杂草破坏装置的制作方法

本发明涉及一种用于破坏杂草的装置、系统和方法。

背景技术：

为了减少种植过程中灭草剂的使用，可以以纯机械方式去除杂草，例如通过机械冲压将杂草压回到土地中。在大多数情况下，这足以消灭被推回到土地中的植物。但是，特别顽强的杂草可能存活并重新长回到地面上。在许多情况下，杂草重新长出所需的时间段足以为栽培植物提供生长优势。但对于生长缓慢的农作物来说，这可能并不足够，还须在后面的除草过程中反复消灭再次出现的杂草。这增加了冲压过程的次数，这导致除草过程变慢。

根据de102013222776a1已知一种装置，其中借助可移动安装的冲头给杂草施加压力。在此，借助冲头有针对性地将杂草压到土地中并由此进行机械破坏，而不破坏距杂草近距离地生长的经济作物。

根据ca2410843a1已知一种用于去除植物根部的设备，其中借助销钉将该设备定位在植物上方，并且其中可以通过操作元件将处于销钉之间的顶尖压到植物的中心。通过复位弹簧将与顶尖相连的操作元件复位。

根据de19502010a1已知一种用于去除各种设施（例如道路、广场和庭院工事）上的杂草植被的方法。在此将刷形设计的工作元件压到地面铺层上，其中构件执行其上固定有该构件的车辆的至少近似地横向于行驶方向指向的运动。

技术实现要素：

在此背景下，利用在此提出的方案根据主权利要求提出一种用于破坏杂草的装置、系统和方法。

在此提出的方案提供了一种用于破坏杂草的装置，所述装置带有：可移动地布置的冲头，所述冲头具有用于给杂草施加压力的冲压端，以便对所述杂草进行机械破坏；以及活性物质输出单元，所述活性物质输出单元被设计成用于将活性物质输出到所述冲头的冲压端，以便对经过机械破坏的杂草进行额外的化学破坏。

在此提出的方案还提供了一种带有上述装置的用于破坏杂草的系统，其中所述系统被设计成车辆、尤其自主的车辆，或者被设计成手持式设备。

在此提出的方案此外还提供了一种用于破坏杂草的方法，该方法尤其借助上述装置或上述系统来执行，该方法具有以下步骤：

-提供可移动地布置的、带有冲压端的冲头；

-借助活性物质输出单元将活性物质输出到所述冲头的冲压端；

-借助所述冲头的冲压端给所述杂草施加压力，以便对所述杂草进行机械破坏；并且

-通过接触传递将所述活性物质从所述冲头的冲压端输出到所述杂草上，以便对预先经过机械破坏的杂草进行额外的化学破坏。

所述冲头可以采用长形的设计。所述冲头另外可以采用柱体形的设计。所述冲头可以具有恒定的或变化的横截面。优选地，所述冲头可以采用圆柱体形的设计。

优选地，所述冲头以可平移运动的方式来布置或安装。所述平移运动可以是纯线性运动。但除了线性运动外，所述平移运动还可以具有叠加的旋转分量。因此，所述冲头还可以通过旋转运动（如螺旋运动）从而执行平移运动并由此以可平移运动的方式来安装。

可以将压力施加理解成例如冲压过程或拍击过程。但压力施加也可以包括切割过程或者是切割过程。

所述活性物质输出单元尤其被设计成用于将限定的或预先限定的量的活性物质输出到冲头的冲压端。换句话说，也就是活性物质输出单元被设计或配置成用于将特定量的活性物质输出到冲头的冲压端。

活性物质可以被设计成气态、液态、粉末状、粉尘状或固态的。活性物质优选地是除草剂或灭草剂。

可以将输出理解成将活性物质传导、喷洒、喷射、涂抹、排放到冲头的冲压端和/或本领域技术人员已知的将活性物质传递到冲头的冲压端的任何方式。

所述车辆可以是牵引悬挂式农具或自动行驶的作业车辆。所述系统可以是自动或自主操控的。但该系统也可以被设计成手动操控式的。在此，该系统可以具有台式支座，所述装置布置在该支座上或集成在该支座中。

通过根据本发明的装置和根据本发明的系统可以对杂草执行由机械破坏和化学破坏构成的组合过程，机械破坏和化学破坏可以同时或依次进行。根据本发明，在此首先借助活性物质输出单元将活性物质输出到冲头的冲压端。接着，冲头伸出并借助冲头的冲压端对杂草施加压力或进行冲压，由此对杂草进行机械破坏。通过捣碎植物，使植物的毛细管和细胞破裂。因为在冲压端布置了之前输出的活性物质，所以在机械预破坏的同时或紧随其后，植物主体直接接触活性物质，由此，所述活性物质可以直接作用于植物体或生物材料并对杂草进行额外的化学破坏。根据植物类型的不同，在压碎杂草时还可能出现植物液汁，所以在这种情况下还可以使用固态的活性物质或固体灭草剂，其通过被植物液汁润湿而溶解出足够量的活性物质。

因此，通过根据本发明的装置和根据本发明的系统以及根据本发明的方法，可以有利地在显著减少所需的活性物质量的情况下对杂草进行有效破坏或消灭。另外，由于通过接触方式将活性物质传递到杂草上，还可以避免喷洒或滴流损失以及活性物质污染其他区域和植物。另一个优点在于，可以避免压力施加或冲压将杂草过深地压到土地中。在沙地垄作中，例如在种植胡萝卜时，大的力作用可能破坏垄。在这种情况下，以减小的压力进行冲压过程，以便将杂草仅略微压到地面以下并且在此同时轻涂以活性物质。

另外有利的是，所述活性物质输出单元被设计成用于将所述活性物质传导和/或引导和/或喷洒和/或喷射和/或通过刮擦接触传递到所述冲头的冲压端。在此有利的是，所述活性物质输出单元具有至少一根带有开口的输送管道，其中所述开口与所述冲压端处于流体连接和/或在所述冲头处于缩回位置时布置在所述冲压端的区域内。在此，缩回位置可以是伸出或激活前冲头布置在其中的位置。在此有利的是，所述输送管道与活性物质腔室能够处于或处于流体连接。通过这种措施，可以在压力施加或冲压过程之前将活性物质以简单的方式方法输出到冲头的冲压端。

另外有利的是，所述输送管道至少部分布置在所述冲头的内部并且所述输送管道的开口与所述冲头的冲压端处于流体连接。由此可以将活性物质输出单元至少部分地集成在冲头中，这样就可以将冲头内部的活性物质传导或引导到冲头端。这实现了该装置的非常紧凑的结构。另外，活性物质在此还可以被设计为固态的。

此外有利的是，所述输送管道至少部分布置在所述冲头的外部并且所述输送管道的开口布置在所述冲头的冲压端的区域内。在此，输送管道的开口可以布置在冲压端与土地之间的区域内。例如，通过这种措施可以将冲头外部的活性物质喷洒或喷射到冲压端。

另外有利的是，所述输送管道的开口布置在所述冲头的冲压端的区域内，使得在所述冲头从缩回位置移动到压力施加位置时，在所述冲压端与所述输送管道的开口之间形成摩擦接触。在此尤其有利的是，提供了多根带有开口的输送管道，其中所述开口尤其环状地布置在所述冲头的冲压端的周围。在此，该输送管道或这些输送管道可以形成被活性物质润湿的“刮擦器”。另外，多根输送管道可以形成被活性物质润湿的“刮擦环”。在缩回位置或缩回状态下，所述冲压端沿伸出运动的方向布置在刮擦器之前。在冲头的伸出运动期间，即冲头从缩回位置移动到压力施加位置期间，冲压端擦碰刮擦器并携带或接收最小量的活性物质。通过这种措施可以通过摩擦接触将冲头外部的活性物质非常简单地输出或传递到冲压端。

另外有利的是，所述活性物质输出单元具有激活单元，所述激活单元被设计成用于根据所述冲头的移动路径或位置和/或作用在所述冲头的冲压端的压力将所述活性物质输出到所述冲头的冲压端。尤其有利的是，所述激活单元具有阀，尤其复位阀，并且激活单元另外被设计成用于在向阀上施加预先限定的压力之时或之后将阀打开，以便将活性物质输出到冲压端。另外有利的是，所述激活单元具有压力传感器，该压力传感器布置在冲头的冲压端，其中可以借助压力传感器的信号将阀打开；和/或具有泵，尤其活塞泵或膜片式泵，该泵被布置和设计成用于在冲头达到预先限定的移动路径或预先限定的位置之时或之后，将预先限定的量的活性物质输出或喷洒到冲压端。冲头的预先限定的位置可以是冲头相对于所述装置或活性物质输出单元的预先限定的位置。但是，冲头的预先限定的位置也可以是冲头相对于杂草的预先限定的位置。冲头的预先限定的位置可以是缩回位置。冲头的预先限定的移动路径可以是冲头相对于所述装置或活性物质输出单元的预先限定的移动路径。冲头的预先限定的移动路径可以是冲头相对于杂草的预先限定的移动路径。冲头的预先限定的移动路径可以是压力施加位置。所述激活单元可以被设计成上述的“刮擦器”或“刮擦环”，并且在冲头与输送管道接触时促使将活性物质输出到冲压端。尤其还有利的是，在此所述冲压端借助输送管道与活性物质腔室处于和/或可以处于流体连接，其中这种流体连接是根据冲头的移动路径可断开的。换句话说，也就是说将冲压端与活性物质进行流体连接的所述输送管道被设计成可断开的，并且由此同样可以中断从活性物质腔室到冲压端的活性物质输送。在此，所述输送管道可以被设计成使其至少在缩回位置和压力施加位置与活性物质腔室断开，并且在这两个位置之间至少部分地与活性物质腔室相连和/或可以相连。但是，所述输送管道也可以被设计成使其在缩回位置与活性物质腔室相连和/或可以相连，并且在压力施加位置以及在这两个位置之间的位置与活性物质腔室断开。通过这种措施，可以以简单的方式方法激活或开始活性物质输出过程，即涂抹或喷洒过程。另外，可以在冲头伸出之前或伸出之时接收预先限定的量的活性物质并直接地或随后将其输出到冲压端。

另外有利的是，所述冲头在冲压端具有用于接收活性物质的凹陷部。在此尤其有利的是，所述凹陷部采用锥形或截锥形设计。换句话说，也就是说所述冲头埋入其冲压端中。因为带有活性物质的凹陷部或凹处在冲压过程中被“翻倒”到杂草上，由此既可以使冲压端更有效地接收少量的活性物质，也可以将其输出至杂草。

另外有利的是，所述冲头在冲压端处是边缘锋利的，尤其被设计成环状的刀刃。在冲压或冲击过程中，通过冲头的冲压端将杂草的植物体挤压或击打到土地上/中并由此对其进行强力压挤。因此，还可以通过尤其被设计成环状刀刃的、边缘锋利的冲压端更加有效地执行对杂草的冲压过程或破坏，并且在此例如还可以将从冲压区域中伸出的杂草叶子切下。

附图说明

下面借助附图以示例性地更详细地说明本发明。附图示出：

图1a-b展示了根据本发明的杂草破坏装置的第一种设计方案的示意性图示，其中所示杂草破坏装置带有刮擦环；

图2a-c展示了根据本发明的杂草破坏装置的第二种设计方案的示意性图示，其中所示杂草破坏装置带有在冲头内部延伸的输送管道；

图3a-d展示了根据本发明的杂草破坏装置的第三种设计方案的示意性图示，其中所示杂草破坏装置带有在冲头内部延伸的输送管道；

图4a-c展示了根据本发明的杂草破坏装置的第二种设计方案的示意性图示，其中所示杂草破坏装置带有在冲头外部延伸的输送管道；

图5展示了带有活性物质销的冲压端的示意性图示；并且

图6展示了一种用于破坏杂草的方法的流程图。

具体实施方式

在对本发明的优选实施例的以下说明中，针对不同图中所示的且作用类似的元件使用相同或类似的附图标记，其中省去了对元件的重复说明。

在图1a-b中，根据本发明的杂草破坏装置或用于破坏杂草的装置在其总体上设有附图标记10。

装置10具有冲头12和活性物质输出单元14。

冲头12采用长形的设计。冲头12采用圆柱体形的设计。冲头12具有冲压端16。冲压端16用于给杂草18施加压力，以便对其进行机械破坏。冲头12在其冲压端16处具有凹陷部20。凹陷部20采用锥形或截锥形的设计。凹陷部20用于接收活性物质22。活性物质22用于对预先经过机械破坏的杂草18进行额外的化学破坏。基于凹陷部20的设计方案，冲压端12在圆周方向上采用边缘锋利的设计。因此，冲压端16被设计成环状的刀刃16，以便对杂草18进行更加有效的机械破坏。

冲头12以可平移运动的方式安装在支承元件24上。在此，冲头12被安装成可以从图1a所示的缩回位置沿箭头方向26伸出到图1b所示的压力施加位置。

活性物质输出单元14采用环状设计。活性物质输出单元14沿圆周方向环绕布置在冲头12的周围。活性物质输出单元14具有活性物质腔室28，该活性物质舱室包含活性物质22。

活性物质输出单元14用于将活性物质22输出到冲头12的冲压端16。在此，可以将活性物质22传导、引导、喷射、喷洒、通过刮擦接触传递或者以本领域技术人员已知的任何方式方法输出到冲压端16。

在图1a-b的杂草破坏装置10中，借助刮擦接触将活性物质22输出到冲压端16。为此，活性物质输出单元14具有多根输送管道30。输送管道30与活性物质腔室28处于流体连接。输送管道30布置在冲头12的外部。输送管道30分别具有开口32。输送管道30的开口32环状地布置在冲头12的冲压端16的周围。

如从图1a中可看到的，冲压端16在缩回位置或缩回状态下沿伸出运动的方向26布置在开口32之前。在此，输送管道30的开口32布置在冲头12的冲压端16的区域内，使得在冲头12从缩回位置伸出运动到图1b所示的压力施加位置时，在冲压端16与输送管道30的开口32之间形成摩擦接触。由此，冲压端16或凹陷部20可以在冲头12的伸出运动期间携带或接收预先限定的量的或少量的活性物质22。换句话说，也就是说活性物质输出单元14的输送管道30形成激活单元34，该激活单元促使将活性物质22输出到冲头12的冲压端16。在此，在冲压端16与输送管道30发生摩擦接触时且由此根据冲头12相对于活性物质输出单元14的位置来进行活性物质22的输出。因此，激活单元34被设计成被活性物质22润湿的“刮擦器”或“刮擦环”。基于输送管道30与活性物质腔室28之间的流体连接，在输出之后为后面的冲压过程补充（nachgeführt）活性物质22。

另外如从图1b中可看到的，在将活性物质22输出到冲头12的冲压端16或凹陷部20之后，借助冲压端16对杂草18施加压力，由此对杂草18进行机械破坏。因为冲压端12也具有活性物质22，所以在对杂草18进行机械破坏之时或之后还通过接触传递将活性物质22从冲压端12输出到杂草18。由此对预先经过机械破坏的杂草18进行额外的化学破坏。

因此，通过这种方式可以在将活性物质22传递到杂草18上的同时或之前对杂草18进行机械破坏，进而以明显更少量的活性物质22实现对杂草18的化学破坏或消灭。

在图2a-c中展示了根据本发明的装置10’的另外一种实施方式。与图1a-b所示的装置10相比，活性物质输出装置14仅具有一根输送管道30，该输送管道布置在冲头12的内部。在此，输送管道30的开口32与冲压端16或凹陷部20处于流体连接。输送管道30另外还与活性物质腔室28处于或可以处于流体连接。在此，活性物质腔室28具有环形通道36。因此，冲压端16可以借助输送管道30与环形通道36处于流体连接并且由此与活性物质腔室28处于流体连接。在此，这种流体连接被设计成根据冲头12的移动路径可断开的。

如从图2a中可看到的，在冲头12处于缩回位置时，输送管道30与活性物质腔室28是断开的。因此，输送管道30以及由此还有冲压端16或凹陷部20都不具有活性物质22。在此，冲头12几乎像滑阀一样封闭活性物质腔室28的环形通道36。

在图2b所示的冲头12达到预先限定的移动路径时，在输送管道30和由此冲压端16与活性物质腔室28之间进行流体连接。因此，优选处于压力下的活性物质22可以经过输送管道30从活性物质腔室28到达冲压端16或凹陷部20。具体来说，冲头12在伸出运动期间从环形通道36旁擦过。在冲头12本身中，布置了一个或多个径向朝外延伸的孔，这些孔是输送管道30的组成部分并且与环形通道36共同作用而构成激活单元34。因此，在伸出运动期间，在冲头12从环形通道36旁擦过时，将少量的活性物质压到冲头12中并借助输送管道30将其朝下传导至冲压端16或凹陷部20。替代于环形通道36，还可设想一个或多个孔。在将冲头12防扭转地安装在支承元件24中时，然后冲头12的一个孔或多个孔可以与活性物质腔室28的一个孔或多个孔重合并由此建立流体连接。如果不具备防扭转性，例如在简单地呈正圆形的冲头12中，冲头12的该一个或多个孔可以与环形通道36重合并由此建立流体连接。孔或孔/环形通道组合的相互位置决定了输送活性物质的时间点，孔/环形通道的尺寸或活性物质22所处的压力以及冲头伸出速度决定了活性物质的量或涂抹的量。通过改变孔横截面以及扭转冲头12同样可以改变活性物质的量或涂抹的量。

如图2c所示，在继续冲头12的伸出运动后，再次断开输送管道30到活性物质腔室28的流体连接。在到达压力施加位置的情况下，由冲头12的冲压端16对杂草18进行机械破坏。在此，在机械破坏的同时或紧随其后通过接触传递将存在于冲压端16处或凹陷部20中的活性物质22输出到经过预先破坏的杂草18，由此对杂草进行额外的化学破坏。

在图3a-d中展示了根据本发明的装置10’’的另外一种实施方式。与图2a-c中所示的装置10’相比，活性物质输出单元14还具有蓄压器38。在此，蓄压器38被设计成橡胶囊。但还可设想的是，将蓄压器38设计成气囊或弹性膜片。蓄压器38布置在冲头12的内部。蓄压器38另外还与输送管道30相连。蓄压器38被设计成用于将处于输送管道30中的活性物质22置于压力下。输送管道30同样可采用不同的设计，如下面将更详细地说明。

与装置10’之间的另外一个差别在于，激活单元34具有阀40。在此，阀40被设计成复位阀40。阀40布置在输送管道30的开口32处。因此，阀40布置在输送管道30与冲压端16或凹陷部20之间。阀40被设计成用于在预先限定的压力下对着活性物质22的流动方向42打开，以便促使将活性物质22输出到冲压端16。

与图2a-c所示的实施方式类似，即使在装置10’’中冲压端32也借助输送管道30与环形通道36并且由此与活性物质腔室28处于或可以处于流体连接。在此，这种流体连接同样被设计成根据冲头12的移动路径可断开的。

如从图3a中可看到的，在冲头12处于缩回位置时，输送管道30与活性物质腔室28或环形通道36处于流体连接。因此，输送管道30具有活性物质22。因为没有压力作用在阀40上，所以阀40是关闭的，因此活性物质22无法从输送管道30排出到冲压端16或凹陷部20。

从图3b所示的冲头12达到预先限定的移动路径起，断开输送管道30到活性物质腔室28之间的流体连接。在此，冲头12几乎像滑阀一样封闭活性物质腔室28的环形通道36。因此，在输送管道30中存在限定的体积的活性物质22，所述活性物质由于蓄压器38而处于压力下。

如图3c中所示，在到达压力施加位置时，由冲头12的冲压端16对杂草18进行机械破坏。

在此，被施加压力的或被挤压在一起的杂草18（如图3d更详细地展示的）在机械破坏的同时或紧随其后沿箭头44的方向向阀40施加压力。植物主体在此朝上挤压阀40的阀球，从而使得关闭的阀40由于压力而打开。因此，活性物质输出单元14的激活单元34被设计成用于根据作用在冲压端16或阀40上的压力将活性物质22输出到冲头12的冲压端16。由此，将存在于输送管道30中的活性物质22输出到凹陷部20并且由此通过接触传递将其输出到经过预先破坏的杂草18，由此对杂草进行额外的化学破坏。

在此，可以通过改变输送管道30中的压力或作用在活性物质22上的压力来调整待涂抹的活性物质量。

在图4a-c中展示了根据本发明的装置10’’’的另外一种实施方式。与前面所述的实施方式不同，活性物质输出单元14在此被设计成用于将冲头12外部的活性物质22喷洒或喷射到冲压端16或凹陷部20上。为此，活性物质输出单元14具有泵单元（未示出），并且激活单元34具有挡块46。

另外，活性物质输出单元14的输送管道30布置在冲头12的外部，其中输送管道30的开口32在冲头12处于缩回位置时布置在冲压端16的区域中，如图4c所示。输送管道30与泵单元处于流体连接。输送管道30另外还与挡块46相连或者与其机械联接。

图4a-b展示了，在对杂草18施加压力并将活性物质22输出到经过预破坏的杂草18上之后，冲头12如何从压力施加位置再次返回到缩回位置。

如从图4c中可看到的，冲头12的返回或上行运动被用于激活泵单元并由此触发泵送过程，所述泵送过程将少量的或预先限定的量的活性物质22从活性物质腔室28喷洒或喷射到凹陷部20中。

在此，激活单元34或挡块46被设计成使得冲头12或冲头12的杠杆47在到达缩回位置时撞到挡块46上并触发泵送过程，从而将限定的量的活性物质22输出到冲压端16。可以通过挤压输送管道30来进行泵送过程，其中泵单元在此具有复位阀。也可以通过膜片式泵或活塞泵进行泵送过程，膜片式泵或活塞泵借助杠杆47进行操作并且是泵单元的组成部分。另外，还可以将冲压或返回行程的排出空气用于直接地（即通过压力）或间接地（即通过膜片式泵或活塞泵）传递活性物质22。

在图5中展示了冲头12的另一种实施方式。在此，活性物质22被设计为固体，即固态的。活性物质22为销状。活性物质22或活性物质销22布置在输送管道30中。活性物质销22以邻接冲压端16或凹陷部20的方式布置在输送管道30的开口32处。由此，活性物质销22部分地形成凹陷部20的底部。

在此，输送管道30被设计成盲孔。活性物质输出单元14包括压力弹簧48。压力弹簧48朝开口32的方向挤压活性物质销22。在此，开口32被设计成使得活性物质销22虽然在冲压端一侧是可接触的，但是即使有弹簧载荷仍保留在输送管道30中。

现在，在运行期间，在每次施加压力或冲压运动之时或之后由杂草18的排出的植物液汁来润湿活性物质销22的冲压端一侧的表面。在下次施加压力或冲压运动之前的等待时间期间，由此溶解最小量的活性物质22，然后在下次施加压力时将所溶解的最小量的活性物质传递到经过冲压或破坏的杂草18上。在不使用装置时，活性物质销22自动变干，由此停止活性物质销22处的活性物质溶解。

在根据图1到5的所有设计方案中还可设想的是，替代性地或补充性地，激活单元34具有压力传感器（未示出），该压力传感器布置在冲头12的冲压端16处。该压力传感器可以与上述的膜片式泵或活塞泵和/或阀40相连，由此借助压力传感器的信号根据作用在冲压端16或压力传感器上的预先限定的压力将活性物质22输出到冲压端16或凹陷部20。

图6展示了作为用于破坏杂草18的方法100的实施例的流程图。方法100包括步骤102，即提供可移动地布置的、带有冲压端16的冲头12。步骤102尤其包括提供根据图1至5的装置10、10’、10’’和10’’’。方法100另外还包括步骤104，即借助活性物质输出单元14将活性物质22输出到冲头12的冲压端16。方法100此外还包括步骤106，即借助冲头12的冲压端16给杂草18施加压力，以便对杂草18进行机械破坏。最后，方法100还包括步骤108，即通过接触传递将活性物质22从冲头12的冲压端16输出到杂草18上，以便对预先经过机械破坏的杂草18进行额外的化学破坏。

如果一个实施例在第一特征与第二特征之间包括“和/或”关系，则这应被解读为：该实施例根据一种实施方式既具有第一特征也具有第二特征，而根据另一种实施方式仅具有第一特征或仅具有第二特征。