СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕКИ С УСТРАНЕНИЕМ ЗАВИСИМОСТИ РАБОТ ОТ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ
METHOD OF WOOD-CUTTING AREA DEVELOPMENT INDEPENDENTLY FROM NATURAL CONDITIONS

Область техники, к которой относится изобретение
Предлагаемое изобретение относится к лесозаготовительной промышленности, может быть использовано при разработке различных лесосек со слабой несущей способностью грунтов, имеющих различные уклоны, и независимо от природных условий.
Уровень техники
Авторам известны различные шагающие лесопромышленные роботы, использующие для своего перемещения стоящие деревья (а.с. №954212 «Лесопромышленный робот», а.с. №459194 «Устройство для валки деревьев», а.с. №528817 «Устройство для валки деревьев», а.с. №643123 «Устройство для валки деревьев»), а также справочник «Машины и механизмы для канатной трелевки», часть II, авторы Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С., Москва - 2004 г., с.305÷330.
Однако все эти промышленные роботы производят валку деревьев на грунт, а затем эти деревья надо собирать трелевочными машинами, перемещение которых зависит от несущей способности грунтов, крутизны склонов лесосеки и природных условий.
Авторам также известны самоходные лебедки с неопрокидывающимися мачтами (см. справочник «Машины и механизмы для канатной трелевки», Том I. Авторы Занегин Л.А., Воскобойников И.В., Еремеев Н.С., Москва - 2004 г., с.273÷304), которые выполнены на гусеничном и колесном шасси, имеют несколько барабанов и работают в основном с тягово-несущими канатами, способными перемещать различные каретки, к которым необходимо различными способами прикреплять древесину, доставляемую к лесовозному усу.
Авторам известен прототип - это разработка лесосеки с устранением зависимости работ от природных условий и сезонного характера (см. Суханов В.С. Как модернизировать леспромхоз. Журнал «Лесная промышленность», №4, 2002 г., с.13).
При разработке лесосеки установка работает следующим образом. «Пассивный» колесный движитель, представляющий собой одноосную колесную тележку с наклонным щитом, лебедкой посредством холостого каната подается в лесосеку до зоны поваленных деревьев. Здесь холостой канат отцепляется от «пассивного» движителя, и в зону поваленных деревьев перемещается только комплект чокеров. Набор пачки деревьев осуществляется путем чокеровки деревьев, расположенных вблизи каната, с перемещением чокеров в сторону «пассивного» движителя с помощью грузового каната и остановками для чокеровки последующих деревьев. Затем комли деревьев грузовым канатом затаскиваются на наклонный щит движителя. Погруженные на щит комли деревьев перемещаются до пункта разгрузки у ветки или уса лесовозной дороги. Здесь чокеры отцепляются от комлей деревьев и тележка выезжает из-под них. Вспомогательными канатами пачка перемещается в штабель для погрузки на лесовозный транспорт. «Пассивный» движитель с помощью холостого каната снова подается в зону поваленных деревьев. Цикл повторяется.
Однако при таком способе разработки лесосеки деревья валятся на грунт, затем их надо чокеровать, при этом отсоединять канаты от пассивного привода, а все это - тяжелый ручной и небезопасный труд, причем далее стволы деревьев перемещаются в полуподвешенном положении, т.е вершины тащатся по грунту, при этом обламываются сучья и наносится поранение грунту лесосеки на волоке. При валке деревьев на грунт лесосеки также обламываются сучья, и затем лесосека требует дополнительных затрат на ее очистку от порубочных остатков. Такой способ разработки лесосеки является затратным, так как требует еще постоянного монтажа поворотного блока на дереве, а затем его переноску в новый сектор разработки лесосеки.
Сущность изобретения
В предлагаемом способе разработки лесосеки с устранением зависимости работ от природных условий валку деревьев производят лесопромышленным роботом непосредственно в прицеп, причем перемещение груженого прицепа к лесовозному усу осуществляют тяговым канатом самоходной лебедки, а разгрузку - колесным погрузчиком для подачи деревьев в зону работы процессора, которым очищают стволы деревьев от сучьев, причем разработку лесосеки лесопромышленным роботом ведут по ее ширине вдоль лесовозного уса путем свободного перемещения прицепа от лесовозного уса к лесопромышленному роботу с одновременным перемещением по лесовозному усу самоходной лебедки и специализированной машины по направлению движения лесопромышленного робота, который после окончания разработки лесосеки перемещают по пням срезанных деревьев с помощью опоры на них его захватно-срезающим устройством и толкающей плиты, при этом перемещение лесопромышленного робота по стволам деревьев контролируют с пульта специализированной машины, которая доставляет на лесосеку лесопромышленный робот и прицеп.
Наличие таких отличительных признаков от прототипа позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение задачи обладает существенной новизной. Для доказательства соответствия предлагаемого способа критерию существенного отличия было проведено сравнение основных признаков с прототипом по статье В. С.Суханова «Как модернизировать леспромхоз» - со способом разработки лесосеки с устранением зависимости работ от природных условий и сезонного характера.
В результате было установлено, что в прототипе деревья валятся на грунт, затем проводится их ручная чокеровка с отцеплением каната от пассивного привода и перемещением его по лесосеке, а также производятся монтажные работы по закреплению тылового блока на дереве и переносу его из сектора в сектор, валка деревьев производится с учетом природных условий.
Технический результат, дающий положительный эффект по сравнению с прототипом, определяется свойствами, приведенными в табл.1.
Таблица 1
Сравнение основных признаков
Свойства и другие показатели
Заявляемый способ
Прототип по статье B.C.Суханова, Ж. «ЛП», №4, 2002 г.
Валка деревьев
Машинным способом на прицеп
Ручным способом на грунт лесосеки
Крепление тылового блока
На лесопромышленном роботе
На дереве с ручной переноской из сектора в сектор
Способ разработки лесосеки
В ширину вдоль лесовозного уса
В глубину перпендикулярно лесовозному усу
Количество барабанов на самоходной лебедке
2
4
Способ трелевки стволов дерева
В полностью погруженном положении
В полупогруженном положении с протаскиванием вершин по волоку
Тяговое усилие на канатах, кг
3000
7300
Длина канатов, м:
- холостого
600
750
- тягового
300
350
Наличие отличительных признаков предлагаемого способа от прототипа позволяет сделать вывод, что он соответствует критерию «существенные отличия».
Анализ данных табл.1 показывает, что заявляемый способ может быть технически реализован, так как имеет все параметры.
На чертеже показан общий вид способа разработки лесосеки с устранением зависимости работ от природных условий.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предполагаемого изобретения
Способ разработки лесосеки с устранением зависимости работ от природных условий применяет технологическую схему лесозаготовительного производства, которая включает: лесопромышленный робот (1), прицеп (2), самоходную лебедку (3) с тяговым (4) и холостым (5) канатами, специализированную машину (6) с кузовом (7) для транспортировки лесопромышленного робота и радиокабиной (8) дистанционного управления лесопромышленным роботом, колесный лесопогрузчик (9), процессор (10), обеспечивающий очистку ствола дерева от сучьев и, если необходимо, его раскряжевку на сортименты.
Работает система лесозаготовок, устраняющая зависимость работ от природных условий, следующим образом. Специализированная машина (6) доставляет на лесосеку в кузове (7) лесопромышленный робот ЛРШ-3 (1) и прицеп (2). Гидроманипулятор (11) специализированной машины (6) снимает робот с кузова и опускает его на грунт опорной плитой (12), на которой установлены двигатель (13) внутреннего сгорания, бак и гидронасос (14), который обеспечивает приводы и гидроцилиндры активного манипулятора (15) с захватно-срезающим устройством (16), пассивного манипулятора (17) с захватно-срезающим устройством (18) и толкающую опору (19) с гидроцилиндром (20) и площадкой (21).
Оператор включает двигатель (13), и активный манипулятор производит поиск первого дерева и захватывает его захватно-срезающим устройством (16), таким образом обеспечивается устойчивость манипулятора с возможностью его перемещения по стоящим деревьям, при этом на его перемещение по лесосеке не оказывают никакого влияния природные условия.
На лесосеку прибывает самоходная лебедка (3), имеющая небольшую складывающуюся опору (22) и барабаны (23) и (24) для тягового (4) и холостого (5) канатов. Канаты самоходной лебедки закрепляются тяговым канатом (5) за прицеп (2), а холостой канат (5) пропускается через балку прицепа и огибает конечный блок (25), закрепленный на лесопромышленном роботе ЛРШ-3 (1), а конец каната также крепится на прицепе (2) с противоположной стороны крепления тягового каната. Перемещением прицепа (2) к лесопромышленному роботу (1) управляет оператор самоходной лебедки (3), причем прицеп имеет подпружиненные полноповоротные колеса на 360°.
Лесопромышленный робот по лесосеке перемещается вдоль лесовозного уса, осваивая лесосеку по ширине, как показано на схеме стрелками, это необходимо, чтобы прицеп (2) всегда можно было подать к лесопромышленному роботу (1), при этом самоходная лебедка (3) и специализированная машина (6) перемещаются по лесовозному усу вслед за перемещением лесопромышленного робота (1) по лесосеке.
Лесопромышленный робот ЛРШ-3 (1) осваивает лесосеку следующим образом. Согласно программе работ и с помощью оператора, расположенного в кабине специализированной машины (6), робот ведет поиск пассивным манипулятором (17), и как только дерево обнаружено, в автоматическом режиме по стволу дерева опускается захватно-срезающее устройство (18), при этом выдается команда на срезание дерева активному манипулятору (15) захватно-срезающим устройством (16). Затем пильным органом ствол дерева отделяется от корневой системы, и активный манипулятор (15) укладывает его на прицеп (2) в пачку деревьев. В момент укладки устойчивость лесопромышленного робота обеспечивается пассивным манипулятором, закрепленным за дерево, и опорой в виде гидроцилиндра с площадкой, опирающейся на грунт. Активный манипулятор, вращаясь вокруг телескопической стойки, срезает в рабочей зоне все деревья и укладывает их на прицеп (2).
Как только прицеп (2) наполняется деревьями, лесопромышленный робот обоими манипуляторами захватывает деревья и его опорная плита (12) прочно устанавливается на грунт, а оператор самоходной лебедки (3) включает грузовой барабан (23) и тяговым канатом (4) перемещает к лесовозному усу груженый прицеп (2), с которого колесный погрузчик (9) снимает стволы деревьев и подает их в зону работы процессора (10), который очищает стволы деревьев от сучьев и при необходимости производит раскряжевку стволов на сортименты, которые затем колесный погрузчик (9) грузит на лесовозные автомобили.
Для перемещения лесопромышленного робота в новое положение телескопической стойкой поднимается с грунта опорная площадка, которая, вращаясь вокруг телескопической стойки, устанавливается в новое положение так, чтобы ее ось совпала с пассивным манипулятором. Затем площадка опускается на грунт и толкает телескопическую стойку с активным манипулятором в сторону захватно-срезающего устройства пассивного манипулятора. Как только телескопическая стойка оказывается у дерева, на котором закреплен пассивный манипулятор, плита опускается на грунт, активный манипулятор занимает новое положение, вновь осуществляется поиск дерева, захватывает его и становится пассивным, а бывший пассивным манипулятор срезает дерево, укладывает его на прицеп и начинает работать как активный, срезая все деревья в новой рабочей зоне, а затем перемещается телескопическая стойка с плитой к пассивному манипулятору, и цикл повторяется.
Таким образом, весь технологический процесс срезания деревьев с корня и их перемещения до лесовозного уса канатами самоходной лебедки не зависит от природных условий лесосеки.