ECO-DAN: Technische, arbeits- und betriebswirtschaftliche Aspekte der automatischen Steuerung von Hackgeräten

Projektleitung

Franz HANDLER

Forschungseinrichtung

Direktion FJ-BLT

Projektnummer

10178

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft

Allgemeine Projektinformationen

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Technical, work economic and economic aspects of the automatic guidance systems for row crop cultivators

Projektziele

Von der dänischen Firma ECO-DAN A/S wurde ein automatisches Steuergerät entwickelt, welches Anbaugeräte für Reihenkulturen mittels Farb- oder Laserkamera entlang der Pflanzenreihen führt. Nach Österreich wurde von drei biologisch wirtschaftenden Landwirten in Oberösterreich das erste derartige Gerät importiert. Die Landwirte erwarten sich die Einsparung einer Arbeitskraft zur Lenkung des Hackgerätes, eine höhere Flächenleistung und eine Entlastung des Traktorfahrers. Im Rahmen des Projektes werden folgende Punkte untersucht:
1. Feststellung der Grenzen des Einsatzes beim Hacken von Reihenkulturen bei der Steuerung über die digitale Farbkamera
- Einfluss der Größe der Kulturpflanzen
- Bedeckungsgrad des Bodens durch Beikräuter
2. Erforderliche Ausformung der Spurrille im Falle des Einsatzes einer Laserkamera
3. Arbeitswirtschaftliche Auswirkungen auf den landwirtschaftlichen Betrieben
4. Betriebswirtschaftliche Beurteilung

Berichte

Abschlussbericht , 28.02.2005

Kurzfassung

ARBEITSZEITBEDARF Durch die automatische Lenkung kann im Vergleich zur manuellen Lenkung die Fahrgeschwindigkeit beim Hacken signifikant erhöht werden. Durch die höhere Fahrgeschwindigkeit sinkt auch die Wendezeit, da von den Fahrern für das Wenden der Gang meist nicht gewechselt wird. Auf Grund des größeren Pflanzabstandes ist für das automatische Lenksystem bei Kraut am Beginn der Reihe beim Absenken des Hackgerätes das Auffinden der Reihe schwieriger als bei den anderen Kulturen. Dies führt zu signifikant höheren Wendezeiten. Hinsichtlich der erzielbaren Fahrgeschwindigkeit beim Hacken gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kulturen. In Abhängigkeit von der Schlaggröße und der Arbeitsbreite des Hackgerätes ergibt sich ein Anstieg der Flächenleistung durch die Verwendung des automatischen Lenksystems von 20 bis 25 %. Durch den Wegfall einer Person für das Lenken des Hackgerätes kann das automatische Lenksystem rund 60 % der erforderlichen Arbeitskraftstunden einsparen. ARBEITSQUALITÄT Folgende Probleme wurden beobachtet:  Beim Einfahren in den Baumschatten kam es zu Regelfehlern. Trotzdem ertönte kein akustisches Signal.  Seitenwind, der die Pflanzen bewegte, sorgte für Irritation der Regelung.  Bei Blaukraut wurden die Pflanzenreihen mangelhaft erkannt.  Bei schlechtem Feldaufgang fand die automatische Lenkung keine Pflanzenrei-hen, was ein Hacken mit der automatischen Lenkung unmöglich machte.  Beim Hacken von Mais im Dreiblattstadium wurden in der Zeit von rund 10:00 Uhr bis rund 14:00 Uhr keine Reihen erkannt. Als Ursache wurde die starke Sonneneinstrahlung vermutet, die starke Reflexionen auf der Blattoberfläche verursachte. Vor und nach dem genannten Zeitraum traten auf der Fläche keine Probleme auf. ERFORDERLICHE GRÖßE DER KULTURPFLANZEN Die durchgeführten Versuche bei Schwarzkümmel, Pferdebohne und Mais ergaben, dass die Pflanzenreihen bei dem in der Betriebsanleitung geforderten minimalen Pflanzendurchmesser von 3 cm zuverlässig erkannt wurden. BEDECKUNGSGRAD DES BODENS MIT BEIKRÄUTERN Das System unterscheidet bei der Erkennung der Pflanzenreihen zwischen grünen und nicht grünen Bildpunkten. Erreicht der Bedeckungsgrad des Bodens mit Bei-kräutern ein kritisches Ausmaß, kann das System die Kulturpflanzenreihe nicht mehr erkennen und ein automatisches Lenken des Hackgerätes wird unmöglich. MÖGLICHE FAHRGESCHWINDIGKEIT Auf Grund der begrenzten Reaktionsgeschwindigkeit des Lenksystems muss mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit das unbearbeitete Band breiter werden, um den vorgegebenen Grenzwert an beschädigten Pflanzen einhalten zu können. Die mögliche Breite des unbearbeiteten Bandes hängt auch wesentlich von den Lenkbewegungen des Traktorfahrers ab. Je weniger abrupte Lenkbewegungen durchgeführt werden, umso kleiner kann das unbearbeitete Band bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit werden. Bei leichten Lenkbewegungen kann ein unbearbeitetes Band von 8 cm auch bei einer Fahrgeschwindigkeit von 7 km/h noch eingehalten werden. BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHE ERGEBNISSE Die automatische Lenkung mit einem Neuwert von € 14.000,- ist nur bei sehr hoher Auslastung (100 h/a) mit der manuellen Steuerung hinsichtlich der Kosten konkurrenzfähig, wenn mit ihr eine um rund 25 % höhere Flächenleistung erzielt wird. Diese Auslastung ist aber auch im überbetrieblichen Einsatz für viele Betriebe nur schwer erreichbar. Billigere Systeme (€ 6.000,-) sind bei der oben genannten Mehrleistung durchaus auch bei einer jährlichen Auslastung von 60 h/a konkurrenzfähig. Aber auch diese Auslastung kann in Österreich in der Regel nur im überbetrieblichen Einsatz erreicht werden. Auf Betrieben, die mit Front- oder Heckhackgeräten ohne manuelle Lenkung bisher das Auslangen gefunden haben, da sie ein entsprechend breiteres unbearbeitetes Hackband tolerieren konnten und deshalb gleich hohe Fahrgeschwindigkeiten erreichten wie mit der automatischen Lenkung, ist die automatische Lenkung kostenmäßig immer unterlegen. Interessant könnte sie werden, wenn es aufgrund eines engeren unbearbeiteten Hackbandes gelingt, Herbizidkosten einzusparen. Dies könnte bei Kulturen mit hohen Herbizidkosten (z. B. Zuckerrübe) möglich sein.

Berichtsdateien

03_2277_Endbericht.pdf

Autor/innen

Dipl.-Ing. Franz Handler, Dipl.-HLFL-Ing. Manfred Nadlinger