DE60310046T2

DE60310046T2 - Automatisches gerät zur bearbeitung von land

Info

Publication number: DE60310046T2
Application number: DE60310046T
Authority: DE
Inventors: Richard Mcmurtry; Ben Horsley MCMURTRY
Original assignee: McMurtry Ltd
Current assignee: McMurtry Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2023-01-29
Also published as: EP1487252A1; DE60310046D1; WO2003081983A1; GB0207111D0; EP1487252B1; PT1487252E; GB2386972B; ES2274200T3; AU2003202098A1; ATE346488T1; GB2386972A; US20050039428A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein automatisiertes Bodenpflegegerät, und insbesondere ein automatisiertes Bodenpflegegerät, das eine Entleerungseinrichtung aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Üblicherweise wird Bodenpflege, wie Grasmähen, durch die Benutzung eines manuell bedienten Gerätes ausgeführt. Einige Mähmaschinen sind in der Lage, zahlreiche andere Aufgaben, wie Grasmähen, auszuführen, nämlich Blättersammeln, Anritzen, Schlitzen und Hohlkernen, wobei alle das Sammeln von Unrat einschließen können. Um den Hintergrund des Standes der Technik zu beschreiben, wird das Grasmähen als Beispiel benutzt. Während der Mäharbeitsgang ausgeführt wird, wird geschnittenes Gras in einem vom Gerät getragenen Sack oder Behälter gesammelt. Oftmals erreicht der Sack oder der Behälter (anders auch als Fangbehälter bezeichnet) mehrmals während des Mähens seine Kapazitätsgrenze und muss deshalb geleert werden, bevor die Arbeit fortgesetzt werden kann. Im Allgemeinen wird der Grasschnitt in einem bestimmten Bereich, entweder auf dem Boden oder in einem Anhänger oder Müllcontainer, abgeladen, was zu einem Haufen führt, nachdem mehrere Behälter- oder Sackladungen ausgeleert wurden. Das in Sportanlagen gesammelte Gras wird hauptsächlich vom Grundstück entweder durch Überführen des Haufens vom Boden in einen Müllcontainer oder auf einen Anhänger oder nur durch die Benutzung des Anhängers oder Müllcontainers entfernt, was den Bereich aufgeräumt hält. Der Arbeitsgang, um den Grasschnitt vom Mäher zum Abladeplatz zu bringen erfordert, dass der Benutzer eines von zwei Dingen tut, abhängig vom benutzten Gerät. Einige Geräte erfordern, dass der Benutzer den Sack oder Behälter vom Gerät anhebt und ihn manuell durch Schütteln ungefähr in Stehhöhe entleert, so dass das Gras auf den Gipfel eines Haufens oder in einen Anhänger oder Müllcontainer fällt. Andere Geräte sind mit einem automatischen Mechanismus ausgerüstet, der das Gras beim Ziehen eines Hebels oder Drücken eines Knopfes entleert.
Automatisierte Fahrzeuge erfordern eine Hinderniserkennungseinrichtung, um dem Fahrzeug zu helfen, seine Aufgabe auszuführen, und wichtiger, die Bereitstellung einer Methode, um das Fahrzeug zu einem sichern Stillstand zu bringen, wenn eine Fehlfunktion auftreten sollte. Es gibt viele verschiedene Vorrichtungen, die von automatisierten Fahrzeugen verwendet werden, eingeschlossen verschiedene Ausführungen von physikalisch abtastenden Stoßfängern, Ultraschallsensoren, Laserreflexionserkennungssystemen oder jedwedes andere ausgesandte/reflektierte Energiewellen erkennende System. Jedes System muss fehlersicher sein, um das Fahrzeug und jede Person in der Arbeitsumgebung zu schützen und darf nicht übergangen werden, wenn das Fahrzeug automatisch arbeitet. Wenn das Hinderniserkennungssystem ein Hindernis oder eine Person erkennt, muss das Fahrzeug zum völligen Stillstand kommen, bevor die Hauptstruktur des Fahrzeugs das Hindernis berührt und irgendeine Beschädigung verursacht oder die Person verletzt. Das bedeutet, dass, welches System der Hinderniserkennung auch verwendet wird, der Hauptkörper des Fahrzeugs nie näher an einem Hindernis sein darf als sein Anhalteweg während normaler Arbeitsbedingungen.
Ein Problem, das auftritt ist, dass jedwedes Abfallmaterial, das innerhalb dieser Reichweite abgeladen wird, die Hinderniserkennungsvorrichtung auslösen und das Fahrzeug stoppen wird. Deswegen erfordern übliche Bodenpflegegeräte entweder, dass das Gerät ausgeschaltet wird und der Grasfangbehälter manuell geleert wird, oder dass es den Grasschnitt kontinuierlich ablagert, zum Beispiel als Mulch, wenn es arbeitet.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein automatisiertes Bodenpflegegerät zu Verfügung gestellt, welches ein Fahrzeug umfasst, wobei das Fahrzeug eine Betriebseinrichtung zur Durchführung eines Pflegevorgangs; eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von durch die Betriebseinrichtung angelieferten Abfallmaterials; eine Führungseinrichtung zur Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs; und eine Hinderniserkennungseinrichtung, die eine vorbestimmte Erkennungsreichweite aufweist, umfasst; und ferner umfasst das Gerät eine Entleerungseinrichtung zur Entleerung der Aufnahmeeinrichtung, durch die bei Aktivierung der Entleerungseinrichtung das Abfallmaterial außerhalb der Hinderniserkennungsreichweite abgeladen wird.
Abfallmaterial kann Grasschnitt, Blätter, Hohlkerne, Stroh oder allgemeinen Abfall umfassen.
Die Erfindung kann auf alle Varianten von Bodenpflegegeräten für gewerbliche oder häusliche Benutzung angewendet werden. Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung weisen eine Führungseinrichtung auf, die jedwedes der folgenden Positionierungssysteme umfasst, um es ihnen zu ermöglichen, automatisiert in der Arbeitsumgebung zu navigieren: GPS, DGPS, Echtzeit kinematisches GPS, Laserscanner, vergrabende Transponder oder Kabelführung. Die Aufnahmeeinrichtung kann sowohl ein Sack oder ein Behälter sein, der an der Front oder dem Heck des Fahrzeugs angebracht sein kann. Das Fahrzeug kann in der Lage sein, seinen Weg zu einem Gras/Unrat-Sammelplatz zu finden, was sowohl erfolgen kann, wenn die Aufnahmeeinrichtung voll ist oder auch kurz bevor sie voll ist.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfasst die Entleerungseinrichtung einen Trägerarm, der die Aufnahmeeinrichtung trägt und der an einen Rahmen des Fahrzeugs zur drehenden Bewegung um eine Drehachse montiert ist, welche selbst relativ zum Rahmen des Fahrzeugs verstellbar ist, und eine Regeleinrichtung, die dazu gedacht ist, die Bewegung des Trägerarms um die Drehachse zu regeln.
Vorzugsweise ist der Trägerarm an einen Hebel zur drehenden Bewegung relativ zum Hebel um die Drehachse montiert, wobei der Hebel drehbar an den Rahmen des Fahrzeugs montiert ist und der Betätiger zwischen dem Rahmen des Fahrzeugs und dem Hebel wirkt.
Vorzugsweise umfasst die Regeleinrichtung ein Kabel, welches sich zwischen dem Rahmen des Fahrzeugs und einem Punkt auf dem Trägerarm, der von der Drehachse beabstandet ist, erstreckt.
Vorzugsweise verstellt die Entleerungseinrichtung, wenn sie aktiviert ist, die Aufnahmeeinrichtung von einer unteren Ebene, in der die Aufnahmeeinrichtung positioniert ist, um von der Betriebseinrichtung angeliefertes Abfallmaterial aufzunehmen, in eine höhere Ebene, aus welcher das Abfallmaterial aus der Aufnahmeeinrichtung entfernt wird.
Die Aufnahmeeinrichtung kann durch einen gesteuert betätigten Mechanismus, der die Entleerungseinrichtung an Bord des Fahrzeugs bildet, in die benötigte Position angehoben werden, um sie zu leeren; oder alternativ kann ein größerer Transportanhänger oder Müllcontainer am Sammelpunkt einen gesteuert betätigten Mechanismus aufweisen, der die Entleerungseinrichtung bildet, die die Aufnahmeeinrichtung vom automatisierten Fahrzeug anhebt und sie leert. Die Aufnahmeeinrichtung kann dann oder kann dann nicht ausgetauscht werden. Die Aufnahmeeinrichtung kann selbstaustauschend sein, so dass die Aufnahmeeinrichtung in ihrer Gesamtheit abgestellt werden und durch eine weitere, bereits am Fahrzeug befindliche Aufnahmeeinrichtung ersetzt werden kann.
Die Hinderniserkennungseinrichtung kann physikalisch taktile Stoßfänger, Ultraschallsensoren oder jedwedes ausgesandte Wellen erkennendes System enthalten. Jedes dieser Hinderniserkennungssysteme kann ein Teil der Hauptstruktur des Fahrzeugs sein und an seinem Platz verbleiben, während der gesteuert betätigte Mechanismus die Aufnahmeeinrichtung aus ihrer normalen Arbeitsposition anhebt.
Alternativ kann die Hinderniserkennungseinrichtung an die Aufnahmeeinrichtung oder den gesteuert betätigten Mechanismus angefügt sein und kann angehoben werden. In diesem Fall gilt die Reichweite der Hinderniserkennungseinrichtung, wenn sich die Hinderniserkennungseinrichtung in ihrer normalen Arbeitsposition befindet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen, wie sie umgesetzt wird, wird sich nun über Beispiele auf die begleitenden Zeichnungen bezogen, in denen:
1 eine Seitenansicht eines automatisierten Gras-/Rasenmähers ist, die das Fahrzeug mit dem Grasfangbehälter in seiner normalen Arbeitsposition zeigt.
2 entspricht 1, zeigt jedoch das Fahrzeug mit entfernter Schutzhaube.
3 zeigt das Fahrzeug von 1, mit dem Grasfangbehälter in der angehobenen Position zum Grasabladen.
Die 4, 5 und 6 entsprechen 1, aber zeigen alternative Ausführungsformen.
7 entspricht 3, zeigt aber eine alternative Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt ein automatisiertes Bodenpflegegerät in Form eines Gras-/Rasenmähers 26, der eine durch ein in 2 sichtbares Fahrgestell 10 getragene Schutzhaube 4 aufweist. Mit dem Boden in Eingriff stehende Räder 3, 5 werden benutzt, um den Mäher 26 zu bewegen. Der Mäher weist eine Führungseinrichtung auf, die einen Laserscanner 7 umfasst, der die Fahrzeugposition in der Aufgabenumgebung bestimmt. Die Haube 4 trägt einen Frontstoßfänger 1 und einen Heckstoßfänger 6, die als Hinderniserkennungseinrichtung dienen. Der Abstand zwischen der Front der Haube 4 und der Front des Frontstoßfängers ist gleich mit dem Anhalteweg des Fahrzeugs 26, wenn es sich in Richtung A bewegt. Der Gras-/Rasenmäher 22 verwendet Betriebseinrichtungen in Form einer Schneideeinheit 2, um das Gras zu schneiden; das Gras wird dann zur Aufnahmeeinrichtung in Form eines Grasfangbehälters, der einen oberen 12 und unteren 25 Abschnitt aufweist, über die Rutsche 11 geliefert. Der Grasfangbehälter 12, 25 ist an das Hauptfahrgestell 10 durch einen Hebearm angebracht, der aus einem oberen Arm 9 und einem unteren Arm 8 besteht.
Die bevorzugten Arbeiten der Erfindung des Gras-/Rasenmähers 26 werden genauer in 2 gezeigt. Der Mäher 26 weist eine Entleerungseinrichtung zum Entleeren des Grasfangbehälters 12, 25 auf. Diese Entleerungseinrichtung umfasst untere und obere Arme 8, 9, die durch einen Hebebetätiger 15 betätigt werden. Die Methode des Anhebens des Grasfangbehälters 12, 25 über den Frontstoßfänger 1 vertikal und horizontal hinaus wird durch Ausfahren des Hebebetätigers 15 erzielt. Der Hebebetätiger 15 ist drehbar um einen Fixierzapfen 17 und wirkt auf einen unteren Armzapfen 14 ein. Der untere Armzapfen 14 ist drehbar innerhalb der Anordnung des unteren Arms 8. Der untere Arm 8 ist um einen horizontalen Zapfen 13 drehbar, so dass, wenn der Hebebetätiger 15 ausgefahren wird, um auf den unteren Armzapfen 14 einzuwirken, sich der untere Arm 8 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 13 dreht. Der untere Arm 8 ist wiederum über einen oberen Armzapfen 16 mit dem oberen Arm 9 verbunden. Der obere Arm 9 dreht um den oberen Armzapfen 16, wenn der Hebebetätiger 15 ausgefahren wird, da er mit dem Fahrgestell 10 durch ein Kabel 20 verbunden ist, welches den hinteren Abschnitt des oberen Arms 9 herunterzieht, was den vorwärts gerichteten Abschnitt anhebt. Das Kabel 20 dreht um einen fixierten Punkt 19 am Fahrgestell 10. Das Ergebnis des Ausfahrens des Betätigers kann in 3 gesehen werden, in der der Grasfangbehälter 12, 25 weg von den normalen Arbeitsendpunkten des Gras-/Rasenmähers 26 über den Frontstoßfänger 1 und deshalb über die Reichweite der Hinderniserkennungseinrichtung angehoben ist. Der Grasschnitt wird dann aus dem Grasfangbehälter 12, 25 durch Ausfahren eines Grasfangbehälterbetätigers 23, der an einem Zapfen 24 befestigt ist und auf einen Zapfen 22 einwirkt, ausgelassen. Das Ausfahren dreht den unteren Grasfangbehälter-Abschnitt 25 um ein Scharnier 21, was dem Gras erlaubt, in Richtung des Pfeils B zu fallen. Wenn der gesamte Grasschnitt ausgekippt wurde, schließt das Zurückfahren des Grasfangbehälterbetätigers 23 den unteren Grasfangbehälter 25. Wenn der Grasfangbehälter 12, 25 geschlossen ist, ist die Ausfahrung des Betätigers 15 zurückgefahren, was dem Steuermechanismus erlaubt, in seine normale Arbeitsposition zurückzukehren, wie in 1 gezeigt.
4 zeigt einen automatisierten Gras-/Rasenmäher 26 mit einer Antenne 28, die benutzt wird, um Radiosignale zu empfangen, die bei Positionierungssystemen wie GPS, DGPS und Echtzeit kinematisches GPS verwendet werden. Der Frontstoßdämpfer 1 ist mit dem oberen Grasfangbehälter 12 verbunden und wird angehoben, wenn der zuvor beschriebene Entleerungsmechanismus aktiviert wird.
5 zeigt einen automatisierten Gras-/Rasenmäher 26 mit einer einen Energiewellen-Sender und -Detektor umfassenden Hinderniserkennungsvorrichtung 29, die an den oberen Grasfangbehälter 12 angepasst ist. Die einen Energiewellen-Sender und -Detektor umfassenden Hinderniserkennungsvorrichtung 29 erzeugt ein Anhaltesignal für den automatisierten Gras-/Rasenmäher, wenn ein Hindernis in einer Entfernung, die gleich zum Anhalteweg des Fahrzeugs ist, erkannt wurde.
In beiden dieser Ausführungsformen ist die Hinderniserkennungseinrichtung mit dem Fangbehälter 12 verbunden und wird aus ihrer normalen Arbeitsposition entfernt, wenn der Entleerungsmechanismus aktiviert wird. Der Entleerungsmechanismus hebt den Fangbehälter 12 weg vom Fahrzeug, so dass das Abfallmaterial außerhalb der Reichweite der Hinderniserkennungseinrichtung abgeladen wird, wenn sich die Erkennungseinrichtung in ihrer normalen Arbeitsposition befindet.
6 zeigt einen automatisierten Gras-/Rasenmäher 26 mit einer einen Energiewellen-Sender und -Detektor umfassenden Hinderniserkennungsvorrichtung 29, die an die Haube 4 angepasst ist. Die einen Energiewellen-Sender und -Detektor umfassende Hinderniserkennungsvorrichtung 29 erzeugt ein Anhaltesignal für den automatisierten Gras-/Rasenmäher, wenn ein Hindernis in einer Entfernung, die gleich dem Anhalteweg des Fahrzeugs ist, erkannt wurde.
7 zeigt einen automatisierten Gras-/Rasenmäher mit einem Grasfangbehälter 30a, 30b in einer angehobenen Position. Der Grasfangbehälter 30a ist in der Arbeitsposition relativ zum oberen Arm 9 und wird in dieser Position verbleiben, bis der zuvor beschriebene Mechanismus die gezeigte Position erreicht. Der Grasfangbehälter 30a wird unter Verwendung eines Betätigers 31 um eine horizontale Drehachse 32 gedreht, bis die Grasfangbehälterposition 30b erreicht ist. An diesem Punkt wird der Grasschnitt aus dem Grasfangbehälter 30b in die durch Pfeil B angezeigte Richtung fallen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezifische, erläuternde Ausführungsformen von ihr beschrieben und erläutert wurde, ist nicht vorgesehen, dass die Erfindung auf diese erläuternden Beispiele beschränkt ist. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass Variationen und Modifikationen gemacht werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert wird, zu verlassen.

Claims

Automatisiertes Bodenpflegegerät, umfassend ein Fahrzeug (26), wobei das Fahrzeug (26) umfasst: eine Betriebseinrichtung (2) zur Durchführung eines Pflegevorgangs; eine Aufnahmeeinrichtung (12, 25) zur Aufnahme von durch die Betriebseinrichtung (2) angelieferten Abfallmaterials; eine Führungseinrichtung (7; 28) zur Steuerung der Bewegung des Fahrzeugs; und eine Hinderniserkennungseinrichtung (1; 29), die eine vorbestimmte Erkennungsreichweite aufweist; ferner umfasst das Gerät eine Entleerungseinrichtung (8, 9, 15) zur Entleerung der Aufnahmeeinrichtung (12, 25), durch die bei Aktivierung der Entleerungseinrichtung (8, 9, 15) das Abfallmaterial außerhalb der Hinderniserkennungsreichweite abgeladen wird.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 1, bei dem die Entleerungseinrichtung (8, 9, 15) am Fahrzeug (26) montiert ist.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 2, bei dem die Entleerungseinrichtung (8, 9, 15) einen Trägerarm (9) umfasst, der die Aufnahmeeinrichtung (12, 25) trägt und der an einem Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) zur drehenden Bewegung um eine Drehachse (16) montiert ist, welche relativ zum Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) verstellbar ist, einen Betätiger (15), der dazu gedacht ist, die Drehachse (16) relativ zum Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) zu verstellen, und eine Regeleinrichtung (20), die dazu gedacht ist, die Bewegung des Trägerarms (9) um die Drehachse (16) zu regeln.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 3, bei dem der Trägerarm (9) an einen Hebel (8) zur drehenden Bewegung relativ zum Hebel (8) um die Drehachse (16) montiert ist, wobei der Hebel (8) drehbar an den Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) montiert ist und der Betätiger (15) zwischen dem Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) und dem Hebel (8) wirkt.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem die Regeleinrichtung (20) ein Kabel (20) umfasst, welches sich zwischen dem Rahmen (10) des Fahrzeugs (26) und einem Punkt (18) auf dem Trägerarm (9), der von der Drehachse (16) beabstandet ist, erstreckt.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Entleerungseinrichtung (8, 9, 15), wenn sie aktiviert ist, die Aufnahmeeinrichtung (12, 25) von einer unteren Ebene, in der die Aufnahmeeinrichtung (12, 25) positioniert ist, um von der Betriebseinrichtung (2) angeliefertes Abfallmaterial aufzunehmen, in eine höhere Ebene verstellt, aus welcher das Abfallmaterial von der Aufnahmeeinrichtung (12, 25) entfernt wird.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 1, bei dem die Entleerungseinrichtung (8, 9, 15) getrennt vom Fahrzeug (26) ist.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Hinderniserkennungseinrichtung ein, eine Berührung erkennender Stoßfänger ist.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 8, bei dem die Hinderniserkennungseinrichtung an der Aufnahmeeinrichtung (12, 25) montiert ist.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Hinderniserkennungseinrichtung eine Energiewellen aussendende und erkennende Vorrichtung umfasst.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungseinrichtung einen Laserscanner (7) umfasst.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Führungseinrichtung ein Global-Positioning-System (GPS)-Empfänger (28) umfasst.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei Erkennung eines Hindernisses durch die Hinderniserkennungseinrichtung (1, 29) das Fahrzeug (26) den Betrieb einstellt.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß Anspruch 13, bei dem Einrichtungen zur Vermeidung des Übersteuerns der Hinderniserkennungseinrichtung (1, 29) während des normalen Betriebs des Geräts vorgesehen sind.
Automatisiertes Bodenpflegegerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Betriebseinrichtung eine Grassschneideeinrichtung (2) umfasst.