Стенд для исследования взаимодействия ветвистых объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1761045 А я)5 А 01 6 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ арственныи униа вание динамики в из насаждений да, КомплекснаяРига: Знание ике для овано в ровании ветвеиев, вчаний, т,е, пример,рактериении наенду по ию полорой ство древес- ее оснона нема, задат(21) 4814808/15(56) Озолиньш П,П. Исследмашинного выноса деревьпри проведении рубок ухмеханизация рубок уход1975, с, 54-59, рис. 2,(54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЕТВИСТЫХ ОБЬЕКТОВ, содержащий основание, держатели объектов, фиксаторы, направляющие, привод и тяговый орган с силоизмерителем, о т. л ича ю щийся тем, что, с целью повышения информативности и упрощения проведения исследований, на стенде установлено не менее двух стоек. каждая стойка выполИзобретение относится к техн испытаний и может быть использ лабораторной практике при модели и исследовании взаимодействия крон растущих и спиленных деревь стности извлекаемых из насажде при исследованиях, имеющих, на цель-улучшение экологических ха стик технологий лесопользования,Из известных технических реш иболее близким к заявляемому ст технической сущности и достижен жительного эффекта является уст для исследования взаимодействия ных ветвистых объектов, содержащ вание со смонтированным стационарным держателем объект нена в виде вертикальной направляющей, на которой закреплена с воэможностью продольного перемещения переходная втулка, соединенная через силоизмеритель и тяговый элемент с приводом, который жестко закреплен на вертикальной направляющей, на каждой переходной втулке закреплен при помощи горизонтального приводного вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости держатель объекта, при этом каждая стойка установлена в соответствующих направляющих основания с возможностью перемещения в плоскости основания и поворота вокруг своей вертикальной оси,2, Стенд по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью определения пространственных координат объекта, на вертикальных направляющих установлены линейные шкалы, переходные втулки имеют шкалы для измерения углов, а держатели объектов снабжены указательными стрелками чик траектории, установленный на задатчике траектории подвижный держатель объекта, связанный тяговым органом с приводом и силоизмерителем, СИзвестное техническое решение на- фь правлено на определение сил и моментов в (Л захвате лесозаготовительной машины и выяснение их зависимости от скорости выноса и от густоты насаждений при перемещении дерева через одну или несколько пар деревьев с контактом их крон, При этом измерения проводились на целых деревьях, фиксировались усилия, возникающие в тяговом органе и необходимые для выноса дерева сквозь кроны несрубленных деревьев, Поскольку объектами исследования являются целые деревья, исключена возможностьпроведения лабораторных исследований, изучение объекта возможно лишь в полевых условиях. Это требует сложного оборудования, которое должно выдерживать значительные нагрузки, иметь большие габариты, снабжаться мощными приводами. Фактически имитируется лесозаготовительная техника. При этом неизбежно использование дополнительного металлоемкого оборудования, необходимого для заготовки, переноса к месту проведения исследования и установки дерева. В то же время, проводимые на целых деревьях исследования не обеспечивают полноты информативности, что обусловлено таксометрической и видовой вариабельностью природных объектов.Измерения на одном дереве носят случайный характер и не отражают всего многообразия типов взаимодействия ветвей в контактирующих кронах, регистрируется интегральное усилие выноса, Для получения статистически достоверных результатов необходимо исследовать большое число различных по геометрии расположения ветвей в кроне деревьев, по размерам, возрасту и т.д, Интегральный параметр не позволяет судить о взаимодействии отдельных ветвей в контактирующих кронах, в частности - об их повреждаемости при выносе дерева из насаждений,Цель изобретения - повышение информативности и упрощение проведения исследований,Поставленная цель достигается тем, чтостенд для исследования взаимодействия ветвистых объектов, содержащий основание, держатели объектов, фиксаторы, направляющие, привод и тяговый орган с силоизмерителем, в отличие от известного решения, снабжен по меньшей мере двумя стойками, каждая стойка выполнена в виде вертикальной направляющей, на которой закреплена с возможностью продольного перемещения переходная втулка, соединенная через силоизмеритель и тяговый элемент с приводом, который жестко закреплен на вертикальной направляющей, на каждой переходной втулке закреплен при помощи горизонтального приводного вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости держатель объекта, при этом каждая стойка установлена в соответствующих направляющих основания с возможностью перемещения в плоскости основания и поворота вокруг своей вертикальной оси. С целью определения пространственных координат объекта на вертикальных направляющих установлены линейные шкалы, переходные втулки имеют шкалы для изме 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рения углов, а держатели обьектов снабжены указательными стрелками,Такое техническое решение стенда обеспечивает получение данных о силовом взаимодействии ветвей в широком диапазоне их взаимной ориентации, длины, возраста и т.д, Обладая самостоятельной научной ценностью, такие результаты, в то же время, имеют и практическую ценность, позволяя прогнозировать сохранность или повреждаемость насаждений при выносе из них заготовляемых деревьев. Получаемые данные могут быть использованы также при разработке лесной техники, рациональной с точки зрения экологии, а также при разработке схем различных видов рубок, При этом, поскольку объектом исследования являются не целые деревья, а отдельные ветви, то не требуется применения сложной металло- и энергоемкой техники, дополнительного оборудования, Эксперйменты проводятся в лабораторных условиях. Заготовка ветвей для проведения исследований на предлагаемом стенде существенно проще, чем заготовка деревьев.На фиг. 1 изображен стенд, общий вид на фиг, 2 - стенд, вид сверху.Стенд содержит основание 1, на котором установлены стойки 2, 3, имеющие в нижней части приводные валы 4 5, Стойки 2, 3 установлены с возможностью перемещения в плоскости основания 1, например, по направляющим 6, 7 с фиксаторами 8, 9 и возможностью поворота вокруг вертикаль ной оси, На стойках 2, 3 смонтированы переходные втулки 10, 11 с возможностью вертикального перемещения, Втулки 10, 11 снабжены шкалами 12, 13 для измерения углов поворота, а стойки 2, 3 - линейными шкалами 14, 15. На переходных втулках 10, 11 установлены с возможностью поворота в вертикальной плоскости при помощи приводных валов 16, 17 соответственно держатели 18, 19 с закрепленными в них ветвистыми объектами 20, 21. Держатели 18, 19 могут быть выполнены телескопическими и снабжены фиксаторами 22, 23 и транспортирами 24, 25. Переходные втулки 10, 11 посредством тягового элемента, например, троса 26, 27 и силоизмерителей 28, 29, 30, 31 соединены с одной стороны с неприводными блоками 32, 33 и с другой стороны с приводными блоками 34, 35 через приводные валы 36, 37 с приводами 38, 39, Приводы 38, 39 жестко закреплены на стойках 2, 3, а тяговые элементы 26, 27 связаны с ними через блоки 32, ЗЗ, 34, 35, Приводы снабжены стопорами 40, 41.Работает стенд следующим образом. Ветви 20, 21, взаимодействие которых исс 1761045ледуется, закрепляют соответственно в держателях 18, 19, после чего их ориентируют в пространстве в требуемом для начала исследования положении, Для этого стойки 2, 3 перемещают в плоскости основания 1 в направляющих б, 7 в требуемое положение, поворачивают стойки 2, 3 вокруг своих осей на необходимые углы а,3 (см, фиг. 2) и закрепляют фиксаторами 8, 9. Держатели 18, 19 поворачивают вокруг осей приводных валов 16, 17 и по измерителям углов 24, 25 устанавливают требуемые углы у, д (см, фиг. 2). После этого, вращая оба приводных блока 34, 35 или один из них, перемещают одну ветвь относительно другой. Например, вращение блока 34 вызывает перемещение вдоль стойки 2 переходной втулки 10 с закрепленной ветвью 20 до контактирования ее с ветвью 21: с этого момента времени по линейной шкале 14 и силоизмерителям 28 29, 30, 31 снимают отсчеты линейных перемещений втулки 10 и сил, возникающих при взаимодействии ветвей. В процессе исследования периодически прерывают пеоемещение втулки 10. фиксируют ее положение стопором 40, определяют пространственные координаты исследуемых частей ветвей 20, 21 и регистрируют показания силоизме рителей 28, 29, 30, 31, а также величинулинейного перемегцения втулки 10, Подобным образом на стенде исследуется и взаимодействие большего числа ветвей, для чего необходима установка в направляю щих б, 7 дополнительных стоек по числуветвей, Для ускорения проведения исследо ваний и их частичной автоматизации поиводные валы держателей объектов и нижних концов стоек могут быть соединены с допол нительными приводами, При этом режимыперемещений подвижных элементов регулируются программными средствами с помощью ЭВМ, а регистрация силовых параметров взаимодействия ветвей осуще ствляется с помощью тензометрии При последующей математической обработке результатов измерений получают характеристики взаимодействия ветвей.17 б 1045 Составитель А.КувшиновТехред М.Моргентал Корректор А,Петраш Редактор Н.Семенова Заказ 3198 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 при ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина,