DE-102014201203-B4 - Landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug mit einem Fluggerät und zugehöriger Stromversorgung

Abstract

Ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug (10) wirkt mit einem Fluggerät (100, 100') mit einem Sensor (106) zur Erkundung eines Felds zusammen, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug (10) übertragbar sind. Das Arbeitsfahrzeug (10) ist mit einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100, 100') ausgestattet.

Inventors

• Christian Bartolein
• Bernhard Stelzer
• Fabienne Seibold
• Axel Meyer
• August Altherr

Assignees

• DEERE & COMPANY

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20140123

Claims (4)

1. Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug (10) und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät (100), das mit einem als Kamera ausgeführten Sensor (106) zur Erkundung eines Felds ausgestattet ist, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug (10) übertragbar sind, wobei: das Fluggerät (100) eine tragende Struktur (102) in Form eines Rahmengestells umfasst, an der eine Anzahl um die Hochachse drehend antreibbarer Luftschrauben (104) angebracht sind und an der Unterseite der Struktur (102) der Sensor (106) und eine Elektronikeinheit (108) angebracht sind, die eine mit einer Positionsbestimmungseinrichtung verbundene Flugsteuerung, eine Datenverarbeitungseinheit und eine mit einer Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) in Kommunikationsverbindung stehende Sende- und Empfangseinheit umfasst, die Flugsteuerung konfiguriert ist, das Fluggerät (100) durch geeignete Ansteuerung der Luftschrauben (104) in eine gewünschte Position und Orientierung zu verbringen, wobei die Signale der Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der aktuellen Position des Fluggeräts (100) und somit als Istwerte dienen und die Flugsteuerung konfiguriert ist, entsprechende Steuerdaten für die Sollwerte der Position und Orientierung des Fluggeräts (100) von der Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) eine diesem zugeordnete Sende- und Empfangseinheit zu empfangen; dadurch gekennzeichnet , dass ein vom Sensor (106) erzeugtes Bild auf einer Anzeigeeinrichtung einer Bedienerschnittstelle (98) anzeigbar und durch den Fahrer vorgebbar ist, an welche Stelle über dem Arbeitsfahrzeug (10) sich das Fluggerät (100) bewegen soll, um eine Detailansicht zu liefern, dass das Arbeitsfahrzeug (10) mit einer ein Kabel (120) umfassenden Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät (100, 100') versehen ist, dass das Kabel (120) auf einer Haspel (122) aufgewickelt ist, und dass durch das Kabel (120) auch Signale des Sensors (106) und die Anweisungen von der Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) an das Fluggerät (100) übertragbar sind, dass die Haspel (122) zum Ab- und Aufwickeln des Kabels (120) mittels eines Elektromotors antreibbar ist, der durch die Kontrolleinheit (70) angesteuert wird, und dass die Haspel (122) an einer Halterung (124) befestigt ist, welche um die Hochachse frei drehbar oder mittels eines Motors gesteuert angebracht ist, um das Fluggerät (100) in beliebige Richtungen gegenüber dem Arbeitsfahrzeug (10) fliegen lassen zu können, ohne unerwünschte Knicke im Kabel (120) zu erzielen, wobei das Kabel (120) durch eine Führung (128) geleitet wird, die durch einen Haltearm (126) mit der Halterung (124) verbunden ist.
2. Kombination nach Anspruch 1 , wobei das Kabel (120) mit einem Kraft- und /oder Winkelsensor (130) zusammenwirkt, aus dessen Signalen Rückschlüsse auf die Windrichtung und/oder -stärke und/oder in Verbindung mit einer Erfassung einer abgewickelten Länge des Kabels (120) die Position des Fluggeräts (100) getroffen werden.
3. Kombination nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Arbeitsfahrzeug (10) gleichzeitig mit mehreren Fluggeräten (100, 100') zusammenwirkt.
4. Kombination nach Anspruch 3 , wobei die Kontrolleinheit (70) des Arbeitsfahrzeugs (10) die Fluggeräte (100, 100') in vorbestimmten Abständen voneinander und von anderen Gegenständen fliegen lässt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät mit einem Sensor zur Erkundung eines Felds, dessen Signale auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug übertragbar sind. Technologischer Hintergrund Die moderne Landwirtschaft ist bestrebt, sparsam mit Ressourcen umzugehen, wie Dünger, Betriebsstoffen und Wasser. Der jeweilige Bedarf an einzusetzenden Mitteln wird durch Sensoren ermittelt, die Eigenschaften eines zu bearbeitenden Feldes bzw. des darauf wachsenden Pflanzenbestands ermitteln, und dient zur selbsttätigen Ansteuerung von Aktoren. In vielen Fällen erfolgt diese Erfassung während des laufenden Arbeitsvorgangs durch an einem Arbeitsfahrzeug angebrachte Sensoren, was den Vorteil hat, dass sich ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Datenaufnahme erübrigt und die erfassten Daten aktuell sind. Allerdings haben viele Aktoren gewisse Reaktionszeiten, sodass es vorteilhaft ist, die Sensoren vorausschauend zu gestalten, damit sie das Feld in hinreichend großem Abstand vom Arbeitsfahrzeug sensieren können. Die DE 10 2010 038 661 A1 beschreibt eine Erntemaschine, die mit einem Sensor zusammenwirkt, der an einem Fluggerät befestigt ist und seine Daten drahtlos auf die Erntemaschine überträgt. Der Sensor erfasst einerseits den Erntegutbestand vor der Erntemaschine, z.B. das Volumen eines auf dem Feld liegenden, durch einen Feldhäcksler oder eine Ballenpresse aufzunehmenden Schwades, um die Vortriebsgeschwindigkeit der Erntemaschine vorausschauend an die aufzunehmenden Erntegutmengen anzupassen, andererseits den Überladevorgang von der Erntemaschine auf ein begleitendes Fahrzeug zum Abtransport des Ernteguts. Wie der Antrieb der Rotoren des insbesondere als Quadrocopter ausgeführten Fluggeräts erfolgt und die Sensoren und anderen elektronischen Elemente des Fluggeräts mit Strom versorgt werden, wird nicht im Einzelnen beschrieben. Derzeit ist die Flugzeit eines handelsüblichen, mit Akkumulatoren betriebenen Fluggeräts jedenfalls nicht hinreichend für landwirtschaftliche Anwendungen, die bei großen Feldern mehrere Stunden dauern können. Der Einsatz von Fluggeräten in der Landwirtschaft zu Erkundungszwecken wird auch in DE 10 2010 046 479 A1 und US 2003/0130767 A1 beschrieben. Die nachveröffentlichte DE 10 2013 019 098 B3 und die CN 202 271 897 U1 beschreiben unbemannte Fluggeräte für landwirtschaftliche Einsatzzwecke, die mit austauschbaren Akkumulatoren ausgestattet sind. Die WO 2010/032251 A2 zeigt ein unbemanntes, zu Überwachungszwecken dienendes Luftfahrzeug, das über ein Kabel mit Energie versorgt wird. Das Kabel ist auf einer Haspel mit einer festen Drehachse aufgewickelt. Aufgabe Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Kombination aus einem landwirtschaftlichen Arbeitsfahrzeug und einem damit zusammenwirkenden Fluggerät zur Erkundung eines Felds bereitzustellen, die eine hinreichende Betriebsdauer des Fluggeräts ermöglicht. Erfindung Die vorliegende Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert. Ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug wirkt mit einem Fluggerät mit einem Sensor zur Erkundung eines Felds zusammen, dessen Signale insbesondere in Echtzeit und online auf das landwirtschaftliche Arbeitsfahrzeug übertragbar sind. Das Arbeitsfahrzeug ist mit einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät ausgestattet, um eine hinreichende Flugzeit des Fluggeräts zu erzielen. Die Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät umfasst ein Kabel. Durch das Kabel werden auch Signale des Sensors und Anweisungen vom Arbeitsfahrzeug an das Fluggerät übertragen. Das Kabel wird auf einer Haspel aufgewickelt. Insbesondere kann das Kabel mit einem Kraft- und/oder Winkelsensor zusammenwirken, aus dessen Signalen Rückschlüsse auf die Windrichtung und/oder -stärke getroffen werden. Aus diesen Winkeln und der Länge des abgewickelten Kabels kann auch ein Rückschluss über die Position des Fluggeräts getroffen werden. Ausführungsbeispiel In den Zeichnungen sind zwei nachfolgend näher beschriebene Ausführungsbeispiele dargestellt, wobei nur die zweite Ausführungsform erfindungsgemäß ist. Es zeigt:1 eine seitliche Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Fluggerät und einer ersten Ausführungsform einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät, und2 eine seitliche Ansicht eines Arbeitsfahrzeugs mit einem Fluggerät und einer zweiten Ausführungsform einer Einrichtung zur Übertragung von elektrischer Energie auf das Fluggerät. Arbeitsfahrzeug und Fluggerät In der 1 ist ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug 10 in der Art eines selbstfahrenden Feldhäckslers dargestellt. Weiterhin ist ein unbemanntes Fluggerät 100 vorgesehen. Das Arbeitsfahrzeug 10 könnte auch eine beliebige andere selbstfahrende Erntemaschine sein, wie ein Mähdrescher oder Rübenernter, oder ein Traktor mit einem beliebigen Gerät zur Bearbeitung des Feldes, wie einer Sämaschine, einer a