Вертолетная пила с регулированием угла наклона корпуса пилы
AERIAL SAW WITH POSSIBILITY OF ADJUSTMENT OF THE ANGLE OF INCLINATION OF THE SAW BODY

Изобретение относится к деревообрабатывающей и лесной промышленности, в частности к вертолетным подвесным пилам, и может быть использовано для обрезки верхушек деревьев, в том числе вблизи линий электропередач.
Деревья вдоль высоковольтных линий электропередач представляют угрозу для бесперебойной передачи электрической энергии. Во-первых, при сильном ветре или налипании тяжелого мокрого снега ветки гнутся или обламываются и падают на провода, чем вызывают замыкание с отключением или обрывы линий. Во-вторых, в случае с сильным ветром ветви деревьев могут соединить провода разных фаз, возникшая электрическая дуга имеет температуру в тысячи градусов, что приводит к возникновению пожаров. И в-третьих, высока вероятность поражения электрическим током человека. Когда дерево вырастает до уровня электрических проводов, то появляется риск их падения на провода.
В соответствии с п. 2.5.207 Правил устройства электроустановок, для прохождения ВЛ по насаждениям должны быть прорублены просеки, при этом наименьшее допустимое расстояние по горизонтали между крайним проводом ВЛ и кроной деревьев должны быть не менее указанных в табл. 1:
Кроме того, необходимо предотвратить возникновение аварий на линиях электропередач в результате падения деревьев на них.
Одним из методов обрезки деревьев вблизи линий электропередач является обрезка с помощью вертолетных пил.
Подвесные вертолетные пилы различных типов известны и используются главным образом для обрезки деревьев и кустарников прилегающих к линиям электропередач. Примеры можно увидеть в патентах US 5961070, US 4554781 или US 4815263. Все эти патенты раскрывают подвесные пилы, которые вертикально ориентированы и предназначены для обрезки деревьев и кустарников вдоль инженерных линий.
Для обрезки верхушек деревьев для предотвращения падения деревьев на линии электропередач применяют горизонтально ориентированные пилы.
Известна горизонтальная подвесная пила для вертолета (патент на изобретение ЕР 2554041 А1, опубл. 06.02.2013), содержащая приводное устройство, которое может быть прикреплено к вертолету подвесным способом для создания и передачи крутящего момента привода, переходник с соединительным элементом, приводной узел с соединительным элементом, пильный узел, содержащий дополнительную передачу, с помощью которой возможно изменение направления приводного момента.
Известна также вертолетная пила (патент на изобретение US 2004000409A1, опубл. 01.01.2004), включающая приспособление для подвешивания к вертолету, средство привода, управляемое с вертолета, для работы указанной пилы. Указанная пила имеет вращающийся диск, расположенный параллельно земле при подвешивании к вертолету.
Недостатком известных решений является отсутствие средств размещения режущего диска пилы в определенном угловом положении относительно горизонтальной плоскости, для образования скошенной поверхности деревьев под заданным углом.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для обрезки верхушек деревьев (патент на изобретение FI 20176069 А1 от 29.11.2017), соединенное с вертолетом через стрелу. Устройство включает корпус с пильными дисками и подвесной рычаг, на верхнем конце которого расположены средства регулировки. При этом средства регулировки позволяют установить режущий диск под углом к горизонтальной плоскости в диапазоне от 5 до 45° и сформировать скошенную поверхность у ствола дерева. Регулировка углового положения может быть выполнена на земле (вручную или механически) или в воздухе (с использованием привода вертолета: двигателя, шпинделя или гидроцилиндра).
Недостатками прототипа являются недостаточная жесткость крепления корпуса устройства на стреле и недостаточная надежность средства регулирования угла наклона пильного агрегата, ввиду того, что узел изменения угла наклона смонтирован непосредственно в составе узла крепления пильного модуля с подвесной стрелой. Любые вертикальные и боковые нагрузки на пилу приводят к существенным крутящим моментам, действующим на элементы конструкции этого узла, и могут привести к их поломке и возможным аварийным ситуациям при выполнении работ.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении жесткого крепления подвесной пилы и, вместе с тем, создании удобного и надежного средства регулирования угла наклона пилы.
Для достижения указанного технического результата предлагается вертолетная подвесная пила, состоящая из держателя в виде стрелы и шарнирно закрепленного на ее конце корпуса пилы с режущим диском, отличающаяся тем, что держатель и корпус пилы дополнительно соединены между собой жесткой штангой, снабженной средствами регулирования угла наклона корпуса пилы.
Держатель, выполненный в виде стрелы, имеет средство соединения со сцепным устройством вертолета на одном конце и узел соединения с корпусом пилы на другом. Узел соединения стрелы с корпусом пилы может быть представлен подвесным кронштейном, жестко соединенным с корпусом пилы и шарнирно соединенным со стрелой.
Держатель и корпус пилы дополнительно соединены между собой жесткой штангой. Штанга шарнирно закреплена одним концом на корпусе пилы с противоположной относительно режущих дисков стороны, а другим концом соединена с держателем, шарнирно или с возможностью перемещения вдоль стрелы. Шарнирное соединение корпуса пилы со штангой и стрелой необходимо для изменения угла наклона корпуса пилы с помощью средства регулирования угла наклона, которым оснащена штанга.
Соединение корпуса пилы со стрелой посредством жесткой штанги обеспечивает дополнительную жесткость конструкции, крепление штанги на корпусе пилы с противоположной относительно режущих дисков стороны позволяет сформировать систему противовесов, тем самым минимизировать нагрузку на места соединения и саму штангу, что повышает надежность конструкции в целом, а средство регулирования угла наклона позволяет изменять положение корпуса, путем воздействия на него через штангу, вращая корпус на шарнирах.
Средство регулирования угла наклона может быть представлено, например, пневматическим приводом, двухколенной системой с электрическим сервоприводом, подвижным средством соединения штанги со стрелой, позволяющим двигаться по стреле, обеспечивающим возможность перемещения штанги вдоль стрелы, системой с реечной передачей и др.
В предпочтительном варианте исполнения средство регулирования угла наклона представлено телескопической системой, снабженной приводом. Телескопическая система может быть представлена трубчатой штангой (труба в трубе) или коробчатыми (П-образными) шариковыми направляющими. Телескопическая система является наиболее предпочтительным вариантом средства регулирования угла наклона, поскольку позволяет регулировать угол наклона пилы на всем диапазоне длины телескопической части, в то время как, например, двухколенная система ограничена несколькими фиксированными положениями.
Изобретение обладает неизвестной ранее совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что устройство содержит жесткую штангу, дополнительно соединяющую держатель и корпус пилы, придавая конструкции дополнительную жесткость и снижая нагрузку на узлы соединения, одновременно обеспечивая возможность изменения угла наклона корпуса пилы, воздействием на нее через штангу.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На Фиг. 1 представлена заявляемая подвесная вертолетная пила, где:
1 - стрела;
2 - корпус пилы;
3 - режущий диск;
4 - телескопическая штанга;
5 - сцепное устройство вертолета;
6 - привод штанги.
Вертолетная подвесная пила состоит из держателя в виде стрелы 1 и шарнирно закрепленного на ее конце корпуса пилы 2 с режущим диском 3. Стрела 1 и корпус 2 пилы дополнительно соединены между собой жесткой телескопической штангой 4. Штанга 4 шарнирно закреплена одним концом на корпусе пилы 2 с противоположной относительно режущих дисков 3 стороны, а другим концом соединена со стрелой 1 шарнирно, например, с помощью винтового соединения, или подвижно с возможностью перемещения вдоль стрелы 1.
Устройство используют следующим образом. Стрелу 1 закрепляют на сцепном устройстве вертолета 5. С помощью телескопической штанги 4 фиксируют необходимый угол наклона корпуса пилы 2 путем увеличения или уменьшения длины штанги 4. Вертолет взлетает и осуществляет обрезку верхушек деревьев вблизи линий электропередач под заданным углом.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения телескопическая штанга 4 снабжена приводом 6, позволяющим регулировать угол наклона корпуса 2 в процессе полета.
Описанная конструкция является более надежной и функциональной по сравнению с известными аналогами, надежность конструкции обеспечивается благодаря креплению корпуса пилы на стреле в двух точках: шарнирно на стреле и посредством штанги.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».