EP4040944A1 - Laufwagen - Google Patents

Laufwagen

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Publication number
EP4040944A1
EP4040944A1 EP20786545.2A EP20786545A EP4040944A1 EP 4040944 A1 EP4040944 A1 EP 4040944A1 EP 20786545 A EP20786545 A EP 20786545A EP 4040944 A1 EP4040944 A1 EP 4040944A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
grapple
crane according
rope
trees
item
Prior art date
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Pending
Application number
EP20786545.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Zaglacher
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4040944A1 publication Critical patent/EP4040944A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C21/00—Cable cranes, i.e. comprising hoisting devices running on aerial cable-ways
    • B66C21/04—Cable cranes, i.e. comprising hoisting devices running on aerial cable-ways with cable-ways supported at one end or both ends on bodily movable framework, e.g. framework mounted on rail track
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G23/00—Forestry
    • A01G23/003—Collecting felled trees
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/40—Applications of devices for transmitting control pulses; Applications of remote control devices
    • B66C13/44—Electrical transmitters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/46—Position indicators for suspended loads or for crane elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/18—Control systems or devices
    • B66C13/48—Automatic control of crane drives for producing a single or repeated working cycle; Programme control

Definitions

  • the present invention is used in forestry for harvesting wood or also for transporting wood and other long goods, cable crane systems. These systems consist of a cable crane which is pulled by means of a rope or which moves independently on a rope. The ropes are pulled onto carrier vehicles (tilting mast, yarder, etc.) or fixed installation by means of winch units. Systems common in the industry are referred to as “Standing Skyline”, “Live Skyline” or “Running Skyline”. The rope cranes and winch units used for this are adapted to the most varied of their structure and the respective application.
  • the invention can be used for uphill, downhill and / or horizontal roping over flat and non-drivable terrain.
  • the cable cranes of this invention can provide the power for transportation by either winch motor power, gravitational force, or self-propulsion.
  • winch motor power for transportation by either winch motor power, gravitational force, or self-propulsion.
  • all drive types corresponding to the state of the art can be used; hybrid solutions are also in use.
  • the grapple with a rapple rope crane must be lowered to the ground so that trees lying on the ground can be picked up with the grapple (see Fig. 2).
  • the position of the rapple cable crane i.e. the traveled length on the cable, is shown on a display and the trees or long goods are recorded and transmitted to the operator by means of a camera that is oriented towards the ground and possibly swiveling. With this information, the operator lowers the gripper and / or tries to grab the trees or the long goods for transport.
  • the trees or long goods are positioned with their thicker end below the cable route by felling or moving them. At the thicker end, the trees are grabbed and dragged uphill, downhill or horizontally with the top of the tree dragging on the ground.
  • the aim here is to prevent the trees from hanging or swinging freely, as otherwise there is a risk that the end of the tree will damage the carriage, the support cable, the support cable saddle or the support tree or get caught on them. This is ensured by permanent transport monitoring and manual control or readjustment by the operator of the system.
  • a grapple rope crane is a rope crane with a tong-like grab.
  • Grapple is a partially and / or fully looping grip method for the wood and / or long goods.
  • the central control and / or regulating unit thus receives the position of the carriage in space via the rope unwinding and / or barometric and / or satellite-supported and / or radiation-enabled location determination.
  • the distance to the ground and thus the topography of the terrain can be determined by a sensor system installed in the carriage, suitable for direct and / or indirect measuring methods.
  • the topography also referred to below as the soil profile
  • the information on the soil profile is fed into the central control and / or regulation unit.
  • Another option for detecting the soil profile is to pull a height and position sensor over the soil profile by means of a carriage and / or cable crane (Fig. 3, Item 1).
  • the position of the trees or the long material is recognized by the analysis software from the recorded scan data of the soil profile surface during the learning run and the location-determining data is transmitted to the central control and / or regulating unit.
  • the learning run can also take place with the carriage lowered.
  • the length of the trees is known to the operator and is entered into the control and / or regulating unit as master data.
  • the information on the position of the trees in space or the long goods in the central control and / or regulation unit can also be used here from other sources (for example by a worker in the area and / or a machine that cuts the trees).
  • the central control and / or regulation unit calculates the weight of the transported goods on the basis of the recognized trunk diameter and the tree type and moisture content specified by the operator.
  • the learning run (measurement run) can be repeated as often as required, provided that the terrain or the position of the trees or the long goods change significantly.
  • Fixed points in the cable route such as supports, stops or landing pad position can be read into the control and / or regulating unit for regular readjustment when approaching or driving over it.
  • the information known to the control and / or regulating unit is used to create the cycle for removal after the measurement run / learning run, which can be influenced by selected specifications of the operator (e.g. cycle time of the tree deposition at the landing site).
  • the operator starts the program and the Grapple carriage transports all trees individually or in multiple transports, with the trees being placed in between to the landing position.
  • the grip position i.e. the distance from the interface to the gripping position, is specified and the Grapple carriage applies the pliers accordingly.
  • the central control and / or regulation unit ensures that the top of the hill is in contact with the ground.
  • the data on soil profile and shortest recorded in the grapple Tree or long goods are offset against this, as well as the tensile force, rope length and the towing position thus calculated.
  • the height is thus regulated via the rinsed rope or the tension of the suspension rope.
  • the Grapple trolley works partially autonomously, i.e. no intervention by the operator is necessary during normal operation. Only faults have to be corrected and master data (wood length, wood type, moisture, position of supports, etc.) entered.
  • the Grapple carriage can be designed as a fixed carriage on the rope with a roller combination on top or surrounding the rope. Alternatively, the Grapple carriage can also be lowered (see Fig. 1, Item 2)
  • a cable winch is mounted on the Grapple carriage with which trees that are outside the cable route (that is the area below the tensioned cable) can be pulled into it in manual mode.
  • the cable winch is fixed and / or removable on the carriage in order to be able to reduce the weight of the carriage if necessary.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Forests & Forestry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Grapple Laufwagen (Fig. 1 Pos. 1) für die Bergauf, Bergab und Horizontal-Seilung von Holz bzw. Langgut. Mittels Lernfahrt bzw. Vermessungsfahrt erkundet der Laufwagen seine absolute und relative Position im Raum. Bei dieser Fahrt wird auch ein topografisches Bodenprofil und oder Höhenprofil erstellt, sowie die Lage der zu transportierenden Bäume bzw. Langgutes analysiert. Eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit verarbeitet alle aufgenommenen und/oder von der Windeneinheit oder Yarder übermittelten Maschinenzustandsinformationen. Und/oder die Vorgaben des Bedieners. Die bei diesem Transport notwendige Griffposition am Holz sowie die Gewährleistung dass der Wipfel am Boden schleift wird von der Steuerung übernommen. Der Grapple Laufwagen fährt die in der Seiltrasse liegenden Bäume bzw. Langgüter autonom auf den vorgesehenen Landeplatz.

Description

Laufwagen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung wird in der Forstwirtschaft zum Ernten von Holz bzw. auch zum Transport von Holz und weiteren Langgütern, Seilkrananlagen eingesetzt. Diese Anlagen bestehen aus einem Seilkran welcher mittels Seil gezogen wird oder sich auf einem Seil eigengetrieben fortbewegt. Die Seile sind mittels Windeneinheiten auf Trägerfahrzeugen (Kippmast, Yarder, etc.) oder Fixinstallation gezogen. In der Branche gängige Systeme werden als „Standing Skyline", „Live Skyline" oder „Running Skyline" bezeichnet. Die dazu verwendeten Seilkräne und Windeneinheiten sind unterschiedlichst in ihrem Aufbau und dem jeweiligen Einsatzanspruch angepasst.
Für die Bergauf-, Bergab- und/oder auch Horizontal-Seilung über ebenes und nicht befahrbares Gelände kann die Erfindung eingesetzt werden.
Die Seilkräne dieser Erfindung können die Kraft für den Transport sowohl durch Motorkraft einer Winde, Gravitationskraft oder Eigenantrieb aufb ringen. Hierzu können alle dem Stand der Technik entsprechenden Antriebsarten eingesetzt werden, auch Hybrid-Lösungen sind in Verwendung.
Während der Seilkran mit Zwangsausspulung sowie der Hubwindenseilkran am Tragseil verbleibt und nur das Seil abgesenkt wird, muss bei einem G rapple Seilkran die Zange bis zum Boden abgesenkt werden, damit am Boden liegende Bäume mittels Zange aufgenommen werden können (vgl. Fig.2). Nach aktuellem Stand der Technik wird hierzu die Position des G rapple Seilkrans, d.h. die abgefahrene Länge auf dem Seil, auf einem Display angezeigt und mittels Richtung Boden ausgerichteter und ggf. schwenkbarer Kamera die Bäume bzw. das Langgut erfasst und an den Bediener übermittelt. Mit diesen Informationen senkt der Bediener den Greifer ab und/oder versucht die Bäume bzw. das Langgut transportgerecht zu greifen. Die Bäume bzw. das Langgut werden durch Fällung bzw. Rückung mit ihrem dickeren Ende unterhalb der Seiltrasse positioniert. Am dickeren Ende werden die Bäume gegriffen und mit dem Wipfel am Boden schleifend bergauf, bergab oder horizontal gezogen. Dabei soll möglichst verhindert werden, dass die Bäume frei hängen oder schwingen, da sonst die Gefahr besteht, dass das Baumende den Laufwagen, das Tragseil, den Tragseilsattel oder den Stützenbaum beschädigt oder sich an diesen verhakt. Durch permanente Transport-Beobachtung und manuelles Steuern bzw. Nachregeln durch den Bediener der Anlage wird dies sichergestellt.
Ein Grapple-Seilkran ist ein Seilkran mit einem zangenartigen Greifer. Grapple ist hierbei eine teils und/oder vollumschlingende Griffmethode für das Holz und/oder Langgut.
Diese Erfindung sieht nun vor, dass durch eine Lernfahrt des Grapple Laufwagens dieser sowohl seine absolute wie auch relative Position im dreidimensionalen Raum erkennt. Mittels Maschinendaten über die Seilabwicklung und/oder barometrischer und/oder Satellitengestützer und/oder durch Strahlung ermöglichte Ortsbestimmung erhält die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit somit die Position des Laufwagens im Raum. Durch eine im Laufwagen angebrachte Sensorik, geeignet für direkte und/oder indirekte Messverfahren, kann der Abstand zum Boden und somit die Topografie des Geländes ermittelt werden. Alternativ kann die Topographie (im weiteren auch Bodenprofil genannt), sofern durch andere Verfahren bereits bekannt, auch verwendet werden. Die Informationen zum Bodenprofil werden in die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit eingespielt. Eine weitere Option zur Detektierung des Bodenprofils ist das Ziehen eines Höhen und Lage-Sensors mittels Laufwagen und/oder Seilkran über das Bodenprofil (Fig. 3 Pos. 1).
Die Lage der Bäume bzw. des Langguts wird durch die aufgenommenen Scan-Daten der Bodenprofil- Oberfläche während der Lernfahrt von einer Analysesoftware erkannt und die ortsbestimmenden Daten an die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt. Die Lernfahrt kann auch im abgesenkten Zustand des Laufwagens erfolgen. Die Länge der Bäume ist dem Bediener bekannt und wird der Steuer- und/oder Regeleinheit als Stammdaten eingegeben. Alternativ können hier auch aus anderen Quellen die Informationen zur Lage der Bäume im Raum bzw. des Langguts in der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit verwendet werden (beispielsweise durch einen Arbeiter im Gelände und/oder eine Maschine welche die Bäume fällt). Aufgrund des erkannten Stammdurchmessers und der vom Bediener angegebenen Baumart und Feuchte errechnet die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit das Gewicht des Transportgutes.
Die Lernfahrt (Vermessungsfahrt) kann beliebig oft wiederholt werden, sofern sich das Gelände oder die Lage der Bäume bzw. des Langgutes wesentlich verändert.
Fixpunkte in der Seiltrasse, wie bspw. Stützen, Anschläge oder Landeplatzposition können zur regelmäßigen Nachjustierung in der Steuer- und/oder Regeleinheit beim Anfahren bzw. Überfahren dieser eingelesen werden.
Durch die der Steuer- und/oder Regeleinheit bekannten Informationen wird nach der Vermessungsfahrt/Lernfahrt der Zyklus zum Abtransport erstellt, welcher durch ausgewählte Vorgaben des Bedieners beeinflusst werden kann (bspw. Taktzeit der Baum-Ablage am Landeplatz). Der Bediener startet das Programm und der Grapple-Laufwagen transportiert alle Bäume im Einzeltransport oder auch Mehrfachtransport mit ggf. notwendigem Zwischenablegen der Bäume zur Landeplatzposition. Die Griffposition, d.h. der Abstand von der Schnittstelle zur Greifposition wird vorgegeben und der Grapple-Laufwagen setzt die Zange entsprechend an.
Die Gewährleistung des Bodenkontaktes des Wipfels wird von der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit übernommen. Die Daten zu Bodenprofil und kürzestem im Grapple aufgenommen Baum bzw. Langgut werden hierzu verrechnet, ebenso wie die Zugkraft, Seillänge und die Somit errechnete Schleppposition. Über das ausgespülte Seil oder die Spannung des Tragseils wird somit die Höhe geregelt.
Über die tatsächlich an der Winde bzw. der am Kippmast. Yarder oder Grapple-Laufwagen anliegenden Kräfte wird der Regelkreis geschlossen und bei Abweichung der erwarteten Werte ein Bedienereingriff abgefragt.
Der Grapple Laufwagen arbeitet teil-autonom, d.h. es ist kein Eingriff des Bedieners im Normalbetrieb notwendig. Lediglich Störungen müssen korrigiert werden und Stammdaten (Holzlänge, Holztyp, Feuchte, Position von Stützen, usw.) eingegeben werden.
Der Grapple Laufwagen kann sowohl als fixer Laufwagen am Seil mit aufliegender oder das Seil umschließender Rollenkombination ausgeführt werden. Der Grapple Laufwagen kann alternativ auch abgesenkt werden (vgl. Fig. 1 Pos.2)
Am Grapple Laufwagen ist eine Seilwinde montiert mit welcher im manuellen Betrieb Bäume welche außerhalb der Seiltrasse (das ist der Bereich unterhalb des gespannten Seiles) liegen, in diese gezogen werden können. Die Seilwinde ist fix und/oder abnehmbar am Laufwagen montiert, um bei Bedarf das Gewicht des Laufwagens reduzieren zu können.
Bild-Beschreibung
1. Am Boden durch Laufwagen geschleppter Sensor zur Ermittelung des Boden und/oder Höhenprofils
2. G rapple Laufwagen welcher den Sensor Bergauf und/oder Bergab und/oder Horizontal schleppt
3. Baum am Landeplatz abgelegt
4. Symbolbild für Windeneinheit, Kippmast, Yarder oder weiteren Seilzugmaschinen
5. Fixpunkt zur Seilfixierung
6. Boden und/oder Höhenprofil der Landschaft
7. Winde mit Messtechnik zur Rückgabe von Maschinenparametern an die Steuer- und/oder Regeleinheit
8. G rapple Laufwagen in der Ermittlung des Boden und/oder Höhenprofils
9. G rapple Laufwagen in der Aufnahme der Bodenstruktur zur Erkennung der Baumposition
10. G rapple Laufwagen mit eingezogener Zange
11. G rapple Laufwagen mit teilweise ausgefahrener Zange
12. G rapple Laufwagen mit teilweise ausgefahrener Zange und Baum bzw. Langgut in der Zange, das geschleppte Gut hat hierbei Bodenkontakt
13. G rapple Laufwa en mit abgesenktem Teil des Laufwagens zum scannen der Bodenstruktur und Erkennung von Bäumen bzw. Langgut
14. Satellit zur Aufnahme des Boden- und Höhenprofils und/oder der Bodenstruktur G rapple Laufwagen im Windenbetrieb zum Vorrücken der Bäume bzw. des Langguts in die Seiltrasse Stütze des Tragseils G rapple Laufwagen mit eingefahrener Zange und geklemmten Baum und/oder Langgut

Claims

Ansprüche
1. Grapple Seilkran (Pos.12) zum Aufnehmen von Bäumen und Langgut in unmittelbarer Umgebung einer Seiltrasse dadurch gekennzeichnet, dass dieser mittels Lernfahrt das Boden und/oder Höhenprofil vermisst und an eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt
2. Grapple Seilkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Boden- und/oder Höhenprofil aus bereits vorliegenden Topografischen Daten erstellt wird und diese Daten in die Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt werden und somit die Lernfahrt eingespart wird.
3. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vermessungsfahrt des Höhenprofils auch die Bodenstruktur ermittelt und somit die Lage der Bäume bzw. des Langguts im Raum erfasst wird (Fig. 2 Pos. 2). Hierzu ist die entsprechende Sensorik im Seilkran eingebaut (Pos.8 und Pos.9).
4. Grapple Seilkran nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Bäume und des Langguts durch andere Art und Weise, dem Stand der Technik entsprechenden Vermessung, der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt wird.
5. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenprofil mittels Teach-in, Teachen bzw. Einlernen aufgenommen wird und an die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt wird
6. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Schleppseil mit am Boden aufliegendem Sensor über das Bodenprofil gezogen wird und somit das Bodenprofil ermittelt wird (Pos. 1 und Pos.2)
7. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinendaten aus vorherigen Transportfahrten ein nach Anspruch 1 oder/und 4 beschriebenes erneutes analysieren des Bodenprofils erfordern.
8. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit alle Maschinenparameter (Pos.7) so steuert und regelt, dass das transportierte Gut immer Bodenkontakt hat (Pos.12 und Pos. 17).
9. Grapple Seilkran nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass durch manuellen Eingriff ein Transport ohne Bodenkontakt zulässig ist
10. Grapple Seilkran nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass eine autonome, d.h. ohne Eingriff des Bedieners, Holz bzw. Langgut-Bringung möglich ist.
11. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bäume und Langgut sowohl gleichzeitig wie auch durch gezieltes Ablegen und Wideraufnehmen transportiert werden können.
12. Grapple Seilkran nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination aus autonomer und manueller Bedienung möglich ist.
13. Grapple Seilkran nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass er sowohl die absolute und relative Position im Raum von Laufwagen und Greifer an die zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt (Pos. 11)
14. Grapple Seilkran nach Anspruch eins dadurch gekennzeichnet, dass der Seilkrank bei der Leerfahr im abgesenkten Zustand knapp über dem Boden die Bodenstruktur und damit die Lager der Bäume bzw. des Langgutes aufzeichnet. (Pos. 13)
15. Grapple Seilkran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Laufwagen mit einer fest installierten und/oder abnehmbaren Zusatzwinde zum Vorrücken von Bäumen und/oder Langgut ausgestattet ist (Pos.15)
16. Grapple Seilkran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Topografie barometrisch und/oder Satellitengestützt und/oder durch Strahlung ermittelt wird.
EP20786545.2A 2019-10-07 2020-10-06 Laufwagen Pending EP4040944A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT3232019 2019-10-07
PCT/EP2020/077989 WO2021069438A1 (de) 2019-10-07 2020-10-06 Laufwagen

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EP4040944A1 true EP4040944A1 (de) 2022-08-17

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EP20786545.2A Pending EP4040944A1 (de) 2019-10-07 2020-10-06 Laufwagen

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US (1) US20230174351A1 (de)
EP (1) EP4040944A1 (de)
CL (1) CL2022000868A1 (de)
WO (1) WO2021069438A1 (de)

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WO2021069438A1 (de) 2021-04-15
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