsflüssigkeit weist ferner eine Trägerflüssigkeit auf. Unter einer Trägerflüssigkeit kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeit verstanden werden, die ausgebildet ist, sich mit dem Wirkmittel zu vermischen, um ein Ausbringen bzw. Abgeben des Wirkmittel, bspw. des
Pflanzenschutzmittels oder des Düngemittels zu ermöglichen oder zu verbessern. Denkbar ist auch, dass ein als Feststoff oder Granulat vorliegendes Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit suspendiert wird. Denkbar ist ferner, dass ein in der Trägerflüssigkeit nicht-lösliches Wirkmittel in der Trägerflüssigkeit emulgiert wird. Die Trägerflüssigkeit ist bevorzugt Wasser.
Die Behandlungsflüssigkeit kann demnach bspw. ausgebildet sein als:
Flüssigkeit, Suspension, Emulsion, Lösung oder eine Kombination daraus. Die Behandlungsflüssigkeit ist bevorzugt als mit Wasser verdünntes
Pflanzenschutzmittel oder mit Wasser verdünntes Düngemittel ausgebildet. Die Behandlungsflüssigkeit kann eine Spritzbrühe sein.
Jeder Spritzdüse kann eine Ventileinheit zugeordnet sein. Die Ventileinheit kann an einer Zuführleitung der Behandlungsflüssigkeit zu der Spritzdüse angeordnet sein. Die Zuführleitung kann als fluidische Verbindungsleitung, bspw. in Form eines Rohrs, Schlauchs, Kanals oder einer Röhre ausgebildet sein. Die
Ventileinheit kann steuerbar bzw. schaltbar sein. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, mittels elektrischem, hydraulischen oder pneumatischem Steuern der Ventileinheit die Abgabe der Behandlungsflüssigkeit zu steuern.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nunmehr möglich, mittels gezielten Drehens der Spritzdüse die Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche während des Betriebs der Spritzvorrichtung mit geringer Latenzzeit an eine Behandlungsinformation anzupassen bzw. auf eine Änderung der Behandlungsinformation zu reagieren. Dadurch kann die landwirtschaftliche Fläche mit einer definierten Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit behandelt und beispielsweise ein Überdüngen oder eine lokale Ausbildung von Resistenzen aufgrund zu geringer
Behandlungsflüssigkeitsmengen verhindert werden. Durch das Drehen um die Drehachse entlang der Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse kann vorteilhafterweise eine räumliche Breite der Verteilung der Behandlungsflüssigkeit entlang eines Spritzgestänges der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung gesteuert werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren
- einen Schritt des Ermittelns einer der Parameter, insbesondere des räumlichen Abstands zwischen der Spritzvorrichtung oder der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche, und
- einen Schritt des Bereitstellens des ermittelten Parameters, insbesondere des räumlichen Abstands, als Behandlungsinformation aufweist.
Denkbar ist, dass der Parameter auf Basis von Sensordaten, beispielsweise mittels einer der Spritzvorrichtung zugeordneten oder an der Spritzvorrichtung angeordneten Steuereinrichtung, ermittelt wird. Hierbei können die Sensordaten mittels einer der Spritzvorrichtung zugeordneten oder einer an der
Spritzvorrichtung angeordneten Sensoreinheit erzeugt werden. Die Sensoreinheit kann an einem Spritzgestänge der Spritzvorrichtung angeordnet sein. Bevorzugt sind an der Spritzvorrichtung mehrere Sensorelemente der Sensoreinheit quer zu einer Fahrtrichtung entlang des Spritzgestänges angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Sensorelemente an Bereichen des Spritzgestänges angeordnet, an denen aufgrund einer Konstruktion des Spritzgestänges
Schwingungen mit besonders großer Amplitude und damit besonders große Änderungen des Abstandes zwischen Spritzdüse und landwirtschaftliche Fläche entstehen.
Die Sensoreinheit kann eine abstandserfassende Sensoreinheit zum
unmittelbaren Erfassen des Abstandes zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche sein. Alternativ kann die Steuereinrichtung basierend auf den Sensordaten der abstandserfassenden Sensoreinheit den Abstand zwischen der Spritzdüse und der landwirtschaftlichen Fläche ermitteln. Die Sensoreinheit kann eine oder mehrere Ultraschallsensoren,
Laserentfernungsmesser, Radarsensoren, Kameras oder
Beschleunigungssensoren als Sensorelemente aufweisen. Alternativ kann es sich bei der Sensoreinheit um eine Sensoreinheit zur Erfassung von
Lufttemperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Windrichtung, Windgeschwindigkeit handeln. Durch diese Ausgestaltung können Änderungen der Parameter unmittelbar erfasst und als Behandlungsinformation bereitgestellt werden, um die landwirtschaftliche Fläche bei wechselnden äußeren Bedingungen zuverlässig mit einer vorgegebenen Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit zu behandeln.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn das Drehen der Spritzdüse ein Drehen einer Fixiervorrichtung der Spritzdüse um die Drehachse der Spritzdüse umfasst. Die Fixiervorrichtung der Spritzdüse bzw. die Düsenhaltevorrichtung ist ausgebildet, eine Spritzdüse an der Spritzvorrichtung zumindest translatorisch, bevorzugt auch rotatorisch zu fixieren. Dadurch können für das beanspruchte Verfahren Standardspritzdüsen verwendet werden, um das Verfahren mit lediglich geringem Mehraufwand zu realisieren.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Drehachse der Spritzdüse im Wesentlichen senkrecht zu
- einer Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung und
- einer Längsachse eines der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung
zugeordneten Spritzgestänges verläuft.
Die Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung und die Längsachse des Spritzgestänges verlaufen in im Wesentlichen orthogonale Richtungen in einer im Wesentlichen horizontalen bzw. zur der landwirtschaftlichen Fläche parallelen Ebene. Bevorzugt verläuft die Drehachse der Spritzdüse hierbei im Wesentlichen senkrecht zu der landwirtschaftlichen Fläche bzw. parallel zu einer Flächennormalen der landwirtschaftlichen Fläche bzw. in eine vertikale Richtung bzw. entlang einer Hochachse. Denkbar ist auch, dass die Drehachse der Spritzdüse im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse eines der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung zugeordneten Spritzgestänges verläuft und mit einer Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung einen Winkel zwischen 60° und 120°, bevorzugt 75° und 105° einschließt. Das heißt, mit anderen Worten, die Drehachse ist in bzw. entgegen der Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung verkippt. Dadurch kann mittels Drehen der Spritzdüse auch die Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der
landwirtschaftlichen Fläche gezielt um die Hochachse der Fläche gedreht werden, um bei nicht-rotationssymmetrischen Spritzprofilen die Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu steuern.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren
- einen Schritt des Drehens einer weiteren Spritzdüse der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung basierend auf einer weiteren Behandlungsinformation um eine weitere Drehachse, die entlang einer weiteren Durchflussrichtung der
Behandlungsflüssigkeit durch die weitere Spritzdüse verläuft, und
- einen Schritt des Abgebens der Behandlungsflüssigkeit mittels der weiteren gedrehten Spritzdüse, um eine weitere definierte Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu erzeugen, vorsieht.
Die Spritzdüse und die weitere Spritzdüse können quer zu einer Fahrtrichtung der Spritzvorrichtung benachbart, bspw. in einem Abstand von 25 cm, 50 cm oder 100 cm zueinander, an dem Spritzgestänge angeordnet sein. Die
Spritzdüse und die weitere Spritzdüse können baugleich sein. Die
Spritzvorrichtung ist ausgebildet, mittels der Steuereinrichtung die Spritzdüse und die weitere Spritzdüse unabhängig voneinander zu steuern, insbesondere um die Spritzdüsen unabhängig voneinander zu drehen. Bevorzugt verlaufen die Drehachse und die weitere Drehachse in dieselbe Richtung. Das heißt, die Drehachse und die weitere Drehachse sind bevorzugt parallel, jedoch nicht identisch. Die weitere Behandlungsinformation kann identisch mit oder verschieden von der Behandlungsinformation sein. Denkbar ist, dass die
Spritzdüsen einer Teilbreite eines Spritzgestänges der Spritzvorrichtung basierend auf derselben Behandlungsinformation gesteuert werden. Durch diese Ausgestaltung kann ein größerer Bereich der landwirtschaftlichen Fläche gleichzeitig behandelt werden.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn das Verfahren einen Schritt des Befahrens der landwirtschaftlichen Fläche mit der Spritzvorrichtung entlang einer Fahrtrichtung aufweist, wobei beim Befahren der landwirtschaftlichen Fläche zumindest abschnittsweise ein Abgeben der Behandlungsflüssigkeit erfolgt, um eine flächig definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu erzeugen. Unter einer flächig definierten Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit kann eine definierte Aufwandsmenge auf einem definierten Bereich der landwirtschaftlichen Fläche verstanden werden. Das heißt, mit anderen Worten, eine definierte resultierende Aufwandsmenge auf einem zu behandelnden Bereich bzw. ein definierter Niederschlag in dem zu behandelnden Bereich. Das abschnittsweise Abgeben kann hierbei ein dauerhaftes Abgeben der Behandlungsflüssigkeit mittels einer oder mehrerer Spritzdüsen auf einen Abschnitt der landwirtschaftlichen Fläche entlang der Fahrtrichtung der Spritzvorrichtung umfassen. Alternativ kann das abschnittsweise Abgeben auch ein Abgeben der Behandlungsflüssigkeit über einen definierten Zeitabschnitt mittels ein oder mehrerer Spritzdüsen umfassen. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn im Schritt des Befahrens der landwirtschaftlichen Fläche die Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse und der weiteren gedrehten Spritzdüse derart abgegeben wird, dass sich die gedrehte Verteilung und die weitere gedrehte Verteilung der
Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche zu einer im
Wesentlichen flächig homogenen Gesamtverteilung auf einem zu behandelnden Bereich der landwirtschaftlichen Fläche überlagern. Dadurch kann der behandelnde Bereich homogen bzw. gleichmäßig mit einer vorgegebenen Aufwandsmenge an Behandlungsflüssigkeit behandelt werden, um Resistenzen vorzubeugen.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 eine vorteilhafte Spritzvorrichtung in einer vereinfachten
Darstellung,
Figur 2 eine schematische Detailansicht einer Spritzdüse, Figur 3A-F eine schematische Darstellung von Spritzprofilen der
Spritzvorrichtung und die zugehörigen Verteilungen der Spritzflüssigkeit, und
Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Abgabe einer
Behandlungsflüssigkeit.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine landwirtschaftliche
Spritzvorrichtung 10, die an einem als Traktor ausgebildeten Fahrzeug 12 angeordnet ist. Die Spritzvorrichtung 10 ist als Anbauspritze 10 ausgebildet.
Die Anbauspritze 10 weist eine Tankeinheit 14 mit einem Tank für eine
Behandlungsflüssigkeit, eine Steuereinrichtung 16 und ein Spritzgestänge 18 auf.
Das Spritzgestänge 18 ist in mehrere Teilbreiten 20 unterteilt. An dem
Spritzgestänge ist eine Vielzahl von baugleichen Spritzdüsen 22 angeordnet. Die Spritzdüsen 22 sind entlang einer Längsachse 24 des Spritzgestänges 20 angeordnet.
Die Spritzdüsen 22 sind über nicht gezeigte Schlauchverbindungen mit der Tankeinheit 14 verbunden, um die Behandlungsflüssigkeit aus der Tankeinheit 14 auf eine landwirtschaftliche Fläche 26 abzugeben.
Figur 2 zeigt dazu in einer schematischen Darstellung eine der Spritzdüsen 22.
Die Spritzdüse 22 weist eine Düsenkappe 33 auf. Die Spritzdüse 22 ist relativ zu einem Drehlager 30 rotatorisch gelagert. Hierbei ist das Drehlager 30
mechanisch starr mit dem Spritzgestänge 20 der landwirtschaftlichen
Spritzvorrichtung 10 verbunden.
Der Spritzdüse 22 ist ein Elektromotor 34 zugeordnet. Die Spritzdüse 22 ist mittels einer Getriebeeinheit aufweisend ein erstes Zahnrad 32 und ein zweites Zahnrad 36 mit dem Elektromotor 34 verbunden. Dadurch ist der Elektromotor 34 ausgebildet, mittels der Getriebeeinheit eine Drehung der Spritzdüse 22 relativ zu dem Drehlager 30 zu erzeugen. Hierbei ist der Elektromotor 34 ausgebildet, die Spritzdüse um eine Drehachse 39 zu drehen, die entlang einer
Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse 22 verläuft.
Ferner ist die Spritzdüse 22 mittels einer Zuführleitung 38 mit der Tankeinheit 16 fluidisch verbunden, um die Behandlungsflüssigkeit auf die landwirtschaftliche Fläche 26 abzugeben.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung von idealisiert skizzierten
Spritzprofilen bzw. Spritzstrahlen bzw. Spraykegeln (Figuren 3A, 3C, 3E) der Spritzvorrichtung 10 und die zugehörigen Verteilungen bzw. Niederschläge bzw. Schichtdicken (Figuren 3B, 3D, 3F) der Spritzflüssigkeit.
In den Fig. 3A,C,E sind jeweils vier benachbart am Spritzgestänge 18
angeordnete Spritzdüsen 22 dargestellt. Die Spritzdüsen 22 geben die
Spritzflüssigkeit mittels je einem Spritzprofil bzw. Spritzstrahl 40, 42, 44, 46 auf die landwirtschaftliche Fläche 26 ab. Hierbei erzeugen die Spritzdüsen 22 mittels der Spritzprofile 40, 42, 44, 46 vereinfachend angenommen ein ovales bzw. ellipsenförmiges Spritzbild 50, 52, 54, 56 bzw. eine ovale bzw. ellipsenförmige benetzte Fläche 50, 52, 54, 56 auf der landwirtschaftlichen Fläche 26. Jedem Spritzbild 50, 52, 54, 56 kann eine entsprechende Einzelverteilung der
Spritzflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche 26 zugeordnet werden.
In Fig. 3A sind die Spritzprofile bzw. Spritzstrahlen 40, 42, 44, 46 die
entsprechenden Spritzdrücke und Volumenströme und der Abstand zwischen landwirtschaftlicher Fläche 26 und den Spritzdüsen 22 derart aufeinander abgestimmt, dass sich die Einzelverteilungen der Spritzflüssigkeit innerhalb eines zu behandelnden Bereichs 60 der landwirtschaftlichen Fläche 26 zu einer im Wesentlichen räumlich homogenen Gesamtverteilung der Behandlungsflüssigkeit überlagern.
In den Fig. 3B,D,F sind die entlang einer Fahrtrichtung der Spritzvorrichtung 10 aufsummierten bzw. aufintegrierten bzw. kumulierten Verteilungen V bzw.
Niederschläge bzw. Schichtdicken der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche 26 in Abhängigkeit einer räumlichen Koordinate x aufgezeigt, die entlang der Längsachse 24 des Spritzgestänges 18, das heißt orthogonal zur Fahrtrichtung der Spritzvorrichtung 10 definiert ist. Die
aufsummierte Verteilung V(x) resultiert aus einer Verteilung V(x,t) durch
Summieren über die zeitliche Koordinate t. Das heißt, mit anderen Worten, die Verteilung V(x) ist ein Maß für das Volumen an Behandlungsflüssigkeit, das beim Befahren der landwirtschaftlichen Fläche 26 mit konstantem Spritzdruck und konstantem Volumenstrom an den Spritzdüsen 22 insgesamt auf die Stelle x abgegeben wird. Hierbei ist die insgesamt abgegebene Menge an
Spritzflüssigkeit in den Fig. 3B,D,F gleich.
Wie in Fig. 3B dargestellt, überlagern sich die Spritzbilder bzw.
Einzelverteilungen 50, 52, 54, 56 zu einer entlang der Längsachse 24 des Spritzgestänges 18 und innerhalb des zu behandelnden Bereichs 60 im
Wesentlichen flächig homogenen Verteilung V.
In Fig. 3C ist der Abstand zwischen landwirtschaftlicher Fläche 26 und den Spritzdüsen 22 bspw. aufgrund einer Schwingung des Spritzgestänges 18 oder einer Unebenheit an einer Oberfläche der landwirtschaftlichen Fläche 26 vergrößert. Aufgrund des vergrößerten Abstandes erzeugen die Spritzdüsen 22 bei gleichen Spritzdrücken und Volumenströmen vergrößerte Spritzbilder 50‘, 52‘, 54‘, 56‘.
Wie in Fig. 3D dargestellt, überlagern sich die Einzelverteilungen zu einer entlang der Längsachse 24 des Spritzgestänges 18 und innerhalb des zu behandelnden Bereichs 48 flächig inhomogenen Verteilung V.
In Fig. 3E ist der Abstand zwischen landwirtschaftlicher Fläche 26 und den Spritzdüsen 22 bspw. aufgrund einer Schwingung des Spritzgestänges 18 oder einer Unebenheit an einer Oberfläche der landwirtschaftlichen Fläche 26 analog zu Fig. 3C vergrößert. Die Spritzdüsen 22 sind um je eine Drehachse, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die jeweilige
Spritzdüse 22 verläuft, gedreht. Dadurch erzeugen die Spritzdüsen 22 bei gleichen Spritzdrücken und Volumenströmen räumlich gedrehte Spritzbilder 50“, 52“, 54“, 56“.
Wie in Fig. 3F dargestellt, überlagern sich die Einzelverteilungen der gedrehten Spritzbilder 50“, 52“, 54“, 56“ zu einer entlang der Längsachse 24 des
Spritzgestänges 18 und innerhalb des zu behandelnden Bereichs 48 im
Wesentlichen homogenen Verteilung V.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche 26 mittels mindestens einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung 10 angeordneten Spritzdüse 22.
Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Bereitstellens 102 einer
Behandlungsinformation. Hierbei wird die Behandlungsinformation von der Steuereinrichtung 16 empfangen. Das Verfahren 100 umfasst weiter einen Schritt des Drehens 104 basierend auf der bereitgestellten Behandlungsinformation um eine Drehachse 39, die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse 22 verläuft. Hierzu gibt die Steuereinrichtung 18 ein Drehsignal an eine der Spritzdüse 22 zugeordnete Drehvorrichtung ab.
Ferner umfasst das Verfahren 100 einen Schritt des Abgebens 106 der Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse 22, um eine definierte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche 26 zu erzeugen. Hierzu gibt die Steuereinrichtung 16 ein Abgabesignal an eine der
Spritzdüse 22 zugeordnete Ventileinheit ab.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (100) zur Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine
landwirtschaftliche Fläche (26) mittels mindestens einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) angeordneten Spritzdüse (22), mit folgenden Schritten:
- Drehen (104) der Spritzdüse (22) basierend auf einer
Behandlungsinformation um eine Drehachse 39, die entlang einer
Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse (22) verläuft; und
- Abgeben (106) der Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten
Spritzdüse (22), um eine definierte Verteilung (V) der
Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche (26) zu erzeugen.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
definierte Verteilung (V) der Behandlungsflüssigkeit auf der
landwirtschaftlichen Fläche (26) eine, insbesondere vorgegebene und/oder vorgebbare, bevorzugt positionsabhängige, flächige Verteilung (V) der Behandlungsflüssigkeit, insbesondere eine Aufwandsmenge pro
Flächenelement der landwirtschaftlichen Fläche, ist.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsinformation zumindest einen Wert einer der folgenden Parameter repräsentiert: Pflanzenparameter, Umgebungsparameter, ein Parameter der Spritzvorrichtung (10), insbesondere ein räumlicher Abstand zwischen der Spritzdüse (22) und der landwirtschaftlichen Fläche (26).
4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
- einen Schritt des Ermittelns einer der Parameter, insbesondere des räumlichen Abstands zwischen der Spritzvorrichtung (10) oder der
Spritzdüse (22) und der landwirtschaftlichen Fläche (26), und
- einen Schritt des Bereitstellens (102) des ermittelten Parameters, insbesondere des räumlichen Abstands, als Behandlungsinformation aufweist.
5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehen (104) der Spritzdüse (22) ein Drehen einer Fixiervorrichtung der Spritzdüse (22) um die Drehachse (39) der Spritzdüse (22) umfasst.
6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drehachse (39) der Spritzdüse (22) im
Wesentlichen senkrecht zu
- einer Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) und
- einer Längsachse (24) eines der landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) zugeordneten Spritzgestänges (18) verläuft.
7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- einen Schritt des Drehens einer weiteren Spritzdüse (22) der
landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) basierend auf einer weiteren Behandlungsinformation um eine weitere Drehachse, die entlang einer weiteren Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die weitere Spritzdüse (22) verläuft; und
- einen Schritt des Abgebens der Behandlungsflüssigkeit mittels der weiteren gedrehten Spritzdüse (22), um eine weitere definierte Verteilung (V) der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche (26) zu erzeugen.
8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Schritt des Befahrens der landwirtschaftlichen Fläche (26) mit der Spritzvorrichtung (10) entlang einer Fahrtrichtung, wobei beim Befahren der landwirtschaftlichen Fläche (26) zumindest
abschnittsweise ein Abgeben der Behandlungsflüssigkeit erfolgt, um die definierte Verteilung (V) der Behandlungsflüssigkeit auf der
landwirtschaftlichen Fläche (26) zu erzeugen.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Befahrens der landwirtschaftlichen Fläche (26) die
Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse (22) und der weiteren gedrehten Spritzdüse (22) derart abgegeben wird, dass sich die gedrehte Verteilung und die weitere gedrehte Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche (26) zu einer im Wesentlichen flächig homogenen Gesamtverteilung (V) auf einem zu behandelnden Bereich (60) der landwirtschaftlichen Fläche (26) überlagern.
10. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
11. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten
Computerprogramm nach Anspruch 10.
12. Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist,
eine Behandlungsinformation für eine Abgabe einer Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche (26) mittels einer drehbar an einer landwirtschaftlichen Spritzvorrichtung (10) angeordneten Spritzdüse (22) zu empfangen,
ein Drehsignal abzugeben, um die Spritzdüse (22) basierend auf der empfangenen Behandlungsinformation um eine Drehachse (39), die entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse (22) verläuft, zu drehen, und
ein Abgabesignal abzugeben, um die Behandlungsflüssigkeit mittels der gedrehten Spritzdüse (22) zur Erzeugung einer definierten Verteilung der Behandlungsflüssigkeit auf der landwirtschaftlichen Fläche (26) abzugeben.
13. Landwirtschaftliche Spritzvorrichtung (10) zur Abgabe einer
Behandlungsflüssigkeit auf eine landwirtschaftliche Fläche (26) mit zumindest einer drehbar entlang einer Drehachse (39) angeordneten Spritzdüse (22), wobei die Drehachse (39) entlang einer Durchflussrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch die Spritzdüse (22) verläuft, und einer Steuereinrichtung nach Anspruch 12.
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