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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Spargelernte bzw. ein Verfahren zur maschinellen Spargelernte. Nach Stand der Technik zur maschinellen Spargelernte wird der Erddamm, in welchem der Spargel wächst 6 bis 8 cm über der Wurzelfläche abgeschnitten und aufgenommen. Erde und Spargel werden über ein Trennband befördert und getrennt. Der Spargel wird dann per Hand auf einem Sortierband gesammelt und hinter der Maschine auf der Sammelplattform in Kisten gelagert. Zuletzt wird der Damm wieder geformt und wieder aufgebaut. Eine maschinelle Spargelernte ist beispielsweise bekannt aus der
EP 0922382 A1 . Dabei werden große Mengen Erdreich abgetragen und nicht nur der gewünschte, erntereife Spargel sondern alle im Erdreich befindlichen Spargel abgeerntet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine maschinell unterstütze oder eine automatische Spargelernte mit einer größeren Ausbeute an unversehrten, erntereifen, gestochenen Spargeln durchzuführen. Sie ermöglicht eine schonenden mit dem Spargel, dass nur Spargel der Ziel-Länge geerntet wird, weniger manuellen Aufwand und dass das Erdreich, in welchem der Spargel wächst, bzw. der aufgeschüttete Erddamm nicht zerstört wird. Eine Abtragung großer Mengen von Erdreich wird vermieden, wenig bis gar keine nicht erntereife Spargel werden in Mitleidenschaft gezogen. Darüber hinaus lässt sich die Erfindung kostengünstig realisieren und flexibel anpassen.
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Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
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Vorteilhafterweise wird eine oder mehrere Sonden in das Erdreich eingebracht, um die Lage des Spargels unterhalb der Erdoberfläche zu ermitteln, wodurch eine Bestimmung der Lage des Spargels unterhalb der Erdoberfläche nicht mehr manuell durchgeführt werden muss und trotzdem die Vorteile einer exakten Lagebestimmung erreicht werden.
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In einer beispielhaften Ausführung wird mittels der Sonden über Aussendung und Empfang elektromagnetischer oder akustischer Wellen die Lage des Spargels bestimmt. Bekannte Bildgebungsverfahren sind zum Beispiel Ultraschall oder Röntgenverfahren. Durch solche Verfahren kann die Lage des Spargels zuverlässig bestimmt und ausgewertet werden.
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In einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird eine Lage des Spargels, bzw. die Wachstumsrichtung der Spargelstange, unterhalb der Erdreichoberfläche durch einen Stromfluss bestimmt, was eine besonders effektive, kostengünstige und einfach Methode darstellt, an diese Informationen zu gelangen. Dabei werden Stromleiter in der Nähe des Spargels in das Erdreich eingebracht. Durch Anlegen einer Spannung zwischen diesen Leitern und einer Kontaktierung des Spargels, z. B. am Kopf des Spargels, kann ein Strom über den Spargel, durch das Erdreich zwischen Spargel und Leiter und über die Leiter zurück fließen. Durch Messung der Stromstärke in den verschiedenen Leitern lässt sich ermitteln, welche Leiter größeren und welche Leiter, bzw. Stromempfänger kleinerer Abstand zum Spargel haben, also eine größere Strecke an zu überwindendem Erdreich zwischen sich und dem Spargel haben. Daraus lassen sich Rückschlüsse über die Lage des Spargels unterhalb der Erdoberfläche ziehen. Die Kontaktierung kann in einer besonderen Ausgestaltung über eine Greifvorrichtung geschehen, welche wiederum auch zum abschließenden Herausziehen des Spargels herangezogen werden kann. Dadurch können zwei benötigte Vorrichtungen dieser Ausgestaltung in einer Vorrichtung kombiniert werden, um Platz und Kosten zu sparen.
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Die Stromleiter im Fall einer Lagebestimmung über Stromfluss können als kostengünstig ausführbare Variante als metallische Stäbe realisiert sein. In Frage kommen dabei mindestens zwei, besser 3 oder mehr Stäbe, um ausreichende Aussagen über die Spargellage zu gewinnen. Alternativ ist auch eine einzelne Leiter-Vorrichtung denkbar, welche z. B. relativ zum Spargel bewegt wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird aufgrund der Informationen über die Lage des Spargels unterhalb der Erdreichoberfläche eine Spargelstechvorrichtung gesteuert, welche einen oberen Teil des Spargels, die Spargelstange, von den Wurzeln des Erdreichs trennt. Damit wird das standardmäßig angewandte Verfahren des Wurzelstechens kombiniert mit der Information über die Lage des Spargels und damit eine schonende, maschinelle Spargelernte mit zu heutiger Spargelernte vergleichbaren Resultaten erreicht.
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Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die Position der Sonden zur Detektion der Spargelposition in Abhängigkeit der Lagen der zuvor gestochenen/detektierten Spargel vorzusehen. So können die Positionen z. B. bei festgestellten Vorzugsorientierungen der Spargel, z. B. eines bestimmten Erdwalls, so festgesetzt werden, dass die Anzahl an Verletzungen der Spargel durch die Sonden vermindert wird.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 einen Erdwall mit darin wachsenden Spargeln sowie eine Vorrichtung zur Spargelernte, insbesondere mit Mitteln zur Bestimmung der Spargellage unterhalb der Erdreichoberfläche,
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2 einen Erdwall mit darin wachsenden Spargeln sowie eine Vorrichtung zur Spargelernte, insbesondere mit Mitteln zum Stechen der Spargel.
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1 zeigt eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dabei ist sind Spargel 11, 12, 13, 14 gezeigt, welche in einem Erdreich 10 wachsen. Auf dem Erdreich ist, z. B. zu einer Verlängerung oder für einer vereinfachte Ernte, ein optionaler Erdwall (oder Erddamm) 20 dargestellt. Für eine Ernte des erntereifen Spargels 12 bzw. für eine Unterstützung der Ernte des erntereifen Spargels 12 kommt die Vorrichtung 30 zum Einsatz. Die Vorrichtung weist gemäß 1 eine Sensorik 31 auf zur Erfassung von Spargelköpfen, welche aus dem Erdreich, bzw. hier aus dem Erdwall 20 ragen, bzw. zur Erfassung von Anzeichen von demnächst aus dem Erdreich ragender Spargelköpfe. Die Sensorik zur Erkennung des Spargelkopfes ist zum Beispiel als bildgebender Sensor mit entsprechenden Auswerte-Algorithmen ausgestaltet. Zur Optimierung der Erkennung kann dabei auch eine Fremdbeleuchtung eingesetzt werden. Die Position des Spargel-Kopfes kann dann abgespeichert und ausgewertet werden, z. B. von einer Einheit welche die Abstech-Position des Spargels bestimmt. Zusätzlich weist die Vorrichtung 30 eine Greifvorrichtung 32 auf, welche den Spargel 12, bzw. den Kopf des Spargels 12 greifen kann. Gleichzeitig wird der Spargel 12 über die Greifvorrichtung 32 kontaktiert. Des Weiteren weist die Erntevorrichtung 30 elektrische Leiter 33 und 34 auf, in 1 ausgeführt als (z. B. metallische) Stäbe, welche in Umgebung des zu erntenden und kontaktierten Spargels 12 in das Erdreich eingeführt werden. Die Positionierung der Leiter wird über die Auswertung der Position der zuvor gestochenen Spargel optimiert und somit eine Beschädigung der Spargel durch die Leiter minimiert. So kann beispielweise eine allgemeine Vorzugsausrichtung der Spargel aufgrund der bisher erzielten Resultate festgestellt werden und dies bei der Positionierung der Leiter für die kommenden Spargel berücksichtigt werden. Entsprechendes gilt z. B. auch für die Tiefe/Länge der Spargel. Es kann dazu ein Rechenprogramm vorgesehen sein, dass auch der bisher ermittelten Spargellage eine Abschätzung für den nächsten zu stechenden Spargel trifft, wonach sich die Positionierung der Leiter, aber auch der Stechvorrichtung richten kann. Nun kann zwischen der Greifvorrichtung 32 und den Leitern 33 und 34 eine Spannung angelegt werden. Diese führt zu einem Stromfluss durch den Spargel 12 und das den Spargel umgebende Erdreich zu den Leitern 33 und 34. Derjenige Leiter, welcher dem Spargel am nahesten ist, hat den größeren Stromfluss zu verzeichnen. Dieser wird von der Auswerteeinheit 35 der Vorrichtung 30 registriert. In Abhängigkeit dieser Information, also wie der Spargel 12 unterhalb der Erdreichoberfläche, bzw. der Oberfläche des Erdwalls 20, wächst, insbesondere unter welchem Raumwinkel zur Erdreichsenkrechte er wächst, bzw. welche Wachstumsrichtung er aufweist, bestimmt die Auswerteeinheit den Erntevorgang, speziell das Trennen des Spargels von seinen Wurzeln, also das Stechen des Spargels.
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2 zeigt die gleichen Spargel 11, 12, 13, 14 im Erdreich 10 bzw. Erdwall 20 wie 1. Ebenso ist die gleiche Vorrichtung 30 gezeigt, wobei die Vorrichtungen 33 und 34 aus 1 der Übersichtlichkeit wegen in der Darstellung in 2 ausgelassen wurden. Dafür ist in 2 die in 1 ausgelassene Vorrichtung 36 gezeigt. Diese Vorrichtung 36 ist eine Schneide-, bzw. Stechvorrichtung, welche den zu erntenden Spargel 12 von seinen Wurzeln trennt. Dabei wird die Stechvorrichtung 36 aufgrund der Auswertung der Stromflüsse durch die Leiter 33 und 34 (1) und damit aufgrund der Information über das Spargelwachstum unterhalb der Erdreichoberfläche gesteuert. Wie oben beschrieben, wird die Stechvorrichtung 36 auch aufgrund der gespeicherten Informationen über die Position des Spargelkopfes gesteuert, welche über die Sensorik 31 gewonnen wurde. Dadurch wird verhindert, dass die Stechvorrichtung 36 bei Eintreten in das Erdreich den Spargel verletzte oder der Trennvorgang des Spargels, bzw. der Spargelstange, von seinen Wurzeln aufgrund einer falsch eingeschätzten Spargellage erfolglos bleibt. Die einfache Hypothese eines parallel zur Erdreichsenkrechte, also gerade von unten nach oben, wachsenden Spargels ist in der Realität nur selten erfüllt. Daher ist für eine erfolgreiche, maschinelle Spargelernte die Information über die Lage des Spargels unterhalb der Erdreichoberfläche sehr wertvoll und kann maßgeblich zu einer gesteigerten Effizienz der maschinellen Spargelerntung beitragen. Nach einem erfolgreichen Trennen des Spargels von seiner Wurzel durch die Stechvorrichtung 36 wird der Spargel unter Benutzung der Greifvorrichtung 32 gezogen und damit geerntet.
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Eine der großen Herausforderungen bei der maschinellen Ernte einzelner Stangen ist es, die Orientierung des Spargels im Erddamm, also seine Wachstumsrichtung unter der Erdoberfläche, herauszufinden. Die in den Ausführungsbeispielen genannte Methode der Bestimmung der Spargellage unterhalb der Erdreichoberfläche ist nur eine möglich Ausgestaltung und schränkt den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Insbesondere ergeben sich durch das Einbringen von Sonden in das Erdreich zur Lagebestimmung des Spargels verschiedene alternative Möglichkeiten wie akustische Wellen (Ultraschallbildgebung), elektromagnetische Wellen (z. B. Röntgen) oder elektrische Leitung (Ausführungsbeispiel oben. Besonders vorteilhaft ist es, im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, spezielle Anpassungen der Leiter 33 und 34 vorzunehmen. Zum Beispiel kann es vorteilhaft sein, die Leiter 33 und 34 nicht durchgehend, sondern zum Beispiel nur an der Spitze, mit einer leitenden Oberfläche vorzusehen, z. B. damit ein Stromfluss zu dem Spargel nicht zu nahe an der Erdreichoberfläche stattfindet. Des Weiteren ist es vorteilhaft mehrere Leiter vorzusehen – z. B. ist die Information über die Spargellage schon bei drei Leitern deutlich aussagekräftiger als bei zwei Leiterstangen, wie sie in 1 gezeigt sind. Die Kontaktierung, die Leiter, die Spannung und die Auswertung bzw. die Auswerteeinheit sollten speziell an die Leitbedingungen angepasst sein und könnten zum Beispiel auch flexibel an spezielle Bedingungen vor Ort (z. B. Feuchtigkeit) angepasst werden. Die Art der Kontaktierung über die Greifvorrichtung 32 und die Form bzw. Ausgestaltung der Leiter 33 und 34 als Stangen sind nur beispielhaft und schränken die allgemeine Idee nicht ein, eine Spargellage unter der Erdreichoberfläche über einen Stromfluss zu bestimmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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