Способ наведения машины на объект


 


Владельцы патента RU 2522525:

Шобанов Лев Николаевич (RU)
Шургин Алексей Иванович (RU)

Изобретение относится к транспортно-технологическим и грузоподъемным машинам. Способ включает указание оператором места обработки объекта и дальнейшее перемещение машины и/или ее подвижных частей и/или совершение технологической операции в указанном месте. Координаты места обработки объекта определяют по указанным оператором точкам места обработки на изображениях зоны обработки, которые получены по меньшей мере с двух видеокамер, о которых известно их положение, углы их направления и фокусные расстояния их объективов в момент указания. Такая технология позволит снизить затраты при работе машин и повысить производительность труда путем более эффективного осуществления перемещений и/или технологических операций машиной. 24 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортно-технологическим и грузоподъемным машинам и может использоваться в управлении, например, различными лесными машинами, погрузчиками, экскаваторами, грузоподъемными кранами, строительными машинами.

Известен «Способ наведения рабочего органа манипулятора лесной машины на объект» (заявка на изобретение №2010147210, A01G 23/08, B25J 9/00, G01B 11/03, опубл. 27.05.2012), в котором оператор указывает положение места захвата или спила объекта пятном луча дальномера и одновременно с расстоянием до объекта автоматически измеряются углы поворота дальномера, с дальнейшими компьютерными расчетами и управлением движениями лесной машины, манипулятора и рабочего органа.

Недостатком данного способа наведения и управления рабочим органом лесной машины является то, что для его реализации требуется закреплять указывающее устройство (дальномер) в определенном месте, механически связывая его с датчиками поворота, сигналы с которых поступают в компьютер. Устройство для реализации способа загромождает кабину, стесняет оператора и получается дорогим.

Данным изобретением устраняется такой недостаток, как жесткая привязка указывающего устройства к определенному месту, что становится более удобным для оператора, не стесняет его движений и снижается стоимость технической реализации способа.

На чертеже - схема, показывающая алгоритм передачи информации о точке.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе наведения машины на объект оператором, включающий указание оператором места обработки объекта и дальнейшее перемещение машины и/или ее подвижных частей и/или совершение технологической операции в указанном месте, особенностью является то, что координаты места обработки объекта определяют по указанным оператором точкам места обработки на изображениях зоны обработки, которые получены, по меньшей мере, с двух видеокамер, о которых известно их положение, углы их направления и фокусные расстояния их объективов в момент указания, при этом оператор указывает место обработки объекта компьютерным указательным устройством на изображении объекта или световым пятном луча указателя на самом объекте, подлежащем обработке, например, лазерным указателем, а после указания оператором места обработки система управления автоматически рассчитывает координаты места обработки и составляет оптимальную траекторию перемещения и/или оптимальную технологию выполнения технологической операции и управляет процессами перемещения и технологической операции.

Место обработки указывают посредством компьютерной мыши, или джойстика, или указки и/или клавиатурой или касанием сенсорного экрана пальцем, или рукой, или стилусом, или трехкоординатным или с большим количеством координат указательным устройством.

На экране монитора отображают изображение объекта, последовательно с двух видеокамер или на экран выводят сразу два изображения объекта по отдельности или частично прозрачные, наложенные друг на друга, или отображают изображение объекта на два монитора, на каждом изображение со своей видеокамеры, а также возможно на экране монитора отображать изображение объекта, программно измененного цвета с разных видеокамер, или на объективах камер устанавливать светофильтры разных цветов, еще возможно отображать изображение объекта на 3D видеоочки или использовать комплекс 3D очков с соответствующим монитором.

Рассмотрим алгоритм передачи информации в случае, когда оператор указывает положение места обработки на двух мониторах. В других описанных в заявке случаях передача информации и расчеты производятся с небольшими изменениями. На фиг.1 показаны экраны двух мониторов, которые обозначены Мa (левый) и Мb (правый), на которые бортовым компьютером системы управления выводятся изображения с левой (Кa) и с правой (Кb) камер, которые нацелены на зону обработки. Оператор последовательно на обоих мониторах (на двух изображениях), например, двумя щелчками компьютерной мыши, в точках Ca и Cb отмечает место обработки (цель) в окружающем пространстве, обозначенное на рисунке буквой C. Точка D - проекция точки C на плоскость, проходящую через оптические оси объективов камер. Т.к. камеры Кa и Кb разнесены на расстояние [AB], изображения будут отличаться друг от друга, а указанные оператором точки Ca и Cb будут смещены на разное расстояние от центров изображений по горизонтали (обозначены Xa и Xb) и по вертикали (Za и Zb) соответственно. Центры изображений (середины экранов мониторов) удобно принять за нулевые точки Oa и Ob, т.к. в них проецируются оптические оси объективов камер.

Рассмотрим вариант, когда количество пикселей по горизонтали у камеры и у монитора равно 1980, а угол обзора камеры по горизонтали на момент указания точек равен 30 градусам. При соответствующей калибровке смещение точки указания на 66 пикселей по горизонтали будет соответствовать, например, 1 градусу отклонения указанного места обработки от оси камеры по горизонтали (1980/30=66). Аналогичный расчет можно провести и для вертикального смещения, пока допустим для упрощения расчетов, что и по вертикали на 1 градус приходится также 66 пикселей.

Таким образом, зная отклонение от центра монитора до указанных оператором точек Ca и Cb в пикселах, по калибровочной таблице или формуле (содержащей, например, arctg(…) и фокусное расстояние объектива) можно получить углы отклонения двух векторов [AC] и [BC] направленных из объективов камер в место обработки по точкам, отмеченным оператором на экране. Будем считать, что оси камер параллельны и расположены в одной горизонтальной плоскости (как и изображено на фиг.1). Иное известное расположение камер, например, когда их оси не параллельны и/или смещены по вертикали, незначительно усложнит алгоритм расчета, но все равно позволяет однозначно рассчитать положение указанной точки в пространстве.

После указания оператором точек на экранах мониторов система управления с помощью программы, заложенной в бортовой компьютер, автоматически считывает координаты указанных оператором точек на изображениях и решает треугольники ADB и BDC для нахождения длины [BC]. Для их решения известны: длина [AB] - расстояние между камерами и углы альфа и бета - это углы отклонения направления на указанную точку от осей камер в горизонтальной плоскости. В треугольнике ADB известны: одна сторона [AB] и два прилежащих угла DAB=(90-альфа) и DBA=(90-бета), что вполне достаточно для расчетов всех его сторон, в частности [BD]. В треугольнике BDC известны одна сторона [BD] (из решения треугольника ADB) и два прилежащих угла CDB=90° и DBC, полученный по калибровочной таблице или формуле из Zb - этого тоже достаточно для нахождения расстояния [BC].

На втором этапе координаты точки C в трехмерном пространстве в полярной системе координат (известны расстояние [BC] и два угла: бета и DBC) автоматически пересчитываются системой управления (бортовым компьютером) в требуемую систему координат, например, в XYZ с центром в точке B и/или в положение звеньев манипулятора управляемой машины. Для промышленных роботов пересчет координат указанной в пространстве точки в положение звеньев называется «обратная задача кинематики», которая, в частности, рассмотрена в книге «Промышленные роботы агрегатно-модульного типа» / Е.И. Воробьев и др. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.: ил., и в книге «Робототехника» / Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Пер. с англ. М.: Мир, 1989 - 624 с.: ил. В этой книге описана не только кинематика с.69, но и динамические расчеты позволяющие рассчитать оптимальную траекторию перемещения рабочего органа манипулятора любой машины, т.е. эффективно автоматически управлять ее манипулятором.

Все вышеприведенное позволяет системе управления, автоматически включая и выключая соответствующие приводы машины, переместить рабочий орган машины в указанное оператором место обработки и обеспечить выполнение машиной технологической операции в этом месте.

В процессе наведения изменяют фокусное расстояние объективов видеокамер, а также используют местное увеличение изображения в зоне указания на экране монитора.

При необходимости изменяют форму курсора на экране монитора в зависимости от операции, место проведения которой в данный момент указывается, или при указании мест обработки объекта указывают точку или проводят линию, или указывают характерные точки линии или геометрической фигуры, например, противоположные вершины прямоугольника, а также в зависимости от технологической операции используют курсоры специальной формы, например, в виде отрезка при указании места спила дерева, и часть параметров обработки объекта указывают численно, с клавиатуры или выбором из меню.

После указания места обработки объекта координаты места запоминают для дальнейшего анализа работы машины и/или оператора.

Для указания места обработки объекта поворачивают как минимум одну камеру для получения совпадения изображения в требуемой точке, если необходимо, то на изображение с видеокамер наносят линии прицеливания, для совмещения оператором изображений в месте обработки объекта с двух видеокамер.

Цвет светового пятна луча указателя выбирают соответственно диапазону максимальной чувствительности видеокамеры и противоположно преобладающим цветам окружающей среды в месте обработки для более контрастного выделения пятна луча.

Момент указания точки определяют по нажатию и/или отпусканию или щелчку или двойному щелчку кнопкой мыши или совместно с нажатой соответствующей клавишей клавиатуры, при этом для указания различных технологических операций в указанном месте обработки осуществляют нажатие соответствующих кнопок или педалей оператором.

Если требуется, то оператор указывает несколько мест обработки, не ожидая начала операции или завершения текущей, а система управления, получив задание на несколько мест обработки, комплексно оптимизирует общую траекторию перемещения машины и ее рабочих органов и несколько технологических операций, включая их последовательность, при этом оператор может указывать место обработки и/или перемещения машины, находясь вне машины.

Оператор указывает место обработки паузой в перемещении пятна луча указателя, или заранее заданными движениями луча, например, для указания места спила достаточно провести световым пятном луча линию в месте будущего спила, оператор может указывать место обработки, наблюдая за положением светового пятна луча указателя на мониторе.

По меньшей мере, одну видеокамеру располагают на подвижной части машины и учитывают изменение взаимного расположения камер при расчете координат указанного места обработки объекта.

Способ осуществляется следующим образом.

Рассмотрим способ наведения машины на объект на примере валочно-пакетирующей машины при спиливании деревьев. Оператор устанавливает лесную машину в положение, наиболее удобное для проведения запланированных технологических операций, и переводит ее в соответствующий режим. Взяв в руку указатель, который может быть представлен в виде лазерной указки или любого компьютерного устройства указания, оператор указывает им место на дереве в месте будущего спила. Т.к. операция уже определена оператором, например, «спилить дерево», курсор на экране монитора может представлять собой линию, показывающую место будущего среза для упрощения прицеливания. При других операциях форма курсора может иметь другую форму, напоминая оператору о выбранной технологической операции. Нажав кнопку мыши или специальную кнопку при указании лазерной указкой, оператор инициирует процедуру измерения, расчетов и дальнейшего автоматического управления машиной. При необходимости можно использовать клавиатуру.

В некоторых случаях удобнее поворачивать видеокамеры, добиваясь совпадения линий прицеливания двух видеокамер на указываемой точке обработки.

Т.к. часто требуется произвести различные виды обработки в указываемой точке, можно воспользоваться комбинациями клавиш клавиатуры, педалей и компьютерных устройств указания (компьютерной мыши, джойстика, указки или касанием сенсорного экрана пальцем, или рукой, или стилусом, или трехкоординатным указательным устройством или с большим количеством координат).

Если используется лазерный указатель, желательно выбирать цвет его луча (пятна) так, чтобы получился наибольший контраст с окружающей средой.

Во многих случаях эффективно указать несколько мест обработки, не дожидаясь начала операции или завершения текущей, чтобы система управления, получив задание на несколько мест обработки, комплексно оптимизировала общую траекторию перемещения машины и ее рабочих органов и несколько технологических операций, включая их последовательность.

Для повышения производительности указания может использоваться система знаков, например, оператор не указывает щелчком дерево которое надо спилить, а просто проводит курсором или лазерным лучом в месте спила дерева или делает паузу в движении указателя на месте, подлежащем обработке.

В некоторых случаях проще получить контрастное изображение пятна луча указателя на экране монитора, т.к. видеокамеры обладают чувствительностью, отличающейся от чувствительности человеческого глаза, а монитор легко покажет это пятно в видимом человеком диапазоне. В этом случае процесс наведения удобнее наблюдать на экране монитора.

Во многих случаях, по меньшей мере, одну камеру можно расположить на подвижной части машины, например, на схвате манипулятора лесной машины или на стреле экскаватора, ближе к ковшу. При этом оператор может более точно указать место обработки.

После указания оператором места обработки встроенный в кабину лесной машины компьютер считывает с установленных в кабину или над кабиной видеокамер изображения рабочей зоны и положение указанной точки на них, которые и служат для расчета координат места обработки в реальном пространстве. Положение точки может указывать и сам оператор, например, последовательно на двух мониторах устройством указания типа мышь. Используя трех и более координатные устройства указания можно еще более упростить работу оператора.

Изображения могут выводиться на два экрана и на каждом показывается оператору изображение со своей видеокамеры (например, на левый экран с левой видеокамеры, на правый с правой), или экран делится на две части (с двумя изображениями), или на экране выводятся два изображения, как минимум одно из них полупрозрачно. Если изображения накладываются друг на друга, то желательно немного изменить их цвета так, чтобы оператору было удобнее ориентироваться при указании. Оператор последовательно показывает на обоих изображениях место обработки, чем фактически указывает направление на точку обработки объекта с двух точек. При необходимости более точного указания можно изменять фокусное расстояние объективов камер, «приближая» изображение, или на изображении увеличивать его часть в районе положения курсора (экранная лупа).

Т.к. расстояние между видеокамерами и фокусное расстояние их объективов известны, то путем решения геометрической задачи о треугольнике с известной стороной и двумя углами можно рассчитать расстояние от машины до указанной точки и углы направления на нее.

Зная координаты в пространстве указанной точки, остается автоматически рассчитать на встроенном компьютере траекторию оптимального перемещения рабочего органа лесной машины в эту точку, автоматически переместить рабочий орган и/или всю машину по этой траектории в указанную точку и выполнить технологическую операцию, например, зажать дерево, сообщить ему натяг и спилить его. И дальнейшие операции могут быть произведены в автоматическом режиме.

Фактически после указания пятном луча указателя (или мышью) точки спиливания дерева оператор переходит из режима активного управления в режим контроля и до завершения технологической операции может не прикасаться к органам управления машиной, что значительно снижает нагрузку на оператора и его утомляемость.

На первом этапе встроенный компьютер производит кинематические расчеты, в частности, широко известные в робототехнике. Для промышленных роботов пересчет координат указанной точки (точки захвата, указанной пятном луча лазера) в положение звеньев манипулятора называется «обратная задача кинематики», которая, в частности, рассмотрена в 4 главе книги «Промышленные роботы агрегатно-модульного типа / Е.И. Воробьев и др. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.: ил.» и в главе 2.2 книги «Робототехника / Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Пер. с англ. М.: Мир, 1989 - 624 с: ил.». В книге «Робототехника» описаны не только кинематические расчеты (с.69), но и динамические расчеты.

Если результаты кинематических расчетов показывают, что манипулятор не может дотянуться до указанной точки, т.е. указанное дерево находиться вне рабочей зоны, об этом сообщается оператору, звуковым, световым или другим сигналом вплоть до речевого сообщения через встроенные в кабину динамики, например: «Переместите машину на полметра ближе к дереву и повторно укажите точку».

Если манипулятор может дотянуться до указанной точки, т.е. захватно-срезающее устройство (ЗСУ) может быть перемещено манипулятором к указанному оператором дереву, то следующим шагом производится автоматический расчет оптимальной траектории перемещения ЗСУ из текущего положения в указанную точку. Т.е. определяются законы изменения положения звеньев манипулятора, позволяющие за минимально возможное время переместить ЗСУ к дереву, не перегружая машину. Эти расчеты, производимые на втором этапе, позволят в предлагаемом способе на следующем шаге эффективно управлять манипулятором, ЗСУ и всей машиной в целом.

По окончании расчетов компьютер начинает управлять приводами, обеспечивая согласованные, расчетные движения машины, поворотной платформы, всех звеньев манипулятора и ЗСУ. После завершения этих движений ЗСУ будет находиться в указанной оператором точке - в точке, где находилось пятно луча лазера или указанное мышью на экранах место в момент нажатия оператором кнопки.

Далее автоматически может быть произведена технологическая операция спиливания дерева, состоящая из захвата дерева, натяга, спиливания и т.д., вплоть до осуществления всей технологической операции лесной машины, включая удаление сучьев и раскряжевку, если на лесной машине вместо ЗСУ установлена хорвестерная головка.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Предложенный способ позволит снизить затраты при работе машин и повысить производительность труда путем более эффективного осуществления перемещений и/или технологических операций машиной.

1. Способ наведения машины на объект оператором, включающий указание оператором места обработки объекта и дальнейшее перемещение машины и/или ее подвижных частей и/или совершение технологической операции в указанном месте, отличающийся тем, что координаты места обработки объекта определяют по указанным оператором точкам места обработки на изображениях зоны обработки, которые получены, по меньшей мере, с двух видеокамер, о которых известно их положение, углы их направления и фокусные расстояния их объективов в момент указания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператор указывает место обработки объекта компьютерным указательным устройством на изображении объекта или световым пятном луча указателя на самом объекте, подлежащем обработке, например, лазерным указателем.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после указания оператором места обработки, система управления автоматически рассчитывает координаты места обработки и составляет оптимальную траекторию перемещения и/или оптимальную технологию выполнения технологической операции и управляет процессами перемещения и технологической операции.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что место обработки указывают посредством компьютерной мыши, или джойстика, или указки и/или клавиатурой или касанием сенсорного экрана пальцем, или рукой, или стилусом, или трехкоординатным или с большим количеством координат указательным устройством.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на экране монитора отображают изображение объекта, последовательно с двух видеокамер или на экран выводят сразу два изображения объекта по отдельности или частично прозрачные, наложенные друг на друга.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что на экране монитора отображают изображение объекта, программно измененного цвета с разных видеокамер, или на объективах камер установлены светофильтры разных цветов.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображают изображение объекта на два монитора, на каждом изображение со своей видеокамеры.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отображают изображение объекта на 3D видеоочки или используют комплекс 3D очков с соответствующим монитором.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе наведения изменяют фокусное расстояние объективов видеокамер.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют местное увеличение изображения в зоне указания на экране монитора.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменяют форму курсора на экране монитора в зависимости от операции, место проведения которой в данный момент указывается.

12. Способ по п.2, отличающийся тем, что при указании мест обработки объекта указывают точку, или проводят линию, или указывают характерные точки линии или геометрической фигуры, например, противоположные вершины прямоугольника.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от технологической операции используют курсоры специальной формы, например, в виде отрезка при указании места спила дерева.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть параметров обработки объекта указывают численно, с клавиатуры или выбором из меню.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что после указания места обработки объекта координаты места запоминают для дальнейшего анализа работы машины и/или оператора.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что для указания места обработки объекта поворачивают как минимум одну камеру для получения совпадения изображения в требуемой точке.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что на изображение с видеокамер наносят линии прицеливания для совмещения оператором изображений в месте обработки объекта с двух видеокамер.

18. Способ по п.2, отличающийся тем, что цвет светового пятна луча указателя выбирают соответственно диапазону максимальной чувствительности видеокамеры и/или противоположно преобладающим цветам окружающей среды в месте обработки для более контрастного выделения пятна луча.

19. Способ по п.1, отличающийся тем, что момент указания точки определяют по нажатию и/или отпусканию или щелчку или двойному щелчку кнопкой мыши или совместно с нажатой соответствующей клавишей клавиатуры.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что для указания различных технологических операций в указанном месте обработки осуществляют нажатие соответствующих кнопок или педалей оператором.

21. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператор указывает несколько мест обработки, не ожидая начала операции или завершения текущей, а система управления, получив задание на несколько мест обработки, комплексно оптимизирует общую траекторию перемещения машины и ее рабочих органов и несколько технологических операций, включая их последовательность.

22. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператор указывает место обработки и/или перемещения машины, находясь вне машины.

23. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператор указывает место обработки паузой в перемещении пятна луча указателя, или заранее заданными движениями луча, например, для указания места спила достаточно провести световым пятном луча линию в месте будущего спила.

24. Способ по п.1, отличающийся тем, что оператор указывает место обработки, наблюдая за положением светового пятна луча указателя на мониторе.

25. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одну видеокамеру располагают на подвижной части машины и учитывают изменение взаимного расположения камер при расчете координат указанного места обработки объекта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машине, перевозящей грузы, в частности к форвардеру бревен. Машина включает узел решетки переднего борта, соединенный с рамой машины.

Изобретение относится к маркировочному устройству для нанесения кодовой маркировки на кусок дерева. Маркировочное устройство содержит несколько регулируемых маркировочных компонентов, каждый из которых содержит маркировочный элемент, который приспособлен наносить знак на кусок дерева и который является сдвигаемым между различными положениями или состояниями так, чтобы обеспечивать нанесение варианта кодовой маркировки маркировочным устройством.

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.

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.

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.

Изобретение относится к строительной индустрии и может использоваться в деревообрабатывающем производстве для выпуска криволинейных изделий из массива древесины, к примеру, в производстве столярно-мебельных изделий и малом деревянном домостроении.
В способе перед началом выполнения работ устанавливают значения параметров для управления машиной. Далее оператор указывает направление на объект с одновременным измерением, по меньшей мере, одного угла направления на объект относительно базового направления, с последующим автоматизированным управлением движениями машины и/или ее подвижных частей.

Машина включает самоходное шасси и прицеп, на которых установлено технологическое оборудование, содержащее пильный механизм, размещенный по всей ширине лесозаготовительной машины, механизм сталкивания дерева с пня и кониковые устройства.

Захватно-срезающее устройство включает корпус, на котором смонтированы захваты, срезающий механизм и рычажный домкрат. Рычажный домкрат шарнирно соединен с гидроцилиндром и оснащен режущим ножом.

Способ включает захват стоящего дерева рабочей головкой валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, валку дерева, обрезку сучьев и раскряжевку захваченного дерева с выработкой сортиментов на лесосеке.

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 манипуляторным лесным машинам, а также может быть использовано в модульных конструкциях машин многоотраслевого назначения: экскаваторов, сельскохозяйственных, землеройных, торфяных, мелиоративных, водных, горных, строительных, дорожно-строительных, подъемно-транспортных и иных машин с манипуляторами и рабочими органами на них. Способ включает шарнирное закрепление манипуляторного оборудования на стойках спереди полноповоротной платформы с контргрузом. Контргруз разделяют, по крайней мере, на две части и устанавливают шарнирно на полноповоротной платформе. Для поворота в плоскости полноповоротной платформы части контргруза кинематическим механизмом шарнирно соединяют со стрелой манипулятора. Устройство содержит полноповоротную платформу, на стойках которой впереди шарнирно закреплена стрела манипулятора. Внутри имеющей хвостовики стрелы манипулятора по их концам шарнирно закреплена основная тяга кинематического механизма. Второй конец основной тяги шарнирно соединен с переходником. К переходнику на двух вертикальных шарнирах присоединены две вспомогательные тяги, вторые концы которых шарнирно закреплены на сторонах двух частей контргруза. Технический результат - повышение динамического уравновешивания манипуляторной лесной машины. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к системе автоматизированного управления захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины. Система содержит гидроконтур привода рычагов захватов, гидроконтур «подъема-опускания» стрелы гидроманипулятора, гидроконтур привода пильного аппарата. Гидроконтур «подъема-опускания» стрелы гидроманипулятора имеет электроуправляемый гидрораспределитель и гидроклапан «ИЛИ», один вход которого соединен с блоком гидравлического сервоуправления, а второй вход - с гидрораспределителем. Гидроконтур привода пильного аппарата снабжен соединенным с напорной гидролинией гидромотора нормально закрытым электроуправляемым гидроклапаном с реле времени задержки включения электромагнита до стадии активного резания пильного аппарата, датчиком - реле давления, вход которого соединен с электроуправляемым гидроклапаном. Гидролиния полости «подачи» гидроцилиндра пильного аппарата имеет нормально открытый электроуправляемый гидроклапан с реле времени задержки его отключения. Система снабжена дополнительной подсистемой электроуправления указанными гидроконтурами, средство управления которой электрически связано с подключателем напряжения для дополнительной подсистемы управления, включателем-отключателем электромагнита электроуправляемого гидрораспределителя управления гидроконтура привода рычагов захвата, включателем-отключателем электромагнита дополнительного электроуправляемого двухпозиционного гидрораспределителя гидроконтура «подъема-опускания» стрелы, реле регулирования времени поворота стрелы, включателем-отключателем электромагнита электрораспределителя управления гидроконтура привода пильного аппарата, включателем-отключателем электромагнита нормально открытого электроуправляемого гидроклапана гидролинии полости «подачи» гидроцилиндра пильного аппарата, реле регулирования времени отвода пильного аппарата в исходное положение. При таком выполнении повышается надежность системы управления исполнительными рабочими органами валочно-пакетирующей машины за счет снижения числа их включений в технологическом процессе срезания, валки и пакетирования деревьев, за счет уменьшения количества ошибок управления захватно-срезающим устройством при выполнении наиболее сложной операции: захвата и срезания растущего дерева. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системе автоматизированного управления захватно-срезающим устройством валочно-пакетирующей машины. Система содержит гидроконтур привода рычагов захватов, гидроконтур «подъема-опускания» стрелы гидроманипулятора, гидроконтур привода пильного аппарата. Гидроконтур «подъема-опускания» стрелы гидроманипулятора имеет электроуправляемый гидрораспределитель и гидроклапан «ИЛИ», один вход которого соединен с блоком гидравлического сервоуправления, а второй вход - с гидрораспределителем. Гидроконтур привода пильного аппарата снабжен соединенным с напорной гидролинией гидромотора нормально закрытым электроуправляемым гидроклапаном с реле времени задержки включения электромагнита до стадии активного резания пильного аппарата, датчиком - реле давления, вход которого соединен с электроуправляемым гидроклапаном. Гидролиния полости «подачи» гидроцилиндра пильного аппарата имеет нормально открытый электроуправляемый гидроклапан с реле времени задержки его отключения. Система снабжена дополнительной подсистемой электроуправления указанными гидроконтурами, средство управления которой электрически связано с подключателем напряжения для дополнительной подсистемы управления, включателем-отключателем электромагнита электроуправляемого гидрораспределителя управления гидроконтура привода рычагов захвата, включателем-отключателем электромагнита дополнительного электроуправляемого двухпозиционного гидрораспределителя гидроконтура «подъема-опускания» стрелы, реле регулирования времени поворота стрелы, включателем-отключателем электромагнита электрораспределителя управления гидроконтура привода пильного аппарата, включателем-отключателем электромагнита нормально открытого электроуправляемого гидроклапана гидролинии полости «подачи» гидроцилиндра пильного аппарата, реле регулирования времени отвода пильного аппарата в исходное положение. При таком выполнении повышается надежность системы управления исполнительными рабочими органами валочно-пакетирующей машины за счет снижения числа их включений в технологическом процессе срезания, валки и пакетирования деревьев, за счет уменьшения количества ошибок управления захватно-срезающим устройством при выполнении наиболее сложной операции: захвата и срезания растущего дерева. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к захватно-срезающим устройствам лесозаготовительных машин, в частности валочно-трелевочных машин, и может быть использовано при машинной заготовке лесоматериалов в условиях сплошной и выборочной вырубки леса с сохранением подроста. Устройство содержит закрепленную на рукояти 1 гидроманипулятора поворотную в продольно-вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра 2 подвеску 3. Подвеска имеет поворотный вертикально ориентированный вал, приводимый в движение встроенным ротатором. В нижней части вала 6 посредством шарнирного соединения, ось которого параллельна продольным осям поворота подвески и крепления гидроцилиндра поворота, управляемого соответствующей секцией гидрораспределителя 14, смонтирован корпус 8 с захватными рычагами 10 и режущим аппаратом 9, оснащенными системой их привода. Вертикально-ориентированный вал выполнен из двух частей, соответственно верхней 4 и нижней 6. Верхняя и нижняя части вала шарнирно соединены между собой с возможностью ограниченного поворота на угол ±10° в поперечно-вертикальной плоскости посредством упоров. Гидроцилиндр поворота 7 корпуса 8 размещен между корпусом и верхней частью вала 4и соединен с ними шарнирно. Ось шарнирного соединения нижней и верхней частей вала расположена под прямым углом к оси его вращения. При таком выполнении исключаются косорезы, отщепы и сколы при валке наклонно стоящего древостоя, что способствует увеличению выхода деловой древесины при производстве пиломатериалов, при этом конструктивное исполнение захватно-срезающего устройства и система управления не усложняют его конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к захватно-срезающим устройствам лесозаготовительных машин, в частности валочно-трелевочных машин, и может быть использовано при машинной заготовке лесоматериалов в условиях сплошной и выборочной вырубки леса с сохранением подроста. Устройство содержит закрепленную на рукояти 1 гидроманипулятора поворотную в продольно-вертикальной плоскости посредством гидроцилиндра 2 подвеску 3. Подвеска имеет поворотный вертикально ориентированный вал, приводимый в движение встроенным ротатором. В нижней части вала 6 посредством шарнирного соединения, ось которого параллельна продольным осям поворота подвески и крепления гидроцилиндра поворота, управляемого соответствующей секцией гидрораспределителя 14, смонтирован корпус 8 с захватными рычагами 10 и режущим аппаратом 9, оснащенными системой их привода. Вертикально-ориентированный вал выполнен из двух частей, соответственно верхней 4 и нижней 6. Верхняя и нижняя части вала шарнирно соединены между собой с возможностью ограниченного поворота на угол ±10° в поперечно-вертикальной плоскости посредством упоров. Гидроцилиндр поворота 7 корпуса 8 размещен между корпусом и верхней частью вала 4и соединен с ними шарнирно. Ось шарнирного соединения нижней и верхней частей вала расположена под прямым углом к оси его вращения. При таком выполнении исключаются косорезы, отщепы и сколы при валке наклонно стоящего древостоя, что способствует увеличению выхода деловой древесины при производстве пиломатериалов, при этом конструктивное исполнение захватно-срезающего устройства и система управления не усложняют его конструкции. 2 ил.

Изобретение относится к области лесозаготовок и может быть использовано для заготовки и переработки деревьев на сортименты. Лесной комбайн содержит базовую платформу с движителем, поворотную платформу с гидравлическим манипулятором и харвестерную головку. Гидравлический манипулятор устройства установлен на поворотной платформе над кабиной оператора. На конце рукояти манипулятора шарнирно закреплена балка. На свободных концах балки смонтированы с возможностью поворота в пространстве с одной стороны харвестерная головка, а с другой - гидравлический захват для сортиментов. При таком выполнении повышается производительность, снижется энергоемкость и громоздкость конструкции. 3 ил.

Способ валки и трелевки деревьев валочно-трелевочной машиной, включающей самоходное шасси, на котором смонтированы манипулятор с захватно-срезающим устройством и зажимной коник, на лесосеке с располагаемыми на ней волоками и погрузочной площадкой включает перемещение валочно-трелевочной машины по волокам в сторону, противоположную погрузочной площадке, валку деревьев, укладку поваленных деревьев в зажимной коник машины, их трелевку в сторону погрузочной площадки и разгрузку на площадке. При движении по волоку в сторону от погрузочной площадки валочно-трелевочная машина осуществляет валку деревьев вершинами в сторону погрузочной площадки, противоположную направлению ее движения. После накопления на лесосеке вдоль волока поваленных деревьев валочно-трелевочная машина начинает движение в сторону погрузочной площадки. На стоянках захватно-срезающим устройством валочно-трелевочной машины захватывают поваленные деревья за вершины, грузят их в зажимной коник, затем трелюют деревья вершинами вперед в полупогруженном состоянии и разгружают на площадке. Способ обеспечивает повышение производительности работ. 1 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 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.
Наверх