СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТВОЛА ДЕРЕВА И ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНАЯ МАШИНА
METHOD FOR MEASUREMENT OF TREE TRUNK, AND LOGGING MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу измерения по меньшей мере одного параметра ствола дерева посредством первого устройства измерения, предусмотренного в сочетании с агрегатом лесозаготовительной машины, причем способ включает следующий этап:
- измерение указанного параметра посредством первого устройства измерения.
Изобретение также относится к лесозаготовительной машине, содержащей
- агрегат лесозаготовительной машины для измерения, обрезки сучьев и спиливания стволов деревьев, и
- первое устройство измерения, представленное в сочетании с агрегатом лесозаготовительной машины для измерения по меньшей мере одного параметра ствола дерева.
Предшествующий уровень техники
Лесозаготовительные машины для лесозаготовки оборудованы гидравлическим краном, на самом конце которого находится агрегат лесозаготовительной машины так называемого однозахватного типа, который используют для валки, обрезки сучьев и подготовки деревьев в качестве стволов деревьев. Современные агрегаты лесозаготовительных машин содержат измерительное оборудование для технологических измерений, которое непрерывно измеряет толщину или диаметр ствола дерева, а также насколько ствол дерева в его продольном направлении подается через агрегат лесозаготовительной машины. В агрегате лесозаготовительной машины диаметр ствола дерева обычно измеряют между тремя точками измерения, либо на переднем, либо на заднем захвате для обрезки сучьев агрегата лесозаготовительной машины или между регулируемыми попарно подающими роликами, которые из холостого режима можно направлять в направлении внешней стороны ствола дерева, чтобы между ними и неподвижным упором, который может быть образован указанным центральным сучкорезным ножом или отдельным центральным опорным роликом в агрегате, подавать вперед ствол дерева и направлять в захват для обрезки сучьев и дальше через агрегат лесозаготовительной машины. Соответственно, регулируемые попарно сучкорезные ножи, которые содержатся в указанном соответствующем захвате для обрезки сучьев, из холостого режима можно направлять вперед в направлении внешней стороны ствола дерева, между ними и центральным фиксированным сучкорезным ножом для обрезки ствола дерева во время его направления через агрегат. Посредством датчиков определения положения, которые расположены на указанных, регулируемых подающих роликах или сучкорезных ножах, можно измерять диаметр ствола дерева во время его направления через агрегат. Длину ствола дерева обычно измеряют посредством колеса измерения длины, которое может катиться по внешней стороне ствола дерева во время его направления через агрегат. Используя эти значения датчиков, компьютер управляет приспосабливанием и хранением нужных функций измерения и данных.
Во время работы с агрегатом лесозаготовительной машины длину и диаметр срубленных стволов деревьев измеряют и регистрируют, в том числе для получения информации об объеме бревен и, следовательно, полученных лесоматериалах. Как упоминалось выше, измерение длины ствола дерева можно проводить с помощью ролика для измерения длины, который находится в контакте качения с внешней стороной ствола дерева, в то время как ствол дерева направляют через агрегат. Зная наружный диаметр измерительного ролика (диаметр ролика измерительного колеса) и сколько оборотов он совершил в связи с измерением, получают измерение длины измеренного ствола дерева. Движение гидравлически эффективных исполнительных механизмов и активаторов, с помощью которых сучкорезные ножи, действующие попарно в указанном захвате для обрезки сучьев или положении подающих роликов, находятся в контакте с внешней стороной ствола дерева, можно преобразовать в данные измерений, которые представляют диаметр ствола дерева.
Вследствие износа и внешнего воздействия на компоненты, посредством которых проводят измерения длины и диаметра стволов деревьев, точность измерений со временем снижается. Чтобы избежать слишком больших ошибок измерений, лесозаготовительные машины обычно снабжают оборудованием, которое обеспечивает регулировку и калибровку измерительного оборудования агрегата. Это оборудование содержит, в том числе, так называемый измерительный ключ, с помощью которого оператор может вручную измерить для проверки диаметр ствола дерева, и рулетку или аналогичное линейное измерительное приспособление, посредством которого оператор может вручную измерить для проверки длину ствола дерева. Чтобы обеспечить работу агрегата лесозаготовительной машины и, таким образом, чтобы измерение длины и диаметра работало должным образом, оператор лесозаготовительной машины должен с заданной периодичностью проводить проверочное измерение диаметра и длины ствола дерева. Результат такого проверочного измерения сравнивают с соответствующим измерением, выполняемым первым устройством измерения, и при обнаружении ошибки, превышающей определенное значение, нужно провести калибровку первого устройства измерения для исправления ошибки измерения. Измерения, выполняемые с помощью первого устройства измерения, регистрируют в памяти, которая имеется в центральном блоке управления лесозаготовительной машины. Результат проверочного измерения сравнивают с самым последним измерением, проведенным первым устройством измерения. Это можно сделать с помощью данных в результате проверочного измерения, сохраняемых в памяти, и с помощью процессора в блоке управления, со сравнением с соответствующими данными в результате измерения с помощью первого устройства измерения. Ввод данных из первого устройства измерения в память происходит автоматически, а ввод данных в результате проверочного измерения можно проводить вручную или автоматически с помощью электронного блока в измерительном ключе.
Недостаток предшествующего уровня техники состоит в том, что требуется, чтобы оператор лесозаготовительной машины проводил проверочные измерения через регулярные промежутки времени, не зная, действительно ли отдельное проверочное измерение вызвано реальной ошибкой измерения первым устройством измерения.
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ измерения по меньшей мере одного параметра ствола дерева посредством первого устройства измерения в сочетании с агрегатом лесозаготовительной машины, что снижает необходимость проведения оператором лесозаготовительной машины проверочных измерений через регулярные промежутки времени и не зная точности измерений первого устройства измерения, чтобы обеспечить точность измерений первого устройства измерения.
Целью настоящего изобретения также является создание лесозаготовительной машины, которая позволяет реализовать способ согласно изобретению.
Сущность изобретения
Цели изобретения достигают посредством определенного ранее способа, отличающего тем, что он включает диагностическую модель, которая содержит следующие этапы
- измерение характеристики первого устройства измерения с помощью второго устройства измерения, при этом указанная характеристика представляет собой свойство, которое отражает способность первого устройства измерения правильно измерять указанный параметр,
- сравнение фактического значения измеренной характеристики и целевого значения указанной характеристики, где целевое значение является показателем состояния первого устройства измерения, когда его измерение указанного параметра считается правильным, и в ответ на отклонение фактического значения от целевого значения более заданной разницы выполнение по меньшей мере одного из следующих действий:
- проверочное измерение указанного параметра с помощью третьего устройства измерения и калибровка первого устройства измерения на основании отклонения между значением измерения указанного параметра, измеренного посредством первого устройства измерения, и значением измерения указанного параметра, измеренного посредством третьего устройства измерения,
- калибровка первого устройства измерения на основании величины отклонения между измеренным фактическим значением и указанным целевым значением.
Таким образом, второе устройство измерения обеспечивает косвенную информацию о степени точности измерения с помощью первого устройства измерения. Согласно иллюстративному варианту осуществления аварийный сигнал оператору лесозаготовительной машины подается в ответ на отклонение фактического значения от целевого значения более заданной разницы. Таким образом, оператору не нужно проводить проверочное измерение кроме как в ответ на такой аварийный сигнал. Согласно иллюстративному варианту осуществления третье устройство измерения содержит средство ручного измерения указанного параметра, при этом результат проверочного измерения сохраняется в памяти и сравнивается с результатом соответствующего измерения с помощью первого устройства измерения, соответственно, блоком управления с помощью программного обеспечения на базе ПК, подходящего для этой цели, в компьютере лесозаготовительной машины, а калибровку первого устройства измерения проводят, если разница между измерениями с помощью первого устройства измерения и третьего устройства измерения превышает заданное значение (разницу). Соответствующим образом проводят калибровку первого устройства измерения с помощью блока управления с программным обеспечением, подходящим для этой цели. Альтернативно, если указанная разница превышает другое заданное значение (разницу), большее, чем первое упомянутое определенное значение, проводят регулировку, ремонт или замену компонента первого устройства измерения, вызывающего ошибку измерения первого устройства измерения.
Альтернативно, в ответ на отклонение фактического значения от целевого значения более заданной разницы, проводят калибровку первого устройства измерения на основании величины отклонения между измеренным фактическим значением и указанным целевым значением. Эту калибровку соответствующим образом проводят с помощью блока управления с программным обеспечением, подходящим для этой цели. Чтобы обеспечить как можно более точную калибровку в отношении величины отклонения между измеренным фактическим значением и указанным целевым значением, с течением времени собирают множество измерений от первого устройства измерения, соответствующих измерений от второго устройства измерения и соответствующих измерений от третьего устройства измерения, и их сравнивают для получения точной корреляции между точностью измерений первого устройства измерения (сравнения измерений с первым и третьим устройствами измерения) и разницы между фактическим значением и целевым значением. Согласно иллюстративному варианту осуществления можно собирать и сохранять такие данные измерений от множества разных лесозаготовительных машин, при этом для улучшения корреляции блоку управления можно дать доступ к таким дополнительным данным измерений.
В рамках настоящего изобретения термин «характеристика» использован в широком смысле и подразумевает переменный параметр любой части, составляющей лесозаготовительную машину, которую можно рассматривать как составную часть первого устройства измерения. Характеристика является «свойством», которое для этой цели является показателем того, дает ли первое устройство измерения ошибки измерений. Следует понимать, что характеристика может также быть «свойством», которое является показателем величины ошибки измерения первого устройства измерения.
Согласно иллюстративному варианту осуществления способ согласно изобретению отличается измерением указанного параметра с помощью первого устройства измерения, включая измерение параметра с помощью по меньшей мере одного из следующих компонентов:
- регулируемого средства обработки древесины (подающих роликов, действующих попарно, или режущих лезвий для обрезки сучьев) с целью направления ствола дерева через агрегат лесозаготовительной машины,
- колеса измерения длины, предназначенного для качения в направлении внешней стороны ствола дерева, которое направляют через агрегат лесозаготовительной машины.
Измерение длины ствола дерева целесообразно производить путем вращения подающего ролика или пассивного измерительного колеса, регистрируемого посредством датчика, который регистрирует вращение, в то время как ствол дерева направляют через агрегат лесозаготовительной машины. На основании внешнего диаметра и вращения измеряющего ролика или измерительного колеса можно вычислить длину ствола дерева. Датчик подает импульсы в зависимости от вращения в процессор в блоке управления, и он преобразует x импульсов в y единиц длины согласно базовой настройке. Согласно иллюстративному варианту осуществления базовую настройку не изменяют в связи с калибровкой, но из вычисленной длины вычитают/добавляют значение смещения. Измерение диаметра ствола дерева основано на повороте вала, на котором расположены регулируемое средство обработки древесины в виде действующих попарно режущих лезвий для обрезки сучьев, содержащихся в захвате для обрезки сучьев, или действующих попарно подающих роликов, содержащихся в блоке измерения, из исходного положения для направления вперед в положение, в котором некоторые из указанных компонентов вынуждены взаимодействовать с внешней стороной ствола дерева. Таким образом, во всех упомянутых случаях для расчета длины и диаметра ствола дерева используют датчик положения, который в данном случае представлен в виде датчика поворота или угла.
Согласно иллюстративному варианту осуществления способ отличается наличием средства обработки древесины, с помощью которого измеряют указанный параметр, представляющего собой компонент, который под действием гидравлического потока поворачивается вокруг вала, связанного с этим компонентом, вызывая взаимодействие или контакт с внешней стороной ствола дерева таким образом, чтобы величину движения поворота можно было перевести в указанный параметр, при этом величину поворота измеряют с помощью первого устройства, а характеристика, которую измеряют с помощью второго устройства измерения, представляет собой свойство в виде давления гидравлической жидкости, которое вызывает указанное движение поворота компонента.
Согласно альтернативному варианту осуществления характеристика, которую измеряют с помощью второго устройства измерения, представляет собой свойство в виде положения или перемещения компонента, который образует часть первого устройства измерения и который за счет перемещения вынужден взаимодействовать или входить в контакт с внешней стороной ствола дерева.
Согласно дополнительному иллюстративному варианту осуществления способ отличается тем, что в ответ на отклонение фактического значения от целевого значения более заданной разницы, он включает проверочное измерение указанного параметра с помощью третьего устройства измерения, и что отклонение между фактическим значением и целевым значением сравнивают с отклонением между значением измерения указанного параметра, полученным первым устройством измерения, и значением измерения указанного параметра, полученным третьим устройством измерения, и что сравнение сохраняют в рабочей памяти в блоке управления. Таким образом, устанавливают предварительные условия для уточнения способа, заключающиеся в том, что данное отклонение между фактическим значением и целевым значением можно использовать не только для констатации наличия ошибки в точности измерений первого устройства измерения, но также, в отдельных случаях, для получения прогноза величины ошибки в отношении расхождения (разницы) между фактическим значением и целевым значением.
Согласно иллюстративному варианту осуществления способ отличается тем, что параметром, который измеряют с помощью первого устройства измерения, является длина ствола дерева, и что измерение длины выполняют путем регистрации вращения средства обработки древесины, которое в данном случае состоит из подающих роликов, действующих попарно, для направления ствола дерева через агрегат лесозаготовительной машины, и что характеристика, которую измеряют в первом устройстве измерения с помощью второго устройства измерения, представляет собой свойство в виде давления гидравлической жидкости, которое приводит в действие гидравлический цилиндр, с помощью которого регулируют соответствующее положение подающих роликов относительно ствола дерева. На основании внешней окружности подающего ролика и величины вращения подающего цилиндра рассчитывают длину ствола дерева. С помощью гидравлического цилиндра подающий ролик прижимают к стволу дерева. За счет фрикционного зацепления со стволом дерева сила вращения двигателя приводит в действие подающий ролик для направления ствола через агрегат лесозаготовительной машины во время вращения подающего ролика. Если во втором устройстве измерения фактическое значение гидравлической жидкости отклоняется от целевого значения на заданную разницу, это может означать, что измерение, которое проводят с помощью первого устройства измерения, является некорректным, и что нужно провести проверочное измерение с помощью третьего устройства измерения, функциональность которого не зависит от функциональности первого устройства измерения.
Согласно иллюстративному варианту осуществления способ отличается тем, что параметром, который измеряют с помощью первого устройства измерения, является длина ствола дерева, и что измерение длины ствола дерева выполняют путем регистрации вращения колеса измерения длины, расположенного так, чтобы упираться в ствол дерева и катиться по нему во время его направления через агрегат лесозаготовительной машины, и что характеристикой, которую измеряют в первом устройстве измерения с помощью второго устройства измерения, является давление гидравлической жидкости, которое приводит в действие гидравлический цилиндр, с помощью которого регулируют положение колеса измерения длины. Гидравлический цилиндр прикладывает силу, которая прижимает колесо измерения длины к упору на стволе дерева. На основании внешней шкалы колеса измерения длины и величины зарегистрированного поворота рассчитывают длину ствола дерева.
,
Согласно иллюстративному варианту осуществления способ отличается параметром, который измеряют с помощью первого устройства измерения, представляющим собой диаметр (толщину) ствола дерева, и этим измерением, выполняемым с помощью какого-то из средств обработки древесины которое соединено с внешней стороной ствола дерева для направления ствола дерева через агрегат, а свойством, которое измеряют в первом устройстве измерения с помощью второго устройства измерения, является давление гидравлической жидкости, которое приводит в действие гидравлический цилиндр, с помощью которого можно управлять и проверять положение средства обработки древесины относительно ствола дерева. Средством обработки древесины согласно иллюстративному варианту осуществления является пара сучкорезных ножей, которые опираются на рычаги, содержащиеся в агрегате, способны поворачиваться относительно внешней стороны ствола дерева, находящегося в агрегате. Согласно другому иллюстративному варианту осуществления средство обработки древесины состоит из пары подающих роликов, которые на рычагах, содержащихся в агрегате, способны поворачиваться относительно внешней стороны ствола дерева, находящегося в агрегате.
Цели изобретения также достигают посредством упомянутой в начале лесозаготовительной машины, которая отличается наличием
- второго устройства измерения для измерения характеристики первого устройства измерения, при этом указанная характеристика представляет собой свойство, которое отражает способность первого устройства измерения правильно измерять указанный параметр, и
- блока управления, выполненного с возможностью проведения сравнения фактического значения измеренной характеристики и целевого значения указанной характеристики, при этом целевое значение является показателем состояния первого устройства измерения, когда его измерение указанного параметра считается правильным.
Согласно иллюстративному варианту осуществления агрегат лесозаготовительной машины содержит по меньшей мере один из следующих компонентов:
- регулируемое средство обработки древесины (подающие ролики или режущие лезвия для обрезки сучьев, действующие попарно) с целью направления ствола дерева через агрегат лесозаготовительной машины,
- колесо измерения длины, предназначенное для качения по внешней стороне ствола дерева, которое направляют через агрегат лесозаготовительной машины,
и образует по меньшей мере один из этих компонентов в качестве части первого устройства измерения.
Согласно иллюстративному варианту осуществления средство обработки древесины, с помощью которого измеряют указанный параметр, представляет собой компонент, который под действием гидравлической жидкости поворачивается вокруг вала, связанного с этим компонентом, взаимодействуя с внешней стороной ствола дерева, причем первое устройство измерения содержит датчик для измерения поворота компонента вокруг указанного вала, а второе устройство измерения содержит датчик, выполненный с возможностью измерения свойства в виде давления гидравлической жидкости, которое вызывает указанное движение поворота компонента.
Согласно иллюстративному варианту осуществления лесозаготовительная машина отличается наличием подающего ролика для направления ствола дерева через агрегат лесозаготовительной машины, первого устройства измерения, содержащего средство, содержащееся в указанном подающем ролике для регистрации вращения подающего ролика, в то время как он направляет ствол дерева через агрегат лесозаготовительной машины, и средства для расчета длина ствола дерева на основании зарегистрированного вращения, а свойством, которое измеряют в первом устройстве измерения с помощью второго устройства измерения, является давление гидравлической жидкости в гидравлическом цилиндре, который предусмотрен, чтобы прикладывать силу сжатия на подающем ролике к стволу дерева, находящемуся в агрегате лесозаготовительной машины, и второго устройства измерения, содержащего датчик давления для измерения указанного давления.
Согласно иллюстративному варианту осуществления лесозаготовительная машина отличается наличием ролика для измерения длины, расположенного так, чтобы упираться и катиться по стволу дерева во время его направления через агрегат лесозаготовительной машины, первого устройства измерения, содержащего указанный ролик для измерения длины, средства для регистрации вращения измеряющего ролика и средства для расчета длины ствола дерева на основании зарегистрированного вращения, а характеристика, которую измеряют роликом для измерения длины с помощью второго устройства измерения, представляет собой свойство в виде давления гидравлической жидкости в гидравлическом цилиндре, который предусмотрен, чтобы прикладывать силу сжатия на ролике для измерения длины к стволу дерева, направляемого через агрегат лесозаготовительной машины, и второго устройства измерения, содержащего датчик давления для измерения указанного давления.
Кроме того, цели изобретения достигают с помощью компьютерной программы на основе персонального компьютера (PC) для управления устройством, содержащей команды, которые при выполнении в центральном процессоре (CPU) персонального компьютера вызывают выполнение указанным PC способа согласно настоящему изобретению.
Изобретение также содержит машиночитаемый носитель данных, который содержит компьютерную программу, такую как программа согласно предыдущему разделу, для управления устройством.
Устройством, которое регулируют с помощью указанного PC, предпочтительно является устройство измерения лесозаготовительной машины согласно изобретению, предпочтительно первое и второе устройство измерения согласно приведенному выше определению.
Дополнительные характеристики и преимущества изобретения показаны в следующем подробном описании иллюстративных вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Далее в иллюстративных целях описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлен вид сбоку лесозаготовительной машины согласно изобретению,
на фиг.2 представлен вид спереди агрегата лесозаготовительной машины, поддерживаемого лесозаготовительной машиной, оборудованной устройством измерения и калибровки согласно изобретению,
на фиг.3 схематично представлено первое устройство (I) измерения и второе устройство (II) измерения согласно первому иллюстративному варианту осуществления,
на фиг.4 схематично представлено первое и второе устройство измерения согласно второму иллюстративному варианту осуществления,
на фиг.5 схематично представлено первое и второе устройство измерения согласно третьему иллюстративному варианту осуществления,
на фиг.6 и 7 представлена блок-схема, описывающая иллюстративный вариант осуществления согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 представлена лесозаготовительная машина 1 согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, содержащая агрегат 2 лесозаготовительной машины так называемого однозахватного типа, который используют для валки деревьев с корнями, обрезки сучьев и подготовки (разрезания) стволов деревьев и в итоге для классификации бревен (пиломатериалов) по размерам. На фиг.2 агрегат 2 лесозаготовительной машины представлен более подробно. Агрегат 2 лесозаготовительной машины содержит обрезную пилу 3 для отрезания ствола дерева, перерабатываемого агрегатом на бревна. На фиг.2, 4A, 4B обозначают передний, соответственно, задний захват для обрезки сучьев, 5, 5’ - действующие попарно подающие ролики для направления ствола дерева через агрегат 2 лесозаготовительной машины. Колесо 6 измерения длины расположено так, чтобы упираться в ствол 7 дерева и катиться по нему, когда его направляют через агрегат 2 лесозаготовительной машины подающие ролики 5, 5’. В каждом из указанных захватов 4A, 4B для обрезки сучьев на рычагах содержатся центральное фиксированное режущее лезвие 8, а также пара шарнирно перемещаемых сучкорезных ножей 9, 9’, которые вместе с подающими роликами 5, 5’ могут направлять ствол дерева через агрегат 2 лесозаготовительной машины.
Подающие ролики 5, 5’ и колесо 6 измерения длины вместе образуют часть первого устройства измерения, обозначенного «I» на фиг.2, с помощью которого можно измерять диаметр, соответственно, длину ствола дерева, когда его направляют через агрегат лесозаготовительной машины. Данные по размерам можно собирать на машиночитаемом энергонезависимом носителе данных, таком как база 10 данных для получения информации об объеме получаемых стволов деревьев. Первое устройство измерения дополнительно содержит блок управления, обозначенный 11 на фиг.1, который содержит CPU и тому подобное, который принимает сигналы измерений от сенсорных элементов и датчиков 30:1-30:n, 40:1-40n, 50:1-50:n, расположенных на указанных подающих роликах 5, 5’ и колесе 6 измерения длины, при этом указанный CPU выполнен с возможностью расчета параметра ствола дерева и, следовательно, каждого получаемого бревна на основании этих сигналов измерений. Оператор лесозаготовительной машины 1 может взаимодействовать с управляющим компьютером 11 посредством традиционного интерфейса 12 оператора, который может, например, содержать монитор внутри кабины 1 водителя (не показано). Для управления, чтобы измерение, которое проводят с помощью первого устройства измерения, было корректным, лесозаготовительная машина 1 содержит второе устройство измерения, обозначенное «II» на фиг.2, содержащее средство измерения характеристики в виде свойства первого устройства измерения, и данные по этому свойству могут предоставлять информацию о правильности первого устройства измерения и о том, нужно ли проводить регулировку посредством третьего устройства измерения, обозначенного «III» на фиг.2. Следует понимать, что указанное третье устройство измерения относится к типу, который может проводить измерения независимо от первого устройства измерения. Указанное второе устройство измерения более подробно описано в сочетании со следующим описанием компонентов первого устройства измерения.
Согласно первому иллюстративному варианту осуществления, первое устройство (I) измерения содержит колесо 6 измерения длины для измерения длины ствола дерева, которое направляют через агрегат 2 лесозаготовительной машины. Со ссылкой на фиг.3 схематично представлено, как колесо измерения длины можно расположить так, чтобы проводить его измерения. На фиг.3-5 ствол дерева имеет ссылочный номер 7.
Как проиллюстрировано на фиг.3, колесо 6 измерения длины содержится на поворотном рычаге 12. Первое устройство измерения содержит средство в виде датчика 30:1 вращения для регистрации вращения колеса 6 измерения длины. Блок 11 управления выполнен с возможностью расчета длины ствола дерева на основании вращения, зарегистрированного датчиком 30:1 вращения и на основании данных о внешнем диаметре измерительного колеса 6. Гидравлический цилиндр 13 выполнен с возможностью поворота рычага 12 вокруг вала 14 и, таким образом, направления колеса 6 измерения длины в зацепление с упором в ствол 7 дерева. Гидравлический цилиндр 13 и гидравлическую жидкость, которая приводит его в действие, можно считать составной частью первого устройства измерения. Второе устройство (II) измерения в данном случае содержит датчик 30:2 для измерения свойства, обозначенного α в виде давления указанной гидравлической жидкости. На основании установленного соотношения между давлением упора колеса 6 измерения длины и давлением гидравлической жидкости можно определить в интервале x целевое значение, обозначенное β, давления гидравлической жидкости, в пределах которого считается правильным упор колеса измерения длины и, следовательно, точность измерений. При измерении с помощью датчика 30:2 давления второго устройства измерения получают свойство в виде фактического значения, которое в блоке 11 управления сравнивают с указанным целевым значением. Когда фактическое значение α отклоняется от целевого значения β на заданную разницу, которая может выходить за пределы упомянутого выше интервала x, который подходящим образом может представлять собой подходящую выбираемую функциональную величину или график (не показано), блок 11 управления выполнен с возможностью запуска или подачи оператору лесозаготовительной машины 1 посредством интерфейса 12 оператора указания, что он должен провести проверочное измерение текущего параметра с помощью упомянутого ранее третьего устройства измерения.
Как проиллюстрировано на фиг.2, результат измерения с помощью третьего устройства (III) измерения передается в блок 11 управления либо автоматически с помощью подходящих электронных средств передачи, либо вручную посредством ручного ввода оператором значений в блоке 11 управления посредством пользовательского интерфейса. Блок 11 управления выполнен с возможностью запуска калибровки первого устройства измерения на основании отклонения между значением измерения α для указанного параметра, измеренным с помощью первого устройства измерения, и значением измерения γ для указанного параметра, измеренным с помощью третьего устройства измерения. Альтернативно, блок 11 управления может быть выполнен с возможностью проведения калибровки первого устройства измерения на основании величины отклонения между измеренным фактическим значением и указанным целевым значением β. Это станет возможным, когда основные данные для корреляции между величиной отклонения между измеренным фактическим значением α и целевым значением β и точность измерений первого устройства измерения будут достаточно большими. Вследствие этого, данные непрерывно собираются по всем измерениям с помощью первого, второго и третьего устройств измерения в машиночитаемом носителе 10 данных, а блок управления содержит процессор с диагностической моделью, предусмотренной для выявления на их основе ошибок измерений и расчета указанной корреляции, так что автоматическую калибровку первого устройства измерения можно выполнять в качестве альтернативы калибровке, которая происходит в результате контрольного измерения с помощью третьего устройства измерения.
В качестве альтернативы или дополнения к датчику 30:1 давления, второе устройство измерения может содержать датчик 30:3 положения, который определяет свойство в виде положения колеса 6 измерения длины. Согласно иллюстративному варианту осуществления, представленному на фиг.3, датчик 30:3 положения представляет собой датчик, который определяет величину поворота рычага 12 вокруг указанного вала 14. В данном случае также применим принцип фактического значения α и целевого значения β. Например, целевое значение β может означать, что датчик 30:3 положения должен от измерения к измерению регистрировать определенное изменение поворота рычага 12. Если такое изменение не зарегистрировано датчиком 30:3 положения, это может быть признаком того, что рычаг 12 застрял и что колесо 6 измерения длины не упирается в ствол 7 дерева, как должно быть. Таким образом, блок 11 управления соответствующим образом выполнен с возможностью действовать, как описано выше в случае датчика 11 давления, когда его фактическое значение α отклоняется на заданную величину от его целевого значения β. В случае датчика 30:3 положения, следует понимать, что автоматическая калибровка на основании отклонения x между фактическим значением α и целевым значением β невозможна описанным выше способом.
Как показано на фиг.5, в качестве альтернативы или дополнения к измерению длины ствола 7 дерева с помощью колеса 6 измерения длины первое устройство измерения может содержать подающий ролик 5, 5’ с приводом от двигателя, то есть пару подающих роликов, которые могут подавать вперед между собой ствол 7 дерева. На фиг.5 схематично представлено, как эта часть первого устройства измерения может быть расположена для измерения длины ствола 7 дерева. Каждый подающий ролик 5, 5’ содержится на поворотном рычаге 14, 15. В данном случае первое устройство измерения содержит датчик 40:1, 40:2 вращения, выполненный с возможностью регистрации вращения подающего цилиндра 5, 5’ вокруг его вала вращения. Датчиком 40:1, 40:2 вращения может быть, например, датчик импульсов двигателя, который приводит в действие подающий цилиндр 5, 5’. Блок 11 управления выполнен с возможностью расчета длины ствола 7 дерева на основании вращения, зарегистрированного датчиками 40:1, 40:2 вращения, и на основании данных о внешнем диаметре подающего ролика 5, 5’. Достаточно, если один из подающих роликов 5, 5’ имеет эту функцию и оснащен датчиком 30:1, 30:2 вращения, описанным выше, но, поскольку в принципе возможно измерение на обоих подающих цилиндрах, на фиг.5 это показано. Гидравлический цилиндр 18, 19 выполнен с возможностью поворота указанного соответствующего рычага 14, 15 вокруг вала 16, 17 и, таким образом, направления подающих роликов 5, 5’ в зацепление со стволом 7 дерева. Гидравлический цилиндр 18, 19 и гидравлическую жидкость, которая приводит его в действие, можно считать составной частью первого устройства измерения. Второе устройство измерения в данном случае содержит датчик 40:2, 40:4 для измерения свойства в виде давления указанной гидравлической жидкости. На основании установленного соотношения между давлением α упора для подающего цилиндра 5, 5’ и давлением гидравлической жидкости, можно определить интервал x для целевого значения β давления гидравлической жидкости, в пределах которого упор и, следовательно, точность измерений подающего цилиндра 5, 5’ считается правильным. Таким же образом, как описано выше для колеса 6 измерения длины, блок 11 управления может быть выполнен с возможностью управления данными измерений, поступающими из первого устройства измерения, второго устройства измерения и третьего устройства измерения согласно примеру с измерительным колесом 6.
В этой части следует понимать, что каждое из указанных первого и второго устройств измерения содержит электронные блоки, при этом каждый блок встроен в агрегат 2 лесозаготовительной машины, способный обмениваться данными с управляющим компьютером 11 лесозаготовительной машины посредством интерфейса ввода/вывода с потоком данных в подходящих электронных шинах.
В качестве альтернативы или дополнения к датчикам 40:3, 40:4 давления второе устройство измерения согласно иллюстративному варианту осуществления фиг.5 может содержать датчик 40:5, 40:6, который в виде своей характеристики регистрирует поворот рычага 14, 15 вокруг указанного вала. Блок 11 управления соответствующим образом выполнен с возможностью управления вводом из датчика 40:5, 40:6, который регистрирует поворот рычага 14, 15 таким же образом, как описано выше для иллюстративного варианта осуществления с колесом 6 измерения длины.
Как показано на фиг.4, в качестве альтернативы или дополнения к подающим роликам 5, 5’ для измерения диаметра ствола 7 дерева, первое устройство измерения может содержать сучкорезные ножи 9, 9’, действующие попарно, которые содержатся в указанном переднем, соответственно, заднем захвате 4A, 4B для обрезки сучьев, причем сучкорезные ножи выдвинуты в положение обрезки сучьев и находятся в контакте с внешней стороной ствола дерева, могут подавать сигналы, которые можно преобразовать в данные измерений, отображающие диаметр ствола 7 дерева. Каждый сучкорезный нож поддерживается рычагом 25, 26, который установлен с возможностью поворота вокруг вала 27, 28. Гидравлический цилиндр 30, 31 выполнен с возможностью поворота рычага вокруг указанного вала и тем самым вызывают контакт и зацепление сучкорезных ножей 8, 8’ с внешней стороной ствола 7 дерева. Таким образом, первое устройство измерения может содержать датчик 50:1, 50:2, который регистрирует поворот рычага 25, 26 вокруг указанного вала 27, 28, соответственно, из заданного исходного положения в положение, в котором он сцеплен со стволом 7 дерева. На основе зарегистрированного поворота указанного датчика 50:1, 50:2 и заданной корреляции между ним и диаметром ствола 7 дерева блок 7 управления выполнен с возможностью расчета диаметра ствола 7 дерева.
Второе устройство измерения содержит пример, проиллюстрированный на фиг.4, датчика 50:3, 50:4 давления, который измеряет давление гидравлической жидкости, которая приводит в действие гидравлические цилиндры 30, 31, которые предназначены для поворота рычага 25, 26 вокруг указанного вала. Можно определить интервал целевого значения для гидравлической жидкости, в пределах которого должно быть целевое значение β давления гидравлической жидкости, когда сучкорезные ножи 9, 9’ сцеплены со стволом 7 дерева. Блок 11 управления соответствующим образом выполнен с возможностью управления отклонением между измеренным фактическим значением α гидравлического давления и указанным целевым значением β таким же образом, как описано выше, где первое устройство измерения содержит колесо 6 измерения длины.
Как упоминалось выше, третье устройство измерения представляет собой устройство измерения, относящееся к типу, который не зависит от первого и второго устройств измерения. Обычно, третье устройство измерения может содержать ручные измерительные элементы тривиального типа, например, так называемый ключ для измерения диаметра ствола дерева и обычную рулетку для измерения длины ствола 7 дерева. Измерение с помощью третьего устройства измерения обычно запускает блок 11 управления, обнаруживающим, что фактическое значение α отклоняется от целевого значения β более заданной разницы x и, тем самым, активирует аварийный сигнал, оповещающий об этом оператора. Таким образом, проводят измерение с помощью третьего устройства измерения, причем данные этого измерения сохраняют вместе с соответствующими измерениями с помощью первого и второго устройств измерения на машиночитаемый носитель данных, который либо хранится в блоке 11 управления, либо к которому блок управления имеет доступ, и этот этап проиллюстрирован в блоке S9 на фиг.6. Результат измерения первого устройства измерения сравнивают с результатом измерения третьего устройства измерения, и, соответственно, блок 11 управления выполнен с возможностью выполнения этого сравнения в подходящей диагностической модели в компьютерной программе. Если разница между результатами этих измерений превышает определенный предел (см. блок S6), происходит калибровка первого устройства измерения в отношении результата измерения с помощью третьего устройства измерения, которая представлена в блоке S7. Блок 11 управления, соответственно, выполнен с возможностью проведения этой калибровки, которая проиллюстрирована на фиг.2.
С течением времени машиночитаемый носитель 10 данных будет содержать обширные данные x, y о разнице, которые позволяют идентифицировать корреляцию, в частности, между отклонением между фактическими значениями α и целевыми значениями β и разницей между измерениями с помощью первого устройства измерения и третьего устройства измерения, обозначенного Y. Эту корреляцию нужно оценить, и при условии, что она считается достаточно надежной, она может составить основу для проведения блоком 11 управления автоматической калибровки первого устройства измерения полностью на основании сравнения фактического значения α и целевого значения β второго устройства измерения, то есть не прибегая к измерению с помощью третьего устройства измерения.
На фиг.6 представлена блок-схема способа согласно изобретению. На первом этапе S1 проводят измерение параметра (длины или диаметра) ствола 7 дерева с помощью первого устройства измерения. Таким образом, получают измерение параметра, dim.(1). На следующем этапе S2 с помощью второго устройства измерения проводят измерение характеристики первого устройства измерения, при этом указанная характеристика представляет собой свойство (данные), отражающее способность первого устройства измерения правильно измерять указанный параметр. Как описано выше, характеристикой, например, может быть давление гидравлической жидкости, которое приводит в действие подвижный компонент первого устройства измерения. Возможен обратный во времени порядок этих измерений S1 и S2, и их выполняют одновременно. Измерение указанной характеристики приводит к установлению фактического значения α для указанной характеристики. На следующем этапе S3 проводят сравнение между фактическим значением α и целевым значением β для указанной характеристики, при этом целевое значение является показателем состояния первого устройства измерения, в котором измерение указанного параметра считается правильным. Если абсолютная величина разницы между α и β ниже предельного значения x, дальнейшие действия не предпринимаются, S4. Однако, если фактическое значение α отклоняется от целевого значения β более заданной разницы x (абсолютное значение), на следующем этапе S5 проводят проверочное измерение параметра с помощью третьего устройства измерения, при этом получают измеренный dim.(3). На следующем этапе S6 dim.(1) сравнивают с dim.(3), и, если абсолютное значение измерения разницы превышает определенное предельное значение Y, проводят калибровку S8 первого устройства измерения, так чтобы разница между dim.(1) и dim.(3) при повторном измерении с помощью первого устройства измерения была ниже предельного значения Y, предпочтительно так, чтобы dim.(1)-dim.(3) равнялось нулю. Однако, если разница между dim.(1) и dim.(3), несмотря на зарегистрированную разницу между фактическим значением α и целевым значением β, превышающим x, недотягивает до предельного значения Y, и, таким образом, считается, что первое устройство измерения измеряет правильно, калибровку второго устройства измерения можно провести на отдельном этапе S7. Например, можно изменить целевое значение β, или можно изменить предельное значение x.
В итоге, dim.(1), dim.(2), α и β для выполненных измерений сохраняют на машиночитаемом носителе данных, этап S9.
На фиг.7 представлен альтернативный иллюстративный вариант осуществления, согласно которому этапы S10-S14 идентичны этапам S1-S4, описанным выше. Когда на этапе S14 было установлено, что фактическое значение α отклоняется от целевого значения β более заданной разницы x (абсолютное значение), на следующем этапе S15 рассчитывают корреляцию между α-β и dim.(1)-dim.(3) на основании их ранее зарегистрированных измерений при предыдущих измерениях, которые собирают в машиночитаемом носителе данных, в данном случае в обозначенной базе данных. Таким образом, корреляция дает представление о степени погрешности измерения (dim.(1)-dim.(3)) для первого устройства измерения на основании величины α-β. На следующем этапе S16 проводят калибровку с помощью первого устройства измерения на основании вычисленной корреляции. Таким образом, калибровку первого устройства измерения проводят на основании статистики предыдущих измерений, а не путем контрольного измерения с помощью третьего устройства измерения. В рамках настоящего изобретения способ, представленный на фиг.6, можно комбинировать со способом, представленным на фиг.7. Например, эти способы можно применять поочередно в соответствии с заданной последовательностью, когда способ согласно фиг.6 используют для обеспечения наличия достаточно надежных данных для применения метода согласно фиг.7.