Im Reisanbau ist der geradlinige Betrieb für Reispflanzer relativ einfach. Beim Navigieren durch Kurven am Rand eines Feldes oder auf unregelmäßig geformten Feldern wird die Gewährleistung einer gleichmäßigen und gleichmäßigen Bepflanzung jedoch zu einer entscheidenden Fähigkeit. Beim Drehen sind die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Innen- und Außenräder traditioneller Reispflanzer bewirken, dass die Bewegungsbahn des Transplantationsarms an verschiedenen Stellen variiert. Dies kann zu instabilen Pflanzungen, verpassten Pflanzungen und ungleichmäßigen Sämlingsabständen führen, was sich ernsthaft auf die Arbeitsqualität und den Endertrag auswirkt.
Präzise Synchronisation: Differentialmechanismus und unabhängiger Antrieb
Beim Drehen müssen die Geschwindigkeiten der inneren und äußeren Antriebsräder einer Reispflanzmaschine unterschiedlich sein. Um diesem Problem zu begegnen, verwenden moderne Reispflanzer üblicherweise einen Differentialmechanismus. Dieser Mechanismus ermöglicht, ähnlich dem Prinzip des Differentiales eines Autos, die Drehung der linken und rechten Antriebsräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und erreicht so eine reibungslose Lenkung. Um das Umpflanzproblem zu lösen, reicht es jedoch nicht aus, sich ausschließlich auf einen Differentialmechanismus zu verlassen, da der Pflanzmechanismus des Pflanzgeräts durch die Drehung der Laufräder angetrieben wird.
Beim Drehen drehen sich die äußeren Laufräder schneller, während sich die inneren Laufräder langsamer drehen. Bleibt der Umpflanzmechanismus lediglich mechanisch mit den Laufrädern verbunden, pflanzen die äußeren Umpflanzarme häufiger als die inneren, was zu kleineren Pflanzenabständen an den Außenseiten und größeren Pflanzenabständen an den Innenseiten führt, wodurch eine auffällige „fächerförmige“ Unebenheit entsteht.
Um diese Unebenheiten zu beseitigen, verwenden einige High-End-Pflanzmaschinen unabhängig angetriebene Umpflanzmechanismen. Dies bedeutet, dass der Transplantationsmechanismus nicht mehr direkt von den Laufrädern angetrieben wird, sondern von einem unabhängigen Hydraulikmotor oder Elektromotor gesteuert wird. Sensoren überwachen den Lenkwinkel und die Fahrgeschwindigkeit des Transplantierers in Echtzeit, sodass das Steuersystem die Antriebsfrequenz jedes Transplantationsarms präzise anpassen kann. Wenn sich die Maschine nach rechts dreht, verlangsamt das System den linken Pflanzarm und beschleunigt den rechten Arm, um den Geschwindigkeitsunterschied zwischen der inneren und äußeren Reihe auszugleichen und so einen gleichmäßigen Pflanzabstand über alle Reihen hinweg sicherzustellen.
Intelligente Kompensation: Lenkwinkel mit Transplantationsarmen verknüpfen
Neben der Differenzgeschwindigkeit und dem unabhängigen Antrieb ist ein Lenkwinkelsensor entscheidend für eine präzise Bepflanzung in Kurven. Dieser am Lenkmechanismus installierte Sensor überträgt Lenkwinkelinformationen in Echtzeit an die zentrale Steuereinheit.
Basierend auf dem Lenkwinkel berechnet die Steuereinheit das erforderliche Kompensationsverhältnis für den inneren und äußeren Transplantationsarm. Wenn beispielsweise der Lenkwinkel groß ist, vergrößert sich der Unterschied in der linearen Geschwindigkeit zwischen der inneren und äußeren Reihe und das Steuersystem erhöht die Kompensation entsprechend. Diese Regelung mit geschlossenem Regelkreis stellt sicher, dass der Transplantationsarm unabhängig vom Wenderadius mit der optimalen Frequenz arbeitet.
Darüber hinaus sind einige moderne Reispflanzer mit automatischen Lenksystemen ausgestattet, die GPS- oder Beidou-Navigationssysteme nutzen. Diese Systeme führen den Umpflanzer nicht nur entlang einer voreingestellten gekrümmten Bahn, sondern liefern dem Umpflanzsteuerungssystem auch Positions- und Lenkinformationen in Echtzeit. Vor dem Eintritt in die Kurve berechnet das System vorab den optimalen Ausgleichsplan für die Pflanzhäufigkeit und sorgt so für eine reibungslose und nahtlose Wende, bei der praktisch keine Spuren menschlicher Eingriffe zu sehen sind. Durch diese intelligente Verknüpfung wird ein Quantensprung von der „stabilen“ zur „präzisen“ Bepflanzung erreicht.
Landzungenmanagement: Effizienz steigern und Abfall reduzieren
Das Wenden der Landzunge ist ein weiterer entscheidender Schritt beim Reistransplantieren. An der Landzunge muss die Maschine eine Kehrtwende machen und sich mit der nächsten Reihe neu ausrichten. Traditionell unterbricht dies den Transplantationsprozess. Um jedoch die Effizienz zu verbessern und verpasste Pflanzungen zu reduzieren, haben moderne Pflanzmaschinen automatische Systeme zum Anheben von Landzungen und zum Unterbrechen der Pflanzung eingeführt.
Wenn die Maschine eine voreingestellte Landzungenposition erreicht, löst der Bediener oder das automatische Steuerungssystem die Hebefunktion aus. Der Pflanzmechanismus und der Ponton heben und räumen automatisch die Reisfeldoberfläche. Gleichzeitig stoppt der Antrieb des Pflanzmechanismus automatisch, um leere Pflanzungen oder Pflanzungen auf dem Grat zu verhindern. Nach dem Umdrehen und Betreten der nächsten Reihe senkt das System den Pflanzmechanismus basierend auf seiner Positionierung automatisch ab und nimmt die Pflanzung wieder auf.
Diese automatische Headland-Management-Funktion reduziert nicht nur die Arbeitsbelastung des Bedieners erheblich, sondern sorgt, was noch wichtiger ist, für nahtlose Übergänge zwischen verschiedenen Arbeitsreihen. Durch den Einsatz präziser Positionssensoren und Endschalter stellt das System sicher, dass die Bepflanzung an den richtigen Punkten beginnt und stoppt, wodurch Lücken oder Überlappungen vermieden werden, die in der Landzunge häufig vorkommen. Dies verbessert die allgemeine Einheitlichkeit und Effizienz der Pflanze und maximiert die Nutzung wertvoller Sämlingsressourcen.