JP2017042115A - Grapple system - Google Patents
Grapple system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017042115A JP2017042115A JP2015168316A JP2015168316A JP2017042115A JP 2017042115 A JP2017042115 A JP 2017042115A JP 2015168316 A JP2015168316 A JP 2015168316A JP 2015168316 A JP2015168316 A JP 2015168316A JP 2017042115 A JP2017042115 A JP 2017042115A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grapple
- wood
- arm
- sensor
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、木材の処理を行うグラップルシステムに関するものである。 The present invention relates to a grapple system for processing wood.
木材は、山林から伐採した後、一般に木材を運搬するトラックに積み込み、木材市場や製材工場に運ばれて取引される。また、木質燃料として用いられる木材は、土場に積材され、乾燥後、チップ化される。このように木材を流通させる際、伐倒、集材、枝払、玉切り、はい積、積込、荷下ろしといった多くの場面で、グラップル装置が用いられている。 The timber is cut from the forest and then loaded onto a truck that transports timber, and then transported to a timber market or a lumber mill for trading. Moreover, the wood used as the wood fuel is piled up on the ground, dried and chipped. When distributing wood in this way, grapple devices are used in many scenes such as felling, collecting, branching, chopping, loading, loading and unloading.
グラップル装置を用いた作業は、山林等の様々な環境で行われ、また、作業対象となる樹木が自然物であり、臨機応変な対応が必要なため、作業の効率は、作業者の能力や経験によるところが大きく、容易に向上させることができるものではなかった。また、グラップル装置を用いた作業の成果、例えば、伐採量や積材量の測定にも人手を必要とし、これも作業効率を低下させる要因となっていた。 Work using the grapple device is performed in various environments such as forests, and because the trees to be worked are natural objects and need to be dealt with flexibly, the work efficiency depends on the ability and experience of the worker. However, it cannot be easily improved. In addition, the results of work using the grapple device, for example, the measurement of the amount of felling and the amount of piled materials, require manpower, which has also been a factor of reducing work efficiency.
そこで、解決しようとする課題は、木材を処理する際の作業効率を向上させる技術の提供である。 Therefore, a problem to be solved is to provide a technique for improving work efficiency when processing wood.
上記課題を解決するため、本発明のグラップルシステムは、
作業装置のアーム先端に取付けられ、木材を把持して所定の動作を行うグラップルと、
前記グラップルの動作状態を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出する処理結果取得部と、
を備える。
In order to solve the above problems, the grapple system of the present invention is:
A grapple that is attached to the arm tip of the work device and grips the wood to perform a predetermined operation;
A sensor for detecting an operating state of the grapple;
A processing result acquisition unit that calculates a processing amount of wood per predetermined time based on a detection value of the sensor;
Is provided.
このように、本発明では、グラップルを用いた作業を行う際に、グラップルの動作状態を示すデータや木材の処理量を作業結果として取得できるので、これらの作業結果に基づいて処理の効率化を検討でき、処理効率の向上に寄与できる。 As described above, in the present invention, when the work using the grapple is performed, the data indicating the operation state of the grapple and the processing amount of the wood can be acquired as the work result. Therefore, the efficiency of the processing can be improved based on the work result. Can be considered and contribute to the improvement of processing efficiency.
また、本発明のグラップルシステムは、
可動されるアーム、及び前記アーム先端に取付けられ、木材を把持して所定の動作を行うグラップルを含む作業装置と、
前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作状態を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出すると共に、前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作履歴を求める処理結果取得部と、
を備える。
The grapple system of the present invention is
A working device including a movable arm, and a grapple attached to the tip of the arm and gripping wood to perform a predetermined operation;
A sensor for detecting an operating state of the working device including the arm and the grapple;
Based on the detection result of the sensor, a processing amount acquisition unit for calculating a processing amount of wood per predetermined time and obtaining an operation history of the working device including the arm and the grapple;
Is provided.
このように、本発明では、グラップルを用いた作業を行う際に、グラップルを含む作業
装置の動作履歴や木材の処理量を作業結果として取得できるので、これらの作業結果に基づいて処理の効率化を検討でき、処理効率の向上に寄与できる。また、この作業結果を比較例と対比することで作業結果の客観的な評価が可能になる。即ち、効率的に造材を行っている現場の情報を比較例として対比することで、効率向上のための改善点を容易に見つけることができる。
As described above, in the present invention, when performing work using the grapple, the operation history of the working device including the grapple and the processing amount of wood can be acquired as the work result. Therefore, the processing efficiency can be improved based on these work results. Can contribute to improving the processing efficiency. Further, by comparing this work result with the comparative example, the work result can be objectively evaluated. That is, it is possible to easily find an improvement point for improving efficiency by comparing information on a site where the material is efficiently made as a comparative example.
前記グラップルシステムは、
前記グラップルで木材を把持した際に、当該木材の重量を前記センサが検出し、
前記処理結果取得部が、木材の積込作業時又は荷下ろし作業時に把持した木材の重量を積算して木材の処理量を算出しても良い。
The grapple system
When gripping wood with the grapple, the sensor detects the weight of the wood,
The processing result acquisition unit may calculate the processing amount of the wood by adding up the weight of the wood gripped during the loading operation or the unloading operation of the wood.
前記グラップルシステムは、
前記グラップルで木材を把持して切断する際に、当該木材の直径を前記センサが検出し、
前記処理結果取得部が、前記木材を切断する際に把持した前記木材の直径と切断回数に基づいて前記木材の処理量を算出しても良い。
The grapple system
When gripping and cutting wood with the grapple, the sensor detects the diameter of the wood,
The processing result acquisition unit may calculate the processing amount of the wood based on the diameter and the number of cuttings of the wood gripped when cutting the wood.
前記グラップルシステムは、
前記グラップルが、前記木材を把持する側に突出させた割り入れ部を備えても良い。
The grapple system
The grapple may include an interrupting portion that protrudes toward the side that grips the wood.
前記グラップルシステムは、
前記割り入れ部を備えた前記グラップルで木材を把持した場合、前記割り入れ部によって割った割入れ済みの木材として記録し、当該割入れ済みの木材の乾燥期間を、割入れ済みでない木材の乾燥期間に所定の係数を乗じて算出しても良い。
The grapple system
When gripping wood with the grapple provided with the interrupting section, record it as an interrupted wood divided by the interrupting section, the drying period of the interrupted wood is the drying of the wood not interrupted The period may be calculated by multiplying a predetermined coefficient.
また、上記課題を解決するため、本発明のデータ取得方法は、
可動されるアーム、及び前記アーム先端に取付けられ、木材を把持して所定の動作を行うグラップルを含む作業装置の動作状態を検出するセンサの検出結果を取得するステップと、
前記センサの検出値に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出するステップと、
前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作履歴を取得するステップと、
をコンピュータが実行する。
In addition, in order to solve the above problems, the data acquisition method of the present invention includes:
Obtaining a detection result of a sensor that detects an operating state of a working device including a movable arm and a grapple that is attached to the tip of the arm and grips wood and performs a predetermined operation;
Calculating a processing amount of wood per predetermined time based on the detection value of the sensor;
Obtaining an operation history of the working device including the arm and the grapple;
Is executed by the computer.
また、本発明は、上記方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであっても良い。更に、前記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されていても良い。 The present invention may be a program for causing a computer to execute the above method. Furthermore, the program may be recorded on a computer-readable recording medium.
ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体の内コンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DAT、8mmテープ、メモリカード等がある。
また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやROM(リードオンリーメモリ)等がある。なお、課題を解決するための手段に記載の内容は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。
Here, the computer-readable recording medium refers to a recording medium that accumulates information such as data and programs by electrical, magnetic, optical, mechanical, or chemical action and can be read from the computer. . Examples of such recording media that can be removed from the computer include a flexible disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R / W, a DAT, an 8 mm tape, and a memory card.
Further, there are a hard disk, a ROM (read only memory), and the like as a recording medium fixed to the computer. The contents described in the means for solving the problems can be combined as much as possible without departing from the problems and technical ideas of the present invention.
本発明のグラップルシステムは、木材を処理する際の作業効率を向上させる技術を提供できる。 The grapple system of this invention can provide the technique which improves the working efficiency at the time of processing wood.
以下、本発明のグラップルシステム100の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, an embodiment of the
<実施形態1>
本実施形態1のグラップルシステム100では、図1に示すように、作業装置としてグラップル14を備える重機10と、グラップル14や重機10の状態を検出する複数のセンサ20と、センサ20から取得したデータを記録及び演算処理するコンピュータ30を備えている。
<Embodiment 1>
In the grapple
図2は、グラップル14を備えた重機10の一例を示す図である。重機10は、例えば、クローラ2を有する下部走行体3と、この下部走行体3に対して本体旋回ベアリング(不図示)を介して旋回自在に支持され、旋回モータ43により旋回駆動される上部機体5とを備えている。上部機体5の前側には、ブーム6、アーム8、グラップル14等からなる作業装置が設けられている。ブーム6は、上部機体5の前側に揺動可能に連結され、ブームシリンダ7の伸縮によって駆動される。アーム8は、ブーム6の先端に揺動自在に連結され、アームシリンダ9の伸縮によって駆動される。グラップル14は、このアーム8の先端の第1連結軸19と、シリンダ11の先端及びアーム8の先端に連結されたリンク部材13の一端に設けた第2連結軸12とに連結されている。なお、重機10の構成は、これに限らず、クローラ2に代えてホイールを備えても良く、また、下部走行体3を有さず地面等に固定するものであっても良い。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the
図3、図4は、本実施形態1のグラップル14の一例を示す図である。グラップル14は、第1連結軸19が挿入される第1軸受部21及び第2連結軸12が挿入される第2軸受部22が設けられたブラケット23を備えている。このブラケット23は、第1軸受部21及び第2軸受部22とリンク部材13との位置関係により、グラップルシリンダ11を伸縮操作することで、ブラケット23が図3のAの方向に揺動するようになっている。
3 and 4 are diagrams showing an example of the
そして、ブラケット23とフレーム35とが旋回ベアリング(不図示)を介して接続され、旋回モータ31の駆動により、フレーム35がブラケット23に対して図2のB方向に旋回可能となっている。
Then, the
フレーム35は、箱形に構成され、Z方向の枢軸34を介して一対のグラップルアーム40が装着されており、これらグラップルアーム40は不図示の油圧シリンダにより枢軸34廻り(C方向)へ対称的に揺動駆動される。また、フレーム35の側部には、木材切断手段であるチェーンソー50が設けられ、油圧モータ51の駆動により、木材の玉切り等を行う。なお、チェーンソー50は、オプションであり、省略されても良い。即ち、本発明のグラップルとは、ソー付きグラップルであっても良いし、チェーンソーを備えないグラップルであっても良い。この他、オプションとして、枝払い用のサイドナイフ(カッター)や、送材機構を備えても良い。また、本発明のグラップルは、プロセッサやハーベスタを構成するものであっても良い。本発明のグラップルは、プロセッサやハーベスタにおける把持機構であってもよく、本発明のグラップルシステムは、この把持機構を備えたプロセッサやハーベスタに適用することもできる。
The
図5は、重機10及びグラップル14の制御系の説明図である。本例では、油圧アクチュエータとして、ブーム6、アーム8、グラップル14の各油圧シリンダ7,9,11のほか、左右の走行モータ41,42と旋回モータ43、グラップルアーム40の開閉を行う
シリンダ49、旋回モータ31、チェーンソー用の油圧モータ51等を具備している。なお、図5の例は一例であり、サイドナイフや送材機構等、他の機構を備えても良いし、一部の機構を省略しても良い。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the control system of the
コントロールバルブ211〜213は、供給路L1に接続され、コントローラ61からの制御信号に基づいて、それぞれ左右の走行モータ41,42と旋回モータ43へ加える
油圧量、即ち各モータ41〜43の駆動量を制御する。また、コントロールバルブ214〜216は、供給路L2に接続され、コントローラ61からの制御信号に基づいて、それぞれ、ブーム6、アーム8、グラップル14を揺動させる各油圧シリンダ7,9,11へ加える油圧量、即ち各油圧シリンダ7,9,11の駆動量を制御する。そして、コントロールバルブ217〜219は、供給路L3に接続され、コントローラ61からの制御信号に基づいて、それぞれグラップルアーム40の開閉を行う開閉シリンダ49、旋回モータ31、チェーンソー用の油圧モータ51へ加える油圧量、即ち開閉シリンダ49又は各モータ31,51の駆動量を制御する。
The
センサ231〜239は、各アクチュエータ7,9,11,31,41,42,43,49,51の動作状態を検出するセンサ20の一形態であり、圧力センサーや、角度センサ、加速度センサ、速度センサ、また、これらの組み合わせである。センサ231〜233は、走行モータ41,42、旋回モータ43の回転速度や回転方向、回転量を検出する。
センサ234〜236は、それぞれ、ブーム6、アーム8、グラップル14を揺動させる各油圧シリンダ7,9,11の駆動量を検出する。なお、センサ234〜236は、上部機体5に対するブーム6の角度又は回転量、ブーム6に対するアーム8の角度又は回転量、アーム8に対するグラップル14の角度又は回転量を検出するものでもよい。センサ237〜239は、それぞれグラップルアーム40の開閉を行う開閉シリンダ49、旋回モータ31、チェーンソー用の油圧モータ51の駆動量を検出し、センサ240は、グラップル14が把持した木材の重量を検出する。
The
The
この他、重機10には、位置センサ241、加速度センサ242、地磁気センサ243、気圧センサ244を備えている。位置センサ241は、例えば、GPS(Global Positioning System)衛星からの信号を受信して位置情報を求めるGPS受信機である。なお
、これに限らず、加速度センサ242や地磁気センサ243による検出データに基づき、自律航法によって位置を求めるものであっても良い。
In addition, the
操作部65は、オペレータによる重機10に対する操作をコントローラ61に入力する
ものであり、左レバー651、右レバー652、左前後進レバー653、右前後進レバー654、グラップル開閉スイッチ655、グラップル旋回スイッチ656、チェーンソースイッチ657を具備している。
The
左レバー651は、左右に動かすことで、旋回モータ43を駆動させて下部走行体3に対して上部機体5を左右に回転させ、前後に動かすことで、アームシリンダ9を伸縮させてアーム8を上下に揺動させる。右レバー652は、左右に動かすことで、グラップルを前後に揺動させ、前後に動かすことで、ブームシリンダ7を伸縮させてブーム6を上下に揺動させる。左前後進レバー653は、走行モータ41の回転方向を操作して、左側のクローラ2を前進又は後進させる。右前後進レバー654は、走行モータ42の回転方向を操作して、右側のクローラ2を前進又は後進させる。グラップル開閉スイッチ655は、グラップルアーム40の開閉を操作し、グラップル旋回スイッチ656は、旋回モータ31によるフレーム35の旋回、即ちグラップルアーム40の旋回を制御し、チェーンソースイッチ657は、チェーンソー50のON/OFFを制御する。
The
油圧ポンプ66にはポンプレギュレータ67が設けられ、油圧ポンプ66の吐出量がこのレギュレータ67を通じてコントローラ61によって制御される。
The
コンピュータ30は、コントローラ61に入力された操作の履歴と、センサ20によって検出した各部のデータを記録する。また、コンピュータ30は、センサ20によって検出した各部のデータに基づいて所定時間あたりの木材の処理量を算出する。
The
図6は、コンピュータ30の一例を示す概略構成図である。図6に示すコンピュータ1000は、CPU(Central Processing Unit)1001、主記憶装置1002、補助記
憶装置(外部記憶装置)1003、通信IF(Interface)1004、入出力IF(Interface)1005、ドライブ装置1006、通信バス1007を備えている。CPU1001は、プログラムを実行することにより本実施の形態に係る処理等を行い、例えば処理結果取得部の機能を実現する。処理結果取得部は、重機10(作業装置を含む)やグラップル14の動作状態を検出するセンサ20による検出結果に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出すると共に、作業装置及び前記グラップルの動作履歴を求める。主記憶装置1002は、CPU1001が読み出したプログラムやデータをキャッシュしたり、CPUの作業領域を展開したりする。主記憶装置は、具体的には、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等である。補助記憶装置1003は、CPU1001により実行されるプログラムや、位置情報などを記憶する。補助記憶装置1003は、具体的には、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等である。主記憶装置1002又は補助記憶装置1003は、センサ20による検出結果や、操作履歴を記憶する。通信IF1004は、他のコンピュータとの間でデータを送受信する。コンピュータ30は、通信IF1004を介してネットワークNに接続される。通信IF1004は、具体的には、有線又は無線のネットワークカード等である。入出力IF1005は、入出力装置と接続され、ユーザから入力を受け付けたり、ユーザへ情報を出力したりする。入出力装置は、具体的には、キーボード、マウス、ディスプレイ、タッチパネル等である。ドライブ装置1006は、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の記憶媒体に記録されたデータを読み出したり、記憶媒体にデータを書き込んだりする。そして、以上のような構成要素が、通信バス1007で接続されている。なお、これらの構成要素はそれぞれ複数設けられていてもよいし、一部の構成要素(例えば、ドライブ装置1006)を設けないようにしてもよい。また、入出力装置がコンピュータと一体に構成されていてもよい。また、ドライブ装置1006で読み取り可能な可搬性の記憶媒体や、フラッシュメモリのような可搬性の補助記憶装置1003、通信IF1004などを介して、本実施の形態で実行されるプログラムが提供されるようにしてもよい。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the
図7は、コンピュータ30によるデータ取得方法の説明図である。重機10の運転が開始された場合、コンピュータ30は図7の処理を周期的に実行する。コンピュータ30は、先ず、コントローラ61に入力された操作を取得し(ステップS10)、操作履歴として記憶装置1003に記憶する(ステップS20)。また、コンピュータ30は、センサ20による検出値をコントローラ61から取得し(ステップS30)、記憶装置1003に記憶する(ステップS40)。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a data acquisition method by the
次に、コンピュータ30は、作業結果を取得する所定タイミングに達したか否かを判定し、所定タイミングに達していなければ図7の処理を終了し(ステップS50、No)、所定タイミングに達していれば(ステップS50、Yes)、所定期間内の操作履歴を作業
結果として取得し(ステップS60)、所定時間あたりの木材の処理量等の作業結果を算出する(ステップS70)。また、コンピュータ30は、比較データを取得し(ステップS8
0)、この比較データと対比させてステップS60、S70で求めたデータを出力する(ステップS90)。
Next, the
0), the data obtained in steps S60 and S70 are output in comparison with the comparison data (step S90).
図8は、ステップS60,S70で取得した作業結果の出力例を示す図である。図8では、ステップS70で算出した1時間あたりの木材の処理量、及びステップS60で取得した操作履歴、例えば1m3の木材の処理量(収穫量)を得た期間の操作履歴(所定収穫
量あたりの操作履歴とも称す)として、クローラの移動量、グラップル14の開閉回数、上部機体5の旋回回数を比較例と対比して示している。これに限らず操作履歴は、例えばグラップル14の挟み圧力の合計や平均、アームを動かした距離、クローラに対する上部機体の回転量、燃料の消費量、運転席の各種操作レバーの操作履歴であっても良い。
FIG. 8 is a diagram illustrating an output example of the work result acquired in steps S60 and S70. In FIG. 8, the amount of wood processed per hour calculated in step S70 and the operation history acquired in step S60, for example, the operation history (predetermined amount of harvest) of the 1 m 3 wood processing amount (harvest amount). The operation amount of the crawler, the number of times of opening / closing the
図9は、グラップルや重機の移動軌跡の出力例を示す図である。図9(A)は比較例を示し、図9(B)は本実施形態のグラップルシステムで実測した作業結果を示す。図9において、実線76は加速度センサで検出したグラップル14の移動軌跡であり、破線77は加速度センサで検出した重機10の移動軌跡である。図9(B)の例は図9(A)と比べてグラップルやクローラの移動量が多く、無駄に動いていることを示している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an output example of the movement trajectory of a grapple or a heavy machine. FIG. 9 (A) shows a comparative example, and FIG. 9 (B) shows a work result measured by the grapple system of this embodiment. In FIG. 9, the
比較例は、例えば、現場の傾斜や樹種、植栽密度等の条件毎に効率良く作業を行った場合の例を予め記憶しておき、現場の条件と対応する例を読み出す。なお、比較例は、効率の良い例に限らず、効率の悪い例であっても良い。例えば、現場の条件と対応する効率の良い例と悪い例を読み出して、両方の例と作業結果を対比させて出力する構成としても良い。 In the comparative example, for example, an example in which work is efficiently performed for each condition such as the slope of the site, the tree type, and the planting density is stored in advance, and an example corresponding to the site condition is read. The comparative example is not limited to an efficient example but may be an inefficient example. For example, a configuration may be adopted in which efficient examples and bad examples corresponding to on-site conditions are read, and both examples are compared with work results and output.
また、比較例は、ネットワークNを介して接続された他のグラップルシステムのコンピュータ30から、最も効率が良いものや、条件が適合したもの等を読み出すようにしても良い。更に、比較例は、過去の作業結果のうち、最も効率が良いものや、条件が適合したもの等であっても良い。
Further, in the comparative example, the most efficient one, the one that meets the conditions, and the like may be read from the
ステップS50における作業結果を取得するタイミングは、予め定めた期間や時間帯を
所定タイミングとするものでも良いし、操作部等からオペレータによって入力されるものであっても良い。例えば、伐倒、集材、枝払、玉切り、はい積、積込、荷下ろしといった作業を行う際に、この作業の種類と作業の開始を入力し、この作業が完了した時に終了を入力し、この作業の開始から終了までの木材の処理量や操作履歴を取得する。このように作業の種類を入力する場合、比較例も作業の種類に応じて読み出す構成としても良い。
The timing for acquiring the work result in step S50 may be a predetermined period or a predetermined time period, or may be input by an operator from an operation unit or the like. For example, when performing operations such as felling, collecting, branching, cutting, loading, loading, and unloading, enter the type of work and the start of the work, and enter the end when this work is completed. Then, the processing amount and operation history of wood from the start to the end of this work are acquired. In this way, when inputting the type of work, the comparative example may be read according to the type of work.
また、グラップル14や重機10の動作に基づいて作業の種類や作業の開始及び終了のタイミングをコンピュータ30が判断しても良い。例えば、グラップル14で立木の樹幹
を垂直方向に把持し、水平方向にチェーンソーを動かして樹幹を切断する動作を行った場合、この動作を伐倒作業と判定し、この動作の開始と終了をそれぞれ、伐倒作業の開始と終了とする。
Further, the
更に、グラップル14で樹木を把持し、クローラ2を動作させて特定の位置まで移動して、グラップル14を開き、樹木を下す動作を繰り返し行った場合、この動作を集材作業と判定し、この最初の動作の開始から最後に繰り返した動作の終了までを集材作業の開始から終了と判定する。なお、樹木を伐倒し、続けて集材する場合、これを一連の作業として判定しても良いし、樹木を把持して特定の位置まで移動して樹木を下すまでの動作を抽出して集材作業と判定しても良い。
Furthermore, when the tree is gripped by the
また、伐倒後、グラップル14で水平方向に樹木を把持し、垂直方向にチェーンソーを動かして樹木を切断する動作を繰り返し行った場合、この動作を玉切り作業(切断作業)と判定し、この最初の動作の開始から最後に繰り返した動作の終了までを玉切り作業の開始から終了と判定する。なお、玉切り作業と判定した場合、玉切りした回数(切断数)を造材数として記録し、玉切りする際にグラップル14で把持した樹木の直径をセンサによって検出して記録する。なお、所定の長さ(例えば2m)で玉切りする場合、次式のように、この造材数に長さと直径を乗じて木材の処理量(造材量)を算出しても良い。
In addition, after the tree felling, when the
木材の処理量=造材数×長さ×直径
更に、集材された樹木をグラップル14で把持して持ち上げ、アーム(上部機体5)を旋回させてトラックの荷台のような所定範囲内の所定高さでグラップル14を開く動作を繰り返し行った場合、これらの動作を積込作業と判定し、この最初の動作の開始から最後に繰り返した動作の終了までを積込作業の開始から終了と判定する。なお、積込作業と判定した場合、グラップル14で持ち上げた樹木の重量をセンサで検出し、積込作業の開始から終了までに持ち上げた(積み込みした)樹木の重量を総計して木材の処理量として求めても良い。これに限らず、樹木を持ち上げた際にグラップル14で把持した樹木の直径をセンサによって検出し、この直径に玉切りした長さ(例えば2m)と所定高さでグラップル14を開く動作の繰り返し数(積み込み数)を乗じて木材の処理量(造材量)を算出しても良い。
Amount of wood processed = number of lumbers × length × diameter Further, the collected trees are gripped and lifted by the
木材の処理量=直径×長さ×積み込み数
また、トラックの荷台のような所定範囲内の所定高さから樹木をグラップル14で把持して持ち上げ、アーム(上部機体5)を旋回させて地面付近でグラップル14を開く動作を繰り返し行った場合、これらの動作を荷下ろし作業と判定し、この最初の動作の開始から最後に繰り返した動作の終了までを荷下ろし作業の開始から終了と判定する。なお、荷下ろし作業と判定した場合、グラップル14で持ち上げた樹木の重量をセンサで検出し、荷下ろし作業の開始から終了までに下ろした樹木の重量を総計して木材の処理量として求めても良い。これに限らず、樹木を持ち上げた際にグラップル14で把持した樹木の直径をセンサによって検出し、この直径に玉切りした長さ(例えば2m)と地面付近でグラップル14を開く動作の繰り返し数(荷下ろし数)を乗じて木材の処理量(造材量)を算出しても良い。
Wood treatment amount = Diameter x Length x Number of loadings Also, grab the tree with a grapple 14 from a certain height within a certain range, such as a truck bed, and turn the arm (upper body 5) around the ground When the operation of opening the
木材の処理量=直径×長さ×荷下ろし数
そして、樹木をグラップル14で把持して持ち上げ、アーム(上部機体5)を旋回させて所定範囲内でグラップル14を開く動作を繰り返して樹木を平行に並べ、樹木の方向を直交方向に代えて次の段を積む動作を行った場合、これらの動作をはい積作業と判定し、この最初の動作の開始から最後に繰り返した動作の終了までをはい積作業の開始から終了と判定する。
なお、これら伐倒、集材、枝払、玉切り、はい積、積込、荷下ろしの作業は、全てを一
台の重機10(グラップル14)で行うことに限定されるものではなく、これらの作業を複数台で分担して行ってもよいし、各作業を複数台で行ってもよい。例えば、伐倒作業及び集材作業をハーベスタで行い、枝払作業及び玉切り作業をプロセッサ又はソー付きグラップル14を備えた重機10で行い、はい積作業や積込作業、荷下ろし作業をグラップル14を備えた重機10で行ってもよい。即ち、これらの作業の分担は、現場の傾斜や作業道の状況等に応じて適宜設定できる。また、これらの作業を複数の機械(ハーベスタや、プロセッサ、グラップル14を備えた重機10)で行う場合、グラップルシステム100が全ての機械を管理する構成でもよいし、一部の機械を管理する構成でもよい。
Processing amount of wood = diameter × length × unloading number Then, hold the tree with the
In addition, these felling, gathering, branching, cutting, loading, loading, and unloading operations are not limited to being performed by one heavy machine 10 (grapple 14). These operations may be performed by a plurality of units, or each operation may be performed by a plurality of units. For example, felling work and gathering work are performed by a harvester, pruning work and chopping work are performed by a
このように、本実施形態によれば、グラップル14を用いた作業の結果をデータで取得することができる。また、本実施形態によれば、作業結果として、操作履歴や木材の処理量を取得でき、処理の効率化を図るためのデータを得ることができる。 Thus, according to this embodiment, the result of the work using the grapple 14 can be acquired as data. Further, according to the present embodiment, the operation history and the processing amount of wood can be acquired as the work result, and data for improving the processing efficiency can be obtained.
また、本実施形態によれば、グラップル14を用いた作業の結果を比較例と対比して出力でき、作業結果を客観的に評価できる。即ち、効率的に造材を行っている現場の情報を比較例として対比することで、効率向上のための改善点を容易に見つけることができる。 Moreover, according to this embodiment, the result of the operation | work using the grapple 14 can be output in contrast with a comparative example, and an operation | work result can be evaluated objectively. That is, it is possible to easily find an improvement point for improving efficiency by comparing information on a site where the material is efficiently made as a comparative example.
更に、離隔した複数の現場が存在する場合にも、比較例を統一することで、現場間のばらつきをなくし、安定した品質で木材を供給することができる。 Furthermore, even when there are a plurality of remote sites, by unifying the comparative example, it is possible to eliminate variations between sites and supply wood with stable quality.
<実施形態2>
本実施形態2は、グラップル14に割り入れ部を設け、グラップル14による把持作業と同時に木材(丸太)を割る例を示す。以下、この木材を割る動作を割入れとも称す。伐採直後の生木は水分を多く含んでおり、このまま燃料に用いると、水分が燃焼を妨げるため、伐採後に木材を乾燥させる必要がある。この乾燥に必要な期間が長すぎると、乾燥場所を長期間占有し、木材の供給が滞ることになり、効率良く木質バイオマス燃料を供給することができなくなってしまう。このため、伐採した生木を割り、乾燥を早めるのが望ましい。但し、割入れのための工程を増加させると、造材速度が低下し、作業効率の低下を招くこともある。
<Embodiment 2>
The second embodiment shows an example in which an interrupting portion is provided in the
そこで、本実施形態2では、グラップル14に割り入れ部を設け、グラップル14で丸太を把持すると同時に割り入れが行えるようにしている。
Therefore, in the second embodiment, the
図10は、グラップル14に割り入れ部80を備えた例を示す図である。グラップル14は、フレーム35に対し枢軸34を介して一対のグラップルアーム40を揺動可能に具備している。グラップルアーム40は、側面視において湾曲し、湾曲した内側の凹部を向かい合わせて対を成し、この内側の凹部で木材を把持する。グラップルアーム40は、軸支された基端部と反対側の先端部と、高さ方向の中央部に割り入れ部80を備えている。なお、割り入れ部80は、グラップルアーム40の先端部と中央部の2カ所に限らず、3カ所以上設けても、先端部又は中央部の何れかに設けても良い。割り入れ部80は、湾曲したグラップルアーム40の内側、即ち曲率中心側に向けて突出した形状であり、図11に示すようにグラップル14の側面(X−Y断面)において、楔形となっている。割り入れ部80の外形は、図12(A)に示すように円錐形であっても、図12(B)に示すようにZ軸方向(把持される樹木の長手方向)に長手のブレード状であっても良い。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the
割り入れ部80のX−Y断面、即ち木材の長手方向と直交する断面において、頂点81と側面82が成す角度θ(図11)は、任意に設定できるが、例えば20°〜60°としてもよい。また、割り入れ部80の高さH、即ちグラップルアーム40から内側へ突出した距離は、任意に設定できるが、例えば20mm〜60mmとしてもよい。更に、割り入れ部80の図12(B)におけるZ軸方向の長さは、任意に設定できるが、例えば100
mm〜150mmとしてもよい。
In the XY cross section of the interrupting
It is good also as mm-150mm.
図13(A)は、割り入れ部80を備えたグラップルアーム40の先端部で木材89を把持した状態を示し、図13(B)は、割り入れ部80を備えたグラップルアーム40の内側凹部で木材89を把持した状態を示す。このように割り入れ部80を備えたグラップルアーム40で木材89を把持することで、割り入れ部80を木材89に刺衝し、木材89を割り、繊維方向(長手方向)に亀裂を生じさせることができる。
FIG. 13A shows a state in which the
ここで木材89を割るとは、木材89を半割りして2つに分けることに限るものではなく、刺衝した割り入れ部80を起点に亀裂を生じさせるだけでも良い。木材89を完全に割って2つに分けると、その後、木材89を運搬する際の手間が増えることがあり、また、亀裂を生じさせるだけでも乾燥を早める効果が充分にあるため、木材89を完全には割らず、亀裂を生じさせる程度に抑えても良い。
Here, dividing the
例えば、割り入れ部80の高さHが高く、角度θが大きいと亀裂が大きくなる傾向にあるので、把持する木材89の直径に応じた高さH、角度θの割り入れ部80を備えるようにしても良い。また、細い木材89は、図13(B)のように把持して中央部に設けた割り入れ部80で浅く割り、太い樹木は図13(A)のように把持し、高い圧力をかけて先端部に設けた割り入れ部80で深く割るようにしても良い。
For example, since the crack H tends to increase when the height H of the interrupting
割り入れ部80は、溶接等によりグラップルアーム40に固設されたものであっても、グラップルアーム40と一体的に成形されたものであっても、着脱可能に取り付けられたものであっても良い。
The interrupting
図14は、割り入れ部80をグラップルアーム40と別体のアタッチメントとして構成し、着脱可能に取り付けた例を示す。図14(A)に示すように割り入れ部80は、X−Y断面の形状がコの字状の取付部83を備え、この取付部83のスリット83Aと反対側に凸部84を備えている。そして、図14(B)に示すように、この取付部83のスリット83Aにグラップルアーム40の一部40Aを嵌合し、締結部材(ネジ)85で固定する。即ち、グラップルアーム40の一部40Aを挟むように締結部材85を締めつけることで割り入れ部80をグラップルアーム40に取り付け、締結部材85を緩めることで割り入れ部80をグラップルアーム40から取り外すことができる。また、図14(C)に示すように、取付部83のスリット83Aの内面とグラップルアーム40の一部40Aとの間に緩衝部材86を具備してもよい。このように緩衝部材86を備えることで、作業時の振動や衝撃を吸収して締結部材85が緩むことを防止し、締結を強固にすることができる。なお、割り入れ部80の着脱機構は、この構成に限らず、着脱が可能で、割入れ作業時に外れない程度にグラップルアーム40に対して固定できれば如何なる構成であってもよい。
FIG. 14 shows an example in which the interrupting
このように割り入れ部80をグラップルアーム40と別体のアタッチメントとして構成したことにより、既存のグラップル14に割り入れ部80を後付けして割り入れを行うことができる。また、締結部材85による着脱が可能なため、割り入れが不要なときには、割り入れ部80をグラップル14から外し、割り入れが必要なときに、割り入れ部80をグラップル14に取り付けることができる。また、把持する樹木の直径や樹種等に応じて所望の高さH及び所望の角度θの割り入れ部80に交換することができる。
As described above, since the interrupting
例えば、木材の密度(比重)が0.5未満の場合に、割り入れ部80の角度θを40°、木材の密度(比重)が0.5以上の場合に、割り入れ部80の角度θを30°とする。
For example, when the density (specific gravity) of wood is less than 0.5, the angle θ of the interrupting
このように本実施形態2によれば、集材、積込、はい積、荷下ろし等、木材を把持する
作業と同時に木材を割ることができ、木材の乾燥を早め、作業効率を向上させることができる。
As described above, according to the second embodiment, it is possible to break the wood simultaneously with the work of gripping the wood such as collecting, loading, loading, unloading, etc., speeding up the drying of the wood and improving the work efficiency. Can do.
また、コンピュータ30の処理結果取得部は、割り入れ部80を備えたグラップル14で把持した木材89について、割入れをした木材89として記憶装置(例えば、補助記憶装置1003)に記憶し、割り入れ部80によって割った処理の処理結果として、割入れしていない木材の乾燥期間に所定の係数を乗じて、割入れした木材89の乾燥期間が割入れしていない木材の乾燥期間と比べて短くなるように算出しても良い。例えば、割入れをしていない木材89の乾燥期間が10カ月の場合に、割入れした木材89の場合には所定の係数(例えば0.8)を乗じて乾燥期間を8カ月と算出しても良い。
Further, the processing result acquisition unit of the
2 クローラ
3 下部走行体
4 本体旋回ベアリング
5 上部機体
6 ブーム
7 ブームシリンダ
8 アーム
9 アームシリンダ
10 重機
11 グラップルシリンダ
14 グラップル
20 センサ
30 コンピュータ
35 フレーム
40 グラップルアーム
61 コントローラ
65 操作部
89 木材
100 グラップルシステム
2 Crawler 3 Lower traveling body 4 Main body turning bearing 5
Claims (8)
前記グラップルの動作状態を検出するセンサと、
前記センサの検出値に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出する処理結果取得部と、
を備えていることを特徴とするグラップルシステム。 A grapple that is attached to the arm tip of the work device and grips the wood to perform a predetermined operation;
A sensor for detecting an operating state of the grapple;
A processing result acquisition unit that calculates a processing amount of wood per predetermined time based on a detection value of the sensor;
A grapple system characterized by comprising:
前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作状態を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出すると共に、前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作履歴を求める処理結果取得部と、
を備えていることを特徴とするグラップルシステム。 A working device including a movable arm, and a grapple attached to the tip of the arm and gripping wood to perform a predetermined operation;
A sensor for detecting an operating state of the working device including the arm and the grapple;
Based on the detection result of the sensor, a processing amount acquisition unit for calculating a processing amount of wood per predetermined time and obtaining an operation history of the working device including the arm and the grapple;
A grapple system characterized by comprising:
前記処理結果取得部が、木材の積込作業時又は荷下ろし作業時に把持した木材の重量を積算して木材の処理量を算出する、
請求項1又は2に記載のグラップルシステム。 When gripping wood with the grapple, the sensor detects the weight of the wood,
The processing result acquisition unit calculates the processing amount of wood by accumulating the weight of wood gripped at the time of loading or unloading of wood,
The grapple system according to claim 1 or 2.
前記処理結果取得部が、前記木材を切断する際に把持した前記木材の直径と切断回数に基づいて前記木材の処理量を算出する、
請求項1又は2に記載のグラップルシステム。 The grapple has a function of cutting the wood, and when the wood is gripped and cut by the grapple, the sensor detects the diameter of the wood,
The processing result acquisition unit calculates the processing amount of the wood based on the diameter and the number of cuttings of the wood gripped when cutting the wood,
The grapple system according to claim 1 or 2.
前記センサの検出値に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出するステップと、
をコンピュータが実行するデータ取得方法。 A step of acquiring a detection result of a sensor that is attached to the arm tip of the work device and detects an operation state of a grapple that grasps wood and performs a predetermined operation;
Calculating a processing amount of wood per predetermined time based on the detection value of the sensor;
A data acquisition method executed by a computer.
前記センサの検出値に基づいて、所定時間あたりの木材の処理量を算出するステップと、
前記アーム及び前記グラップルを含む前記作業装置の動作履歴を取得するステップと、
をコンピュータが実行するデータ取得方法。 Obtaining a detection result of a sensor that detects an operating state of a working device including a movable arm and a grapple that is attached to the tip of the arm and grips wood and performs a predetermined operation;
Calculating a processing amount of wood per predetermined time based on the detection value of the sensor;
Obtaining an operation history of the working device including the arm and the grapple;
A data acquisition method executed by a computer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015168316A JP2017042115A (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Grapple system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015168316A JP2017042115A (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Grapple system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017042115A true JP2017042115A (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=58208999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015168316A Pending JP2017042115A (en) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | Grapple system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017042115A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021078374A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | イワフジ工業株式会社 | Tree treatment system |
CN117286918A (en) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 亚核智造(江苏)科技有限公司 | Vibrating grab bucket grooving machine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11350516A (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-21 | Izumi Kogyo:Kk | Power shovel bucket |
WO2008047450A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Sumitomo(Shi) Construction Machinery Manufacturing Co., Ltd. | Harvester machine for wood and felling/wood making method |
JP2012019702A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Processor controller in working machine |
JP2013029429A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Water content measurement device for forestry material |
EP2639026A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-18 | Hytar Oy | Tree processing device |
-
2015
- 2015-08-27 JP JP2015168316A patent/JP2017042115A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11350516A (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-21 | Izumi Kogyo:Kk | Power shovel bucket |
WO2008047450A1 (en) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Sumitomo(Shi) Construction Machinery Manufacturing Co., Ltd. | Harvester machine for wood and felling/wood making method |
JP2012019702A (en) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Processor controller in working machine |
JP2013029429A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Water content measurement device for forestry material |
EP2639026A1 (en) * | 2012-03-13 | 2013-09-18 | Hytar Oy | Tree processing device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021078374A (en) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | イワフジ工業株式会社 | Tree treatment system |
CN117286918A (en) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 亚核智造(江苏)科技有限公司 | Vibrating grab bucket grooving machine |
CN117286918B (en) * | 2023-11-24 | 2024-02-23 | 亚核智造(江苏)科技有限公司 | Vibrating grab bucket grooving machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI118890B (en) | A machine tool system that includes means for felling the wood to be processed | |
Niemistö et al. | Impact and productivity of harvesting while retaining young understorey spruces in final cutting of downy birch. | |
Nakagawa et al. | Effect of tree size on productivity and time required for work elements in selective thinning by a harvester | |
Nuutinen et al. | Operational efficiency and damage to sawlogs by feed rollers of the harvester head | |
JP2017042115A (en) | Grapple system | |
JP2013029429A (en) | Water content measurement device for forestry material | |
CA2900374C (en) | A timber-working device and method of operation | |
CA2844180C (en) | A system, device, and method for processing a length of material | |
JP2949308B2 (en) | Timber logging machine | |
RU135227U1 (en) | WOOD STORAGE MACHINE | |
WO2015084183A2 (en) | A timber-working device and method of operation | |
Ramantswana et al. | Determining the effect of tree size, bark-wood bond strength and tree form on the productivity of an excavator-based harvester in Acacia mearnsii in the KwaZulu-Natal forestry region of South Africa | |
US9400163B2 (en) | Method and apparatus for processing a length of material | |
CA2904177C (en) | A timber-working device and method of operation | |
JP6593874B2 (en) | Woody biomass fuel management system | |
CA2904174C (en) | A timber-working device and method of operation | |
US6575210B1 (en) | Apparatus and method of processing logs | |
CA2817435C (en) | A method and apparatus for processing a length of material | |
RU2533925C1 (en) | Method of development of blowdown cutting areas | |
RU131568U1 (en) | FORWARDER FOR WORK ON WINDFORDS FORESTRY | |
RU2768852C1 (en) | Method for felling trees at high snow level | |
WO2024003451A1 (en) | Method and control system for controlling a boom of a harvester | |
EP2454935A2 (en) | Harvester head | |
RU2060642C1 (en) | Logging device | |
NZ608293A (en) | A method and apparatus for processing a length of material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180821 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190514 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191112 |