Способ и устройство для внесения материалов под сельскохозяйственные культуры

Изображения

Изобретение относится к автоматизированным сельскохозяйственным машинам и может быть использовано для внесения материалов под сельскохозяйственные культуры. Технический результат заключается в точном внесении материала под сельскохозяйственные культуры за счет учета данных о потребностях данных культур и данных о перемещении транспортного средства. Способ включает: сбор данных о сельскохозяйственных культурах в процессе перемещения транспортного средства доставки, определение потребностей сельскохозяйственных культур в процессе перемещения транспортного средства доставки, исходя из данных о сельскохозяйственных культурах; и контролирование перемещения транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур, в котором контролирование перемещения транспортного средства доставки включает изменение направления транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур. Также заявлены устройства для реализации способа. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

[0001] Настоящей заявкой заявляется приоритет предварительной заявки на патент США 60/900,410, поданной 9 февраля 2007 года, которая инкорпорирована в настоящее описание путем отсылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к внесению материалов, таких как удобрения и химикаты, под сельскохозяйственные культуры и, в частности, к автоматизированным машинам и способам для внесения материалов под сельскохозяйственные культуры.

[0003] Фермеры вносят природные и (или) искусственные материалы под свои сельскохозяйственные культуры. Материал (например, удобрение, семена, питательные элементы, воды, химикаты и т.д.) обычно вносят при одной одинаковой норме внесения по всему полю (т.е. площади). Определение оптимальной нормы внесения материала нередко зависит от а) анализа образцов почвы, b) наблюдения за физическими сельскохозяйственными культурами по мере их роста, с) деструктивного анализа ткани или листьев образца растущей сельскохозяйственной культуры или d) сравнительного анализа "эталонной полосы" сельскохозяйственной культуры, высаженной на этом же самом поле и удобряемой при норме, превышающей потребности растения. Указанные методы привели к избыточному внесению и перерасходу материала на ряде участков поля и недостаточному внесению и соответствующему дефициту материала на других участках. В обоих случаях имеет место потеря времени и финансовых средств, что может привести к невосполнимому ущербу.

[0004] Вместо внесения материала при постоянной норме материал также может быть внесен при изменяющейся норме или при нескольких заданных нормах в границах поля или площади, представляющей интерес. В устройствах, предназначенных для внесения материала при указанных выше нормах, обычно используют способы, обеспечивающие определение оптимального количества вносимого материала на конкретные площади поля. Нередко в указанных способах использовали различные технологии на основе отражения в сочетании с ретроспективной базой данных или иных эталонных данных с целью определения соответствующих норм внесения материала. Кроме того, для определения норм в качестве инструмента использовали различные датчики, работающие на основе отражения.

[0005] Материал также можно вносить в автоматизированном режиме. Например, материал вносить, используя автоматизированные сельскохозяйственные машины, перемещающиеся по полю с сельскохозяйственными культурами и вносящие (например, распыляющие или разбрасывающие материал на сельскохозяйственные культуры). Для внесения определенного количества материала под сельскохозяйственные культуры устройства обычно обеспечивают контроль одного или нескольких подающих устройств (аппликаторов) (например, распыляющий клапан и (или) разбрасывающий клапан) на автоматизированных сельскохозяйственных машинах или установленных на них (например, на тракторе).

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] Несмотря на обеспечение контроля за работой одного или нескольких подающих устройств, существующие устройства и способы не позволяют подавать точное количество материала под сельскохозяйственные культуры. В частности, контроллер, контролирующий подающие устройства (например, клапана), подающие материал, обычно контролируют работу только одних подающих устройств. Транспортное средство (например, трактор), перемещающееся по полю, движется с определенной скоростью, которая может изменяться в зависимости от, например, планировки поля или площади. Транспортное средство также может изменить направление движения, например, в том случае, когда транспортному средству необходимо развернуться для внесения удобрений под новые сельскохозяйственные культуры.

[0007] При использовании способов известного уровня техники сельскохозяйственная культура может не получить точное количество материала, на которое подающее устройство запрограммировано для его подачи под сельскохозяйственную культуру при изменении транспортным средством скорости или направления движения. Таким образом, существует необходимость в интегрировании данных, соответствующих перемещению транспортного средства с данными, соответствующими потребностям сельскохозяйственных культур в более точном внесении материала под сельскохозяйственные культуры.

[0008] В соответствии с особенностью настоящего изобретения устройство, предназначенное для внесения материала под сельскохозяйственные культуры на поле, включает транспортное средство доставки, предназначенное для перемещения по (т.е. через, вдоль, в различных направлениях и т.д.) по полю, и датчик, предназначенный для получения данных о сельскохозяйственной культуре. Устройство также включает контроллер транспортного средства доставки, предназначенный для автоматического контроля за перемещением транспортного средства и сельскохозяйственный контроллер, предназначенный для определения потребностей сельскохозяйственной культуры на основе данных о сельскохозяйственной культуре, а также предназначенный для передачи команд перемещения контроллеру транспортного средства доставки для корректировки перемещения транспортного средства доставки в зависимости от потребностей сельскохозяйственной культуры.

[0009] Устройство также может включать контроллер подающего устройства, соединенный с сельскохозяйственным контроллером и подающим устройством материала (например, разбрасывающий клапан и (или) распыляющий клапан). Контроллер подающего устройства предназначен для контроля работы подающего устройства материала. Кроме того, команды для перемещения могут быть основаны на данных подающего устройства, получаемых от котроллера подающего устройства. Сельскохозяйственный контроллер также может включать устройство регистрации данных для регистрации данных о сельскохозяйственной культуре (и (или) данных подающего устройства).

[0010] В одном примере осуществления настоящего изобретения имеется несколько транспортных средств доставки, поддерживающих связь друг с другом (например, связь или передача между равноправными устройствами или связь между главным устройством и подчиненным устройством). Например, второе транспортное средство доставки может включать второй сельскохозяйственный контроллер и контроллер второго транспортного средства доставки. Второй сельскохозяйственный контроллер может связываться с сельскохозяйственным контроллером и контроллером второго транспортного средства доставки и предназначен для передачи команд для перемещения контроллеру второго транспортного средства доставки для корректировки перемещения второго транспортного средства доставки на основе потребностей сельскохозяйственной культуры.

[0011] В соответствии со второй особенностью настоящего изобретения способ работы системы доставки для внесения материала под сельскохозяйственную культуру в реальном режиме времени включает сбор данных о сельскохозяйственной культуре, определение потребностей сельскохозяйственной культуры, исходя из данных о сельскохозяйственной культуре, и контролирование перемещения системы доставки на основе потребностей сельскохозяйственной культуры. Контролирование перемещения может осуществляться путем передачи команд на перемещение контроллеру транспортного средства доставки, контролирующему работу транспортного средства доставки (являющегося частью системы доставки).

[0012] Контролирование перемещения может привести к различным результатам. Например, оно может привести к изменению направления транспортного средства доставки (и, таким образом, системы доставки), к изменению скорости, перемещению по заданному маршруту и (или) к переключению зубчатой передачи трансмиссии транспортного средства доставки (например, с целью сокращения расхода топлива в зависимости от угла наклона транспортного средства доставки или в зависимости от скорости транспортного средства доставки). В одном примере осуществления настоящего изобретения корректировка скорости транспортного средства доставки приводит к снижению скорости транспортного средства доставки в том случае, когда требуемая норма внесения материала превышает максимальную норму внесения при текущей скорости. В другом примере осуществления настоящего изобретения корректировка скорости транспортного средства доставки приводит к увеличению скорости транспортного средства доставки в том случае, когда требуемая норма внесения материала меньше максимальной нормы внесения при текущей скорости.

[0013] Указанные и другие преимущества настоящего изобретения очевидны специалистам в данной области техники из следующего ниже подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Фиг.1 - блок-схема системы доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0015] Фиг.2 - более детальная блок-схема системы доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0016] Фиг.3 - блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0017] Фиг.4 - блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала для определения оптимального маршрута перемещения системы в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0018] Фиг.5 - блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала для определения оптимальной передачи системы в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0019] Фиг.6 - блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала для корректировки скорости доставки оптимального количества материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

[0020] Фиг.7 - блок-схема трех зон, которые способны пересечь систему доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения; и

[0021] Фиг.8 - блок-схема высокого уровня компьютера в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] На Фиг.1 проиллюстрирована блок-схема системы доставки материала 100 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система доставки материала 100 включает транспортное средство 102 доставки материала, соединенное с измерительной головкой 104 (т.е. датчик) для сельскохозяйственной культуры, контроллер 105 подающего устройства (показан пунктирной линией) и подающее устройство 106 (показано пунктирными линиями). Подающее устройство 106 может являться частью плуга, прикрепленного к транспортному средству доставки 102. Несмотря на то что указанные элементы проиллюстрированы в виде отдельных элементов, один или несколько вышеуказанных элементов (например, транспортное средство 102, измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры, контроллер 105 подающего устройства и/или подающее устройство 106) могут быть объединены в один узел.

[0023] Транспортное средство 102 доставки материала представляет собой машину, перемещающуюся по полю (т.е. перемещающуюся вдоль, через или в различных направлениях) для внесения под одну или несколько сельскохозяйственных культур (не показаны) на поле в реальном режиме времени. Транспортное средство 102 доставки материала может представлять собой любой вид транспортного средства, например трактор. Транспортное средство 102 доставки материала на Фиг.1 перемещается в направлении, показанном стрелкой 107.

[0024] Транспортное средство 102 доставки материала обычно толкает или тянет измерительную головку 104 для сельскохозяйственной культуры и подающее устройство 106. Измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры представляет собой датчик, способный определять потребности сельскохозяйственных культур в материале. Могут иметься одна измерительная головка для сельскохозяйственной культуры или несколько измерительных головок для сельскохозяйственной культуры, соединенных (или являющихся частью) с транспортным средством 102 доставки материала. В одном примере осуществления настоящего изобретения измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры является датчиком, работающим на основе отражения, с одним или несколькими источниками света и с одним или несколькими детекторами для определения потребностей сельскохозяйственной культуры, например, в азоте или воде, высоты растений сельскохозяйственной культуры и т.д. Измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры способна функционировать в дневное и (или) в ночное время. В одном примере осуществления настоящего изобретения транспортное средство 102 доставки материала сначала толкает или тянет измерительную головку 104 для сельскохозяйственной культуры по площади произрастания сельскохозяйственных культур, а затем подающее устройство 106 вносит материал под сельскохозяйственные культуры по мере перемещения транспортного средства 102 по маршруту движения 107. В течение интервала времени, когда измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры производит измерение сельскохозяйственных культур и когда подающее устройство 106 вносит материал под сельскохозяйственные культуры, может быть определено и (или) откорректировано количество материала, которое будет вноситься под сельскохозяйственные культуры.

[0025] Измерительная головка 104 для сельскохозяйственной культуры может быть сконфигурирована иным образом для различных сельскохозяйственных культур, измерение которых производит измерительная головка 104. В примере осуществления настоящего изобретения различные головки для сельскохозяйственных культур используются для различных сельскохозяйственных культур. Примеры сельскохозяйственных культур включают зерно злаковых, пшеницу, рис, кукурузу, маис, семена масличных культур, канолу, картофель, хлопок и сахарный тростник.

[0026] Подающее устройство 106 представляет собой одно или несколько устройств, физически подающих материал под сельскохозяйственные культуры. Транспортное средство доставки 102 может содержать один или несколько резервуаров для материала, соединенных с подающим устройством 106 и используемых для заполнения подающего устройства 106 материалом. Как показано на чертежах, подающее устройство 106 может включать распылительный клапан 108. Распылительный клапан 108 представляет собой клапан, регулирующий расход жидкого материала, подаваемого на сельскохозяйственные культуры. Распылительный клапан 108 может быть соединен с соплами (например, соплами 112 и 113), которые распыляют материал в различное время и (или) с различным расходом.

[0027] Контроллер 105 подающего устройства может включать контроллер 116 распылительного клапана для регулирования функционирования распылительного клапана 108. Контроллер 105 подающего устройства включает микропроцессор и осуществляет контроль за работой распылительного клапана 108. Например, контроллер 105 подающего устройства может корректировать норму(-ы) и (или) время распыления материала одним или несколькими соплами на сельскохозяйственные культуры. Контроллер 105 подающего устройства может быть внешним или внутренним по отношению к распылительному клапану 108.

[0028] Подающее устройство 106 также может включать разбрасывающий клапан 120. Разбрасывающий клапан 120 представляет собой клапан, гидравлически регулирующий расход гранулированного материала, подаваемого под сельскохозяйственные культуры. Разбрасывающий клапан 120 способен регулировать расход заданного количества материала, вносимого под сельскохозяйственные культуры в течение заданного периода времени.

[0029] Контроллер 105 подающего устройства может включать контроллер 124 разбрасывающего клапана для управления разбрасывающим клапаном 120. Контроллер 105 подающего устройства обеспечивает определение скорости и (или) времени разбрасывания материала разбрасывающим клапаном 120. В одном примере осуществления настоящего изобретения контроллер 105 подающего устройства (например, контроллер 116 распыляющего клапана и контроллер 124 разбрасывающего клапана) может быть откорректирован до, в течение или после определения данных сельскохозяйственных культур с помощью измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур. Контроллер 105 подающего устройства может быть внешним или внутренним по отношению к разбрасывающему клапану 120.

[0030] Транспортное средство 102 доставки материала включает контроллер 128 транспортного средства доставки. В соответствии с нижеприведенным детальным описанием контроллер 128 транспортного средства доставки регулирует перемещение транспортного средства 102 доставки материала. Например, транспортное средство 102 доставки материала может управляться в автоматическом режиме (т.е. без оператора, управляющего транспортным средством 102 доставки), и контроллер 128 может контролировать скорость транспортного средства 102 доставки, направление транспортного средства 102 доставки и т.д.

[0031] Транспортное средство 102 доставки также включает сельскохозяйственный контроллер 132. Контроллеры 105, 128 и измерительная головка 104 для сельскохозяйственных культур имеют связь с сельскохозяйственным контроллером 132. Связь может осуществляться по одной или нескольким (беспроводным или проводным) шинам связи (показанных штриховыми линиями 140, 144 и 148). Сельскохозяйственный контроллер 132 интегрирует информацию, поступающую с контроллеров 105, 128 и измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур, с целью определения того, каким образом необходимо перемещать (например, вести) транспортное средство 102 доставки материала в зависимости от потребностей сельскохозяйственных культур на основе данных о сельскохозяйственных культурах, полученных с помощью измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур (и в одном примере осуществления настоящего изобретения - на основе данных подающего устройства с контроллера 105 подающего устройства). Такое интегрирование информации, поступающей с контроллера 128 транспортного средства доставки, контроллера 105 подающего устройства и измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур обеспечивает оптимальную доставку материала к сельскохозяйственным культурам.

[0032] Сельскохозяйственный контроллер 132 может использовать указанную информацию для передачи одной или нескольких команд для перемещения контроллеру 128 транспортного средства доставки с целью корректировки перемещения транспортного средства доставки 102. Например, сельскохозяйственный контроллер 132 способен определить время разворота транспортного средства 102 доставки материала и способен откорректировать скорость транспортного средства 102 доставки на основе информации, получаемой им от контроллеров 105, 128 и измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур. Такая интеграция информации, поступающей с контроллеров 105, 128 и измерительной головки 104 для сельскохозяйственных культур, позволяет транспортному средству 102 доставки материала вносить точное количество материала под сельскохозяйственные культуры независимо, например, от планировки поля и маршрута движения транспортного средства доставки.

[0033] На Фиг.2 проиллюстрирована детальная блок-схема системы доставки 200 материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система доставки 200 материала включает транспортное средство 202 доставки материала, снабженное контроллером 204 транспортного средства доставки, соединенным с сельскохозяйственным контроллером 208. Контроллер 204 транспортного средства доставки включает различные контроллеры для управления работой транспортного средство 202 доставки материала.

[0034] В одном примере осуществления настоящего изобретения контроллер 204 транспортного средства доставки включает приемник 212 глобальной навигационной спутниковой системы (GPS), предназначенный для определения местоположения транспортного средства доставки. GPS-приемник 212 соединен с контроллером 216 управления направлением движения для контроля за направлением движения транспортного средства доставки. Например, если транспортному средству 202 доставки материала задан конкретный маршрут перемещения, GPS-приемник 212 и контроллер 216 управления направлением движения используются для наведения и направления транспортного средства 202 доставки к его пункту назначения. GPS-приемник 212 и (или) контроллер 216 управления направлением движения могут также включать датчики уклона с целью определения крутизны рельефа, по которому перемещается транспортное средство доставки.

[0035] Контроллер 204 транспортного средства доставки также может включать блок управления двигателем 220. Блок управления двигателем является электронным блоком управления, управляющим различными функциями двигателя транспортного средства. В одном примере осуществления настоящего изобретения блок управления двигателем управляет впрыском заданного количества топлива в каждый цилиндр каждого цикла работы двигателя, фазами зажигания и иными параметрами работы двигателя.

[0036] Транспортное средство 202 доставки также может включать навесное устройство. Навесное устройство обычно используют при подъеме или опускании объектов транспортным средством 202 доставки. Навесное устройство включает гидравлическую систему транспортного средства доставки, точки крепления, подъемные рычаги и стабилизаторы. В данном примере осуществления настоящего изобретения контроллер 204 транспортного средства доставки включает контроллер 224 навесного устройства. В одном примере осуществления настоящего изобретения в контроллере 224 навесного устройства используется шаговый двигатель для управления навесным устройством.

[0037] Контроллер 204 транспортного средства доставки также может включать контроллер 228 трансмиссии. Контроллер 228 трансмиссии управляет скоростью транспортного средства 202 доставки материала путем корректировки мощности, подаваемой на трансмиссию транспортного средства доставки.

[0038] Контроллер 204 транспортного средства доставки также включает датчики 232 выравнивания штанги. Датчики 232 выравнивания штанги корректируют расстояние между подающим устройством 235 и сельскохозяйственной культурой.

[0039] Контроллер 204 также может включать экологические датчики 236. Экологические датчики 236 способны определять один или несколько таких параметров, как содержание влаги, влажность, качество воды, скорость и направление ветра, температура окружающей среды, излучение (например, солнечное излучение или ультрафиолетовое излучение), наличие дыма, пыли или иных параметров окружающей среды. Экологические датчики 236 могут использовать полученную информацию для корректировки перемещения транспортного средства 202 доставки. Например, при определении экологическими датчиками 236 повышенной влажности почвы контроллер 204 транспортное средство 202 доставки материала снижает скорость его перемещения.

[0040] Каждый контроллер 216, 220, 224, 228 и каждый датчик 232, 236 контроллера 204 транспортного средства доставки соединены с сельскохозяйственным контроллером 208 с помощью одной или нескольких шин вязи (показана как шина 240, соединенная с шиной 244). Шины связи 240, 244 могут являться проводными или беспроводными шинами.

[0041] Сельскохозяйственный контроллер 208 получает информацию о транспортном средстве доставки через контроллер 204 транспортного средства доставки (через шину связи 244), получает информацию о подающем устройстве через контроллер 248 подающего устройства (через шину 252 контроллера подающего устройства) и получает информацию о сельскохозяйственных культурах от измерительной головки 254 для сельскохозяйственных культур (через шину 256 измерительной головки для сельскохозяйственной культуры). В результате этого сельскохозяйственный контроллер 208 способен интегрировать информацию, полученную от указанных контроллеров и измерительной головки для сельскохозяйственных культур для эффективного внесения точного количества материала под сельскохозяйственные культуры (например, в течение заданного периода времени).

[0042] В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер 208 включает графический интерфейс пользователя 264, позволяющий пользователю взаимодействовать с контроллером 208. В одном примере осуществления настоящего изобретения пользователь может использовать графический интерфейс пользователя для выбора того, какой материал вносится через подающее устройство 235 и (или) для корректировки количества вносимого материала. Сельскохозяйственный контроллер 208 также может включать устройство для считывания с карт памяти/устройство для записи в карты памяти 268, позволяющее пользователю устанавливать карту памяти и считывать данные с карты или записывать данные на карту. Сельскохозяйственный контроллер 208 также может включать беспроводное устройство связи 272, позволяющее сельскохозяйственному контроллеру 208 устанавливать связь с другими беспроводными сельскохозяйственными контроллерами (в соответствии с более подробным нижеизложенным описанием).

[0043] Дополнительно сельскохозяйственный контроллер 208 включает двигатель 276 оптимизации подающего устройства материала. Двигатель 276 оптимизации подающего устройства материала оптимизирует внесение материала на основе информации, полученной от контроллера 204 транспортного средства доставки и контроллера 248 подающего устройства. Двигатель оптимизации 276 корректирует перемещение транспортного средства доставки на основе информации, получаемой двигателем 276. Информация также позволяет двигателю оптимизации 276 определять оптимальный маршрут перемещения, по которому должно следовать транспортное средство 202 доставки. В дополнительном примере осуществления настоящего изобретения информация позволяет двигателю оптимизации 276 определять оптимальную передачу, которую следует установить на трансмиссии транспортного средства доставки с целью снижения расхода дизельного топлива двигателем при перемещении по оптимальному маршруту движения (например, с учетом крутизны рельефа местности). Двигатель оптимизации 276 также может поддерживать скорость хода транспортного средства в требуемых пределах с целью сохранения соответствующей формы распыления для конкретного распылительного наконечника или отверстия сопла, используемого для внесения жидкого материала. Двигатель оптимизации 276 также обеспечивает доставку различных материалов в различное время или с различной скоростью транспортным средством 202 доставки.

[0044] В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер 208 включает устройство регистрации данных 280 для регистрации данных, получаемых с различных контроллеров 204, 248 и (или) измерительной(-ых) головки(-ок) 254 для сельскохозяйственных культур. Пользователь может видеть информацию с помощью графического интерфейса 264 пользователя и (или) имеет возможность редактировать данные. Устройство регистрации данных 280 может включать микропроцессор и запоминающее устройство.

[0045] На Фиг.3 проиллюстрирована блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Транспортное средство доставки перемещается по (или в разных направления по) полю сельскохозяйственных культур, и измерительная головка для сельскохозяйственных культур производит сбор данных о сельскохозяйственной культуре путем перемещения над или вблизи сельскохозяйственных культур. Транспортное средство доставки (например, сельскохозяйственный контроллер) получает указанные данные СА измерительной головки для сельскохозяйственных культур на этапе 305. В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер корректирует перемещение транспортного средства доставки на основе данных о сельскохозяйственной культуре, полученных с измерительной головки для сельскохозяйственных культур на этапе 305. Подающее устройство вносит материал под сельскохозяйственные культуры на этапе 315.

[0046] Далее сельскохозяйственный контроллер получает данные с контроллера подающего устройства относительно, например, работы подающего устройства и доставки материала (например, какое количество материала доставляется) на этапе 315. Сельскохозяйственный контроллер также получает данные о сельскохозяйственной культуре с измерительной головки для сельскохозяйственной культуры. Сельскохозяйственный контроллер либо одновременно, либо в иное время (после (или до) этапа 315) получает данные с контроллера транспортного средства доставки (показанный на этапе 320), такие данные, как скорость и направление транспортного средства доставки материала.

[0047] Сельскохозяйственный контроллер далее передает одну или несколько команд на перемещение с целью корректировки перемещения транспортного средства доставки материала на основе части или всего объема полученных данных на этапе 325. Например, сельскохозяйственный контроллер может принять решение об изменении скорости транспортного средства доставки (например, снизить скорость транспортного средства доставки в определенный момент времени при движении по маршруту) или об изменении направления транспортного средства доставки.

[0048] На Фиг.4 проиллюстрирована блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала, обеспечивающей определение оптимального маршрута перемещения системы доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система доставки материала (т.е. транспортное средство доставки материала с подающим устройством (и контроллер подающего устройства) и измерительная головка для сельскохозяйственных культур, проиллюстрированные на Фиг.1) движется (т.е. следует по заданному маршруту) по (либо вдоль, либо в различных направлениях) полю с сельскохозяйственными культурами на этапе 405. В процессе перемещения по полю функционирует(-ют) измерительная(-ые) головка(-и) для сельскохозяйственных культур. Измерительная(-ые) головка(-и) для сельскохозяйственных культур собирает(-ют) данные о сельскохозяйственных культурах на этапе 410 и передает(-ют) данные в сельскохозяйственный контроллер. Сельскохозяйственный контроллер хранит в своей памяти данные о сельскохозяйственной культуре, полученные с измерительной(-ых) головки(-ок) для сельскохозяйственных культур на этапе 410. Далее сельскохозяйственный контроллер определяет, обеспечила ли охват система доставки материала всех участков поля на этапе 415.

[0049] В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер делает такое заключение путем сравнения данных о сельскохозяйственных культурах, полученных с измерительной(-ых) головки(-ок) для сельскохозяйственных культур с картой поля, хранящейся в ЗУ. Указанная карта, например, может быть составлена при предыдущих перемещениях по полю в различных направлениях. На основе указанного сравнения сельскохозяйственный контроллер принимает решение относительно того, следует ли системе доставки материала продолжать перемещение, либо системе следует прекратить перемещение, т.к. она охватила все участки поля. В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер производит останов системы после того, как система прошла по всем участкам поля. В другом примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер может передавать сообщения оператору системы доставки материала для останова транспортного средства доставки материала.

[0050] В одном примере осуществления настоящего изобретения с целью принятия такого решения сельскохозяйственный контроллер получает данные о сельскохозяйственной культуре с измерительной(-ых) головки(-ок) для сельскохозяйственных культур, а также данные о координатах (положения X, Y и Z) центра тяжести транспортного средства доставки материала. В одном примере осуществления настоящего изобретения GPS-приемник и (или) контроллер управления направлением движения в соответствии с вышеприведенным описанием определяют координаты центра тяжести транспортного средства доставки, и сельскохозяйственный контроллер использует указанные координаты в сочетании с данными о сельскохозяйственной культуре, полученными с измерительной(-ых) головки(-ок) для сельскохозяйственных культур для определения того, обеспечила ли охват система доставки материала всего поля.

[0051] В одном примере осуществления настоящего изобретения полученные данные могут быть пакетированы в конкретный формат данных. Например, конкретный формат данных может включать положение транспортного средства, измерения величин, произведенные измерительной(-ыми) головкой(-ами) для сельскохозяйственных культур, и (или) информацию об отражении свет.

[0052] В том случае, если система доставки материала не охватила всего поля, происходит возврат к этапу 405, и транспортное средство доставки материала продолжает перемещение в различных направлениях по полю. Если, тем не менее, система доставки материала охватила все поле на основе полученных данных на этапе 420, обеспечивается определение оптимального маршрута движения системы доставки материала.

[0053] В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер создает карту потребностей сельскохозяйственных культур и конкретные профильные линии, окружающие участки, в рамках которых не требуется проведение конкретных мер по увлажнению или подкормке растений. Сельскохозяйственный контроллер использует профильные линии для корректировки маршрута перемещения, по которому обычно движется транспортное средство доставки материала с целью объезда участков, в границах которых не требуется внесение материала.

[0054] На Фиг.5 проиллюстрирована блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала, с целью определения оптимальной передачи, которую следует установить на трансмиссии транспортного средства доставки с целью снижения расхода дизельного топлива двигателем при перемещении по оптимальному маршруту движения (например, с учетом крутизны рельефа местности) в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

[0055] Транспортное средство доставки материала движется (т.е. следует заданному маршруту) по (либо вдоль, либо в различных направлениях) полю с сельскохозяйственными культурами на этапе 505. При таком перемещении по, вдоль или в различных направлениях по полю функционируют датчики уклона Х и Y.

[0056] Далее датчики уклона Х и Y производят сбор и заносят в память (например, в файл данных) данные об уклонах на всех точках на поле, по которым перемещалось транспортное средство доставки материала на этапе 510. Далее сельскохозяйственный контроллер определяет, был ли обеспечен охват всех участков поля системой доставки материала на этапе 515.

[0057] В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер делает такое заключение путем сравнения данных, полученных с датчиков уклона с данными карты, хранящимися в ЗУ. Указанная карта, например, может быть составлена при предыдущих перемещениях по полю в различных направлениях (либо через поле, либо вдоль поля). На основе указанного сравнения сельскохозяйственный контроллер принимает решение относительно того, следует ли системе доставки материала продолжать перемещение, либо системе следует прекратить перемещение, т.к. она охватила все участки поля.

[0058] В одном примере осуществления настоящего изобретения с целью принятия такого решения сельскохозяйственный контроллер получает данные с датчиков уклона, а также данные о координатах (например, положения Х и Y) центра тяжести транспортного средства доставки материала. В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер использует указанные координаты в сочетании с данными, полученными с датчиков уклона для определения того, охватила ли система доставки материала все поле.

[0059] В одном примере осуществления настоящего изобретения данные могут быть пакетированы в конкретный формат данных. Например, конкретный формат данных может включать данные о положении транспортного средства (X, Y), уклоне по оси Х и уклоне по оси Y.

[0060] Далее сельскохозяйственный контроллер анализирует данные с целью определения оптимальной передачи трансмиссии транспортного средства доставки, которую следует установить для снижения расхода топлива транспортным средством в зависимости от уклона положения на поле и (или) выбранной скорости работы на этапе 520. В одном примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер анализирует данные и выдает конкретные команды на перемещение, которые контроллер передает контроллеру трансмиссии транспортного средства для переключения передачи. Этот процесс может осуществляться периодически или непрерывно.

[0061] В дополнительном примере осуществления настоящего изобретения файл данных, содержащий данные о различных уклонах в поле, может быть повторно использован при необходимости выполнения других операций сельскохозяйственным контроллером на одном и том же поле путем использования профиля уклонов.

[0062] На Фиг.6 проиллюстрирована блок-схема этапов, выполняемых системой доставки материала, с целью определения оптимальной скорости транспортного средства доставки материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система доставки материала движется (т.е. следует по заданному маршруту) по (либо вдоль, либо в различных направлениях) полю с сельскохозяйственными культурами на этапе 605. В процессе перемещения по полю функционирует(-ют) измерительная(-ые) головка(-и) для сельскохозяйственных культур. Измерительная(-ые) головка(-и) для сельскохозяйственных культур собирает(-ют) данные о сельскохозяйственных культурах на этапе 610 и может(-гут) передавать данные о сельскохозяйственных культурах в сельскохозяйственный контроллер. Сельскохозяйственный контроллер использует данные о сельскохозяйственных культурах с целью определения потребностей сельскохозяйственных культур в питательных веществах в метрическом объеме на единицу площади (например, килограмм на гектар).

[0063] В процессе получения данных о сельскохозяйственной культуре с измерительной(-ых) головки(-ок) для сельскохозяйственных культур сельскохозяйственный контроллер также может определить скорость транспортного средства и (или) ширину внесения материала с датчиков. Далее сельскохозяйственный контроллер способен откорректировать (повысить, сохранить или снизить) скорость транспортного средства с целью доставки оптимального количества материала на этапе 620. Например, сельскохозяйственный контроллер может определить минимальную или максимальную скорость для обеспечения надлежащего распределения гранулированного материала, минимальное или максимальное давление для поддержания соответствующей формы распыления жидкого материала, распыляемого из отверстия постоянного сечения и (или) способен увеличить и (или) снизить скорость транспортного средства, тем самым обеспечивая соответствующую норму внесения в соответствии с шириной полосы внесения и скоростью, с которой осуществляется внесение материала.

[0064] В качестве конкретного примера сельскохозяйственный контроллер может передавать команды на перемещение на контроллер транспортного средства доставки с целью снижения скорости транспортного средства доставки в том случае, когда в зависимости от потребностей сельскохозяйственной(-ых) культуры (культур) требуется повышение нормы внесения материала по сравнению с максимальной нормой внесения при данной скорости. В результате этого происходит снижение скорости транспортного средства с целью эффективного повышения нормы внесения материала. В противоположном случае осуществляется повышение скорости транспортного средства, когда в зависимости от потребностей сельскохозяйственной(-ых) культуры (культур) требуется снижение нормы внесения материала по сравнению с минимальной нормой внесения при данной скорости.

[0065] Сельскохозяйственный контроллер может регистрировать характеристики материала, такие как дата внесения, время и вид внесенного материала, а также скорость транспортного средства, служащие в качестве записи внесения.

[0066] На Фиг.7 проиллюстрирована блок-схема поля 700, имеющего три зоны 704, 708 и 712 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система доставки материала вносит жидкий материал на поле 700, используя распылительное сопло с постоянным сечением для внесения материала, поддерживающее удовлетворительную форму распыления в диапазоне давления, например, 4-6 бар.

[0067] Например, в зоне в зоне 1 704 определенную норму внесения устанавливают на 6Х, скорость транспортного средства устанавливают на Y и давление в распылительном сопле с постоянной подачей устанавливают на 5 бар. При этом в зоне 2 708 действуют другие установки. В зоне 2 определенная норма внесения установлена на 4Х, скорость транспортного средства - на 2Y и давление в распылительном сопле при постоянной подаче - на 5,5 бара. В зоне 3 712 определенная норма внесения установлена на 1Х, скорость транспортного средства увеличена до 3Y, в то время как давление в распылительном сопле при постоянной подаче поддерживается на уровне 5 бар.

[0068] В другом примере осуществления настоящего изобретения сельскохозяйственный контроллер одного транспортного средства доставки материала может связываться с беспроводной сетью (например, созданной локально на рабочем поле путем установки приемников и передатчиков на одном или нескольких других сельскохозяйственных контроллерах транспортных средств доставки материала). Далее все из сельскохозяйственных контроллеров могут связываться по беспроводной сети с главным компьютером (расположенным на удаленной станции или на одном из сельскохозяйственных контроллеров). Главный компьютер обеспечивает вышеописанную регистрацию данных. Главный компьютер также может передавать команды на сельскохозяйственные контроллеры и (или) получать с них команды. Указанная беспроводная сеть обеспечивает совместное использование данных, замеренных или полученных одним сельскохозяйственным контроллером с другими сельскохозяйственными контроллерами (например, с целью ускорения выполнения их функций контроля при сокращении объемов использования датчиков). Таким образом, каждый сельскохозяйственный контроллер способен устанавливать связь с одним или несколькими сельскохозяйственными контроллерами и (или) главным внешним компьютером, расположенным на удаленном объекте от поля (или с внутренним компьютером транспортного средства доставки).

[0069] Установление связи между сельскохозяйственными контроллерами обеспечивается, например, путем установления связи между равноправными устройствами (транспортное средство доставки взаимодействует со вторым транспортным средством доставки) или путем установления связи между главным устройством и подчиненным устройством (одно транспортное средство доставки выполняет команды, поступающие с другого транспортного средства доставки).

[0070] В данном патенте приведено описание настоящего изобретения в плане функций контроллеров, необходимых для реализации примера осуществления настоящего изобретения. Указанные этапы могут быть выполнены надлежащим образом запрограммированным компьютером, конфигурация которого хорошо известна в данной области техники. Соответствующий компьютер может быть реализован, например, путем использования хорошо известных компьютерных процессоров, запоминающих устройств, устройств хранения данных, программного обеспечения и иных компонентов. На Фиг.8 проиллюстрирована блок-схема высокого уровня. Компьютер 802 включает процессор 804, контролирующий всю работу компьютера 802 путем выполнения команд компьютерной программы, определяющих такую работу. Команды компьютерной программы могут храниться в устройстве хранения данных 812 (например, магнитный диск) и загружаться в память 810 при необходимости выполнения команд компьютерной программой. Компьютер 802 также включает одно или несколько сопрягающих устройств 806 для обеспечения связи с другими устройствами (например, локально или через сеть). Компьютер 802 также включает устройство ввода/вывода 808, представляющее собой устройство, позволяющее пользователю взаимодействовать с компьютером 802 (например, дисплей, клавишная панель, мышь, громкоговорители, кнопки и т.д.).

[0071] Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что для реализации фактического компьютера потребуется включение и других компонентов и что на Фиг.8 представлена блок-схема высокого уровня, содержащая ряд компонентов такого компьютера в иллюстративных целях. Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что технологические этапы, изложенные в настоящем описании, также могут быть реализованы путем использования специализированного аппаратного обеспечения, схема которого специально сконфигурирована для выполнения таких технологических этапов. В других примерах осуществления технологические этапы могут быть выполнены путем использования различных сочетаний аппаратного и программного обеспечения. Кроме того, технологические этапы могут быть реализованы в компьютере или могут являться частью более крупной машины.

[0072] Очевидно, что вышеприведенное подробное описание является иллюстративным во всех отношениях, но не ограничивающим, и объем раскрытого в настоящем описании изобретения не определяется исходя из подробного описания, а скорее исходя из формулы изобретения, истолковываемых в соответствии с полным объемом, разрешенным патентным законодательством. Очевидно, что проиллюстрированные и описанные в настоящем патенте примеры осуществления изобретения являются исключительно примерами, иллюстрирующими принципы настоящего изобретения, и что специалисты в данной области техники могут внести различные изменения, не выходящие за пределы объема и существа настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники могли бы реализовать другие различные комбинации признаков, не выходящие за пределы объема и существа изобретения.

Формула изобретения

1. Устройство для внесения материала под сельскохозяйственные культуры, включающее:транспортное средство доставки, предназначенное для перемещения по полю;датчик, предназначенный для получения данных о сельскохозяйственных культурах в процессе перемещения транспортного средства доставки по полю; контроллер транспортного средства доставки, предназначенный для автоматического контроля за перемещением транспортного средства доставки; исельскохозяйственный контроллер, предназначенный для:определения, в процессе перемещения транспортного средства доставки, потребностей сельскохозяйственных культур, исходя из данных о сельскохозяйственных культурах;определения команд на перемещение, с целью корректировки перемещения транспортного средства доставки, при этом указанные команды на перемещение включают команды на изменение направления транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур; ипередачи указанных команд на перемещение контроллера транспортного средства доставки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает контроллер подающего устройства, соединенный с сельскохозяйственным контроллером и подающим материал устройством и предназначенный для обеспечения контроля за подающим материал устройством.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что команды на перемещение дополнительно основаны да данных подающего устройства, полученных от котроллера подающего устройства.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сельскохозяйственный контроллер дополнительно включает устройство регистрации данных, предназначенное для регистрации данных о сельскохозяйственных культурах.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сельскохозяйственный контроллер дополнительно включает двигатель оптимизации подающего материал устройства, предназначенный для оптимизации внесения материала.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контроллер транспортного средства доставки дополнительно включает, как минимум, один приемник глобальной навигационной спутниковой системы, контроллер управления направлением движения, блок управления двигателем, контроллер навесного устройства, контроллер трансмиссии, датчик выравнивания штанги и экологический датчик.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно включает датчик уклона, соединенный с сельскохозяйственным контроллером, при этом датчик уклона предназначен для определения крутизны рельефа, по которому перемещается транспортное средство доставки.

8. Способ внесения материала под сельскохозяйственные культуры, включающий:сбор данных о сельскохозяйственных культурах в процессе перемещения транспортного средства доставки; определение потребностей сельскохозяйственных культур в процессе перемещения транспортного средства доставки, исходя из данных о сельскохозяйственных культурах; иконтролирование перемещения транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур, в котором контролирование перемещения транспортного средства доставки включает изменение направления транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что контролирование перемещения дополнительно включает передачу команд на перемещение контроллеру транспортного средства доставки, соединенному с транспортным средством доставки таким образом, чтобы обеспечивалось перемещение транспортного средства доставки по заданному маршруту.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что контролирование перемещения дополнительно включает корректировку передачи, установленную в системе трансмиссии транспортного средства доставки.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что корректировка передачи дополнительно включает корректировку передачи, с целью снижения расхода топлива, в зависимости от угла положения транспортного средства доставки.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что корректировка передачи дополнительно включает корректировку передачи, с целью снижения расхода топлива, в зависимости от скорости транспортного средства доставки.

13. Способ по п.8, отличающийся тем, что контроль за перемещением транспортного средства доставки дополнительно включает корректировку скорости транспортного средства доставки.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что корректировка скорости транспортного средства доставки дополнительно включает увеличение скорости в том случае, когда норма внесения материала составляет меньше минимальной нормы внесения при текущей скорости.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что корректировка скорости транспортного средства доставки дополнительно включает снижение скорости в том случае, когда норма внесения материала составляет больше максимальной нормы.

16. Устройство для внесения материала под сельскохозяйственные культуры, включающее:средство сбора данных о сельскохозяйственных культурах в процессе перемещения транспортного средства доставки; средство определения потребностей сельскохозяйственных культур в процессе перемещения транспортного средства доставки, исходя из данных о сельскохозяйственных культурах; исредство контролирования перемещения транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур, в котором контролирование перемещения транспортного средства доставки включает изменение направления транспортного средства доставки, исходя из потребностей сельскохозяйственных культур.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что средство контролирования перемещения дополнительно включает средство передачи команд на перемещение на контроллер транспортного средства доставки, соединенный с транспортным средством доставки, с целью обеспечения того, чтобы транспортное средство доставки следовало по заданному маршруту.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что средство контролирования перемещения дополнительно включает средство корректировки передачи, установленной в системе трансмиссии.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что средство корректировки передачи дополнительно включает корректировку передачи, с целью снижения расхода топлива, в зависимости от угла положения.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что средство корректировки передачи дополнительно включает средство корректировки передачи, с целью снижения расхода топлива, в зависимости от скорости.

21. Устройство по п.16, отличающееся тем, что средство контролирования перемещения дополнительно включает средство корректировки скорости транспортного средства доставки.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что средство корректировки скорости транспортного средства доставки дополнительно включает средство снижения скорости в том случае, когда норма внесения материала превышает максимальную норму внесения при текущей скорости.

23. Устройство по п.21, отличающееся тем, что средство корректировки скорости транспортного средства доставки дополнительно включает средство увеличения скорости в том случае, когда норма внесения материала меньше минимальной нормы внесения при текущей скорости.