SE511617C2 - Bärbar mätapparat för maximering av värdet av stockar som kapats från stammar - Google Patents

Description

_«Å I nu 511 617 2 profil (längd, diametrar och kurvatur) hos stammen vid valda ställen och sedan inmatning av denna information i ett.mjukvaruprogran1kan de optimala kapningspositionerna på någon stam etableras, vilka sedan jämföres med positioner som är bestämda av en mänsklig logmaker. Den mänskliga logmakern kan sedan ges råd om hur han eller hon kan förbättra sin förmåga. För närvarande är den dator som utför detta optimeringsprogram vanligen icke lätt till- gänglig för logmakern. För att systemet skall kunna användas måste mätningar antecknas på fältet (vanligen på papper) och sedan matas in i optimeringsprogrammet som ofta är tillgängligt endast i en avlägsen dator. Då programmet har bestämt kapningspositionerna genom returnering till kapningsstället kan den mänskliga logmakern utvärderas och ges råd. Denna process är tidskrävande och mödosam.

Det är därför ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en apparat för bestämning av kapningspositioner- na i stammar som går något mot att övervinna de ovan nämnda olägenheterna eller som kommer att åtminstone ge ett användbart val för industrin.

Angivande av uppfinningen Följaktligen består uppfinningen av en apparat för be- stämning av kapningspositioner i osågat timmer vilken apparat innefattar: en avståndsmätningsanordning som åstadkommer en utgångs- signal som är representativ för längden för bestämning av längder längs en stam, en diametermätningsanordning som ger en utgångssignal som är representativ för en diameter för bestämning av diametern på en stock vid valda punkter längs stocken, datainmatningsanordning för mottagande av och givande av vald information med avseende på kvalitet hos en stock vid olika positioner längs stocken, dataanordning som 51106170 3 i respons till inmatningssignalerna från sagda distansmät- ningsanordning, sagda diametermätningsanordning och sagda datainmatningsanordning bestämmer de föredragna kapnings- positionerna av en stock för optimering av det bearbet- ningsbara timmer som erhålles från stammen och utmatnings- anordning för information bestämd av datorn att presenteras för användaren.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen består i det föregående och emotser också konstruktioner av vilka följande gives som exempel.

En föredragen form av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar där; Fig. 1 är en vy framifrån av apparaten för mätning och analysering av stockar enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2 är en planvy av apparaten enligt Fig. 1, Fig. 3 är en ändvy av apparaten enligt Fig. 1, och Fig. 4 är en diagrammatisk vy som illustrerar verk- ningssättet hos apparaten enligt Fig. 1 på en stam.

Deta1'erad beskrivnin av den föredra na utförin sformen Fig. 1 visar apparaten (“verktyget") som allmänt betecknas med 41 som används för bestämning av optimala kapnings- positioner för stockar av ett fält träd (stam). Verktyget 41 är företrädesvis en tubkonstruktion av en lättviktslege- ring. Verktyget 41 innfattar en ram 1 för en klav som är försedd med tre ben, nämligen det fasta klavbenet 2, glidklavbenet 3 och det roterande klavbenet 4. Det fixerade benet 2 är fastsatt vid ramen 1 genom en vingbult 35 så att det fixerade benet 2 kan tas bort för service eller 511617 4 lagring. Det glidande benet 3 är fastsatt vid ramen 1 genom en diametral släde 10. Den diametrala släden 10 medger att benet 13 kan röra sig längs längden av ramen 1. i den riktning som indikeras genom pilen 36 så att diametern av stocken kan bestämmas genom placering av benen 2 och 3 på motsatta sidor av stocken. Klavbenet 3 är fastsatt på den diametrala släden 10 med hjälp en av vingbult 37 för underlättande av avlägsnande av benet 3 för service och för lagring. Benet 3 hålles parallellt med benet 2 med hjälp av en spärrhake 20 och kan rotera runt svängpunkten 21 görande en halv semicirkel som är lik den övre halvan av cirkeln 52 i Fig. 3 och kan hållas i någon av positionerna 38, 39 eller 40 med hjälp av spärrhaken runt svängpunkten 21.

Klavbenet 3 innefattar också ett ben 24 som sett framifrån på Fig. 1 finnes rakt framför klavbenet 3. Det stående benet 24 kan svängas runt svängpunkten 23 och hållas i position med hjälp av spärrhaken 22. Graden av rörelse som är möjlig för benet 24 visas på Fig. 3 genom pilen 42. I den yttre positionen som visas på Fig. 3 är stödbenet 24 i stödposition så att verktyget kan vila på benen 2 och 3 (tillsammans med benet 4 om det har ett lämpligt läge). stödbenet 24 kan placeras i låst läge anliggande mot klavbenet då stödbenet inte interfererar med anordningens verkningssätt.

Det roterande klavbenet 4 är fäst vid ramen 1 med hjälp av en vingbult 43. Vingbulten 43 medger avlägsnande av benet 4 för service eller lagring. Benet 4 används i några lägen för mätning av rundheten i stockar genom svängning runt vingbulten 43 till en liknande position som klavbenet 2 har och hålles fast genom spärrhaken 44 för diametral mätning av en stock som skall tas mellan benen 3 och 4 (istället för 2 och 3 såsom är vanligt). Då benet 3 icke används kan det svängas runt vingbulten 43 till ett läge som är lämpligt för operatören av verktyget och hållas i denna 511617 position genom fjädertryck av spärrhaken 25 såsom visas genom cirkeln 52 på Fig. 3.

Klavramen 1 har en visuell mätningsskala på ovansidan (såsom visas på Fig. 2) så att visuell mätning kan göras av* stockdiametern då stocken har en position mellan klavbenen.

Diametern avkännes också elektroniskt med hjälp av en givare (icke visad) som monteras på den diametrala släden och har ett hjul med taggar som samverkar med hål på undersidan av ramen 1. Givaren är förbunden med en signal- processor 15 och ger signaler som är indikativa för stock- diametern till signalprocessorn.

En bandbärare 7 är också fäst vid ramen 1. Bandbäraren 7 kan glida längs ramen 1 på ett liknande sätt som den diametrala släden 10 även om bandbäraren 7 har ett från operatören justerbart motstånd mot glidning genom en fjäderbelastad rulle (icke visad). Handtag 8 för operatören är fast anordnade vid bandbäraren 7 utgörande lämpliga anordningar för operatören att gripa verktyget. Ett självâtergående band 5 är anordnat på bandbäraren 7 för mätning av stocklängden med bandhuvudet 6 i position mot grovändan på stocken. Bandet 5 har en visuell skala och avkännes elektroniskt på längden genom givarhjulet 25 som är fjäderbelastat för att kunna följa den förändrande diametern på hjulet för bandet 5. Givarhjulet 25 driver en givare som också är förbunden med signalprocessorn 15 och ger signalprocessorn ytterligare signaler som är indikativa för stocklängden. En förlängbar ledning 30 som går igenom röret 27 förbinder givarhjulet 25 med signalprocessorn 15.

Bandet 5 är förbundet med bandbäraren 7 genom en snabb- koppling 34 så att bandet kan avlägsnas, vändas och återinsättas på bandhuvudet 6 pekande i motsatt riktning beroende på vad operatören tycker eller som dikteras av läget på stockarna. 511617 6 En teleskopiskt utdragbar stång 11 är fäst vid den diamet- rala släden 10 vilken är utdragbar under användning av de teleskopiska justeranordningarna l2a och 12b. Stången 11 kan gå igenom längden av den diametrala släden 10 till den första teleskopiska justeranordningen l2a. Stången 11 låses i vilken position som helst längs sin längd genom ett lås 14. En lasersensor 13 är anordnad vid ändan av stången 11.

Sensorn 13 består av ett antal av mindre sensorer för åstadkommande av känslig kantdetektion av ett laserknippe (som kommer att beskrivas nedan) så snart den har allmänt lokaliserats. Den genererade utgångssignalen.hos sensorn 13 matas till signalprocessorn 15 genom en förlängbar sladd 28 på insidan av teleskopdelarna för matning till signalpro- cessorn av signaler som är indikativa för distanser mellan stocken och laserstrålen vid olika positioner längs stocken för att därigenom åstadkomma information om kurvaturen.

Signalprocessorn 15 är fäst vid tuben 29 som är fäst vid den diametrala släden 10. Vid änden av röret 29 är också en handpivå 16 monterad vilken medger vridning av dator- handtaget 31 180° såsom visas på den strecklinjerade kurvan 45 i Fig. 2. Handtaget 31 kan låsas i den position som visas i Fig. 2 eller alternativt 180° vriden. En vattentät dator 19 är kopplad via en snabbkoppling 32 till en datorpivå 17. Snabbkopplingshuset 32 gör att datorn kan avlägsnas snabbt från verktyget medan pivån 17 medger att datorn 19 kan vridas runt den prickstreckade linjen 46 på Fig. 1. Snabbkopplingshuset 32 har en justeringsanordning 18 som tillåter huset 32 och datorn 9 att röra sig enligt kurvan 48 i Fig. 3 från den position som visas till den som representeras av den streckade linjen 48. En kommunika- tionssladd förbinder datorns 19 utgång och ingång genom datorhandtaget 31 till signalprocessorn 15 så att datorn mottager var och en av de förut nämnda indikativa signa- lerna. 511617 7 Datorn 19 är laddad med sådan mjukvara att den tar upp ingångssignaler för mätning av längd, diameter och kurvatur hos stocken (tillsammans med timmerkvalitetsinformation som kommer att beskrivas) och bestämmer de optimala kapnings- positionerna för maximering av det värde som erhålles genom kapning av stammen i stockar och sedan timmer.

Datormjukvaran består av en optimerande allgoritm som arbetar tillsammans med en logtypefile. Logtypefilen innehåller specifikationer för varje logtype som skall beaktas tillsammans med ett relativvärde som representerar önskvärdheten av varje logtype. Operatören använder verktyget 41 för "målning" av en elektrisk bild av stammen för mjukvaran under användning av den process som beskrivs nedan. Denna information medger allgoritmen att "passa" den bästa värdekombinationen av stockar på stammen vilket ger en optimal lösning i termer av det värde som returneras av stammen då den kapas till stockar.

För att stamkurvaturen skall kunna mätas elektroniskt används roterande lasrar för etablering av referensytor (såsom har nämnts tidigare) för stammen. Det enklaste sättet är att antaga att arean (där stammen skall optimeras är liggande) är flat.

Fig. 4 visar en första horisontellt vridbar laser (icke visad) som är anordnad omkring 2,4 m ovanför marken. Den första lasern kvarblir i detta läge genom hela mätningspro- ceduren för alla stammar. Sättningen av höjden till 2,4 m gör att laserstrålen säkert går ovanför operatörens huvud.

En andra vertikalt spinnande laser 57 på en rörlig tripod anbringas ca 2 m ut från medelcentrumlinjen av den stam som skall mätas. Den andra lasern 48 vrider sig i ett vertikal- plan som indikeras av linjen 51 sedd längs en bana paral- lell med den genomsnittliga stamcentrumlinjen. Denna andra . l _|J»| -\~ ,\.. 511617 8 laser måste lokaliseras sedan till varje stam eftersom olika stammar behandlas.

Verktyget 41 har den fördelen att det kan konfigureras för användning beroende på individuella operatörskrav. Den normala konfigurationen är med verktyget konfigurerat såsom visas i Fig. 1-3 med operatören (icke visad) i Fig. 1 stående på vänster sida av klavbenet 3 med riktning mot sidan och gripande med hans eller hennes vänster hand om datorhandtaget 31 och med den högra handen gripande ett av handtagen 8 (vilket som är det mest komfortabla). Verktyget 41 lyftes sedan medan de lägre ändarna av klavbenen 2 och 3 förblir närmast marken. Om man föreställer sig att operatören arbetar från storändan 49 på stammen och går framåt mot lilländan, han eller hon kommer att befinna sig på vänster sida av stammen med stammen mellan klavbenen 2 och 3. Om operatören önskar att arbeta från den andra sidan av stammen kan verktyget rekonfigureras genom vridning av datorhandtaget 31 genom bågen 45 i Fig. 2 till den andra låsta positionen. Bandet 5 lösgöres från bandbäraren 7 och repositioneras (såsom tidigare beskrivits) så att bandhuvu- det kan dras ut i den andra riktningen. Operatören plockar sedan upp verktyget från den motsatta sidan (d v s från bakom verktyget såsom visas i Fig. 1).

Efter att man har bestämt hur verktyget skall konfigureras för användning rör sig operatören till storänden 49 på stammen, positionerar den diametrala släden 10 så att stammen kan passera mellan klavbenen 2 och 3. Bandbäraren 7 positioneras till ett lämpligt läge, ungefär i centrum av stammen. Den diametrala släden 10 förs relativt till bandbäraren 7 helt enkelt genom att antingen dra eller skjuta på datorhandtaget 3 och eftersom bandbäraren 7 har större motstånd mot rullning kommer det icke att röra sig.

För förflyttning av bandbäraren 7 i förhållande till den diametrala släden 10 stöder operatörens ben mot klavramen 511617 9 1 (ovanför knät) och fungerar som en broms för den diamet- rala släden 10 och låter bandbäraren 7 röra sig. Noteras bör att om rullningsmotståndet i bandbäraren 7 är för stort eller för litet kan det justeras manuellt.

Diametern på stamänden 49 mätes genom att man låter klavbenet 2 vila mot den yttre sidan av stammen och låter klavbenet 3 vila mot den inre sidan. Genom att trycka in den rätta tangenten på datorns tangentbord 'kommer den elektroniskt avkända diametern och längden tillsammans med stockmätningarna att bli införda i datorn (längdmätningen är i detta fall 0 mm). Dessa mätningar kan också matas in manuellt från de visuella diameterskalorna om den elektro- niska sensorn icke fungerar. Ibland kan en stam vara oval i tvärsektion och flera än en diameteravläsning måste därför tas för erhållande av en medeldiameter. En diameter medurs, horisontellt (från operatörens position) tas mellan klavbenen 2 och 3 medan en moturs diameter tas genom rotation av klavbenet 4 ned så att det kommer i linje med benen 2 och 3 (det kommer att spärras i detta läge) och mätning mellan benen 3 och 4. Det är möjligt att stången 11 behöver vara i sitt teleskopiskt indragna läge och justeras genom den diametrala släden 10 för att denna mätning skall kunna göras utan interferens.

Bandtaggen 33 på bandet 5 placeras nu vid storänden 49 på stammen och operatören går mot lilländan 50 på stammen och bär med sig verktyget 41. Allt eftersom operatören går framåt beskriver han stammens karaktäristika genom införan- de av kvalitetskoder i datorn (såsom begärts av mjukvaran) och längderna (antingen elektroniskt eller manuellt) t ex S3 och 54, som definierar deras gränser (kvalitetskoder är alfabetiska referenser för olika stamkaraktäristika såsom antalet kvistar). Diameteravläsningar (med längdreferenser) t ex 55 och 56 ges vid olika positioner längs stammen enligt operatörens vilja för att mjukvaran skall kunna 511617 kalkulera intermediära diametrar, koniciteter och volymer för varje stam. Vid intervaller av omkring 10 m pressas dubbar in i stammen för att hålla bandet på ovansidan av stammen.

Då en tmmisontell kurvaturreferens för stammen behövs, föres klavbenet 2 till dess diametralmätningsposition, operatörens vänstra hand rör sig över den diametrala släden längs ramen 1 till den position där lasersensorn 13 höres pipa, indikerande att sensorn har korsat planet 51 som 'man lagt ut av den vertikala spinning lasern 48.

Signalprocessorn 15 lokaliserar strålkanterna i sensorn 13 och genom pressning av lämplig tangent åstadkommer opera- tören att distansen från insidan av benet 2 till laserda- tumet 51 registreras t ex 58 och 59. Genom erhållande av ett antal av dessa mätningar längs stammen kan stamkurvatu- ren eller deflektionen plottas av mjukvaran. Om klavbenet 3 visar sig hindra operatören i erhållande av dessa mätningar kan det vridas till positionerna 38 eller 39 på Fig. 3. För en vertikal kurvaturreferens roteras verktyget medurs tills stången 11 är vertikal och den yttre kanten på benet 2 är på ovansidan av stocken. Genom återställande av datorn 19 med hjälp av datorpivån 17 och justeraren 18 kan operatören se skärmen och nå den lämpliga tangenten på tangentbordet. Den diametrala släden 10 föres sedan längs ramen 1 (vertikalt) tills det plan som har angivits av den horisontella lasern korsas av sensorn 13 så att en mätning till denna referensyta kan tas och registreras av mjukva- ran .

Då änden av stammen nås måste den sista bandavläsningen matas in manuellt i mjukvaran. Detta ger en noggrann metod för korrigering av exempelvis glidning av bandet längs stammen. Eventuell skillnad mellan den elektroniska och manuella matningen skalas till den manuellt inmatade längden av mjukvaran. Stammen optimeras genom mjukvaran och 511 617 ll kapningslösningen visas. Detta innefattar bandavläsningar så att operatören kan märka stammen på rätt sätt och stocktypen. Operatören går sedan till andra sidan av verktyget, reverserar datorhandtaget 31 till dess motsatta sida (bort från honom) och går tillbaka längs stocken och medtager verktyget. Då operatören kommer tillbaka till storänden 49 på stammen återgår bandet in i sitt hus så att oeratören kan lokalisera de rätta stockmåtten längs stammen och markera ut dem på stammen med t ex en låda för spray- målning. Dubbarna, som guidar bandet på ovansidan av stocken avlägsnas.

För markering av stockändarna intager operatören den rätta positionen som indikeras genom den statiska datordisplayen och under det att han låter verktyget vila på sina två klavben (skrevar över stocken) lutar den mot sig själv så att båda händerna kan användas. Bandet 5 sträckes för säkerställande av noggrannhet med den vänstra handen lämnande den högra handen fri för markering av stocken med en sprayfärg eller liknande.

Lagrad information från datorn är tillgänglig för in- ventering "vad om analys" och annan användning. Den kan göras omedelbart tillgänglig för ledningssysetm bort från stockkapningens läge genom datakommunikationsutrustning såsom radiotelefonmodem.

Det har visat sig att föreliggande uppfinning medger att operatören kan kraftigt öka kvaliteten och värdet på stockar producerade från stammarna samt åstadkomma en databas för varje stockskärning. Uppfinningen har den fördelen att den innebär en komplett bärbar handburen enhet som är lätt att använda, robust och lätt att tillverka.

Konstruktionen av verktyget har designerats med operatören i åtanke så att vikten har hållits på ett minimum för förlängning av operatörens uthållighet. Stammar kan mätas 511 617 12 även då avståndet mellan närliggande stockar är minimalt.

Med en liten erfarenhet förväntas det att en operatör kan vara i stånd att utföra märkningen av en stam under en litet längre tid än vad som åtgår under tidigare metoder under det att uppenbara förbättringar vad avser monitär vinst erhålles.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 511617 13 104802 APK/mm 1999-06-07 PATENTKRAV:

1. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar som kapats från stammar, vilken bestämmer kapningspositionerna i stammarna innefattande: en dator innefattande flera inmatnings- och utmatningsan- ordningar, en avståndsmätningsanordning som åstadkommer en utgångs- signal som är representativ för längden för bestämning av längder längs en stam till en av inmatningsanordningarna för datorn, en diametermätningsanordning som åstadkommer en utgångs- signal som är representativ för diametern för bestämning av diametern på en stam vid valda punkter längs stammen till en av inmatningsanordningarna för datorn, dataäntringsanordning för mottagande och givande av vald information med avseende på kvaliten av stammen vid olika positioner längs stammen till en av inmatningsanordningarna för datorn, utmatningsanordning ansluten till en av utmatningsanord- ningarna för datorn för medgivande av att information som bestäms av datorn presenteras för användaren, k ä n n e - t e c k n a d a v att datorn, som svar på inmatninssigna- lernafrånavståndsmätningsanordningen,diametermätningsan- ordningen och dataäntringsanordningen, bestämmer de föredragna kapningspositionerna på en stam för optimering av den användbara veden som erhålles från stammen.

2. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar som kapats från stamar enligt krav 1, vilken även innefattar en kurvaturmätningsanordning som ger en utgångssignal som är indikativ för avståndet mellan stammen och en referens- IH J." i Hfliz-.asá-au 1.11 10 15 20 25 30 35 511617 14 yta vid olika punkter längs stammen 5. vilken utgångs- signalen är ansluten till en av inmatningsanordningarna till datorn för bestämning av kurvaturen på stammen.

3. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar som kapats från stammar enligt krav 1, i vilken avståndsmät- ningsanordningen innefattar en tapemätare med en första avståndsavkänningsanordning för kodning av extensionsav- ståndet av tapemätaren för åstadkommande av den utgångs- signal som är indikativ för längden, varvid utgångssignalen är ansluten till en av inmatningsanordningarna för datorn.

4. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar som kapats från stammar enligt krav 1, i vilken diametermät- ningsanordningen innefattar en klave med första och andra ben med en andra avståndsavkännande anordning som avkänner avståndet mellan det första och andra benet för åstadkom- mande av en givarsignal som är representativ för diametern i vilken utgångssignalen är ansluten till en av inmatnings- anordningarna för datorn.

5. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar kapade från stammar' enligt krav' 2, k ä n n e t e c k - n a d a v, att kurvaturmätningsanordningen innefattar en tredje distansavkännande anordning för avkänning av avståndet mellan stammen och referensytan för åstadkommande av en utgångssignal som är indikativ för avståndet mellan stocken och referensytan i vilken utgångssignalen är ansluten till en av inmatningsanordningarna för datorn för bestämning av kurvaturen på stocken.

6. Bärbar apparat för nmximering av värdet av stockar kapade från stamar> enligt krav' 1, k ä n n e t e c k - n a d a v, att datorn innefattar en seriebuss, en första lagringsanordning ansluten till seriebussen innehållande värden och längder på stammar så att analys kan utföras för 10 15 20 25 30 35 511617 15 bestämning av de föredragna kapningspositionerna som skall optimera det monetära värdet av stockarna som kommer att kapas från stammen och en andra lagringsanordning ansluten till seriebussen för lagring av den information som erhålles från ingångssignalerna för varje stam tillsammans med föredragna kapningspositioner.

7. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar kapade från stammar enligt kravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v, att referensytan åstadkommes av en vertikalt roterande laser anordnad att åstadkomma en vertikal plan referensyta huvudsakligen parallell med en stam som skall mätas på kurvaturen varvdxiden tredje distansmätningsanord- ningen innefattar en förlängningsbar laseravkänningsan- ordning som avkänner förlängningsdistansen hos laseravkän- ningsanordningen för åstadkommande av utgångssignalen som är representativ för avståndet mellan stammen och referens- ytan vid olika punkter längs stammen i vilken utgångs- signalen är ansluten till en av inmatningsanordningarna till datorn för' bestämning av kurvaturen av stammen i horisontalplanet.

8. Bärbar apparat för umximering av värdet av stockar kapade från stammar enligt kravet 5, k ä n n e t e c k - n a d a v, att referensytan åstadkommes av en horison- tellt roterande laser anordnad att skapa en horisontell plan referensyta, varvid den tredje avkänningsanordningen avkänner förlängningen av laseravkänningsanordningen för åstadkommande av en utgângssignal som är representativ för avståndet mellan stammen och referensytan vid olika punkter längs stammen och i vilken utgångssignalen är ansluten till en av inmatningsanordningarna till datorn för bestämning av kurvaturen hos stammen i vertikalplanet.

9. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar kapade från stammar enligt kravet 1, k ä n n e t e c k - 10 511617 16 n a d a v, att apparaten innefattar kommunikationsanord- ningar anslutna till aux av utmatningsanordningarna för datorn för transmittering och/eller mottagning av data till eller från beräkningsanordningen från en på avstånd.belägen lagrings- och behandlingsanordning.

10. Bärbar apparat för maximering av värdet av stockar kapade från stammar enligt krav 5, i vilken den tredje avståndsmätningsanordningen även används av diametermät- ningsanordningen för åstadkommande av den utgångssignal som är indikativ för diametern.