Способ заготовки деревьев
Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано для формирования укрупненных пачек при проведении лесосечных работ. Изобретение позволяет повысить производительность лесосечных работ за счет сокращения операций при укладке деревьев в объединенную пачку с двух рабочих позиций и формирования пачек под углом к волоку без сцепления между собой крон деревьев смежных пачек. Валочно-пакетирующая машина с захватно-срезающим устройством (ЗСУ) 5, имеющим возможность поворота в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, во время движения в сторону от уса с первой из смежных рабочих позиций срезанные деревья укладывает поворотом корпуса ЗСУ 5 вокруг оси 11 манипулятора в вертикальной плоскости действия, а с второй - в то же место поворотом корпуса ЗСУ 5 вокруг оси 12 в поперечной плоскости. Во время движения валочно-пакетирующей машины в сторону лесовозного уса порядок укладки деревьев в объединенную пачку меняется по позициям. Разбег комлей объединенной пачки и угол непараллельности в допустимых пределах для трелевки бесчокерными трелевочными средствами может определяться с помощью датчиков 18 и 19, показывающих значение угла поворота манипулятора, и датчиков 20 и 21, показывающих значение вылета манипулятора и подсоединенных к устройству 22 и сигнальному устройству 23, посредством которых оператор определяет нахождение срезанного и укладываемого дерева в расчетной зоне укладки дерева в объединенную пачку, что диктуется возможностями по раскрытию захватов бесчокерных трелевочных средств с пачковыми захватами. 8 ил.
СОК@ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gi)s А 01 6 23/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиа б (21) 4656545/15 (22) 28.02.89 (46) 23.07.91. Бюл. ЬЬ 27 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (72) М.M.Áûêîâ, В.Ф.Логинов, В.П.Ермольев, В.С.Кругов и Ю.П.Супрон (53) 634.0.308(088.8) (56) Аболь П.И„Машина ЛП вЂ” 19 на лесосечных работах.-М.:Лесная пром-сть, 1977, с.
30-34.
Авторское свидетельство СССР
М 1132854, кл. А 01 G 23/08, 1982. (54) СПОСОБ ЗАГОТОВКИ ДЕРЕВЬЕВ (57) Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано для формирования укрупненных пачек при проведении лесосечных работ. Изобретение позволяет повысить производительность лесосечных работ за счет сокращения операций при укладке деревьев в объединенную пачку с двух рабочих позиций и формирования пачек под углом к волокну без сцепления между собой крон деревьев . смежных пачек. Валочно-пакетирующая машина с захватно-срезающим устройством
„„Я3 „„1664186 А1 (ЗСУ) 5, имеющим возможность поворота в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, во время движения в сторону отуса с первой из смежных рабочих позиций срезанные деревья укладывают поворотом корпуса ЗСУ 5 вокруг оси 11 манипулятора в вертикальной плоскости действия, а с второй — в то же место поворотом корпуса ЗСУ
5 вокруг оси 12 в поперечной плоскости. Во время движения валочно-пакетирующей машины в сторону лесовозного уса порядок укладки деревьев в объединенную пачку меняется по позициям. Разбег комлей объединенной пачки и угол непараллельности в допустимых пределах для трелевки бесчокерными трелевочными средствами может определяться с помощью датчиков 18 и 19, показывающих значение угла поворота манипулятора, и датчиков 20 и 21, показывающих значение вылета манипулятора и подсоединенных к устройству 22 и сигнальному устройству 23, посредством которых оператор определяет нахождение срезанного и укладываемого дерева в расчетной зоне укладки дерева в объединенную пачку, что диктуется возможностями по раскрытию захватов бесчокерных трелевочных средств с пачковыми захватами. 8 ил.
1664186
Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано для формирования укрупненных пачек при проведении лесосечных работ.
Цель изобретения — повышение производительности лесосечных работ, На фиг.1 показана схема формирования объединений пачки деревьев с двух смежных рабочих позиций, в которой деревья, уложенные с первой рабочей позиции валочно-пакетирующей машины, параллельны деревьям, уложеннйм с второй ее рабочей позиции; на фиг.2 — схема формирования объединенной пачки деревьев, в которой между уложенными деревьями допускается определенный угол,(показан первый из вариантов образования угла); на фиг.3 — схема формирования объединенной пачки деревьев, в которой между уложенными деревьями допускается определенный угол (показан второй иэ вариантов образования угла); на фиг.4 — схема формирования объединенной пачки деревьев, в которой показаны углы поворота манипулятора с первой из смежных рабочих позиций валочно-пакетирующей машины для нахождения области укладки комлей объединенной пачки; на фиг.5-схема разработки лесосеки по предлагаемому способу(стрелками показано направление движения машины); на фиг.6 — вариант валочно-пакетирующей машины, предназначенной для осуществления предлагаемого способа; на фиг.7— вариант захватно-срезающего устройства валочно-пакетирующей машины (показан момент переноса срезанного дерева); на фиг.8 — вариант схемы подсоединения устройства поступления и обработки информации.
Способ осуществляется следующим образом с помощью валочно-пакетирующей машины с. захватно-срезающим устройством, имеющим возможность поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
На раме самоходного шасси 1 этой.машины установлена поворотная платформа 2 с силовой установкой, кабиной оператора и технологическим оборудованием. Технологическое оборудование включает в.себя манипулятор из шарнино сочлененнйх звеньев 3 и 4 и захватно-срезающего устройства (ЗСУ), состоящего из корпуса 5, на котором установлены с возможностью по ворота посредством приводов-гидроцилиндров 6 и 7 верхние 8 и нижние 9 захватные рычаги и режущий орган 10. Корпус 5 ЗСУ имеет возможность поворота в двух взаимно Перпендикулярных плоскостях. Одна из этих воэможностей поворота реализуется вокруг оси 11, в вертикальной плоскости действия манипулятора, а вторая — в перпендикулярной ей плоскости вокруг оси 12, Для осуществления этих возможностей зве5 но 4 манипулятора связано с поворотным вокруг оси 11 посредством привода 13 кронштейна 14, который через механизм поворота связан с корпусом 5 ЗСУ. Механизм поворота состоит из неподвижной 15 и по10 движной 16 частей. Неподвижаня часть 15 жестко связана с кронштейном 14, а подвижная часть 16 жестко соединена с корпусом 5 ЗСУ, Подвижная часть 16 имеет возможность поворота относительно не15 подвижной части 15 вокруг оси 12 посредством привода гидроцилиндра 17. Ось 11 перпендикулярна оси 12. Кроме этого, валочно-пакетирующая машина оснащена датчиком 18, установленным на самоходном
20 шасси 1 и показывающим значение угла а поворота манипулятора с ЗСУ в плане относительно направления движения машины в пределах а «а а В, и датчиком 19, установленным, например, на самоходном
25 шасси 1 и показывающим значение угла а в.пределах ар <а < ад . Валочно-пакетирующая машина оснащена также датчиками 20 и 21, показывающим значение текущего вылета манипулятора с ЗСУ. Дат30 чик 20 установлен в месте шарнирного сочленения звеньев 3 и 4 манипулятора, а датчик 21 установлен в месте шарнирного сочления манипулятора и самоходного шасси 1. Датчики 18 и 19, а также 20 и 21 подсоединены к устройству 22 управления, выполненному на основе микроЭВМ и установленному на поворотной платформе 2. K устройству 22 управления подсоединено сигнальное устройсто 23.
Поскольку трелевку отформированных валочно-пакетиру щей машиной объединенных пачек деревьев предполагается осуществлять бесчокерными трелевочными средствами с пачковым захватом, то укладку
45 срезанных с двух смежных рабочих позиций деревьев следует производить в место, в котором разбег комлей деревьев и угол развала (непараллельности ) p находились в допустимых пределах, диктуемых возможностями по раскрытию захвата этих трелевочных - средств, Этим условиям соответствует область АВС0, ограниченная линиями АВ, СО, 8C, AD, которые соответствуют следующим зависимостям;
"++<3 L x L-n) =Lmmaax x) х t3 =L ;„) а»
"так rn Ч " лаХ nin
1664186 (Рi gx -(,„-L,„„,--ф 1 sin ц;
2 rnbx "т п мах э и г
2 2 5 где у и х — координаты граничных точек указанной области в системе координат, об- 10 раэованной направлением движения машины и перпендикулярном к нему в точке— центре координат, проходящем через ось горизонтального поворота манипулятора машины на первой из рабочих позиций со- 15 ответствующей пары;
Еп ах и Е п(п — соответственно наибольший и наименьший вылеты манипулятора машины; р- допустимый угол непараллельности 20 деревьев в обьединенной пачке.
Для вывода этих зависимостей рассмотрим случай Фоомиоования объединенных пачек деревьев с углом развала р, равным
О, т.е. случай, когда деревья с двух смежных 25 рабочих позиций укладывают строго параллельно друг другу. Тогдда треугольник OKO (фиг.1) при вершине К должен иметь прямой угол, а вершина К (соответственно комлевая часть пачки) должна располагаться толь- 30 ко на линии MN. Исходя из свойства прямоугольного треугольника, указывающего на то, что вершины всех прямых углов, базирующихся на гипотенузе, находятся на дуге описанной окружности, линиям MN мо- 35 жет быть только дугой окружности. Уравнение окружности в системе координат ХОУ имеет вид: (X — A)2+ (y — B)ã = Rã, 40 где А и  — координаты ее центра;
R — радиус.
Поэтому уравнение. окружности, которой принадлежит линия MN в системе ко- 45 ординат ХОУ, имеет вид где точки 0 и Π— положение оси горизонI тального поворота манипулятора соответственно на первой и второй смежных рабочих позициях; 55
00 — расстояние между первой и второй смежными рабочими позициями машины {расстояние ее межпозиционного
: переезда)
00 = Lmax Lm(n.
Следует отметить при этом, что система координат XOY образована направлением движения машины (ось ОУ) и перпендикулярна к нему (ось OX) в точке — центре координат, проходящем через ось горизонтального поворота манипулятора машины на первой из ее смежных рабочих позиций, с которых машина осуществляет съем деревьев и укладку их в объединенную пачку.
С учетом формулы (2) уравнение (1) принимает вид
2 / Ьпах Lmin 2 х +1у
2 (3) 7.
Lmax LmIn
Из фиг.1 видно, что точка N линии MN принадлежит дуге окружности, описанной радиусом, равным L a, из центра, совпадающего с осью горизонтального поворота манипулятора на рабочей позиции, предшествующей первой из двух смежных рабочих позиций, а точка М этой линии принадлежит дуге окружности, описанной радиусом, равным Lmin, из центра, совпадающего с осью горизонтального поворота манипулятора.на первой из смежных рабочих позиций, т.е. из точки О. Уравнения указанных окружностей соответственно имеют вид
x + (y + Lmax LmIn) = Lmax, (4) г 2 2.
+ y = Lmin . 2 2 (5) Решением уравнений (3) и (4) вычисляются координаты точки N, решением уравнений (3) и {5) — координаты точки M. Таким образом для того, чтобы уложить деревья параллельно в одну пачку с двух смежных рабочих позиций, достаточно на первой из смежных рабочей позиции деревья уложить перпендикулярно, а на второй — параллельно вертикальной плоскости действия манипулятора, располагая комли на одном уровне. на дуге MN окружности (3), Далее рассмотрим случай формирования объединенных пачек с допустимым углом рнепараллельности деревьев, отличным от О, В этом случае деревья для укладки переносят в зону размещения ком лей, ограниченную некоторой областью
ABCD. Реализация такой укладки в объеди-. ненные пачки значительно проще, чем в описанном выше случае. Для определения области ABCD достаточно найти уравнения линий, на которых лежат кривые А0 и ВС.
1664186
Уравнения линий СО и АВ известны, они определяются соответственно выражениями (4) и (5). На основании теоремы косинусов из треугольника ОКО (фиг.2) можно составить выражение 5
ОК 2-ОК +О К -2 0(К совy, (6) Л
10 2
y = 180 — — — р (случай расположения деревьев согласно фиг.2), где из треугольника ОКЕ ру2 x2+ из треугольника О КР или
ОК -x +(00 - Y)). (8) 15
y-=180 — — + р
Л
2 (случай расположения деревьев согласно фиг.3), С учетом выражений (7) и (8) уравнение (6) примет вид
00 . х iq +х +(00-q}т,е.:
20 ), „>
2 (10) -Я (}({ }) сос}{
00 = 2х2+2 +00 — 2y ° 00— (2 2 1
- а (Х + )2) $X (ОО - )g
l2 (2
00 2 2 00
2 " 2
° со g; 25 с оо
2 получают уравнение линии, на которой ле30 житдуга BC:
° СО5
Разделив сокращающиеся члены
00!2 на 2, Ilollf lslo
° 5inlf са5 (, 40 (11)
Уравнение линии, на которой лежит дуга AD следующее:
Отсюда (С
ОО -хс+(- ) - {х +q } (Х {no -ф ). х со5/, С учетом формулы (2) уравнение имеет вид (, Е йхпах m ï
Х х
45 2 L x- m(n max — m Ф 50 (12) При подстановке в уравнения (11) и (12) значения угла = 0 они примут вид уравне55 ния(3). Положение ЗСУ с зажатым срезанным деревом в плане может быть определено через угол горизонтального поворота а, ма- нипулятора и величину его вылета L. Поэтому для того, чтобы контоолировать по° ° L так ьь n (9) 2 Гак как угол ОКТ есть угол между осью дерева, уложенного с первой из двух смежных рабочих позиций, и вертикальной плоOO,, Ь ОО 0O" 4 Я. 4 скостЬк} {,действия манипулятора и составляет 90 . а угол ОКУ т.е. угол между осью дерева, уложенного с второй из двух смежных рабочих позиций, и вертикальной плоскостью манипулятора, составляет 180, тс соотношение между углами а и р имеет вид Подставив угол (10) в выражение (9) и учитывая, что cosy=cos — + р -%sing, 1.. 2 } «(, ° 2 (трх < ) "max— а 2. 1664186 как уравнение (14) представляет собой квадратное уравнение, то 4,, -00. Со5Ж ++ 5 падание ЗСУ в область ABCD и выход из этой области, необходимо знатьзависимость вылета манипулятора L от угла его горизонтального поворота а, измеренного в пределах ас а аВ и а a aA, соответствующих сложным линиям ВС и AD. На практике это может быть осуществлено с использованием соответствующей системы датчиков, показывающих текущие углы горизонтального поворота а и вылет манипулятора (. С учетом того, что из треугольника ОКР у =1 cos ах =1 з!па, получа ют выражения; =00 со5М+ со5 Р = 00 - co5g. + к СО5 (f 20 00, г 2 =00 со5М.+ — 51п (— co5 g 51п (С 05Ц) 00 5 П Д =00 co5g,+ 1-со5 0 =00 cost61 СО5 +g l, +L2 сод K 5in p L -00 L сомС = 30; С учетом выражения(2) %siyl Ч) 2 LAq = (Lm»< — Lm ) (СОЗ а+ З(П а tg Р), 5>tlP> (16) L-00.cos М = (13) 2 г (, -21 00 соьь 00 со5 с6 = I 5in g+ +00 5m g-2 00 ° 1. соЬ 5 и L (<-5|n р3+ Оо (со5 са-s и р)=2 L.00 cos ю (1-е п y); 00 (co5 L — 5 þ 1 (, 2 2(. 00 "CO5K j со5 < ,Ф,, г 50 00 (со5 a —.5in 9) t -Й. 00 codÊ+ -0 co52q, (14) (фиг.4), L-В =LA =Lmln Lc — 2 4: 00 cos a+ 55 где L — текущий вылет манипулятора. Из уравнения (14) найдем зависимости вылета манипулятора, соответствующего дугам ВС и AD. в зависимости от угла а. Так — 0; cos p.б 1 51n a t . соь с6 — ОО . L со506 +(00 — L - сОБ 6 j 5iè q (5 п g со5 Ф 3 00 ° L coo 06co5 co5 g-со5 k+5in ц) 2 г - >0 tq g 6 » ы. - 00 (eos a + t q sing) . L« = (Lmax — Lmin) (соз а — sin а tg р); (15) Таким образом, при формировании пачки в пределах углов поворота манипулятора, равных a «a e, комли деревьев следует укладывать на вылете, равном не менее Lec, иначе комли окажутся за пределами области ABCD. Аналогично при
