CN116193978A - 用于确定通过块根作物输送设备输送的收获物的状况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定通过块根作物输送设备(2)输送的收获物的特性的方法，包括以下步骤。第一步骤是通过至少一个尤其由块根作物输送设备(2)所包括的测量设备(4)测量表征由块根作物输送设备(2)所输送的至少一个块根作物(6)的至少一个状况的测量数据(50)。第二步骤是通过评估设备(30)计算至少与测量数据(50)相关的结果数据(52)，所述结果数据适合于设定块根作物输送设备(2)。第三步骤是通过评估设备(30)提供结果数据(52)或与其相关的信号。

Description

用于确定通过块根作物输送设备输送的收获物的状况的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定通过块根作物输送设备输送的收获物的特性的方法。

背景技术

块根作物输送设备用于转移块根作物，例如作为收割机的一部分或在块根作物的入仓或出仓期间进行转移。通过确定该特性可以确定：块根作物输送设备的功能的实现程度。在从DE 10 2018 127844A1中已知的方法中，例如求出所输送的块根作物的运动方向。用于求出收获物中块根作物与混合物的比例的方法也是已知的。

尽管如此，已知方法的缺点在于：尽管使用已知方法，但定期有显著份额的块根作物基于输送和在此基于作用于块根作物上的力而腐烂，进而无法进一步被处理用于淀粉生产或食品生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法、一种块根作物输送设备和一种块根作物收获机，通过其实现更温和且同时有效的块根作物输送。

根据本发明，该目的通过包括以下三个步骤的这种类型的方法来实现。在第一步骤中，通过至少一个测量设备测量表征由块根作物输送设备所输送的至少一个块根作物的至少一个状况的测量数据。

测量设备特别地由块根作物输送设备所包括。测量数据是由测量设备作为测量的直接结果提供的数据。测量尤其在通过块根作物输送设备输送块根作物期间或之后、但是优选地在块根作物输送设备处或紧邻块根作物输送设备进行。在输送时，块根作物特别是收获物流的一部分，所述收获物流也可以包含不期望的混合物，例如石头、土块或植物残留物、例如杂草。

特别是甜菜或马铃薯的块根作物的状况是块根作物的至少一种特性，所述特性特别是独立于输送速度、输送方向和/或在块根作物输送设备中或其上的位置而附于所述块根作物。状况优选地独立于随块根作物输送的混合物或附着在块根作物上的土壤。状况特别是指块根作物的表面或表皮和/或位于其下的块根作物内部的特性。该特性尤其是块根作物的颜色、大小、形状、硬度和/或可变形性。待收获的块根作物的状况一方面在其在收获之前通常是不均匀的，并且与块根作物类型、土壤条件等相关。另一方面，状况在通过块根作物输送设备输送期间会改变或还被损伤。

在该方法的第二步骤中，通过评估设备计算至少与测量数据相关的结果数据。结果数据用于直接或间接地设定块根作物输送设备。

特别地，通过评估设备执行测量数据的解释。优选地，至少以如下方式评估测量数据：即块根作物的测量的状况被分类为无缺陷或有缺陷或未受损伤或受损伤。优选地，确定所发现的缺陷的质量或其位置。特别地，结果数据仅基于测量数据。替代地，结果数据优选地基于测量数据和其他数据，所述其他数据例如考虑块根作物类型、土壤状况和/或天气作为影响变量，并且尤其可以由用户预设。

在该方法的第三步骤中，通过评估设备提供结果数据或与其相关的信号。

结果数据或信号特别是以视觉和/或听觉的方式输出，优选地在机器驾驶员周边输出。如果在一定时间段期间状况被评估为不足，则优选地输出至少一个信号。优选地持续输出质量特征值，所述质量特征值基于一次或多次测量表征一个或多个块根作物的状况。基于结果数据或信号，使块根作物输送设备的用户明显更容易地最佳地、特别是为了保护块根作物来运行块根作物输送设备。

通过测量和评估所输送的块根作物的状况，可以估计其质量，特别是其仓储能力。在确定条件不令人满意的状况并且块根作物通常随之倾向于腐烂，用户可以直接地适配块根作物输送设备的设定，以改善状况或减少通过块根作物输送设备对该状况的损害。通过根据本发明的方法可以直接检查适配是否成功。此外，块根作物输送设备基于保护块根作物的方法无需以不必要低的效率运行，并且在任何情况下都可以实现在保护块根作物和尽可能高的作物吞吐量之间的最佳折衷。

评估设备优选地基于测量数据求出关于机械损伤、尤其内部机械损伤的存在和/或质量的信息。机械损伤尤其是压伤部位、划痕、割伤、擦伤和/或夹伤。将块根作物的这种表面附近的或邻接于环境的、过去暴露在较大外部压力下的区域称作为压伤部位。因此通常块根作物在所述区域中的稠度变软，以及块根作物更倾向于腐烂。特别地，测量设备构造成，使得其至少测量块根作物的硬度或柔韧性或该区域的其他特征。借此，特别地，即使在腐烂或坏死所基于的化学、生物和/或物理降解过程结束之前，也可以可靠地确定通过机器部件所产生的压伤部位。

在本发明的一个有利的设计方案中，控制设备根据结果数据设定块根作物输送设备。特别地，评估设备为此将结果数据提供给控制设备。后者优选地自动适配块根作物输送设备的至少一个运行参数。该适配优选地在块根作物输送设备运行期间发生并且不需要中断运行。特别地，控制设备构造成，使得块根作物的质量尽可能不低于极限值并且同时块根作物输送设备的作物吞吐量尽可能大。

尤其等待时间(停滞时间)跟随在运行参数的每次变化之后，在所述等待时间期间相同的运行参数不再发生变化。特别地，等待时间与块根作物在运行中从其运行参数已经改变并且沿着输送路径设置在测量设备之前的元件直至测量设备所需时间一样长。此外，可以根据测量频率选择等待时间。特别地，至少当有缺陷的块根作物占最后测试的特定数量块根作物的份额超过极限值时，才改变运行参数。在该情况下，特别是有利于更温和地处理块根作物而可设定块根作物输送设备。在明显低于极限值的情况下，相反地设定块根作物输送设备，以增加吞吐量。

在本发明的有利的设计方案中，运行参数仅在用户同意改变时才改变。代替自动控制，一旦评估或控制设备认为改变合理或必要，就向用户建议所述改变。替代地，在本发明的一个更简单的版本中，对于用户只需知道有缺陷的状况，于是其可以手动改变运行参数。

特别地，评估设备以无线或有线方式与测量设备耦合或者由同一计算机单元包括。替代地或附加地，评估设备和控制设备由同一计算机单元所包括。

控制设备优选设定块根作物输送设备的至少一个输送元件和/或至少一个分离元件相对于机器框架的高度和/或回转速度、转速、斜率、间隙宽度。输送或分离元件尤其构成为带、辊、导向板、偏转板、偏转辊、升降机、刺猬带、指带或梳形件。转速尤其是用于输送或清洁或分离收获物的组成部件的转速，优选地是用于产生气流的转子的转速。为此，控制设备尤其与液压马达、液压阀和/或液压缸耦合。替代地或附加地，控制设备尤其与电动马达、线性驱动器和/或电路耦合。在运行中由牵引车辆牵引的包括块根作物输送设备的收割机的情况下，控制设备优选经由所谓的牵引实施管理(TIM)来设定牵引车辆的行驶速度。在包括块根作物输送设备的自行式收割机的情况下，控制设备尤其直接设定收割机的行驶速度。

输送元件和分离元件是块根作物输送设备的在运行中与收获物直接接触的元件。输送元件尤其是在运行中回转的筛分带。分离元件尤其是采摘辊、刺猬带等。控制设备特别优选地设定提升深度、敲击元件的频率或间隙宽度。

测量数据优选至少部分地借助测量设备的光学传感器测量。光学传感器尤其构造成用于求出不同图像部分的灰度值或亮度。在测量期间，光学传感器特别设置在块根作物上方。评估设备特别优选地根据光散射计算结果数据。为此，对光学传感器的测量数据进行评估，使得求出反射光的散射的量度。因此，光学传感器特别适合于测量，因为压伤部位将光以与块根作物的完好区域不同的方式反射光，特别是进一步散射光。

光学传感器尤其构成为相机、优选构成为单色相机，并且尤其包括带通滤波器。因此，对结果数据的计算的这种形式引起对块根作物的腐烂倾向的特别可靠的评估，因为已经表明块根作物在压伤部位区域中的光反射特性与其他区域显著不同。替代于或除了上述变型形式，使用高光谱成像，特别是具有800-2000nm的高光谱成像、热像仪、超声波和/或雷达用于评估。

为了产生光反射，块根作物优选借助于激光器、特别是线激光器辐照块根作物。特别地，将线激光器直接与光学传感器相关联。激光器的特征在于发送单色光。由此，在评估光散射时可以使干扰影响最小化。为了进一步优化该方法，将在测量期间块根作物所处的测量室至少部分地屏蔽日光。

激光器优选输出波长在400和1400nm之间、优选在600和1000nm之间、特别优选900nm的辐射。在此，激光的功率在0.1和2mW/cm之间的范围内。在所述光参数的情况下可尤其明确地确定压伤部位所引发的光散射差异。

通过本发明的这些优选的设计方案可以鉴别通过常规尤其在块根作物收获机运行期间使用的挑拣员或根据收获物的实时图像无法识别的损伤。因此，存在显著更基础牢固的数据基础以优化收获结果。

替代于或除了光学传感器之外，测量数据优选至少部分地借助于测量设备的触觉传感器来测量。触觉传感器至少部分地朝块根作物运动以进行测量。通过在测量期间至少部分与块根作物直接接触的触觉传感器可以尤其简单地确定在压伤部位中的改变的块根作物结构，特别是较大的柔韧性。

优选地，结果数据与每单位路程的力增加和/或压力增加相关，触觉传感器的触觉元件在与块根作物接触的情况下经过所述路程。通过尤其包含在测量数据中的力或压力-路径比尤其可以标识块根作物的硬度和块根作物表皮的延展性。替代于或除了该比例之外，测量数据尤其包括沿着预定路程确定的最大力或最大压力。在此，测量以有利于块根作物产量的非破坏性方式进行或以有利于可靠的测量数据的破坏性方式进行，其中穿透阻力优选为要求出的中心变量。

触觉传感器的触觉元件尤其可在水平移动方向上运动。由此可以简化地执行在块根作物的冠部或脐端处进行测量，所述测量沿块根作物的主要延伸方向彼此规则地间隔开。之所以如此，是因为所述端部通常侧向取向。

在本发明的一个有利的设计方案中，块根作物通过测量从具有块根作物的收获物流中在空间上分离。特别地，块根作物在其分离之后固定在传感器区域中，特别是固定在测量室中。为此，测量设备特别包括可移动的固定设备。对于空间情况，特别将旁路输送路径与测量设备相关联，块根作物特别是在重力作用下到达所述旁路输送路径中。在优选非破坏性测量之后，旁路输送路径将块根作物尤其再次输送给收获物流。块根作物优选仅在其被分类为无缺陷时才被再次输送给收获物流。特别地，固定设备是可移动的，使得可以通过相同的传感器从块根作物的不同侧测量块根作物的状况。

尤其是在块根作物经过块根作物输送设备的输送路径的至少三分之二之后，将块根作物从收获物流分离。在此，输送路径从块根作物输送设备的接收端部直达输出端部。替代地或附加地，在块根作物已经交付到延伸直至输出端部的或直接排列在料仓上游的输送元件上之后，分离块根作物。输送元件尤其构造为分拣带。在输送路径的后部区域中才分离的优点在于：由此在测量时至少已经考虑了通过块根作物输送设备对块根作物施加的大部分影响。

输送路径优选地通过多个输送元件构成，所述输送元件在运行中优选环绕地构成。特别地，输送元件分别具有至少50cm的宽度。接收端部尤其通过掘起铲来定义。输出端部尤其通过输送带的偏转区域定义，尤其输送路径中的最后的或倒数第二个输送路径来定义。

特别地，通过该方法每分钟记录至少一个块根作物的测量数据。优选连续地针对收获物的块根作物的特定份额记录测量数据。特别优选地记录所有输送的块根作物的测量数据。

替代于由块根作物输送设备所包括的测量设备，测量设备是尤其移动的测量站的一部分。测量站尤其在块根作物的收获和其入仓之间进行测量。测量站优选地以无线或有线方式与块根作物输送设备或块根作物收获机耦合并且优选地对其进行自动设定。

块根作物输送设备或其至少一个组成部件的设定优选地基于不同测量设备的测量数据来进行，所述测量设备尤其沿着块根作物输送设备的输送路径定位在不同部位处。替代地或附加地，测量设备的至少一个传感器在两次测量之间相对于块根作物和/或机器框架特别是借助于臂运动，或者测量设备包括多个传感器。传感器特别用于测量相同块根作物的不同区域。由此，可以为结果数据提供特别牢固的基础，并且可以求出一个或多个块根作物的质量的特别可靠的图片。

与触觉传感器相比，光学传感器的优势在于可以在输送路径的一部段的正上方使用光学传感器，而无需为此从一开始就需要分离块根作物。此外，状况不会因测量本身而改变。特别地，具有光学传感器的测量设备构造成用于同时测量不同块根作物的状况，所述块根作物尤其由输送路径的相同的输送元件输送。

结果数据优选地根据不同测量的测量数据来计算，所述测量尤其由设置在输送路径的不同部段处的测量设备执行。由此，尤其可以沿着输送路径测量或构建块根作物的负载，以便至少鉴别关键的输送或分离元件。

优选地，每分钟进行至少一次测量。替代地或附加地，在各基本测量之后最多一分钟内在此基础上进行提供或设定。如果提供或设定基于在不同时间点测量的测量数据，则优选地在提供或设定之前最多一分钟内测量测量数据的至少一部分。除了等待时间之外，该方法尤其实现连续适配块根作物输送设备。

评估设备优选将测量数据和/或至少一个与所述测量数据相关的特征值与定位数据和/或批次数据相关联。由此，可以根据收获块根作物的地点确定块根作物的质量，以便将对块根作物类型或其处理的选择匹配于此。通过将测量数据或特征值与批次数据相关联，可以将相当倾向于腐烂的批次入仓，使得其不久再次出仓，而更耐久的批次可以入仓更长时间。批次数据优选地包括重量、收获时间和/或仓储位置。相关联的数据尤其由评估设备存储或者尤其无线地提供给服务器。

该目的还通过一种块根作物输送设备实现，所述块根作物输送设备包括构造成用于测量块根作物的测量设备，所述测量设备又包括上述的和/或下述的光学传感器和/或触觉传感器。块根作物输送设备用于执行上述和/或下述的方法。块根作物输送设备特别构造成入仓或清洁设备。

优选地，将构造成用于将块根作物从输送路径输送至测量设备的测量室的和/或从测量室输送离开的测量输送元件与测量设备相关联。测量输送元件尤其构成旁路输送路径。测量输送元件尤其构造成筛分带和/或具有小于50cm的宽度。特别地，测量输送元件被激活仅进行测量。通过测量输送元件可以简化将块根作物从收获物分离。

在本发明的一个有利的设计方案中，在块根作物输送设备的测量室和输送路径之间设置分离元件。分离元件在关闭位置中将输送路径朝测量室隔开。分离元件在打开位置中构造成用于使块根作物从输送路径穿行至测量设备。特别地，分离元件布置在一起构成输送路径的元件的至少一部分的下方，使得在分离元件的打开位置中块根作物由于重力到达测量室或测量输送元件。分离元件特别地以可移动的方式受到支承。

该目的还通过块根作物收获机、特别是马铃薯或甜菜收割机来实现，其具有上文和/或下文所述的块根作物输送设备。块根作物收获机尤其是在运行中自行式的块根作物收获机或在运行中由牵引机器牵引的块根作物收获机。

附图说明

因此，本发明的其他细节和优点可以在下面描述的、示意性示出的实施例中得出；附图示出：

图1示出具有处于关闭位置中的分离元件的根据本发明的第一块根作物输送设备的部分俯视图，

图2示出具有处于打开位置中的分离元件的根据图1的部分俯视图，

图3示出第一块根作物输送设备的根据图2中的剖切线A-A的剖视图，

图4示出根据本发明的第二块根作物输送设备的类似于图3的剖视图，

图5示出第一块根作物输送设备的部分俯视图，

图6示出第一块根作物收获设备的根据图5中的剖切线B-B的另一剖视图，

图7示出第三块根作物收获设备的部分俯视图，

图8示出第三块根作物收获设备的根据图7中的剖切线C-C的剖视图，

图9示出第三块根作物收获设备的部分俯视图，

图10示出第三块根作物收获设备的根据图9中的剖切线D-D的另一剖视图，

图11示出根据本发明的第一方法的示意流程图，

图12示出根据本发明的第二方法的示意流程图，

图13示出根据本发明的块根作物收获机的侧视图。

具体实施方式

根据本发明的实施例的在下面解释的特征也可以单独地或以与所示出或描述不同的组合成为本发明的对象，但总是至少与权利要求1的特征组合。只要有意义，功能相同的部件设有相同的附图标记。

根据图1至图10的块根作物输送设备2分别具有一个输送路径8，所述输送路径在运行中沿输送方向9将包括块根作物6的收获物流22向前移动。所示的块根作物输送设备2的每个包括用于测量表征所输送的块根作物6的状况的测量数据50的测量设备4。

第一和第二块根作物输送设备2各具有分离元件14，所述分离元件设置在输送路径8和测量输送元件12之间。分离元件14可以从关闭位置(图1)转移到打开位置(图2)中。在打开位置中，至少一个块根作物6到达测量输送元件12，所述测量输送元件将块根作物6输送至测量设备4，并且在测量之后，从测量设备4离开沿测量输送方向13输送。

在测量设备4内部，第一和第三块根作物输送设备2(参见图3和8)具有光学传感器18。所述光学传感器在测量室10内测量由至少一个块根作物6反射的光。替代于光学传感器18，第二块根作物输送设备2具有触觉传感器20，所述触觉传感器可在测量室10内沿运动方向21运动(参见图4)。

根据图13的块根作物收获机29具有块根作物输送设备2。块根作物收获机29的输送路径8从通过掘起铲定义的接收端部28延伸直至料仓24。在料仓24的上游设置有构造成分拣台的输送元件26，测量设备4设置在所述输送元件之上。块根作物收获机29包括机器框架16，上述可运动的组成部件可相对于所述机器框架运动地设置。

根据本发明的方法的两个实施方式通过图11和图12示出。根据图11，测量数据50由四个测量设备4a、4b、4c、4d记录，所述测量设备沿着块根作物收获机29的输送路径8设置在不同的部位(参见上面的a至d)处。基于测量数据，评估设备30和控制设备32计算用于设定块根作物收获机29的结果数据52。包含规则、算法和极限值的存储的数据51用于计算结果数据52。详细地，挖掘深度42、行驶速度44以及输送路径8的其他参数40通过结果数据52设定。

图12示出根据本发明的方法的扩展的实施方式。在此，为了计算结果数据52可以考虑其他数据。详细地，可由用户预设挖掘策略55，还考虑天气和土壤数据53。此外，考虑尤其包含一定量土块的夹杂物数据57。所述值也分别对通过结果数据52设定的参数和筛分带起点61处、筛分带末端63处的受其影响的料位、分割设备65的压力以及堵塞值67的关系具有作用影响59。后面提到的变量如直接与所述设定的参数40、42、44关联的实际值69一样作为测量数据50输入到重新调节中。

Claims (20)

1.一种用于确定通过块根作物输送设备(2)输送的收获物的特性的方法，包括以下步骤：

-通过至少一个尤其由所述块根作物输送设备(2)所包括的测量设备(4)测量表征由所述块根作物输送设备(2)所输送的至少一个块根作物(6)的至少一个状况的测量数据(50)，

-通过评估设备(30)计算至少与所述测量数据(50)相关的结果数据(52)，所述结果数据适合于设定所述块根作物输送设备，

-通过所述评估设备(30)提供所述结果数据(52)或与所述结构数据相关的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评估设备(30)基于所述测量数据(50)得出关于机械损伤的存在和/或质量的信息，尤其得出关于压伤部位、划痕、割伤、擦伤和/或夹伤的信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，控制设备(32)根据所述结果数据(52)设定所述块根作物输送设备(2)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制设备(32)设定所述块根作物输送设备(2)的至少一个输送元件和/或至少一个分离元件相对于机器框架(16)的高度和/或回转速度、转速、斜率、间隙宽度和/或所述块根作物输送设备(2)的行进速度(44)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量数据(50)至少部分地借助于所述测量设备(4)的光学传感器(18)来测量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述评估设备(30)根据光散射计算所述结果数据(52)。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，借助于激光器、特别是线激光器辐照所述块根作物(6)以产生光反射。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述激光器输出波长在400和1400nm之间、优选在600和1000nm之间、特别优选900nm的辐射。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量数据(50)至少部分地借助于所述测量设备(4)的尤其为了测量而要朝所述块根作物(6)运动的触觉传感器(20)来测量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述结果数据(52)与每单位路程的力增加和/或压力增加相关，其中所述触觉传感器(20)的触觉元件在与所述块根作物(6)接触的情况下经过所述路程。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述块根作物(6)在测量之前从收获物流(22)中空间分离并且尤其固定在所述传感器(18，20)的区域中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述块根作物经过所述块根作物输送设备的从接收端部(28)直达输出端部的输送路径(8)的至少三分之二之后和/或在所述块根作物已经交付到直达所述输出端部的或直接设置在料仓(24)上游的输送元件(26)上之后，将所述块根作物(6)从所述收获物流(22)分离。

13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述测量数据(50)由所述测量设备(4)的不同的传感器(18，20)测量和/或所述测量设备(4)的至少一个传感器(18，20)在两次测量之间相对于所述块根作物(6)和/或机器框架(16)运动。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述结果数据(52)根据不同测量的测量数据(50)来计算，所述测量尤其由设置在所述所输送路径(8)的不同部段处的测量设备(4)执行。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，每分钟进行至少一次测量，和/或在所基于的测量之后或在所基于的测量中的至少一个之后最多一分钟提供所述结果数据或根据所述结果数据进行设定。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述评估设备(30)将所述测量数据(50)和/或至少一个与所述测量数据相关的特征值与定位数据和/或批次数据相关联和进行提供。

17.一种块根作物输送设备(2)，其特征在于，设有构造成用于测量块根作物(6)的测量设备(4)，所述测量设备包括光学传感器(18)和/或触觉传感器(20)并且构造成用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

18.根据权利要求17所述的块根作物输送设备，其特征在于，将构造成用于将所述块根作物(6)从所述输送路径(8)输送至所述测量设备(4)的测量室(10)的和/或从所述测量室(10)输送离开的测量输送元件(12)与所述测量设备(4)相关联，其中在测量期间将所述块根作物(6)设置在所述测量室内。

19.根据权利要求18所述的块根作物输送设备，其特征在于，在所述块根作物输送设备(2)的所述测量室(10)和所述输送路径(8)之间设置在关闭位置中对所述输送路径(8)朝所述测量室(10)限界的分隔元件(14)，所述分隔元件在打开位置中构造成用于使所述至少一个块根作物(6)从所述输送路径(8)穿行至所述测量设备(4)。

20.一种块根作物收获机(29)，其具有根据权利要求17至19中任一项所述的块根作物输送设备(2)。

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