Gerätesystem für den Einsatz im Wein- und Obstbau

Die Erfindung betrifft ein Gerätesystem zur Ankopplung an ein im Wein- und Obstbau zwischen Pflanzreihen einsetzbares Geräteträgerfahrzeug, mit wenigstens einem Bearbeitungsgerät, das ein Bearbeitungselement umfasst, dessen Arbeitsposition in Bezug auf das Geräteträgerfahrzeug verstellbar ist, und mit Sensoreinrichtungen umfassenden Mitteln zur automatischen Anpassung der Arbeitsposition des Bearbeitungselements an die jeweils erforderliche, sich bei Fortbewegung des Geräteträgerfahrzeugs zwischen den Pflanzreihen infolge Abweichungen der Positionen der Pflanzen von der Fluchtlinie der Pflanzreihen ändernde Arbeitsposition.

Bekanntermaßen kommen im Wein- und Obstbau Gerätesysteme zum Einsatz, in denen als Geräteträgerfahrzeuge kleine Traktoren dienen, die den verhältnismäßig schmalen Bereich zwischen benachbarten Reihen von Reben- oder Baumpflanzen befahren können. Mit Hilfe der angekoppelten Bearbeitungsgeräte lässt sich auf unterschiedliche Weise der Boden oder die Bepflanzung selbst bearbeiten, wobei die Bearbeitung der benachbarten Pflanzreihen zumeist gleichzeitig auf beiden Seiten des Geräteträgerfahrzeugs erfolgt. Schwankungen des Bodenniveaus, d.h. Abweichungen von der (ggf. geneigten) Bodenebene, sowie Variationen des Abstands der beiden Pflanzreihen zueinander bzw. des Abstands des Geräteträgerfahrzeugs zu den Pflanzen der jeweiligen Pflanzreihe gleicht der Fahrzeugführer durch entsprechende Verstellung der Bearbeitungselemente der Bearbeitungsgeräte aus, indem er die Arbeitshöhe, z.B. eines Pflugschars, und/oder den seitlichen Abstand des Bearbeitungselements zum Geräteträgerfahrzeug verändert.

Nach dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, zwecks Erleichterung der Bedienung der Bearbeitungsgeräte durch den Fahrzeugführer Geräteträgerfahrzeuge mit einer automatischen Lenkung auszurüsten, welche das Geräteträgerfahrzeug ohne Zutun des Fahrzeugführers auf der Bahn zwischen den Pflanzreihen hält.

Ein durch Benutzung bekanntes Gerätesystem der eingangs genannten Art weist ein am Heck des Geräteträgerfahrzeuge montierbares Bearbeitungsgerät zum Kurzschneiden von Pflanzenbewuchs zwischen den Pflanzreihen auf. Das Bearbeitungsgerät umfasst zwei, unabhängig voneinander seitlich ein- und ausfahrbare Schneidköpfe, die außenseitig jeweils eine sich automatisch an Rebenstämme anlegende Sensorleiste aufweisen. Anhand der jeweiligen Relativposition der Sensorleiste zu dem Schneidkopf wird die jeweilige Ausfahrposition des Schneidkopfs automatisch eingestellt. Um Höheneinstellungen der Schneidköpfe muss sich der Fahrer des Geräteträgerfahrzeugs selbst kümmern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Gerätesystem der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das eine effizientere Bearbeitung von Pflanzungen im Wein- und Obstbau als nach dem Stand der Technik ermöglicht.

Das diese Aufgabe lösende Gerätesystem nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtungen zur Erfassung auf das Geräteträgerfahrzeug bezogener Positionen der Pflanzen in Fahrtrichtung vor dem Bearbeitungsgerät und ferner zur Erfassung der seit dem Zeitpunkt der Erfassung der jeweiligen Pflanzen-position erfolgten Änderung der Position des Geräteträgerfahrzeugs vorgesehen sind, und dass die Mittel zur automatischen Anpassung Einrichtungen zur Steuerung der Arbeitsposition des Bearbeitungselements anhand der ermittelten Positionen der Pflanzen und ermittelten Änderungen der Position des Geräteträgerfahrzeugs umfassen.

Erfindungsgemäß werden die Positionen der Pflanzen in den Pflanzreihen in Fahrtrichtung vor dem Bearbeitungsgerät ermittelt. Vorteilhaft lassen sich die ermittelten Pflanzenpositionen dadurch zur gleichzeitigen Steuerung mehrerer, am Geräteträgerfahrzeug an verschiedenen Stellen angebrachter Bearbeitungsgeräte nutzen.

Vorzugsweise sind die Sensoreinrichtungen zur Erfassung der Positionskoordinaten der Pflanzen in der Bodenebene und ggf. auch zur Erfassung von Abweichungen des Bodenniveaus von der Bodenebene, insbesondere am jeweiligen Ort der Pflanzen, vorgesehen. In letzterem Fall liefern die Sensoreinrichtungen alle Informationen, um die Position des Bearbeitungselements sowohl in seitlicher Richtung parallel zum Boden als auch senkrecht zur Bodenebene vollautomatisch zu steuern.

Die Sensoreinrichtungen können insbesondere zur Ermittlung vollständiger Bodenprofile in Fahrtrichtung vor dem Geräteträgerfahrzeug vorgesehen sein. In diesem Fall können auch Abweichungen der Räder des Geräteträgerfahrzeugs von der jeweiligen mittleren Bodenebene erfasst und die Bearbeitungselemente in Bezug auf das Geräteträgerfahrzeug entsprechend gesteuert werden.

Die Sensoreinrichtungen weisen zweckmäßig wenigstens einen Sensor zur berührungslosen Erfassung der Positionen der Pflanzen auf, insbesondere zur berührungslosen Erfassung der Bodenprofile. Ein solcher Sensor kann zur Erfassung der Positionen der Pflanzen, insbesondere der Bodenprofile, durch Reflektion elektromagnetischer Wellen, z.B. Licht oder/und Radarwellen, vorgesehen sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Sensoreinrichtungen neben einem Sensor, der die durch das Geräteträgerfahrzeug zurückgelegte Wegstrecke erfasst, auch einen den Lenkungseinschlag erfassenden Sensor aufweisen. Über den Lenkungseinschlag können ggf. Krümmungen der Wegstrecke erfasst und bei der Berechnung der erforderlichen Einstellungswerte für die Bearbeitungselemente berücksichtigt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Sensoreinrichtungen einen bezogen auf die Fahrtrichtung unmittelbar bei dem Bearbeitungsgerät angebrachten Sensor zur Erfassung des Bodenniveaus umfassen, insbesondere zur Erfassung des jeweiligen Abstandes des Bearbeitungselements zum Boden.

Ein solcher Sensor ist zweckmäßig oberhalb einer Radspur angeordnet, so dass ggf. vorhandener Pflanzenbewuchs niedergedrückt und eine eindeutige Erkennung der Bodenoberfläche möglich ist.

Die Sensoreinrichtungen können ferner einen die Lage des Geräteträgerfahrzeugs erfassenden Lagesensor aufweisen. Über Signale eines solchen Lagesensors kann ggf. die Neigung eines Bearbeitungselements in Bezug auf die vertikale Achse des Geräteträgerfahrzeugs gesteuert werden.

Die Einrichtungen zur automatischen Verstellung der Arbeitsposition des Bearbeitungselements verarbeiten vorzugsweise die Signale mehrerer Sensoren gleichzeitig in Echtzeit, so dass auf diese Weise eine Vielzahl von Bearbeitungsgeräten gleichzeitig bedient werden und das Trägerfahrzeug sowohl vorne als auch am Heck sowie in Zwischenachspositionen zusätzlich an den Seiten mit Bearbeitungsgeräten bestückt sein kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die genannten Sensoreinrichtungen zur Erfassung der Position der Pflanzen anhand einer Erfassung der Lage entlang der Pflanzreihen verlaufender Spanndrähte oder/und an den Pflanzen angebrachter Markierungen vorgesehen sein. Insbesondere können die Sensoreinrichtungen von den Spanndrähten oder/und Markierungen reflektierte oder aktiv ausgesandte elektromagnetische Wellen erfassen. Als Markierungen kommen z.B. reflektierende Schaltkreise in Betracht, die ggf. am Stamm der Pflanzen angebracht sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

ein Geräteträgerfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen, an das Fahrzeug ankoppelbaren Gerätesystem in Draufsicht,

Fig. 2

das Gerätesystem mit dem Geräteträgerfahrzeug von Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 3

ein Wirkungsschema einer Steuereinrichtung des Gerätesystems von Fig. 1 und 2, und

Fig. 4

einen in einem Gerätesystem nach der Erfindung verwendbaren Sensor in schematischer Darstellung.

Ein Geräteträgerfahrzeug in Form eines kleinen Traktors 1 weist Vorderräder 2 und 3 sowie Hinterräder 4 und 5 auf. Die Breite des Traktors 1 beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur 1,20 m, so dass der Traktor zwischen zwei mit Weinreben bepflanzten Pflanzreihen 6 und 7 verfahrbar ist.

An der Vorderseite sind an den Traktor 1 Bearbeitungsgeräte 8 und 9 mit einem Bearbeitungselement 10 bzw. 12 angekoppelt. Weitere Bearbeitungsgeräte 12 und

13 mit einem Bearbeitungselement 14 bzw. 15 befinden sich in einer Zwischenachsposition. Schließlich sind auch Bearbeitungsgeräte 16 und 17 mit einem Bearbeitungselement 18 bzw. 19 an das Heck des Traktors 1 gekoppelt.

Wie in den Fig. 1 und 2 durch Pfeile angedeutet ist, lassen sich die Positionen der Bearbeitungselemente 10, 11, 14, 15, 18 und 19 senkrecht zur Fahrtrichtung des Traktors 1 sowohl in horizontaler wie auch vertikaler Richtung verstellen.

An der Vorderseite des Traktors 1 befindet sich ein Sensor 20, der den Bereich in Fahrtrichtung vor dem Traktor 1 z.B. optisch abtastet. Weitere optische oder mechanische Sensoren 21 bis 26 sind bezogen auf die Fahrtrichtung jeweils bei den Bearbeitungsgeräten 8,9,12,13,16 und 17 angeordnet. Die Sensoren 23 bis 26 befinden sich jeweils über der Spur der Vorderräder 2,3 bzw. Hinterräder 4,5.

Am Traktor 1 sind darüber hinaus ein Lagesensor 27 sowie ein Sensor 28 zur Erfassung des Fahrweges und/oder des Endschlagwinkels der Lenkung installiert.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, stehen die Sensoren 20 bis 28 in Verbindung mit einer zentralen Steuereinrichtung 29, die ihrerseits mit (in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigten) hydraulischen, pneumatischen oder/und elektromechanischen Einrichtungen 30 bis 35 zur Verstellung der Bearbeitungselemente 10,11,14,15,18 und 19 verbunden ist.

Bei den genannten Bearbeitungsgeräten kann es sich um die üblichen im Wein- und Obstbau, insbesondere zur Bodenbearbeitung, Reben- oder Baumbearbeitung sowie zum Kurzschneiden von Bodenbewuchs eingesetzten Geräte handeln.

Im Bearbeitungsbetrieb befährt der Traktor 1 den schmalen Bereich zwischen den Pflanzreihen 6 und 7, wobei der Traktorfahrer lediglich für die Lenkung des Traktors zu sorgen braucht. Alle mit Hilfe der Bearbeitungsgeräte 8,9,12,13,16 und 17 durchgeführten Bearbeitungsvorgänge, insbesondere erforderliche Einstellungen der Arbeitsposition der Bearbeitungselemente 10, 11, 14, 15, 18 und 19, laufen vollautomatisch ab.

Während der Fahrt des Traktors 1 erfasst der Sensor 20, z.B. im Rahmen einer Bildauswertung, die auf z.B. die Sensorposition bezogenen Koordinaten der Rebenstämme in der Bodenebene in den vor dem Traktor liegenden Pflanzreihen 6 und 7, wobei diese Positionskoordinaten von einer gedachten Fluchtlinie 40 der Pflanzreihe abweichen können. Die durch den Sensor 20 laufend ermittelten Positionsmesswerte werden in der Steuereinrichtung 29 zwischengespeichert.

Die Steuereinrichtung 29 empfängt ferner den Fahrweg des Traktors 1 betreffende Messwerte von dem Sensor 28, so dass die Steuereinrichtung 29 die Zeitpunkte bzw. Fahrwege berechnen kann, zu denen bzw. nach denen die jeweiligen Bearbeitungsgeräte 8,9,12,13,16 und 17 in Fahrtrichtung die Positionen der vorher durch den Sensor 20 vermessenen Rebenstämme erreichen. Anhand der so ermittelten Daten kann die Steuereinrichtung 29 Steuersignale berechnen, die eine entsprechende seitliche Verstellung der Bearbeitungselemente 10, 11, 14, 15, 18 und 19, bewirken.

Die Sensoren 21 bis 26 liefern der Steuereinrichtung 29 laufend den Abstand der Bearbeitungsgeräte 8,9,12,13,16 und 17 zum Boden betreffende Messsignale, die eine entsprechende Einstellung der jeweiligen Bearbeitungselemente 10,11,14,15,18 und 19 ermöglichen.

Ergänzend zu den Signalen der Sensoren 21 bis 26 kann die Steuereinrichtung 29 Messsignale des Neigungssensors 27 bei der Berechnung von Einstellsignalen für die Höheneinstellung der Bearbeitungselemente 10, 11, 14, 15, 18 und 19 verwenden.

Die für die Einstellung des Bodenabstandes maßgebenden Sensoren 21 bis 26 könnten abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch mit den Bearbeitungselementen 10,11,14,15,18 und 19 selbst verbunden und mit diesen verstellbar sein. Während auch an den Bearbeitungselementen selbst montierte Sensoren optische Sensoren sein können, ließe sich hierzu ein in Fig. 4 schematisch dargestellter Sensor verwenden, der den Boden mechanisch mit Hilfe eines Rades 36 abtastet, das an einem Schwenkhebel 37 drehbar gelagert ist. Der durch eine Feder 38 beaufschlagte Schwenkhebel 37 steht mit einer den Schwenkwinkel erfassenden Winkelmesseinrichtung 39 in Verbindung. Aus dem erfassten Winkel 39 lässt sich die jeweilige Höhe des Bearbeitungselements über dem Boden ermitteln.

Alternativ zu den Sensoren 21 bis 26 könnten die erforderlichen Messungen des Bodenniveaus bereits mit Hilfe des Sensors 20 erfolgen, der im Übrigen zur Ermittlung vollständiger Bodenprofile vor dem Geräteträgerfahrzeug ausgelegt sein könnte.

Über die beschriebenen Verstellmöglichkeiten der Bearbeitungselemente hinaus könnte auch eine Verstellmöglichkeit der Neigung der Bearbeitungselemente in Bezug auf die vertikale Achse des Geräteträgerfahrzeugs möglich sein, die Neigung dieser Bearbeitungselemente könnte dann durch Signale des obengenannten Lagesensors 27 gesteuert werden.