Система и способ для массовой валки деревьев



Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев
Система и способ для массовой валки деревьев

 


Владельцы патента RU 2463776:

ПОНССЕ ОЙЙ (FI)

Система для массовой валки деревьев содержит харвестерную головку, имеющую корпус, оснащенный средством подачи, сучкорезными средствами, режущим устройством и, по меньшей мере, одним элементом оснастки для массовой валки. Оснастка для массовой валки выполнена с возможностью формирования в харвестерной головке, по меньшей мере, одного сучкорезного средства для одновременного сбора и манипулирования более чем одним, предпочтительно вертикально ориентированным, деревом. Оснастка содержит средство, образованное, по меньшей мере, двумя частями, соединенными вместе осью, и шарнирно сочлененное с корпусом харвестерной головки. Указанное средство содержит соединительную ось для его установки с возможностью поворота на корпусе харвестерной головки, корневой нож, выступающий от указанной соединительной оси, и верхний нож, шарнирно сочлененный с корневым ножом. Способ массовой валки деревьев, в котором используют харвестерную головку для сбора и манипулирования одним или более деревьями одновременно, характеризуется тем, что при захвате первого дерева раскрывают для его приема средство подачи и сучкорезные средства, прижимают к дереву, по меньшей мере, указанные сучкорезные средства и отрезают дерево при помощи режущего устройства, причем при захвате последующих деревьев выдают первую команду управления на раскрытие средств, обжимающих дерево, при этом раскрывают для приема дерева элементы оснастки для массовой валки, кроме сучкорезных средств, после чего выдают вторую команду управления на закрытие по меньшей мере зафиксированных других сучкорезных средств, чтобы обжать деревья в харвестерной головке, и на открытие элементов оснастки с их последующим закрытием один за другим, чтобы обеспечить перемещение корневых ножей и верхних ножей, предусмотренных в оснастке для массовой валки в положение, в котором они обжимают деревья, набранные в харвестерную головку, после чего отрезают дерево. Такое выполнение позволит одновременно манипулировать более чем одним деревом при помощи традиционной харвестерной головки, используемой для валки и подачи стволов деревьев. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе, охарактеризованной в п.1 формулы изобретения, предназначенной для эффективной массовой валки деревьев при помощи традиционной харвестерной головки лесохозяйственной машины.

Данная система предназначена для замещения одного или более традиционных сучкорезных ножей на харвестерной головке лесохозяйственной машины.

Кроме того, изобретение относится к способу, охарактеризованному в ограничительной части п.11 формулы изобретения, применяемому для управления заявленной системой при использовании харвестерной головки лесохозяйственной машины для одновременного или последовательного сбора нескольких стволов деревьев, не выпуская из харвестерной головки уже собранные стволы деревьев.

Уровень техники

Одной из самых важных задач современного лесоводства является экономически эффективная механизированная валка деревьев на участках заготовки с тонкомерным лесом и/или на участках прореживания. Недавние разработки привели к такой ситуации, что в настоящее время считается эффективным, с точки зрения общих экономических показателей, использовать древостой тонкомерного леса не только для продукции лесобумажной промышленности, как это было ранее, но и также, например, для производства тепловой и/или электрической энергии. Также отмечалось, что для достаточно эффективной валки таких тонкомерных деревьев следует применять принцип так называемой массовой валки, т.е. используемая для валки тонкомерных деревьев харвестерная головка должна быть применима для набирания один за другим нескольких отдельных цельных стволов, без необходимости выпускать из харвестерной головки уже собранные стволы.

Предлагаемое изобретением техническое решение позволяет эффективно использовать лесохозяйственную машину для заготовки не только так называемой деловой древесины, т.е. стволов, подлежащих очистке от сучьев, но также тонкомерных деревьев. Обычно под деловой древесиной можно понимать, например, сырье для пиломатериалов или бумаги, и, следовательно, она имеет такие размеры, что сбор стволов по отдельности достаточно эффективен или что, например, обрезка ветвей и сучьев может считаться необходимой. С другой стороны, тонкомерные деревья могут либо вовсе не требовать обрезки сучьев, либо может быть достаточно только очень ограниченной обрезки. Для обеспечения максимально возможного выхода энергии древесину, намеченную для использования для выработки энергии, предпочтительно заготавливают без отрезания ветвей и верхушек, тогда как, например, сырье для бумажной промышленности должно подвергаться очистке от сучьев, по меньшей мере, в некоторой степени.

Из уровня техники известны различные деревообрабатывающие машины, применяемые при проведении механизированной заготовки леса, такие как валочно-пакетирующие машины, харвестеры (вид лесозаготовительной машины) с двойным захватом и харвестеры с одиночным захватом. Обычно традиционно применявшийся харвестер с одиночным захватом способен эффективно манипулировать одновременно только одним стволом дерева. Пример такого типа харвестерной головки, выполненной с возможностью перемещения при помощи стрелы машины для заготовки древесины, описан в документе WO 97/17834. Однако если дерево имеет малый диаметр, а древесина главным образом предназначена для использования в качестве сырья для производства энергии или изготовления бумаги, то для заготовки древесины лучше подходит способ, известный как массовая валка. Однако известные харвестерные головки имеют относительно тяжелую конструкцию, сложны и дорогостоящи, что является другой причиной, почему они не подходят для заготовки менее ценной топливной древесины, идущей на выработку энергии. Следовательно, все чаще обычной практикой становится использование также и в процессе заготовки топливной древесины устройств, известных как грейферы для заготовки топливной древесины, которые монтируются на лесохозяйственной машине и конструкция которых не предусматривает средства для подачи или сучкорезные средства. Эти устройства предназначены для сбора некоторого количества деревьев за один раз. Подходящим транспортирующим средством для грейфера для заготовки топливной древесины является харвестер с одиночным захватом, обычно используемый при заготовке деловой древесины или переносящий грузы тягач, при условии что погрузочный орган тягача имеет достаточные для такой работы мощность и прочность.

С точки зрения рентабельности заготовки тонкомерной древесины важно, чтобы была возможность манипулировать деревьями путем массовой валки, так как это позволяет избежать повторения всех рабочих фаз для каждого дерева. Можно предположить, что это, в частности, усовершенствует погрузку.

На самом деле, из уровня техники известны различные рабочие органы, используемые в лесохозяйственных машинах лесного хозяйства и разработанные целенаправленно для сбора тонкомерных деревьев с той целью, чтобы позволить механизированную и эффективную заготовку топливной древесины. Примеры различных грейферов для заготовки топливной древесины представлены в технических решениях, раскрытых в финской публикации U 20040172, касающейся полезной модели, и в патентной публикации FI 20040547.

Однако применение таких грейферов для заготовки топливной древесины, специально предназначенных для массовой валки, довольно ограниченно, поскольку они главным образом подходят для отрезания и сбора только деревьев малого диаметра и не вполне подходят, например, для обрезки сучьев. Главная причина этого заключается в том, что харвестерные головки не оборудованы средствами для подачи и сучкорезными средствами.

С другой стороны, также существуют некоторые технические решения для оснащения традиционной харвестерной головки лесохозяйственной машины инструментом, пригодным для проведения массовой валки. Например, такая известная из уровня техники технология представлена в патентной публикации FI 105883.

В указанном устройстве уровня техники все-таки остаются некоторые недостатки. Например, устройство, подлежащее прикреплению к харвестерной головке, наиболее часто значительно увеличивает массу харвестерной головки, даже на десятки килограммов. К тому же в типичном случае увеличивается высота цельной конструкции, образованной харвестерной головкой, ее поворотной рамой и вращающим устройством, что может вызвать проблемы или привести к ухудшению эксплуатационных характеристик, особенно в плане погрузки. Вспомогательные приспособления, необходимые вдобавок к обычным конструкциям харвестерных головок, к тому же ответственны за добавление к стоимости технического решения такого типа и за усложнение конструкции.

Более того, характеристики такого устройства, какое описано, например, в патентной публикации FI 105883, годятся для применения, только когда харвестерная головка находится в прямостоячем положении, т.е. в положении для обычного захватывания вертикального, растущего дерева. Это происходит вследствие особенности, в соответствии с которой в раскрытом в указанной публикации техническом решении устройство установлено в соединении с поворотной рамой, поддерживающей харвестерную головку, при этом поворотная рама известным способом приспособлена для поворота относительно корпуса харвестерной головки. Тем не менее, также отмечалось, что описанное в документе FI 105883 устройство может служить причиной того, что комлевые концы деревьев выступают в месте расположения отрезающей пилы или какого-либо иного режущего устройства, так как реакция опоры, на которую воздействуют стволы деревьев для того, чтобы позволить массовую валку, имеет влияние на протяжении относительно длинного расстояния от комлевых концов и, соответственно, от режущей пилы. Было установлено, что это, в свою очередь, вызывает сбои в работе, в частности в цепных пилах, которые обычно используют на харвестерных головках, и приводит к сходу цепи с пластины для цепи. Хотя сам по себе этот вид неисправности чрезвычайно прост, при ее возникновении всегда прерывается работа лесохозяйственной машины и ухудшается производительность.

Часто заготовительные участки также содержат деревья, которые все-таки подходят в качестве лесоматериалов, и, следовательно, в отличие от большинства стволов деревьев, их желательно в индивидуальном порядке повалить, очистить от сучьев и также иным образом обработать. Таким образом, существует потребность в том, чтобы выполнить харвестерную головку, способную как манипулировать одним или несколькими стволами деревьев одновременно, так и, при необходимости, одним стволом дерева за один раз. Это требует известных функциональных возможностей харвестерной головки, таких как измерение диаметра и длины ствола, подача и отрезание.

Раскрытие изобретения

С учетом вышеизложенного, цель изобретения состоит в том, чтобы предложить систему и способ, позволяющие одновременно манипулировать более чем одним деревом при помощи традиционной харвестерной головки, используемой для валки и подачи стволов деревьев.

Эта цель достигнута системой и способом для массовой валки деревьев, отличающимися признаками, изложенными в формуле изобретения. Более точно, предлагаемая система главным образом отличается признаками отличительной части п.1 формулы. В свою очередь, предложенный способ в основном отличается признаками отличительной части п.11.

В зависимых пунктах формулы изобретения раскрыты предпочтительные варианты выполнения изобретения.

В основе изобретения лежит идея оснащения традиционной харвестерной головки, известной как таковая, оснасткой для массовой валки специальной конструкции, устанавливаемой для работы одновременно и как эффективные средства захвата, позволяющие проводить массовую валку, и как средства, способные обрезать сучья аналогично традиционным сучкорезным ножам.

Изобретение включает систему и способ для оборудования харвестерной головки известной лесохозяйственной машины, такой как харвестер, таким образом, что при необходимости ее можно использовать для эффективного манипулирования более чем одним деревом одновременно или несколькими деревьями одно за другим, не выпуская деревья, уже набранные харвестерной головкой и удерживаемые в ней.

Это достигнуто с использованием устройств, далее по тексту называемых оснасткой для массовой валки.

Изобретение позволяет получить значительные преимущества. Оно позволяет эффективное применение лесохозяйственной машины не только для сбора деловой древесины, но также тонкомерных деревьев. Тонкомерные деревья, в частности, можно считать подходящими либо для использования в выработке энергии, либо в бумажной промышленности известными способами.

Такая универсальная заготовка древесины может осуществляться с одной и той же харвестерной головкой, выполняющей операции валки, подачи и иные виды обработки деревьев без необходимости смены харвестерной головки специальным образом во время работы. Поэтому нет необходимости идти на компромисс в отношении нормальных характеристик харвестерных головок, и даже геометрия для очистки от сучьев машины, а также результат обрезки сучьев с ее помощью к тому же остаются по существу неизменными.

С другой стороны, изобретение также способно справляться с ситуацией, встречающейся при заготовке древесины, в которой комлевой конец подлежащего манипулированию ствола дерева должен быть использован в качестве деловой древесины, тогда как его верхняя часть не очищается от сучьев и предназначена для использования, например, в качестве топливной древесины. В предлагаемом техническом решении подлежащий манипулированию древесный ствол также можно удерживать на всем протяжении рабочего процесса.

Настоящее техническое решение не оказывает существенного воздействия на массу харвестерной головки, даже если бы оно использовалось для замещения одного или нескольких сучкорезных ножей.

Предложенная система выполнена с возможностью быстрой установки также на ранее изготовленные и уже эксплуатируемые харвестерные головки. Кроме того, монтаж чрезвычайно прост, так как его можно осуществить, например, с использованием точно тех же самых гидроцилиндров и систем, какие используются для управления работой традиционных сучкорезных устройств. Поэтому гидравлическое управление сучкорезными средствами не претерпевает никаких изменений. При необходимости харвестерную головку, оборудованную данной системой, можно легко вернуть в форму с традиционными сучкорезными средствами, хотя само по себе это не обязательно.

Благодаря замене нижних сучкорезных средств харвестерной головки на предлагаемую систему для валки, деревья, набранные в харвестерную головку, могут удерживаться в лучшей и более управляемой пачке, в частности в месте нахождения режущего устройства харвестерной головки, чем было бы возможно с конструкциями, расположенными на поворотной раме. Другими словами, при проведении массовой валки деревья удерживаются в плотной пачке, в частности, в месте режущего устройства. По этой причине цепь цепной пилы в харвестерной головке не сходит с пластины цепи так легко, как прежде, что способствует более низкой стоимости цепной пилы и пластины цепи, меньшему техническому обслуживанию и улучшенному удобству эксплуатации машины, не говоря уже о повышении безопасности при проведении заготовительных работ. Плотная пачка деревьев, которая стоит на месте, к тому же означает, что нет необходимости повторно отрезать путем отпиливания на комлевых концах деревья, уже набранные в устройство для заготовки древесины, так как они остаются неподвижными в захвате харвестерной головки и не соскальзывают вниз до уровня движения режущего устройства.

Так как система в соответствии с изобретением имеет довольно простую конструкцию, то достигается конструктивный объект, чрезвычайно конкурентоспособный по сравнению с решениями, известными из уровня техники.

Особый традиционный пружинный элемент, выполненный в системе для создания его перемещений, может быть легко заменен, например, небольшими гидро- или пневмоцилиндрами или т.п., которые более универсальны в плане как своей управляемости, так и траектории движения. Также можно иметь сучкорезный нож, выполненный из нескольких шарнирных сочленений, например двух.

Настоящую систему устанавливают на харвестерную головку предпочтительно для замены традиционных, обычно попарно расположенных, сучкорезных ножей таким образом, что работа харвестерной головки не изменяется. Поэтому система чрезвычайно проста для внедрения.

С целью дальнейшего значительного упрощения работы системы для пользователя, для лесохозяйственной машины и ее системы управления может быть предусмотрен специальный способ управления харвестерной головкой, при этом в указанном способе сочетаются перемещения, которые оператор ранее должен был делать одно за другим в определенной последовательности операций, тем самым ускоряя и упрощая работу для оператора лесохозяйственной машины. В типичном случае последовательность операций в рассматриваемом вопросе предпочтительно может включать действие по сборке за счет команды, отданной оператором машины, на то, чтобы забрать новый ствол дерева в устройство для заготовки древесины. Таким образом, на деле указанная последовательность может включать несколько шагов, таких как один или более случаев раскрытия и закрытия сучкорезного ножа, и, например, валку или отрезание путем пиления.

С другой стороны, возможно, что за счет понижения до некоторой степени требований к качеству отрезки сучьев (в целях лучшей производительности) можно очищать от сучьев и подавать одновременно более одного ствола дерева. Предлагаемое решение позволяет это, и в типичном случае обрабатываемая таким образом древесина подходит, с учетом небольших специальных требований, например, для использования в бумажной промышленности или для выработки энергии. Прочие преимущества изобретения раскрыты в дальнейшем подробном описании конкретных вариантов выполнения изобретения. В сочетании с одновременной подачей более одного дерева, в частности, становится менее точным измерение диаметра, но на случай такой ситуации система управления может быть обеспечена необходимым алгоритмом для наилучшей возможной выполняемой оценки. С другой стороны, в таком случае к измерению предъявляются также более умеренные требования.

Прочие преимущества, обеспечиваемые изобретением, раскрыты далее по тексту в подробном описании изобретения.

Краткое описание чертежей

Далее приведено более подробное описание предпочтительного варианта изобретения, по ходу которого сделаны ссылки на сопровождающие чертежи, на которых:

- на фиг.1 показана схематическая аксонометрическая фронтальная проекция предложенной системы, со средствами захвата и сучкорезными средствами харвестерной головки в раскрытом положении;

- на фиг.2 показана харвестерная головка, проиллюстрированная на фиг.1, с сучкорезными средствами, удерживающими дерево, направленное к харвестерной головке;

- на фиг.3 показана харвестерная головка, проиллюстрированная на фиг.2, когда нижние сучкорезные средства по-прежнему обжимают дерево, направленное к харвестерной головке, в то время как верхние сучкорезные средства раскрыты и ожидают следующий ствол дерева;

- на фиг.4 показана харвестерная головка, проиллюстрированная на фиг.3, при этом нижние сучкорезные средства по-прежнему обжимают первое дерево, направленное к харвестерной головке, в то время как верхние сучкорезные средства обжимают следующий ствол дерева, направленный к харвестерной головке;

- на фиг.5 показана харвестерная головка, проиллюстрированная на фиг.4, при этом теперь нижние сучкорезные средства перемещаются так, чтобы также обжимать второе дерево, направленное к харвестерной головке;

- на фиг.6 показан фрагмент ситуации, проиллюстрированной на фиг.4;

- на фиг.7 показано подробное изображение ситуации, где второе дерево, направленное к харвестерной головке, более не оказывает давления на нижние сучкорезные средства;

- на фиг.8 показано подробное изображение, иллюстрирующее нижние сучкорезные средства в ситуации, где они более не сдавлены вторым деревом, направленным к харвестерной головке;

- на фиг.9 показан фрагмент ситуации, следующей за изображенной на фиг.5;

- на фиг.10 показана подробная аксонометрическая проекция, иллюстрирующая вид спереди и снизу вверх, оснастки для массовой валки, образующей нижние сучкорезные средства, проиллюстрированные на фиг.1-9;

- на фиг.11 показана подробная аксонометрическая проекция, иллюстрирующая вид сзади и снизу вверх, оснастки для массовой валки по фиг.10;

- на фиг.12 показана подробная аксонометрическая проекция, иллюстрирующая вид спереди и сверху вниз, оснастки для массовой валки по фиг.10;

- на фиг.13 показан вид сбоку оснастки для массовой валки, проиллюстрированной на фиг.10;

- на фиг.14 показан вид сбоку с частичным вырезом оснастки для массовой валки по фиг.10;

- на фиг.15 показан вид сбоку с частичным вырезом оснастки для массовой валки, проиллюстрированной на фиг.10, с ее верхним ножом, согнутым в положение, показанное на фиг.7;

- на фиг.16 показан вид сбоку с частичным вырезом второго варианта выполнения оснастки для массовой валки с согнутым верхним ножом;

- на фиг.17 показан фрагмент оснастки для массовой валки по фиг.10, иллюстрирующий предпочтительное чередование корневого и верхнего ножей.

Осуществление изобретения

Далее со ссылками на вышеописанные чертежи рассмотрены некоторые предпочтительные варианты выполнения предложенных системы и способа для массовой валки деревьев. Таким образом, система содержит детали конструкции, которым на чертежах присвоены номера позиций, соответствующие использованным в данном описании.

На фиг.1 показана харвестерная головка 4, в том числе ее основные части, установленная на стреле 1 лесохозяйственной машины или переносящего грузы тягача и выполненная с возможностью движения при помощи вращающегося устройства 2 и поворотной рамы 3. Таким образом, харвестерная головка содержит традиционное средство 5 подачи, например, в виде подающих барабанов, как на данном чертеже, и сучкорезные средства 6-10, выполненные на харвестерной головке, а именно сучкорезные ножи 6-9, поворачивающиеся относительно корпуса, и сучкорезный элемент 10, выполненный неподвижным относительно корпуса. В проиллюстрированном на чертеже варианте выполнения харвестерная головка снабжена первыми, верхними сучкорезными средствами 6 и 7, для которых предусмотрено управление путем поступательного и/или вращательного движения по отношению к корпусу для захватывания ствола или стволов деревьев, подлежащих манипулированию харвестерной головкой. Вторые, нижние сучкорезные средства 8 и 9 установлены с возможностью поворота на корпусе рабочего органа, поблизости от режущего устройства 11, выполненного на харвестерной головке, и они также выполнены с возможностью раздельного управления для захватывания ствола или стволов деревьев, в контексте рассматриваемого вопроса. Таким образом, эти сучкорезные средства также образуют средства или элементы захвата харвестерной головки.

В упомянутой системе одно или более сучкорезных средств 6-9 заменены, предпочтительно попарно, специальной оснасткой 12 для массовой валки, управление которой наиболее предпочтительно осуществляют известным способом, аналогичным тому, какой применяют для сучкорезных ножей, изначально использовавшихся на харвестерной головке 4. В типичном случае заменены нижние из первоначальных сучкорезных средств, т.е. сучкорезные средства 8 и 9, расположенные рядом с режущим устройством 11. Предпочтительный вариант выполнения оснастки для массовой валки, установленной для замены традиционных сучкорезных средств, показан на фиг.10-15.

Как показано на этих чертежах, оснастка 12 для массовой валки предпочтительно содержит соединительную ось 13, предназначенную для прикрепления ее к харвестерной головке 4. Соединительная ось выполнена с возможностью управления вращательным движением оснастки для массовой валки по отношению к корпусу 14 харвестерной головки. С этой целью соединительная ось оснащена выступающим поворотным плечом 15, как показано на чертежах. Таким образом, за счет присоединения к поворотному плечу традиционного исполнительного механизма (привода) (не показан) известным способом, обеспечена возможность поворота оснастки для массовой валки относительно корпуса харвестерной головки либо совместно с другими предусмотренными сучкорезными средствами, либо независимо от них. Для осуществления этого поворота также существуют другие известные способы, например с помощью исполнительного механизма, производящего нелинейное движение.

Элемент, известный как корневой нож 16, выполнен выступающим от соединительной оси 13 оснастки 12 для массовой валки в направлении, по существу противоположном тому, в каком ориентировано поворотное плечо 15. По меньшей мере на одной из кромок ножа, выступающих от соединительной оси, выполнено лезвие 17 для срезания сучьев со стволов деревьев, обрабатываемых на харвестерной головке 4. На конце корневого ножа, обращенном от соединительной оси, также выполнен поворачивающийся верхний нож 18, проходящий еще далее от соединительной оси, и в результате этого образуется средство, по существу подобное сучкорезному ножу. За счет оснащения верхнего ножа лезвием 19 на обеих его сторонах, он подходит для использования, аналогично корневому ножу, для обрезки сучьев со стволов деревьев в обоих направлениях их перемещения в харвестерной головке.

Верхний нож 18 и корневой нож 16 шарнирно сочленены посредством оси 20, которая по существу параллельна соединительной оси 13. Поэтому, при подхвате снизу ствола дерева, помещенного в харвестерную головку 4, верхний нож легко высвобождается путем приведения соединительной оси в поворотное движение относительно корпуса харвестерной головки, при этом традиционные сучкорезные ножи по-прежнему обжимают одно или несколько деревьев в харвестерной головке. Благодаря шарнирной конструкции оснастки для массовой валки ее верхний нож прогибается на оси, и, таким образом, появляется возможность передвинуть верхний нож из-под пачки деревьев, собранных в харвестерной головке, в положение сверху. Высвобожденной таким образом оснасткой 12 для массовой валки можно управлять так, чтобы она совершила новый поворот до упора в стволы деревьев, находящихся в харвестерной головке, так, чтобы прижимать их к корпусу 14 харвестерной головки.

Описанная оснастка 12 для массовой валки производит чередующееся движение взад и вперед, позволяющее в одной рабочей фазе собрать и сгруппировать в пачку в харвестерной головке 4 несколько стволов деревьев.

Предлагаемая оснастка 12 для массовой валки может быть реализована способами, известными как таковые, например путем формования одного или более элементов конструкции из литой стали или, в качестве альтернативы, например, за счет использования сварной конструкции. Также потенциально возможно выполнить элемент для массовой валки в виде конструкции с несколькими корпусами, образованной из более чем двух частей, оснащенных лезвием и шарнирно сочлененных между собой, как показано на фиг.16. В таком случае верхний нож 18 в своем продольном направлении состоит из двух частей. Эти части шарнирно сочленены вместе, предпочтительно таким образом, что шарнирная ось параллельна соединительной оси 13 оснастки для массовой валки.

Корневой нож 16 и верхний нож 18 оснастки 12 для массовой валки шарнирно сочленены вместе таким образом, что ограничен их взаимный поворот. Благодаря тому, что главная балка 21 верхнего ножа проходит, например, от оси 20 на некоторое расстояние по направлению к соединительной оси 13, тело 21 корневого ножа 16 образует встречную противодействующую поверхность, ограничивающую поворот в положение, где корневой нож и верхний нож образуют по существу предпочтительную геометрию для сучкорезного ножа.

На фиг.17 показан фрагмент оснастки 12 для массовой валки, иллюстрирующий его отличительный признак. В соответствии с чертежами, лезвия 17 и 19, соответственно, корневого 16 и верхнего 18 ножей проходят, чередуясь друг с другом. В силу этого, оснастка для массовой валки снабжена по существу однородной режущей кромкой, что позволяет в значительной степени избежать накопления примесей в линии, проходящей по месту стыка этих ножей.

С другой стороны, для управления взаимным перемещением корневого ножа 16 и верхнего ножа 18 предусмотрен управляющий элемент 23, который выполнен таким образом, чтобы возвращать верхний нож в положение, в котором части по существу образуют геометрию сучкорезного ножа. Наиболее предпочтительным осуществлением этого управляющего элемента является традиционный пассивный пружинный элемент, такой как винтовая пружина, изготовленная из стали, торсионная пружина, спиральная пружина, пневматическая пружина, качающийся торсионный стержень или эластомерная пружина. Также управляющий элемент может быть выполнен в виде исполнительного механизма, приводимого в действие находящейся под давлением средой, и в таком случае он может быть пассивным, например представлять собой сочетание гидроцилиндра и аккумулятора давления. Также он может быть активным, и в таком случае управление этим пневматическим или гидравлическим исполнительным механизмом осуществляется отдельно.

Далее со ссылками на фиг.1-9 приведено описание управления предложенной системой.

Когда харвестерную головку 4 используют для сбора и манипулирования одновременно одним или несколькими деревьями 24, 25, захватывают первое дерево 24, когда устройство 5 подачи и сучкорезные средства 6-9 раскрыты для приема дерева, как показано на фиг.1. Затем по меньшей мере сучкорезные средства прижимают к дереву, как показано на фиг.2, и это дерево отрезают при помощи режущего устройства 11.

Когда в харвестерную головку нужно набрать большее число деревьев, активируют, в каждом случае отдельно, особое устройство управления массовой валкой, предусмотренное в лесохозяйственной машине. В этом случае подающие ролики и по существу фиксированные сучкорезные средства 6 и 7, предусмотренные на харвестерной головке, раскрываются, как показано на фиг.3, после чего происходит прием следующего дерева 25. Когда затем снова активируют устройство управления массовой валкой, подающие ролики и сучкорезные средства с их фиксированными корпусами автоматически закрываются и устройства, образующие оснастку для массовой валки, раскрываются и закрываются по очереди, один за другим, как показано на фиг.4 и 5. Таким образом, корневые ножи и верхние ножи в оснастке для массовой валки перемещаются в положение, в котором они обхватывают все стволы деревьев, собранные в харвестерной головке, таким образом позволяя отрезать новое дерево, направленное к харвестерной головке. Автоматизированный рабочий цикл устройства управления массовой валкой может быть легко дополнен операцией автоматического отрезания путем пиления, которую оператор лесохозяйственной машины не должен запускать или активировать отдельно.

Работа оснастки для массовой валки в части, касающейся описанного последним рабочего цикла, также продемонстрирована на фиг.6-9. Соответственно, на фиг.6 показана ситуация, в которой харвестерная головка 4 захватила второе дерево 25, обжимая его сучкорезными средствами 6 и 7. На фиг.7 показано перемещение оснастки для массовой валки по мере протекания рабочего цикла. Оснасткой для массовой валки управляют независимо от сучкорезных средств, приводя ее в поворот относительно корпуса 14 харвестерной головки. Когда оснастка для массовой валки оказывается зажата между деревьями 24 и 25 в харвестерной головке, она складывается по оси 20 для того, чтобы дать возможность вывести верхний нож из положения между деревьями.

Высвобожденная из положения между деревьями оснастка для массовой валки под воздействием управляющих элементов 23 снова принимает свою форму, соответствующую сучкорезным средствам, как показано на фиг.8. После этого элементы оснастки готовы к тому, чтобы снова направить их в положение, где они обхватывают деревья, собранные в харвестерной головке, тем самым освобождая по существу фиксированные сучкорезные средства для приема другого дерева, как показано на фиг.9.

Последний рабочий цикл может быть повторен до тех пор, пока не будут исчерпаны возможности харвестерной головки по приему большого числа деревьев. Затем деревья переносят в нужное место, например к обочине лесовозной дороги, или загружают непосредственно в грузовое пространство харвестера для перевозки на короткое расстояние.

Для специалиста в данной области техники очевидно, что по мере развития техники основная идея изобретения может быть осуществлена различными способами. Следовательно, раскрытое здесь техническое решение и варианты его выполнения не ограничены вышеописанными иллюстративными примерами, а могут варьироваться в объеме прилагаемой формулы изобретения.

1. Система для массовой валки деревьев, содержащая харвестерную головку (4), имеющую корпус (14), оснащенный средством (5) подачи, сучкорезными средствами (6-10), режущим устройством (11) и по меньшей мере одним элементом оснастки (12) для массовой валки, выполненной с возможностью манипулирования более чем одним деревом одновременно, при этом оснастка (12) для массовой валки выполнена с возможностью формирования в харвестерной головке (4) по меньшей мере одного сучкорезного средства (6-9) для одновременного сбора и манипулирования более чем одним, предпочтительно вертикально ориентированным, деревом (24, 25), отличающаяся тем, что оснастка (12) для массовой валки содержит средство, образованное по меньшей мере двумя частями, соединенными вместе осью (20), и шарнирно сочлененное с корпусом (14) харвестерной головки (4), при этом указанное средство содержит соединительную ось (13) для его установки с возможностью поворота на корпусе харвестерной головки, корневой нож (16), выступающий от указанной соединительной оси, и верхний нож (18), шарнирно сочлененный с корневым ножом.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оснастка (12) для массовой валки выполнена таким образом, чтобы заменять собой сучкорезные средства (6-9) на харвестерной головке (4).

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что верхний нож (18) в своем продольном направлении образован двумя шарнирно сочлененными частями, причем шарнирная ось параллельна соединительной оси (13).

4. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что оснастка (12) для массовой валки содержит управляющий элемент (23) для управления взаимным перемещением корневого ножа (16) и верхнего ножа (18).

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что управляющий элемент (23) содержит пружинный элемент.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что управляющий элемент (23) содержит винтовую пружину.

7. Система по п.5, отличающаяся тем, что управляющий элемент (23) содержит эластомерную пружину.

8. Система по п.4, отличающаяся тем, что управляющий элемент (23) содержит исполнительный механизм, приводимый в действие находящейся под давлением средой.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что оснастка (12) для массовой валки выполнена таким образом, чтобы заменять собой сучкорезные средства (8, 9) на стороне режущего устройства (11).

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что лезвия (17, 19) корневого ножа (16) и верхнего ножа (18) оснастки для массовой валки расположены в чередующемся положении по отношению друг к другу для обеспечения, по существу, однородной режущей кромки.

11. Способ массовой валки деревьев, в котором используют харвестерную головку (4) для сбора и манипулирования одним или более деревьями (24, 25) одновременно, таким образом, что:
при захвате первого дерева (24), раскрывают для его приема средство (5) подачи и сучкорезные средства (6-9);
прижимают к дереву по меньшей мере указанные сучкорезные средства, и отрезают дерево при помощи режущего устройства (11);
отличающийся тем, что
при захвате последующих деревьев (25) выдают первую команду управления на раскрытие средств, обжимающих дерево (24), при этом
раскрывают для приема дерева (25) прочие элементы оснастки (12) для массовой валки, кроме сучкорезных средств (8, 9), после чего
выдают вторую команду управления на закрытие по меньшей мере зафиксированных сучкорезных средств (6, 7), чтобы обжать деревья (24, 25) в харвестерной головке, и на открытие элементов оснастки для массовой валки с их последующим закрытием один за другим, чтобы обеспечить перемещение корневых ножей (16) и верхних ножей (18), предусмотренных в оснастке для массовой валки, в положение, в котором они обжимают деревья, набранные в харвестерную головку, после чего отрезают дерево.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что вторую команду управления также используют для управления работой отрезающей пилы (11).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам управления источником мощности машины, используемой в лесном хозяйстве (лесозаготовительной машины).

Изобретение относится к области лесозаготовок и может быть использовано для переработки стоящих деревьев на сортименты и пиломатериалы. .

Изобретение относится к машинам для заготовки леса и может быть использовано в лесной промышленности для сплошных и выборочных рубок, а также для прорубки трасс для строительства дорог и прокладки нефти- или газотрубопроводов.

Изобретение относится к обработке деревьев при их заготовке и разделке на сортименты. .

Изобретение относится к области лесозаготовок и может быть использовано для переработки стоящих деревьев на сортименты и пиломатериалы. .

Изобретение относится к обработке деревьев при их заготовке и разделке по сортименту, в частности при проведении выборочного или санитарного удаления деревьев. .

Изобретение относится к лесозаготовительной технике может быть использовано в лесной промышленности, в частности к лесхозах по уходу за лесом. .

Изобретение относится к лесному машиностроению и может быть использовано в лесном хозяйстве при обработке растущих деревьев. .

Изобретение относится к обработке отдельных деревьев и может быть использовано при рубках ухода в средневозрастных и приспевающих насаждениях, а также при уходе за отдельными деревьями в парках, садах и заповедниках существующими валочно-пакетирующими машинами, оснащенными малогабаритными захватно-срезающими устройствами с предельно заданными массой и грузоподъемностью, установленными на концах манипулятора.

Способ включает захват стоящего дерева рабочей головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, валку дерева, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке. При выработке сортиментов их сортируют машиной на сортименты с закомелистостью и сортименты с нормальным сбегом, укладывая сортименты в отдельные штабеля. После обработки всех деревьев со стоянки в зоне вылета манипулятора машины начинают операцию оцилиндровки сортиментов с закомелистостью, удаляя ее. Оцилиндровку сортиментов с закомелистостью выполняют режущим органом, вмонтированным в рабочую головку валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, при этом сортимент с закомелистостью вращают вокруг его продольной оси, перемещая его вдоль нее. Способ позволит повысить рейсовую нагрузку лесовозных автопоездов, что повысит производительность процесса лесозаготовок. 1 ил.

Лесозаготовительное устройство содержит захватывающие элементы (2) для удерживания ствола дерева, режущее устройство (3) для поперечного разрезания ствола дерева, удерживаемого посредством захватывающих элементов (2), и маркировочное устройство (10) для нанесения идентифицирующей маркировки на торцевой поверхности торцевого среза ствола дерева. Маркировочное устройство (10) содержит ударяющий рычаг (11), оборудованный ударной головкой (12) на своем наружном свободном конце. Маркировочное устройство (10) содержит исполнительный элемент (30, 30′, 30′′) для приведения в действие ударяющего рычага (11). Ударяющий рычаг (11) может поворачиваться вокруг оси вращения (14) под действием исполнительного элемента (30, 30′, 30′′) из нерабочего положения в ударное положение для того, чтобы посредством этого предоставить возможность ударной головке (12) ударяться о торцевую поверхность торцевого среза ствола дерева для нанесения идентифицирующей маркировки на торцевую поверхность. При таком выполнении упрощается и ускоряется процесс нанесения идентифицирующей маркировки на бревно. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для определения толщины сечения ствола дерева. Определяют взаимное положение колес механизма подачи к качестве величины поперечного размера сечения ствола дерева. Определяют положение сучкорезного ножа относительно противоположной ему опорной поверхности для ствола дерева в качестве величины дополнительного поперечного размера сечения ствола дерева. Дополнительный поперечный размер образует, по существу, прямой угол с первым поперечным размером. Осуществляют расчет толщины сечения ствола дерева на основе двух величин поперечных размеров. Установку сучкорезного ножа в положение, окружающее ствол дерева, осуществляют посредством привода, такого как гидравлический цилиндр. Поворотное положение сучкорезного ножа определяют посредством индикатора положения, который встроен в гидравлический цилиндр. Сигнал от индикатора положения передают в вычислительное устройство, такое как компьютер в электронном блоке управления. Устройство для определения толщины сечения ствола дерева, поступившего в лесозаготовочный агрегат, содержащий пару захватывающих ствол дерева противоположных колес механизма подачи и упирающийся в ствол сучкорезный нож, содержит сенсорное средство для определения общего положения колес механизма подачи в качестве величины поперечного размера сечения ствола дерева. Устройство содержит индикатор положения, который встроен в привод, такой как гидравлический цилиндр, для определения поворотного положения сучкорезного ножа. Сучкорезный нож выполнен с возможностью установки его в положение, окружающее ствол дерева, посредством привода, такого как гидравлический цилиндр. Поворотное положение сучкорезного ножа определяется величиной высыпания шток поршня гидравлического цилиндра. Повышается точность определения толщины ствола дерева. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство содержит сучкорезное лезвие, первый, второй и третий шарниры, привод. Лезвие выполнено с режущей кромкой, когда он подается в своем продольном направлении мимо сучкорезного лезвия. Первый шарнир с осью вращения, поперечной к упомянутому продольному направлению, посредством которого лезвие прикреплено к валочному устройству с возможностью поворота. Привод выполнен с цилиндром, посредством которого лезвие перемещают по меньшей мере в два различных положения. Привод посредством второй шарнира соединен с лезвием. Привод с цилиндром размещен почти параллельно линии, проходящей через первый и второй шарниры, так что привод с цилиндром и принадлежащий ему третий шарнир для соединения размещены в зоне между первым и вторым шарниром. Валочное устройство содержит по меньшей мере рамную конструкцию, вплотную к которой размещен ствол, когда ствол подается в продольном направлении через валочное устройство во время обрезки сучьев, сучкорезное лезвие, привод с цилиндром, первый, второй и третий шарниры. Рамная конструкция имеет переднюю поверхность, которая находится в рамной конструкции и является поперечной к упомянутому продольному направлению. Сучкорезное лезвие прикреплено к передней поверхности рамной конструкции и имеет режущую кромку для обрезки сучьев ствола, когда он подается через валочное устройство. Устройство имеет также первый шарнир, посредством которого лезвие прикреплено к передней поверхности с возможностью поворота. Первый шарнир имеет ось вращения, поперечную к упомянутому продольному направлению. Режущая кромка лезвия может быть повернута на расстояние от ствола. Перемещение по меньшей мере в два различных положения осуществляется посредством привода с цилиндром. Привод с гидроцилиндром посредством второго шарнира соединен с лезвием. Привод с цилиндром посредством третьего шарнира соединен с передней поверхностью (2а) валочного устройства, так что все упомянутые шарниры размещены на одной и той же стороне передней поверхности. Такое конструктивное выполнение позволит исключить повреждение ствола сучкорезным лезвием и повысить надежность работы устройства. 2 н.и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к головке лесозаготовительной машины, которая включает в себя раму головки лесозаготовительной машины, подлежащую соединению с концом подъемной стрелы машины для работы в лесу, подающее устройство для перемещения ствола дерева, передний нож и/или верхние ножи для обрезки сучьев перед подающим устройством, устройство поперечной резки для перерезания стволов после подающего устройства, а также нижний нож для обрезки сучьев между подающим устройством и устройством поперечной резки, установленный на стороне устройства поперечной резки на раме головки лесозаготовительной машины. В головке лесозаготовительной машины нижний нож для обрезки сучьев выполнен с возможностью поворота в положение для обрезки сучьев вокруг ствола дерева и в положение экономии пространства между наружной поверхностью ствола дерева и рамой головки лесозаготовительной машины, в сторону от траектории ствола дерева. В положении экономии пространства нижний нож для обрезки сучьев располагается между наружной поверхностью ствола дерева и рамой головки лесозаготовительной машины так, что его конец указывает в направлении рамы головки лесозаготовительной машины, при этом, по меньшей мере, его часть тянется над траекторией ствола дерева. Нижний нож для обрезки сучьев расположен после подающих устройств на раме головки в углублении таким образом, чтобы его можно было повернуть в углубление по существу незаметным со стороны переднего ножа и верхних ножей для обрезки сучьев. Нижний нож для обрезки сучьев выполнен с возможностью перемещения гидравлическим цилиндром. Такое выполнение обеспечивает компактность конструкции и удобство эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машинам и оборудованию для лесозаготовок и может быть использовано в лесной промышленности и лесном хозяйстве. Машина включает самоходное шасси, на котором размещены гидроманипулятор с поворотной валочно-сучкорезно-раскряжевочной головкой, кабина оператора, и грузовую платформу для сортиментов. Грузовая платформа установлена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и снабжена вертикальными боковыми стойками и упорно-торцовочным щитом. Вертикальные боковые стойки грузовой платформы по крайней мере с одной ее стороны выполнены поворотными в вертикальной плоскости. Грузовая платформа для сортиментов смонтирована на самостоятельном шасси посредством опорного подшипника. Нижняя неподвижная часть опорного подшипника жестко соединена с рамой самостоятельного шасси, а верхняя подвижная часть жестко соединена с основанием грузовой платформы. Самоходное шасси с возможностью соединения-разъединения посредством сцепного устройства соединено с самостоятельным шасси. При таком выполнении повышается эффективность работы машины за счет исключения дополнительной разгрузки-погрузки сортиментов на пути к нижнему лесопромышленному складу. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к маркировочному устройству для нанесения маркировки на объект. Маркировочное устройство содержит ударный рычаг, который снабжен ударной головкой на своем наружном свободном конце, и исполнительное средство для приведения в действие ударного рычага. Ударный рычаг подвижно соединен с основанием посредством шарнирного приспособления. Ударный рычаг может поворачиваться вокруг оси поворота под воздействием исполнительного средства и шарнирного приспособления из нерабочего положения в ударное положение для того, чтобы обеспечить ударной головке возможность ударять в объект для того, чтобы наносить маркировку на объект. Шарнирное приспособление выполнено с возможностью перемещения оси поворота ударного рычага наружу таким образом, чтобы расстояние между данной осью поворота и основанием увеличивалось, когда ударный рычаг поворачивается из нерабочего положения в ударное положение. Лесозаготовительное устройство содержит маркировочное устройство, выполненное как описано выше в устройстве для нанесения маркировки на торцевую поверхность торцевого среза ствола дерева, поддерживаемого захватными элементами. Маркировочное и лесозаготовительное устройства обеспечивают удобство нанесения маркировки на объект. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх