DE2654141A1

DE2654141A1 - Selbstfahrende erntemaschine

Info

Publication number: DE2654141A1
Application number: DE19762654141
Authority: DE
Inventors: Alois Baumeister; Hans Dipl Ing Dr Coenenberg; Horst Ziems
Original assignee: Claas Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Claas Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1976-11-30
Publication date: 1978-06-01

Description

Selbstfahrende Erntemaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen der Schnitthöhe der unteren das Zuckerrohr vom Boden abtrennenden Bodenmesser und/oder der oberen die Köpfe des Zuckerrohrs vom Rohr abtrennenden Toppermesser von selbstfahrenden Zuckerrohrerntemaschinen.
In der Praxis wird bei den heute im Einsatz befindlichen Zuckerrohrerntemaschinen das Zuckerrohr kurz über dem Boden mit Bodenmessern abgeschnitten. Man ist dabei bemüht, die Stoppelhöhe stets so kurz zu halten, wie dies eben nur möglich ist, um optimale Erträge erzielen zu können. Da der Ackerboden aber stets uneben ist, muß der Fahrer der Zuckerrohrerntemaschine die Höhenlage der unteren Bodenmesser manuell nachregeln, um in etwa eine gleichmäßige Stoppelhöhe zu erzielen. Gleichzeitig ist es aber auch nötig, die Köpfe der einzelnen Zuckerrohrenden vom Stengel abzutrennen, weil diese Köpfe zur Weiterverarbeitung nicht geeignet sind. Dies geschieht ebenfalls mit rotierenden Topper-Messern, die in der Höhe ebenso wie die unteren Bodenmesser einstellbar sind, um auch hier nicht mehr als unbedingt nötig abzuschneiden. Die Höheneinstellung auch dieser oberen Topper-Messer geschieht manuell. Da der Fahrer außer der Höheneinstellung der beiden Messer die gesamte Maschine bedienen muß, wird deutlich, daß der Fahrer einer Zuckerrohrerntemaschine kaum in der Lage ist, die Höhenlage sowohl der unteren Bodenmesser als auch der oberen Toppermesser stets optimal einzuhalten, so daß ständig entweder mit Verlust gefahren wird oder aber Kopfteile an dem Rohr verbleiben, was sich bei der Weiterverarbeitung des Zuckerrohrs sehr ungünstig auswirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Erntemaschine der eingangs naher bezeichneten Art zu schaffen, die eine selbstständige Höheneinstellung sowohl der unteren als auch der oberen Messer gestattet.
Das wird dadurch erreicht, daß das auf dem Feld stehende Zuckerrohr berührungslos abgetastet, die erhaltenen Signale ausgewertet und die ausgewerteten Signale zwecks selbsttätiger Höheneinstellung der Messer verwendet werden. Zwecks Ausübung dieses Veddhrens ist mit der Zuckerrohrerntemaschine ein auf die geschnittenen Steppeln bzw. auf den Boden gerichteter Impulse ausstrahlender Sender, ein die von den Stoppeln bzw. vom Boden refiektierten Impulse aufnehmender Empfänger sowie ein die Impulslaufzeit ermittelnder Vergleicher angeordnet. Die von dem Vergleicher ermittelnden Werte wirken durch an sich bekannte Mittel wie Regler und Magnetventil auf die Höhenverstellzylinder für die Messer ein.
Eine andere Möglichkeit, die unteren Bodenmesser in ihrer Höhe einzustellen besteht darin, daß mit der Zuckerrohrerntemaschine ein Scheinwerfer mit Richtung auf die geschnittenen Stoppeln verbunden ist, dem ein die reflektierten Strahlen aufnehmender Fotozellenraster zugeordnet ist, wobei die während der Arbeit der Erntemaschine vertikale Erstreckung des Rasterbildes im Fotozellenraster ein Maß für die Höheneinstellung der unteren Messer durch an sich bekannte Mittel bildet. Zwecks Einstellung der Topper-Messer ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit der Erntemaschine ein auf den Topperbereich gerichtetes Ultraschall-Senderpaar befestigt, wobei die reflektierten Impulse von je einen Empfänger aufgenommen werden und wobei dem Empfänger ein die Laufzeit der Impulse, die auf den Kopfbereich und ein die Laufzeit der Impulse, die auf das harte Zuckerrohr gerichtet sind, bestimmendes Steuergerät zugeordnet ist, wobei der Vergleich der jeweiligen Refaaktionsanteile ein Maß für die Höheneinstellung der oberen Toppermesser sind.
Alternativ hierzu kann den oberen Topper-Messern ein Scheinwerfer sowie einoptischer Tastkopf zugeordnet sein, wobei letzterer durch Farbfilterung den gelben nutzbaren Stengelbereich erfaßt und-wobei die so erhaltenen Signale durch an sich bekannte Mittel auf die Höheneinstellzylinder für die Topper-Messer einwirken.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer einzigen dieses schematisch darstellenden Figur näher erläutert werden.
Zur Einstellung des Bodenmessers 1 wird ein Ultraschall-Sender 2 vorgesehen, ferner ein ebenfalls auf den Boden weisender Empfänger 3 wobei der Sender 2 in an sich bekannter Weise kurze Impulse in periodischer Folge abgibt und der Empfänger 3 die Reflektion der Pulse -vom Boden 4 aufnimmt, wobei ferner in einem nicht dargestellten Vergleicher die Laufzeit der Impulse bestimmt wird.
Durch Bestimmen der Pulslaufzeit-Hüllkurve - ebenfalls mit an sich bekannten Mitteln - ergibt sich als Maß für die momentane Schnitthöhe der Abstand Sender 2 - Boden. Hierbei kann der Sender 2 schräg nach vorn unten gerichtet sein, so daß er den Boden 4 fast noch unterhalb der rotierenden Messer 1 abtastet.
Die Signalverarbeitung und Schneidwerkshöhenverstellung erfolgen in an sich bekannter Weise mittels Regler, Magnetventil und Schneidwerkshubzylinder 6. Statt auf den Boden 4 kann der Sender 2 natürlich auch auf die Stoppeln 5 gerichtet sein.
Außer der hier dargestellten Art und Weise der Bodenmessereinstellung lassen sich diese auch durch ein optisches Stoppelhöhen-Zeßverfahren einstellen. Zurberührungsfreien Bestimmung der effektiven Stoppelhöhe sind dann ein Scheinwerfer und ein optisches Abbildungssystem an der Erntemaschine angeordnet, wobei die unter die rotierenden Schneidmesser 1 von hinten durch deren Anstrahlen in einem relativ schmalen Bereich sichtbar werdenden Stoppelteil auf ein Fotozellenraster abgebildet werden, daß-eine Auflösung in z.B. etwa 100 Bildpunkte bei 7 - 10 Zeilen hat. Beim Fahren mit normaler Arbeitsgeschwindigkeit ergibt sich durch das Bewegen der angestrahlten Stoppelteile auf dem Abbildungsraster ein sogenanntes Flimmern, wobei die vertikale Erstreckung des Flimmerbereichs ein Maß für die Stoppelhöhe ist und in den beteiligten Fotodioden bzw. - Transistoren sehr lebhafte Spannungsschwankungen auslöSt, während ober- und unterhalb nur viel schwächere Änderungen eintreten. Durch an sich bekannte meß- und regeltechnische Verarbeitung dieser Puls- und Wechselspannungen ist hierdurch eine Regelung auf hinreichend konstante Stoppelhöhe erzielbar. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, wenn der Scheinwerferlichtstrahl sowie der Strahlengang des Aufnehmers unter einem gewissen Winkel zueinander stehen, z.B. der Scheinwerfer von hinten links zur Mitte nach vorn strahlen und so die Stoppelhöhe dort deutlicher als davor und dahinter erkennen lassen, während der Aufnehmer auf den bestrahlten mittleren Bereich ausgerichtet und rechts hinter diesem angeordnet ist.
Zur Einstellung der Toppermesser 9 ist ein aus Ultraschall-Sender und- Empfänger 7 bestehender Meßkopf vorgesehen, der etwas seitlich unterhalb des Topper-Rahmens 8 angeordnet und auf die Mitte der zu schneidenden Partie gerichtet ist. Hierbei werden pulsförmige Sendersignale verwendet und die Laufzeit des reflektierten Signalanteils bestimmt. Nur der Signalanteil wird gewertet, der von Zuckerrohrteilen dicht vor dem Topper 9 stammt. Aus den Merkmalen des Zuckerrohrs wird hierbei genutzt, daß die reifen Stengelteile 10 eine relativ harte und für die Reflektion von Ultraschall ausreichende Oberfläche haben, während die Spitzen der Blätter 11 den auftreffenden Ultraschall-Anteil schlucken. Mittels an sich bekannter regeltechnischer Maßnahmen ist es nun erreichbar, daß der Topper stets so hoch geführt wird, daß eben der Reflektionsanteil des abgestrahlten Ultraschallanteils gegen den vor den ganz reifen Stengelteilen 10 abnimmt. Die mehr oder minder stark wechselnde Bestandsdichte ist hierbei durch regeltechnisch übliche Mittel (Integration und Dämpfung) kompensierbar.
Nicht dargestellt,- aber ebenfalls zur berührungsfreien Abtastung der Ubergangszone zwischen reifem (gelben) Stengelanteil und noch grünen Spitzen und Blättern kann es andererseits auch vorgesehen sein, mit optischen Mitteln den oberen Stengelbereich anzuvisieren, z.B. mit Scheinwerfer-Lichtstrahl auf den interessierenden Stengelbereich sowie einen optischen Tastkopf, der in einer einfachsten Ausführung vermutlich nur eine Farbfilterung benötigt, mittels derer im angestrahlten Suchbereich die nutzbare gibe Stengelhöhe erfaßt wird. Sofern die Stengel- und Blatteile sich weniger scharf voneinander abheben, kann es vorteilhaft sein, ein optisches Abbildungsverfahren ähnlich zu verwenden, wie dies bei der Einstellung der Bodenmesser beschrieben ist, bei welchem ein Fotozellenraster vorgesehen ist. Wird mittels Farbanteilfilterung der gelbe Stengelanteil auf dieses Reihen- und Zeilenfeld abgebildet, während die grünen Kopf- und Blatteile sich nur als "Schatten" äußern, so ergibt sich beim Ernten eines Bestandes in Folge des ständig neuen Auftauchens neuer Stengel für deren gelbe Teile ein sogenanntes Flimmerbild, oberhalb dessen ein weniger flimmerndes Schattenbild. Nun kann wieder mit an sich bekannten Mitteln der Signalverarbeitung und Regelung das Toppermesser so geführt werden, daß es stets gerade in der Übergangszone zwischen Stengel- und Kopfteil des Zuckerrohrs arbeitet.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e 0 Verfahren zum Einstellen der Schnitthöhe des unteren das Zuckerrohr vom Boden abtrennenden Messern und/oder der oberen die Köpfe des Zuckerrohrs vom Rohr abtrennenden Topper-Messer von selbstfahrenden Zuckerrohrerntemaschinen, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß das auS dem Feld stehende Zuckerrohr berührungslos abgetastet, die erhaltenen Signale ausgewertet und die ausgewerteten Signale zwecks selbsttatiger Höheneinstellung der Messer verwendet werden.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit der Zuckerrohrerntemaschine ein auf die geschnittenen Stoppeln (5) bzw. den Boden (4) gerichteter Impulse-ausstrahlender Sender (2), ein die von den Stempeln bzw. vom Boden refelktierten Impulse auinehmender empfänger (3) sowie ein die Impulslaufzeit ermittelnder Vergleicher angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z -e i c h n e t, daß die vom Vergleicher ermittelten Werte durch an sich bekannte Mittel wie Regler u. Magnetventil auf die Höhenverstellmittel (Zylinder 6) für die Messer (1) einwirken.
4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r 0 h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit der Zuckerrohrerntemaschine ein Scheinwerfer mit Richtung auf die geschnittenen Stoppeln verbunden ist, dem ein die reflektierten Strahlen aufnehmender Fotozellenraster zugeordnet ist, und daß die während der Arbeit der Erntemaschine vertikale Erstreckung des Rasterbildes im Fotozellenraster ein Maß für die Höheneinstellung der unteren Messer (1) durch an sich bekannte Mittel bildet.
5. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit der Erntemaschine ein auf den Topperbereich gerichteter Ultraschall-Sender (7) befestigt ist, wobei die refelektierten Impulse von einem Empfänger (7) aufgenommen werden und daß dem Empfänger (7) ein die Laufzeit der Impulse, die auf den Kopfbereich und ein die Laufzeit der Impulse, die auf das harte Zuckerrohr gerichtet sind, bestimmendes Steuergerät zugeordnet ist, wobei der Vergleich der jeweiligen Reflektionsanteile ein Maß für die Höheneinstellung der oberen Topper-Messer (9) sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß den oberen Toppermessern (9) ein Scheinwerfer sowie ein optischer Tastkopf zugeordnet sind, wobei letzterer durch Farbfilterung den gelben nutzbaren Stengelbereich erfaßt und daß die so erhaltenen Signale durch an sich bekannte Mittel auf die Höheneinstellzylinder (12) der Toppermesser (9) einwirken.