Лесосибирск, Красноярский край, Россия
Железногорск, Россия
студент
Лесосибирск, Красноярский край, Россия
На сегодняшний день совершенствование лесозаготовительных машин направлено повышение произво-дительности с использованием современных информационных систем. Наиболее сложной операцией на лесозаготовках, требующей опыта и квалификации оператора является управление манипулятором при наведении захватно-срезающего устройства на дерево. При «жестком» захвате дерева в результате неточного наведения манипулятора происходит повреждение спиливаемого дерева, произрастающего вокруг подроста, поломка дорогостоящего оборудования, возникает риск падения дерева в незаданном направлении, разрушения пильного механизма. Также увеличивается время наведения манипулятора и захвата дерева, что значительно снижает производительность работ. При постоянной концентрации на сложной операции оператор быстро утомляется, что снижает его работоспособность и внимательность. Не точное наведение манипулятора и «жесткий» захват дерева происходит довольно часто и может произойти даже у опытного оператора. Рассматриваемые операции в большей степени выполняются по одному алгоритму, а значит, могут выполняться автоматизировано. С целью устранения выше перечисленных недостатков предложена система автоматического наведения захватно-срезающего устройства на дерево и его захвата. Она состоит кроме как из технологического оборудования самой машины, компьютера с системой управления лесозаготовительной машиной, двух датчиков расстояния, датчика касания. Датчики расстояния, установленные на захватно-срезающем устройстве, определяют местоположение дерева. Информация с датчиков подается на компьютер лесозаготовительной машины, который управляет исполнительными механизмами манипулятора лесозаготовительной машины. Управляемые системой управления машины исполнительные механизмы гидроманипулятора, наводят захватно-срезающее устройство на дерево. Датчик касания устанавливается на корпусе захватно-срезающего устройства. При касании дерева с датчиком дерево захватывается. При таком выполнении повышается точность и скорость наведения захватно-срезающего устройства на дерево, что приводит к снижению утомляемости оператора, повышению производительности лесной машины, снижению повреждений деревьев и захватно-срезающего устройства за счет частичной автоматизации процесса наведения захватно-срезающего устройства на дерево и его захвата
лесозаготовительная машина, захватно-срезающее устройство, оператор, автоматизация, роботизация, манипулятор, система управления, захват дерева, повышение производительности, утомляемость оператора
1. Байкова, Е.С. Развитие исследований в сфере робототехники в организациях ФАНО России [Текст] / Е.С. Байкова, О.О. Мугин, Д.И. Цыганов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 1 (174). С. 219-227.
2. Барабанов, Д.В. Обзор систем позиционирования применяемых при создании роботизированных установок [Текст] / Д.В. Барабанов, Н.В. Муханов // В сборнике: Наука и молодежь: новые идеи и решения в АПК Сборник материалов Всероссийских научно-методических конференций с международным участием. 2016. С. 233-235.,
3. Инновационные технологии лесосечных работ: учебное пособие [Текст] / И.Р. Шегельман, Я.Т. Лаурила, В.И. Скрыпник, О.Н. Галактионов. - Петрозаводск: Verso, 2016. - 134 с.,
4. Карпачев, С.П. Дистанционное управление машинами обеспечивает безопасность труда в лесу [Текст] / С.П. Карпачев // Лесопромышленник. - 2008. -февраль-март (45). С. 28-29.
5. Ласточкин, Д.М. Исследование нагруженности пространственно-приводного механизма захватно-срезающего устройства [Текст] / Д.М. Ласточкин, Е.М. Онучин // Политематический сетевой электронный на-учный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 91. С. 731-741.
6. Мохирев, А.П. Методика выбора лесозаготовительных машин под природно-климатические условия [Текст] / А.П. Мохирев // Лесотехнический журнал. 2016. Т. 6. № 4 (24). С. 208 -215. DOI:https://doi.org/10.12737/23459
7. Мохирев, А.П. Оценка технологических процессов лесозаготовительных предприятий [Текст] / А.П. Мохирев, Е.В. Горяева, С.О. Медведев // Лесотехнический журнал. -2016. -Т. 6. -№4 (24). -С. 139-147. DOI:https://doi.org/10.12737/23448
8. Мохирев, А.П. Моделирование технологического процесса работы лесозаготовительных машин [Текст] / А.П. Мохирев, В.О. Мамматов, А.П. Уразаев // Международные научные исследования. 2015. № 3 (24). С. 72 -74.
9. Патент на изобретение RU 2468573 С2. Способ наведения рабочего органа манипулятора лесной машины на объект [Текст] / Л.Н. Шобанов, А.И. Шургин № 2468573; заявл. 18.11.2010; опубл. 10.12.2012
10. Петухов, И.В. Зрительное утомление человека-оператора в процессе восприятия информации с элек-тронных дисплеев [Текст] / И.В. Петухов, Д.Н. Чаусов, В.В. Беляев, П.А. Курасов, И.О. Танрывердиев // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2014. № 2. С. 87-94.,
11. Посметьев, В.И. Оценка актуальности и обоснование выбора схемы лесовозного автомобиля с дистан-ционным управлением [Текст] / В.И. Посметьев, В.О. Никонов, В.В. Посметьев // Лесотехнический журнал. 2017. Т. 7. № 1 (25). С. 211-218. DOI: 12737/25213.
12. Шегельман И.Р. Техническое оснащение современных лесозаготовок [Текст] / И.Р. Шегельман, В.И. Скрыпник, О.Н. Галактионов. - СПб.: ПРОФИ - ИНФОРМ, 2005. - 337 с.
13. Ширнин Ю.А. Автоматизация отбора деревьев при выборочных рубках леса [Текст] / Ю.А. Ширнин, Л.А. Стешина, И.О. Танрывердиев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вест-ник. 2014. № S2. С. 19-23.
14. Aschoff, T.. Algorithms for the automatic detection of trees in laser scanner data. [Text] / T. Aschoff, H. Spiecker // Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci 2004, 36, 71-75.
15. Hyyppa, J. Review of methods of small-footprint airborne laser scanning for extracting forest inventory data in boreal forests. [Text] /, J. Hyyppa, H. Hyyppa, D. Leckie, F. Gougeon, X. Yu, M. Maltamo // Int. J. Remote Sens 2008, 29, 1339-1366.
16. Mettin, U. Analysis of human-operated motions and trajectory replanning for kinematically redundant manipulators. [Text] / U. Mettin, S. Westerberg, A.S. Shiriaev, P.X. La Hera // Proceedings of the 2009 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, St. Louis, MO, USA, 11-15 October 2009; pp. 795-800.
17. Posmetyev, V. I. Substantiation and evaluation of effectiveness of perspective constructions of forest tractors ancillary equipment [Text] / V. I. Posmetyev, V. A. Zelikov, M. V. Drapalyuk, M. A. Latysheva, E. V. Shatalov // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2016. - Vol. 11. - № 3 - pp. 1840-1855.
18. Rossmann, J. Navigation of mobile robots in natural environments: Using sensor fusion in forestry. [Text] / J. Rossmann, P. Krahwinkler, C. Schlette // J. Syst. Cybern. Inform 2010, 8, 67-71.
19. Rossmann, J. Realization of a Highly Accurate Mobile Robot System for Multi Purpose Precision Forestry Ap-plications. [Text] / J. Rossmann, M. Schluse, C. Schlette, A. Buecken, P. Krahwinkler, M. Emde // Proceedings of the 2009 International Conference on Advanced Robotics, ICAR 2009, Munich, Germany, 22-26 June 2009; pp. 1-6.,
20. Zheng, Y. Laser scanning measurements on trees for logging harvesting operations. [Text] / Y. Zheng, J. Liu, D. Wang, R. Yang // Sensors 2012, 12, 9273-9285.
