СПОСОБ КОРЧЕВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ДЕРЕВЬЕВ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ И КОМПЛЕКС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF TREES ROOTING OUT AND TRANSPORTATION BY AIRCRAFT AND COMPLEX FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к лесной промышленности, а именно к лесосечным работам, и может быть использовано при корчевании и транспортировке деревьев.
Известно устройство для корчевания деревьев, содержащее подрезающие ножи, которые смонтированы с помощью шарниров на суппортах, связанных c рукоятью соосными муфтами сцепления, а гидроцилиндры привода ножей, используемые для охвата ствола и корчевки, расположены с внешней стороны рукояти и шарниров и не параллельны оси шарниров /Патент РФ №2051565, МПК 6 A01G 23/06, 23/08, 1996/.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что для способа, реализуемого известным устройством, характерны:
- многооперационность лесосечного процесса, в связи с валкой дерева /погрузка на транспортное средство, перевозка и разгрузка/;
- потеря части кроны дерева в виде сучьев и технической зелени вследствие обламывания сучьев;
- повреждение подроста.
Наиболее близким во технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ подготовки деревьев к транспортировке вертолетом с пня с использованием известного устройства для его осуществления, включающий операции: подпиливание ствола дерева двумя встречными подпилами с оставлением между ними перемычки, забивание в пропилы клиньев, а дорезание перемычки осуществляют после крепления приспособления для удерживания дерева от падения с пня.
Известное устройство для осуществления данного способа содержит средства: приспособление для удержания дерева от падения с пня после срезания в виде верхнего и нижнего бандажей, выполненных в виде полуколец, соединенных болтами и вертикальных стоек с полками на концах для установки бандажей, верхний бандаж имеет винты для взаимодействия с вертикальными стойками /Патент РФ №2095968, МПК 6 A01G 23/02, 23/08, 1997/.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что известные способ и устройство предопределяют:
- высокую трудоемкость подготовки дерева под установку устройства с обеспечением обратной конусности комля дерева;
- высокую трудоемкость крепления устройства на дереве в связи с установкой бандажей, стоек и соединения их болтами;
- двукратность процесса пиления дерева и необходимость забивания в пропилы клиньев.
Задачей заявляемого технического решения является увеличение объема заготавливаемой стволовой древесины, исключение повторных работ на лесосеке по корчеванию пней, сохранение подроста, обеспечение благоприятных условий для самосева в лесу и сохранения леса от вредителей, при этом достигается следующий технический результат - сокращение технологического цикла на лесосеке, уменьшение трудозатрат, увеличение объема выхода древесины, уменьшение вероятности травматизма рабочих.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в отличие от известного способа подготовки деревьев к транспортировке вертолетом с пня, включающего операции пространственной фиксации и отделения дерева от почвы, закрепление дерева за вершину, его пространственную фиксацию и отделение дерева от почвы осуществляют единой комплексной системой, непосредственно связанной с летательным аппаратом, а транспортировку дерева осуществляют после подъема и размещения его на внешней подвеске летательного аппарата.
Технический результат достигается и тем, что в отличие от известного устройства для удержания дерева от падения после спиливания, включающего средства для пространственной фиксации дерева и отделения дерева от почвы, комплекс содержит манипулятор и комплект транспортировочных захватов для деревьев, корчевательный агрегат и внешнюю силовую раму с подвесками, причем внешняя силовая рама закреплена на летательном аппарате, манипулятор с транспортировочным захватом и корчевательный агрегат связаны с летательным аппаратом канатами и кабелями систем управления и электрического питания.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого способа и комплекса для его осуществления.
Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.
Следует отметить, что в уровне техники известны операции отделения деревьев от почвы корчеванием, выполняемые специализированными агрегатами, в том числе и с целью погрузки на наземное транспортное средство.
Следует также отметить известность в уровне техники и операций транспортировки древесины с использованием летательных аппаратов.
Однако при поиске не было выявлено технических решений на способы, которые бы предусматривали закрепление дерева за вершину, его пространственную фиксацию и отделение дерева от почвы единой комплексной системой, непосредственно связанной с летательным аппаратом, а транспортировку дерева после подъема и размещения на внешней подвеске летательного аппарата.
При поиске также не было выявлено технических решений на комплексы для фиксации, корчевания и транспортировки деревьев непосредственно летательными аппаратами, которые бы предусматривали в одном объекте пространственную фиксацию дерева манипулятором с транспортировочным захватом летательного аппарата за вершину дерева, отделение дерева от почвы корчевательным агрегатом летательного аппарата и транспортировку дерева после его подъема и размещения на внешней раме при помощи транспортировочного захвата и подвески рамы.
Заявляемые способ корчевания и транспортировки деревьев летательным аппаратом и комплекс для его осуществления обеспечивают в своей совокупности существенных признаков новые технические свойства, не присущие известным техническим решениям на технические объекты и способы, а также заявляемым отличительным от прототипа признакам, известным порознь, а именно:
- сокращение технологического цикла на лесосеке за счет исключения операций валки деревьев, трелевки, погрузки и т.д.;
- уменьшение трудозатрат за счет исключения низкопроизводительного труда;
- увеличение объема выхода древесины за счет пня;
- создание благоприятных условий для естественного восстановления леса, его сохранения от вредителей и пожаров;
- сокращение объема ручного труда, улучшение условий работы и уменьшение вероятности травматизма;
- сокращение транспортных затрат, прежде всего за счет исключения дорожного строительства.
Таким образом, в заявленном техническом решении проявляется новое свойство, не присущее известным объектам, содержащим признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, а также известным признакам порознь, что позволяет признать его соответствующим критерию "изобретательский уровень", т.к. оно характеризуется новой совокупностью признаков, как сочетание известных признаков и нового технического результата, обусловливающего положительный результат.
На чертежах представлен комплекс для корчевания и транспортировки деревьев летательным аппаратом со средствами, осуществляющими операции способа.
На фиг.1 изображены средства корчевания и пространственной фиксации дерева.
На фиг.2 изображены фрагмент летательного аппарата с внешней силовой рамой и размещение на ней поднятых деревьев.
Комплекс включает корчевательный агрегат 1, канат корчевателя 2, кабель системы управления и электрического питания корчевателя 3, манипулятор 4 с транспортировочным захватом дерева 5, канатом захвата 6 и кольцом 7, канат манипулятора 8 с кабелем системы управления и электрического питания манипулятора 9, фиксатором 10 каната транспортировочного захвата. Комплекс включает также внешнюю силовую раму 11 на летательном аппарате, например дирижабле, 12 с подвесками 13.
Заявляемый способ с использованием соответствующего ему комплекса осуществляется следующим образом.
К дереву с летательного аппарата канатом 2 опускают корчевательный агрегат 1, при помощи каната 8 и манипулятора 4 к вершине дерева опускают транспортировочный захват 5. С дистанционного пульта манипулятором 4 ориентируют транспортировочный захват 5 на ствол на высоте около 2/3 высоты дерева, затем замыкают захват на стволе и производят натяжение каната 8. При помощи дистанционного пульта ориентируют корчевательный агрегат 1, подают его к дереву, фиксируют комель в агрегате, затем осуществляют корчевание дерева.
Далее натягивают канат 8, освобождают дерево от корчевательного агрегата 1 и осуществляют подъем дерева к летательному аппарату, где бортовой оператор снимает кольцо 7 с фиксатора 10 и переводит на подвеску 13 силовой рамы 11. Затем бортовой оператор освобождает манипулятор 4 от захвата 5, в котором закреплено дерево, и комплектует манипулятор свободным захватом 5 с канатом 6 и кольцом 7.
Для перемещения комплекса к очередному дереву при необходимости корчевательный агрегат поднимают к летательному аппарату. Далее циклы повторяются до полной загрузки летательного аппарата.
Таким образом, использование комплекса обеспечивает высокую технико-экономическую эффективность.
Предлагаемый способ и комплекс дают также возможность полного использования произрастающей на лесосеке органической массы, позволяют комплексно решить лесохозяйственные и лесоэксплуатационные задачи.
Предлагаемые способ и комплекс для его осуществления решают поставленную техническую задачу - увеличение объема заготавливаемой стволовой древесины, исключение повторных работ на лесосеке по корчеванию пней, сохранение подроста, обеспечение благоприятных условий для самосева в лесу и сохранения леса от вредителей.
Использование предлагаемых способа и комплекса для его осуществления обеспечивает по сравнению с прототипом получение нового технического результата - сокращение технологического цикла на лесосеке, уменьшение трудозатрат, увеличение выхода древесины, уменьшение вероятности травматизма рабочих.
Для заявленных способа и комплекса для его осуществления в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.