CN111742811B - 采伐系统及采伐方法 - Google Patents

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Abstract

一种采伐系统及采伐方法,采伐系统具备:多个支柱、被支承于支柱的架线、能够卷起架线的卷起装置、与架线连结并能够通过利用卷起装置卷绕架线而在空中移动的升降装置、以及被悬吊于升降装置的采伐装置。采伐装置具有构成为把持树木的把持部、和构成为切断由把持部把持的树木的切断部。

Description

采伐系统及采伐方法
技术领域
本发明涉及利用架线来采伐树木的采伐系统及采伐方法。
背景技术
在日本特开2008-109918中公开了将间伐材从采伐位置向卸载位置搬送的间伐材搬送系统。该间伐材搬送系统具备:塔式集材绞盘机(英文:tower yarder),所述塔式集材绞盘机配置于作业道上的卸载位置的附近;第1绞盘(英文:winch),所述第1绞盘设置于塔式集材绞盘机并卷绕第1线;第2绞盘,所述第2绞盘设置于塔式集材绞盘机并卷绕第2线;多个滑轮,所述多个滑轮与第2线的行进路径的中途连结,并转换第2线的行进方向;以及多个锯齿形滑轮(英文:zigzag pulley),所述多个锯齿形滑轮与挂物用具的行进路径的中途连结,并转换挂物用具的行进方向。
发明内容
日本特开2008-109918所公开的间伐材搬送系统搬送由作业者采伐了的间伐材,但作业者采伐的作业成为大的负担。
本发明提供一种减少在采伐并搬送树木的工序中的作业者的负担的技术。
本发明的第1方案的采伐系统具备:多个支柱、被支承于支柱的架线、能够卷起架线的卷起装置、与架线连结并能够通过利用卷起装置卷绕架线而在空中移动的升降装置、以及被悬吊于升降装置的采伐装置。采伐装置具有构成为把持树木的把持部、和构成为切断由把持部把持的树木的切断部。
根据本发明的第2方案,提供一种采伐方法,该采伐方法使用以下采伐系统,所述采伐系统具备能够卷起被支承于支柱的架线的卷起装置、与架线连结并能够通过由卷起装置对架线的卷绕而在空中移动的升降装置、以及被悬吊于升降装置的采伐装置。该采伐方法包括:利用采伐装置把持树木的步骤、利用采伐装置切断所把持的树木的步骤、利用升降装置提升由采伐装置把持的树木的步骤、以及通过利用卷起装置卷绕架线来搬送由采伐装置把持的树木的步骤。
根据本发明,能够提供一种减少在采伐并搬送树木的工序中的作业者的负担的技术。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术上和工业上的意义,在这些附图中,同样的附图标记表示同样的要素,并且其中:
图1是用于对架线利用系统进行说明的图。
图2是用于对使用了架线利用系统的检测系统进行说明的图。
图3是示出在检测系统中取得的树木信息的图。
图4是示出检测系统的功能结构的图。
图5是树木的检测处理的流程图。
图6是把持了树木的状态下的采伐装置的立体图。
图7是把持了树木的状态下的采伐装置的主视图。
图8A是示出使采伐装置把持树木的流程的图。
图8B是示出使采伐装置把持树木的流程的图。
图8C是示出使采伐装置把持树木的流程的图。
图8D是示出使采伐装置把持树木的流程的图。
图9A是示出由采伐装置进行的剪枝及采伐的流程的图。
图9B是示出由采伐装置进行的剪枝及采伐的流程的图。
图9C是示出由采伐装置进行的剪枝及采伐的流程的图。
图9D是示出由采伐装置进行的剪枝及采伐的流程的图。
图9E是示出由采伐装置进行的剪枝及采伐的流程的图。
图10A是示出在由采伐装置把持了的状态下搬送树木的流程的图。
图10B是示出在由采伐装置把持了的状态下搬送树木的流程的图。
图10C是示出在由采伐装置把持了的状态下搬送树木的流程的图。
图10D是示出在由采伐装置把持了的状态下搬送树木的流程的图。
图11是示出采伐系统的功能结构的图。
具体实施方式
图1是用于对架线利用系统1进行说明的图。架线利用系统1具备第1支柱10a、第2支柱10b、第3支柱10c、第4支柱10d(在不区分它们的情况下称为“支柱10”)、第1主索12a、第2主索12b(在不区分它们的情况下称为“主索12”)、第1作业索14a、第2作业索14b、第3作业索14c、第4作业索14d、第5作业索14e、第6作业索14f(在不区分它们的情况下称为“作业索14”)、第1移动装置16a、第2移动装置16b(在不区分它们的情况下称为“移动装置16”)、保持装置18、导向滑轮22以及绞盘24。
架线利用系统1是所谓的H型的架线利用系统,用于将在森林中采伐了的木材20用在空中张设的主索12及作业索14悬吊并搬送到集材场所26附近。由此,即使不制造道路,也能够从森林搬送木材20。
4个支柱10立起设置在基于立木的配置和/或集材场所26的位置而定的适合架设的位置。支柱10根据架线利用系统1的大小等而被设定为5米至10米左右的大小。
主索12及作业索14作为架线而固定于支柱10,或者挂于支柱10的滑轮。第1主索12a固定于第1支柱10a及第2支柱10b,第2主索12b固定于第3支柱10c及第4支柱10d,作为空中的轨道发挥功能。第1主索12a及第2主索12b以不交叉的方式设置。主索12的长度为300米至1500米左右。
作业索14作为由移动装置16或绞盘24卷起的动索发挥功能。第1作业索14a、第2作业索14b、第3作业索14c以及第4作业索14d挂于在支柱10设置的滑轮,一端与移动装置16连结,另一端与绞盘24连结。第1作业索14a从绞盘24经由第2支柱10b和第1支柱10a与第1移动装置16a连结。第2作业索14b从绞盘24经由第2支柱10b与第1移动装置16a连结。第3作业索14c从绞盘24经由第4支柱10d和第3支柱10c与第2移动装置16b连结。第4作业索14d从绞盘24经由第4支柱10d与第2移动装置16b连结。第5作业索14e及第6作业索14f与移动装置16和保持装置18连结。
第1移动装置16a和第2移动装置16b被分别支承于第1主索12a和第2主索12b,能够沿着第1主索12a和第2主索12b移动。在第1移动装置16a连结有第1作业索14a及第2作业索14b、和第5作业索14e,在第2移动装置16b连结有第3作业索14c及第4作业索14d、和第6作业索14f。第5作业索14e将第1移动装置16a和保持装置18连结,第6作业索14f将第2移动装置16b和保持装置18连结。移动装置16具有根据无线的指示信号将第5作业索14e及第6作业索14f卷起及放出的功能。
保持装置18具有升降用的线和设置于升降用的线的顶端的钩。钩把持木材20。保持装置18在把持木材20时以及下放木材20时卷绕线而使钩上下移动。
导向滑轮22改变挂着的作业索14的方向。绞盘24作为将作业索14分别卷起的绞盘发挥功能,具有将各个作业索14卷起或放出的滚筒和驱动源。
对架线利用系统1的动作进行说明。绞盘24通过将第1作业索14a和第2作业索14b中的一方卷起并将另一方放出,从而使第1移动装置16a沿着第1主索12a移动。另外,绞盘24通过将第3作业索14c和第4作业索14d中的一方卷起并将另一方放出,从而使第2移动装置16b沿着第2主索12b移动。由此,保持装置18沿着主索12位移。
移动装置16通过将第5作业索14e和第6作业索14f中的一方卷起并将另一方放出,从而使保持装置18在第1移动装置16a和第2移动装置16b之间移动。由此,保持装置18能够在由4个支柱10包围的区域内沿大致水平方向移动,能够在该区域内搬送采伐了的木材20。
在图1中示出了将架线利用系统1利用于集材的方案,但并不限定于该方案,能够通过将架线利用系统1的保持装置18换成别的装置来进行各种利用。例如,通过设置检测装置来代替保持装置18,能够取得树木的数据。另外,通过设置采伐装置来代替保持装置18,能够通过自动控制或远程控制进行采伐。另外,通过设置害兽对策装置来代替保持装置18,能够驱赶害兽。
检测树木的检测系统
图2是用于对使用了架线利用系统1的检测系统进行说明的图。图2所示的检测系统与图1所示的架线利用系统1相比,不同点在于,具有检测装置32及升降装置36来代替保持装置18。图2的检测系统为了生成森林的树木信息而检测树木。树木信息用于间伐的选定、资源管理。
升降装置36与一对作业索14连结,位于一对主索12之间,悬吊检测装置32。检测装置32在由多个支柱10划分出的区域与升降装置36一起移动,对位于该区域的树木进行激光的照射或拍摄而取得检测数据。检测数据中包含的树木通过解析处理从而生成并记录在树木信息中。
在图2中示出了支柱10为4根的架线利用系统1,但不限于该方案,例如支柱10也可以是2根或3根。另外,在图2中示出了H型的架线利用系统1,但并不特定为H型。此外,在支柱10为2根而构成架线利用系统1的情况下,由多个支柱10划分的区域成为直线状。
图3示出在检测系统中取得的树木信息。树木信息针对各树木而包括树木ID、位置信息、直径信息、树高、弯曲信息。基于检测装置32的检测位置及检测装置32与树木的位置关系来取得位置信息。直径信息阶段性地示出从根部到梢附近为止的树木的直径,能够根据直径信息来掌握树木的粗细。弯曲信息表示树木的弯曲程度。
根据树木信息的位置信息来掌握树木彼此的位置关系,根据直径信息及树高来掌握树木的体积。树木彼此的位置关系用于间伐的选定。树木的体积及弯曲信息是为了算出能够从该树木采伐怎样的木材而使用的,能够用于资产管理及采伐的选定。如果存在森林的树木信息,则能够掌握能够从该森林生产的木材,在接受了木材的订货的情况下,能够容易地决定采伐的树木。
关于从上方检测树木而得到的数据,树木的枝叶成为障碍而无法检测树木的树干,无法导出直径信息、弯曲信息。因此,检测装置32在树木之间穿过而降下,在树木的根部侧进行检测。
图4示出检测系统2的功能结构。检测系统2具备处理装置30、检测装置32、卷起装置34以及升降装置36。处理装置30利用无线与检测装置32、卷起装置34以及升降装置36连接,能够对它们分别进行控制。
检测装置32具有检测部54、位置检测部56以及姿势传感器57。检测部54是三维的激光扫描仪和/或拍摄相机,检测与树木有关的信息,并取得其检测时刻。三维的激光扫描仪及拍摄相机可以以能够从检测装置32检测位于全方位的树木的方式,由多个传感器构成。例如,拍摄相机能够同时拍摄各120度而不同的3个方向,通过组合3个方向的拍摄图像,能够检测位于全方位的树木。
位置检测部56使用GPS(Global Positioning System:全球定位系统)来检测位置信息及检测时刻。检测部54的检测结果和位置检测部56的位置信息通过检测时刻建立关联。根据位置信息,能够确定树木的位置。可以在检测装置32的下端设置检测时与地面抵接的腿部。腿部可以是棒状且为1个或多个,向检测装置32的下方突出。通过腿部,能够使检测装置32的姿势稳定。另外,为了检测就座到地面的情况,可以在腿部设置压力传感器。也可以将由压力传感器检测到地面的就座这一情况作为触发(英文:trigger)而停止由升降装置36实现的下降。
姿势传感器57包括加速度传感器及陀螺仪传感器,检测检测装置32的姿势。姿势传感器57的检测结果用于对检测装置32摆动着时的检测部54的检测结果进行修正。另外,在姿势传感器57检测到检测装置32摆动为预定值以上的期间,也可以停止检测部54的测定。
卷起装置34具有图1所示的绞盘24及移动装置16。卷起装置34通过卷绕作业索14,从而使检测装置32及升降装置36能够沿大致水平方向移动。此外,在图1所示的架线利用系统1的方案中,将第5作业索14e及第6作业索14f卷起的移动装置16与主索12连结,但并不限于该方案,只要使第5作业索14e及第6作业索14f延伸至绞盘24的位置,则移动装置16的卷起功能就能够与绞盘24成为一体。这样,卷起装置34可以为一体,也可以为分体。
升降装置36利用无线接收来自处理装置30的指示信号,利用升降线使被从升降装置36悬吊的检测装置32上下移动。此外,升降装置36可以具有用于监视检测装置32的状态的相机。
处理装置30具有数据取得部40、处理部42、树木信息保持部46、检测地点决定部48、位置取得部50以及控制部52。数据取得部40取得检测部54的检测数据,具体而言,取得激光扫描仪的计测结果和/或拍摄图像。另外,位置取得部50取得由位置检测部56检测出的位置信息及其检测时刻。
处理部42进行由数据取得部40取得的检测数据的解析处理。处理部42执行导出位于由多个支柱10划分出的区域的树木的位置的位置导出处理和用于生成树木信息的树木解析处理。
在位置导出处理中,在检测装置32被提升到树木的上方的状态下,使用检测到与树木有关的信息的检测部54的检测数据、及检测时的检测装置32的位置信息。在主索12为1500米左右的大型的架线利用系统1中,检测装置32可以改变位置而多次取得检测数据。此外,也可以在检测装置32之外,使用搭载于无人航空器的检测装置从上空检测与树木有关的信息,并将其检测数据用于位置导出处理。处理部42基于检测部54的检测数据和检测时的位置信息,导出检测数据中包含的树木的顶端位置及检测装置32的位置关系,导出多个树木的位置信息。
检测地点决定部48基于由处理部42推定出的树木的位置信息,决定将检测装置32下放到树木的根部侧的检测地点。检测地点被决定为相邻的树木之间且没有树木顶端的敞开的场所,被决定为检测装置32难以卡挂于枝叶的位置,检测地点决定部48生成作为多个位置信息的检测地点信息。检测地点信息可以是与从升降装置36取得的位置信息相同的坐标信息。这样,通过从树木的上方检测树木的顶端,并将树木之间的位置设定为检测地点,能够抑制在检测地点下放时检测装置32卡挂于枝叶的可能性。
控制部52以使得检测装置32能够在由检测地点决定部48决定出的各检测地点进行检测的方式控制卷起装置34及升降装置36。控制部52基于由检测地点决定部48决定出的检测地点信息,一边监视检测装置32的位置信息一边控制卷起装置34的驱动,使检测装置32及升降装置36沿大致水平方向移动并在检测地点使卷起装置34停止。接着,控制部52在检测地点控制升降装置36的驱动,将检测装置32下放到树木的根部侧。接着,控制部52驱动检测部54来检测与树木有关的信息。当检测部54的检测数据的取得完成时,控制部52控制升降装置36的驱动,将检测装置32提升到比树木高的位置而在一个地点的检测控制完成。
接着,控制部52控制卷起装置34的驱动,使检测装置32向别的检测地点移动来进行在别的检测地点的检测。控制部52在由检测地点决定部48决定出的所有的检测地点执行检测控制,因此反复进行检测装置32的大致水平方向的移动及升降。由此,能够抑制在使检测装置32沿大致水平方向移动时卡挂于树木的枝叶的可能性。
此外,控制部52也可以在到达检测地点后,基于检测部54的拍摄图像而以使检测装置32避开树木的枝叶而下降的方式控制升降装置36。另外,也可以构成为能够通过由作业者对卷起装置34的操作来调整下放检测装置32的位置。
另外,控制部52可以基于姿势传感器57的检测结果来监视检测装置32的动作,并在检测装置32的动作为预定值以上的情况下停止检测部54的检测。
返回到处理部42的处理。在树木解析处理中,使用检测部54检测到与树木的根部侧有关的信息的检测数据。此外,也可以对检测数据使用检测部54所检测到的高度不同的多个检测数据。
处理部42基于检测数据导出直径信息、树高、弯曲信息。另外,处理部42基于检测部54的检测数据导出检测部54与树木的位置关系,基于检测部54的检测数据及检测时的位置信息,导出树木的位置信息。处理部42可以基于姿势传感器57的检测结果来修正激光扫描仪的计测数据。处理部42基于解析结果生成图3所示的树木信息,并使该树木信息保持于树木信息保持部46。
图5是树木的检测处理的流程图。检测部54从树木的上方检测与位于由多个支柱10划分出的区域的树木有关的信息(S10)。数据取得部40从检测装置32取得来自树木的上空的检测数据,处理部42基于检测数据及检测时的检测部54的位置信息导出树木的顶端位置,检测地点决定部48在树木之间的位置决定检测地点(S12)。
控制部52基于决定出的检测地点来控制卷起装置34的驱动,使检测装置32及升降装置36向检测地点移动(S14)。控制部52在检测地点控制升降装置36的驱动,将检测装置32下放到树木的根部侧(S16)。
检测部54基于来自控制部52的指示信号来检测包括树木的根部在内的与树木有关的信息(S18)。此外,检测装置32也可以在通过升降装置36进行升降的中途进行检测。控制部52控制升降装置36的驱动,将检测装置32提升到树木的上方(S20)。
控制部52判定是否在所有的检测地点树木的检测完成(S22)。在所有的检测地点树木的检测没有完成的情况下(S22的“否”),反复进行S14至S20的控制。当在所有的检测地点树木的检测完成时(S22的“是”),结束本处理。在检测到树木的检测数据之后,处理装置30执行生成树木信息的处理。
检测系统2可以用于树木的检测以外的用途,例如用于森林中的动物的生态调查。在该情况下,检测的对象物是动物、巢,检测系统2也可以巡回地检测设置于多个树木的巢。
采伐树木的采伐系统
架线利用系统1能够用作采伐树木的采伐系统。在该采伐系统中,通过安装能够把持树木的采伐装置来代替图2所示的检测装置32,能够同时进行树木的采伐和搬送。
图6是把持了树木99的状态下的采伐装置64的立体图。另外,图7是把持了树木99的状态下的采伐装置64的主视图。采伐装置64以被从图2所示的升降装置36悬吊的状态安装,能够利用无线接收指示信号。采伐装置64通过升降线15被从升降装置36悬吊,通过由升降装置36将升降线15卷起以及放出而上下移动。采伐装置64具有把持部80、机械手(英文:manipulator)82、剪枝部84、切断部86、送出部88以及相机89。
把持部80能够把持树木并具有一对把持体80a、80b。一对把持体80a、80b在与树木99的长度方向正交的平面图中形成为大致圆弧状,以能够转动的方式设置,通过以顶端互相接近的方式转动来把持树木99,通过以顶端互相分离的方式转动来解除把持。把持体80a、80b在与树木99抵接的部分、即在上述平面图中在把持体80a、80b的内周侧具有辊85。该辊85具有与树木99的长度方向正交的方向的旋转轴,在树木99沿长度方向移动时旋转,在把持部80夹着树木99的状态下使树木99能够沿长度方向移动。可以是,把持部80能够以弱把持状态和强把持状态这2个阶段的力把持树木99。辊85在弱把持状态下能够旋转,在强把持状态下不旋转。
送出部88分别设置于一对把持体80a、80b,如传送带那样驱动而旋转。送出部88在树木99的弱把持状态下压靠于树木表面,当驱动时使树木沿长度方向送出。通过送出部88,能够使把持了树木99的采伐装置64沿着树木99移动。此外,送出部88可以具有止动件,也可以构成为在把持并搬送树木99时不旋转。
剪枝部84具有分别设置于一对把持体80a、80b的多个切割器(英文:cutter)84a、84b,能够进行树木99的剪枝。多个切割器84a、84b在树木99的把持状态下位于包围树木99处并且压靠于树木的表面,当驱动送出部88使采伐装置64沿着树木99移动时,以刮落树皮及枝的方式进行切断。
切断部86设置于把持部80的侧面,在树木99的把持状态下切断树木99。切断部86作为链锯发挥功能,通过使刃部朝向树木99旋转来切断树木99。切断部86在树木99的把持状态下位于采伐装置64的下侧。
机械手82具有抓住树木99使采伐装置64接近树木99的功能、和使升降线15支承于树木99的上部的功能。机械手82具有臂部90、钩部92、装卸部94、环部96以及连结线98。
臂部90如机械臂那样驱动,通过伸展而使钩部92接近树木99。钩部92能够以打开的方式旋转,能够如人的手那样动作而抓住树木99。
装卸部94能够相对于臂部90装卸,根据控制信号从臂部90脱离,使钩部92从臂部90分离。环部96供升降线15插通,能够在与升降线15相连的状态下沿着升降线15移动。连结线98将钩部92经由环部96与升降线15连结。
图8A~图8D示出使采伐装置64把持树木的流程。如图8A所示,升降装置36及采伐装置64通过由卷起装置34对作业索14的卷绕而向预定采伐的树木99的上方移动。采伐装置64由升降线15被从升降装置36悬吊。
在图8B中,升降装置36放出升降线15而将采伐装置64下放至树木99的根部的附近。由此,采伐装置64位于树木99的没有枝的部分。机械手82伸展臂部90,如图8C所示使钩部92抓住树木99的树干。此时,可以用相机89确认树干的位置而使臂部90动作。
在利用机械手82的钩部92抓住树木99后,如图8D所示,使臂部90收缩,使采伐装置64接近树木99的树干,采伐装置64的把持部80把持树木99。采伐装置64被悬吊于升降装置36而处于不稳定的状态,但通过利用机械手82接近树木99,能够容易地把持树木99。
图9A~图9E示出由采伐装置64进行的剪枝及采伐的流程。在采伐装置64的把持部80把持了树木99的树干之后,如图9A所示,使把持部80成为弱把持状态并驱动送出部88,使采伐装置64沿着树木99向上方移动来进行剪枝。在图9B中,使采伐装置64移动至树木99的上部,完成剪枝。
如图9C所示,机械手82的钩部92抓住树木99的上部,装卸部94从臂部90脱离,钩部92在经由环部96与升降线15连结了的状态下固定于树木99的上部。钩部92及环部96作为供升降线15插通并固定于树木99的上部的固定构件91发挥功能。固定构件91在通过送出部88使采伐装置64移动到了树木99的上部时固定于树木99的上部。
在图9D中,采伐装置64通过送出部88的驱动而向下方移动。在图9E中,采伐装置64位于树木99的下部,把持部80成为强把持状态,切断部86驱动而切断树木99。此时,树木99是由固定构件91和采伐装置64在2个部位被支承了的状态。
图10A~图10D示出在由采伐装置64把持了的状态下搬送树木99的流程。在图10A中,树木99在固定构件91和把持部80这2个部位被支承,因此示出即使被切断也未倒下的情形。在伐倒树木99的情况下,需要根据相邻的树木的位置关系而沿预先设定的方向进行伐倒,但通过由固定构件91及把持部80支承树木99,能够不需要伐倒。由此,由于可以不确定伐倒方向,因此不必确定把持部80相对于树木99把持的方向。另外,与进行伐倒的情况相比,能够大大降低施加于作业索14的载荷。另外,能够抑制树木99与其他树木碰撞而受到损伤。另外,不需要预先采伐位于伐倒方向的其他树木。
图10B示出升降装置36卷起升降线15而将由把持部80把持的树木99向上空提起的情形。图10C示出用卷起装置34卷绕作业索14而在森林的上方搬送切断了的树木99的情形。
在图10D中,如果将树木99搬送至预定地点,则升降装置36放出升降线15而将树木99与把持部80一起下放。如果把持部80解除把持并取下固定构件91,则树木99的搬送完成。如图8A~图8D至图10A~图10D所示,即使作业者不前往树木99的位置,也能够从树木99的采伐中进行搬送,能够抑制作业者的负担。
图11示出搬送系统4的功能结构。搬送系统4具备多个支柱10、主索12和作业索14的架线、卷起装置34、升降装置36、控制装置60以及采伐装置64。升降装置36具有位置检测部74、拍摄部76以及升降部78。控制装置60具有位置取得部66、图像取得部68、显示部69、处理部70、受理部71以及控制部72。控制装置60利用无线与卷起装置34、升降装置36以及采伐装置64连接。
升降装置36的位置检测部74将升降装置36的位置信息向位置取得部66发送。拍摄部76对升降装置36的下方进行拍摄,对树木99及采伐装置64进行拍摄,将拍摄图像向图像取得部68发送。升降部78通过将升降线15卷起及放出,使采伐装置64上下移动。
控制装置60的位置取得部66取得升降装置36的位置信息,向处理部70发送,图像取得部68取得拍摄部76的拍摄图像,并向处理部70发送。另外,图像取得部68从采伐装置64的相机89取得拍摄图像,并向处理部70发送。
受理部71受理作业者的输入。例如,作业者对机械手82的臂部90的动作、钩部92的抓住动作进行操作。另外,作业者能够操作卷起装置34、升降装置36来调整采伐装置64的位置。
处理部70将拍摄部76的拍摄图像和相机89的拍摄图像向显示部69发送,并显示于显示部69。作业者通过显示部69的显示,能够基于从升降装置36发送来的影像和从采伐装置64发送来的影像,操作采伐装置64、卷起装置34。
处理部70基于升降装置36的位置信息、拍摄部76的拍摄图像、采伐装置64的相机89的拍摄图像等,判断为推进图8A~图8D至图10A~图10D所示的各作业工序。控制部72控制卷起装置34、升降装置36以及采伐装置64来执行由处理部70决定出的作业工序。
处理部70基于升降装置36的位置信息及拍摄部76的拍摄图像,决定使升降装置36及采伐装置64向预定采伐的树木99的上方移动的作业工序的执行。处理部70取得预先设定的树木99的位置信息,对使升降装置36移动进行决定。控制部72驱动卷起装置34,使升降装置36及采伐装置64移动。
在搬送系统4中,包括由控制装置60自动地执行的处理和由作业者的操作执行的处理。例如,也可以是,作业者执行图8B至图8D所示的用于由把持部80把持树木99的操作,控制装置60自动地执行其他操作。
处理部70在把持部80把持了树木99时,决定图9A及图9B所示的剪枝作业工序的执行。控制部72驱动送出部88,使采伐装置64向上方移动。
接着,处理部70决定图9C所示的通过机械手82使钩部92固定于树木99的上部的作业工序的执行。控制部72驱动臂部90及钩部92来抓住树木99的上部,使装卸部94从臂部90脱离。由此,插通有升降线15的固定构件91固定于树木99的上部。此外,作业者也可以操作该作业。
接着,处理部70决定图9D及图9E所示的使树木99的下部切断的作业工序的执行。控制部72驱动送出部88使采伐装置64向树木99的下部移动,驱动切断部86来使树木99的下部切断。
接着,处理部70决定图10A至图10D所示的搬送树木99的作业工序的执行。控制部72驱动升降部78,将采伐装置64及树木99提升到森林的上空,驱动卷起装置34,将树木99搬送至预定位置,驱动升降部78来将树木99下放,驱动把持部80来解除把持。
这样,搬送系统4能够执行树木99的采伐及搬送,能够减轻作业者移动至树木99的场所的负担。另外,搬送系统4通过在切断时在固定构件91及采伐装置64这2个部位支承树木99,能够不伐倒树木99。
害兽对策系统
架线利用系统1能够用作保护树木免受害兽损害的害兽对策系统。在该害兽对策系统中,代替图2所示的检测装置32,安装有驱赶害兽的声波产生装置。该声波产生装置具有产生超声波的扬声器、产生警报的蜂鸣器以及相机。当控制装置对相机的拍摄图像进行解析而检测出害兽时,使声波产生装置移动到害兽的附近,驱动扬声器及蜂鸣器,驱赶害兽。
这样,架线利用系统1通过更换悬吊于升降装置36的装置,不仅能够进行树木的集材,还能够执行多个功能。由此,能够提高架线利用系统1的便利性,能够有效果地利用支柱10及架线。在升降线15的下端设置有用于更换各装置的安装部,各装置能够相对于安装部安装及取下。
以上,基于实施方式说明了本发明。本领域技术人员应当理解到的是,实施方式只不过是例示,对于各构成要素、各处理工序的组合可以有各种变形例,另外这样的变形例也在本发明的范围内。
在实施例中,示出了在检测装置32设置有位置检测部56的方案,但不限于该方案,也可以在升降装置36设置位置检测部。
另外,在实施例中,示出了固定构件91通过钩部92以抓住树木99的方式固定的方案,但不限于该方案。例如,也可以是代替钩部92而打入树木99的楔构件。另外,变形例的楔构件也可以与机械手82相独立地设置于采伐装置64。总之,固定构件91固定于树木99,将升降线15插通于环部96。

Claims (6)

1.一种采伐系统,其特征在于,具备:
多个支柱;
架线,所述架线被支承于所述支柱;
卷起装置,所述卷起装置能够卷起所述架线;
升降装置,所述升降装置与所述架线连结,并能够通过利用所述卷起装置卷绕所述架线而在空中移动;以及
采伐装置,所述采伐装置被悬吊于所述升降装置,
所述采伐装置具有构成为把持树木的把持部、和构成为切断由所述把持部把持的树木的切断部,
所述采伐装置具备机械手,所述机械手具有臂部、钩部、环部以及连结线,所述臂部以使所述钩部接近树木的方式构成,所述钩部以抓住树木的方式构成,所述环部供将所述升降装置以及所述采伐装置相连的升降线插通,所述连结线将所述钩部经由所述环部与所述升降线连结。
2.根据权利要求1所述的采伐系统,其特征在于,
所述卷起装置构成为,通过卷绕所述架线,从而使所述采伐装置向预定采伐的树木的上方移动,在由所述切断部切断树木后搬送由所述把持部把持的树木。
3.根据权利要求1或2所述的采伐系统,其特征在于,
所述钩部与所述环部构成固定构件,所述固定构件构成为固定于树木,并且,
所述切断部构成为在以所述固定构件及所述把持部这2个部位支承了树木的状态下切断该树木。
4.根据权利要求3所述的采伐系统,其特征在于,
所述采伐装置具有:送出部,所述送出部构成为使所述采伐装置沿着树木的长度方向移动;和剪枝部,所述剪枝部构成为在通过所述送出部使所述采伐装置沿着树木的长度方向移动时进行树木的剪枝。
5.根据权利要求4所述的采伐系统,其特征在于,
所述固定构件在通过所述送出部使所述采伐装置移动到了树木的上部时固定于树木的上部。
6.一种采伐方法,其特征在于,包括:
利用被悬吊于升降装置的采伐装置把持树木,所述升降装置与被支承于支柱的架线连结,能够通过由能够卷起所述架线的卷起装置对所述架线的卷绕而在空中移动;
利用所述采伐装置切断所把持的树木;
利用所述升降装置提升由所述采伐装置把持的树木;以及
通过利用所述卷起装置卷绕所述架线来搬送由所述采伐装置把持的树木,
所述采伐装置具备机械手,所述机械手具有臂部、钩部、环部以及连结线,所述臂部以使所述钩部接近树木的方式构成,所述钩部以抓住树木的方式构成,所述环部供将所述升降装置以及所述采伐装置相连的升降线插通,所述连结线将所述钩部经由所述环部与所述升降线连结,
在利用所述采伐装置把持树木时,所述机械手,由所述臂部使所述钩部接近树木,由所述钩部抓住树木,使所述采伐装置接近树木,并且使所述升降线支承于树木。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7167813B2 (ja) * 2019-03-28 2022-11-09 トヨタ自動車株式会社 検出システムおよび検出方法
JP7247988B2 (ja) 2020-07-27 2023-03-29 トヨタ自動車株式会社 架線システムおよび制御方法
JP7238865B2 (ja) 2020-07-28 2023-03-14 トヨタ自動車株式会社 集材方法および集材システム
JP7276273B2 (ja) 2020-07-28 2023-05-18 トヨタ自動車株式会社 巻き上げ装置
JP7322851B2 (ja) * 2020-10-06 2023-08-08 トヨタ自動車株式会社 架線利用システムおよび空中移動装置
SE545517C2 (en) * 2022-02-01 2023-10-10 Airforestry Ab A method for remotely and/or autonomously harvesting a tree from air

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3269436A (en) * 1963-07-10 1966-08-30 Beloit Corp Tree harvester
JPS5831891A (ja) * 1981-08-15 1983-02-24 株式会社森藤機械製作所 集材機の遠隔制御装置及び遠隔制御の方法
US4515281A (en) * 1982-07-21 1985-05-07 William Maki Radio-controlled skyline carriage
JPS6384427A (ja) * 1986-09-30 1988-04-15 三井造船株式会社 伐採原木の集荷方法
JPH0213330A (ja) 1988-07-01 1990-01-17 Asahi Koyo Kk 立木の伐採方法
JPH0616494Y2 (ja) * 1988-12-05 1994-05-02 東洋運搬機株式会社 造材車両
JPH0661189B2 (ja) * 1990-02-28 1994-08-17 良一郎 及川 木材の枝払方法および木材等の架線運搬装置
SE9603880D0 (sv) * 1996-10-23 1996-10-23 Bengt Soervik Förfarande och anordning för skoglig planering
JP3642718B2 (ja) 2000-06-12 2005-04-27 伸人 杉山 重量物空中搬送装置
JP2002209457A (ja) 2001-01-22 2002-07-30 Nobuto Sugiyama 伐採機
EP1601563A1 (de) * 2003-02-25 2005-12-07 Herbert Prinz Verfahrbare maschine mit arbeitsgeräten auf dem maschinenchassis und bodenabstützungen
CN101573026A (zh) 2006-10-20 2009-11-04 住友建机株式会社 木材用采伐装置及采伐加工方法
JP2008109918A (ja) 2006-10-27 2008-05-15 Hokushin Mokuzai Seisan Center Kyodo Kumiai 木材搬送システム及び木材搬送ステップ
JP3162428U (ja) 2010-06-21 2010-09-02 重夫 下▲ぞの▼ 集材装置
JP2012139198A (ja) 2011-01-05 2012-07-26 Akinori Tsushima 木材切り出し装置及び木材切り出し方法
SI24141A (sl) 2012-07-04 2014-01-31 Tajfun Planina Proizvodnja Strojev, D.O.O. Gozdarska žičnica in pogonski sklop tovrstne žičnice
WO2014033364A1 (en) * 2012-08-27 2014-03-06 Lauri Ketonen Device for tree handling and a corresponding method
KR101471867B1 (ko) * 2014-07-11 2014-12-11 이병일 굴삭기를 이용한 집재장치
CN104823731A (zh) 2015-05-27 2015-08-12 武汉大学 一种架空高压输电线路带电作业树枝修剪机器人
US20170066155A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 Lauri Ketonen Cutting device and a method of cutting with a cutting device
JP6277535B1 (ja) 2017-03-22 2018-02-14 有限会社渥美文治商店 搬送装置

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