Стенд для исследования взаимодействия ветвистых объектов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s А 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814808/15 (22) 19.03,90 (46) 15.09.92. Бюл. К 34 (71) Петрозаводский государственный университет им, О,В,Куусинена (72) А.В.Кувшинов, Г.Н.Колесников и

Д.А. Кувшинов (56) Озолиньш П.П. Исследование динамики

MBLUMHHof выноса деревьев из насаждений при проведении рубок ухода. Комплексная механизация рубок ухода. Рига: Знание, 1975, с, 54-59, рис. 2. (54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕТВИСТЫХ ОБЬЕКТОВ, содержащий основание, держатели объектов, фиксаторы, направляющие, привод и тяговый орган с силоизмерителем, о тл ича ю щийся тем, что, с целью повышения информативности и упрощения проведения исследований, на стенде установлено не менее двух стоек. каждая стойка выполИзобретение относится к технике для испытаний и может быть использовано в лабораторной практике при моделировании и исследовании взаимодействия ветвей крон растущих и спиленных деревьев, в частности извлекаемых из насаждений, т,е, при исследованиях, имеющих, например, цель-улучшение экологических характеристик технологий лесопользования.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому стенду по технической сущности и достижению положительного эффекта является устройство для исследования взаимодействия древесных ветвистых объектов, содержащее основание со смонтированным на нем стационарным держателем объекта, задат„„ А2„„1761045 А1 нена в виде вертикальной направляющей, на которой закреплена с воэможностью продольного перемещения переходная втулка, соединенная через силоизмеритель и тяговый элемент с приводом, который жестко закреплен на вертикальной направляющей, на каждой переходной втулке закреплен при помощи горизонтального приводного вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости держатель объекта, при этом каждая стойка установлена в соответствующих направляющих основания с возможностью перемещения в плоскости основания и поворота вокруг своей вертикальной оси.

2, Стенд по п. 1, отличающийся тем, что с целью определения пространственных координат объекта, на вертикальных направляющих установлены линейные шкалы, переходные втулки имеют шкалы для измерения углов, а держатели объектов снабжены указательными стрелками. чик траектории, установленный на задатчике траектории подвижный держатель объекта, связанный тяговым органом с приводом и силоизмерителем.

Известное техническое решение направлено на определение сил и моментов в захвате лесозаготовительной машины и выяснение их зависимости от скорости выноса и от густоты насаждений при перемещении дерева через одну или несколько пар деревьев с контактом их крон, При этом измерения проводились на целых деревьях, фиксировались усилия, возникающие в тяговом органе и необходимые для выноса дерева сквозь кроны несрубленных деревьев.

Поскольку объектами исследования являются целые деревья, исключена возможность

1761045 проведения лабораторных исследований, изучение объекта возможно лишь в полевых условиях. Это требует сложного оборудования, которое должно выдерживать значительные нагрузки, иметь большие габариты, снабжаться мощными приводами. Фактически имитируется лесозаготовительная техника. При этом неизбежно использование дополнительного металлоемкого оборудования, необходимого для заготовки, переноса к месту проведения исследования и установки дерева. В то же время, проводимые на целых деревьях исследования не обеспечивают полноты информативности, что обусловлено таксометрической и видовой вариабельностью природных обьектов.

Измерения на одном дереве носят случайный характер и не отражают всего многообразия типов взаимодействия ветвей в контактирующих кронах, регистрируется интегральное усилие выноса. Для получения статистически достоверных результатов необходимо исследовать большое число различных по геометрии расположения ветвей в кроне деревьев, по размерам, возрасту и т.д, Интегральный параметр не позволяет судить о взаимодействии отдельных ветвей в контактирующих кронах, в частности — об их повреждаемости при выносе дерева из насаждений, Цель изобретения — повышение информативности и упрощение проведения исследований, Поставленная цель достигается тем. что стенд для исследования взаимодействия ветвистых объектов, содержащий основание, держатели объектов, фиксаторы, направляющие, привод и тяговый орган с силоизмерителем, в отличие от известного решения, снабжен по меньшей мере двумя стойками, каждая стойка выполнена в виде вертикальной направляющей, на которой закреплена с возможностью продольного перемещения переходная втулка, соединенная через силоизмеритель и тяговый элемент с приводом, который жестко закреплен на вертикальной направляющей, на каждой переходной втулке закреплен при помощи горизонтального приводного вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости держатель объекта, при этом каждая стойка установлена в соответствующих направляющих основания с возможностью перемещения в плоскости основания и поворота вокруг своей вертикальной оси.

С целью определения llpocTpBHGTBBHных координат объекта на вертикальных направляющих установлены линейные шкалы, переходные втулки имеют шкалы для изме5

55 рения углов, а держатели обьектов снабжены указательными стрелками, Такое техническое решение стенда обеспечивает получение данных о силовом взаимодействии ветвей в широком диапазоне их взаимной ориентации, длины, возраста и т.д, Обладая самостоятельной научной ценностью, такие результаты, в то же время, имеют и практическую ценность, позволяя прогнозировать сохранность или повреждаемость насаждений при выносе из них заготовляемых деревьев. Получаемые данные могут быть использованы также при разработке лесной техники, рациональной с точкл зрения экологии, а также при разработке схем различных видов рубок. При этом, поскольку объектом исследования являются не целые деревья, а отдельные ветви, то не требуется применения сложной металло- п энергоемкой техники, дополнительного оборудования, Эксперйменты проводятся в лабораторных условиях. Заготовка ветвей для проведения исследований на предлагаемом стенде существенно проще, чем заготовка деревьев.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид: на фиг, 2 — стенд, вид сверху.

Стенд содержит основание 1, на котором установлены стойки 2, 3, имеющие в нижней части приводные валы 4. 5, Стойки

2, 3 установлены с возможностью перемещения в плоскости основания 1, например, по направляющим 6, 7 с фиксаторами 8, 9 и возможностью поворота вокруг вертикал ь ной оси, На стойках 2, 3 смонтированы переходные втулки 10, 11 с возможностью вертикального перемещения. Втулки 10, 11 снабжены шкалами 12, 13 для измерения углов поворота, а стойки 2, 3 — лиHåéными шкалами 14, 15. На переходных втулках 10, 11 установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости при помощи приводных валов 16, 17 соответственно держатели 18, 19 с закрепленными в них ветвистыми объектами 20, 21. Держатели

18, 19 могут быть выполнены телескопическими и снабжены фиксаторами 22, 23 и транспортирами 24, 25. Переходные втулки

10, 11 посредством тягового элемента, например, троса 26, 27 и силоизмерителей 28, 29, 30, 31 соединены с одной стороны с неприводными блоками 32, 33 и с другой стороны с приводными блоками 34, 35 через приводные валы 36, 37 с приводами 38, 39, Приводы 38, 39 жестко закреплены на стойках 2, 3, а тяговые элементы 26, 27 связаны с ними через блоки 32, ЗЗ, 34, 35. Приводы снабжены стопорами 40, 41.

Работает стенд следующим образом.

Ветви 20, 21, взаимодействие которых исс1761045 ледуется, закрепляют соответственно в держателях 18. 19, после чего их ориентируют

s пространстве в требуемом для начала исследования положении, Для этого стойки 2, 3 перемещают в плоскости основания 1 в направляющих 6, 7 в требуемое положение, поворачивают стойки 2, 3 вокруг своих осей на необходимые углы Q,P (см. фиг. 2) и закрепляют фиксаторами 8, 9. Держатели

18, 19 поворачивают вокруг осей приводных валов 6, 17 и по измерителям углов 24, 25 устанавливают требуемые углы у, д (см, фиг. 2). После этого, вращая оба приводных блока 34, 35 или один из них, перемещают одну ветвь относительно другой. Например, вращение блока 34 вызывает перемещение вдоль стойки 2 переходной втулки 10 с закрепленной ветвью 20 до контактирования ее с ветвью 21: с этого момента времени по линейной шкале 14 и силоизмерителям 28

29, 30, 31 снимают отсчеты линейных перемещений втулки 10 и сил, возникающих при взаимодействии ветвей. В процессе исследования периодически прерывают перемещение втулки 10. фиксируют ее положение стопором 40, определяют пространственные координаты исследуемых частей ветвей

20, 21 и регистрируют показания силоизме5 рителей 28, 29, 30, 31, а также величину линейного перемегцения втулки 10. Подобным образом на стенде исследуется и взаимодействие большего числа ветвей, для чего необходима установка в направляю10 щих 6, 7 дополнительных стоек по числу ветвей. Для ускорения проведения исследований и их частичной автоматизации приводные валы держателей объектов и нижних концов стоек могут быть соединены с допол15 нительными приводами, При этом режимы перемещений подвижных элементов регулируются программными средствами с помощью ЭВМ, а регистрация силовых параметров взаимодействия ветвей осуще20 ствляется с помощью тензометрии. При последующей математической обработке результатов измерений получают характеристики взаимодействия ветвей.

17б1045

Составитель А.Кувшинов

Техред М.Моргентал Корректор А.Петраш

Редактор Н.Семенова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 3198 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5