DE102005010686B9

DE102005010686B9 - Verfahren zum Pflanzen von Sämlingen und/oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat sowie zur Saat- und/oder Pflanzenpflege

Info

Publication number: DE102005010686B9
Application number: DE102005010686A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Benninger Johannes Dipl-Ing 93047 Regensb De; Damerow Lutz Dr 53121 Bonn De; Schulze Lammers Peter Prof Dr 53225 Bonn De
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2025-03-10
Also published as: DE102005010686B4; DE102005010686A1

Abstract

Verfahren zum Pflanzen von Sämlingen und/oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat sowie zur Saat- und/oder Pflanzenpflege mit einer Vorrichtung zum Pflanzen von Sämlingen und/oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat, die wenigstens zwei beabstandet voneinander angeordneten Sä- oder Pflanzaggregate umfasst, die jeweils Einrichtungen zur regelmäßig und/oder periodisch regelmäßig voneinander beabstandeten Saat- oder Pflanzenablage in jeweils einer Reihe aufweisen, wobei die wenigstens zwei Sä- oder Pflanzaggregate derart miteinander synchronisiert werden, dass die Saat- oder Pflanzenablage in regelmäßigem Muster erfolgt, und wobei entlang der und/oder quer und/oder diagonal zu den ausgesäten Reihen von Sämlingen oder Saatkörnern mit einer Pflege- und/oder Hackvorrichtung einmalig oder wiederholt Unkraut behandelt und/oder gehackt wird, wobei das Pflegen und/oder Hacken mit einer Längs- und/oder einer Querhackvorrichtung und/oder einer Längs- und/oder Querpflegevorrichtung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pflanzen von Sämlingen oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat, und zur Saat- bzw. Pflanzenpflege mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
Hackfrüchte wie Rüben, Gemüse und andere Pflanzen werden üblicherweise mittels einer Direkt- bzw. Einzelkornsaattechnik auf dem Feld ausgebracht. Viele Gemüsesorten werden mittels geeigneten Pflanzgeräten ausgebracht. Die hierfür vorgesehenen Einzelkornsä- bzw. Pflanzgeräte können ein- oder mehrreihig ausgeführt sein. Moderne Direktsaatgeräte weisen mehrere parallel angeordnete Säaggregate auf, so dass mehrere Reihen gleichzeitig gesät oder gepflanzt werden können. Mit bekannte Einzelkornsägeräten für großflächigen Feldanbau können zwölf oder mehr Reihen gleichzeitig ausgesät werden.
Die Reihenabstände sind je nach Maschineneinstellung fest. Die Reihenabstände können jedoch bei Bedarf durch Verschiebung der einzelnen Säaggregate in ihren Abständen zueinander variiert werden. Ggf. können darüber hinaus Fahrgassen vorgesehen sein, falls die späteren Pflegearbeiten mit Zugmaschinen mit breiteren Reifen durchgeführt werden sollen. Üblicherweise jedoch werden die Pflegearbeiten mit spezieller Pflegebereifung durchgeführt, die deutlich schmaler ist als eine normale Ackerbereifung. Typische Reihenabstände für Hackfruchtkulturen können bei ca. 30 bis 70 cm liegen. Zuckerrübenkulturen weisen normalerweise Reihenabstände von ca. 45 bis 50 cm auf. Ackerbohnen weisen typische Reihenabstände von ca. 35 bis 40 cm auf. Bei Mais werden deutlich größere Reihenabstände von ca. 75 cm eingehalten.
Die Abstände der einzelnen Pflanzen in der Reihe sind üblicherweise durch die Einstellung am einzelnen Säaggregat vorgegeben und sind auf den jeweils sinnvollen Standraum für die einzelnen Pflanzen abgestimmt. Dieser Standraum wird in erster Linie durch den jeweiligen Nährstoffbedarf der einzelnen Pflanze vorgegeben. Allerdings hat auch der typische Feldaufgang bei der jeweiligen Saat einen Einfluss auf den sinnvollen Pflanzenabstand. Typische Pflanzenabstände beim Anbau mit Vereinzelung können bei ca. 6 bis 12 cm liegen. Je nach Pflanzenart und Nährstoffgehalt des Bodens sind jedoch auch größere Abstände zwischen den Pflanzen einer Reihe sinnvoll.
Eine typische Einzelkornsämaschine ist folgendermaßen aufgebaut. An einem Gerätegrundrahmen sind Einzelkornsäaggregate seitlich verschiebbar angeordnet, um die gewünschten unterschiedlichen Reihenweiten problemlos einstellen zu können. Die gesamte Maschine stützt sich auf meist zwei, bei überbreiten Maschinen auf vier oder mehr, luftgummibereifte Laufräder oder einen Reifenpacker ab, die über einen „Zentralantrieb” gleichzeitig sämtliche vorhandenen Säorgane antreiben. Bei Einzelkornsämaschinen für Zuckerrüben besitzt jedes Säaggregat in der Regel einen eigenen Vorratsbehälter für Saatgut. Die Säaggregate stützen sich auf Druckrollen ab, die nicht nur das Anpressen des Bodens an den Samenkörnern (sichere Keimwasserversorgung), sondern auch die Tiefenführung der Säschar übernehmen. Die Ablagetiefe kann unterschiedlich sein, bei Zuckerrüben beträgt sie bspw. zwischen zwei und vier Zentimeter.
Da die Hackfrüchte und hierbei insbesondere die Zuckerrüben sehr pflegeintensiv sind und zur Sicherung eines guten Ertrags ein mehrmaliges Hacken erfordern, müssen die Abstände zwischen den Reihen frei bleiben, um das maschinelle Hacken durchführen zu können. Gegebenenfalls können zusätzliche Fahrgassen vorgesehen sein, um mit mehrreihigen Hackmaschinen durch die Rübenkulturen fahren zu können. Bevor die Hackfrüchte mit einer Einzelkornablage ausgesät wurden, hatte das Verhacken den Zweck, die Pflanzen zu vereinzeln als auch das Unkraut zu entfernen.
Hackmaschinen zum Jäten von Unkraut sind bspw. aus der CH 27 470 A , aus der CH 662 468 A und aus der AT 288 078 A bekannt.
Bereits frühzeitig wurde das Problem erkannt, dass beim Verhacken und Vereinzeln der Pflanzenkulturen und beim Entfernen des zwischen den Pflanzenreihen wachsenden Unkrautes nicht die Nutzpflanzen selbst beschädigt werden sollten. Die DE 1 280 611 A schlägt deshalb ein Gerät zum Vereinzeln und Verhacken von in Reihen stehenden Pflanzen vor, bei dem Hackwerkzeuge zur Schonung der Nutzpflanzen aus der Pflanzenreihe heraus bewegbar sind.
Eine Steuereinrichtung für Vorrichtungen zum Vereinzeln, Hacken oder Spritzen von in Reihe stehenden Pflanzen, mit der sich verschiedene Bearbeitungsstreckenlängen sowie Schonstreckenlängen einstellen lassen, ist aus der DE 1 250 669 A bekannt.
Aus der US 32 94 178 A ist ein automatisches Führungssystem für ein landwirtschaftliches Fahrzeug bekannt, das auf einer induktiven Abtastung eines im Boden versenkten Führungsdrahtes basiert. Auf diese Weise kann das Fahrzeug mittels automatischer Lenkbewegungen entlang des Drahtes geführt werden.
Die DE 33 30 008 A1 beschreibt eine Hackmaschine für die Bearbeitung der Pflanzzwischenräume von Kulturpflanzen, bei dem die in Reihen und auf Endabstand stehenden Pflanzen von 4 cm bis 25 cm Größe mittels einer Lichtschranke abgetastet werden. Ein von einem Stützrad angetriebener Wegaufnehmer liefert eine Fahrgeschwindigkeit. Auf Basis dieser Signale wird ein Hackmesser gesteuert, so dass ein Hacken in den Pflanzenzwischenräumen möglich ist.
Die DE 35 30 514 A1 zeigt eine pneumatische Einzelkornsämaschine mit einer langgestreckten Vereinzelungstrommel, in deren Umfangsfläche gleichmäßig verteilt Reihen zur Bildung von Löchern für entsprechende Pflanzreihen angeordnet sind.
In der DE 38 31 764 A1 ist ein servogeregeltes Bearbeitungsgerät, insbesondere eine Hackmaschine beschrieben, bei der ein als Leitlinie dienender Pflanzenbestand mittels kapazitiver Näherungsinitiatoren abgetastet wird. Diese Signale werden über eine Regelelektronik an einen Hydraulikzylinder übergeben, der eine Regelbewegung einleitet.
Eine sensorgesteuerte Sprühvorrichtung ist weiterhin aus der DE 39 00 221 A1 bekannt. Hierbei wird die Zufuhr von Flüssigkeit zu den einzelnen Sprühdüsen auf Basis von Sensorsignalen gesteuert, die von einer Mehrzahl von vertikal übereinander angeordneten Sensoren geliefert werden, die das Vorhandensein von Pflanzen abtasten.
Sensorgesteuerte Vorrichtungen zur Bodenbearbeitung für landwirtschaftliche Fahrzeuge sind zudem aus der DE 39 16 852 C1 und aus der DE 40 39 797 A1 bekannt. Hierbei werden die Pflanzen mittels einer Ultraschall-Erfassungseinrichtung oder einer optischen Erfassungseinrichtung abgetastet und in Abhängigkeit davon Bodenbearbeitungswerkzeuge gesteuert.
Die DE 42 34 432 A1 offenbart ein Verfahren zum Regeln der Position der Hackwerkzeuge einer landwirtschaftlichen Hackmaschine während des Hackens von Unkraut, bei dem nach Voreinstellung der Hackwerkzeuge und anschließender Abtastung feldseitiger Körper davon abhängige Steuersignale erzeugt werden, die ein Nachregeln der richtigen Einstellung der Hackwerkzeuge bewirken. Beim Säen von Sämitteln oder beim Einpflanzen von Sämlingen werden zwischen ausgewählten Sä- bzw. Pflanzreihen eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten, sicher detektierbaren Körpern mit vorbestimmtem Abstand voneinander in den Erdboden eines Ackerfeldes zusätzlich eingebracht. Mit Hilfe dieses Verfahrens müssen nicht mehr die Jungpflanzen sensorisch abgetastet werden, sondern es werden zusätzlich vorhandene Metallkörper detektiert, die sicher von einer Pflanze unterschieden werden können.
Die JP 10-178824 A offenbart ein Säaggregat zum Pflanzen von Einzelkornsaat von Reis, wobei die abgelegten Samen durch Synchronisation der Legevorrichtungen in regelmäßigen Mustern abgelegt werden können.
Weiterhin zeigt die DE 101 30 182 A1 eine Einzelkornsämaschine mit mehreren Einzelkornsäaggregaten mit gleichmäßigem Antrieb, wobei eine gleiche Drehzahl aller Säaggregate gewährleistet ist, so dass das Saatgut in gleichmäßigen Abständen abgelegt wird.
Nachteilig an den bekannten Systemen zur Pflanzenpflege ist der nicht unerhebliche Aufwand zur Erfassung der jeweiligen Pflanzenpositionen sowie die unumgängliche Regelung zur Vermeidung von Pflanzenbeschädigungen.
Um diesem Problem abzuhelfen, schlägt die DE 199 58 761 A1 ein ein- oder mehrachsiges mechatronisches Positionierungsverfahren vor, welches in der Lage sein soll, Gegenstände positioniert in oder auf einen Untergrund abzulegen bzw. aufzunehmen bzw. eine Bearbeitungsmaßnahme durchzuführen. Damit soll erreicht werden, dass die einzelnen Pflanzenpositionen in einer Datenbank abgelegt und bei einem späteren Pflegeverfahrensvorgang abgefragt werden können, so dass mit den abgespeicherten Pflanzenkoordinaten diejenigen Koordinatenbereiche, in denen die Pflegemaßnahme durchgeführt werden soll, errechnet bzw. definiert werden können. Während sich ein Geräteträger in Reihenrichtung über das Feld bewegt, werden mit Hilfe der Achsen des Positionierungssystems die gewünschten Bearbeitungspositionen aufgesucht und die Maßnahmen durchgeführt. Je nach Geschwindigkeit des Geräteträgers, den Pflanzenabständen und der Flinkheit der Regelung muss das Positionierungsgerät üben mehr oder weniger große Verfahrwege verfügen. Die Datenbasis der Pflanzenpositionen beruht auf einem GPS-System (Global Positioning System).
Ein ähnliches System zum pflanzenpositionsbezogenen Steuern von Pflegegeräten und Maschinen ist aus der DE 199 61 442 A1 bekannt. Hierbei werden die Standortpositionen von Kulturpflanzen während der Aussaat oder der Pflanzung oder nachträglich ermittelt. Die aufgezeichneten Daten der Pflanzenpositionen werden vom Pflegegerät zur Steuerung von Werkzeugen wie beispielsweise von Hacken oder Pflanzenschutzspritzen genutzt. Dabei ist sowohl das Sä- oder Pflanzgerät aus auch das Pflegegerät mit einer Einrichtung zur Positionsbestimmung und Datenverarbeitung ausgerüstet. Auch hierbei beruht die Datenbasis der Pflanzenpositionen auf einem Satellitenortungssystem (GPS-System).
Die DE 102 09 440 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anlegen von Reihenpflanzungen, bei der die Ortkoordinaten der Pflanzvorrichtung mittels eines Satellitenortungssystems ständig festgestellt und zur Steuerung der Arbeitsgeschwindigkeit der Pflanzvorrichtung und des Orts der Pflanzung genutzt werden.
Die DE 102 51 114 A1 zeigt schließlich eine Sämaschine mit mehreren beabstandet voneinander an einem Rahmen befestigten Säaggregaten, die jeweils über einen eigenen Antrieb zur Ablage von Saatgut verfügen. Die Sämaschine umfasst eine Regelung, die so ausgelegt ist, dass sie bei einem vorgegebenen Säbild entweder mindestens ein Säaggregat so regelt, dass dieses Säaggregat unter Berücksichtigung der Position der Saatgutablage mindestens eines benachbarten Säaggregates das Saatgut ablegt, oder alle Säaggregate zentral unter Verwendung eines externen Systems zur Positionsbestimmung jedes einzelnen Säaggregates geregelt werden.
Alle bekannten Systeme zur Pflanzenschonung beim Hacken, Vereinzeln und/oder Besprühen der Pflanzen beruhen letztlich darauf, die einzelnen Pflanzen während des Pflege-, Behandlungs- oder Hackvorganges entweder direkt mittels geeigneter Sensoren zu erfassen oder deren Position aus einer Datenbank abzufragen. In Abhängigkeit davon werden die Pflegegeräte angesteuert. Diese Steuerungsverfahren bedingen einerseits eine zuverlässig arbeitende und damit relativ aufwändige Sensorik und andererseits eine relativ hohe Rechenleistung, um die erfassten Sensordaten mit ausreichender Geschwindigkeit, d. h. in Echtzeit, verarbeiten zu können. Mit der zur Verfügung stehenden Rechenleistung sowie mit der Zuverlässigkeit der Erfassung der einzelnen Pflanzen hängt unmittelbar die realisierbare Fahrgeschwindigkeit ab. Eine möglichst hohe Fahrgeschwindigkeit ist im Interesse eines effizienten Maschinen- und Personaleinsatzes wünschenswert.
Dem gegenüber hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt, ein stark vereinfachtes Verfahren zum Aussäen, Pflanzen und/oder Pflegen von landwirtschaftlichen Reihenkulturen zu schaffen, das im Wesentlichen keine Sensorik bei der Pflege benötigt und das gleichzeitig eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der landwirtschaftlichen Maschinen ermöglicht.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen. Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, dass auf einfache Weise auch Pflegemaßnahmen quer zu den Pflanzreihen durchgeführt werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Pflanzen vom Sämlingen und/oder zur Direkt- bzw. Einzelkornsaat, das wenigstens zwei voneinander beabstandet angeordnete Sä- bzw. Pflanzaggregate vorsieht, die jeweils Einrichtungen zur regelmäßig bzw. periodisch regelmäßig voneinander beabstandeten Saat- bzw. Pflanzenablage in jeweils einer Reihe aufweisen, ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Sä- bzw. Pflanzaggregate derart miteinander synchronisiert sind, dass die Saat- bzw. Pflanzenablage in regelmäßigem Muster erfolgt. Dabei können die Einrichtungen zur regelmäßig bzw. periodisch regelmäßig voneinander beabstandeten Saat- bzw. Pflanzenablage der Sä- bzw. Pflanzaggregate jeweils hinsichtlich des Zeitpunktes bzw. des Ortes des Ablage eines Saatkorns bzw. einer Pflanze miteinander synchronisiert sein. Die Synchronisation kann beispielweise derart gestaltet sein, dass die Saatabgabe jedes Säaggregats bzw. die Pflanzung jeweils zum gleichen Zeitpunkt erfolgt, so dass die Ablagestellen benachbarte Reihen jeweils miteinander fluchten. Die Ablagestellen der benachbarten Pflanz- bzw. Saatreihen können in senkrechter Richtung zu den Ablagereihen eines Sä- bzw. Pflanzaggregats miteinander fluchten. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Saat- bzw. Pflanzenablage ermöglicht, die nicht nur in regelmäßigen Längsreihen, sondern ebenso in regelmäßigen Querreihen erfolgt. Die Querreihen ermöglichen das Pflegen quer zu den Pflanzreihen, beispielsweise mittels Querhacken oder mittels Sprühvorrichtungen oder dergleichen, ohne dass aufwändige Sensoreinrichtungen zur Erfassung der einzelnen Pflanzenpositionen erforderlich sind. Die Querreihen ermöglichen das Pflegen quer zur Reihe, wobei die Pflanzenabstände in den Reihen gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wenigstens so groß sein müssen, dass eine Zugmaschine mit Pflegebereifung quer durch die Reihen fahren kann. Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ablage in der Reihe periodisch regelmäßig erfolgt, so dass beispielsweise Fahrgassen frei bleiben können, die auf die Spurweite einer Zugmaschine mit Pflegebereifung bzw. mit herkömmlicher Ackerbereifung abgestimmt ist.
Die vorliegende Erfindung macht aufwändige Sensorik und Rechenarbeit zur Erfassung und Verarbeitung der einzelnen Pflanzenpositionen nahezu überflüssig, da der Fahrer der Zugmaschine während des Pflegevorgangs die Querreihen problemlos erkennen und sein Zugfahrzeug entsprechend steuern kann. Die Pflegegeräte, beispielsweise eine Hackmaschine oder ein Spritzgerät oder dergleichen benötigen ebenfalls keine aufwändige Sensorik, da beispielsweise beim Hacken von Rübenkulturen abwechselnd entlang der ausgesäten Reihen und quer zu den ausgesäten Reihen gefahren werden kann, um eine möglichst gleichmäßige Unkrautvernichtung und Pflege der Rübenpflanzen zu gewährleisten.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Orte bzw. Zeitpunkte des Saat- bzw. Pflanzenablage nicht unbedingt derart synchronisiert sein müssen, dass die Ablage jeweils zum gleichen Zeitpunkt erfolgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Sä- bzw. Pflanzaggregate jeweils hinsichtlich des Zeitpunktes bzw. des Ortes der Ablage eines Saatkorns bzw. einer Pflanze derart miteinander synchronisiert sind, dass die Saatabgabe jedes Säaggregats bzw. die Pflanzung jeweils zeitversetzt erfolgt. Der Zeitversatz zwischen der Ablage eines Saatkorns bzw. einer Pflanze zweier benachbarten Reihen ist hierbei vorzugsweise gleich groß, so dass die Ablagestellen der benachbarten Reihen im Schrägerichtung zu den Ablagereihen eines Sä- bzw. eines Pflanzaggregats miteinander fluchten. Die Ablagestellen der benachbarten Reihen können beispielsweise in einem Winkel zwischen ungefähr 90 Grad und ungefähr 30 Grad zu den Ablagereihen eines Sä- bzw. Pflanzaggregats miteinander fluchten, so dass eine Querfahrt in einem Winkel zwischen 90 und ca. 30 Grad zu den Längsrichtungen der Saatreihen ermöglicht ist. Auch hierbei kann vorgesehen sein, dass bei der Saatgutablage bzw. bei der Pflanzung Fahrgasen quer oder in einem Winkel zwischen 30 und 90 Grad zur Särichtung frei bleiben.
Das Freihalten von Fahrgassen bietet sich insbesondere bei Pflanzen an, die in einem typischen Pflanzabstand angebaut werden, der geringer ist als eine typische Reifenbreite einer Pflegebereifung. Hierbei ist es notwendig, dass Fahrgassen frei bleiben, um das Querpflegen beispielsweise das Querhacken oder Quersprühen überhaupt zu ermöglichen. Aufgrund der relativ hohen Arbeitsbreiten heutiger Ackergeräten sind die Fahrgassen nur in größeren Abständen notwendig, so dass insgesamt kaum eine Einbuße an Ertrag aufgrund ungenügend ausgenutzten Standraums der Pflanzen zu befürchten ist.
Die Einrichtungen zur regelmäßig bzw. periodisch regelmäßig voneinander beabstandeten Saat- bzw. Pflanzenablage der wenigstens zwei Sä- bzw. Pflanzaggregate können mechanisch, hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch bzw. elektronisch miteinander synchronisiert sein. Gemäß einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Säorgane auf mechanischem Wege, beispielsweise mittels eines Zapfwellenantriebes des Zugfahrzeuges angetrieben werden und dass hierbei die Umdrehungsrichtungen und die einzelnen Zellen beispielsweise von Zellenrädern bereits ab Werk miteinander synchronisiert sind.
Bei alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Säorgane über elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebe verfügen, bei denen vorzugsweise eine Synchronisation mittels einer geeigneten Sensorik erfolgt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass jedes Sä- bzw. Pflanzorgan jeweils einen Sensor zur Erfassung eines Zeitpunkt bis zur Abgabe eines einzelnen Saatkorns bzw. eine einzelne Pflanzte aufweist, und dass mittels dieser Sensordaten ein Ausgleich der Zeitdifferenzen bei der Abgabe der einzelnen Sä- bzw. Pflanzaggregate erfolgen kann.
Da auf die beschriebene Weise lediglich die Synchronisation während einer Überfahrt gewährleistet werden kann, müssen gemäß vorliegender Erfindung zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sein, welche die Synchronisation der Saatkornablage bzw. der Pflanzenablage bei jeweils aufeinanderfolgenden und benachbarten Fahrzyklen ermöglichen. Hierzu sind vorzugsweise jeweils Einrichtungen zur Erfassung und Auswertung optischer Referenzpunkte, induktiver Referenzpunkte oder anderer Einrichtungen zur Synchronisation vorhanden. Gegebenfalls können die aufeinanderfolgenden und benachbarten Fahrtzyklen auch mittels einer Erfassung und Auswertung funkgestützter Referenzpunkte synchronisiert werden.
Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtungen zur Synchronisation der Saatkornablage bzw. der Pflanzenablage bei jeweils aufeinanderfolgenden und benachbarten Fahrtzyklen jeweils Einrichtungen zur Erfassung und Auswertung von Standortsignalen einer Satellitenortungssystems aufweisen. Derartige GPS-Signale können in vorteilhafter Weise zur exakten Anschlussfahrt bei benachbarten Fahrzyklen genutzt werden, so dass insgesamt eine regelmäßige Saatkorn- bzw. Pflanzenablage in einem Muster erfolgt, die ein Querfahren, beispielsweise zum Querhacken oder Pflegen der Pflanzen auf die beschriebene Weise ermöglicht.
Der besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass im Gegensatz zu den bekannten Systemen keine Informationen mehr über die Standorte der einzelnen Pflanzen notwendig sind, sondern dass der Fahrer einer Zugmaschine auf einfache Weise optisch erkennen kann, welche Wege er quer zu den Pflanzenreihen fahren kann, wodurch der Verarbeitungs- und Berechnungsaufwand gegenüber den bekannten Systemen drastisch reduziert ist. Die hierzu erforderliche regelmäßige Ablage der Saatkörner bzw. Pflanzen in regelmäßigen Muster erfordert zum einen eine Synchronisation der Sä- bzw. Pflanzenaggregate während einer Überfahrt, um beispielsweise 12 oder 16 oder mehr Säaggregate bzw. Pflanzaggregate bei einer Überfahrt so miteinander zu synchronisieren, das nicht nur die Reihen entlang der Särichtung eingehalten werden, sondern dass auch regelmäßige Querreihen von Pflanzen- bzw. Saatkörner entstehen, die ggf. Fahrgassen zum Querpflegen bzw. Querhacken aufweisen. Zum anderen ist es erforderlich, aufeinanderfolgende Fahrtzyklen derart zu synchronisieren, dass die Muster der regelmäßigen Saatkorn- bzw. Pflanzenablage sich über das gesamte Feld erstrecken. Auf diese Weise ist keinerlei Sensorik mehr erforderlich, um die späteren Pflegearbeiten an Pflanzen genau und ohne Beschädigungsgefahr für die Pflanzen durchführen zu können, sondern es können einfachste Pflegemaschinen verwendet werden, da der Fahrer der Zugmaschine lediglich noch auf die zwischen den Pflanzen verbleibenden Fahrspuren bzw. Fahrgassen achten und daraufhin seine Pflegemaschine, beispielsweise eine Hackmaschine einstellen und steuern kann.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einzelkornsaat und Saat- und bzw. Pflanzenpflege mit einer Einzelkornsävorrichtung gemäß einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und mit einer Pflege- bzw. Hackvorrichtung zum einmaligen oder wiederholten Behandeln bzw. Hacken von Unkraut zwischen den Ablagestellen der Saatkörner, wobei die Pflege- bzw. Hackvorrichtung eine Längs- oder eine Querhackvorrichtung bzw. eine Längs- oder eine Querpflegevorrichtung ist. Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zum Pflanzen vom Sämlingen und zur Pflanzenpflege, mit einer Pflanzvorrichtung gemäß einer oder mehrere der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und mit einer Pflege- bzw. Hackvorrichtung zum einmaligen oder wiederholten Behandeln bzw. Hacken von Unkraut zwischen den Pflanzstellen, wobei auch hier die Pflege- bzw. Hackvorrichtung eine Längs- und/oder eine Querhackvorrichtung bzw. eine Längs- und/oder eine Querpflegevorrichtung ist. Die Längs- und/oder Querhackvorrichtung bzw. die Längs- und/oder Querpflegevorrichtung kann eine von einem Zugfahrzeug gezogene oder eine geschobene Vorrichtung sein, wobei die Hack- oder Pflegevorrichtung durch Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- bzw. Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten wird. Die Spurhaltung kann wahlweise mittels optisch vom Fahrer erfasster Saat- bzw. Pflanzenreihen und davon abhängigen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat bzw. Pflanzenreihe vorgegebenen Spur gehalten werden. Dies entspricht einer manuellen Steuerung des Fahrzeugs auf Sicht.
Alternativ hierzu kann die Hack- bzw. die Pflegevorrichtung durch, mittels erfasster Saat- bzw. Pflanzreihen und davon abhängigen, automatischen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- bzw. Pflanzenreihen vorgegebenen Spur gehalten werden. Dies entspricht einer automatischen Spurführung, die vorzugsweise mittels optischer Erfassung der Pflanzreihen und/oder mittels einer induktiven Spurhaltung, beispielsweise mittels im Boden eingelassener Führungsdrähte erfolgen kann.
Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Hack- bzw. die Pflegevorrichtung durch, mittels sattelitenortungserfasster Saat- bzw. Pflanzreihen und davon abhängigen, automatischen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- bzw. Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten wird. Auch hierzu ist es nicht erforderlich, dass jede einzelne Pflanzenposition in einer sattelitenortungsgestützten Datenbank abgelegt ist, sondern es kann ausreichen, dass lediglich Informationen über die Pflanzreihen und deren Koordinaten gespeichert und zur Steuerung des Zugfahrzeugs und/oder der Pflege- bzw. Hackvorrichtung genutzt werden.
Das Hacken bzw. die Pflege des Saat bzw. der Pflanzen kann quer oder diagonal zu den ausgebrachten Saat oder Pflanzreihen, innerhalb der durch das regelmäßige Ausbringmuster der gebildete Quer- oder Diagonalreihen erfolgen.
Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung lassen sich den abhängigen Ansprüchen, der Zeichnungen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt ein Muster einer Saatkorn- bzw. Pflanzenablage auf einem Feld, bei dem die Saatkörner bzw. Pflanzen in einem regelmäßigen, schachbrettartigen Muster abgelegt werden.
2 zeigt ein Ablagemuster, bei dem die Pflanzen bzw. Saatkörner in einem diagonalen Muster abgelegt werden.
3 zeigt eine Ablagestruktur mit Fahrgassen.
4 zeigt eine Ablagestruktur entsprechend 2, wobei hier zusätzliche Fahrgassen zum Querpflegen vorgesehen sind.
5 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Synchronisation von Sä- bzw. Pflanzaggregaten.
6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild zur Synchronisation von Anschlussfahrten bei der Verwendung der Sä- bzw. Pflanzaggregate.
Die schematische Darstellung der 1 verdeutlicht eine herkömmliche Reihenablage von Saatgut bzw. von Setzlingen, bei der die einzelnen Reihen jeweils einen mehr oder weniger gleichmäßigen Pflanzenabstand (P1, P2) aufweisen. Die Reihenabstände R sind jeweils konstant. Allerdings fluchten die Ablagestellen der einzelnen Saatkörner bzw. Pflanzen nicht in Querrichtung zu den Reihen, so dass bei Pflegearbeiten nur längs der Reihen gefahren werden kann, nicht jedoch quer zu den Reihen.
Die Fahrtrichtung ist in den 1 bis 4 jeweils mit dem Pfeil F gekennzeichnet.
Die schematische Darstellung der 2 verdeutlicht eine Ablage von Saatkörnern bzw. Pflanzen in regelmäßigem Muster entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die Reihenabstände R sind hierbei ebenfalls konstant. Die Pflanzenabstände P1, P2 bzw. die Abstände zwischen den Ablagestellen sind weitgehend konstant, wobei die Ablagestellen jeweils in einer Querrichtung zu den Reihen miteinander fluchten. Die Darstellung der 2 verdeutlicht eine Ablage in regelmäßigem, schachbrettartigem Muster, bei dem spätere Querfahrten zur Pflege der Pflanzen in einem Winkel von ungefähr 90 Grad zur Ausbringrichtung der Sä- oder Pflanzreihen möglich sind.
3 zeigt eine alternative Variante, bei der auf Grund einer entsprechenden Pflanzen- bzw. Saatkornablage Querfahrten unter einem Winkel zwischen 30 und 90 Grad zu den Saat- bzw. Pflanzreihen möglich sind.
Die schematische Darstellung der 4 verdeutlicht eine weitere Variante, bei der durch entsprechende Steuerung des Sä- bzw. Pflanzaggregate Fahrgassen vorgesehen sein können, damit bei Pflanzen, die relativ geringe Pflanzabstände in den Reihen aufweisen, dennoch Querfahrten zur Pflege der Pflanzen möglich sind.
Die schematische Darstellung der 5 verdeutlicht in einem Blockschaltbild eine Vorrichtung zur Synchronisation der Saatablage, die eine Sä- bzw. Pflanzvorrichtung mit einer Reihe von nebeneinander angeordneten Sä- bzw. Pflanzaggregaten aufweist, deren Ablagezeitpunkt bzw. -ort jeweils derart miteinander synchronisiert ist, dass die regelmäßigen Muster bei der Saat- bzw. Pflanzenablage entsprechend der 2 bis 4 gebildet werden können. Diese Synchronisation kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch eine feste Einstellung von mechanischen Antrieben, bei denen beispielsweise Zellenräder in den Säaggregaten jeweils mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit rotieren, die miteinander synchronisiert und untereinander nicht veränderbar ist.
Wahlweise kann die Synchronisation auch dadurch erfolgen, dass Zellenräder über elektrische Antriebsmotoren verfügen, deren Drehzahlen durch eine Regelschaltung miteinander synchronisiert sind. Hierzu können bspw. Inkrementalgeber an den einzelnen Zellenrädern vorgesehen sein, die für eine Erfassung der Umdrehungsgeschwindigkeiten bzw. der Ablagepositionen sorgen und die ein Signal für eine Regelschaltung zur Synchronisation der einzelnen Säaggregate liefern können. Die schematische Darstellung der 5 verdeutlicht eine solche Variante, bei der eine Anzahl von nebeneinander bzw. versetzt nebeneinander angeordneten Säaggregaten S1, S2, S3, ... Sn jeweils mit einem Drehzahlsensor DS1, DS2, DS3, ... DSn bzw. mit einem Inkrementalgeber ausgestattet sind. Die Signale der Drehzahlsensoren DS1–DSn bzw. der Inkrementalgeber werden in einem Prozessrechner PR verarbeitet und zur Drehzahlregulierung von einzelnen Antriebsmotoren A1, A2, A3, ... An zum Antrieb der jeweiligen Dosierorgane der Säaggregate verwendet. Diese Dosierorgane können bspw. rotierende Zellenräder sein. Mit der Regelschaltung kann gewährleistet werden, dass die Pflanzen bzw. die ausgesäten Samenkörner in einem regelmäßigen Muster entsprechend einer der 1 bis 4 ausgebracht werden können.
Da bei einem Sävorgang einer Ackerfläche mehrere parallele Überfahrten über das Feld notwendig sind, muss zur Gewährleistung einer regelmäßigen Ablage entsprechend der 2 bis 4 dafür gesorgt werden, dass bei Anschlussfahrten eine Synchronisation der jeweils benachbarten Saat- bzw. Pflanzreihen möglich ist. Da dies auf manuellem Wege kaum möglich erscheint, können zur Sicherstellung der richtigen Ablagepositionen unterschiedliche Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise eine induktive Erfassung eines im Ackerboden befindlichen Führungsdrahtes oder beispielsweise eine optische Peilung mittels Laserstrahlen oder dergleichen. Wahlweise kann die Synchronisation auch mit Hilfe eines Satellitenortungssystems (GPS) erfolgen, bei dem die einzelnen Reihen miteinander synchronisiert werden.
6 verdeutlicht in einem schematischen Blockschaltbild ein Verfahren zur Synchronisation von Anschlussfahren. In einem ersten Schritt S1 erfolgt bspw. eine Überfahrt in annähernd gerader Linie über den Acker, wobei eine der Anzahl der nebeneinander angeordneten Sä- bzw. Pflanzaggregate entsprechende Anzahl von Saat- bzw. Pflanzreihen ausgebracht wird. Diese Ausbringung erfolgt in einem regelmäßigen Muster entsprechend einer der 1 bis 4, bspw. durch eine geeignete Synchronisation der Säorgane entsprechend der zuvor beschriebenen Variante (5).
Zumindest am Beginn der jeweiligen Überfahrt, vorzugsweise jedoch an mehreren Punkten erfolgt im nächsten Schritt S2 eine Speicherung von Lagekoordinaten, die bspw. an der jeweiligen Saat- bzw. Pflanzposition orientiert sein kann. Diese Lagekoordinate wird bei der folgenden Überfahrt (Schritt S3), die im Anschluss an die vorhergehende Überfahrt erfolgt, zur Synchronisation der Saatkorn- bzw. Pflanzenablage genutzt, damit die Reihen in Querrichtung fluchten, wie dies zuvor beschrieben wurde. Diese Vorgänge wiederholen sich in den Schritten S4 (Speicherung von Lagekoordinaten) und S5 (Anschlussfahrt) so lange, bis das gesamte Feld überfahren wurde.
Die anhand der 6 beschriebene Variante lässt sich am einfachsten mit Hilfe der Satellitennavigation (GPS) durchführen, da die hierfür notwendigen Geräte inzwischen relativ kostengünstig geworden sind und sich bereits in unterschiedlicher Weise für die Anwendung in der Landwirtschaft als geeignet erwiesen hat. Es ist allerdings nicht notwendig, die Positionen aller einzelnen Ablagestellen zu erfassen und abzuspeichern. Solange die Saat- bzw. Pflanzenabstände relativ gleichmäßig sind, kann es genügen, wenn einige Ablagestellen einer am Rand gelegenen Reihe erfasst und abgespeichert werden. Diese Positionen können dann ausreichen, um bei der folgenden Anschlussfahrt die gewünschte Synchronisation zu gewährleisten. Die Zuverlässigkeit und Präzision des Systems kann generell dadurch erhöht werden, dass die zurückgelegten Wege erfasst werden, was auf einfache Weise mittels der Drehzahlsensoren bzw. der Inkrementalgeber an den Säorganen erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die zurückgelegten Wege mittels einer optischen Geschwindigkeitsmessung zu erfassen. Derartige Messvorrichtungen sind aus dem Bereich der Automobiltechnik seit längerem bekannt. Hierdurch wurde eine berührungslose Geschwindigkeitsmessung – als Weiterentwicklung des sog. Peiselerrades – ermöglicht.
Eine einfachere Variante kann bspw. darin bestehen, mittels Laserstrahlen optische Referenzpunkte anzupeilen, die an mehreren Stellen am Feldrand positioniert sind. Mit Hilfe eines Rechners können dann jederzeit die entsprechenden Maschinenpositionen errechnet werden. Für die gewünschte Koordination von Anschlussfahrten reicht es hierbei völlig aus, wenn die relativen Koordinaten bekannt sind.
Weitere alternative Erfassungsmöglichkeiten bestehen bspw. in der induktiven Erfassung von Positionen eines im Boden vergrabenen Drahtes.
Bei den späteren Pflegearbeiten sind keinerlei Peilungen, Synchronisationen oder dgl. mehr notwendig, da der Fahrer hierbei auf Sicht fahren kann, bspw. beim Querhacken oder bei anderen Pflegearbeiten, die quer zur Reihe durchgeführt werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

Claims

Verfahren zum Pflanzen von Sämlingen und/oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat sowie zur Saat- und/oder Pflanzenpflege mit einer Vorrichtung zum Pflanzen von Sämlingen und/oder zur Direkt- oder Einzelkornsaat, die wenigstens zwei beabstandet voneinander angeordneten Sä- oder Pflanzaggregate umfasst, die jeweils Einrichtungen zur regelmäßig und/oder periodisch regelmäßig voneinander beabstandeten Saat- oder Pflanzenablage in jeweils einer Reihe aufweisen, wobei die wenigstens zwei Sä- oder Pflanzaggregate derart miteinander synchronisiert werden, dass die Saat- oder Pflanzenablage in regelmäßigem Muster erfolgt, und wobei entlang der und/oder quer und/oder diagonal zu den ausgesäten Reihen von Sämlingen oder Saatkörnern mit einer Pflege- und/oder Hackvorrichtung einmalig oder wiederholt Unkraut behandelt und/oder gehackt wird, wobei das Pflegen und/oder Hacken mit einer Längs- und/oder einer Querhackvorrichtung und/oder einer Längs- und/oder Querpflegevorrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Längs- und/oder Querhackvorrichtung und/oder die Längs- und/oder Querpflegevorrichtung durch Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- und/oder Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten werden/wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Längs- und/oder Querhackvorrichtung und/oder die Längs- und/oder Querpflegevorrichtung durch, mittels optisch vom Fahrer erfassten Saat- und/oder Pflanzreihen und davon abhängigen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- und/oder Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten werden/wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Längs- und/oder Querhackvorrichtung und/oder die Längs- und/oder Querpflegevorrichtung durch, mittels optisch und/oder induktiv erfasster Saat- und/oder Pflanzreihen und davon abhängigen, automatischen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- und/oder Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten werden/wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Längs- und/oder Querhackvorrichtung und/oder die Längs- und/oder Querpflegevorrichtung durch, mittels satellitenortungserfasster Saat- und/oder Pflanzreihen und davon abhängigen, automatischen Lenkbewegungen des Zugfahrzeugs innerhalb einer durch die Saat- und/oder Pflanzreihen vorgegebenen Spur gehalten werden/wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die regelmäßig und/oder periodisch regelmäßig voneinander beabstandete Saat- oder Pflanzenablage jeweils hinsichtlich des Zeitpunktes und/oder des Ortes der Ablage eines Saatkorns oder einer Pflanze miteinander synchronisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die regelmäßig und/oder periodisch regelmäßig voneinander beabstandete Saat- oder Pflanzenablage jeweils hinsichtlich des Zeitpunktes und/oder des Ortes der Ablage eines Saatkorns oder einer Pflanze derart miteinander synchronisiert ist, dass die Saatabgabe oder die Pflanzung jeweils zum gleichen Zeitpunkt erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei dem die Saatablage oder die Pflanzung zweier oder mehr benachbarter Reihen jeweils derart synchronisiert wird, dass die Ablagestellen der benachbarten Reihen miteinander fluchten, insbesondere in senkrechter Richtung zu den Ablagereihen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die regelmäßig voneinander beabstandete Saat- oder Pflanzenablage jeweils hinsichtlich des Zeitpunktes und/oder des Ortes der Ablage eines Saatkorns oder einer Pflanze derart miteinander synchronisiert ist, dass die Saatabgabe oder die Pflanzung jeweils zeitversetzt erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem ein Zeitversatz zwischen der Ablage jeweils eines Saatkorns benachbarter Reihen oder jeweils einer Pflanze benachbarter Reihen jeweils gleich groß ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Ablagestellen der benachbarten Reihen in schräger Richtung zu den Ablagereihen miteinander fluchten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Ablagestellen der benachbarten Reihen in einem Winkel zwischen 90 Grad und 30 Grad zu den Ablagereihen miteinander fluchten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, bei dem bei der Saatgutablage oder bei der Pflanzung Fahrgassen quer oder in einem Winkel zwischen 30 und 90 Grad zur Särichtung frei bleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, bei dem die regelmäßig und/oder periodisch regelmäßig voneinander beabstandete Saat- oder Pflanzenablage auf mechanischem, auf hydraulischem, auf pneumatischem und/oder auf elektrischem oder elektronischem Wege miteinander synchronisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, bei dem ein Zeitpunkt der Abgabe eines einzelnen Saatkorns oder einer einzelnen Pflanze jeweils mittels eines Sensor erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, bei dem jeweils aufeinander folgende und benachbarte Fahrtzyklen der Aussaat oder der Pflanzung synchronisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Synchronisation der Saatkornablage oder der Pflanzenablage bei jeweils aufeinander folgenden und benachbarten Fahrtzyklen mittels einer Erfassung und Auswertung optischer Referenzpunkte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Synchronisation der Saatkornablage oder der Pflanzenablage bei jeweils aufeinander folgenden und benachbarten Fahrtzyklen mittels einer induktiven Erfassung und Auswertung von Referenzpunkten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Synchronisation der Saatkornablage oder der Pflanzenablage bei jeweils aufeinander folgenden und benachbarten Fahrtzyklen mittels einer funkgestützten Erfassung und Auswertung von Referenzpunkten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Synchronisation der Saatkornablage oder der Pflanzenablage bei jeweils aufeinander folgenden und benachbarten Fahrtzyklen mittels einer folgenden und benachbarten Fahrtzyklen mittels einer Erfassung und Auswertung von Standortsignalen eines Satellitenortungssystems erfolgt.