RU2116025C1

RU2116025C1 - Logging machine

Info

Publication number: RU2116025C1
Application number: RU96110646A
Authority: RU
Inventors: П.В. Лукич; Ю.М. Федоров; В.Н. Смолин; В.С. Литкевич; В.М. Крылов; В.Е. Королев; И.П. Сусло; Йохан Эрик Берггрен
Original assignee: Закрытое акционерное общество Совместное русско-шведское научно-производственное предприятие "Форек"
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1998-07-27

Abstract

FIELD: forestry, in particular, logging machines of manipulator type with harvester working head. SUBSTANCE: logging machine has gripping and cutting apparatus with working mechanisms. Kinematic joining part of working head housing and hydraulic manipulator handle has bracket, which is connected through rotation pin and rotation hydraulic cylinder is connected with handle. Immovable part of hydraulic engine is connected with bracket. Pin for rotating bracket relative to handle is in parallel with lever rotating pin and is positioned on handle in front of or behind hydraulic engine shaft rotation spindle. In case of behind arrangement of bracket rotating pin, lever is provided with cantilevered portion oriented toward gripping and working mechanisms, in case of front arrangement, bracket portion has cantilevered part oriented in similar way. In both cases, S/L relation is > 1, where S is distance between surface of cantilevered portion of lever, oriented toward gripping and working mechanisms, and pin of pivot joint of lever and working head housing, or S is distance between cantilevered portion surface oriented toward gripping and working mechanisms and pin of pivot joint of cantilevered portion and head housing; L is length of head housing from pin of working head and lever pivot joint to its end portion, with pivot joint connection position being determined by arrangement of gripping and working mechanisms. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано в манипуляторных лесозаготовительных машинах с харвестерной рабочей головкой, захватно-срезающее устройство которых имеет обрабатывающие механизмы (т.е. ЗСУ с обрабатывающими механизмами). The invention relates to the forest industry and can be used in manipulative forestry machines with a harvester working head, the gripping-cutting device of which has processing mechanisms (i.e. ZSU with processing mechanisms).

Известна лесозаготовительная машина, содержащая тягово-транспортное средство с технологическим оборудованием, имеющим, в частности, гидроманипулятор с ЗСУ и обрабатывающим механизмами на его рукояти [1]. Known logging machine containing a towing vehicle with technological equipment having, in particular, a hydraulic manipulator with ZSU and processing mechanisms on its handle [1].

Известная лесозаготовительная машина осуществляет валку дерева в стороне от зоны его спиливания, преимущественно, на след машины, а обработка его производится под углом к следу машины. Для осуществления этого технологического процесса в известной лесозаготовительной машине корпус рабочей головки с захватно-обрабатывающими, срезающими механизмами и подающим устройством между ними кинематически связывается с рукоятью гидроманипулятора посредством поворотного рычажного соединения между рукоятью и неподвижной частью гидродвигателя, вал вращения которого жестко соединяется с корпусом головки. Однако известное выполнение кинематической связи рукояти и корпуса рабочей головки имеет существенные недостатки:
усложнен процесс наведения и ориентации корпуса рабочей головки относительно ствола стоящего и поваленного дерева, поскольку поворот головки ограничен поворотом рычажного соединения между рукоятью манипулятора и неподвижной частью гидродвигателя;
жесткая заданность расстояния между продольной осью рабочей головки и осью поворота рычажного соединения относительно рукоятки гидроманипулятора и значительная удаленность продольной оси головки от оси поворота рычажного соединения уменьшают грузоподъемность манипулятора, что объясняется наличием значительного силового момента, возникающего от веса дерева (при его переносе), относительно упомянутой оси поворота. Это обстоятельство приводит к опрокидыванию дерева (преимущественно, крупного) под действием его веса тяжести и требует конструктивного упрочения элементов гидроманипулятора, что повышает его металлоемкость;
указанное взаимное расположение вращающегося вала гидродвигателя и корпуса рабочей головки ухудшает и эксплуатационную надежность гидросистемы машины как при срезании дерева, так и при его обработке, т.к. подводящие шланги гидросистемы управления кинематической связи рукояти с головкой и механизмов последней находятся в технологических зонах действия ее механизмов и зон обработки дерева;
указанные недостатки в части опрокидывающего момента ограничивают также и использование в известной лесозаготовительной машине гидроманипуляторов со значительной длиной рабочего вылета, что необходимо при условии обработки и раскряжевки деревьев в направлении следа машины. Объясняется это тем, что увеличение рабочей длины вылета стрелы и рукояти гидроманипулятора помимо уже заложенных в его конструкции повышенных прочностных характеристик по повышению гидроподъемности приведет к дальнейшему повышению металлоемкости, что нецелесообразно;
В целом известная лесозаготовительная машина [1] эксплуатационно ненадежна и имеет ограниченные технологические возможности при разработке лесосек со значительными физико-механическими параметрами древостоя.A well-known forestry machine felling a tree away from the zone of its cutting, mainly on the track of the machine, and its processing is performed at an angle to the track of the machine. To carry out this process in a well-known forestry machine, the body of the working head with gripping-cutting, cutting mechanisms and a feeding device between them is kinematically connected to the handle of the hydraulic manipulator by means of a rotary lever connection between the handle and the fixed part of the hydraulic motor, the rotation shaft of which is rigidly connected to the head body. However, the known implementation of the kinematic connection of the handle and the housing of the working head has significant disadvantages:
the process of pointing and orienting the body of the working head relative to the trunk of a standing and felled tree is complicated, since the rotation of the head is limited by the rotation of the lever connection between the handle of the manipulator and the fixed part of the hydraulic motor;
rigid presetting of the distance between the longitudinal axis of the working head and the axis of rotation of the lever connection relative to the handle of the hydraulic manipulator and the significant distance from the longitudinal axis of the head from the axis of rotation of the lever connection reduce the lifting capacity of the manipulator, which is explained by the presence of a significant force moment arising from the weight of the tree (when moving it), relative to the aforementioned rotation axis. This circumstance leads to the overturning of the tree (mainly large) under the influence of its gravity and requires structural strengthening of the elements of the hydraulic manipulator, which increases its metal consumption;
the indicated relative position of the rotating shaft of the hydraulic motor and the housing of the working head also worsens the operational reliability of the hydraulic system of the machine both when cutting the tree and when processing it, because inlet hoses of the hydraulic control system for the kinematic connection of the handle to the head and the mechanisms of the latter are located in the technological zones of action of its mechanisms and wood processing zones;
These shortcomings in terms of the overturning moment also limit the use of hydraulic manipulators in a well-known forestry machine with a significant length of the working reach, which is necessary provided that the trees are processed and cut in the direction of the machine track. This is explained by the fact that an increase in the working length of the boom and handle of the hydraulic manipulator, in addition to the increased strength characteristics already built into its design to increase hydraulic capacity, will lead to a further increase in metal consumption, which is impractical;
In general, the well-known logging machine [1] is operationally unreliable and has limited technological capabilities when developing cutting areas with significant physical and mechanical parameters of the stand.

Известна также лесозаготовительная машина, на рамном основании тягово-транспортного средства которой установлено технологическое оборудование, включающее гидросистему, имеющую ось поворота, гидроманипулятор, рукоять которого кинематически связана с корпусом рабочей головки, оснащенной разнесенной по ее длине захватно-обрабатывающими и срезающими механизмами и расположенным между ними подающим устройством, причем кинематическая связь содержит имеющий подвижную и неподвижную части гидродвигатель с вращающимся валом, по крайней мере один рычаг, который посредством оси поворота соединен с корпусом рабочей головки и связан с ней средством поворота, при этом рычаг соединен с валом гидродвигателя [2]. A forestry machine is also known, on the frame base of a towing vehicle of which technological equipment is installed, including a hydraulic system with a pivot axis, a hydraulic manipulator, the handle of which is kinematically connected with the body of the working head, equipped with gripping-cutting and shearing mechanisms spaced along its length and located between them a feeding device, and the kinematic connection contains a movable and fixed parts of the hydraulic motor with a rotating shaft, at least ie one lever, which by means of a pivot axis connected to the working head casing and connected to it pivot means, the arm being connected to the shaft of the hydraulic motor [2].

Известная лесозаготовительная машина обеспечивает срезание, валку и обработку дерева. Валка дерева осуществляется непосредственно после его спиливания (срезания) у пня, как правило, на стенку леса, посредством поворотного рычага относительно оси его шарнирного соединения с корпусом головки. A well-known forestry machine provides cutting, felling and processing of wood. The tree is felled immediately after its cutting (cutting) at the stump, usually on the wall of the forest, by means of a rotary lever relative to the axis of its articulation with the head housing.

Наличие в кинематической связи корпуса рабочей головки с рукоятью манипулятора рычага и средства его поворота обеспечивает наклон дерева при его валке и наведение рабочей головки на ствол стоящего дерева. The presence in the kinematic connection of the body of the working head with the handle of the manipulator of the lever and the means of its rotation provides the tilt of the tree during its felling and guidance of the working head on the trunk of a standing tree.

При горизонтальном положении корпуса головки благодаря ее соединению с рычагом и связи его с валом гидродвигателя, головка ориентируется относительно ствола поваленного дерева, что обеспечивает свободное расположение над обрабатываемым деревом подающих шлангов гидросистемы, расположенных на рукоятке. Это увеличивает эксплуатационную надежность машины. In the horizontal position of the head housing due to its connection with the lever and its connection with the hydraulic motor shaft, the head is oriented relative to the trunk of a fallen tree, which ensures free location of hydraulic supply hoses located on the handle above the tree being processed. This increases the operational reliability of the machine.

Однако известная лесозаготовительная машина не может осуществить повал с выносом дерева в сторону от зоны его спиливания, что наиболее предпочтительно по экологическим требованиям. Объясняется это тем, что неподвижная часть (статор) гидродвигателя шарнирно соединена с рукоятью гидроманипулятора. Это обстоятельство не позволяет использовать известную лесозаготовительную машину на валке средних и крупномерных деревьев, т.к. силового воздействия средств поворота рычага для валки леса недостаточно, что в целом ухудшает технологические возможности известной лесозаготовительной машины. However, the well-known forestry machine cannot carry out a felling with the removal of the tree away from the zone of its cutting, which is most preferable by environmental requirements. This is explained by the fact that the fixed part (stator) of the hydraulic motor is pivotally connected to the handle of the hydraulic manipulator. This fact does not allow the use of the well-known forestry machine on felling medium and large trees, because the force impact of the lever rotation means for felling is not enough, which generally worsens the technological capabilities of the well-known forestry machine.

Известное техническое решение [2] по совокупности и взаимосвязи используемых в нем конструкторско-технологических признаков является наиболее близким техническим решением к изобретению и выбрано в качестве его прототипа. The known technical solution [2] in terms of the totality and interconnection of the design and technological features used in it is the closest technical solution to the invention and is chosen as its prototype.

Цель изобретения - создание универсальной лесозаготовительной машины, обеспечивающей срезание, валку и обработку различных по своим физико-механическим параметрам деревьев как в зоне их спиливания, так и в стороне от нее, т.е. с выносом дерева с лесосеки и обработкой его на волоке или рядом с ним при высокой эксплуатационной надежности машины. The purpose of the invention is the creation of a universal forestry machine that provides cutting, felling and processing of trees with different physical and mechanical parameters both in the area of their sawing and away from it, i.e. with the removal of the tree from the cutting area and its processing on the draw or near it with high operational reliability of the machine.

Поставленная цель достигается тем, что в лесозаготовительной машине, содержащей тягово-транспортное средство, на рамном основании которого смонтировано технологическое оборудование, включающее гидросистему, имеющий ось поворота гидроманипулятор, рукоять которого кинематически связана с корпусом рабочей головки, оснащенной по ее длине захватно-обрабатывающими и срезающими механизмами и расположенным между ним подающим устройством, причем кинематическая связь содержит имеющий подвижную и неподвижную части гидродвигатель с вращающимся валом, по крайней мере один рычаг, который посредством оси поворота соединен с корпусом рабочей головки и связан с ней посредством поворота, при этом рычаг соединен с валом гидродвигателя, ось вращения которого расположена под углом преимущественно 90^o к оси поворота рычага, согласно изобретению кинематическая связь корпуса рабочей головки с рукоятью гидроманипулятора снабжена кронштейном, который посредством оси поворота и гидроцилиндра поворота соединен с рукоятью, при этом неподвижная часть соединена с кронштейном, а ось поворота последнего относительно рукояти параллельна оси поворота рычага и расположена на рукояти перед осью вращения вала гидродвигателя или за ней, при этом в последнем случае рычаг имеет консольный участок, ориентированный в направлении захватно-обрабатывающих механизмов, а в предыдущем случае часть кронштейна имеет аналогично ориентированный консольный участок, причем в обоих случаях отношение S/L > 1, где S - или расстояние между поверхностью консольного участка рычага, обращенного к захватно-обрабатывающим механизмам, и осью шарнирного соединения с корпусом, или S - расстояние между поверхностью консольного участка кронштейна, обращенного к захватно-обрабатывающим механизмам и осью его шарнирного соединения с корпусом головки, а L - длина корпуса головки от оси шарнирного соединения последней с рычагом до концевого ее участка, определяемого размещением элементов захватно-обрабатывающих механизмов.This goal is achieved by the fact that in a forestry machine containing a towing vehicle, on a frame base of which technological equipment is mounted, including a hydraulic system, a hydraulic manipulator having a pivot axis, the handle of which is kinematically connected with the working head body, equipped with gripping-cutting and shearing lengths along its length mechanisms and a feeding device located between it, and the kinematic connection comprises a hydraulic motor having a movable and fixed part with a rotating msya shaft, at least one lever, which by means of a pivot axis connected to the working head body and connected thereto by means of rotation, the arm being connected to the shaft of the hydraulic motor, which is the axis of rotation at an angle of preferably 90 ^o to the pivot axis of the lever according to the invention Kinematic the connection of the working head housing with the handle of the hydraulic manipulator is equipped with a bracket, which is connected to the handle by means of the pivot axis and the swing hydraulic cylinder, while the fixed part is connected to the bracket, and the pivot axis and the latter relative to the handle is parallel to the axis of rotation of the lever and is located on the handle in front of or behind the axis of rotation of the hydraulic motor shaft, in the latter case, the lever has a cantilever section oriented in the direction of the gripping and machining mechanisms, and in the previous case, the bracket part has a similarly oriented cantilever section in both cases, the ratio S / L> 1, where S is the distance between the surface of the cantilever section of the lever facing the gripping and processing mechanisms and the hinge axis with unity with the housing, or S is the distance between the surface of the cantilever section of the bracket facing the gripping and machining mechanisms and the axis of its hinge connection with the head housing, and L is the length of the head housing from the axis of the hinge connection of the latter with the lever to its end section, determined by the placement of elements gripping mechanisms.

Средство поворота рычага выполнено в виде расположенного между рычагом и корпусом гидроцилиндра. The lever rotation means is made in the form of a hydraulic cylinder located between the lever and the body.

Предложено выполнение рычага с П-образным профилем, вертикально-ориентированные участки которого симметрично расположены относительно оси вращения вала гидродвигателя и связаны с ней гидроцилиндрами. The implementation of a lever with a U-shaped profile is proposed, the vertically oriented sections of which are symmetrically located relative to the axis of rotation of the hydraulic motor shaft and are connected with it by hydraulic cylinders.

Рамное основание тягово-транспортного средства имеет переднюю и заднюю консоли, а ось поворота гидроманипулятора преимущественно симметрично расположена относительно передней и задней консолей рамного основания тягового средства, при этом рабочая длина вылета гидроманипулятора превышает на 6-8 м расстояние между осью его поворота и одной из упомянутых консолей рамного основания тягового средства преимущественно с задней его стороны. The frame base of the towing vehicle has a front and rear consoles, and the axis of rotation of the hydraulic manipulator is predominantly symmetrically relative to the front and rear consoles of the frame base of the traction vehicle, while the working length of the departure of the hydraulic manipulator exceeds by 6-8 m the distance between the axis of rotation and one of the aforementioned consoles of the frame base of the traction means mainly from its rear side.

Предлагаемое конструктивное выполнение кинематической связи корпуса рабочей головки с рукоятью гидроманипулятора с введением в указанную связь поворотного кронштейна и описанного выше его соединения с рукоятью и неподвижной частью гидродвигателя, а также предложенное размещение поверхностей консольного участка рычага относительно корпуса рабочей головки или соответствующего участка кронштейна на расстоянии, превышающем параметры корпуса в описанной зоне, улучшили условия наведения рабочей головки на ствол стоящего дерева, обеспечили его повал как в зоне спиливания, так и в стороне от нее посредством переноса дерева, при этом технологический процесс валки и переноса может быть обеспечен при различных физико-механических параметрах дерева, что не требует повышения металлоемкости гидроманипулятора, а обработка поваленного дерева может быть произведена как по следу лесозаготовительной машины, так и под углом к ней, что зависит от технологических требований подсортировки получаемых сортиментов как по их длине, так и их физико-механическому состоянию, например по породе древесины. The proposed constructive implementation of the kinematic connection of the working head housing with the handle of the hydraulic manipulator with the introduction of the swivel bracket and its connection described above with the handle and the fixed part of the hydraulic motor, as well as the proposed placement of the surfaces of the console section of the lever relative to the body of the working head or the corresponding section of the bracket at a distance exceeding body parameters in the described zone, improved conditions for pointing the working head to the trunk of a standing tree, providing They healed it both in the cutting area and aside from it by means of wood transfer, while the technological process of felling and transfer can be ensured with various physical and mechanical parameters of the tree, which does not require increasing the metal consumption of the hydraulic manipulator, and processing of the fallen tree can be performed both in the wake of the forest machine and at an angle to it, which depends on the technological requirements for sorting the resulting assortments both by their length and their physical and mechanical state, for example, according to a kind of wood.

Таким образом, заявляемая лесозаготовительная машина с учетом предлагаемых для ее реализации совокупности конструктивно-технологических признаков, их взаимосвязи обеспечивает достижение поставленного технического результата по срезанию, валке и обработке деревьев различных параметров в любых заданных по техническим требованиям зонах при высокой степени эксплуатационной надежности. Thus, the inventive forestry machine, taking into account the proposed combination of structural and technological features, their interconnection ensures the achievement of the technical result for cutting, felling and processing of trees of various parameters in any areas specified by technical requirements with a high degree of operational reliability.

Приведенный научно-технический анализ известного уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение не следует явным образом из указанного уровня техники и соответствует критериям изобретения - новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость, что подтверждается нижеприведенным описанием. The above scientific and technical analysis of the prior art indicates that the proposed technical solution does not follow explicitly from the specified prior art and meets the criteria of the invention — novelty, inventive step, industrial applicability, which is confirmed by the description below.

На фиг. 1 показана лесозаготовительная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид в плане; на фиг. 3 - общий вид корпуса рабочей головки при вертикальной ее ориентации относительно стоящего дерева и при его переносе в вертикальном положении при варианте выполнения поворотного рычага с консольным участком; на фиг. 4 - то же, что на фиг. 3 при валке; на фиг. 5 - общий вид корпуса рабочей головки при вертикальной ее ориентации относительно стоящего дерева и при его переносе в вертикальном положении - вариант выполнения части поворотного кронштейна с ориентированным в направлении захватно-обрабатывающих механизмов участком; на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5 при положении головки соответствующей обработке поваленного дерева, вариант выполнения поворотного рычага с П-образным профилем и поворотом головки в горизонтальном положении на 90^o.In FIG. 1 is a side view of a forestry machine; in FIG. 2 is the same as in FIG. 1, plan view; in FIG. 3 is a general view of the working head housing with its vertical orientation relative to a standing tree and when it is transported in a vertical position with an embodiment of a rotary lever with a console section; in FIG. 4 is the same as in FIG. 3 when felling; in FIG. 5 is a general view of the working head housing with its vertical orientation relative to a standing tree and when it is transported in a vertical position — an embodiment of a part of a swivel bracket with a section oriented in the direction of the gripping and processing mechanisms; in FIG. 6 is the same as in FIG. 5 when the head position is corresponding to the processing of a felled tree, an embodiment of the pivot arm with a U-shaped profile and the rotation of the head in a horizontal position by 90 ^o .

Лесозаготовительная машина содержит тягово-транспортное средство 1, например гусеничное, на рамном основании 2 которого смонтировано технологическое оборудование, имеющее, в частности, гидроманипулятор 3. The forestry machine comprises a towing vehicle 1, for example a tracked one, on the frame base 2 of which technological equipment is mounted, having, in particular, a hydraulic manipulator 3.

В описываемом варианте колонна гидроманипулятора (его основание) имеет ось поворота в виде поворотной платформы 4 кабины тягового средства. Возможен вариант выполнения гидроманипулятора с поворотной колонной (не показан). На рукоятке 5 гидроманипулятора 3 посредством кинематической связи установлен корпус рабочей головки 6, имеющей разнесенные по длине срезающие 7 и захватно-обрабатывающие механизмы 8, а также расположенное между ними подающее устройство 9. Кинематическая связь корпуса рабочей головки 6 с рукояткой 5 гидроманипулятора 3 имеет: поворотный кронштейн 10, гидроцилиндр 11, установленную на кронштейне 10 неподвижную часть 12 гидродвигателя, по крайней мере один шарнирно соединенный с корпусом головки 6 рычаг 13, связанный с последней средством порота, например гидроцилиндром 14, при этом согласно одному варианту выполнения кинематической связи корпуса рабочей головки с рукоятью гидроманипулятора по крайней мере один конец рычага 13 имеет участок 15, который ориентирован в направлении захватно-обрабатывающих механизмов 8 и жестко соединен с вращающимся валом 16 гидродвигателя. При описываемом варианте рычага 13 кинематической связи ось поворота 17 кронштейна 10 расположена на рукояти 5 за неподвижной частью 12 и осью вращения гидродвигателя (см. например, фиг. 3 при вертикальном положении рабочей головки, соответствующей положению наведения и ориентации последней на стоящее дерево и срезание его). При другом варианте выполнения кинематической связи корпуса рабочей головки с рукоятью 5 гидроманипулятора ось поворота 17 кронштейна 10 расположена перед неподвижной частью 12 и осью вращения гидродвигателя, а часть кронштейна 10 в этом случае имеет консольный участок 18, ориентированный в направлении захватно-обрабатывающих механизмов 8. При обоих описываемых вариантах ось поворота 17 кронштейна параллельна оси поворота 19 рычага 13. Ось 20 гидроцилиндра 14 смещена относительно оси поворота 19 рычага 13 в направлении захватно-обрабатывающих механизмов 8 или срезающих механизмов 7. Независимо от выполнения кронштейна 10 с участком 18 или рычага 13 с участком 15 профиль рычага 13 может иметь П-образную форму, горизонтально-ориентированная часть 21 которого, например, непосредственно соединяется с вращающимся валом гидродвигателя (фиг. 6), а вертикально-ориентированные части 22 указанного профиля рычага 13 шарнирно соединяются с корпусом головки со смещением из относительно друг друга в поперечном направлении с расположением осей шарнирных соединений в общей поперечно-горизонтальной плоскости. Во всех случаях расположение оси поворота 19, рычага 13 предусмотрено приблизительно в центральной зоне - между захватно-обрабатывающими и срезающими механизмами. In the described embodiment, the column of the hydraulic manipulator (its base) has a pivot axis in the form of a rotary platform 4 of the cabin of the traction means. An embodiment of a hydraulic manipulator with a rotary column (not shown) is possible. On the handle 5 of the hydraulic manipulator 3, by means of kinematic communication, a working head housing 6 is installed, which has spaced-apart cutting 7 and gripping-processing mechanisms 8, as well as a feeding device located between them 9. The kinematic connection of the working head housing 6 with the handle 5 of the hydraulic manipulator 3 has: bracket 10, hydraulic cylinder 11, fixed part 12 of the hydraulic motor mounted on bracket 10, at least one lever 13 pivotally connected to the head housing 6, connected to the last means of the porous, For example a hydraulic cylinder 14, while according to one embodiment of the kinematic connection of the working head housing with a handle hydromanipulator at least one end of the lever 13 has a portion 15 which is oriented towards the pick-processing mechanisms 8 and is rigidly connected to a rotating shaft 16 of the hydraulic motor. With the described embodiment of the kinematic linkage lever 13, the rotation axis 17 of the bracket 10 is located on the handle 5 behind the fixed part 12 and the axis of rotation of the hydraulic motor (see, for example, Fig. 3 with the vertical position of the working head corresponding to the position of the guidance and orientation of the latter to a standing tree and cutting it ) In another embodiment, the kinematic connection of the working head housing with the handle 5 of the hydraulic manipulator, the axis of rotation 17 of the bracket 10 is located in front of the fixed part 12 and the axis of rotation of the hydraulic motor, and part of the bracket 10 in this case has a cantilever section 18, oriented in the direction of the gripping mechanisms 8. When of both described variants, the rotation axis 17 of the bracket is parallel to the rotation axis 19 of the lever 13. The axis 20 of the hydraulic cylinder 14 is offset relative to the rotation axis 19 of the lever 13 in the direction of the gripping-machining anisms 8 or cutting mechanisms 7. Regardless of the implementation of the bracket 10 with section 18 or the lever 13 with section 15, the profile of the lever 13 may have a U-shape, the horizontally oriented part 21 of which, for example, is directly connected to the rotating shaft of the hydraulic motor (Fig. 6 ), and the vertically oriented parts 22 of the specified profile of the lever 13 are pivotally connected to the head housing with offset from one another in the transverse direction with the location of the axes of the hinge joints in a common transverse horizontal plane bones. In all cases, the location of the pivot axis 19, the lever 13 is provided approximately in the central zone - between the gripping-processing and cutting mechanisms.

Поверхности участка 15 расположены под углом продольной оси 23 рычага 13 и на расстоянии S₁ или S₂ от оси шарнирного соединения 19, которое превышает длину L₁...L₂ рабочей головки 6 от указанной зоны соединения рычага с последней до ее концевого участка, определяемого расположением элементов захватно-обрабатывающих механизмов 8, т.е. указанного соотношения параметров S/L > 1. Аналогичная поверхность участка 18 кронштейна 10 (при втором варианте выполнения кинематической связи корпуса головки 6 с рукоятью 5 гидроманипулятора) также имеет соотношение параметров S/L > 1, где S - расстояние между поверхностью участка 18 кронштейна, обращенной к захватно-обрабатывающим механизмам и осью поворота рычага относительно корпуса головки; L - длина корпуса головки от оси шарнирного соединения (оси поворота) 12 рычага 13 с корпусом головки 6 до концевого участка корпуса последней, определяемого размещением на ней захватно-обрабатывающих механизмов 8.The surfaces of section 15 are located at an angle of the longitudinal axis 23 of the lever 13 and at a distance S ₁ or S ₂ from the axis of the swivel 19, which exceeds the length L ₁ ... L _{2 of the} working head 6 from the specified zone of connection of the lever from the last to its end section, determined by the location of the elements of the gripping-processing mechanisms 8, i.e. the specified ratio of the parameters S / L> 1. The similar surface of the section 18 of the bracket 10 (in the second embodiment of the kinematic connection of the head housing 6 with the handle 5 of the hydraulic manipulator) also has a ratio of parameters S / L> 1, where S is the distance between the surface of the section of the bracket 18, facing the gripping and processing mechanisms and the axis of rotation of the lever relative to the head housing; L is the length of the head housing from the axis of the swivel (rotation axis) 12 of the lever 13 with the head housing 6 to the end portion of the housing of the latter, determined by the placement on it of gripping and processing mechanisms 8.

Ось шарнирного соединения (ось поворота) 17 кронштейна 10 с рукоятью 5 и ось поворота 12 рычага 13 с корпусом головки расположены преимущественно под 90^o к оси вращения вала 16 гидродвигателя. Конструктивное выполнение гидродвигателя может быть различным, например в виде роторного гидродвигателя, имеющего роторную часть и статор [3], или в виде гидродвигателя с вращающимся валом при кинематическом воздействии последнего с неподвижно установленными частями гидродвигателя (например, гидроцилиндрами) [4].The axis of the swivel (axis of rotation) 17 of the bracket 10 with the handle 5 and the axis of rotation 12 of the lever 13 with the head housing are located mainly under 90 ^o to the axis of rotation of the shaft 16 of the hydraulic motor. The design of the hydraulic motor may be different, for example, in the form of a rotary hydraulic motor having a rotor part and a stator [3], or in the form of a hydraulic motor with a rotating shaft during the kinematic effect of the latter with fixed parts of the hydraulic motor (for example, hydraulic cylinders) [4].

При всех вариантах выполнения гидродвигателей последний имеет вращающийся вал и неподвижную часть (например, статор). In all embodiments of the hydraulic motors, the latter has a rotating shaft and a fixed part (for example, a stator).

Срезающий механизм 7 рабочей головки выполнен преимущественно в виде поворотного пильного аппарата, осуществляющего как спиливание дерева, так и раскряжевку в процессе обработки. В корпусе рабочей головки размещены датчики отмера длины (не показан), а захватывающие механизмы снабжены ножами, обеспечивающими срезание сучьев при обработке дерева в процессе его протаскивания. Ось поворота гидроманипулятора 3 приблизительно симметрична относительно переднего и заднего консольных участков рамного основания 2 тягового средства. The cutting mechanism 7 of the working head is made mainly in the form of a rotary saw apparatus, which performs both wood sawing and bucking during processing. Length gauges (not shown) are placed in the body of the working head, and the gripping mechanisms are equipped with knives that ensure cutting of knots when processing a tree during pulling. The axis of rotation of the hydraulic manipulator 3 is approximately symmetrical relative to the front and rear cantilever sections of the frame base 2 of the traction means.

Рабочая длина вылета (А) стрелы и рукояти гидроманипулятора (определяется с учетом длины указанных звеньев, рабочей длины гидроцилиндров, связывающих их между собой и с колонной, а также параметров корпуса головки) и превышает на 6-8 м расстояние R от зоны установки колонны (ось поворота последней или ось поворота платформы, на которой она установлена) до одного из консольных участков рамы 2 тягово-транспортного средства с передней или задней его стороны. Указанное превышение параметров рабочей длины вылета манипулятора на 6-8 м соответствует заданным технологическим требованиям выработки максимальной длины сортиментов. The working length (A) of the boom and handle of the hydraulic manipulator (determined taking into account the length of the indicated links, the working length of the hydraulic cylinders connecting them with each other and the column, as well as the parameters of the head housing) and exceeds the distance R from the column installation zone by 6-8 m ( the axis of rotation of the latter or the axis of rotation of the platform on which it is installed) to one of the console sections of the frame 2 of the towing vehicle from its front or rear side. The specified excess of the parameters of the working length of the reach of the manipulator by 6-8 m corresponds to the specified technological requirements for the development of the maximum length of assortments.

Технологическое оборудование лесозаготовительной машины оснащено гидросистемой с подводящими шлангами, подвешенными вдоль стрелы и рукояти гидроманипулятора (не показаны), контрольно-измерительными приборами, а также ЭВМ (не показано). The technological equipment of the forestry machine is equipped with a hydraulic system with inlet hoses suspended along the boom and handle of the hydraulic manipulator (not shown), instrumentation, and also a computer (not shown).

Лесозаготовительная машина работает следующим образом. Forestry machine operates as follows.

Тягово-транспортное средство 1, перемещаясь по лесосеке, останавливается у группы деревьев, путем поворота платформы 4, перемещения стрелы и рукояти 5 гидроманипулятора корпус рабочей головки 6 ориентируется в сторону стоящего дерева, при этом посредством поворота в различных плоскостях гидроцилиндром 11 кронштейна 10, вала 16 гидродвигателя и гидроцилиндром 14 рычага 13 осуществляется ориентация и наведение захватно-обрабатывающих механизмов 8 рабочей головки 6 на ствол стоящего дерева и последующий зажим ствола последнего. Далее производят предварительный натяг ствола путем подъема стрелы и рукояти гидроманипулятора, а затем механизмом 7 срезают дерево. В зависимости от физико-механических параметров дерева (длина его ствола, наличие кроны и пр. ) возможны варианты валки дерева как у пня, так и в стороне от зоны спиливания. При валке деревьев в стороне от зоны спиливания ствол дерева приподнимают над землей, удерживают его в вертикальном положении, подтягивают посредством гидроманипулятора к тягово-транспортному средству и, поворачивая платформу, переносят дерево к волоку 24 путем ориентации гидроманипулятора, корпуса рабочей головки 6 к оси волока (к следу машины). Усилием поворота рычага 13 относительно корпуса рабочей головки 6, а также усилием поворота кронштейна 10 дерево валят на землю в направлении волока или под углом к нему. Валка деревьев производится как на полном вылете манипулятора, так и на минимальном. После повала дерева рычаг 13 занимает приблизительно вертикальное положение при преимущественно горизонтальном положении корпуса рабочей головки со стволом, при этом подводящие шланги гидросистемы, расположенные на рукояти манипулятора, оказываются в свободной зоне между рукоятью и корпусом головки на достаточном расстоянии от последней, что предотвращает их повреждаемость при дальнейшем технологическом процессе, связанном с протаскиванием дерева через захватно-обрабатывающие механизмы 8 и последующей раскряжевкой механизмом 7 на сортименты, длины которых определяется с помощью датчиков отмера длин и ЭВМ. При этом для обеспечения большой длины сортиментов рабочая головка перемещается к вершине дерева по его стволу при включенном механизме протаксивания и плавающем положении гидроцилиндров управления стрелы и рукояти при одновременном перемещении их вдоль ствола дерева. Благодаря заданным параметрам рабочего вылета гидроманипулятора на величину 6-8 м, превышающую расстояние между зоной установки гидроманипулятора, что соответствует оси поворота его колонны или оси поворота платформы тягово-транспортного средства, и консольным участком рамы тягового средства с задней или передней его стороны, обеспечивается возможность раскряжевки и беспрепятственной подачи заданных по технологическим требованиям длины сортиментов непосредственно вдоль оси волока к тяговому средству. Такие условия обработки дерева оптимальны по экологическим требованиям разработки лесосек, т.е. способствуют сохранению подроста на лесосеке, а обрезанные сучья укрепляют грунтонесущую поверхность волока, что облегчает дальнейший технологический процесс по транспортировке сортиментов из зоны их накопления. В зависимости от породы деревьев, размера полученных сортиментов может быть осуществлена подсортировка непосредственно в зоне обработки ствола дерева путем укладки сортиментов, например, одного типоразмера, по оси волока, другого типоразмера под углом к последнему. Это обстоятельство обеспечивается непосредственно при валке деревьев и при их обработке путем заданной ориентации положения корпуса рабочей головки со стволом дерева в определенном угловом положении относительно оси волока. Процесс ориентации головки в направлении оси волока, как и процесс ориентации ее относительно продольной оси обрабатываемого ствола обеспечен наличием шарнирного соединения между корпусом головки и рычагом вращающегося вала гидродвигателя, поворотного кронштейна и средствами поворота рычага и кронштейна в виде гидроцилиндров, имеющих, в частности, плавающее положение в процессе обработки дерева. The towing vehicle 1, moving along the cutting area, stops at a group of trees, by turning the platform 4, moving the boom and the handle 5 of the hydraulic manipulator, the body of the working head 6 is oriented towards the standing tree, while turning in various planes by the hydraulic cylinder 11 of the bracket 10, shaft 16 hydraulic engine and hydraulic cylinder 14 of the lever 13, the orientation and guidance of the gripping and processing mechanisms 8 of the working head 6 to the trunk of a standing tree and the subsequent clamping of the trunk of the latter is carried out. Next, the barrel is preloaded by lifting the boom and the handle of the hydraulic manipulator, and then the tree is cut by mechanism 7. Depending on the physicomechanical parameters of the tree (its trunk length, crown presence, etc.), tree felling options are possible both at the stump and away from the cutting area. When felling trees away from the cutting area, the tree trunk is lifted above the ground, held in a vertical position, pulled by a hydraulic manipulator to a towing vehicle and, turning the platform, transfer the tree to a draw 24 by orienting the hydraulic manipulator, working head housing 6 to the axis of the wire ( to the track of the car). The rotational force of the lever 13 relative to the housing of the working head 6, as well as the rotational force of the bracket 10, the tree is felled on the ground in the direction of the drag or at an angle to it. Felling of trees is carried out both at the full reach of the manipulator and at the minimum. After the tree fell, the lever 13 occupies an approximately vertical position with a predominantly horizontal position of the working head housing with the trunk, while the hydraulic supply hoses located on the handle of the manipulator are in the free zone between the handle and the head housing at a sufficient distance from the latter, which prevents their damage when further technological process associated with dragging the tree through the gripping-processing mechanisms 8 and subsequent bucking mechanism 7 on ortimenty whose lengths are determined by sensors and the lengths of the metering computer. At the same time, to ensure long lengths of assortments, the working head moves to the top of the tree along its trunk with the throttle mechanism on and the floating position of the boom and stick hydraulic cylinders while moving along the tree trunk. Due to the specified parameters of the working departure of the hydraulic manipulator by a value of 6-8 m, exceeding the distance between the installation area of the hydraulic manipulator, which corresponds to the axis of rotation of its column or the axis of rotation of the platform of the towing vehicle, and the console section of the frame of the towing vehicle from its rear or front side, it is possible bucking and unimpeded supply of assortment lengths specified by technological requirements directly along the axis of the drag to the towing vehicle. Such conditions of wood processing are optimal according to the environmental requirements of the development of cutting areas, i.e. contribute to the preservation of the undergrowth in the cutting area, and trimmed branches strengthen the soil-carrying surface of the draw, which facilitates the further process of transporting assortments from the zone of their accumulation. Depending on the tree species, the size of the assortments obtained, sorting can be carried out directly in the processing area of the tree trunk by laying assortments, for example, one size, along the axis of the draw, another size at an angle to the latter. This circumstance is provided directly when felling trees and during their processing by a predetermined orientation of the position of the working head body with the tree trunk in a certain angular position relative to the axis of the draw. The process of orienting the head in the direction of the axis of the draw, as well as the process of orienting it relative to the longitudinal axis of the machined barrel, is ensured by the presence of a swivel between the housing of the head and the lever of the rotating shaft of the hydraulic motor, the swing arm and the means of rotation of the lever and bracket in the form of hydraulic cylinders having, in particular, a floating position in the process of processing wood.

Процесс валки и обработки в зоне волока (в стороне от зоны спиливания дерева на лесосеке) преимущественно производится с группой деревьев, физико-механические параметры которых соответствуют средней и мелкой их крупности. Более крупные деревья после предварительной выборки средних и мелких деревьев на лесосеке срезаются и валятся непосредственно в зоне их спиливания (у пня) с предварительной ориентацией направления повала и последующей обработкой и подачей сортиментов преимущественно в направлении, перпендикулярном оси волока, или под углом к нему. The process of felling and processing in the drawing area (aside from the tree cutting area on the cutting area) is mainly carried out with a group of trees whose physical and mechanical parameters correspond to their medium and small size. Larger trees, after preliminary sampling of medium and small trees in the cutting area, are cut and felled directly in the area of their cutting (at the stump) with preliminary orientation of the direction of the felling and subsequent processing and feeding of assortments mainly in the direction perpendicular to the axis of the draw, or at an angle to it.

В процессе ориентации и наведения корпуса рабочей головки 6 на ствол стоящего дерева рукоять гидроманипулятора с поворотным кронштейном 10 и установленным на нем гидродвигателем располагается над корпусом рабочей головки и ее захватно-обрабатывающими механизмами благодаря приблизительно вертикальному положению рычага 13 при повороте последнего относительно оси 19, указанному соотношению параметров S/L > 1, где S - расстояние между поверхностью консольно-ориентированного участка 15 рычага 13 и осью его поворота 19 или S - расстояние между поверхностью участка 18 кронштейна 10 и осью шарнирного соединения рычага с корпусом, а L - длина корпуса головки 6 от оси поворота 19 рычага 13 до концевых ее участков, определяемых размещением захватно-обрабатывающих механизмов. При этом благодаря расположению оси поворота 17 кронштейна 10, имеющего участок 18, перед неподвижной частью гидродвигателя, с размещением последней и оси вращения его вала между осями 17 и 25 или благодаря расположению оси 17 кронштейна за неподвижной частью гидродвигателя и осью вращения его вала при выполнении рычага 13 с консольным участком 15, расстояние h между осью поворота 17 кронштейна и продольной его осью, проходящей через захватно-обрабатывающие механизмы 8, что соответствует и продольной оси ствола дерева, является минимальным при максимально приближенном положении к стволу стоящего дерева кронштейна 10 с рукоятью гидроманипулятора. При указанном обстоятельстве возникающий силовой момент со стороны тяжести веса дерева минимален, что улучшает условия направленного повала дерева у пня, облегчает процесс подтягивания и переноса деревьев в сторону волока. In the process of orientation and guidance of the working head housing 6 to the trunk of a standing tree, the handle of a hydraulic manipulator with a rotary arm 10 and a hydraulic motor mounted on it is located above the working head housing and its gripping-processing mechanisms due to the approximately vertical position of the lever 13 when the latter is rotated relative to axis 19, the indicated ratio parameters S / L> 1, where S is the distance between the surface of the console-oriented section 15 of the lever 13 and the axis of its rotation 19 or S is the distance between the the presence of the section 18 of the bracket 10 and the axis of the hinge connection of the lever with the housing, and L is the length of the head housing 6 from the axis of rotation 19 of the lever 13 to its end sections, determined by the placement of gripping and processing mechanisms. Moreover, due to the location of the axis of rotation 17 of the bracket 10 having a portion 18, in front of the fixed part of the hydraulic motor, with the placement of the latter and the axis of rotation of its shaft between the axes 17 and 25, or due to the location of the axis of the bracket 17 behind the fixed part of the hydraulic motor and the axis of rotation of its shaft when performing the lever 13 with the cantilever section 15, the distance h between the axis of rotation 17 of the bracket and its longitudinal axis passing through the gripping-processing mechanisms 8, which corresponds to the longitudinal axis of the tree trunk, is minimal at in an approximate position to the trunk of the standing tree of the bracket 10 with the handle of the hydraulic manipulator. Under this circumstance, the arising force moment from the side of gravity of the tree’s weight is minimal, which improves the conditions of the directional tree felling at the stump, facilitates the process of pulling up and moving the trees to the side of the draw.

Форма выполнения профиля рычага в виде П-образной формы может быть конструктивно воплощена при любых описанных вариантах выполнения рычага и кронштейна и не влияет на технологический режим работы последних, при этом указанная форма выполнения профиля рычага способствует улучшению равномерности распределения действующих на рычаг и систему его управления (гидроцилиндр поворота, вал вращения гидродвигателя) нагрузок, облегчает процесс управления и ориентации головки и ее обрабатывающих механизмов относительно ствола дерева, что особенно существенно при его обработке и раскряжевке. The form of execution of the profile of the lever in the form of a U-shaped can be structurally embodied with any of the described options for the implementation of the lever and bracket and does not affect the technological mode of operation of the latter, while this form of execution of the profile of the lever improves the uniformity of distribution acting on the lever and its control system turning cylinder, shaft of rotation of the hydraulic motor) loads, facilitates the process of control and orientation of the head and its processing mechanisms relative to the tree trunk, which is especially but it is essential when handling and cutting.

Таким образом, предлагаемая лесозаготовительная машина манипуляторного типа, рабочая головка которой имеет ЗСУ с обрабатывающими механизмами технологически универсальна и может обеспечивать срезание, повал и обработку деревьев как в зоне спиливания, так и в стороне от нее, что соответствует экологическим требованиям разработки лесосек, при этом получаемые в результате обработки стволов деревьев сортименты могут быть беспрепятственно, не задавая рамного основания тягового средства, уложены вдоль оси волока и под углом к нему, ЛЗМ - эксплуатационно надежна при любом режиме работы. Thus, the proposed manipulator-type forest machine, the working head of which has a ZSU with processing mechanisms, is technologically universal and can provide cutting, felling and processing of trees both in the cutting area and aside from it, which corresponds to the environmental requirements for the development of cutting areas, as a result of processing tree trunks, assortments can be freely, without setting the frame base of the traction means, laid along the axis of the draw and at an angle to it, LZM - ex operationally reliable in any operating mode.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1738158, кл. A 01 C 23/08, 1992.Sources of information
1. A.S. USSR N 1738158, class A 01 C 23/08, 1992.

2. Пат. ЕПВ N 0096146, кл. A 01 C 23/08, 1983 - прототип. 2. Pat. EPO N 0096146, class A 01 C 23/08, 1983 - prototype.

3. Кн. Осипов П. Е. и др. Гидропривод машин лесной промышленности и лесного хозяйства. М.: Лесная промышленность, 1970, с. 79-87. 3. Prince Osipov P.E. et al. Hydraulic drive of forest industry and forestry machines. M .: Forest industry, 1970, p. 79-87.

4. Кн. Аболь П.И. Валочно-трелевочная машина ЛП-49. М.: Лесная промышленность, 1988, с. 17. 4. Prince Abol P.I. Felling and skidding machine LP-49. M .: Forest industry, 1988, p. 17.

Claims

A sensitive element of the gyroscope with electric suspension of the rotor, connecting a ceramic vacuum chamber of two hemispheres with optical windows at the poles, connected through a conductive composition, a layer of which in the form of rings covers each of the windows from both of their end surfaces and together form a coaxial polar optical channel, electrodes suspension of the rotor on the hemispheres in the form of a metal film, the parts of which are interconnected in the recesses of the plane of the hemisphere connector through elastic conductive elements you, a hemispherical centering ring of the chamber and a rotor with a contrast raster on its surface, characterized in that four optical windows are tightly connected to the body of its centering ring through interlayers with bilateral annular zones, forming two equatorial optical channels orthogonal to each other, perpendicular to the polar channel, in the vacuum chamber volume in the zones covering the optical windows on the annular conductive layers, six metal diaphragms are mounted, the axis of the holes of the diaphragms form orthogonal trihedron optical axis whose center is aligned with the center of the suspension rotor electrodes in the chamber, and four equatorial diaphragm centering ring nasazheny resilient conductive elements connecting between a portion of the electrode chamber hemispheres.