CN204540199U - 一种伐木清林作业机 - Google Patents

Abstract

一种伐木清林作业机。本实用新型涉及林业机械领域，具体涉及一种伐木清林作业机。本实用新型为解决现有伐木方式劳动力大，效率低，而且存在极大的安全隐患的问题。一种伐木清林作业机包括发动机、车架、驱动桥机构、液压机构、驱动臂机构、伐木机构和暖风及冷却系统，控制室和电器系统由上至下依次设置在车架的中间位置，发动机和暖风及冷却系统设置在车架的后端，发动机和暖风及冷却系统的外侧设有机壳防护罩，驱动桥机构设置在车架的前端，驱动臂机构通过液压机构与车架的前端连接，驱动臂机构的前端与伐木机构连接。本实用新型用于伐木清林。

Description

一种伐木清林作业机

技术领域

本实用新型涉及林业机械领域，具体涉及一种伐木清林作业机。

背景技术

我国林业生产还没有从传统经营、人工劳作，效率低下的粗放生产状态下真正转变过来。在林业新常态形势下，“种苗培育良种化、造林抚育机械化”，是实现我国林业可持续发展、提质增效的重要途径和手段。传统的林业生产经营方式已不适应现代林业发展的需要，“手段落后、人难雇、成本高”是林业生产面临的主要问题，严重制约我国林业的健康发展和快速发展。要转变这种局面，就必须大力发展林业机械化，转变生产方式，提高生产效率和质量。与农业机械化相比我国的林业机械发展相对滞后，我国当前农作物耕收的综合机械化水平已达到75％，其中粮食生产达到86％，经济作物的综合机械化水平也达到56％。而林业机械如苗圃生产机械化程度平均仅为44.6％；造林大都由人工来完成，实现机械化造林不足21％，森林抚育机械化不足26％。“林业技术装备落后是制约林农持续增收和现代化林业发展的最大障碍，必须下大力气逐步加以解决”，我国林业发展迫切需要现代林业装备支撑。

国外林业发达国家林业技术装备发展迅速，设备先进，正在向机械化作业的高效率、高安全性、高智能化和操作者舒适性的方向发展。我国南方尚还采用弯刀和砍刀等原始工具进行抚育除草和毛竹采伐，部分应用油锯和割灌机抚育作业，伐木清林作业机还是空白。这种作业方式不但劳动力大，效率低，而且存在极大的安全隐患。目前，随着人力成本的不断提高，林场、农场和市政等大批量树木的砍伐不能再单一地依靠人力，急需一种伐木清林作业专用机器来代替人力。

我国林地生产力低，森林每公顷蓄积量只有世界平均水平131立方米的69％，人工林每公顷蓄积量只有52.76立方米。我国木材对外依存度接近50％，木材安全形势严峻；现有用材林中可采面积仅占13％，可采蓄积仅占23％，可利用资源少大径材林木和珍贵用材树种更少，木材供需的结构性矛盾十分突出。林木平均胸径只有13.6厘米，龄组结构不合理，中幼龄林面积比例高达65％。亟待抚育的人工林面积近18亿亩，任务巨大。同时，森林生态系统功能脆弱、生态产品短缺的问题依然突出。为此，加快林业生产和经营的机械化装备研究开发力度，创新研制先进、适用、可靠的伐木清林装备是解决森林抚育“人难雇、人工贵”的有效办法，对于提高森林经营水平，提高林木生产力、增加森林蓄积量具有重要意义。根据国外林业发达国家经验，应用技术装备替代传统手工操作是经济社会发展到一定阶段后实现现代林业发展的必然选择。

实用新型内容

本实用新型为解决现有伐木方式劳动力大，效率低，而且存在极大的安全隐患的问题，进而提出一种伐木清林作业机。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：本实用新型包括控制室和电器系统，所述一种伐木清林作业机还包括发动机、车架、驱动桥机构、液压机构、驱动臂机构、伐木机构和暖风及冷却系统，控制室和电器系统由上至下依次设置在车架的中间位置，发动机和暖风及冷却系统设置在车架的后端，发动机和暖风及冷却系统的外侧设有机壳防护罩，驱动桥机构设置在车架的前端，驱动臂机构通过液压机构与车架的前端连接，驱动臂机构的前端与伐木机构连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实现更快速的伐木作业，具有高效性、安全可靠性和实用性。越野性能好，动力强劲，性能可靠，地面适应性好，可实现采伐和清林除灌作业，适宜与多种机具配套应用，满足森林抚育、林区道路修护等各种需求。

采用机械化生产突破了人、蓄力所不能承担的生产规模和生产效率限制，实现了人工所不能达到的工艺要求。极大提高劳动生产率和作业质量，减轻林农劳动强度，可解决我国现阶段劳动力短缺的问题。

伐木清林作业机是森林抚育关键工序的作业装备，可完成采伐、除灌和集中归堆作业，是为我国森林抚育作业开发研制的理想设备。是破解现阶段林业抚育生产面临设备短缺、人员难雇、费用高的有效办法。对于提高商品林建设质量，增加木材资源储备、维护国家木材安全具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型整体结构的主视图；图2是图1的俯视图；图3是本实用新型中驱动臂机构6与支承液压油缸9和两个主液压油缸5连接关系的主视图；图4是本实用新型中伐木机构7的主视图；图5是图4的俯视图；图6是伐木机构7中链轮7-7、圆形导板7-8和油锯锯链7-9的连接示意图；图7是本实用新型中抓爪7-6和主架体7-1的连接示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图7说明，本实施方式的一种伐木清林作业机，它包括控制室2和电器系统10，所述一种伐木清林作业机还包括发动机1、车架3、驱动桥机构4、液压机构、驱动臂机构6、伐木机构7和暖风及冷却系统11，控制室2和电器系统10由上至下依次设置在车架3的中间位置，发动机1和暖风及冷却系统11设置在车架3的后端，发动机1和暖风及冷却系统11的外侧设有机壳防护罩8，驱动桥机构4设置在车架3的前端，驱动臂机构6通过液压机构与车架3的前端连接，驱动臂机构6的前端与伐木机构7连接。

发动机1主要采用4缸柴油发动机为动力(输出功率55KW)，选择优质国产无锡柴油机有限公司4DX21-72或潍柴发动机。

控制室2是实现采伐清林作业机全部行走、工作操控的中枢系统，包括方向盘、手控阀、脚刹车系统和座椅。

车架3主要包括前后桥体、轮胎、折腰转向销轴、连接板和侧向平衡摆动架，可实现侧向摆动13°，适应崎岖的山路行走，满足林业抚育生产多功能要求。

驱动桥机构4主要是支撑前轮系行走和差速增扭作用，前桥壳体内安装双向动力传动轴、齿轮副和刹车部件，具有前轮驱动功能，从而实现整机的驱动前行。

液压机构主要包括液力变速系统、变速操控系统和液压执行机构，可实现林木采伐清林两用机的运动转向，工作装置升降执行、伐木头伐木和抓包树干等工作。

驱动臂机构6主要包括配置前桥上的两侧主臂和配置中间的支臂，是完成连接并驱使伐木机构7工作的主要部件。

伐木机构7是伐木清林工作的主要执行部件，主要包括抓木器、液压驱动圆盘锯、推树器、机架和防护罩和液压装置。

电器系统10是林木采伐清林两用机的智能控制系统，整车的运行、转向、伐木归堆作业等都全部通过电器系统和液压机构协调作用来实现。电器系统满足车辆的启动、照明、鸣笛、驱动转向和液压控制等多种功能；

暖风及冷却系统11是林木采伐清林两用机的驾驶室采暖和液压油冷却系统的总称，是确保液压系统正常工作和提高驾驶员舒适性的重要保证。

机壳防护罩8是林木采伐清林两用机主发动机和暖风及冷却系统的保护装置，同时又起到美化车体外观的重要作用。

具体实施方式二：结合图1至图3说明，本实施方式所述液压机构包括支承液压油缸9和两个主液压油缸5。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

支承液压油缸9和两个主液压油缸5分别属于液压执行机构，用来执行液压机构接收到的系统给出的命令。

具体实施方式三：结合图1至图3说明，本实施方式所述驱动臂机构6包括支臂6-2和两个主臂6-1，车架3的前端的左右两侧分别连接一个主臂6-1的一端，两个主臂6-1的另一端分别通过主臂连接销轴6-5与伐木机构7转动连接，每个主臂6-1的中间位置分别通过一个主液压油缸5与车架3的前端转动连接，支臂6-2设置在两个主臂6-1之间，支臂6-2包括第一副臂6-2-1和第二副臂6-2-2，第一副臂6-2-1的一端通过支承液压油缸9与车架3的前端转动连接，第一副臂6-2-1的中间位置与两个主臂6-1通过第一销轴6-3转动连接，第一副臂6-2-1的另一端通过第二销轴6-4与第二副臂6-2-2的一端转动连接，第二副臂6-2-2的另一端通过支臂连接销轴6-6与伐木机构7转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计通过液压机构控制驱动臂机构6，从而带动伐木机构7完成空间上的移动。

主臂连接销轴6-5主要是连接主臂6-1和伐木机构7的连接件，承载扭力和提升力。从而实现伐木机构7与驱动臂机构6的可靠连接和转动。

支臂连接销轴6-6主要是连接中央支臂和伐木机构7的连接件，实现与驱动臂机构6的可靠连接和转动；完成伐木机构7的直立、前倾、倒伏等工作状态。

具体实施方式四：结合图1至图7说明，本实施方式所述伐木机构7包括主架体7-1、液压驱动马达7-3、张紧机构7-4、链轮7-7、圆形导板7-8、油锯锯链7-9、两组连接耳和两组抓爪7-6，两组连接耳沿竖直方向设置在主架体7-1的后侧，两组连接耳包括上端连接耳7-11和下端连接耳7-2，两个主臂6-1的另一端分别与下端连接耳7-2转动连接，第二副臂6-2-2的另一端与上端连接耳7-11转动连接，液压驱动马达7-3通过张紧机构7-4垂直固接在主架体7-1的下端支架7-1-1上，液压驱动马达7-3的主轴与链轮7-7连接，链轮7-7的前端设有圆形导板7-8，圆形导板7-8的端面与主架体7-1固接，链轮7-7和圆形导板7-8均径向水平设置，圆形导板7-8的外圆周上设有凹槽7-8-1，油锯锯链7-9卡装在圆形导板7-8的凹槽7-8-1和链轮7-7的轮齿上，两组抓爪7-6沿竖直方向设置在主架体7-1的前侧，每组抓爪7-6的末端分别连接有液压油缸。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

如此设计通过抓爪7-6在液压油缸的驱动下抱住树干，由张紧机构7-4将油锯锯链7-9张紧，同时通过液压驱动马达7-3带动链轮7-7旋转，从而带动油锯锯链7-9在圆形导板7-8的凹槽7-8-1上滑动，油锯锯链7-9的高度旋转切割树木的根部，实现采伐木材或割灌的目的。

采用四爪式抓夹，使抓夹效果更加稳定，每个抓爪都有对应的一个液压油缸来控制，抓夹过程中更加灵活便捷。采用油锯锯链的切割方式，较普遍采用的圆盘锯切割相比，切割时的运转更加平稳，用锯链的线切割方式代替圆盘切割，极大的减少了旋转切割时的摩擦阻力，提高了工作效率，同时延长了刀具的使用寿命。

具体实施方式五：结合图1、图2、图4、图5和图6说明，本实施方式所述每组抓爪7-6分别包括左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2，左侧抓爪7-6-1的末端连接有左侧液压油缸7-5，右侧抓爪7-6-2的末端连接有右侧液压油缸7-10，每组抓爪7-6的左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2沿竖直方向上相对交错设置。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

如此设计通过抓爪7-6在左侧液压油缸7-5和右侧液压油缸7-10的驱动下抱住树干，左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2可以实现单独驱动控制，可根据需要方便进行操作。交错设置便于抓爪7-6抓紧树干。

在完成油锯锯链7-9的张紧的情况下，主架体7-1与驱动臂机构6连接，伐木机构7的液压油路与液压系统的液压油路相连。液压驱动左侧液压油缸7-5和右侧液压油缸7-10伸长，通过连杆机构驱动带动左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2，与此同时，液压驱动液压驱动马达7-3转动，液压驱动马达7-3带动油锯锯链7-9转动，直接切割树木根部。待所切割完树木后，驱动臂机构6调整采伐清林装置的位置，使树平行于地面，液压驱动左侧液压油缸7-5和右侧液压油缸7-10收缩，通过连杆机构驱动带动左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2松开树干。

具体实施方式六：结合图1、图2、图4、图5和图6说明，本实施方式所述左侧抓爪7-6-1包括左侧前关节和左侧后关节，左侧前关节和左侧后关节通过左侧销轴连接，右侧抓爪7-6-2包括右侧前关节和右侧后关节，右侧前关节和右侧后关节通过右侧销轴连接，左侧后关节和右侧后关节分别与主架体7-1转动连接。其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。

如此设计左侧抓爪7-6-1和右侧抓爪7-6-2自身形成连杆机构，抓爪7-6通过左侧液压油缸7-5和右侧液压油缸7-6的伸长或收缩和连杆机构的联动实现抱住或松开树干。

具体实施方式七：结合图4说明，本实施方式所述张紧机构7-4包括安装板7-4-1和紧定螺栓7-4-2，安装板7-4-1通过两组定位螺栓7-4-3与下端支架7-1-1的上端面固接，液压驱动马达7-3通过两组连接螺栓7-4-4与安装板7-4-1的上端面固接，安装板7-4-1的后端垂直固接有连接板7-4-5，主架体7-1的下端支架7-1-1的后端垂直设有定位板7-1-2，连接板7-4-5通过紧定螺栓7-4-2与定位板7-1-2连接。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

如此设计调节紧定螺栓7-4-2，调整连接板7-4-5在安装板7-4-1上的水平位置，然后锁紧定位螺栓7-4-3，从而调节液压驱动马达7-3与采伐清林装置主架体7-1相连接的圆形导板7-8的相对位置，以实现圆油锯锯链7-9的张紧，保证油锯锯链7-9正常切割树木。

具体实施方式八：结合图1、图2、图4和图5说明，本实施方式所述主架体7-1的上端设有扶板7-1-3，扶板7-1-3的前端为圆弧状，扶板7-1-3的后端与主架体7-1固接。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

如此设计扶板7-1-3可以辅助两组抓爪7-6扶住树干。

工作原理

本实用新型是一种适用于林业立地条件的森林抚育采伐和清林的自行式动力装备。主要是根据林业生产实际需要，选择了动力(55KW)强劲，可实现液力变速、档位多、易操控；折腰转向可实现小的转弯半径，前后桥均采用侧向平衡机构连接，允许前后桥体和车体有相对摆动功能，地面仿形效果好，极大地满足了林业崎岖山路行走的特殊要求。主机采用通用工程机械改制，保留了它应有的工程作业功能，因此可实现一机多能作业，提高了该装备的利用率。

主要性能指标：

发动机动力：55kW(风冷柴油发动机)；转速:2400r/min；

转向形式：液力驱动、折腰转向；最小转弯半径：≤4.9m；

伐木最大直径：250mm；

伐木效率：≤2min/株；

最小离地间隙：265mm；

整机重量：3500kg；

轮胎规格及压力：20.5-16；210kPa；

外形尺寸(长×宽×高)(单位：mm)：5000×1725×2060。

Claims (8)

1.一种伐木清林作业机，它包括控制室(2)和电器系统(10)，其特征在于：所述一种伐木清林作业机还包括发动机(1)、车架(3)、驱动桥机构(4)、液压机构、驱动臂机构(6)、伐木机构(7)和暖风及冷却系统(11)，由上至下依次设置在车架(3)的中间位置，发动机(1)和暖风及冷却系统(11)设置在车架(3)的后端，发动机(1)和暖风及冷却系统(11)的外侧设有机壳防护罩(8)，驱动桥机构(4)设置在车架(3)的前端，驱动臂机构(6)通过液压机构与车架(3)的前端连接，驱动臂机构(6)的前端与伐木机构(7)连接。

2.根据权利要求1所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述液压机构包括支承液压油缸(9)和两个主液压油缸(5)。

3.根据权利要求1所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述驱动臂机构(6)包括支臂(6-2)和两个主臂(6-1)，车架(3)的前端的左右两侧分别连接一个主臂(6-1)的一端，两个主臂(6-1)的另一端分别通过主臂连接销轴(6-5)与伐木机构(7)转动连接，每个主臂(6-1)的中间位置分别通过一个主液压油缸(5)与车架(3)的前端转动连接，支臂(6-2)设置在两个主臂(6-1)之间，支臂(6-2)包括第一副臂(6-2-1)和第二副臂(6-2-2)，第一副臂(6-2-1)的一端通过支承液压油缸(9)与车架(3)的前端转动连接，第一副臂(6-2-1)的中间位置与两个主臂(6-1)通过第一销轴(6-3)转动连接，第一副臂(6-2-1)的另一端通过第二销轴(6-4)与第二副臂(6-2-2)的一端转动连接，第二副臂(6-2-2)的另一端通过支臂连接销轴(6-6)与伐木机构(7)转动连接。

4.根据权利要求3所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述伐木机构(7)包括主架体(7-1)、液压驱动马达(7-3)、张紧机构(7-4)、链轮(7-7)、圆形导板(7-8)、油锯锯链(7-9)、两组连接耳和两组抓爪(7-6)，两组连接耳沿竖直方向设置在主架体(7-1)的后侧，两组连接耳包括上端连接耳(7-11)和下端连接耳(7-2)，两个主臂(6-1)的另一端分别与下端连接耳(7-2)转动连接，第二副臂(6-2-2)的另一端与上端连接耳(7-11)转动连接，液压驱动马达(7-3)通过张紧机构(7-4)垂直固接在主架体(7-1)的下端支架(7-1-1)上，液压驱动马达(7-3)的主轴与链轮(7-7)连接，链轮(7-7)的前端设有圆形导板(7-8)，圆形导板(7-8)的端面与主架体(7-1)固接，链轮(7-7)和圆形导板(7-8)均径向水平设置，圆形导板(7-8)的外圆周上设有凹槽(7-8-1)，油锯锯链(7-9)卡装在圆形导板(7-8)的凹槽(7-8-1)和链轮(7-7)的轮齿上，两组抓爪(7-6)沿竖直方向设置在主架体(7-1)的前侧，每组抓爪(7-6)的末端分别连接有液压油缸。

5.根据权利要求4所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述每组抓爪(7-6)分别包括左侧抓爪(7-6-1)和右侧抓爪(7-6-2)，左侧抓爪(7-6-1)的末端连接有左侧液压油缸(7-5)，右侧抓爪(7-6-2)的末端连接有右侧液压油缸(7-10)，每组抓爪(7-6)的左侧抓爪(7-6-1)和右侧抓爪(7-6-2)沿竖直方向上相对交错设置。

6.根据权利要求5所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述左侧抓爪(7-6-1)包括左侧前关节和左侧后关节，左侧前关节和左侧后关节通过左侧销轴连接，右侧抓爪(7-6-2)包括右侧前关节和右侧后关节，右侧前关节和右侧后关节通过右侧销轴连接，左侧后关节和右侧后关节分别与主架体(7-1)转动连接。

7.根据权利要求4所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述张紧机构(7-4)包括安装板(7-4-1)和紧定螺栓(7-4-2)，安装板(7-4-1)通过两组定位螺栓(7-4-3)与下端支架(7-1-1)的上端面固接，液压驱动马达(7-3)通过两组连接螺栓(7-4-4)与安装板(7-4-1)的上端面固接，安装板(7-4-1)的后端垂直固接有连接板(7-4-5)，主架体(7-1)的下端支架(7-1-1)的后端垂直设有定位板(7-1-2)，连接板(7-4-5)通过紧定螺栓(7-4-2)与定位板(7-1-2)连接。

8.根据权利要求4所述一种伐木清林作业机，其特征在于：所述主架体(7-1)的上端设有扶板(7-1-3)，扶板(7-1-3)的前端为圆弧状，扶板(7-1-3)的后端与主架体(7-1)固接。