МАШИНА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДРЕВЕСНО-КУСТАРНИКОВОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРОВ

Машина для измельчения древесно-кустарниковой растительности и предотвращения пожаров может использоваться при расчистке линий электропередачи и связи, охранной зоны трубопроводов, в лесопромышленном комплексе, лесном хозяйстве, в частности для расчистки вырубок и устройства минерализованных полос для предотвращения распространения лесных пожаров, а также при культуртехнических работах.
Известна упрощенная лесная косилка, включающая раму на которой смонтированы кабина, двигатель, две гусеницы и навешенный впереди рамы горизонтально расположенный измельчающий барабан [1].
Недостатком такой машины является то, что она не позволяет осуществлять срезание деревьев, расположенных на расчищаемой площади. Ввиду этого необходимо применять дополнительные средства позволяющие выполнять эту операцию, что приводит к увеличению затрат времени, энергии и рабочей силы.
Кроме того при расчистке территории от древесно-кустарниковой растительности и формировании минерализованных полос измельчающий барабан взаимодействует с почвой и камнями. Особо опасны крупные камни, скрытые полностью или частично от взора оператора машины в почве. Взаимодействие с ними измельчающего барабана приводит к повышенным нагрузкам на его элементы и может привести к поломке, требующей сложного ремонта. В условиях отдаленности от мест, где может быть проведен такой ремонт, оператору приходится вести работы по расчистке территории от древесно-кустарниковой растительности с повышенной осторожностью. Это приводит к значительному снижению производительности осуществляемых работ, а также к неудобству эксплуатации такой машины.
Известна машина для срезания и измельчения древесно-кустарниковой растительности на корню, включающая самоходное шасси и поворотную раму, на конце которой установлен срезающе-измельчающий рабочий орган с пригибающе-поддерживающим устройством [2].
Недостаток данной машины заключается в том, что срезающе-измельчающий рабочий орган не имеет защиты от потенциально опасных объектов, скрытых от взора оператора, например, таких как крупные валуны. Это приводит к снижению срока службы рабочего органа, его надежности, производительности осуществляемых работ, а также неудобству в эксплуатации.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является мобильная машина для измельчения древесины, состоящая из самоходного шасси и навешенного впереди него измельчающего рабочего органа [3].
Недостатком такой машины, как и у описанных выше аналогов, является то, что при расчистке территорий от древесно-кустарниковой растительности и формировании минерализованных полос измельчающий рабочий орган не имеет защиты от потенциально опасных объектов, скрытых от взора оператора. Это приводит к снижению срока службы рабочего органа, его надежности, производительности осуществляемых работ, а также к неудобству в эксплуатации.
Техническим результатом, на который направлена заявляемая машина для измельчения древесно-кустарниковой растительности и предотвращения пожаров, является повышение производительности осуществляемых работ, надежности и срока службы измельчающего рабочего органа, а также обеспечение удобства в эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что машина снабжена устройством радиолокационного зондирования подстилающей поверхности, состоящего из экранированного антенного блока, установленного на измельчающем рабочем органе, и блока управления и обработки,  установленного на самоходном шасси, причем блок управления и обработки связан с антенным блоком с возможностью приема и передачи сигнала.
Устройство пояснено на схеме, где на фиг. 1 приведен общий вид машины.
Машина для измельчения древесно-кустарниковой растительности и предотвращения пожаров состоит из самоходного шасси 1, навешенного впереди него измельчающего рабочего органа 2 и устройства радиолокационного зондирования подстилающей поверхности, состоящего из экранированного антенного блока 3, установленного на измельчающем рабочем органе 2, и блока управления и обработки 4, установленного на самоходном шасси 1. Блок управления и обработки 4 связан с антенным блоком 3 с возможностью приема и передачи сигнала.
Рабочий орган 2 может быть снабжен пригибающе-поддерживающим устройством 5.
Экранированный антенный блок 3 состоит из приемной и передающей антенн, находящихся в корпусе, предназначенном для защиты от влаги, почвы и частиц измельчаемой древесно-кустарниковой растительности. Питание к экранированному антенному блоку 3 подается по электрическому кабелю от электрической системы самоходного шасси 1.
Необходимость экранирования обусловлена подавлением излучения в направлении верхнего пространства и самоходного шасси 1, а также подавлении отражений от объектов находящихся в верхнем пространстве и элементов самоходного шасси 1.
В качестве экранированного антенного блока 3, например, может быть использован антенный блок АБ-1000Р [4], позволяющий детально изучить приповерхностный слой почвы на глубину 1,5 м и обеспечивающий работу с отрывом от поверхности земли до 30-40 см и скоростью зондирования до 12 км/ч.
Блок управления и обработки 4 предназначен для регулировки режимов работы экранированного антенного блока 3, в частности частоты и амплитуды излучаемых радиоволн, а также для обработки полученного сигнала и предупреждения оператора о нахождении скрытого препятствия.
Блок управления и обработки 4 может быть связан с экранированным антенным блоком 3 либо посредством кабельной связи 6, либо с использованием WI-FI. Для этого экранированный антенный блок 3 должен быть оснащен радиомодемом.
Работа машина осуществляется следующим образом. Машина движется с низкой скоростью по расчищаемой площади. При помощи измельчающего рабочего органа 2 в зоне его действия осуществляется срезание и измельчение деревьев и кустарников. При необходимости измельчают пни.
Формирование минерализованных полос осуществляется путем заглубления измельчающего рабочего органа 2 в почву, при этом происходит активное ее рыхление.
В процессе расчистки территории от древесно-кустарниковой растительности передающая антенна экранированного антенного блока 3 излучает радиоволны (электромагнитные импульсы) в почву. Электромагнитные импульсы отражаются от находящихся в почве предметов (камней, корней и т.п.) и неоднородностей, имеющих отличную среду диэлектрической проницаемости или проводимости (пустоты, границы разделов слоев различных пород, участки с различной влажностью и т.д.). Отраженный сигнал принимается приемной антенной экранированного антенного блока 3, преобразуется в цифровой вид и передается в блок управления и обработки 4, где осуществляется его анализ. При выявлении в анализируемых данных признаков наличия крупного камня или камней блок управления и обработки 4 сообщает оператору, например звуковым сигналом, о его наличие. При этом также может быть выведена информация о примерном расстоянии до объекта, его размере и глубине залегания в почве. Основываясь на этом, оператор корректирует свою работу (регулирует степень заглубления рабочего органа в почву, скорость подачи рабочего органа), избегая взаимодействия измельчающего рабочего органа 3 с камнями.
Таким образом, машина для измельчения древесно-кустарниковой растительности и предотвращения пожаров позволяет повысить производительность осуществляемых работ, надежность и срок службы элементов измельчающего рабочего органа, а также обеспечить удобство эксплуатации.
Увеличение производительности работы машины обуславливается двумя факторами. Во-первых, оператору нет необходимости постоянно работать с повышенной осторожностью. Во-вторых, уменьшаются суммарные затраты простоя машины из-за поломок измельчающего рабочего органа 2. Это также повышает удобство эксплуатации.
Повышение надежности и срока службы измельчающего рабочего органа 2 достигается благодаря тому, что предотвращается его взаимодействие с препятствиями (крупными камнями), вызывающими повышенные нагрузки.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Патент СА 2472148 «Simplifiеd forestry mower», заявлен 15.07.2004 г.
2. Патент №СА 2598920 «Mulching and cutting tools and methods for forestry machinery», заявлен 13.07.2007 г.
3. Мульчеры и измельчители пней. Леспроминформ №4(70), 2010 г.: http://www.lesprominform.ru/iarchive/articles/itemshow/1329
4. Антенный блок АБ-1000Р: http://www.geotech.ru/market/katalog_oborudovaniya/georadar_oko/antennу/ab-1000r1/