具有管理和引导操纵系统的农用挂接装置和由这种挂接装置使用的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有管理和引导操纵系统的农用挂接装置和使用这种挂接装置的方法。挂接装置包括牵引机和至少一个通过至少一个铰接连接件挂接农用挂接机械，挂接装置也包括管理和引导操纵系统，其具有至少一个计算操控单元。挂接装置的特征在于，农用的挂接机械或者农用机械之一的计算操控单元构成管理和引导操纵系统的主单元，优选地，是挂接装置的主单元；并且，其适于在适当的管理操纵程序的控制下用于：一方面，使用路径预测算法和路径规定值最佳化算法，计算用于至少一要实施的操纵的规定路径，以及另一方面，自动执行所述操纵或者辅以半自动执行所述操纵，控制牵引机，在操纵过程中，测定预定规定路径与实际或通常是估计的路径之间的偏差。

Agricultural hanging device with management and guidance system and method for using same

The invention relates to an agricultural hanging device with a management and guide control system and a method of using the same. The hanging device comprises a tractor and at least one agricultural hanging machine which is hung by at least one articulated connecting piece, and the hanging device also comprises a management and guide control system. The device is characteristic of hanging, hanging agricultural machinery or agricultural machinery of control calculation unit composed of guidance and management of the main unit, the control system is preferably, the main unit hanging device; and the control program is suitable for in the appropriate management for: on the one hand, the optimal algorithm using prediction algorithm of path and path for at least a specified value, calculated to implement the control path, and on the other hand, automatically executes the manipulation or by semi automatically executes the operation, control of traction machine, in the operation process, the determination of a predetermined specified path with actual or is usually the deviation between the estimated path.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及农用机械的领域，尤其是涉及用于进行植物生产耕作所需的操纵和操作的农用设备的设计、实施和使用的领域。本专利技术尤其是在于一种适于自动或半自动进行操纵的农用挂接装置、以及一种这种操纵的自动或半自动管理和引导方法。
技术介绍
为了完成不同的农用作业，通常使用牵引机驱动的农用机械。这些牵引机连接于悬挂机具、或半悬挂机械、或多种被牵引的机械。这种牵引机-机械组装装置或牵引机-机具组装装置在本文中一般称为农用挂接装置，或者牵引机式或机械化农用挂接装置。尤其是，在本专利技术的范围中，涉及将重复管理和引导操纵系统与方法应用于牵引机-机具组装装置，优选地，其具有多达四个挂接的操作组件(包括牵引机)。地头折回(demi-tours)构成本专利技术涉及的操纵的一个优选但是非限制性的实施例。从20世纪初农业机械化的出现，开始使用越来越有效率的、快速的和尺寸较大的牵引机+机械挂接装置。因此，这种现象需要逐渐、至少部分地使运行自动，仅靠人工控制越来越少见。因此，农用机械领域有许多技术革新，涉及主要使用电子技术继之是车载信息化系统。目前，使用MüllerElektronik公司提出的名称为“地头管理系统”的系统，到达地头时，可以记录和再现重复的任务(变速、切断或起动牵引机的动力输出、抬高或降低挂接装置等等)。相反，折回的操纵一般始终由驾驶员进行。驾驶员根据农用机械(或挂接装置的装置)的宽度和转弯半径，沿着粗略的路径行驶。在牵引机和挂接机械(或半悬挂机械)之间重复使用同一种组合时，操作人员可较好地掌握操纵，凭经验使行驶的路径和操纵的迅速性最佳化。然而，操纵时间(尤其是在地头时)会增加作业区的持续时间，因为机械在折回期间不耕作。US8131432B2和US8346443B2提出确定工作面的范围、管理车辆折回的方法和系统。牵引机在折回时自身辨明方向，从而控制挂接的机械。这些专利中提出的解决方案的先决条件是：－指定工作地块的范围，－指示可能的障碍物，－限定牵引机的尺寸和参数(通常已经存在于牵引机的控制组件中)，－限定每个挂接机械的大小和参数，－用一个GPS定位系统精确地进行农用机械的地理定位(géolocalisation)。这两个文献提出的是公知的方向控制系统，其名称为JohnDEERE公司的“iTECPro(全智能设备控制系统)。该系统自动，但是，仍需指示牵引机应转的方向(向右或向左)。公知地，在联合收割机上使用折回自动管理系统。在这种机动车辆上，使用的工作部件(例如刀杆)直接安装在机动车辆上，易于控制就位。目前的这种系统(例如名称为“GPSPILOTFLEX”的公知系统)需要使用地理定位系统以运行。因此，根据目前的现有技术，可根据下述方法进行地头折回：1.手工引导(最普遍的方法)。驾驶员目测可用空间，尝试在这个空间“内切通过”牵引机-机具装置的路径。2.学习式自动引导。该引导系统记录操作人员驶过的路径，并重复这个路径。3.GPS类型的地理定位装置辅助的自动折回(使用者必须输入牵引机-机具装置的几何尺寸和转弯方向)。因此，由上所述，农用机具在折回时的自动引导是一种公知方法，但是，仅仅是在某些配置中，例如在下述文献中所提出的那样：US8346443B2，US8577558B2，EP2659759A1，US2013/0289883A1，US2012/0185139A1，US2005/0015189A1。在所有这些公知的解决方案中，操纵的自动引导由牵引机控制(如果需要，其装有一个电子辅助机构)，其必须使用一个外部地理定位系统。手动操作和公知的自动解决方案在实际使用中，具有需要克服的缺陷和局限性。因此，具有被牵引的机具的装置的手动操作是一件困难复杂的任务，要求驾驶员始终专心致志和保持警惕。作业宽度增大(例如耕耘机、播种机或圆盘耙)、拖挂元件数量增加、田间作业速度提高，意味着这种设备的操作还比较复杂，可能容易发生故障。最棘手的问题尤其涉及到地头操纵，例如折回。例如，驾驶员或操作人员必须降低前进速度，使前轮反向转动，补偿大型机械的低可操纵性，同时使装置内切，在地头的小操纵区域(存放场)活动。现场调查到的事实表明，在地头操纵时，会浪费差不多20％的作业时间。另外，存放场区域的地面因进行操纵而较为压实，这会降低收成效率。因此，存放场的宽度应降到最低程度，这会使建立操纵路径的对策复杂化。操作人员难以在进行操纵时使用所有这些参数确定路径。基于牵引机机载智能系统的公知自动解决方案也存在负面问题。因此，是牵引机操纵牵引机-机具挂接装置折回时，使用者必须指示挂接(或半悬挂)元件的大量相关数据，使牵引机能自动进行折回。实际上，是挂接(或半悬挂)器械最具结构变化和进行所需技术操作的调节参数。因此，数据的掌握操作必须在每次更换机械时对每个新换的机械进行，这很枯燥乏味，是错误和费时之源。在牵引机控制的情况下，目前的系统需要牵引机进行地理定位，被牵引的元件一般也需要进行地理定位。这种设备成本高，尤其在大型地块的情况下，会具有导流板(起因于土壤的不完全圆球度)。另外，在公知解决方案的情况下，路径的获得方式不是最佳的：首先，确定的路径是牵引机的路径，而进行农作的重要元件是被牵引的或半悬挂工作机具的定位和路径，另外，所述被牵引的或半悬挂工作机具一般是最大的元件(因此不太容易操纵)。最后，在公知的自动系统中，是牵引机的路径被控制，牵引机与第一挂接机械之间由于控制彼此的距离而没有接触。因此，在折回的情况下，构成最重要参数的机械或机具在作业区域的出口处和入口处的定位，不受控制，更不必说得不到确保。
技术实现思路
本专利技术尤其旨在至少克服前述主要缺陷。鉴于上述现有系统的局限性，本专利技术的主要目的如下：－建议一种操纵(地头折回)牵引机-挂接机械组装装置的半自动或自动管理和引导系统，以便有效、快速、安全可靠地实施这些操纵，－使作业区在迅速、动力成本或地面保护(尤其是在存放场)方面更为有效。因此，本专利技术旨在提供一种适于全自动或半自动地管理操纵尤其是折回的系统，其独立于牵引机，可用于具有或不具有车载智能系统的牵引机，适于管理折回操纵，预测用于牵引机式农用挂接装置的路径，其具有无区别的一个、两个或三个挂接于一牵引机的操作部件。为此，本专利技术涉及一种挂接装置，作为构成的操作组件，其包括牵引机和至少一个被牵引的或半悬挂的农用的挂接机械，所述挂接机械直接挂接于所述牵引机，或者通过至少一个铰接连接件挂接于挂接装置中前一个挂接机械，所述挂接装置也具有用于管理和引导操纵尤其是折回的管理和引导操纵系统，所述管理和引导操纵系统具有至少一个计算操控单元，所述计算操控单元集装于挂接机械之一，并且所述计算操控单元一方面连接于至少一个传感器，所述传感器检测挂接装置中通过一个铰接连接件彼此连接的每对操作组件中两个组件的当前彼此相对位置，所述计算操控单元另一方面连接于牵引机的管理操控单元和/或连接于与驾驶员进行数据传输、尤其是显示和如有必要进行操控的传输界面，最后，所述计算操控单元连接于至少一个选定参数或程序设计部件，前述计算操控单元连接的这些附加功能组件也是管理和引导操纵系统的组成部分。这种挂接装置的特征在于：农用的挂接机械或挂接机械之一的计算操控单元构成管理和引导操纵系统的主计算操控单元，优选地，是挂接装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挂接装置，作为构成的操作组件，其包括牵引机(2)和至少一个被牵引的或半悬挂的农用的挂接机械(3、3'、3”)，所述挂接机械直接挂接于所述牵引机(2)，或者通过至少一个铰接连接件(4、4'、4”)挂接于挂接装置中前一个挂接机械(3、3')，所述挂接装置(1)也具有用于管理和引导操纵尤其是折回的管理和引导操纵系统，所述管理和引导操纵系统具有至少一个计算操控单元(5、5')，所述计算操控单元集装于挂接机械(3、3'、3”)之一，并且所述计算操控单元一方面连接于至少一个传感器(6、6'、6”)，所述传感器检测挂接装置中通过一个铰接连接件(4、4'、4”)彼此连接的每对操作组件(2、3、3'、3”)中两个组件(2、3；3、3'；3'、3”)的当前彼此相对位置，所述计算操控单元另一方面连接于牵引机(2)的管理操控单元(7)和/或连接于与驾驶员进行数据传输、尤其是显示和如有必要进行操控的传输界面(8)，最后，所述计算操控单元连接于至少一个选定参数或程序设计部件(9)，前述计算操控单元(5、5')连接的这些附加功能组件(6、6'、6”、7、8、9)也是管理和引导操纵系统的组成部分，所述挂接装置(1)的特征在于，农用的挂接机械(3)或者农用的挂接机械(3'、3”)之一的计算操控单元(5、5')构成管理和引导操纵系统的主计算操控单元，优选地，是挂接装置(1)的主计算操控单元；以及所述计算操控单元适于在适当的管理操纵程序的控制下用于：一方面，计算自动起动或由驾驶员起动的用于至少一要实施的操纵的规定路径，这以与牵引机(2)和挂接机械(3、3'、3”)的物理变量和特征相关的、与要实施的农作和待处理土地有关的任务和/或限制条件相关的、以及与挂接装置(1)的功能选择相关的预程序设计参数为基准并使用路径预测算法和路径规定值最佳化算法进行，以及另一方面，自动执行所述操纵或者辅以半自动执行所述操纵，这如有必要重复进行，直接或者通过牵引机的管理操控单元(7)控制牵引机(2)，在操纵过程中，测定预定规定路径与实际或通常是估计的路径之间的偏差，以自动修正该偏差或者以半自动方式向驾驶员指出该偏差，如有必要在通过一种适当的算法计算要实施的路径修正操纵之后向驾驶员指出该偏差。...

【技术特征摘要】
2015.11.03 FR 15605241.一种挂接装置，作为构成的操作组件，其包括牵引机(2)和至少一个被牵引的或半悬挂的农用的挂接机械(3、3'、3”)，所述挂接机械直接挂接于所述牵引机(2)，或者通过至少一个铰接连接件(4、4'、4”)挂接于挂接装置中前一个挂接机械(3、3')，所述挂接装置(1)也具有用于管理和引导操纵尤其是折回的管理和引导操纵系统，所述管理和引导操纵系统具有至少一个计算操控单元(5、5')，所述计算操控单元集装于挂接机械(3、3'、3”)之一，并且所述计算操控单元一方面连接于至少一个传感器(6、6'、6”)，所述传感器检测挂接装置中通过一个铰接连接件(4、4'、4”)彼此连接的每对操作组件(2、3、3'、3”)中两个组件(2、3；3、3'；3'、3”)的当前彼此相对位置，所述计算操控单元另一方面连接于牵引机(2)的管理操控单元(7)和/或连接于与驾驶员进行数据传输、尤其是显示和如有必要进行操控的传输界面(8)，最后，所述计算操控单元连接于至少一个选定参数或程序设计部件(9)，前述计算操控单元(5、5')连接的这些附加功能组件(6、6'、6”、7、8、9)也是管理和引导操纵系统的组成部分，所述挂接装置(1)的特征在于，农用的挂接机械(3)或者农用的挂接机械(3'、3”)之一的计算操控单元(5、5')构成管理和引导操纵系统的主计算操控单元，优选地，是挂接装置(1)的主计算操控单元；以及所述计算操控单元适于在适当的管理操纵程序的控制下用于：一方面，计算自动起动或由驾驶员起动的用于至少一要实施的操纵的规定路径，这以与牵引机(2)和挂接机械(3、3'、3”)的物理变量和特征相关的、与要实施的农作和待处理土地有关的任务和/或限制条件相关的、以及与挂接装置(1)的功能选择相关的预程序设计参数为基准并使用路径预测算法和路径规定值最佳化算法进行，以及另一方面，自动执行所述操纵或者辅以半自动执行所述操纵，这如有必要重复进行，直接或者通过牵引机的管理操控单元(7)控制牵引机(2)，在操纵过程中，测定预定规定路径与实际或通常是估计的路径之间的偏差，以自动修正该偏差或者以半自动方式向驾驶员指出该偏差，如有必要在通过一种适当的算法计算要实施的路径修正操纵之后向驾驶员指出该偏差。2.根据权利要求1所述的挂接装置，其特征在于，所述挂接装置还包括位于牵引机(2)处的至少一个附加传感器(10)，所述传感器适于用于提供关于转向轮(2')的转向角、驱动轮(2”)的转速、绝对前进速度、其三点挂接的高度位置和/或动力输出装置的驱动速度的信息。3.根据权利要求1或2所述的挂接装置，其特征在于，所述挂接装置包括一前一后串联地挂接于牵引机(2)的至少两个农用的挂接机械(3、3')，串联的第一挂接机械(3)直接连接于被牵引的、悬挂的或半悬挂的牵引机(2)，第二挂接机械(3')以及如有必要后面的挂接机械(3”)铰接地连接于分别地位于其前面的挂接机械(3、3')；并且，至少一个传感器(6、6'、6”)连接于或安装于所述铰接连接件(4、4'、4”)，提供指示通过所述铰接连接件(4、4'、4”)彼此连接的两个操作组件(2、3、3'、3”)的彼此相对位置的信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的挂接装置，其特征在于，所述铰接连接件(4、4'、4”)具有呈围绕竖直的和/或垂直于地面的旋转轴线枢转的性能的形式的至少一自由度；并且，连接于所述铰接连接件(4、4'、4”)的所述传感器(6、6'、6”)提供指示围绕涉及的旋转轴线的相应的铰接连接件(4、4'、4”)的构型的信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的挂接装置，其特征在于，牵引机(2)和/或被牵引的农用的挂接机械(3、3'、3”)或者至少其中之一配有地理定位天线(11、11')，该地理定位天线的数据传送到主计算操控单元(5)、由该主计算操控单元以自动运行方式处理和/或显示在传输界面(8)上。6.根据权利要求3或者权利要求4和5中任一项但取决于权利要求3所述的挂接装置，其特征在于，主计算操控单元(5)以及必要时地理定位天线(11)，安装在被牵引或半悬挂时直接连接于牵引机(2)的农用的第一挂接机械(3)上。7.根据权利要求1至6中任一项所述的挂接装置，其特征在于，主计算操控单元(5)通过一传输总线(13)连接于牵引机(2)的动力操控界面(12)或者连接于牵引机的管理操控单元(7)，该传输总线(13)也确保该主计算操控单元(5)与如有必要装备牵引机(2)的管理和引导操纵系统的其他功能组件(8、10、11')之间的数据传送。8.根据权利要求1至7中任一项所述的挂接装置，其特征在于，与驾驶员进行数据传输的传输界面(8)具有选择部件，所述选择部件在全自动操控运行、半自动操控运行或手动操控运行之间选择运行方式。9.一种用于自动或半自动管理铰接的或多铰接的挂接装置(1)的操纵尤其是折回的方法，所述挂接装置(1)包括牵引机(2)和至少一个被牵引的或半悬挂的农用的挂接机械(3、3'、3”)，所述挂接机械直接挂接于所述牵引机(2)，或者通过至少一个铰接连接件(4、4'、4”)挂接于挂接装置中的前一个挂接机械，所述挂接装置(1)还包括管理和引导操纵尤其是折回的管理和引导操纵系统，所述管理和引导操纵系统具有计算操控单元(5、5')，所述计算操控单元集装于所述挂接机械之一，并且所述计算操控单元一方面连接于至少一个传感器(6、6'、6”)，所述传感器检测挂接装置(1)中通过一个铰接连接件(4、4'、4”)彼此连接的每对操作组件(2、3、3'、3”)中两个组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·波蒂耶，A·亚奇库尔，JP·勒米埃，
申请(专利权)人：库恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR