DE3108738C2 - Verfahren zur Abtastung einer Pflanzstelle bei der Pflanzung von Pflanzen und Anorndung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Abtastung der Dienlichkeit einer Pflanzstelle bei der Pflanzung von Pflanzen mit einer Pflanzmaschine. Ein Fühler (8) wird in oder gegen den Boden gepreßt und gleichzeitig vibriert. Der vom Boden auf den Fühler ausgeübte Widerstand verursacht eine Wechslung der Vibration und diese Wechslung wird gemessen und mit im voraus festgestellten, akzeptierbaren Pflanzbodenverhältnissen entsprechenden, Bezugswerten verglichen. In dieser Weise wird ein Hinweis über die Dienlichkeit des Bodens, abhängig vom Ergebnis des erwähnten Vergleiches, für die Pflanzung bei jeder Pflanzstelle erhalten. Eine Anordnung zur Ausübung des Verfahrens umfaßt einen, zwischen eine gesenkte Bodenkontaktlage und eine gehobene Ausweichlage verschiebbaren Fühler (8), einen Vibrator (7) für die Vibration des Fühlers und einen Meßgeber (9) zur Indizierung der vom Boden verursachten Wechslungen der Vibration des Fühlers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung einer Pflanzstelle bei der Pflanzung von Pflanzen mit einer Pflanzmaschine, bei dem ein Fühler in oder gegen den Boden gedrückt wird, die Größe des auf den Fühler durch den Boden ausgeübten Widerstandes gemessen wird und aufgrund des Ergebnisses der Messung eine Information über die Eignung der abgetasteten Stelle für die Pflanzung abgegegen wird.

Ein derartiges Verfahren wird, insbesondere bei maschineller Pflanzung von Waldpflanzen, für die Wahl von für die Pflanzung günstigen Pflanzstellen verwendet. Gewöhnlich liegen viele Steine, Baumstümpfe, Schlagabraum, Humus-Oberboden usw. in der Pflanzspur der Pflanzmaschine, was der Pflanzung von Pflanzen im Wege steht oder einen schlechten Nährboden anbietet.

Es ist bereits eine Pflanzmaschine bekannt (DE-OS 26 23 973), bei der zu beiden Seiten eines in den Nährboden eindringenden Pflarzrohres zwei federbelastete Tasteinrichtungen angeordnet sind, die in Kontakt mit dem Boden gelangen können und bei weiterem Eindringen des Pflanzrohres betätigt werden. Wenn eine Tasteinrichtung beispielsweise auf einen Stein stößt, wird dadurch das Einbringen einer Pflanze

ίο verhindert. Mit dieser bekannten Pflanzmaschine kann jedoch nur die Härte des Bodens abgefühlt werden. Dies gilt auch für eine weitere vorbekannte Vorrichtung zum Nachweis der Härte eines Bodens beim Ausbilden eines Pflanzloches (DE-OS 29 19 962).

Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 24 55 759), die Tiefe eines Pflanzlochs abzufühlen. Dabei wird in der zu dem Pflanzrohr führenden Rohrleitung eine konstanter Oberdruck aufrechterhalten, wobei man das Ansteigen des Druckes in der Rohrleitung, das dadurch verursacht wird, daß der Erdboden das Ausströmen des Gases verhindert, zur Bestimmung der Eindringtiefe der Rohrmündung verwendet. Hiermit läßt sich jedoch nur die Tiefe der Rohrmündung bestimmen.

Ebenfalls bekannt ist es (DE-OS 28 54 922), ein Pflanzlochgerät mit einem Vibrator zu versehen. Dabei wird der das Pflanzloch ausformende Stab in Vibration versetzt, was ihn immer dann, wenn der Stab auf ein Hindernis stößt, von dem Hindernis zur Seite abgleiten läßt.

Ein Nachteil bei den bekannten, die Eignung der Pflanzstellen abtastenden Verfahren liegt darin, daß bei der abzutastenden Pflanzstelle nur die Härte des Erdbodens beurteilt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abtastverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, die für die Pflanzen günstigen Pflanzstellen mit größerer Genauigkeit und unter Berücksichtigung möglichst vieler Parameter auszuwählen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, bei dem der Fühler in Vibration versetzt wird, die Vibration des Fühlers bei Berührung des Bodens gemessen wird und die ermittelten Meßwerte mit vorausbestimmten, der Bodenbeschaffenheit entsprechenden Vergleichswerten verglichen werden.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, daß die Eignung der Pflanzstelle mit Hilfe einer Vibration geprüft wird, wobei die Veränderungen der Bodenbeschaffenheit auf die Vibration so wirken, daß man durch den Vergleich der Vibrationen mit vorausbestimmten Vergleichswerten bei jeder abgetasteten Pflanzstelle Informationen über die Eignung des Bodens für die Pflanzung von Pflanzen erhalten kann. Mit dem von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren kann man nicht nur Steine, Schlagabraum, Äste, Reisholz, Baumstümpfe o. dgl. harte Gegenstände auf der Pflanzstelle, sondern auch Schlaglöcher, Wasserpfützen, nassen Schlamm, weichen Oberboden o. dgl. für die Pflanzung untaugliehe Stellen feststellen und auch in einer für die Antriebsanordnung des Pflanzgeräts geeigneten Weise anzeigen. Hierdurch kann die Pflanzung von Pflanzen auf Stellen, die einen schlechten Nährboden anbieten oder eine gute Pflanzung verhindern, vermieden werden.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Anordnung für die Durchführung des Verfahrens, und diese Anordnung ist durch die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeich-

net. Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt

F i g. 1 eine bevorzugte Ausführur.gsform einer Abtasteinrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Seitenansicht;

Fig. 2 schematisch die Anbringung der Anordnung auf einer Pflanzmaschine;

Fig.3 ein Impulsverarbeitungsschema der Anordnung;

F i g. 4 eine zweite Ausführungsform der Anordnung in Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt eine Abtasteinrichtung 1, die von einer Tragstange 2 getragen auf einer Führung 3 vertikal gleitbar aufgehängt ist Die Führung 3 ist an einem Körper 4 befestigt. Die Tragstange 2 ist mit einem von dem Körper 4 getragenen Druckmittelzylinder 5 verbunden, mittels dessen die Tragstange 2 vertikal bewegt werden kann.

Die Abtasteinrichtung 1 umfaßt einen Träger 6, der mit Hilfe von Vibrationsisolatoren Ta an der Tragstange 2 befestigt ist und auf dem ein druckmittelangetriebener Vibrator 7 montiert ist. Auf dem Vibrationsorgan des Vibrators 7 ist ein kegelförmiges Abtaststück 8 befestigt, das den eigentlichen, in den Boden eindringenden und die Bodenbeschaffenheit messenden Fühler bildet. Der Vibrator 7 ist außerdem mit einem Meßgeber μ 9 versehen, der ein mit der Vibration des Abtaststücks 8 vergleichbares elektrisches Signal erzeugt.

F i g. 2 zeigt die Montage der Abtasteinrichtung 1 in Zusammenhang mit dem Pflanzkopf einer Pflanzmaschine. Das Bezugszeichen 10 zeigt ein an sich ^ bekanntes Pflanzrohr, das mit nicht dargestellten Antriebsorganen abwärts in den Boden zur Ausformung eines Pflanzlochs gedrückt und in Abweichlage hochgehoben werden kann.

Die Abtasteinrichtung 1 ist an einem das Pflanzrohr tragenden Schlitten 11 befestigt, der während des Abtast- und Pflanzvorganges einem von einem Schlepper gezogenen Gleitausleger 12 entlang gleitbar ist. Die Abtasteinrichtung ist hierbei auf einer solchen Höhe angeordnet, daß das Abtaststück in seiner herabgeschobenen Lage in den Boden bis auf eine solche Tiefe eindringt, welche annähernd der Tiefe eines mit einem Pflanzrohr ausgeformten Pflanzlochs entspricht.

Das kegelförmige Abtaststück 8 wird während des Eindringens in den Boden in Vibration versetzt. Die mit dem Geber 9 gemessene Vibration ändert sich je nachdem, welche Bodenart das Abtaststück 8 jeweils berührt. Aus verschiedenen Bodenarten sind mit Hilfe von Versuchsfahrten o. dgl. benötigte Vergleichswerte gemessen worden, mit denen ein vom Meßgeber jeweils gegebenes Signal verglichen wird. Anhand dieses Vergleiches kann entschieden werden, inwiefern der Pflanzplatz günstig ist, und der Antriebsanordnung des Pflanzgerätes ein entsprechender Impuls gegeben werden. *o

F i g. 3 zeigt als Diagramm ein elektrisches Signalverarbeitungsschema. Ein vom Meßgeber 9 (ζ. Β. ein Brüel & Kjaer 3467 Akzelationsgeber) erzeugtes Signal wird in einen einstellbaren Breitband-Vorverstärker 13 geleitet, dessen Ausgangspegel, wenn der Fühler frei in ^b5 der Luft vibriert, z.B. auf 1,5 V eingestellt ist (Spitze-zu-Spitze-Wert).

Mit einem Bandoaßfiller 14 wird das Frequenzband des zu behandelnden Signals auf die erwünschte Breite begrenzt, ζ. B. auf 30 bis 1600 Hz. Das Signal wird in einen Integrator 16 geleitet, dessen Ausgang einen Schwellwertindikator 19 steuert, wo das Signal mit voreingestellten Schwellgrenzwerten verglichen wird, die den maximalen und minimalen Vibrationsfrequenzwerten für annehmbare Pflanzverhältnisse auf der vom Fühler abgetasteten Pflanzstelle entsprechen. Beim Abklingen des Signals unter den eingestellten Grenzwertpegel, z. B. wenn der Fühler in einem zu weichen Boden vibriert, erzeugt der Indikator 19 ein Signal für ein logisches Element 21. Das logische Element 21 ist derart ausgebildet, daß es bei einem »Aus«-Signal an seinem Ausgang 22 einen die Funktion der Manövrieranordnung des Pflanzrohrs, d. h. die Pflanzung, verhinderndsn Zustand erzeugt. Demnach wird dem elektrischen Kontrollsystem der Manövrieranordnung kein Anlaufsignal erteilt, weil der erwähnte Ausgang 22 in diesem Beispiel in seiner »Aus«-Lage liegt.

Das Ausgangssignal aus dem Filter 14 wird außerdem einem Hochpaßfilter 15 zugeführt, in dem die Grundfrequenz (z. B. 40 Hz) des Vibrators mit Hilfe eines scharf abgrenzenden Filters aus dem Signal ausgeschnitten wird. Die übrigbleibenden Distorsionskomponenten werden mittels eines Integrators 17 integriert, dessen Ausgangssignal in einem Element 18 als Verteiler des aus dem Integrator 16 erhaltenen totalen Ausgangspegel benutzt wird. Der Ausgang des Elementes 18 steuert einen zweiten Schwellwertindikator 20. Bei zu großer Distorsion des vom Vibrator erzeugten Signals, z. B. wenn der Fühler auf einen Stein stößt, erzeugt dieser Schwellwertindikator in dem logischen Element 21 ein Signal, das am Ausgang 22 einen einer zu verhindernden Pflanzung entsprechenden Zustand verursacht. Der Schwellwertindikator 20 ist wie der erste Schwellwertindikator 19 mit im voraus eingestellten, einer annehmbaren Vibrationsdistorsion für annehmbare Pflanzverhältnisse entsprechenden Grenzwerten versehen.

Die Vibration des Fühlers wird mit einem z. B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Vibrator bewirkt. Die Vibration des Fühlers kann in geeigneter Weise gerichtet werden, und die Änderungen der Stärke, Frequenz, Amplitude o. dgl. der Vibration oder ihre Oberschwingungen werden gemessen.

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform der Abtastanordnung, wo eine Abtasteinrichtung 31 die Bodenbeschaffenheit während des Vorwärtslaufes der Pflanzmaschine in kontinuierlichen Messungen abfühlt. Die Abtasteinrichtung 31 umfaßt einen auf dem Körper 4 mit Hilfe von Gelenken 35 gelagerten Fühler 38, der am Boden schleift oder etwas in den Boden eindringt. Der Fühler kann eine plattenartige Scheibe, eine messerartige oder kegelförmige in den Boden eindringende Spitze oder ein Pflug o. dgl. sein. Der Fühler ist auch in diesem Fall mit einem Vibrator 37 und einem Meßgeber 39 versehen.

Es ist im übrigen auch möglich, daß das Pflanzgerät selbst so ausgebildet ist, daß es neben seiner eigentlichen Aufgabe der Pflanzlochausformung gleichzeitig als in Vibration versetzte Abtastanordnung verwendet werden kann. Eine während der Bewegung des Pflanzkopfs ausgeführte Abtastung setzt beim Fühler eine derartige Form und ein Abweichvermögen voraus, daß die Anordnung keinen Schlagabraum o. dgl. sammelt und daß sie nicht beschädigt werden kann. Die Kraft des Eindringens in den Boden, die Vibrationsfreauenz, die Amplitude o. dgl. oder die Grundvergleichs-

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werte können so einstellbar sein, daß der Pflanzmaschi- Vibrationsgröße jeweils optisch anzeigt. Wenn die

nenfahrer die Möglichkeit hat, diese dem Gelände Vibrationsgröße im Rahmen annehmbarer Werte liegt,

anzupassen. fährt der Maschinenwärter eine Pflanzoperation manu-

In der einfachsten Ausführungsform kann der eil an. Sonst wartet er auf die Meßergebnisse der

Meßgeber eine einfache, mit einer Skala versehene > nächsten Pflanzstelle.
Meßeinrichtung sein, die dem Maschinenwärter die

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtastung einer Pflanzstelle bei der Pflanzung von Pflanzen mit einer Pflanzmaschine, bei dem ein Fühler in oder gegen den Boden gedrückt wird, die Größe des auf den Fühler durch den Boden ausgeübten Widerstandes gemessen wird und aufgrund des Ergebnisses der Messung eine Information über die Eignung der abgetasteten Stelle für die Pflanzung abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler in Vibration versetzt wird, daß die Vibration des Fühlers bei der Berührung des Bodens gemessen wird und daß die ermittelten Meßwerte mit vorausbestimmten, der Bodenbeschaffenheit entsprechenden Vergleichswerten verglichen werden,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zwischen den Messungen vom Boden abgehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler zwischen den Messungen in Kontakt mit dem Boden gehalten wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer von einem Körper (4) getragenen Abtasteinrichtung (1, 31), Antriebsorganen (5,35), die die Abtasteinrichtung (1,31) mit dem Boden in Kontakt bringen, einem in der Abtasteinrichtung (1, 31) befindlichen Fühler (8, 38) zur Abtastung der Bodenbeschaffenheit sowie einer Einrichtung zur Anzeige der im Fühler stattfindenden Änderungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (1, 31) mit einem Vibrator (7, 37), um den Fühler (8,38) in Vibration zu versetzen, und mit einem Meßgeber (9, 39) zur Anzeige der Änderungen der Vibration versehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßgeber (9, 39) an einem elektrischen Vergleichskreis (13 bis 21) für den Vergleich des vom Meßgeber erzeugten Signals mit den der akzeptierbaren Bodenbeschaffenheit entsprechenden Signalgrenzen (19, 20) angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vibrator (7, 37) an den in den Boden eindringenden Fühler (8) angeschlossen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzrohr (10) der Pflanzmaschine als Fühler fungiert.