автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование конструкции и параметров манипулятора машины для рубок прореживания и проходных

На правах рукописи

РГ6 од

АНИСИМОВ Сергей Евгеньевич- ~г

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ МАНИПУЛЯТОРА МАШИНЫ ДЛЯ РУБОК ПРОРЕЖИВАНИЯ И ПРОХОДНЫХ

Специальность: 05.21.01. Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола 2000

Работа выполнена в Марийском государственном техническом университете

Научный руководитель:

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор, П.М. Мазуркин

кандидат технических наук, доцент Б.А. Журавлев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Г.М. Соколов

кандидат технических наук, старший научный сотрудник A.B. Козлов

Ведущая организация: Комитет природных ресурсов по

Республике Марий Эл

Защита диссертации состоится 26 декабря 2000 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 064.30.02 в Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина 3, МарГТУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МарГТУ

Автореферат разослан "/¿f " 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент М.Ю. Смирнов

Г/Ш. ОЛ о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рубки ухода в молодняках выполняются в основном вручную с использованием топора и моторного кустореза, а в пределах лесных полос - тракторными кусторезами. Прореживание и проходные рубки выполняются с помощью бензопил и использованием трелевочных тракторов на вспомогательных операциях. В итоге возникает целый ряд проблем: уход за каждым отдельным деревом, требуемый лесоводами, до сих пор технически не реализован, отсутствуют высокопроизводительные машины для рубок ухода за лесом, а для срезания групп лиственных деревьев в молодняках не применяются маневренные манипуляторы, которые можно было бы устанавливать модульно на существующие лесозаготовительные (валочно-пакетирующие) маштш со значительным вылетом рабочего органа более 10 м.

Создание манипуляторного оборудования для существующих лесозаготовительных машин и обеспечивающих обработку лиственных деревьев на пасеках шириной не менее 30 м, является актуальной задачей. Такие манипуляторы позволяют сохранить подрост и частично второй ярус хвойных деревьев, необходимый для восстановления качественной лесной среды. Эти же манипуляторы должны обеспечивать заготовку сортиментов при прореживании и проходных рубках путем смены диско-фрезерного органа на малогабаритное захватно-срезающее устройство.

Цель работы. Обосновать конструкцию и параметры комбинированного манипулятора для лесозаготовительной машины (ЛЗМ) с минимальным количеством элементов гидросистемы при заготовке сортиментов на рубках прореживания и проходных.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования являются комбинированный манипулятор с телескопической рукоятью и двумя гидроцилиндрами выдвижения рабочего органа до 18 м как горизонтально (в молодняках пасека шириной до 35 м), так и под углом до

60° к горизонту (для обработки растущих деревьев, отведенных в рубку, на пасеке шириной до 25 м) и технология рубок ухода в средневозрастных насаждениях. Для решения поставленной цели использовались методы:

1) пробных площадок для анализа доступности деревьев при горизонтальном перемещении рабочего органа манипулятором на основе производственных данных, полученных после рубок ухода на конкретных таксационных выделах;

2) кинематического и динамического анализов плоских механизмов;

3) моделирования кинематики и динамики манипулятора в среде Mathcad;

4) , дифференциальных исчислений при динамике управления гидропривода.

При проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях использована теория подобия и математической статистики, фотосъемка и видеосъемка.

Научная новизна. Изучена доступность частей дерева на разных его высотах и на ее основе разработана методика обоснования технологических параметров манипулятора для различных видов рубок ухода за лесом. Разработана структурно-кинематическая схема комбинированного манипулятора с телескопической рукоятью для выдвижения срезающего органа на расстояние до 18м с использованием двух элементов гидросистемы. Предложен способ устранения избыточных степеней подвижности у манипуляторного оборудования, устанавливаемого на серийную JI3M. Обоснованы запатентованные конструкции и основные параметры манипулятора для рубок ухода.

Положения, выносимые на защиту:

1) дополнена методика расчета доступности деревьев составляющей, учитывающей.вертикальную структуру древостоя при рубках прореживания и проходных;

2) математическая модель для кинематического анализа манипулятора машины для.рубок ухода;

3) математическая модель для силового статического анализа манипулятора машины;

4) защищенные патентами технические решения.

Значимость для теории. Существующая теория доступности обрабатываемых деревьев дополнена рассмотрением процесса манипуляции в пространственной системе координат, позволяющим применять техно-логин заготовки сортиментов непосредственно на растущих деревьях. Применение конструкции комбинированного манипуляторного кустореза с телескопической рукоятью и выдвижением срезающего органа за счет шарнирно-сочлененной фермы на расстояние до 18 м позволяет при осветлении и прочистках леса обеспечить обработку лиственных деревьев на пасеках шириной не менее 30 м с одного волока. Это дает возможность сохранить подрост и частично второй ярус хвойных деревьев, а также проводить сортиментную заготовку лесоматериалов (например, методом обработки ствола сверху вниз при прореживании леса и проходной рубке).

Построена физическая (механическая) модель манипулятора и определены критерии подобия, что позволяет экономить затраты на доведе-

ние машины для рубок ухода до серийного внедрения. На ее основе, выполнением тензометрпческих измерений, предложена методика проведения структурного анализа по выявлению избыточных степеней подвижности, методика силового (статического) анализа и методика определения кинематических характеристик манипулятора машины.

Значимость для практики. Использование с меньшим числом элементов гидросистемы на выдвижение срезающего органа до 18 м позволяет повысить срок их службы и сохранить лесную среду от разрушения и загрязнения, поскольку ЛЗМ являются крупнейшими потребителями рабочей жидкости, и именно из-за плохого качества рабочей жидкости происходит до 50% всех поломок ЛЗМ.

Технические решения на уровне изобретений позволяют применять транспортно-энергетический модуль в&аочно-пакетирующих машин в качестве базы для монтажа предлагаемого манипуляторного оборудования при всех видах рубок ухода путем замены двух типов активных модульных рабочих органов.

Достоверность выполненных исследований. Подтверждается положительными результатами технологических измерений на участках леса после проведения рубок ухода, лабораторных испытаний физической модели манипулятора, применением современных методов обработки статистических данных, адекватностью математических моделей исследуемым процессам.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение на: научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 1997, 1998, 1999 и 2000 годах; международной научно-практической конференции "Рациональное использование лесных ресурсов" (1999) г. Йошкар-Олы; на выставке "Ежегодный сбор руководящего состава гражданской обороны РСЧС Приволжского региона" г. Йошкар-Олы.

Реализация работы. Решением администраций АО "Биомашпри-бор"результаты работы приняты к внедрению в производство, что подтверждено соответствующими актами. Кроме того, результаты работы используются в учебном процессе по специальностям 260100 "Лесоин-женерное дело" и 170400 "Машины и механизмы лесного комплекса" МарГТУ.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 9 статьях. На конструкцию комбинированного манипулятора получено 2 патента (№2141755, №2135347).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

Объем работы составляет 157 стр. и включает 59 иллюстраций, 45 таблиц и списка литературы из 161 наименований. Приложения включают 6 иллюстраций и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы диссертационной работы, ее цель, научная новизна, выносимые на защиту основные положения, значимость для теории и практики.

В первом разделе приведено состояния вопроса по литературным источникам, показана актуальность, сформированы цели и задачи исследований.

Способы заготовки сортиментов при машинной обработке отведенных в рубку деревьев выполняются: во-первых, в соответствии с принципом действия скандинавских харвесторных машин, во-вторых, по принципу действия машин ЦНИИМЭ (MJI-20, MJ1-118) или финских машин (Пика-75, Пика-100); в третьих, по изобретению проф. П.М. Ма-зуркина (заявка 016770/15(080532)) на многоступенчатый способ обработки древостоя) с использованием малогабаритного ЗСУ массой 300 кг и грузоподъемностью 500 кг.

В последнем случае необходимо оснастить валочно-пакетирующую машину специальным комбинированным манипулятором, обеспечивающим выдвижение рабочего органа (малогабаритное ЗСУ - для проходных рубок и прореживания леса, дискофрезерное устройство - для

осветления и прочисток) до 18 м, с углом наклона стрелы до 60° при максимальном горизонтальном вылете до 12,5 м. Из полученных значений технологических параметров появляется возможность создания технологии машинной заготовки сортиментов из растущих деревьев, отведенных по лесохозяйственным требованиям в рубку. Патентный поиск существующих манипуляторов показал, что на их базе невозможно комплектование системы машин для сортиментной заготовки отведенных в рубку деревьев из-за малого вылета рабочего органа.

На основе анализа существующих конструкций манипуляторов были сформулированы требования, предъявляемые к манипулятору для сортиментной заготовки машинным способом отведенных в рубку деревьев по изобретению проф. П.М. Мазуркина: радиус выдвижения -18м, максимальный (необходимый по грузовому моменту) горизонтальный вылет - 12.5 м, обеспечивающий 92 % возможность захвата деревьев по всей пасеке (согласно исследованиям ЛатНИИЛХП) при рубках прореживания и проходных, совмещение операций подъема (опускания) телескопической рукояти с выдвижением (втягиванием) подвижных секций телескопической рукояти, выдвижение рабочего органа с наименьшим

числом элементов гидросистемы (два), сохранение наибольшего числа унифицированных узлов у базовой валочно-пакетирующей машины без изменения её гидросистемы (рис. 1).

Высота дерева, м

Длина стрелы, м

Рис. 1. Рабочая зона комбинированного манипулятора при установке на ВПМ ЛП-

19В:

I - длина бессучковой зоны дерева при прореживании, П - длина бессучковой зоны дерева при проходных рубках, III - координаты положения ЗСУ при прореживании, IV - координаты положения ЗСУ при проходных рубках, 1-диапазон длин стрелы манипулятора для проведения проходных рубок, 2-днапазон длин стрелы манипулятора для проведения прореживания, 3-диапазон длин стрелы манипулятора для проведения осветления и прочистки, О- центр тяжести базового модуля ВПМ (в данном случае, ЛП-19В), Oi- ось крепления манипулятора к базовому модулю

В работах зарубежных ученых Ньюмена, Бредберга, Моберга и др., а также отечественных ученых С.П. Бойкова, С.Н. Сотонина, И.К. Иевиня, А.Я. Кажемы, Т.Я. Розиня, А.Г. Савельева и других, широко рассматривался вопрос доступности деревьев применительно к машинной рубке леса выборочным способом, выполняющимся в плоской системы координат. Анализ показал, что для сортиментной заготовки лесоматериалов по заявке 016770/15(080532) требуются дополнительные исследования пространственной доступности всех частей ствола обрабатываемого дерева.

В итоге были сформулированы следующие задачи исследований:

1)обосновать технологию и комплект машин для сортиментной заготовки отведенных в рубку деревьев и разработать методику определения их доступности:

2) обосновать конструкцию и параметры манипулятора для рубок ухода;

3) составить структурно-кинематическую схему манипулятора, обеспечивающего выдвижение до 18 м с минимальным числом приводов (два) и наибольшим числом унифицированных узлов от базы ЛП-19В;

4) изучить влияние структуры механизма манипулятора на выдвижение подвижных секций телескопической рукояти и разработать методики полного кинематического и силового анализов;

5) изготовить физическую (механическую) модель, провести анализ кинематических и силовых его характеристик и сравнить результаты экспериментальных исследований с теоретическими;

6) провести оценку эффективности предполагаемой конструкции манипулятора с харвесторной головкой на базе харвестора "ПтЬецаск 1270 для рубок ухода.

2. Обоснование технологических параметров манипулятора машины для рубок ухода. Вначале представлена усовершенствованная конструкция комбинированного манипулятора (по заявке 93-03801 (003837)), с использованием пространственной конструкции шарнирно-сочлененной фермы. За счет этого расширяются ее функциональные возможности. Она служит не только для выдвижения подвижных секций телескопической рукояти, но и препятствует их вращению друг относительно друга (при использовании подвижных секций телескопической рукояти круглого профиля применительно для рубок осветления и прочистки (патент№2141755)) и обеспечивает необходимую жесткость и прочность при относительно малой ее массе.

Технологическая схема проведения' рубок ухода по сортиментной технологии из растущих деревьев (рис. 2) включает в комплект две машины: ВПМ с комбинированным манипулятором, оснащенным специальной рукоятью и сортиментовоза.

Сущность технологии заключается в следующем. Выдела разбиваются на пасеки шириной не более 25 м. Посредине пасек прокладываются пасечные волока (1). ЛЗМ (2), оснащенная комбинированным манипулятором с телескопической рукоятью и вылетом рабочего органа до 18 м, переходит на рабочую позицию (на пасечном волоке) с таким учетом, чтобы технологическое оборудование могло обработать самое дальнее дерево. При обработке отведенных в рубку деревьев (3) с одной рабочей позиции срезает кроновую часть дерева (4) и укладывает на пасечный волок (с целью предотвращения значительного уплотнения верхних горизонтов почвы). Затем срезаются сортименты (5) последовательно от вершинной части стоящего ствола к его комлю и укладываются вдоль пасечного волока (1). После обработки одного дерева машина переходит к обработке следующего дерева (на рис. 1 последовательность обработки отведенных в рубку деревьев показана стрелками и цифрами). После

того, как все деревья, отведенные в рубку, обработаны, ЛЗМ переходит на новую рабочую позицию. А после обработки одной ленты она переходит на следующую.

Рис. 2. Технология проведения рубок ухода:

1-пасечные волок«; 2-ЛЗМ с комбинированным манипулятором; 3-отведенные в рубку деревья: 4-вершины деревьев; 5-сортименты; 6-погрузочный пункт; 7-магистряльный волок; 8-сортиментовоз; 9-деревья не подлежащие рубке

Срезанные сортименты (5) вывозятся на погрузочный пункт (6) по пасечным (!) и магистральным (7) волокам сортиментовозом (8).

Лесозаготовительная машина, оснащенная специальной рукоятью, ведет сортиментную заготовку лесоматериалов в двух боковых секторах. Причем ЛЗМ перемещается по создаваемому в ходе работы (или ранее при прошлых уходах созданному) пасечному волоку (технологическому коридору).

Поскольку обработка деревьев ведется с пасечного волока, то:

- горизонтальный максимальный вылет манипулятора определяется по формуле:

R = R ■ eos ф , (1)

тах.гор. 1

- среднее расстояние между деревьями и осью машины по сектору

г г

г ■ arccos— =----f(R • cos<¿ )2 • arceos — -

ср r 2-(tf-cos<¿ -г ) 1 1 R

cp 1 0

- полный угол поворота стрелы

а =4- arceos-,

- полный эффективный угол

(3)

а =2-(2'arceos-

п.эф. R. COS0

- arcsin-) ,

г

1 ср

(4)

где г - половина полосы технологического коридора; Я - радиус выдвижения; ф - обобщенная координата положения стрелы.

Вероятность захвата дерева с рабочей позиции составляет: IV => • V;

.2 ..2 ...2 , 2 „2

IX + Y + #' 77(Л • cos<¿ -\Х +V )r¡ (R -

-i

, (5)

2 2 2 X +Y +Н' )

где X, У - координаты, характеризующие положение дерева; Я' - высота стволовой части дерева (высота дерева без кроны); т] и

- функции Хевисайда;

Л

Qif(R ■ со%ф -\Х2 +У2)< О

1 if(R ■ cosí

Л

(6)

2 2 X +Y )>0

л

, 2 2 2 Оif(R-MX +Y +Н' )<0

■I

(7)

\if{R-SX2 +Y2 +Н'2)> О

Для деревьев, расположенных около пасечных волоков, вероятность захвата в отдельных точках ствола определяется по формуле

IV ]

и

■I

2 2 2 X +У +Н' 17 (Л

2 гшп .гор

X2 +Г2 +Н'2), (6)

где й -минимальный вылет манипулятора; т] -функция Хеви-пнп гор 2

сайда:

=

0»/(Л

л

I

л

2 2 X +У ) <0

(8)

2 2 ЛГ +У )>0

Я' - высота стволовой части растущего дерева.

Для обоснования параметров применения ВПМ с комбинированным манипулятором и предложенной телескопической рукоятью были проведены натурные исследования лесорастительных условий Таирского и Кокшамарского лесничеств (табл. 1). Рассматривались только те квартала, где проводились проходные рубки или рубки прореживания (в Таир-ском лесничестве - 93, 98, 103, в Кокшамарском лесничестве - 50, 51, 52 квартала). Для этих целей использовался метод пробных площадок, заключающийся в том, что на площадке размером 20 х 60м проводились замеры, а затем полученные данные пересчитывались на гектар. Было заложено и обмеряно 15 пробных площадок.

Таблица 1

Лесниче- Ср. рас- Ср. диа- Средний Ср. высо- Ср. кол-во Ср. кол-во

ство стояние метр диаметр та дерева, деревьев срезан-

между оставлен- срезае- м на га, ных де-

деревья- ных де- мых де- шт./га ревьев на

ми, м ревьев, м ревьев, м га, шт./га

Таирское 4,2 0,22 0,22 19,6 720 137

Кокша- 3,87 0,26 0,24 22 706 198

марское

Среднее количество срезаемых деревьев на пробной плошадке составляет: в Таирском лесничестве - 15 шт, в Кокшамарском лесничестве -17 шт.

По этим технологическим данным был обоснован вариант комплекта машин для сортиментной обработки отведенных в рубку деревьев (по заявке № 016770/15(080532)), включающий ВПМ с комбинированным манипулятором и сортиментовоз Фарми Трак 575Е.

3. Теоретическое обоснование манипулятора машины для рубок ухода за лесом. Изложены результаты теоретических исследований предложенной конструкции комбинированного манипулятора.

Прототипом комбинированного манипулятора для рубок ухода являлся манипулятор по заявке 93-03801(003837). Данный манипулятор обладает избыточными степенями подвижности.

Для устранения избыточных степеней подвижности нами предложена видоизмененная конструкция шарнирно-сочлененной фермы, защищенная патентом №2135347.

Изменение заключается в том, что в секции шарнирно-сочлененной фермы включены стержни, образующие шарнирные параллелограммы пантографов, устраняющие избыточные степени подвижности. Число степеней подвижности данного манипулятора равно числу приводов, обеспечивающих работоспособность манипулятора: поворота стрелы, и поворота рукояти с одновременным выдвижением ЗСУ или дискофре-зерного устройства (рис. 3).

Это техническое решение применимо для любого числа подвижных секций телескопической рукояти (аналогичное решение возможно и для телескопической стрелы).

Разработана методика кинематического анализа комбинированного манипулятора, расчетная схема которого представлена на рисунке (рис. 3).

За обобщенные координаты приняты углы:

ф -угол, характеризующий положение стрелы;

ф - угол, характеризующий положение рукояти.

У

Рис. 3. Кинематическая схема комбинированного манипулятора с телескопической рукоятью:

А...0з'кннсматическне пары манипулятора; и З^-гндроцн.ишдры привода стрелы и рукояти соответственно; О-вес рабочего органа с предметом труда; ф^ и

ф - углы, характеризующие положения стрелы н рукояти соответственно; 5 - угол, 2

характеризующий положение тяги; у/ и у - углы, характеризующие положение поворотных и толкаюших звеньев шарнирно-сочлененной фермы соответственно

Замкнутые векторные контура С^АС?, АВЕС, СОО (рис. 3) описывают положение манипулятора. Уравнения в проекциях на координатные оси О1Х и С^У, связанные с этими векторными контурами имеют вид:

L -cosé +(L +5-j)-cosá -X =0 1 Y\ v 3 2 1

L -cosó +L -eos8 + L ■ qos(7z + w)- L -cosé = 0 2 1 4 5 3 2

2

5

3

2

L 'eosу/+ L -cos7-s-cos^ =0

6 7 2

6

7

(9)

L -sind +(L + 5-s)-sind -Y = 0

1 4 3 2 1

L -sinф +L -sin^ + L -sin(я + ц/)-Ь ■ sin<zJ =0

2 1 4 5 3 2

L -smur + L • sin y — s • sin ф =0

6 Y 7 ' 2

где L^OjA, L2=AB, L3=AC, L4=BE, L5=CE, L6=CD, L7=DG; углы 8, ц/ и Y отсчитываются в направлении против хода часовой стрелки.

Полученная система шести нелинейных уравнений (9) содержит восемь переменных: ф , ф^, 8, у/, 7, X^ и К . Задавая координаты рабочего органа X и К , находим параметры: ф^, ф^, 8, у/, у, определяющие положение всех звеньев манипулятора (обратная задача). Задавая обобщенные координаты: ф^ ф^, определяем из системы уравнений

(9) параметры: 8 , у/ , у , Х^ и у (прямая задача).

Решение прямой задачи было использовано для построения рабочей зоны манипулятора, представленного на рис. 1.

Для расчета скоростей продифференцируем по времени каждое из уравнений системы (9). Задавая скорость выдвижения рабочего органа, определяем все угловые скорости и скорость выдвижения подвижных секций (обратная задача для скоростей). Зная скорости изменения обобщенных координат, определяем угловые скорости остальных звеньев механизма, скорость выдвижения подвижных секций и скорость выдвижения рабочего органа (прямая задача для скоростей).

Для расчета ускорений продифференцируем дважды по времени каждое из уравнений системы (9). Задавая ускорение выдвижения рабочего органа, определяем угловые ускорения звеньев механизма манипулятора и линейное ускорение выдвижения подвижных секций (обратная задача для ускорений). Зная ускорения изменения обобщенных координат, оп-

ределяем угловые ускорения остальных звеньев механизма манипулятора, ускорение выдвижения подвижных секций и ускорение выдвижения рабочего органа (прямая задача для ускорений).

Исходя из условий статического равновесия, проведен расчет усилий в звеньях шарнирно-сочлененной фермы манипулятора.

Расчетная схема равновесия последней (пятой) подвижной секции представлена на рисунке (рис. 4).

И.Х^и-0 -со$ф -5 -с05у + 0 • со$(~ + ф ) = 0; 5 2 21 5 2 2

17 = «-С> -вта» -зту + О -со%ф -0 = 0; (10)

^ г г2 21 ' 5 2

2> =-5 • (^-0.5) + М =0,

и 5 5

Рис. 4. Расчетная схема равновесия последней подвижной секции: О-вес рабочего органа с предметом труда; - усилие в 21-ом стержне шарнирно-

сочлененной фермы; М и - изгибающий момент и поперечная сила, приложенных на конце 4-й секции; - сила трения, возникающая при взаимодействии 5-й

и 4-й секций; ф-^ " Угол, характеризующий положение рукояти; у - угол положения толкающих звеньев шарнирно-сочлененной фермы

где Р = сила трения, возникающая при взаимодействии

5Тр 5

5 - ой и 4-ой подвижных секций и ее направление соответствует случаю вдвижения подвижных секций, Н; - усилие в стержне 21 ,Н;

М ^ и <2$ -изгибающий момент, Нм и поперечная сила, Н в сечении,

расположенном на конце 4-ой соответственно; <2 - вес рабочего органа манипулятора, Н.

Аналогичным образом определяются усилия и в остальных звеньях шарнирно-сочлененной фермы.

Получены аналитические зависимости для усилий в звеньях шарнир-

но-сочлененной фермы, работающих на растяжение и сжатие, от угла ф ' (рис. 3) при Q = 8000 Н, /л = 0,3 и ф =152° = const:

S = 24521 • ехр(-1.17389 • ф 0 14874)_ 21 1

- 0.54094 • ^2'47324 ■ ехр(-0.016751 • ф )

5 = 24521 • ехр(-0.975 • ^ 0 1737 )-17 1

- 0.5659 • ■ ехр(-0.01?12 • ф )

S = 24521-ехр(-0.3122 -ф 0 3754 )-13 1

- 0.7081 ■ ^2'6179 • ехр(-0.01794 • ф )

S^ = 24521 • ехр(-0.07843 • ф 0-6690) -- 0.6678 • ф12'7227 ■ ехр(-0.01876 • ф )

S = 25910.6 • ехр(-0.004658• ф !-5054) -5 1

- 0.005888 ■ ^3'9865 • ехр(-0.02838 ■ ф )

(П)

(12)

(13)

(14)

(15)

На основе дифференциальных уравнений, описывающих работу гидропривода (гидроцилиндра) стрелы, получены графики переходных процессов, а также движения штока гидроцилиндра от площади проходного сечения дросселя гидроцилиндра в установившемся режиме.

4. Экспериментальное исследование модели манипулятора. Представлены результаты лабораторных исследований на физической (механической) модели: структуры манипулятора, статический силовой расчет усилий в звеньях шарнирно-сочлененной фермы и определение кинематических характеристик.

Механическая модель манипулятора выполнена в масштабе 1: 10 (рис. 5).

Рис. 5. Общий вид модели манипулятора

Рассматривались движения двух моделей механизма манипулятора: имеющего две избыточные степени подвижности (по заявке 93-03801 (003837)) и не имеющего избыточные степени подвижности (рис. 2).

Для модели манипулятора, имеющего избыточные степени подвижности характерно:

а) длины подвижных секций телескопической рукояти различны;

б) положения конца телескопической рукояти при одинаковой длине раздвижного стержня различны и не обеспечивается вылет конца рукояти на заданную длину;

в) полное выдвижение секций телескопической рукояти не было достигнуто.

Для модели манипулятора, не имеющего избыточные степени подвижности, эксперименты показали, что изменение длины раздвижного стержня обеспечивает полное равномерное выдвижение (вдвижение) подвижных секций телескопической рукояти на требуемую длину. При этом не наблюдалось заклиниваний.

Статическое определение усилий в звеньях (работающих только на растяжение или сжатие) шарнирно-сочлененной фермы на модели манипулятора осуществлялось с помощью тензометрических измерений, рис. 6.

Определение скорости выдвижения конца телескопической рукояти при заданной скорости выдвижения винта винтовой пары при фиксированном положении стрелы осуществлялось с помощью видеокамеры на фоне масштабной сетки, выполненной в масштабе 1:10.

Рис. 6. Статические исследования модели манипулятора тензометрическими измерениями

5. Экономическая эффективность машины для рубок ухода в хвой-но-лиственных молодняках. Дано обоснование экономической эффективности машины с использованием предложенной конструкции комбинированного манипулятора для рубок ухода (прореживания и проходных рубок).

Применение проектируемой манипуляторной ЛЗМ на базе харве-сторной машины Т1шЬег]аск 1270 на рубках прореживания и проходных дает рост производительности труда на 1%, прирост прибыли за счет экономии на эксплуатационных затратах 163237,02 у.е., прирост чистой прибыли составит 114265,91 у.е., удельные капитальные вложения 18,1 у.е./м3, срок окупаемости - 3 года и коэффициент эффективности предлагаемого проекта составляет 27%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ и РЕКОМЕНДАЦИИ

Создание манипулятора к существующим лесозаготовительным машинам, обеспечивающего обработку отведенных в рубку деревьев при рубках ухода за лесом, имеет существенное значение для дальнейшего развития теории и практики механизации лесного хозяйства и лесозаготовок.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные по теме диссертации, позволили получить следующие результаты.

1. Применительно к прореживанию леса и проходным рубкам методика расчета доступности деревьев дополнена составляющей, учитывающей, вертикальную структуру древостоя, дополнительно позволяющая учитывать угол наклона манипулятора для доставки захватно-срезающего органа на высоту до 18 м (около машины), особенности заготовки сортиментов с двух боковых сторон машины на пасеках шириной до 25 м.

2. Из производственных замеров, проведенных на территории Кок-шайского лесхоза РМЭ после рубок ухода, экспериментально статистическими данными было подтверждено, что для обработки отведенных в рубку деревьев, необходимы:

а) для пасек шириной до 25 м при рубках прореживания и проходных рубках достаточно максимальное значение радиуса выдвижения 18 м при неизменной конструкции стрелы валочно-пакетирующих машин и предлагаемой конструкции телескопической рукояти с новым механизмом выдвижения, содержащим два гидроцилиндра;

б) этот же, модульный к валочно-пакетирующим машинам, манипулятор на осветлениях ищрочистках позволяет обрабатывать пасеку шириной не менее 35 м.

3. Предложен комплект машин, включающий лесозаготовительную машину с манипулятором, оснащенным предлагаемой рукоятью и малогабаритным захватно-срезающим устройством, а также сортиментовоз, с помощью которого при проходных рубках достигается ожидаемая сменная производительность 70 м\ а при рубках прореживания - 68 мл.

4. Разработана методика кинематического анализа манипулятора машины для рубок прореживания и проходных с реализацией на ПЭВМ, позволяющая определять: кинематические характеристики (расчеты перемещения, скорости и ускорения) манипулятора; для выдвижения рабочего органа с максимальной скоростью выдвижения 1,2 м/с следующие значения проходных сечений дросселирующих устройств: при одновременной работе гидроцилиндров - / = 15 мм2, при работе только гидроцилиндра стрелы - / = 34 мм2, при работе только гидроцилиндра рукояти / = 28 мм2.

5. Разработана методика силового (статического) анализа манипулятора машины для рубок прореживания и проходных с реализацией на ПЭВМ, позволяющая определять материал, размеры и массу проектируемого манипулятора.

6. Лабораторные исследования структуры физической (механической) модели манипулятора позволили рекомендовать конструкцию шарнирно-сочлененной фермы по патенту №2135347, которая устраняет

избыточные степени подвижности. Замеры усилий в звеньях механизма и кинематических характеристик подтвердили правильность предложенной методики силового расчета с погрешностью интерполяции 90 %, а методики расчета кинематических характеристик - 93 %.

7. Модульная компоновка машины для рубок ухода на базе валочно-пакетирующих машин возможна без изменения конструкции транспорт-но-энергетической части с применением предложенного по патентам 2135347 и 2141755 комбинированного манипулятора. Предлагаемый манипулятор обеспечивает грузовой момент 270 кНм и выдвижение до 18м сменных рабочих органов. При осветлении и прочистке леса обеспечивается горизонтальное перемещение дискофрезерной головки на пасеке шириной до 35 м, а при прореживании и проходных рубках перемещение малогабаритного захватно-срезающего органа массой до 300 кг и грузоподъемностью до 5 кН на высоту до 12 м при сортиментной обработке деревьев на пасеке шириной до 25 м.

8. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения на рубках ухода (прореживания и проходных рубок) одного предложенного манипулятора на базе харвесторной машины Timberjack 1270 составляет: возможный годовой прирост чистой прибыли - 114265,91 у.е., коэффициент эффективности внедрения проекта - 27 %, срок окупаемости -3 года (в ценах на 2000 г).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Лнисимов С.Е. Манипуляторное оборудование машин для рубок ухода //Лесн. пром-сть. - 1998. - №4. - С.17-19.

2. Анисшюв С.Е. Структурный анализ манипуляторов лесозаготовительных машин /Труды науч. конф, по итогам научн.-исслед. работ МарГТУ (20-22 апр., 1998г) Секция: Технология лесопрмомышленных процессов., транспорта леса и гидравлики, Йошкар-Ола /Map. гос. тех. ун-т. - Иошкап-Ола, 1998. - С.2-4: ил. - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 03.09.98 №2737-В98.

3. Мазуркин П.М., Анисшюв С.Е. Способ и манипуляторная машина для заготовки сортиментов с растущих деревьев //Вестн. Центр.-Чернозем. регион, отд-ние Наук о лесе Академии естеств. наук Воронеж, гос. лесотехн. академии. -1999.-Вып. 2. -С.131-134.

4. Анисимов С.Е. Манипуляторное оборудование лесозаготовительных машин //Материалы научн. конф. проф.-преп. состава, докторантов, аспирантов, сотрудников МарГТУ, посвящ. Дню университета и 65-летию ВУЗа. Секция. Технология лесопромышленных процессов, транспорта леса и гидравлики. Йошкар-Ола, 27-31 мая 1997 г. /Марийск. гос. техн. ун-т. - Йошкар-Ола, 1997. - 4.II. -С. 50-52.

5. Анисимов С.Е. Проектирование манипулятора с телескопической рукоятью и механизмом автоматического перемещения подвижных ее секций //Рациональное использование лесных ресурсов: Материалы междунар. науч.-практ. конф. посвящ. 80-летию со дня рождения Дмитриева Ю.Я. 20-22 апр., 1999 г. - Йошкар-Ола, 1999. - С.220-222.

6. Анисимов С.Е. Структурный анализ манипуляторов лесозаготовительных машин /Марийск. гос. техн. ун-т. - Йошкар-Ола, 1999. - 27 е.: ил. - Библиогр.: 3 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.02.99, №554 - В99.

7. Анисимов С.Е. Манипулятор машины для рубок ухода //Вестн. Центр.-Чернозем. регион, отделения Наук о лесе Академии естеств. наук Воронеж, гос. лесотехн. академии. - 1999. - Вып. 2. - С.131-134.

8. Анисимов С.Е. Кинематический анализ манипулятора с автоматическим перемещением секций //Современные проблемы лесопромышленного комплекса волго-вятского региона. - Сборник научн. трудов. Лесопромышленного факультета Марийск. гос. тех. ун-та. Вып. 1. Секция: Лесовосстановление и лесосечн. работы. Йошкар-Ола, 1998 г. /Марийск. гос. техн. ун-т. - Йошкар-Ола, 1998. -С.30-35.

9. Анисимов С.Е. Особенности конструкции манипуляторов машин для работы в хвойно-лиственных молодняках /Труды науч. конф. по итогам научн,-исслед. работ МарГТУ (Йошкар-Ола, 20-22 апр. 1998 г.). Секция: Инженерная экология и технология природопользования /Марийск. гос. тех. ун-т. - Йошкар-Ола, 1998. - С.34-36: ил. - Библиогр.: 2 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 30.09.98 №2890-В98.

10. Патент на изобретение №2135347. Манипулятор машины для обработки деревьев.

И. Патент на изобретение №2141755. Лесозаготовительная машина.

Просим принять участие в работе диссертационного совета К 064.30.02 или прислать ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина 3, МарГТУ, ученому секретарю

Подписано в печать 22.11.2000 г. Формат 60x84/16. - Усл.печ.л. 1,16. Уч.-изд.л. 0,85. Тираж 100. Заказ № 3208.

Оригинал-макет отпечатан ООП Марийского государственного университета 424001, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 1.

Введение

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Способы заготовки сортиментов при машинной обработке деревьев

1.2. Доступность деревьев при машинной валке

1.3. Схемы отечественных и зарубежных манипуляторов лесных машин

1.4. Основные требования, предъявляемые к манипуляторам

1.5. Современные методы проектирования и моделирования манипуляторов

1.5.1. Структурные исследования

1.5.2. Кинематические исследования

1.5.3. Динамические исследования

1.6. Цели и задачи исследований

2. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МАНИПУЛЯТОРА МАШИНЫ ДЛЯ РУБОК УХОДА

2.1. Общие сведения

2.2. Конструкция манипулятора

2.3. Методика расчета пространственной доступности деревьев

2.4. Анализ лесорастительных условий Таирского и Кокшамарского лесничеств

2.5. Обоснование варианта комплекта машин

2.6. Технологическая схема рубок ухода по сортиментной технологии

2.7. Выбор комплекта машин применительно к Таирскому и Кокшамарскому лесничеств

2.8. Расчет доступности деревьев на пробной площадке 103 квартала 6 выдела Таирского лесничества

2.9. Выводы по разделу

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МАНИПУЛЯТОРА МАШИНЫ ДЛЯ РУБОК УХОДА

3.1 Структурный анализ конструкции манипулятора

3.2. Кинематика манипулятора

3.3 Статический анализ манипулятора

3.4. Динамика управления гидроприводами манипулятора

3.5 Выводы по разделу

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ МАНИПУЛЯТОРА

4.1. Общие сведения

4.2. Цели и задачи лабораторных исследований

4.3. Описание модели манипулятора

4.4. Влияние структуры на выдвижение подвижных секций

4.5. Экспериментальные исследования усилий в элементах шарнирно-сочлененной фермы

4.5.1. Регистрирующая аппаратура

4.5.2. Порядок проведения эксперимента

4.5.3. Обоснование критерия подобия для статических исследований

4.5.4. Определение необходимого числа наблюдений 117 4.6. Исследования кинематических характеристик

4.6.1. Регистрирующая аппаратура

4.6.2. Порядок проведения эксперимента

4.6.3. Обоснование критерия подобия для кинематических исследований

4.6.4. Результаты кинематических исследований

4.7. Выводы 125 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАШИНЫ ПРИ ПРО РЕЖИВАНИИ И ПРОХОДНЫХ РУБКАХ

5.1. Общие сведения

5.2. Определение стоимости манипулятора

5.3. Определение сменной производительности

5.4. Определение роста производительности труда

5.5. Определение удельных капитальных вложений

5.6. Определение себестоимости работ

5.7. Выводы 138 Заключение (Основные выводы и рекомендации) 140 Список использованной литературы 143 Приложения

Актуальность темы. Рубки ухода в молодняках выполняются в основном вручную с использованием топора и моторного кустореза, а в пределах лесных полос - тракторными кусторезами. Прореживание и проходные рубки выполняются с помощью бензопил и использованием трелевочных тракторов на вспомогательных операциях. В итоге возникает целый ряд проблем: уход за каждым отдельным деревом, требуемый лесоводами, до сих пор не реализован, отсутствуют высокопроизводительные машины для рубок ухода за лесом, а для срезания групп лиственных деревьев диско-фрезерными органами в молодняках не применяются маневренные манипуляторы со значительным вылетом (более 10 м).

Создание манипуляторного оборудования для существующих лесозаготовительных машин и обеспечивающего обработку деревьев на пасеках шириной не менее 30 м, является актуальной задачей. Такие манипуляторы позволяют сохранить подрост и частично второй ярус хвойных деревьев, необходимый для восстановления качественной лесной среды. Эти же манипуляторы могут обеспечивать заготовку сортиментов при прореживании и проходных рубках.

Цель работы. Обосновать конструкцию и параметры комбинированного манипулятора для лесозаготовительной машины (ЛЗМ) с минимальным количеством элементов гидросистемы при заготовке сортиментов на рубках прореживания и проходных.

Объекты и методы исследования. Объектами исследований являются комбинированный манипулятор с телескопической рукоятью и выдвижением рабочего органа до 18 м как горизонтально (в молодняках пасека шириной до 35 м),так и под углом до 60° к горизонту (для обработки растущих деревьев, отведенных в рубку, на пасеке шириной до 25 м) и технология рубок ухода в средневозрастных насаждениях. Для решения поставленной цели использовались методы: пробных площадок для анализа доступности деревьев при горизонтальном перемещении рабочего органа манипулятором на основе производственных данных, полученных после проведения рубок ухода (прореживания и проходных рубок) на конкретных таксационных выделах;

- кинематического и динамического анализов плоских механизмов;

- моделирования кинематики и динамики манипулятора в среде МаШса<1;

- дифференциальных исчислений при динамике управления гидропривода.

При проведении экспериментальных исследований в лабораторных условиях использована теория подобия и математической статистики, фотосъемка и видеосъемка.

Научная новизна. Впервые изучена доступность дерева на разных его высотах и на ее основе разработана методика обоснования технологических параметров назначения манипулятора для различных видов рубок ухода за лесом. Разработана структурно-кинематическая схема комбинированного манипулятора с телескопической рукоятью и двумя гидроцилиндрами выдвижения срезающего рабочего органа на расстояние до 18м. Предложен способ устранения избыточных степеней подвижности у мани-пуляторного оборудования, устанавливаемого на ЛЗМ. Впервые обоснованы запатентованные конструкции и основные параметры манипулятора для рубок ухода.

Положения, выносимые на защиту:

1) дополнена методика расчета доступности деревьев составляющей, учитывающей вертикальную структуру древостоя при рубках прореживания и проходных;

2) математическая модель для кинематического анализа манипулятора машины для рубок ухода;

3) математическая модель для силового статического анализа манипулятора машины;

4) защищенные патентами технические решения.

Значимость для теории. Существующая теория доступности обрабатываемых деревьев дополнена рассмотрением процесса манипуляции в пространственной системе координат, позволяющая применять технологию заготовки сортиментов непосредственно на растущих деревьях. Применение конструкции комбинированного манипулятора с телескопической рукоятью и выдвижением срезающего органа за счет шарнирно-сочлененной фермы на расстояние до 18 м позволяет при осветлениях и прочистках леса обеспечить обработку лиственных деревьев на пасеках шириной не менее.30 м с одного волока. Это дает возможность сохранить подрост и частично второй ярус хвойных деревьев, а также проводить сор-тиментную заготовку лесоматериалов (например, методом обработки ствола сверху вниз при прореживании и леса и проходной рубке) на пасеках шириной не менее 25 м.

Построена физическая (механическая) модель манипулятора и определены критерии подобия, что позволяет экономить затраты на доведение машины для рубок ухода до серийного внедрения. И на ее основе, выполнением тензометрических измерений, предложена методика проведения структурного анализа по выявлению избыточных степеней подвижности, методика силового (статического) анализа и методика определения кинематических характеристик манипулятора машины.

Значимость для практики. Использование комбинированного манипулятора с меньшим числом элементов гидросистемы на выдвижение срезающего органа до 18 м позволяет повысить срок их службы и сохранить лесную среду от загрязнения, поскольку ЛЗМ являются крупнейшими потребителями рабочей жидкости, и именно из-за плохого качества рабочей жидкости происходит до 50% всех поломок ЛЗМ.

Технические решения на уровне изобретений позволяют применять транспортно-энергетический модуль валочно-пакетирующих машин в качестве базы для монтажа предлагаемого манипуляторного оборудования для всех видов рубок ухода путем замены модульных рабочих органов.

Достоверность выполненных исследований. Подтверждается положительными результатами технологических измерений на участках леса после проведения рубок ухода, лабораторных испытаний модели манипулятора, применением современных методов обработки данных, адекватностью математических моделей исследуемым процессам.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение на: научно-теоретических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 1997, 1998, 1999, 2000 годах; международной научно-практической конференции "Рациональное использование лесных ресурсов" (1999) г. Йошкар-Олы; на выставке "Ежегодный сбор руководящего состава гражданской обороны РСЧС Приволжского региона" г. Йошкар-Олы.

Реализация работы. Решением администраций АО "Биомашприбор" результаты работы приняты к внедрению в производство, что подтверждено соответствующими актами. Кроме того, результаты работы приняты к внедрению в учебный процесс по двум специальностям 260100 "Лесоинженерное дело" и 170400 "Машины и механизмы лесного комплекса" МарГТУ. 9

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 9 статьях. На конструкцию комбинированного манипулятора получено 2 патента (№2141755, №2135347).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Объем работы составляет 157 стр. и включает 59 иллюстраций, 45 таблиц и списка литературы из 161 наименований. Приложения включают 6 иллюстраций и 46 таблиц.

Основные выводы и рекомендации

Создание манипулятора к существующим лесозаготовительным машинам, обеспечивающего обработку отведенных в рубку деревьев при рубках ухода за лесом имеет существенное значение для дальнейшего развития теории и практики механизации лесного хозяйства и лесозаготовок.

Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные по теме диссертации, позволили получить следующие результаты.

1. Применительно к прореживанию леса и проходным рубкам методика расчета доступности деревьев дополнена составляющей, учитывающей вертикальную структуру древостоя, дополнительно позволяющая учитывать: угол наклона манипулятора для доставки захватно-срезающего органа на высоту до 18 м (около машины), особенности сортиментной заготовки сортиментов с двух боковых сторон машины на пасеках шириной до 25 м.

2. Из производственных замеров, проведенных на территории Кок-шайского лесхоза РМЭ после рубок ухода, экспериментально статистическими данными было подтверждено, что для обработки отведенных в рубку деревьев, необходимы: а) для пасек шириной до 25 м при рубках прореживания и проходных рубках достаточно максимальное значение радиуса выдвижения 18 м при неизменной конструкции стрелы валочно-пакетирующих машин и предлагаемой конструкции телескопической рукояти с новым механизмом выдвижения, содержащим два гидроцилиндра; б) этот же, модульный к валочно-пакетирующим машинам, манипулятор на осветлениях и прочистках позволяет обрабатывать пасеку шириной не менее 35 м.

3. Предложен комплект машин, включающий вал очно-пакетирующую машину с манипулятором, оснащенным предлагаемой рукоятью и малогабаритным захватно-срезающим устройством, а также сортиментовоз, с помощью которого при проходных рубках достигается ожил даемая сменная производительность 70 м , а при рубках прореживания - 68 м3.

4. Разработана методика кинематического анализа манипулятора машины для рубок ухода с реализацией на ПЭВМ, позволяющая определять кинематические характеристики (расчеты перемещений, скоростей и ускорений), для выдвижения рабочего органа с максимальной скоростью выдвижения 1,2 м/с следующие значения проходных сечений дросселирующих устройств: при одновременной работе гидроцилиндров - / = 15 мм2, при работе только гидроцилиндра стрелы - / = 34 мм2, при работе только гидроцилиндра рукояти / = 28 мм2.

5. Разработана методика силового (статического) анализа манипулятора машины с реализацией на ПЭВМ, позволяющая определять материал, размеры звеньев и массу проектируемого манипулятора.

6. Лабораторные исследования структуры физической (механической) модели манипулятора позволили рекомендовать конструкцию шар-нирно-сочленненой фермы по патенту №2135347, которая устраняет избыточные степени подвижности. Замеры усилий в звеньях механизма и кинематических характеристик подтвердили правильность предложенной методики расчета усилий в звеньях манипулятора с погрешностью интерполяции 10 %, а методику расчета кинематических характеристик - 7 %.

7. Модульная компоновка машины для рубок ухода на базе валочно-пакетирующих машин возможна без изменения конструкции транспортно-энергетической части с применением предложенного нами по патентам № 2135347, 2141755 комбинированного манипулятора. Предлагаемый манипулятор обеспечивает грузовой момент 270 кНм и выдвижение до 18 м сменных рабочих органов. При осветлении и прочистки леса обеспечивается горизонтальное перемещение дискофрезерной головки на пасеке ши

142 риной до 35 м, а при прореживании и проходных рубках перемещение малогабаритного захватно-срезающего органа массой до 300 кг и грузоподъемностью до 5 кН на высоту до 12 м при сортиментной обработке деревьев на пасеке шириной до 25 м.

8. Ожидаемая экономическая эффективность от внедрения на рубках ухода (прореживания и проходных рубках) одного такого манипулятора на базе харвестора ТЧтЬе^аск 1270 составляет: возможный годовой прирост чистой прибыли - 114265,91 у.е., коэффициент эффективности внедрения проекта - 27 %, срок окупаемости - 3 года.

1. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1969. - 157с.

2. Александров В.А. Динамические нагрузки в лесосечных машинах. Л.: ЛГУ, 1984. - 152с.

3. Александров В.А. К методике прогнозирования нагруженности лесосечных машин манипуляторного типа // Изв. вузов. Лесн. журн. 1980, №3. -С.95-98.

4. Александров В.А. Моделирование технологических процессов лесных машин: Учебник для втузов. М.: Экология, 1995. - 256с.

5. Анисимов С.Е. Манипуляторное оборудование машин для рубок уход // Лесн. пром сть. - 1998. - №4. - С. 17-19.

6. Анисимов С.Е. Структурный анализ манипуляторов лесозаготовительных машин / Марийск. гос. техн. ун-т. Йошкар-Ола, 1999. - 27с.: ил. - Библи-огр.: 3 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 24.02.99, №554 - В99.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. В 3 т. Т.1 - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 728с.

8. Ю.Анучин Н.П. Определение объемов хлыстов и сортиментов.-3-е изд., доп.-М.: Лесн. пром-сть, 1985.-184с.

9. П.Артамонов Ю.Г., Рубцов В.М. К вопросу организации взаимодействия лесозаготовительной машины манипуляторного типа с деревом // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства. 1980. - №9 -С.4-7.

10. Атрохин В.Г., Иевень И. К. Рубки ухода и промежуточное лесопользование. М.: Агропромиздат, 1985. - 255с.

11. Баринов К.Н. Проектирование и расчет специальных лесных машин. Учеб. пособие. Л.: ЛТА, 1983. - 72с.

12. Барташов Л.В. Технико экономические расчеты при проектировании и производстве машин. - М.: Машиностроение, 1973. - 384с.

13. Брауде В.И. Вероятностные методы расчета грузоподъемных машин. Л., 1978.-230с.

14. Бурдаков С.Ф. Элементы теории роботов. Механика и управление: Учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛПИ, 1985. - 88с.

15. Бутин П.Н. Применение тензометрии при исследовании деформированного состояния конструкций: Учеб. пособие. Йошкар-Ола: МарГУ, 1982 -105с. - В надзаг.: Марийский ордена Дружбы народов политехи, ин-т им. A.M. Горького.

16. Бутин П.Н. Электротензометрический метод исследования лесозаготовительной техники / Под ред. В.И. Мельникова. Йошкар-Ола, 1965. - 50с.

17. Бушаков С.А. Моделирование процессов функционирования гидроманипулятора в технологиях лесной промышленности. Л.: JITA, 1988. - 89с. -Деп. в ВНИПИЭИлеспром 15.06.88, №2853 - ДР.

18. Бушаков С.А. Моделирование процессов функционирования гидроманипулятора в технологиях лесной промышленности. Л.: J1TA, 1988. - 89с.

19. Валочно-пакетирующая машина ЛП-19 / B.C. Кругов, М.А. Барман, В.П. Ермольев и др. М.: Лесн. пром - сть, 1982. - 288с.

20. Васильев A.B., Рапопорт Д.М. Тензометрирование и его применение в исследованиях тракторов. М.: Машгиз, 1963. - 340с.

21. Велликок Г.М., Кушляев В.Ф. Обоснование применения лесозаготовительных машин манипуляторного типа на лесосечных работах // Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса. 1978. - №7. -С.6-8.

22. Виногоров Б.Г. Исследование взаимосвязи между параметрами манипулятора и перемещением лесоматериалов в рабочей зоне // Перспективная технология и оборудование для нижних лесных складов. Химки, 1979. -С.56-61.

23. Виногоров Г.К. Лесосечные работы. М.: Лесн. пром - сть, 1981. - 272с.

24. Влияние массы технологического оборудования на основные технологические параметры лесозаготовительных машин манипуляторного типа // Лесосечные, лесоскладские работы и сухопутный транспорт леса. 1980. -№9.-С. 17-20.

25. Воробьев Е.И. Анализ кинематики пространственных исполнительных механизмов манипуляторов методом матриц // Механика машин. 1970. Вып. 28-30. - С.30-37.

26. Гамрат-Курек Л.И. Экономика инженерных решений в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1986. 250с.

27. Герасимов Ю.Ю., Сюнев B.C. Лесосечные машины для рубок ухода: Компьютерная система принятия решения. Петрозаводск; 1998. - 236с.

28. Горский В.Г., Адлер Ю.П., Талалай А.Н. Планирование производственных экспериментов (модели динамики). М.: Металлургия, 1978. 112с.

29. ГОСТ 25685-83. Роботы промышленные: Классификация.

30. ГОСТ 25686-85. Манипуляторы, автооператоры и промышленные роботы: Термины и определения.

31. Гусев О.Н. , Стесин А.Б. Экономия материальных ресурсов при эксплуатации лесозаготовительных машин. М., 1984. - 34с. - (Экспресс-информ./ВНИПИЭИлеспром. Сер. Лесоэксплуатация и лесосплав; Вып. 8).

32. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. Учеб. пособие для втузов 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высш. шк., 1973. - 296с.

33. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / B.C. Кулешов. H.A. Лакота, В.В. Андрюнин и др.; Под общ. ред. Е.П. Попова. М.: Машиностроение, 1986. - 328с.

34. Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. М. : Статистика, 1977. - 128с.

35. Игнатьев М.Б., Кулаков Ф.М., Покровский A.M. Алгоритмы управления роботами-манипуляторами. Л., 1977. 247с.

36. Иевень И.К., Кажемак А.Я. Проблемы технологии рубок ухода. Рига: "Зи-натне", 1973. 192с.

37. Иевень И.К., Розинь Т.Я. Доступность деревьев при машинной рубке выборочным способом // Комплексная механизация рубок ухода. Рига: "Зи-натие", 1975. - С.29-30.

38. Иевинь И.К., Клевиньш М.Г., Паслекс А.К. Об усовершенствовании гидроманипулятора, монтируемого на лесовозный поезд // Лес. хоз-во. 1979. -№10. -С.48 -49.

39. Иоффе Ф.С. Современные конструкции манипуляторов для механизации погрузочно-разгрузочных работ. М.: НИИинформтяжмаш, 1978. - 40с.

40. Ипатов М.И. Расчеты себестоимости проектируемых машин. М. Машиностроение, 1975. - 179с.

41. К вопросу машинизации работ на стыке "рубка-возобновление" / Г.К. Ви-ногоров, A.C. Залкинд, Б.Н. Новиков, B.C. Литкевич // Вопросы машинизации лесосечных работ. Химки, 1979. - С.83-89.

42. Каршев В. Г. Динамика манипулятора лесозаготовительной машины при различных законах управления. Л.: 1987. - 12с. - Деп. в ВНИПИЭИлес-пром 18.10.1990, №2024-ДР.

43. Кац Г.Б., Ковалев А.П. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. М.: Машиностроение, 1981. - 214с.

44. Кобринский А.Е., Степаненко Ю.А. Некоторые проблемы теории манипуляторов // Механика машин. М.: Наука, 1967. - Вып. 7-8. - С.4-23.

45. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы. Справочник. М., 1983. 356с.

46. Коловский М.З., Маслов В.И. Элементы теории роботов и манипуляторов: Учеб. пособие. Л.: ЛПИ, 1981. - 59с.

47. Комаров М.С. Динамика грузоподъемных машин. М.: Машгиз, 1962. -267с.

48. Комплексная механизация рубок ухода / Под ред. Я.В. Межал Рига: Знание, 1975. - 192с.

49. Кочегаров В.Г. Технология и машины лесосечных работ. Л., 1979.-84с.

50. Кочегаров В.Г., Велликок Г.М., Кушляев В.Ф. Эффективность работы лесозаготовительных машин манипуляторного типа // Экономика и управление: Реф. информ. / ВНИПИЭлеспром. 1978. - №6. - С.6-8.

51. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты: Практ. пособие для аспирантов и соискателей ученой степени. М.: Ось-89, 1997.-208с.

52. Кулешов B.C., Лакота H.A. Динамика систем управления манипуляторами. М.: Энергия, 1977. - 304с.

53. Лазарев A.B. Обоснование технологии и комплекта машин для пересадки подроста: Автореф. дис. . канд. техн. наук / Марийск. гос. техн. ун-т.-Йошкар-Ола, 1999. 18с.

54. Лебедев Н.И. Гидропривод машин лесной промышленности. М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 304с.

55. Лебедев П.А. Векторные уравнения взаимосвязи от кинематических параметров пространственных механизмов // Машиноведение. 1982. - №4. -С.54-58.

56. Лесоводственные требования и нормативы затрат при рубок ухода за лесом и выборочных санитарных рубках на Европейском Севере: (Рекомендации) / Арханг. ин т леса и лесохимии. - Архангельск: АИЛИЛХ, 1987. -42с.

57. Лесоводственные требования к технологическим процессам рубок ухода / Федеральная служба лесного хозяйства России. М., 1993. - 26с.

58. Любошиц М.И., Ицкович Г.М. Справочник по сопротивлению материалов. 2-ое изд., испр. и доп. Минск: Выш. шк., 1969. - 464с.

59. Люманов P.A. Смалин В.Н. Обоснование некоторых параметров валочно-сучкорезной машины (с манипулятором) // Вопросы машинизации лесосечных работ. Химки, 1979. - С. 11-16.

60. Мазуркин П. М., Анисимов С.Е. Способ и манипуляторная машина для заготовки сортиментов с растущих деревьев // Вестн. Центр.-Чернозем, регион. отд-ие Наук о лесе Академии естеств. наук Воронеж, гос. лесотехн. академии. 1999. - Вып. 2. - С. 131-134.

61. Мазуркин П.М. Биотехническое проектирование: (Справочно-методическое пособие).-Йошкар-Ола, 1994. 348с.

62. Мазуркин П.М. Манипуляторные кусторезы // Лесн. пром-сть. 1992. -№2. - С.9-10.

63. Мазуркин П.М. Манипуляторы для ВПМ // Лесн. пром сть. - 1994. - №1. -С.2-23.

64. Мазуркин П.М. Поисковое конструирование лесотехнического оборудования. Саранск: Изд-во Сарат. ун-т, Саран, фил., 1990. - 304с.

65. Мазуркин П.М. Положительное решение по заявке 5016770/15(080532). Способ заготовки лесоматериалов манипуляторными машинами.

66. Мазуркин П.М. Предпроектное обоснование технических функций, конструкций и параметров лесозаготовительных машин / Марийск. политехи, ин-т. Йошкар-Ола, 1993. - 487с. - Деп. во ВНИПИЭИлеспром, №2888 - лб 93.

67. Мазуркин П.М. Режимы работы манипуляторной машины // Лесн. пром -сть. 1995.-№2.-С.11-12.

68. Максимов Л.П. Новые валочно-пакетирующие машины // Лесн. пром сть, 1991.-№7.-Сб.

69. Маслов A.A. Количественный анализ горизонтальной структуры лесных сообществ. М.: Наука, 1990. -160с.

70. Мелехов И.С. Лесоведение. М.: Лесн. пром-сть, 1980.-408 с.

71. Мелехов И.С. Лесоводство.-М.: Агропромиздат, 1989.-302с.

72. Меньшиков В.Н., Захаренкова А.Ф. Повышение устойчивости валочно-пакетирующих машин манипуляторного типа // Лесосечные, лесосклад-ские работы и сухопутный транспорт леса. 1980. - №9. - С. 17-20.

73. Родионов П.М. Метод подобия и его применение к решению задач лесосплава. Учеб. пособие. Л.: ЛТА. - 1982. - 84с.

74. Методика планирования экспериментов и обработка их результатов при исследовании технологических процессов в лесной и деревообрабатывающей промышленности: Учеб. пособие для ФПКП и аспирантов. В 3 ч. / Под общ. ред. A.A. Пижурина. М.: МЛИ, 1972.

75. Методика расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1967. - 499с.

76. Методы и средства тензометрии и их использование в народном хозяйстве: Библиогр. указ. отеч. и иностр. лит. за 1977 1979гг. / Н.П. Еганян, О.Н. Морозова, М.В. Семенова и др. - М., 1979. - 136с.

77. Механика машин: Учеб. пособие для втузов / И.И. Вульфсон, М.Л. Ерихов, М.З. Коловский и др.; Под ред. Г.А. Смирнова. М.: Высш. шк., 1996 -511с.

78. Механика промышленных роботов: Учебн. пособие для втузов. В 3 кн. Кн.1: Кинематика и динамика/Е.И. Воробьев, С.А. Попов, Г.И. Шевелева. М.: Высш. шк., 1988. - 304с.

79. Морошкин Ю.Ф. О формах основных уравнений геометрии механизма // Докл. АН СССР. 1953. Т.91. №4. С.25-27.

80. Морошкин Ю.Ф. Определение конфигураций механизмов // Докл. АН СССР. 1953. Т.82. №4. С.56-58.

81. Орлов С.Ф., Артомонов Ю.Г., Троязыков В.М. К вопросу применения ВТМ манипуляторного типа на рубках леса с сохранением подроста и части древостоя // Машины и орудия для механизации лесозаготовок. 1978. -№7. - С.3-6.

82. Очков В.Ф. Mathcad 7 Pro для студентов и инженеров. М.: Компьютер Пресс, 1998. - 384с.

83. Патент на изобретение №2135347. Манипулятор машины для обработки деревьев.

84. Петров Б.А. Манипуляторы. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1984. -238с.

85. Подводные роботы / Под ред. B.C. Ястребова. Л.: Судостроение, 1977. -367с.

86. Положительное решение к заявке №4817458/11, 1990.

87. Применение тензометрии в машиностроении / Под ред. П.З. Петухова, A.B. Казанцева. М.: Машгиз, 1956. - 236с.

88. Промышленная робототехника / A.B. Бабич, А.Г. Баранов, И.В. Калабин и др.; Под ред. Я.А. Шифрина. М.: Машиностроение, 1982. - 415с.

89. Рахманин Г.А. Исследование динамики погрузочного устройства манипуляторного типа с гидравлическим приводом //Тр. / ЦНИИМЭ. Химки. -№91. -С.88-99.

90. Ренский А.Б., Баранов Д.С., Макаров P.A. Тензометрирование строительных конструкций и материалов. М.: Стройиздат, 1977. - 240с.

91. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студ. машиностроительных и механических спец. вузов. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. -496с.

92. Розенблат Г.В., Вилинский П.И., Горелик Я.И. Датчики с проволочными преобразователями для исследования двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1966. - 136с.

93. Сборник нормативных материалов по лесному хозяйству / Сост. JT.E. Михайлов, А.Б. Бронин. М.: Лесн. пром - сть, 1984. - 317с. - (Основные положения по рубкам ухода в СССР).

94. Седов Л.И. Методы подобия и размерностей в механике,- 8-е изд., пе-рераб. М., Гл. ред. физ.-матем. лит. изд-ва "Наука", 1977. - 440с.

95. Седов Ю.А. К оптимизации работы манипулятора // Машины и орудия для механизации лесозаготовок. Л., 1977. - Вып. 6 - С.62-64.

96. Сердечный В.Н., Вызов H.A., Хаймусов А.К. Нормы расхода топливно-смазочных материалов в лесной промышленности: Справочник. М.: Лесн. пром - сть, 1990. - 432с.

97. Серьезнов А.Н. Измерение при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1976. - 224с.

98. Система лесохозяйственных машин / Г.А. Ларюхин, Н.П. Камниченко, В.В. Чернышов и др. М.: Агропромиздат, 1985. - 264с.

99. Сиськов В.И. Корреляционный анализ в экономических исследованиях. М.: Статистика, 1975. 168с.

100. Смазочные материалы: Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний: Справочник / P.M. Матвеевский, В.Л. Лашхи, И.А. Буяновский и др. М.: Машиностроение, 1989. - 224с.

101. Советский энциклопедический словарь М.: Сов. энциклопедия, 1979,-1600с.

102. Соламатников Б.И. Определение сил, приложенных к дереву со стороны захвата манипулятора в условиях пакетирования при выборочных рубках // Машины и орудия для механизации лесозаготовок и лесного хозяйства. 1980. - №9. - С.57-58.

103. Справочник лесозаготовительного оборудования. Т1. Лесозаготовительное оборудование СНГ. М.: СП "Форад - 7", 1992. - 79с.

104. Справочник лесозаготовительного оборудования. Т2. Лесозаготовительное оборудование США и Канады. М.: СП "Форад - 7", 1992. - 58с.

105. Справочник лесозаготовительного оборудования. ТЗ. Лесозаготовительное оборудование Швеции и Финляндии М.: СП "Форад - 7", 1992. -95с.

106. Тензометрия в машиностроении: Справ, пособие / P.A. Макаров, A.B. Ренский, Г.Х. Боркунский, М.И. Этингоф М.: Машиностроение, 1975. -287с.

107. Теория подобия и размерностей. Моделирование / П.М. Алабужев, В.Б. Геронимус, Б.А. Шеховцев и др. М.:Высш. шк. - 1968. - 208с.

108. Терехова В.Г. Исследование прочности и долговечности манипулятора ВТМ ЛП-49 // Вопросы машинизации лесосечных работ. Химки, 1979. -С.80-82.

109. Терехова В.Г. Прогнозирование ресурса элементов манипулятора ТБ // Пути повышения надежности лесозаготовит. техники. Химки, 1978. -С.89-91.

110. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Справочные материалы: Учеб. пособие / Ю.А. Ширнин, С.Б. Якимович, А.Н. Чемоданов, Е.М. Царев. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999. - 252с.

111. Тимофеев A.B. Управление роботами. Л., 1986. 192с.

112. Троязыков В.М., Ведерников О.М., Рубцов В.М. К вопросу совершенствования валочных машин манипуляторного типа // Машины и орудиядля механизации лесозаготовок и лесного хозяйства. 1978. - №7. - С.32-35.

113. Труды литовского научно исследовательского института лесного хозяйства. - Вильнюс: Мокслас, 1985. - т. ХХУ. - С17-22.

114. Уикер И. Динамика пространственных механизмов // Конструирование и технология машиностроения. М., 1969. - №1. - С.264-278.

115. Уйк Г.К. Тензометрия аппаратов высокого давления. Л.: Машиностроение, 1974. - 192с.

116. Федоров В.В. Лесные тракторы с гидроманипуляторами. (Технология и организация лесосечных работ). М.: Лесн. пром - сть, 1978. - 80с.

117. Френкель Г.Ю. Роботизация процессов в строительстве. М.: Стройиз-дат, 1987. - 173с.: ил. - (Курсом ускорения науч.-техн. прогресса).

118. Хайкин В.П., Найденов B.C., Галуза С.Г. Корреляция и статистическое моделирование в экономических расчетах. М.: Экономика, 1964. - 216с.

119. Хартман к., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследованиях технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 552с.

120. Хегай В.К., Кушляев В.Ф. Об ударно-динамических нагрузках манипуляторов ВПМ при валке деревьев // Изв. вузов. Лесн. журн. 1979. - №5. -С.101-105.

121. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967. - 406с.

122. Чейс М.А. Векторный метод анализа механизмов // Конструирование и технология машиностроения. М., 1963. - №3. - С. 153-157.

123. Чичинев H.A., Кудрин А.Б., Полухин П.И. Методы исследования процессов обработки металлов давлением: Экспериментальная механика. Учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1977. - 311с.

124. Ширнин Ю.А. Моделирование и разработка оптимальных технологических процессов лесосечных работ (для условий Волго-Вятского лесоэкономического района): Дис. д-ра техн. наук: 05.21.01.- М., Йошкар-Ола, 1991,- 371с.

125. Ширнин Ю.А. Современная технология и основы моделирования лесосечных работ: Учеб. пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1987.- 96с.

126. Ширнин Ю.А. Технология и машины лесосечных работ при вывозке сортиментов: Учеб. пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1996. - 148с.

127. Шушкевич В.А. Основы электротензометрии. Минск: Высш. шк., 1975.- 352с.

128. Якимович С.Б. Процедура эффективного выбора для объектов лесопромышленного комплекса: Учеб. пособие.-Йошкар-Ола: МарГТУ, 1995. 176с.

129. Якимовия С.Б. Исследование и разработка параметров и технологических схем применения манипуляторов на сортировке круглых лесоматериалов: Дис. . канд. техн. наук: 05.21.01. Л: ЛТА, 1985. - 281с.

130. Auger R.N. The programmed manipulator problem // Automatic Control. -1962- V. 17. №4.

131. Balmer T.R. Manipulator arm has five programmed // Design News. 1967. -V22.-№14.

132. Bredberg K. J., Moberg L. Flertradshantering. En jamforelse av tidsatgan-gen vid anvanding av l-,2- och 3- tradshanterande fallverktyg i gallring. Stockholm, Institutionen for Skogsteknik. - 1971. - P.46.

133. Deutsches Patentamt Offenlegungsschrift DT 26/06179A1, Aktenzeichen P2606178.0, Anmeldetag 17.2.76? Offenlengungstag 26.8.76.

134. Goertz R. C. Mechanical Master Slave Manipulator. - Nucleanics, 1954. -V.9. - № 12. -P.45 - 50.

135. Grosson J. F. Bathyscaph Trieste 11 manipulators arm, Bureau of Ships Journal, 1964, №10.

136. Hofman S. Gliederung von Manipulator, Die Technik, 1964, №2.

137. Ilinen A. The mechanical theory of trees. Helsinki, 1954.

138. Interian A. Kugath D., Remote manipulators in space, Astronaut. And Aeronaut. 1969, v.7, №5.

139. Klass Philip J. GE tests use of manipulators to perform space repairs // Aviation Week and Space Technol. 1968. - V.89. - №7.

140. Lemelson J. H. Adjustable manipulate, Patent USA, №3260375, 1966.

141. Lemelson J. H. Article manipulation apparatus, №3272347, 1966.

142. Maurice J. Dunne, Industrial Robot Learns New Jobs with Ease // Control Engineering. 1961. - May.

143. Melton D. F., Neumlier K. E. Manipulator Control System, Patent USA, №32479796 1966.

144. Newnham R.A. A simulation model for studying the effect of stand structure on harvesting pattern. Simulation models in forest management and harvesting // Forestry Chron. 1968. - VI.

145. Rose Glenn Richard Force control system for manipulator component, Patent USA, №3370213, 1965.

146. Space Manipulators // Mechanical Engineering. 1967. - V.89. - №6.

147. Ten-axis manipulator has multiplexed commandes // Automatic Control. -1961. №1. - P.30.1. МАРИЙСКИЙ

148. Данная работа вошла в число призеров.

149. Руководитель коо совета НТТМ1. Л.Л. КуклииамешЛшш Шщшшшш ш тш ш1. Ш ш ш ш ш т тщ