林木伐打造聯合作業機的製作方法

2023-06-01 02:44:11 1

專利名稱：林木伐打造聯合作業機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種林業用聯合作業機。
技術背景目前，我國的採伐作業機械主要採用單工序作業機具，伐木、打枝、造材、 截梢基本採用油鋸和電鋸逐項單一完成，工序反覆，工作效率低，伐區集材和 歸堆通常採用集材拖拉機和絞盤機來完成。這種採伐、集材作業方式，雖然優 於原始的人力伐木和畜力集材等原始作業方式，但勞動機械化水平仍然很低。 這主要是在使用機具的同時，在工序內和工序之間，仍然存在著大量繁重的手 工勞動，如伐木時鏈鋸的進鋸、打枝時鏈鋸的移動和進鋸、捆木和解索等。 這些手工勞動限制了生產效率的提高，勞動安全難以保證，而且在一定程度上， 也造成重度森林植被和多樣性生物的破壞。單機集約化完成伐木、打枝、造材、 截梢、歸堆等多項作業的林業機械裝備還是個空白，亟待開發應用。實用新型內容本實用新型為了解決現有的林業採伐作業中單機無法完成伐木、打枝、造 材、截梢、歸堆等多項自動化作業的問題，進而提供一種林木伐打造聯合作業 機。本實用新型的技術方案是林木伐打造聯合作業機由聯合伐木工作頭、液 壓臂總成、液壓系統總成、前橋底盤總成、後橋駕駛室整體總成組成，聯合伐 木工作頭的上端與液壓臂總成的前端連接，液壓臂總成與前橋底盤總成的上端 迴轉支座連接，前橋底盤總成與後橋駕駛室整體總成連接；液壓系統總成與聯 合伐木工作頭、液壓臂總成、前橋底盤總成分別連接；所述的聯合伐木工作頭 包括懸掛架總成、伐木工作頭主架體、兩個抓具軸、左進料輥總成通軸、右進 料輥總成通軸、兩個進料輥液壓馬達、鏈鋸油馬達、抓具組合油缸、進料輥總
成油缸、打枝刀具油缸、鏈鋸進給油缸、懸掛架支撐油缸、兩個原木抓具、打枝弧形刀、兩個進料輥、伐^:鏈鋸組合體；伐木工作頭主架體與懸掛架總成連接，兩個抓具軸分別固定在伐木工作頭主架體上部的左右兩側內，兩個原木抓具分別套在抓具軸上，抓具組合油缸的兩端與兩個原木抓具分別連接；左進料 輥總成通軸和右進料輥總成通軸依次固定在伐木工作頭主架體中部的左右兩 側，兩個進料輥與兩個進料輥液壓馬達的輸出端分別連接，兩個進料輥液壓馬 達與左進料輥總成通軸、右進料輥總成通軸分別連接，進料輥總成油缸的兩端 與兩個進料輥液壓馬達分別連接；打枝弧形刀固定在右進料輥總成通軸的下 部，打枝刀具油缸的兩端與左進料輥總成通軸、右進料輥總成通軸分別連接； 鏈鋸油馬達固定在伐木工作頭主架體的底部，鏈鋸油馬達的輸出端與伐木鏈鋸 組合體連接，鏈鋸進給油缸與鏈鋸油馬達連接，懸掛架支撐油缸的.J端與懸掛 架總成連接，懸掛架支撐油缸的另一端與伐木工作頭主架體的底部連接；所述 的前橋底盤總成包括前軸總成、前橋底盤總成主支架、液壓臂迴轉支座總成、 前橋總成、液壓缸、萬向傳動軸總成、後輪系總成、前位液壓油箱、前輪系總 成；前軸總成的兩端分別與前輪系總成連接，前橋總成的兩端分別與後輪系總 成連接，前橋底盤總成主支架與前軸總成、前橋總成的上端分別連接，液壓臂 迴轉支座總成安裝在前橋底盤總成主支架的上端面上，前位液壓油箱設置在前 橋底盤總成主支架上端面的後部，液壓缸的一端與前橋底盤總成主支架連結， 另一端與後橋駕駛室整體總成連接，萬向傳動軸總成的一端與前橋總成連接， 另一端與後橋駕駛室整體總成的動力部分連接。本實用新型具有以下有益效果林木伐打造聯合作業機是實現林業採伐集 約化作業的機械設備，林木伐打造聯合作業機的應用將實現單機完成伐木、打 枝、造材、截梢、歸堆等多項自動化作業，實現伐區林木採伐作業的全盤機械 化生產；林木伐打造聯合作業機的應用將大大提高生產效率和安全生產係數， 降低作業成本，減輕勞動強度，提高經濟效益和社會效益；林木伐打造聯合作 業機的應用將提升我國森林工程技術裝備的技術水平，並可完全滿足林業採伐作業生態性採伐工藝要求，推進了我國的生態性採伐進程；該機的應用減少了林木採伐作業對森林植被造成的破壞程度，利於保護生物的多樣性，促進現代 林業的建設，實現林業的跨越式發展。該機還具有越野性能好，穩定安全性高，
機動靈活、生產效率高、舒適性好的優點。

圖1是本實用新型的整體結構圖；圖2為聯合伐木工作頭I的主視圖，圖 3為圖2的左視圖(抓抱活立木狀態)，圖4是圖2的俯視圖，圖5為本實用 新型的聯合伐木工作頭I用於抓抱原木的狀態圖，圖6為本實用新型的聯合伐 木工作頭I用於伐倒木(打枝、造材、截枝)狀態圖；圖7為本實用新型的前 橋底盤總成IV的主視圖，圖8是圖7的俯視圖，圖9是圖7的左視圖。
具體實施方式
具體實施方式
一如圖1 圖9所示，本實施方式的林木伐打造聯合作業機由聯合伐木工作頭i、液壓臂總成n、液壓系統總成in、前橋底盤總成iv、 後橋駕駛室整體總成v組成，聯合伐木工作頭i的上端與液壓臂總成n的前端 連接，液壓臂總成n與前橋底盤總成iv的上端迴轉支座連接，前橋底盤總成iv 與後橋駕駛室整體總成v連接；液壓系統總成ni與聯合伐木工作頭i 、液壓臂 總成n、前橋底盤總成iv分別連接；所述的聯合伐木工作頭i由伐木工作頭主架體2、懸掛架總成16、兩個抓具軸3、左進料輥總成通軸5、右進料輥總成 通軸30、兩個進料輥液壓馬達6、鏈鋸油馬達28、抓具組合油缸14、進料輥 總成油缸13、打枝刀具油缸ll、鏈鋸進給油缸9、懸掛架支撐油缸23、兩個 原木抓具15、打枝弧形刀24、兩個進料輥7、伐木鏈鋸組合體8組成；伐木 工作頭主架體2與懸掛架總成16連接，兩個抓具軸3分別固定在伐木工作頭 主架體2上部的左右兩側內，兩個原木抓具15分別套在抓具軸3上，抓具組 合油缸14的兩端與兩個原木抓具15分別連接；左進料輥總成通軸5和右進料 輥總成通軸30依次固定在伐木工作頭主架體2中部的左右兩側，兩個進料輥 7與兩個進料輥液壓馬達6的輸出端分別連接，兩個進料輥液壓馬達6與左進 料輥總成通軸5、右進料輥總成通軸30分別連接，進料輥總成油缸13的兩端 與兩個進料輥液壓馬達6分別連接；打枝弧形刀24固定在右進料輥總成通軸 30的下部，打枝刀具油缸11的兩端與左進料輥總成通軸5、右進料輥總成通 軸30分別連接；鏈鋸油馬達28固定在伐木工作頭主架體2的底部，鏈鋸油馬 達28的輸出端與伐木鏈鋸組合體8連接，鏈鋸進給油缸9與鏈鋸油馬達28
連接，懸掛架支撐油缸23的一端與懸掛架總成16連接，懸掛架支撐油缸23 的另一端與伐木工作頭主架體2的底部連接；所述的前橋底盤總成IV由前軸總 成31、聯接螺栓32、前橋底盤總成主支架33、液壓臂迴轉支座總成34、前橋 總成35、液壓缸36、萬向傳動軸總成37、後輪系總成38、前位液壓油箱39、 擺動軸總成40、前輪系總成41組成；前軸總成31的兩端分別與前輪系總成 41連接，前橋總成35的兩端分別與後輪系總成38連接，前橋底盤總成主支 架33通過聯接螺栓32與前軸總成31、前橋總成35的上端分別連接，液壓臂 迴轉支座總成34通過擺動軸總成40安裝在前橋底盤總成主支架33的上端面 上，前位液壓油箱39設置在前橋底盤總成主支架33上端面的後部，液壓缸 36的一端與前橋底盤總成主支架33連結，另一端與後橋駕駛室整體總成V連 接，用來完成車輛轉向工作，萬向傳動軸總成37的一端與前橋總成35連接， 另一端與後橋駕駛室整體總成V的動力部分連接，用來傳遞動力，液壓系統總成ni與各部分子系統連接，實現自動控制。聯合伐木工作頭I安裝在液壓臂總成II的前端，是林木伐打造聯合作業機 的核心部件；聯合伐木工作頭是完成伐木、打枝、造材、截梢和歸堆多工序作 業的執行機構。液壓臂總成II是用來搬移伐倒木歸堆和控制目標樹千倒向的槓 杆。液壓系統總成III是林木伐打造聯合作業機的神經指揮系統，整機的轉向， 液壓臂的提升、伸縮、擺轉；聯合伐木工作頭I的伐木、打枝、造材、截梢、 夾持樹幹歸堆和復位全部由它來完成。前橋底盤總成IV是整個液壓臂的承載基 礎和支座。後橋駕駛室整體總成V是整機動力、操縱、駕駛、指揮的核心。後 橋駕駛室整體總成V還包括電控系統。本實施方式的聯合伐木工作頭I的進料輥液壓馬達6的型號為 EPMZT500，生產廠家是寧波歐易液壓有限公司；鏈鋸油馬達28的型號為 A2FM80，生產廠家是北京華德液壓工業集團有限公司；本實施方式的抓具組 合油缸14、進料輥總成油缸13、打枝刀具油缸ll、鏈鋸迸給油缸9、懸掛架 支撐油缸23的生產廠家均為杭州飛君氣動液壓有限公司，型號分別為 HSG01-63-120E 、 HSG01-90-120E 、 HSG01-80-120E 、 HSG01-50-18OE 、 HSG01-63-180E。本實施方式的液壓臂總成II選用常林股份有限公司生產的CHL5210JSQ
隨車吊。本實施方式的前橋底盤總成IV的前橋總成35選用常林股份有限公司生 產的ZLM30—5型輪式裝載機前橋。前輪系總成41和後輪系總成38均採用常 林股份有限公司生產的ZLM30—5型輪式裝載機通用輪。液壓臂迴轉支座總成 34選用日立挖掘機迴轉支承總成，其型號為ZAXIS—35，其生產廠家為日立 建機(上海)有限公司。本實施方式的後橋駕駛室整體總成V主要選用常林股份有限公司生產 的ZLM30-5裝載機的後橋駕駛室整體部分，液壓組合增加了分配閥等零部件。
具體實施方式
二如圖2所示，本實施方式的聯合伐木工作頭I的兩個原 木抓具15相隔180度水平設置在兩個抓具軸3上，且兩個原木抓具15上下相 向錯位安裝。採用這樣的結構，使原木抓具15上的刀具相錯開，處於上下位 置，防止幹涉，抓抱範圍大。其它組成及連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖2所示，本實施方式的聯合伐木工作頭I還包括驅 動輪26和驅動輪液壓馬達25，所述的驅動輪26和驅動輪液壓馬達25的輸出 端連接，驅動輪液壓馬達25固定在伐木工作頭主架體2內的中下部。本實施 方式的驅動輪液壓馬達25的型號為EPMZT315，生產廠家是寧波歐易液壓有 限公司。採用這樣的結構，使兩個進料輥7和驅動輪26從三個方向合攏使聯 合伐木工作頭整體沿著伐倒木的樹幹由根部向梢部向前運動。其它組成及連接 關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四如圖2所示，本實施方式的聯合伐木工作頭I還包括輔 助抓具12，所述的輔助抓具12固定在左進料輥總成通軸5的中下部。採用這 樣的結構，打枝效果好。其它組成及連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本如圖8所示，本實施方式的前橋底盤總成IV還包括剎 車機構42，所述的剎車機構42設置在前橋總成35的兩端。採用這樣的結構， 剎車效果好。其它組成及連接關係與具體實施方式
一相同。工作原理採伐作業時，伐木工作頭通過液壓臂總成與動力行走機械連 接，工作人員首先根據採伐樹種的平均徑級(離地高100 300mm)選擇適宜 的聯合伐木工作頭系列，然後整機進入採伐作業現場。作業時，工作人員根據採伐目標樹種(活立木)、風向、地形等因素選擇停機位置，操縱液壓臂和聯 合伐木工作頭的機構部件，使伐木工作頭的抓具抓抱目標樹的樹千，上下調節 聯合伐木工作頭的位置，準確定位伐木鋸口的位置(一般控制在離地表面高度100 300mm之間)，然後液力操縱(油缸動作)原木抓具組合(打枝弧形刀 和輔助抓具也收攏夾持住伐倒木樹幹)抱緊目標樹的樹幹，伐木鏈鋸通過油馬 達帶動鋸鏈高速運動，液壓缸推動鋸鏈導板完成伐截原木，並通過液壓缸的反 向作用使鋸鏈導板迅速復位。截伐後的目標樹通過整棵樹的重力作用和油缸阻 尼作用將倒向伐木工作頭懸掛架的U型開口方向，這即保證了樹木按原設定 的方向倒伏，又節省了 "抽片"過程，同時也減少了對地表植被的破壞程度。 接著是打枝和造材過程，打枝過程按照如下程序進行進料輥閉合抱攏伐倒木 樹幹，這時兩個進料輥同驅動輪成等邊三角形方向合攏一打枝弧形刀和輔助抓 具也雙向抱緊伐倒木樹幹一原木抓具組合張開一進料輥和驅動輪分別在各自 的油馬達驅動下轉動一在滾動摩擦力的作用下，聯合伐木工作頭沿著伐倒木樹 幹的方向由根部向梢部移動一夾持樹幹的打枝弧形刀和輔助抓具將削、擠掉伐 倒木樹幹上的枝丫(也包含進料輥和驅動輪輾壓折斷前進方向上的枝丫)完成 階段打枝作業，此過程中，驅動輪或導向輪上的導向檢尺裝置將記錄並計算出 聯合伐木工作頭沿著伐倒木樹幹方向前進的距離，測量預定的材長，駕駛室內 的顯示器顯示材長數字，供操作人員確認原木長度，以準確控制造材的鋸口位置。造材過程按照如下程序進行進料輥組合打開一原木抓具組合抱緊樹千一伐木鏈鋸通過油馬達帶動鋸鏈高速運動，液壓缸推動鋸鏈導板完成造材，並通 過液壓缸的反向作用使鋸鏈導板迅速復位。不斷重複上次打枝和造材過程，直 至完成整棵樹木的打枝和造材。重新調整液壓臂和聯合伐木工作頭的位置，選擇對準下一棵採伐目標樹，重複完成伐、打、造整個過程(參見圖1 圖9)。
權利要求1、一種林木伐打造聯合作業機，它由聯合伐木工作頭(I)、液壓臂總成(II)、液壓系統總成(III)、前橋底盤總成(IV)、後橋駕駛室整體總成(V)組成，聯合伐木工作頭(I)的上端與液壓臂總成(II)的前端連接，液壓臂總成(II)與前橋底盤總成(IV)的上端連接，前橋底盤總成(IV)與後橋駕駛室整體總成(V)連接；液壓系統總成(III)與聯合伐木工作頭(I)、液壓臂總成(II)、前橋底盤總成(IV)分別連接；其特徵在於所述的聯合伐木工作頭(I)包括伐木工作頭主架體(2)、懸掛架總成(16)、兩個抓具軸(3)、左進料輥總成通軸(5)、右進料輥總成通軸(30)、兩個進料輥液壓馬達(6)、鏈鋸油馬達(28)、抓具組合油缸(14)、進料輥總成油缸(13)、打枝刀具油缸(11)、鏈鋸進給油缸(9)、懸掛架支撐油缸(23)、兩個原木抓具(15)、打枝弧形刀(24)、兩個進料輥(7)、伐木鏈鋸組合體(8)；伐木工作頭主架體(2)與懸掛架總成(16)連接，兩個抓具軸(3)分別固定在伐木工作頭主架體(2)上部的左右兩側內，兩個原木抓具(15)分別套在抓具軸(3)上，抓具組合油缸(14)的兩端與兩個原木抓具(15)分別連接；左進料輥總成通軸(5)和右進料輥總成通軸(30)依次固定在伐木工作頭主架體(2)中部的左右兩側，兩個進料輥(7)與兩個進料輥液壓馬達(6)的輸出端分別連接，兩個進料輥液壓馬達(6)與左進料輥總成通軸(5)、右進料輥總成通軸(30)分別連接，進料輥總成油缸(13)的兩端與兩個進料輥液壓馬達(6)分別連接；打枝弧形刀(24)固定在右進料輥總成通軸(30)的下部，打枝刀具油缸(11)的兩端與左進料輥總成通軸(5)、右進料輥總成通軸(30)分別連接；鏈鋸油馬達(28)固定在伐木工作頭主架體(2)的底部，鏈鋸油馬達(28)的輸出端與伐木鏈鋸組合體(8)連接，鏈鋸進給油缸(9)與鏈鋸油馬達(28)連接，懸掛架支撐油缸(23)的一端與懸掛架總成(16)連接，懸掛架支撐油缸(23)的另一端與伐木工作頭主架體(2)的底部連接；所述的前橋底盤總成(IV)包括前軸總成(31)、前橋底盤總成主支架(33)、液壓臂迴轉支座總成(34)、前橋總成(35)、液壓缸(36)、萬向傳動軸總成(37)、後輪系總成(38)、前位液壓油箱(39)、前輪系總成(41)；前軸總成(31)的兩端分別與前輪系總成(41)連接，前橋總成(35)的兩端分別與後輪系總成(38)連接，前橋底盤總成主支架(33)與前軸總成(31)、前橋總成(35)的上端分別連接，液壓臂迴轉支座總成(34)安裝在前橋底盤總成主支架(33)的上端面上，前位液壓油箱(39)設置在前橋底盤總成主支架(33)上端面的後部，液壓缸(36)的一端與前橋底盤總成主支架(33)連結，另一端與後橋駕駛室整體總成(V)連接，萬向傳動軸總成(37)的一端與前橋總成(35)連接，另一端與後橋駕駛室整體總成(V)的動力部分連接。
2、 根據權利要求1所述的林木伐打造聯合作業機，其特徵在於所述聯合 伐木工作頭(I )的兩個原木抓具(15)相隔180度水平設置在兩個抓具軸(3) 上，且兩個原木抓具(15)上下相向錯位安裝。
3、 根據權利要求1所述的林木伐打造聯合作業機，其特徵在於所述聯合 伐木工作頭(I )還包括驅動輪(26)和驅動輪液壓馬達(25)，所述的驅動 輪(26)和驅動輪液壓馬達(25)的輸出端連接，驅動輪液壓馬達(25)固定 在伐木工作頭主架體(2)內的中下部。
4、 根據權利要求1所述的林木伐打造聯合作業機，其特徵在於所述聯合 伐木工作頭(I )還包括輔助抓具(12)，所述的輔助抓具(12)固定在左進 料輥總成通軸(5)的中下部。
5、 根據權利要求1所述的林木伐打造聯合作業機，其特徵在於所述前橋 底盤總成(IV)還包括剎車機構(42)，所述的剎車機構(42)設置在前橋總 成(35)的兩端。
專利摘要林木伐打造聯合作業機，它涉及一種林業用聯合作業機。本實用新型有效解決了現有的林業採伐作業中單機無法完成伐木、打枝、造材、截梢、歸堆等多項自動化作業的問題。聯合伐木工作頭(I)的上端與液壓臂總成(II)前端連接，液壓臂總成(II)與前橋底盤總成(IV)的上端連接，前橋底盤總成(IV)與後橋駕駛室整體總成(V)連接；兩個原木抓具(15)分別套在抓具軸(3)上，兩個進料輥(7)與兩個進料輥液壓馬達(6)的輸出端分別連接，兩個進料輥液壓馬達(6)與左進料輥總成通軸(5)、右進料輥總成通軸(30)分別固定連接。本實用新型具有單機集約化完成多項伐、打、造自動作業功能、生產效率高、生態破壞小、作業成本低等優點。
文檔編號A01G23/083GK201022289SQ200720116139
公開日2008年2月20日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者劉明剛, 杜鵬東, 湯晶宇, 塗洪森, 滿大為, 郭克君 申請人:國家林業局哈爾濱林業機械研究所