DK200800169U3

DK200800169U3 - Mechanical hatch robot hatch

Info

Publication number: DK200800169U3
Application number: DK200800169U
Authority: DK
Inventors: Poulsen Frank William
Original assignee: Poulsen Frank William
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2010-01-08

Description

DK 2008 00169 U3DK 2008 00169 U3

BeskrivelseDescription

Benævnelse:designation:

Lugeaggregat til mekanisk ukrudtslugerobot.Hatch unit for mechanical weed hatch robot.

Frembringelsens anvendelsesområde:Scope of production:

Frembringelsen angår en mekanisk lugerobot beregnet til at luge mellem planter i en rækkeafgrøde. En lugerobot består af flere dele: A: Et kamera eller anden detektor som detekterer planternes positioner.The production relates to a mechanical hatching robot intended to hatch between plants in a row crop. A hatchery robot consists of several parts: A: A camera or other detector that detects the positions of the plants.

B: En positions eller hastighedssensor, F.eks. et målehjul.B: A position or speed sensor, e.g. a measuring wheel.

C: En komputer som behandler og analyserer data fra kameraet og positi- ons/hastighedssensoren D: En hydrauliske aktuator med et lugeværktøjC: A computer that processes and analyzes data from the camera and position / speed sensor D: A hydraulic actuator with a hatch tool

Kendt teknik:Prior Art:

Der findes en teknik beregnet til at luge mellem planter som er baseret på at en hydraulisk motor driver et lugeaggregat som roterer om en lodret aksel. Aggregatets lugeværktøj beskriver et cycloide spor i jorden. Ved at afpasse omdrejningshastigheden med fremkørselshastigheden kan det opnås at nytteplanternes positioner passer med cycloide mønstret hvorved nytteplanterne skånes mens ukrudtet ødelægges. Aggregatet styres af en komputer og et kamera. Hvis planteafstanden varierer, hvilket ofte er tilfældet, er det nødvendigt at ændre aggregatets omdrejningshastighed i det korte tidsrum som maskinen er om at bevæge sig en planteafstand.There is a technique intended for weeding between plants which is based on a hydraulic motor driving a hatch assembly which rotates about a vertical shaft. The aggregate hatch tool describes a cycloid trace in the soil. By adjusting the speed of rotation with the forward speed, it can be achieved that the positions of the utility plants correspond to the cycloid pattern, thereby protecting the utility plants while destroying the weeds. The unit is controlled by a computer and a camera. If the planting distance varies, which is often the case, it is necessary to change the rotational speed of the unit for the short time that the machine is about to move a planting distance.

En anden kendt teknik er baseret på at sensorer tæt ved jordoverfladen via elektronik styrer pneumatiske cylindre som bevæger et lugeværktøj ud og ind mellem planterne i en planterække.Another known technique is based on sensors close to the earth's surface via electronics controlling pneumatic cylinders which move a hatching tool out and in between the plants in a row of plants.

Det tekniske problem:The technical problem:

Med denne frembringelse ønskes tilvejebragt en robot som kan reagere hurtigt på ændringer i afstanden mellem nytteplanterne.With this creation, it is desired to provide a robot that can respond rapidly to changes in the distance between the utility plants.

Desuden ønskes det at lugeaggregatet kan arbejde tæt på nytteplanterne.In addition, it is desired that the hatch unit can work close to the utility plants.

Det er desuden et ønske at aggregatet kan arbejde hurtigt.It is also a wish that the unit can work quickly.

Den nye teknik:The new technique:

Lugerobotten styres af en komputer med tilkoblet kamera. Softwaren detekterer og analyserer planterne. På baggrund af informationer om nytteplanternes positioner sendes styresignaler til lugeaggregatet som indeholder en hydrauliske eller pneumatisk aktuator, herefter benævnt aktuator, som bevæger lugeværktøjet.The hatch robot is controlled by a computer with a connected camera. The software detects and analyzes the plants. On the basis of information about the positions of the utility plants, control signals are sent to the hatch unit containing a hydraulic or pneumatic actuator, hereinafter called actuator, which moves the hatch tool.

DK 2008 00169 U3DK 2008 00169 U3

Frembringelsen angår:The production relates to:

Lugeaggregat som er nyt ved at omfatte en aktuator som indeholder en kraftoverføringsaksel der direkte eller indirekte ved hjælp af et hydraulisk eller pneumatisk medie, herefter benævnt trykmedie, bringes til at foretage en reverserende drejebevægelse.A hatch assembly which is new by including an actuator containing a power transmission shaft which causes, directly or indirectly, by means of a hydraulic or pneumatic medium, hereinafter referred to as pressure medium, to cause a reversing turning movement.

Lugeaggregat som er nyt ved at dets aktuator er konstrueret med kun en bevægelig del. Lugeaggregat som er nyt ved at lugeværktøjet er monteret direkte på aktuatoren uden mellemled. Lugeaggregat som er nyt ved at aktuatorens kraftoverføringsaksel er konstrueret med en kileformet udskæring til fastholdelse af lugeværktøjet.Ventilator which is new in that its actuator is designed with only one movable part. Hatch unit which is new in that the hatch tool is mounted directly on the actuator without intermediary. Ventilator which is new in that the actuator PTO shaft is designed with a wedge-shaped cut to hold the lug tool.

Lugeaggregat som er nyt ved at lugeværktøjet skafts ene ende er forsynet med et ombuk som passer i aktuatorens kraftoverføringsaksel.The hatch assembly, which is new in that the one end of the hatch tool is equipped with a bend that fits in the actuator's PTO shaft.

Lugeaggregat som er nyt ved at luge værktøjets skær er fastholdt ved hjælp af en kileformet udformning af skæret som modsvarer en tilsvarende V-formet tværsnit af lugeværktøjets skaft.The hatch assembly which is new by hatching the tool's insert is retained by a wedge-shaped design of the insert corresponding to a corresponding V-shaped cross section of the tool's shaft.

Den tekniske virkning:Technical impact:

Lugeværktøjets skær, som er monteret på enden af skaftet som er fikseret i den kileformede udskæring på aktuatorens kraftoverføringsaksel, foretager derved en frem og tilbagegående bevægelse på tværs af rækken. På denne måde føres lugeværktøjet ind i rækken når ukrudtet skal fjernes og ud af rækken når kulturplanten skal skånes.The cutting tool cutter, which is mounted on the end of the shaft which is fixed in the wedge-shaped cut-out on the actuator shaft of the actuator, thereby makes a reciprocating movement across the row. In this way, the hatch tool is introduced into the row when the weeds need to be removed and out of the row when the culture plant is to be spared.

Ved at anvende en reverserende drejebevægelse af aktuatorens kraftoverføringsaksel, foretager lugeværktøjet en tværgående bevægelse i forhold til planterækken og ved at anvende konventionelle radrenser skær til at ødelægge ukrudtet mellem planterækkeme, kan det opnås, at det ubehandlede område, hvor nytteplanten står, bliver omtrent firkantet og lille. Det er fordelagtigt at lugeværktøjet kan bevæge sig hurtigt i forhold til maskinens ff emkørselshastighed.By using a reversing rotary movement of the actuator PTO shaft, the hatch tool makes a transverse movement relative to the plant row and by using conventional row cleaner inserts to destroy the weeds between the plant rows, it can be achieved that the untreated area where the utility plant stands is approximately square and small. It is advantageous that the hatch tool can move quickly in relation to the machine's driving speed.

Ved at fremstille de bevægelige dele slanke og med forholdsvis lille masse, kan det opnås, at de kan bevæge sig hurtigt, hvorved robotten kan køre med en højere hastighed. Denne frembringelse er kendetegnet ved at de bevægelige deles samlede inerti er lav. Antallet af bevægelige dele er lavt, -ved en udførelses form er der kun én bevægelig del.By making the moving parts slender and of relatively small mass, it can be achieved that they can move quickly, allowing the robot to run at a higher speed. This generation is characterized by the overall inertia of the moving parts being low. The number of moving parts is low, in one embodiment there is only one moving part.

Ved at undgå mellemled og ved at lugeværktøjet er monteret direkte på kraftoverføringsakslen, kan den samlede bevægede masse minimeres hvilket muliggør en høj arbejdshastighed og slid i unødvendige lejer og forbindelseselementer undgås.By avoiding the intermediate joints and by the hatch tool being mounted directly on the PTO shaft, the total moving mass can be minimized which allows a high working speed and wear in unnecessary bearings and connecting elements.

Ved at anvende en kileformet udskæreing hvori lugeværktøjet fastholdes med en skrue, kan det opnås at værktøjet sidder sikkert fast, men nemt kan udskiftes.By using a wedge-shaped cut in which the hatch tool is held in place with a screw, it can be achieved that the tool is securely fastened, but can be easily replaced.

Ved at forsyne lugeværktøjets skaft med et lille ombuk i den ende hvor det fastholdes i aktuato-rakslen, kan det opnås at lugeværktøjet ikke kan monteres forkert og ikke kan dreje sig under drift. Ved at forsyne lugeværktøjets skaft med et tværsnit i den ene ende som passer til en V- udformning af skæret, kan det opnås at skæret kan fastholdes sikkert men alligevel være nemt at udskifte, når det er slidt.By providing the shank of the hatch tool with a slight bend at the end where it is held in the actuator shaft, it can be achieved that the hatch tool cannot be mounted incorrectly and cannot rotate during operation. By providing the shank of the hatch tool with a cross-section at one end that fits a V-shape of the insert, it can be achieved that the insert can be securely held but still easy to replace when worn.

Ved at anvende 2 aktuatorer med tilhørende lugeværktøjer monteret efter hinanden således at de bevæger sig symmetrisk omkring planterne behøver det enkelte værktøj kun at bevæge sig den halve distance. Herved kan det opnås at maskinens fremkørselshastighed kan øges idet lugeredskaberne behøver mindre tid til bevægelsen. Aktuatorenes bevægelser er tidsmæssigt forskudt hvis deres position på maskinen ikke er den samme i forhold til planterækken.By using 2 actuators with associated hatching tools mounted one after the other so that they move symmetrically around the plants, the individual tool need only move half the distance. Hereby it can be achieved that the forward speed of the machine can be increased as the hatching tools need less time for movement. The movements of the actuators are temporarily offset if their position on the machine is not the same in relation to the plant row.

DK 2008 00169 U3DK 2008 00169 U3

Figurfortegnelse: Tegning 1 som viser Tegning 2 som viser Tegning 3 som viser Tegning 4 som viser Foto 1 som viser Foto 2 som viser planterække, kamera og aktuator med lugeværktøj en aktuatorudførelsesform en anden aktuator udførelses form en anden udførelsesform af aktuator og lugeværktøj kraftoverføringsakslen og lugeværktøj skærets befæstigelse på lugeværktøjetFigure 1: Drawing 1 showing Drawing 2 showing Drawing 3 showing Drawing 4 showing Photo 1 showing Photo 2 showing plant row, camera and actuator with hatch tool an actuator embodiment another actuator embodiment another embodiment of actuator and hatch tool PTO shaft and hatch tool the attachment of the insert to the hatch tool

Udførelseseksempler:Working Examples:

Lugerobotten med aktuatoren kan være udformet på den måde som tegning 1 viser.The hatch robot with the actuator may be designed in the manner shown in Figure 1.

Kameraet, fig 1 samt aktuatoren, fig 3 med lugeværktøjet, fig 4 er monteret over planterækken, fig 2.The camera, fig. 1 and the actuator, fig. 3 with the hatch tool, fig. 4 are mounted above the plant row, fig. 2.

Målehjul og komputer er ikke vist.Measuring wheels and computers are not shown.

Når robotten bevæger sig i kørselsretningen, detekterer kameraet planternes positioner og beregner de tidspunkter som lugeværktøjet skal svinge ud af rækken for at skåne kulturplanterne. Når lugeværktøjer er på en position umiddelbart før en plante, sender komputeren et elektrisk signal til aktuatoren som bevirker at lugeværktøjet bevæger sig ud af rækken. Så snart planten har passeret, sendes et nyt signal som får lugeværktøjet til at bevæger sig tilbage i rækken igen.As the robot moves in the direction of travel, the camera detects the positions of the plants and calculates the times that the hatch tool must swing out of the row to protect the cultural plants. When hatch tools are in a position immediately before a plant, the computer sends an electrical signal to the actuator which causes the hatch tool to move out of the row. As soon as the plant has passed, a new signal is sent which causes the hatch tool to move back into the row.

Når lugeværktøjer ikke er aktiveret, bevæger skæret sig gennem jorden og ødelægger ukrudtet (ikke vist) mellem planterne.When hatching tools are not activated, the cutting moves through the soil and destroys the weeds (not shown) between the plants.

En anden udførelsesform hvor aktuatorens aksel er lodret kan også tænkes, se Tegning 4. Aktuatoren kan være konstrueret på den måde som TEGNING 2 viser.Another embodiment in which the shaft of the actuator is vertical can also be conceived, see Drawing 4. The actuator may be constructed in the manner shown in FIGURE 2.

Kraftoverføringsakslen fig 3 er forsynet med en arm, fig 2 som påvirkes af stemplerne, fig 1, når disse påvirkes skiftevis af trykmediet, hvorved denne kan foretage en reverserende bevægelse på op til 20 grader i hver retning.The power transmission shaft Fig. 3 is provided with an arm, Fig. 2 which is actuated by the pistons, Fig. 1, when these are alternately actuated by the pressure medium, whereby it can make a reversing movement of up to 20 degrees in each direction.

Akslen og stemplerne kan være lejret i en metalblok, se TEGNING 1, fig 3, hvori der kan være lavet udboringer til akslen, stemplerne og kanaler til trykmediet. Den elektromagnetiske styreventil kan være monteret direkte på blokken.The shaft and pistons may be housed in a metal block, see FIGURE 1, Fig. 3, in which bores can be made for the shaft, pistons and channels for the printing medium. The electromagnetic control valve may be mounted directly on the block.

En variation af denne udførelsesform kan konstrueres ved kun at benytte et stempel med én ud-fræsning i midten som armen, TEGNING 2, Fig 2 har indgreb i. En sådan konstruktion har lighed med en konventionel drejeatuator udført efter tandstangsprincippet. Blot udført med tandstang og tandhjul med én enkelt tand.A variation of this embodiment can be constructed using only one center cutter piston in which the arm, FIGURE 2, FIG. 2, engages. Such a structure is similar to a conventional rotary actuator performed according to the racking principle. Simply done with rack and pinion with a single tooth.

Aktuatoren kan dog også være udført efter det princip som fremgår af TEGNING 3. Her udgør de 2 vinger, fig 4 en fast del af akslen, fig 1. Indsatsene, fig 3 er en fast del af huset, fig 5. Trykmediet ledes skiftevis til kamrene, fig 2. Endedækslet er ikke vist. Den viste udførelsesform er fordelagtig, idet den har 4 kamre som tryksættes symmetrisk for at udbalancere radielle kræfter i lejerne.However, the actuator can also be designed according to the principle shown in DRAWING 3. Here the two blades, fig. 4 form a fixed part of the shaft, fig. 1. The inserts, fig. 3 are a fixed part of the housing, fig. the chambers, fig 2. The end cover is not shown. The embodiment shown is advantageous in that it has 4 chambers which are symmetrically pressurized to balance radial forces in the bearings.

Denne udførelsesform er også fordelagtig fordi den kun indeholder en enkelt bevægelig del. Konstruktionen kan også udføres med et andet antal kamre.This embodiment is also advantageous because it contains only a single movable part. The construction can also be carried out with a different number of chambers.

Aktuatoren kan dog også udgøres af en almindelig hydraulikmotor eller pneumatikmotor af vinge eller tandhjulstypen som er forsynet med en ydre eller indre omdrejningsbegrænsning således at akslen kun kan dreje højst 20 grader i hver retning.However, the actuator may also comprise a regular hydraulic or pneumatic motor of the wing or gear type, which is provided with an external or internal rotation limitation so that the shaft can only rotate a maximum of 20 degrees in each direction.

DK 2008 00169 U3DK 2008 00169 U3

Lugeværktøjet,Luge tool,

Se TEGNING 2 fig 5, er monteret på akslen fig 3 ved hjælp af en skrue fig 4 som presser værktøjet ind i den kileformede udsparring fig 6 i akslen. Udførelsesformen med den kileformede udsparing fig 7 er fordelagtig idet den sikrer at lugeværktøjet ikke så let risikerer at løsne sig under drift på grund af de kraftige påvirkninger det kommer ud for under de hurtige frem-og tilbagegående bevægelser. Udførelsen sikrer også at det er nemt at udskifte lugeværktøjet.See FIGURE 2, figure 5, is mounted on the shaft fig. 3 by means of a screw fig. 4 which presses the tool into the wedge-shaped recess fig. 6 in the shaft. The embodiment of the wedge-shaped recess Fig. 7 is advantageous in that it ensures that the hatching tool does not readily risk loosening during operation due to the powerful stresses it exerts during the fast reciprocating movements. The design also ensures that the hatch tool is easy to replace.

Lugeværktøjet er forsynet med en lille ombukning, se FOTO 1 som sikrer at det bliver monteret korrekt og at det ikke kan dreje sig under arbejdet. Lugeværktøjet er også forsynet med en forstærkning, se FOTO 1 som beskytter det mod belastninger fra skruen og belastninger fra skæret.The hatch tool has a slight bend, see PHOTO 1 which ensures that it is mounted correctly and that it cannot rotate during work. The hatch tool is also provided with a reinforcement, see PHOTO 1 which protects it from the loads from the screw and loads from the insert.

Skæret,The cutter,

Se FOTO 2 Er monteret på luge værktøjets skaft med en skrue. V-formen sikrer at skæret sidder godt fast fordi vinklen på skærets V-bukning er lidt mindre end vinklen på lugeværktøjets skafts 3- kantede ende.See PHOTO 2 Is mounted on the hatch of the tool shaft with a screw. The V-shape ensures that the insert is firmly fixed because the angle of the insert's V-bend is slightly smaller than the angle of the 3-edge end of the hatch tool shaft.

Når skruen spændes, vil skaftet kile sig fast i skærets V-form således at dette sidder godt fast. Skæret er fremstillet af et fjedrende materiale.When the screw is tightened, the shaft will wedge into the V-shape of the insert so that it is securely fastened. The cutter is made of a resilient material.

Udførelsesformen sikrer at skæret ikke arbejder sig løs under drift og at det er nemt at udskifte.The embodiment ensures that the insert does not work loose during operation and that it is easy to replace.

Claims

1. Mechanical hatch robot mechanical hatch with hydraulic or pneumatic actuator which is new to: That the main component of the actuator is a PTO shaft which, by means of a pressurized medium acting directly or indirectly on the arm (s) mounted on the shaft, produces a forward and reciprocating turning motion.

2. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new in that the hatch tool is mounted directly on the actuator without intermediate actuator.

3. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new in that the hatch tool is mounted directly on the actuator PTO shaft by means of a screw which fixes the hatch tool in a wedge-shaped recess in the shaft.

4. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new in that the upper end of the hatch tool is provided with a bend which fits in a recess in the PTO shaft.

5. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new by sliding the lower end of the tool shaft has a triangular cross section and that the associated insert has a V-shaped part whose angle is slightly smaller than the corresponding cross section angle of the shaft .

6. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new in that the hatch tool is mounted directly on the swivel shaft which makes a reversing movement as the robot passes a plant. Immediately before planting, the shaft rotates a number of degrees one way and immediately after planting, the shaft rotates a similar number of degrees the other way. Because the swivel movements occur significantly faster than the robot's five-speed speed, the hatch tool moves mainly transversely to the plant row.

7. Mechanical hatch robot hatch with hydraulic or pneumatic actuator according to the above and which is new by having 2 actuators with hatch tools mounted one after the other and working temporarily displaced. DK 2008 00169 U3

DRAWING 1 DK 2008 00169 U3 ^ \ CD l

DK 2008 00169 U3 ra t.— Fig 2

DRAWING 3 DK 2008 00169 U3

DRAWING 4 DK 2008 00169 U3

* · DK 2008 00169 U3