ЛЕСОУБОРОЧНЫЕ МАШИНЫ Российский патент 2015 года по МПК A01G23/08 A01G23/93 B27L11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к лесоуборочным машинам.

Изобретение, в частности, относится - но не ограничивается ими - к лесоуборочным машинам, пригодных для уборки кустарников, порослевых насаждений или молодых деревьев, когда такие деревья посажены предпочтительно отстоящими друг от друга на регулярное расстояние в рядах.

Словарь

Термин «малые деревья» должен использоваться по всему документу для описания кустарников и деревьев, которые имеют либо форму одноствольного молодняка, либо множество подросших стволов, отходящих в целом вверх от древесного комля или клубня, и, например, включает деревья родов Eucalyptus и Acacia, аборигенных для Австралии, и родов Salix и Populus, аборигенных для Европы и Северной Америки.

Термин «в практически вертикальном положении» будет использоваться по всему документу для указания того, что древесный ствол наклонен под углом (предпочтительно) не более чем 30° к вертикальной оси Z.

Уровень техники

В Австралии предложено выращивать деревья родов Eucalyptus и Acacia в качестве экологически обоснованного ответа на человеческие проблемы.

Поскольку роды Eucalyptus и Acacia являются быстрорастущими, их биомассу можно использовать в качестве «возобновляемого» источника энергии, т.к. эти деревья можно собирать как урожай каждые 2-6 лет.

Второе преимущество от насаждения этих деревьев состоит в том, что некоторые из этих деревьев внутри рода являются солеустойчивыми и могут выращиваться на территориях, к примеру, в Западной Австралии, где повышенные уровни солености затрудняют насаждение других посевов. Эти деревья могут содействовать понижению грунтовых вод, благодаря чему снижается рост уровней солености вблизи почвенной поверхности.

Далее, они будут поглощать углекислый газ (CO₂) из атмосферы, а тем самым содействовать борьбе с глобальным потеплением.

Одним препятствием к этому предложению является способность экономно убирать деревья и транспортировать биомассу из областей насаждения деревьев к промышленным перерабатывающим предприятиям, к примеру, к электростанциям, которые будут перерабатывать биомассу для производства активированного угля или масло и генерирования электроэнергии.

С существующими лесоуборочными машинами невозможно достичь расходов на уборку и транспортировку, которые были бы экономически рентабельными.

В Европе для уборки некоторых деревьев модифицировали уборочные машины для кормовых культур / уборочные машины для кукурузы / кукурузные жатки, к примеру, тех типов, которые продаются под товарными знаками "Claas", "Krone", "New Holland" и "John Deere". Пример такой модифицированной уборочной машины в качестве ближайшего аналога будет описан здесь далее со ссылкой на Фиг. 1-3 сопровождающих чертежей. Эти модифицированные уборочные машины, однако, использованы только для уборки аборигенных для Европы древесных пород, которые в общем случае имеют прямые стволы малого диаметра и которые убираются только после того, как они сбросят свою листву.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ уборки малых деревьев (как определено выше) или тому подобного.

Предпочтительная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить уборочную головку для лесоуборочной машины, пригодную для уборки малых деревьев (как определено выше) или тому подобного.

Другая предпочтительная цель состоит в том, чтобы обеспечить такую уборочную головку, которая может непрерывно продвигаться вдоль ряда деревьев.

Еще одна предпочтительная цель состоит в том, чтобы обеспечить такую головку, когда стволы деревьев удерживаются практически вертикально по мере подачи в рубильный или дробящий барабан или по мере обработки этим барабаном.

Еще одна предпочтительная цель состоит в том, чтобы обеспечить уборочную головку для уборки малых деревьев на основе переоборудования уборочной(-ых) головки(-вок) уборочных машин ближайшего аналога описанных выше типов.

Еще одна предпочтительная цель состоит в том, чтобы обеспечить лесоуборочную машину, пригодную для уборки малых деревьев и снабженную по меньшей мере одной из уборочных головок по настоящему изобретению.

Прочие предпочтительные цели настоящего изобретения станут понятны из нижеследующего описания.

В одном объекте настоящее изобретение предлагает способ уборки ряда малых деревьев, включающий в себя этапы, на которых:

- продвигают по меньшей мере один вращающийся шнек и отстоящий от него по горизонтали направляющий элемент, образующие входной тракт уборочной головки, для захватывания стволов и (или) листвы деревьев в ряду;

- срезают стволы деревьев базовым резаком уборочной головки;

- транспортируют деревья, удерживаемые в практически вертикальном положении упомянутым или каждым вращающимся шнеком и отстоящим от него по горизонтали направляющим элементом, к местоположению над вращающимся рубильным или дробящим барабаном для захватывания по меньшей мере одной парой прижимных валиков; и

- подают деревья вниз во вращающийся рубильный или дробящий барабан упомянутой или каждой парой прижимных валиков, удерживая деревья в практически вертикальном положении.

Предпочтительно, нижние концы срезанных стволов поддерживают отклоненной вверх поверхностью после того, как стволы срезаны, и до тех пор, пока не происходит захватывание стволов упомянутой или каждой парой прижимных валиков.

Предпочтительно, упомянутый или каждый направляющий элемент представляет собой направляющий брус или встречно вращающийся шнек, имеющий отклоненную вверх продольную ось или ось вращения, параллельную оси вращения вращающегося шнека, и действующий для транспортировки деревьев в направленном вверх назад тракте с линейной скоростью больше, чем скорость продвижения уборочной головки.

Предпочтительно, деревья подают назад к рубильному или дробящему барабану, удерживая их в практически вертикальном положении.

Во втором объекте настоящее изобретение предлагает уборочную головку для лесоуборочной машины, каковая головка включает в себя:

- рубильный или дробящий барабан, способный вращаться вокруг первой оси;

- по меньшей мере одну пару прижимных валиков, способных вращаться вокруг соответственных практически параллельных второй и третьей осей, отстоящих по вертикали над первой осью; и

- по меньшей мере одно приводное средство для приведения во вращение рубильного или дробящего барабана и упомянутой или каждой пары прижимных валиков; при этом головка устроена так, что:

- первая, вторая и третья оси размещены практически параллельно направлению передвижения лесоуборочной машины и отклонены вверх относительно горизонтали от ведущего конца к заднему концу, так что упомянутая или каждая пара прижимных валиков способна удерживать ствол убираемого дерева в практически вертикальном положении при подаче дерева вниз через рубильный или дробящий барабан.

В третьем объекте настоящее изобретение предлагает уборочную головку для лесоуборочной машины, чтобы убирать ряд деревьев, включающую в себя:

- рубильный или дробящий барабан, способный вращаться вокруг первой оси;

- по меньшей мере одну пару прижимных валиков, способных вращаться вокруг соответственных практически параллельных второй и третьей осей, отстоящих по вертикали над первой осью; и

- по меньшей мере одно приводное средство для приведения во вращение рубильного или дробящего барабана и упомянутой или каждой пары прижимных валиков; при этом головка устроена так, что:

- первая, вторая и третья оси размещены практически поперек направления передвижения лесоуборочной машины, где вторая ось отнесена вперед относительно первой оси, а третья ось отнесена назад относительно второй оси и разнесена по вертикали на малое расстояние над ними, так что упомянутая или каждая пара прижимных валиков способна удерживать ствол убираемого дерева в практически вертикальном положении при подаче дерева вниз через рубильный или дробящий барабан.

Предпочтительно, уборочная головка имеет захватную переднюю часть, имеющую по меньшей мере один вращающийся шнек и отстоящий от него по горизонтали направляющий элемент, образующие входной тракт, отстоящий по вертикали над и протяженный вперед от упомянутой или каждой пары прижимных валиков; при этом упомянутая или каждая пара из вращающегося шнека и направляющего элемента действуют для захватывания и удержания деревьев с их стволами в практически вертикальном положении перед тем и (или) после того, как эти стволы срезаны от своих соответственных комлей, и как до, так и во время захватывания упомянутой или каждой парой прижимных валиков.

Предпочтительно, захватная передняя часть имеет два или более, предпочтительно три отстоящих по вертикали пары вращающегося шнека и направляющего элемента.

Предпочтительно, упомянутый или каждый направляющий элемент является направляющим стержнем или брусом, либо встречно вращающимся шнеком.

Предпочтительно, продольная ось упомянутого или каждого направляющего стержня или бруса и (или) оси вращения упомянутых или каждых шнека и встречно вращающегося шнека отклонены вверх от их ведущих концов к их задним концам.

Предпочтительно, в уборочной головке по второму объекту отклонение продольной оси и (или) осей вращения практически равно отклонению упомянутых первой, второй и третьей осей.

Предпочтительно, упомянутый или каждый шнек и встречно вращающийся шнек имеют практически горизонтальный «вводный» шнек для содействия в направлении деревьев к уборочной головке.

Предпочтительно, базовый резак отходит вперед от уборочной головки и имеет режущую головку, способную действовать для отделения стволов деревьев от их комлей, причем эта режущая головка установлена на (дистальном) переднем конце поддерживающей пластины или транспортера, предпочтительно отклоненной(-ого) практически одинаково с отклонением упомянутых продольной оси и осей вращения, при этом поддерживающая пластина или транспортер действует для поддержания нижних концов стволов, когда деревья передвигаются захватной передней частью к упомянутой или каждой паре прижимных валиков.

Предпочтительно, режущая головка имеет вращающуюся дисковую пилу, головку цепной пилы или подобное режущее средство, размещенное практически параллельно уровню земли, но немного выше него.

Предпочтительно, упомянутая или каждая пара прижимных валиков направляет нижние концы стволов деревьев вниз и назад по тракту между рубильным или дробящим барабаном и взаимодействующим с ним упором, чтобы заставить расщеплять стволы и листву деревьев.

Предпочтительно, упомянутое или каждое приводное средство для рубильного или дробящего барабана, упомянутой или каждой пары прижимных валиков и других компонентов уборочной головки включает в себя соответственные гидравлические двигатели, подключенные к главному гидравлическому насосу и управляемые подходящими регулирующими гидравлическими клапанами, к примеру, в кабине или на рабочем месте оператора.

В четвертом объекте настоящее изобретение предлагает лесоуборочную машину для уборки по меньшей мере одного ряда деревьев, включающую в себя:

- шасси лесоуборочной машины, установленное на тягаче или прикрепленное к тягачу;

- по меньшей мере одно приводное средство на шасси лесоуборочной машины;

- по меньшей мере одну уборочную головку, как описано выше в отношении второго или третьего объектов, установленную в рабочем состоянии на шасси лесоуборочной машины и функционально соединенную с упомянутым или каждым приводным средством.

Предпочтительно, шасси лесоуборочной машины установлено на самодвижущемся тягаче; либо шасси лесоуборочной машины установлено на подобном трейлеру транспортном средстве, соединяемом с трактором или иным тягачом.

Предпочтительно, под упомянутым или каждым рубильным или дробящим барабаном установлен накопитель для щепы; и

- по меньшей мере один транспортер, такой как ленточный транспортер, пневматический транспортер или иной подходящий транспортер переносит щепу из упомянутого или каждого рубильного или дробящего барабана в накопитель для щепы, такой как ящик или бункер; либо на разгрузочный транспортер для выгрузки на транспортное средство.

Краткое описание чертежей

Чтобы дать возможность полнее понять изобретение, предпочтительные варианты осуществления лесоуборочной машины в соответствии с настоящим изобретением будет теперь описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг. 1 и 2 являются условными чертежами в изометрии ближайшего аналога уборочной машины, к примеру, тех типов, которые продаются под товарными знаками "Claas", "Krone", "New Holland" и "John Deere".

Фиг. 3 является условным видом сбоку ближайшего аналога уборочной машины.

Фиг. 4 является условным видом сбоку, показывающим уборочную головку по первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 является условным видом в перспективе уборочной головки по первому варианту осуществления.

Фиг. 6 является условным видом, показывающим соотношение между прижимными валиками и рубильным барабаном для ствола дерева.

Фиг. 7 является видом в перспективе, соответствующим Фиг. 6.

Фиг. 8 является условным видом в изометрии уборочной головки по второму варианту осуществления настоящего изобретения (получаемой переоборудованием уборочной головки ближайшего аналога по Фиг. 1-3).

Фиг. 9 является условным видом сбоку уборочной головки по Фиг. 8.

Фиг. 10 является условным видом сбоку в большем масштабе задней части уборочной головки по второму варианту осуществления (и показывающим ее относительное местоположение в кабине оператора).

Фиг. 11 является условным видом в изометрии, показывающим уборочную головку по второму варианту осуществления в работе, в процессе уборки ряда деревьев.

Фиг. 12 является условным видом сбоку, соответствующим Фиг. 11.

Фиг. 13 является видом в изометрии спереди третьего варианта осуществления лесоуборочной машины по настоящему изобретению.

Фиг. 14-16 являются соответственными видами сверху, сбоку и спереди, соответствующими Фиг. 13.

Фиг. 17 является видом в изометрии уборочной головки для лесоуборочной машины по третьему варианту осуществления, части которой опущены для ясности.

Фиг. 18-20 являются аналогичными видами, взятыми с разных точек зрения.

Фиг. 21 является (покомпонентным) условным видом сбоку узла шнека / прижимных валиков.

Фиг. 22 является покомпонентным видом сбоку, показывающим привод для рубильного барабана.

Фиг. 23 является видом в сборе сбоку, соответствующим Фиг. 22.

Фиг. 24 является видом сбоку в разрезе, взятом по линии «А-А» на Фиг. 23.

Фиг. 25 и 26 являются соответственными видами сверху и сбоку лесоуборочной машины по третьему варианту осуществления, установленной на сочлененном тягаче.

Фиг. 27 и 28 являются соответственными видами сверху и сбоку двухрядной лесоуборочной машины по четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

1. Ближайший аналог

Фиг. 1-3 иллюстрируют уборочную машину 10 ближайшего аналога для кормовых культур / кукурузы тех типов, которые продаются под товарными знаками "Claas", "Krone", "New Holland" и "John Deere", используемую в качестве лесоуборочной машины.

Уборочная машина 10 ближайшего аналога имеет самодвижущийся тягач (не показано) с шасси, установленным на четырех колесно-шинных узлах, где одна пара колесно-шинных узлов является поворотной, и по меньшей мере одна пара колесно-шинных узлов приводится в движение гидростатическими двигателями высокого давления, подключенными к гидравлическому(-им) насосу(-ам) и управляемыми подходящими регулирующими гидравлическими клапанами, к примеру, в кабине или на рабочем месте 11 оператора.

Специалисты оценят, что тягач в некоторых приложениях может быть установлен на паре гусеничных лент, либо шасси может идти на буксире позади другого тягача, такого как трактор.

Гидравлический(-е) насос(ы) запитывается от дизельного двигателя, который может иметь конфигурацию V8 или V12 (предпочтительно с наддувом или турбонаддувом).

Уборочная машина 10 имеет разгрузочный транспортер (не показано) для переноса биомассы на другое транспортное средство, также не показано, для перевозки биомассы с уборочной территории к предполагаемому пользователю. Эта другое транспортное средство может быть самодвижущимся, буксируемым другим транспортным средством или буксируемым самой лесоуборочной машиной.

Разгрузочный транспортер функционально соединен с выпускным отверстием 12 и предпочтительно установлен на нем с возможностью поворота. Уборочная головка 20 установлена на раме (не показано), шарнирно установленной на шасси с помощью подходящих звеньев, и может подниматься и опускаться относительно земли (гидравлическим(и) подъемником(-ами)) для регулировки высоты над землей, на которой срезаются кукурузные стебли. Режущая головка и часть подающего устройства для подачи древесных стволов в дробящий барабан 21 в уборочной головке 20 опущены для ясности.

Будучи срезаны, древесные стволы транспортируются практически горизонтально в направлении по стрелке А (см. Фиг. 3) и продвигаются к дробящему барабану 21 и его сопряженному фиксированному упору 22 противолежащими первой и второй парами встречно вращающихся подающих валиков 23, 24, способных вращаться вокруг практически горизонтальных валов 25, 26, причем эти подающие валики 23, 24 имеют наборы выступающих в радиальном направлении «зубчатых» планок 27, 28.

Дробящий барабан 21 имеет цилиндрическое тело 29, на котором установлены два ряда рубильных лезвий 30, оси которых наклонены к валу 31 дробящего барабана (и фиксированного упора 22), и размещен для «шинкования» или разрезания иным способом древесных стволов на короткие отрезки, когда они зацепляются рубильными лезвиями 30 при вращении дробящего барабана 21 с высокой скоростью.

Нарубленные отрезки древесных стволов движутся в направлении по стрелке B в желобе 31, имеющем заднюю стенку 32, и ускоряются ускорителем 33, имеющим цилиндрический барабан 34, приводимый в движение с относительно высокой скоростью, причем барабан 34 имеет выступающие в радиальном направлении лопатки или лопасти 35.

Ускоренные таким образом нарубленные отрезки древесных стволов проходят через выпускное отверстие 12 и движутся по стрелке С к разгрузочному транспортеру.

Следует отметить, что в уборочной машине 10 ближайшего аналога кабина или рабочее место 11 оператора установлено над дробящим барабаном 21, и передняя стенка Па кабины или рабочего места фактически перекрывает пары подающих валиков 23, 24. Это означает, что деревьям трудно, если не невозможно, направляться в практически вертикальном положении вниз в дробящий барабан 21.

2. Настоящее изобретение

Фиг. 4-7 иллюстрируют лесоуборочную машину 110, имеющую по меньшей мере одну уборочную головку 120 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Эта лесоуборочная машина 110 будет предпочтительно иметь самодвижущийся тягач с его шасси, установленным на (предпочтительно) четырех или более колесно-шинных узлах или гусеничных лентах, причем по меньшей мере одна пара колесно-шинных узлов или гусеничных лент приводится в движение гидростатическими двигателями высокого давления, соединенными с гидравлическим приводным насосом, управляемым регулирующими клапанами в кабине или на рабочем месте оператора.

Предпочтительно, гидравлический приводной насос будет запитываться дизельным двигателем (или подобной силовой установкой). Однако специалистам будет сразу ясно, что двигатель и приводные колесно-шинные узлы или гусеничные ленты могут соединяться альтернативными механическими приводными передачами.

В альтернативном варианте осуществления лесоуборочная машина 110 может иметь шасси, буксируемое или толкаемое отдельным тягачом, при этом компоненты лесоуборочной машины 110 запитываются дизельным двигателем (или подобной силовой установкой) тягача либо самостоятельным энергоблоком на шасси лесоуборочной машины.

В зависимости от средства, предназначенного для транспортировки древесной щепы с лесоуборочной территории к предполагаемому пользователю, лесоуборочная машина 110 может иметь один или несколько накопителей, к примеру, ящиков или бункеров для приема древесной щепы от упомянутой или каждой уборочной головки 120 и по меньшей мере один разгрузочный транспортер для переноса древесной щепы в другое транспортное средство; либо по меньшей мере один разгрузочный транспортер, который принимает древесную щепу непосредственно из упомянутой или каждой уборочной головки 120 для переноса этой древесной щепы в другое транспортное средство.

В первом варианте осуществления, иллюстрируемом на Фиг. 4-7, лесоуборочная машина 110 имеет единственную уборочную головку 120, показанную в условном виде, приспособленную для уборки малых деревьев Т, размещенных с практически равным разнесением (к примеру, с двухметровым разнесением) вдоль рядов R. Деревья Τ имеют один или несколько стволов S, отходящих вверх от древесного штамба ТТ над древесным комлем TS.

Специалистам будет сразу понятно, что если ряды деревьев Τ высажены с регулярным разнесением, лесоуборочная машина 110 может иметь две или более уборочных головок 120, размещенных бок о бок для одновременной уборки деревьев Τ в смежных рядах R.

Каждая уборочная головка 120 установлена на шасси или опорной раме (не показано) лесоуборочной машины 110, к примеру посредством пар параллельных звеньев, причем эти параллельные звенья могут подниматься или опускаться, к примеру гидравлическими подъемниками, чтобы дать возможность уборочной(-ым) головке(-ам) 120 подниматься и опускаться по отношению к уровню G земли.

Удлиненный цилиндрический рубильный барабан 121 установлен с возможностью вращения на уборочной головке 120 посредством барабанного вала 122, функционально соединенного с гидростатическим двигателем (не показано). Пара прижимных валиков 131, 132 отнесены на короткое расстояние над этим рубильным барабаном 121 и имеют соответственные приводные валы 133, соединенные с соответственными гидростатическими двигателями, и устроены для встречного вращения.

Соответственные оси вращения рубильного барабана 121 и прижимных валиков 131, 132 отклонены вверх от своих передних концов к своим задним концам на угол, к примеру, 10°. (Этот угол отклонения предпочтительно лежит в пределах 1-30°, более предпочтительно от 5 до 15°, а наиболее предпочтительно 10°).

Отметим: «Спирали», показанные вокруг прижимных валиков 131, 132 на Фиг. 6 и 7, являются чисто иллюстративными. Предпочтительно, эти прижимные валики 131, 132 будут иметь удлиненные планки, выступающие практически в радиальном направлении от прижимных валиков 131, 132.

Относительные скорости вращения прижимных валиков 131, 132 по отношению к рубильному барабану 121 будут выбраны так, чтобы эти прижимные валики 131, 132 поступательно подавали стволы S (а затем и листву F) деревьев T вниз и назад по отношению к рубильному барабану 121 по мере того, как лесоуборочная машина 110 непрерывно продвигается вдоль ряда(-ов) R деревьев Т.

Захватная передняя часть 140 предусмотрена над и выступает вперед от пары прижимных валиков 131, 132. В проиллюстрированном на Фиг. 4 и 5 варианте осуществления захватная передняя часть 140 имеет три отстоящих по вертикали пары встречно вращающихся шнеков 141, 142; 143, 144 и 145, 146.

Эти шнеки 141-146 имеют свои оси вращения, отклоненные от горизонтали под тем же самым углом отклонения, что и оси вращения рубильного барабана 121 и прижимных валиков 131, 132; и они приводятся в движение со скоростью(-ями) вращения для удержания деревьев Τ в практически вертикальном положении до и после того, как древесные стволы S срезаны от своих соответственных древесных штамбов TT базовым резаком 150, который будет описан далее.

Каждая уборочная головка 120 имеет базовый резак 150, в котором практически горизонтальная циркулярная пила 151 установлена на переднем дистальном конце удлиненной поддерживающей пластины 152, выступающей из уборочной головки 120 и отклоненной от горизонтали на угол отклонения, равный углу отклонения от горизонтали осей вращения рубильного барабана 120 и прижимных валиков 131, 132. (Предпочтительно, эта циркулярная пила отклонена вниз от горизонтали на угол меньше 5°, более предпочтительно 1,5-2°).

Циркулярная пила 151 приводится во вращение гидростатическим двигателем (не показано) для отделения нижних концов стволов S деревьев Τ от их соответственных древесных штамбов TT; а поддерживающая пластина 152 подхватывает и поддерживает нижние концы стволов S, чтобы поддерживать и направлять эти стволы S по мере того, как деревья T продвигаются (с удержанием в практически вертикальном положении) по шнекам 141-146 захватной передней части 140 для захватывания встречно вращающимися прижимными валиками 131, 132, и чтобы благодаря этому подавать их вниз в рубильный барабан 121 для переработки в древесную щепу. Маршрут деревьев Τ через уборочную головку 120 иллюстрируется стрелкой «А» на Фиг. 4.

Накопитель щепы (не показано) располагается ниже рубильного барабана 121 и устроен для приема древесной щепы, производимой из деревьев Т. Транспортер, к примеру, пневматический или ленточный транспортер транспортирует древесную щепу в бункер или ящик, либо непосредственно на разгрузочный транспортер.

Как иллюстрируется на Фиг. 6 и 7, рубильный барабан 121 и прижимные валики 131, 132 имеют свои оси вращения отклоненными на угол 10° от горизонтали, а также приблизительно на 80° к стволам S деревьев Т. Как описано ранее, до и после того, как стволы S отделяются от своих соответственных древесных штамбов TT, шнеки 141-146 захватной передней части 140 и (или) прижимные валики 131, 132 удерживают стволы S в практически вертикальном положении. Далее, прижимные валики 131, 132 удерживают стволы S в практически вертикальном положении по мере того, как они подают эти стволы S вниз в рубильный барабан 121 и назад вдоль рубильного барабана 121.

В проиллюстрированном на Фиг. 6 и 7 первом варианте осуществления горизонтальная скорость подачи деревьев T составляет «X» метров в секунду, при этом вертикальная скорость древесных стволов S составляет примерно 101% от «X», а скорость перемещения назад стволов S вдоль рубильного барабана 121 составляет примерно 17% от «X».

Специалистам сразу понятно, что горизонтальная скорость подачи, а, следовательно, и вертикальная скорость и скорость перемещения назад будут подвергнуты изменениям, к примеру, из-за угла отклонения рубильного барабана 121 и прижимных валиков 131, 132 от горизонтали и (или) наземной скорости лесоуборочной машины 110.

Наземную скорость лесоуборочной машины 110 будут выбирать так, чтобы деревья Τ отделялись от своих древесных штамбов ТТ и продвигались через захватную переднюю часть 140 к прижимным валикам 131, 132, а, следовательно, и к рубильному барабану 121 для непрерывной уборки деревьев Τ в ряду R, и чтобы производительность рубильного барабана 121 никогда не превышалась.

Поскольку деревья Τ выращиваются с выбранным разнесением вдоль рядов R и предпочтительно убираются каждые 2-6 лет, размер деревьев Т, а вследствие этого получающаяся из них результирующая древесная щепа будут относительно изменяться для каждого цикла уборки.

В данном варианте осуществления захватная передняя часть 140 имеет три пары встречно вращающихся шнеков 141, 142; 143, 144 и 145, 146, которые имеют различные длины и различные разнесения по вертикали.

В данном варианте осуществления верхняя пара шнеков 141, 142 захватывает листву F дерева Τ предпочтительно сразу перед тем, как ствол S отрезается циркулярной пилой 151 базового резака 150, чтобы помочь приданию дереву Τ устойчивости, когда ствол S отделяется.

Самая нижняя пара шнеков 145, 146 затем захватывает ствол S и работает совместно с верхней парой шнеков 141, 142, чтобы помочь удерживать дерево Τ в практически вертикальном положении.

Промежуточная пара шнеков 143, 144, которые короче по длине, помогает как удерживать дерево Τ практически вертикально, так и передвигать дерево Τ вверх по наклонной поддерживающей пластине 152 для захватывания прижимными валиками 131, 132.

Число пар шнеков, вертикальное разнесение между парами шнеков и горизонтальное разнесение между шнеками в паре могут изменяться, чтобы подойти к конкретному размеру и (или) роду подлежащего уборке дерева Т.

В модифицированной версии первого варианта осуществления один шнек каждой пары шнеков 141-146 можно заменить отклоненным направляющим брусом, причем каждая пара шнека и направляющего бруса образует входной тракт для уборочной головки 120.

Лесоуборочная машина 110 в частности пригодна - но не ограничивается этим -для уборки маломерных деревьев, таких как обнаруженные в Австралии роды Eucalyptus и Acacia. Лесоуборочную машину можно также использовать для уборки других видов деревьев, имеющих множество стволов, таких как деревья родов Salix и Populus, аборигенных для Европы и Северной Америки.

Теперь будет описан второй вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фиг. 8-12, иллюстрирующий переоборудование уборочной машины 10 ближайшего аналога (по Фиг. 1-3) в лесоуборочную машину 210 в соответствии с настоящим изобретением вместе с режимом ее работы.

Лесоуборочная машина 210, переоборудованная из уборочной машины 10 ближайшего аналога, имеет уборочную головку 120, снабженную рубильным барабаном 221 с рубильными лезвиями 230, работающими совместно с (наклонным, практически вертикальным) фиксированным упором 222 для резки стволов S (и листвы F) деревьев Τ на биомассу по мере того, как лесоуборочная машина 210 продвигается вдоль ряда(-ов) R деревьев Т.

В дополнение к ускорителю 233 в ящике или бункере 231 биомассы второй аналогичный ускоритель 240 может быть включен между рубильным барабаном 221 и ускорителем 233 для содействия перемещению биомассы из рубильного барабана 221 к выпускному отверстию 212, а тем самым и к разгрузочному транспортеру (не показано).

Как показано на Фиг. 10, кабина или рабочее место 211 оператора установлено над, но сзади от рубильного барабана 221, чтобы дать возможность направлять практически вертикальные деревья в рубильный барабан 221 по мере того, как он перерабатывает в биомассу подаваемые в него деревья Τ описанным далее образом.

Две пары подающих валиков 23, 24 уборочной машины 10 ближайшего аналога заменены парой прижимных валиков 223, 224, которые вращаются вокруг валов 225, 226, которые параллельны валу 221а рубильного барабана 221, при этом все три вала 221а, 225, 226 проходят поперек направления перемещения лесоуборочной машины 210, а вал 226 самого заднего прижимного валика 224 расположен выше, чем вал 225 переднего прижимного валика 223 в этой паре.

Как иллюстрируется на Фиг. 8 и 11, оба прижимных валика 223, 224 имеют выступающие в радиальном направлении «зубчатые» планки 227 того типа, который описан здесь ранее со ссылкой на планки 27, 28 для пары подающих валиков 23, 24.

Захватная передняя часть 250 предусмотрена над и выступает вперед от пары прижимных валиков 223, 224.

В данном варианте осуществления захватная передняя часть 250 имеет две отстоящих по вертикали пары встречно вращающихся шнеков 251, 252 и 253, 254.

Эти шнеки 251-254 имеют свои соответственные оси вращения, отклоненные на тот же самый угол от горизонтали, что и поддерживающая пластина 255, описанная далее, и плоскость, определяемая валами 225, 226 прижимных валиков 223, 224.

Шнеки 251-254 приводятся в движение со скоростью(-ями) вращения для удержания деревьев Τ в практически вертикальном положении до и после того, как их стволы S срезаны от своих соответственных древесных штамбов ТТ базовым резаком 260, который будет описан далее.

Уборочная головка 220 имеет базовый резак 260, в котором единственный (не показано) или пара практически горизонтальных дисков 261, 262 циркулярной пилы установлены на переднем дистальном конце удлиненной поддерживающей пластины 255, которая выступает из уборочной головки 220 и отклонена от горизонтали на угол отклонения, равный углу отклонения от горизонтали шнеков 251-254, как описано ранее.

Диски 261, 262 циркулярной пилы приводятся во вращение гидростатическими двигателями (не показано) для отделения нижних концов стволов S деревьев Τ от их соответственных древесных штамбов ТТ, а поддерживающая пластина 255 подхватывает и поддерживает нижние концы стволов S, чтобы благодаря этому поддерживать и направлять стволы S по мере того, как деревья Τ продвигаются и удерживаются в практически вертикальном положении, шнеками 251-254 захватной передней части 250 для захватывания встречно вращающимися прижимными валиками 223, 224, и далее для подачи вниз к рубильному барабану 221 (и упору 222) для переработки в биомассу.

Стрелки АА, ВВ и СС соответственно показывают маршруты стволов S деревьев Τ к прижимным валикам 223, 224 в рубильный барабан 221, а затем биомассы, ускоренной ускорителями 240 и 233 к выпускному отверстию 212 и разгрузочному транспортеру (не показан).

Каждый из шнеков 251-254 может быть снабжен соответствующими практически горизонтальными, но сужающимися вводными шнеками 251а-254а, соответственно, чтобы содействовать в направлении деревьев Τ в захватную переднюю часть 250.

Специалистам будет сразу понятно, что если шнеки непосредственно приводят в движение вводные шнеки 251а-254а, к примеру, через соответственные сочленения или сочленения для передачи постоянной частоты вращения (не показано), шаг спиральных канавок на шнеках 251-254 будет меньше, чем шаг соответственных спиральных канавок на вводных шнеках 251а-254а, так что горизонтальный вектор передвижения стволов S деревьев Τ относительно шнеков 251-254, 251а-254а будет в общем совпадать со скоростью передвижения лесоуборочной машины 210 (но в противоположном направлении).

Как более ясно иллюстрируется на Фиг. 11 и 12, упомянутая или каждая уборочная головка 220 лесоуборочной машины 210 передвигается вдоль ряда R деревьев Т, и стволы S и листва F деревьев Τ в ряду(-ах) R первоначально захватываются вводными шнеками 251а-254а. Диски 261, 262 циркулярной пилы базового резака 260 отрезают стволы S деревьев Τ от их соответственных древесных штамбов ТТ, и нижние концы стволов S поддерживаются поддерживающей пластиной 25 по мере того, как деревья Τ передвигаются назад к рубильному барабану 21 шнеками 251-254.

Деревья Τ удерживаются в практически вертикальном положении по мере их передвижения к прижимным валикам 223, 224, при этом они могут отклоняться на малый угол от вертикали, чтобы дать возможность захватить стволы S прижимными валиками 223, 224 и тем самым дать возможность деревьям Τ продвигаться стволом S вперед к рубильному барабану 121 в направлении стрелки АА, показанной на Фиг. 10.

Наземная скорость лесоуборочной машины 210 будут выбирать так, чтобы деревья Τ отделялись от своих древесных штамбов ТТ и продвигались через захватную переднюю часть 140 к прижимным валикам 131, 132, а, следовательно, и к рубильному барабану 121 для непрерывной уборки деревьев Τ в ряду R, и чтобы производительность рубильного барабана 121 никогда не превышалась.

Датчики (не показано) в уборочной головке 220 могут обнаруживать присутствие мусора (к примеру, камней, кусков металла), которые могут повредить лесоуборочную машину 210, и (или) если рубильный барабан 221 оказался «забит», и аварийный сигнал может передаваться к кабине или рабочему месту 211 оператора.

Хотя лесоуборочная машина 210 описана в отношении единственной уборочной головки 220, специалистам сразу понятно, что к лесоуборочной машине 210 можно приспособить две или более уборочных головок 220, когда каждая уборочная головка 220 убирает деревья Τ в соответственных рядах R.

Специалистам также понятно, что дополнительные пары шнеков (и (или) вводных шнеков) можно установить над шнеками 251-254 (и (или) 251а-254а), чтобы способствовать удержанию деревьев Τ в практически вертикальном положении по мере того, как они продвигаются к рубильному барабану 221, захватываются им и подаются в него прижимными валиками 223, 224. (При необходимости могут быть предусмотрены две пары совмещенных прижимных валиков).

Специалисты оценят, что данный вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает переоборудование существующей уборочной машины 10 ближайшего аналога с помощью как можно большего числа существующих компонентов в лесоуборочную машину 210, которая способна убирать «малые» деревья.

Фиг. 13-24 иллюстрируют третий вариант осуществления лесоуборочной машины 310 в соответствии с настоящим изобретением.

Эта лесоуборочная машина 310 имеет однорядную уборочную головку 320, установленную на шасси 311 лесоуборочной машины, снабженном сцепляющимися с землей колесно-шинными узлами 312, которые являются выборочно регулируемыми по высоте, чтобы обеспечить выборочную регулировку высоты срезания базового резака 360 (более подробно описанного далее).

Шасси 311 лесоуборочной машины может соединяться с возможностью отсоединения с тягачом 390, являющимся четырехколесным полноприводным (4WD) трактором 390, снабженным трехточечным рычажным механизмом 391 и выводом 392 привода отбора мощности (Р.Т.О.). Трехточечный рычажный механизм 391 может соединяться с возможностью отсоединения к подходящим монтажным подвескам на шасси 311 лесоуборочной машины, а вывод 392 привода отбора мощности может выборочно соединяться с валом привода отбора мощности (описанному далее) на лесоуборочной машине 310.

Выбор конкретного готового трактора 390 в качестве подходящего тягача будет зависеть от нескольких факторов, в том числе:

а) местность, в том числе с типами почв, на которых выращиваются деревья;

б) полный вес лесоуборочной машины;

в) требования по подводу мощности для различных компонентов лесоуборочной машины 310, которые предпочтительно работают с малыми изменениями скорости;

г) полная мощность, потребная для продвижения лесоуборочной машины 310 (и трактора 390) вдоль рядов деревьев с оптимальной скоростью уборки; и

д) капитальные и эксплуатационные расходы на трактор 390.

Для минимизации капитальных расходов и максимизации полезности трактора 390 предпочтительно, чтобы лесоуборочная машина 310 могла соединяться с трактором 390 с возможностью отсоединения только когда надлежит убирать деревья, а не составляла единую часть специальной лесоуборочной машины, которая не используется в остальное время. Подходящие готовые тракторы (или иные транспортные средства-тягачи) продаются под товарными знаками "Claas", "John Deere" и "Massey Ferguson".

Гидравлические контуры в лесоуборочной машине 310 соединены с управляющими клапанами, предусмотренными в кабине 393 оператора, а вывод 392 привода отбора мощности соединен с дизельным двигателем 394, который приводит в движение трактор 390.

Чтобы дать возможность выборочно регулировать высоту срезания базового резака 360, колесно-шинные узлы 312 могут устанавливаться на соответственных осях 313, поддерживаемых на передних концах ведущих рычагов 314 подвески, шарнирно установленных на шасси 311 лесоуборочной машины и выборочно поднимаемых и опускаемых соответственными гидравлическими подъемниками 315.

Фиг. 17-21 иллюстрируют покомпонентные виды уборочной головки 320 лесоуборочной машины 310 для деревьев, где части этой уборочной головки 320 опущены для ясности.

Как описано ранее, рубильный барабан 321 и пара прижимных валиков 331, 332 имеют свои соответственные оси, установленные в подшипниках на шасси 311 лесоуборочной машины, причем их оси вращения параллельны продольной оси уборочной головки 320. (Рубильный барабан 321 и его приводная система будут подробнее описаны далее со ссылкой на Фиг. 22-24).

Упор 322 для рубильного барабана 321 установлен под прижимным валиком 331 и имеет упорное лезвие 323, размещенное для совместной работы с рубильным барабаном 321.

Базовый резак 360 запитывается сверхмощным гидравлическим двигателем 369, ось которого отклонена от вертикали на малый угол, к примеру, 1,5-2°, и который соединен болтами с вогнутой ступицей в центре диска 361 пилы. Множество зубьев 363 пилы, к примеру, с режущими кромками 364 из карбида вольфрама, присоединены болтами с возможностью отсоединения к периферии диска 361 пилы и размещены для срезания стволов деревьев непосредственно над уровнем земли, к примеру, на высоте 10-50 мм.

Базовый резак 360 имеет относительно большую массу, так что он будет иметь высокий момент инерции и будет практически удерживать свою скорость вращения по мере срезания стволов деревьев. Поскольку базовый резак 360 должен предпочтительно захватывать каждый древесный ствол на своей максимальной скорости вращения, любые потери должны быть преодолены до того, как следующее по порядку дерево в ряду будет захвачено, и любые потери в скорости вращения во время срезания каждого дерева предпочтительно не должны превышать 95% (и любое снижение этих потерь является достоинством).

Непрерывный цепной транспортер 355 поддерживает нижние концы стволов деревьев по мере их перемещения от базового резака 360 к прижимным валикам 331, 332. Транспортер 355 имеет головной и задний валы 356, которые являются перпендикулярными к продольной оси уборочной головки 320 и которые обеспечивают отклоненную назад и вверх верхнюю ветвь 357 для поддержания нижних концов стволов.

Захватная передняя часть 350 имеет пару отстоящих по вертикали пар 351, 352 и 353, 354 шнека и направляющего стержня, которые обеспечивают входной тракт для деревьев в лесоуборочную машину 310. Как иллюстрируется на Фиг. 13-16, пары шнека и направляющего стержня установлены на шасси 311 лесоуборочной машины с помощью пары консолей 316, которые отходят вперед от стоек 317, установленных в возможностью поворота на шасси 311 лесоуборочной машины. Консоли 316 имеют шарнирно установленные на них и отходящие от них вперед звенья 318, которые шарнирно соединены к средней части отрезков опорных трубок 371, 372 для узлов шнека и направляющего стержня. Задние концы опорных трубок 371, 372 шарнирно установлены на шасси 311 лесоуборочной машины внутри стоек 317, и гидравлические подъемники 319 направляют консоли 316 и звенья 318 внутрь и оказывают противодействие любым силам, стремящимся увеличить расстояние между каждым шнеком 351, 353 и его смежным направляющим стержнем 352, 354.

Каждый шнек 351, 353 имеет вал или трубчатую ступицу 373, установленный(-ую) в подшипниках с возможностью вращения на опорных кронштейнах 374, 375 на опорной трубке 371 и имеет спиральную канавку 376 вокруг трубчатой ступицы 373. Направляющий удлинитель 377 работает совместно с аналогичным направляющим удлинителем 377а на опорном трубке 372 для каждого направляющего стержня 352, 354, чтобы образовать сходящийся раструб для входного тракта.

Прижимной валик 378 функционально подключен между гидравлическим приводным двигателем 379 и расположенным под углом приводным редуктором 380, установленным на кронштейне 375, и функционально соединен с трубчатой ступицей 373. (Как показано на Фиг. 21, ось вращения прижимного валика 378 параллельна продольной оси уборочной головки 320 и лежит практически горизонтально во время нормальной работы лесоуборочной машины 310).

Направляющие стержни 352, 354 имеют такой же, но встречно вращающийся прижимной валик 380, приводимый во вращение соответственным гидравлическим двигателем 381 и установленный с возможностью вращения на направленном внутрь кронштейне 382 на опорных трубках 372 для направляющих стержней 352, 354.

В предпочтительном варианте осуществления лесоуборочной машины 310 захватная передняя часть 350 имеет пару отстоящих по вертикали пар шнека и направляющего стержня; но для специалиста понятно, что могут быть предусмотрены только единственная пара шнека и направляющего стержня, либо три или более таких пар, в зависимости от природы подлежащих уборке деревьев.

Помимо этого, поскольку соответственные пары 351, 352, 353, 354 из шнека и направляющего стержня установлены независимо на шасси 311 лесоуборочной машины, они могут приспосабливаться к деревьям и, в частности, к листве, либо к различным формам и разной ширине.

Ускоритель 340 установлен под рубильным барабаном 321 и имеет множество радиальных пластин 341, которые переносят биомассу из бункера 388 под рубильным барабаном 321 в выпускной желоб 389, который шарнирно установлен на шасси 311 лесоуборочной машины.

Входной вал 342 ускорителя 340 приводится во вращение ведомым шкивом 343, соединенным ремнями (не показано) с ведущим шкивом 344 на приводной системе для рубильного барабана 321, который будет описан далее.

На Фиг. 22-24 рубильный барабан 321 имеет множество практически Г-образных в сечении рубильных лезвий 323, установленных с возможностью удаления на соответственных опорных стержнях 324, соединяющих между собой концевые пластины 325 для барабана. Эти концевые пластины 325 имеют ступицы 326, прикрепленные к трубчатому приводному валу 327, смонтированному с возможностью вращения в подшипниковых узлах 328, установленных на шасси 311 лесоуборочной машины. Сплошной ведущий вал 329 помещается в трубчатом приводном валу 327 с малым рабочим зазором, и его входной конец соединен с приводным валом 330 отбора мощности посредством вилки 334, при этом привод 330 соединен посредством вилки 335 с выходным валом 392 отбора мощности на тракторе 390. вокруг приводного вала 330 отбора мощности и соответственных вилок 334, 335 предусмотрены предохранительные трубки 330а.

Демпфирующая перекашивание муфта 336 предусмотрена между вилкой 334 и входным концом сплошного ведущего вала 329, а вторая демпфирующая перекашивание муфта 337 предусмотрена для взаимного соединения коаксиальных сплошного ведущего и приводного валов 329, 327 на другом конце рубильного барабана 321. Эти демпфирующие перекашивание муфты 336, 337 сконструированы для поглощения ударных нагрузок, прикладываемых к рубильному барабану 321 по мере того, как деревья перерабатываются в биомассу, позволяя в то же время приводному валу 330 отбора мощности, соединяющему лесоуборочную машину 310 с трактором 390, работать с практически постоянной скоростью. Демпфирующие перекашивание муфты 336, 337 могут дать рубильному барабану 321 возможность «отставать» от приводного вала 330 отбора мощности на угол до 6°, но позволять рубильному барабану 321 «попасть в фазу» с приводным валом отбора мощности и достичь своей полной скорости вращения до того, как в него следующее дерево подается прижимными валиками 331, 332. Предпочтительно, рубильный барабан 321 никогда не замедляется ниже 98% от своей оптимальной рабочей скорости.

Ведущий шкив 344 на ведущем валу 329 соединяется ремнями (не показано) с приводным шкивом 343 на ускорителе 340, как описано ранее.

Как уже установлено, для минимизации капитальных расходов и обеспечить тягачу использование для иных целей вне уборочного периода, предпочтительно, чтобы лесоуборочная машина была выполнена как секция, устанавливаемая на существующем тягаче.

Фиг. 25 и 26, однако, иллюстрируют четвертый вариант осуществления лесоуборочной машины 410, в котором лесоуборочная машина 410 выполнена как одна часть сочлененного транспортного средства 490, опирающегося на гусеницы 491, причем другая часть 492 этого сочлененного транспортного средства 490 выполнена как тягач.

В данном варианте осуществления предпочтительны непрерывные гусеницы 491, которые могут быть сделаны из резиновых петель или гусеничных звеньев, если почва имеет низкую механическую прочность, а тягач 490 и лесоуборочная машина 410 должны иметь низкое удельное давление на поверхность.

Для специалистов будет сразу понятно, что когда лесоуборочная машина 410 не требуется, эту лесоуборочную машину 410 можно отъединить от другой части 492 сочлененного транспортного средства 490 и заменить ее отличной частью транспортного средства.

В пятом варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 27 и 28, лесоуборочная машина 510 представляет собой двухрядную лесоуборочную машину, установленную на тракторе 390, соответствующем трактору 390 третьего варианта осуществления.

Лесоуборочная машина 510 выполнена как «зеркальное отражение» вдоль своей центральной оси с направляющими стержнями 552, 554 для соответственных подбирающих жаток 550, предпочтительно расположенных вдоль внутренних сторон входных трактов, а соответственные шнеки 551, 553 для пар шнека и направляющего бруса предусмотрены вдоль наружных сторон лесоуборочной машины 510. Соответственный базовый резак 560, как описано ранее, и транспортер 555 предусмотрены для каждого ряда подлежащих уборке деревьев Т, и пары шнека и направляющего бруса могут отклоняться в поперечном направлении по отношению к средней линии лесоуборочной машины 510, чтобы приспособиться к любым изменениям расстояния между рядами R деревьев Т.

Работа лесоуборочной машины 510 для каждого ряда деревьев Τ будет такой же, как описано ранее со ссылкой на третий вариант осуществления по Фиг. 13-24.

Описанные здесь лесоуборочные машины в соответствии с пятью вариантами осуществления настоящего изобретения спроектированы для уборки деревьев Τ каждые 2-6 лет, более предпочтительно каждые 4 года, причем деревья Τ предпочтительно разнесены на 2-2,5 метра вдоль рядов R и с предпочтительным поперечным разнесением на 2-4 метра между смежными рядами R. Эти лесоуборочные машины спроектированы для уборки единственных рядов R деревьев рода Eucalyptus, имеющих диаметр ствола до 1500 мм (или до 200 мм для вида Blue gum) и двух рядов R деревьев вида Casuarinas, имеющих диаметры стволов до 150 мм.

Чтобы обеспечить эффективную уборку деревьев, предпочтительно, чтобы тягач имел двигатель с достаточной мощностью для уверенности в том, что скорость двигателя не падает более, чем на 10-15%, когда деревья срезаются и рубятся, что скорость рубильного барабана не изменяется более, чем на 2%, и что скорость пил не изменяется больше, чем на 5%. Если скорость двигателя изменяется слишком сильно, работа регулятора оборотов двигателя будет стремиться сделать двигатель «рыскающим». Если скорость рубильного барабана и (или) скорость пил упадет слишком низко, скорость продвижения лесоуборочных машин вдоль ряда(-ов) R должна снизиться, чтобы дать возможность любой из них или им всем вернуться к их оптимальным скоростям до того, как будет обрабатываться следующее дерево. Поддержанию скорости пил способствует изготовление этих пил с высокими инерциальными массами.

Как описано выше, насаждение деревьев имеет несколько преимуществ для окружающей природной среды, в том числе создание микроклимата и потенциальное снижение засоленности почвы. Поскольку деревья подлежат уборке, к примеру, каждые четыре года, их следует рассматривать как «годный для уборки урожай» (к примеру, как зерновые культуры или травы), который нужно убирать и заменять новыми насаждения деревьев. Убранная биомасса может обеспечить возобновляемый источник энергии / потока для электрических генераторов и для производителей масла и кокса. Помимо этого, пока деревья растут, они будут поглощать углекислый газ (CO₂) из атмосферы и способствовать снижению эффектов изменения климата.

Поскольку уборка в настоящее время составляет приблизительно 70% расходов от выращивания деревьев до поставки на обработку, необходимо изыскивать всю доступную рентабельность. За счет удержания деревьев в практически вертикальном положении после того, как они срезаны и когда они подаются в рубильный барабан, при обращении с деревьями используется минимальная энергия (т.к. ориентация остается практически постоянной), и деревья можно эффективно перерабатывать в биомассу, т.к. они подаются вниз (и назад) в рубильные барабаны стволом вперед.

В описанных и проиллюстрированных вариантах осуществления можно сделать различные изменения и модификации без отхода от настоящего изобретения.

Лесоуборочная машина 110 для деревьев, пригодная для уборки малых деревьев в ряду(ах) в качестве источника биомассы, имеет уборочную головку 120 с рубильным барабаном 121 и взаимодействующим с ним упором. Захватная передняя часть 140 головки 120 имеет по меньшей мере один шнек и направляющий элемент, такой как направляющий брус или встречно вращающийся шнек, для удержания дерева в практически вертикальном положении, когда его ствол срезается базовым резаком 150 и после этого. Захватная передняя часть 140 головки 120 имеет поддерживающую пластину 152 или транспортер, которая(ый) взаимодействует с по меньшей мере одной парой шнека 141, 142 и направляющего элемента, чтобы передвигать дерево к местоположению над рубильным барабаном для захватывания по меньшей мере одной парой прижимных валиков над рубильным барабаном 121 при удержании дерева в практически вертикальном положении. Упомянутая или каждая пара прижимных валиков подает дерево вниз (и назад) к рубильному барабану, по-прежнему удерживая дерево в практически вертикальном положении, для переработки в биомассу, такую как древесная щепа. Лесоуборочная машина может иметь две или более уборочных головки, размещенные бок о бок, чтобы дать возможность убирать деревья в смежных рядах R. Способ и устройства позволяют повысить производительность уборки и переработки небольших деревьев. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Способ уборки ряда малых деревьев, включающий в себя этапы, на которых: продвигают по меньшей мере один вращающийся шнек и отстоящий от него по горизонтали направляющий элемент, образующие входной тракт уборочной головки, для захватывания стволов и (или) листвы деревьев в ряду;
срезают стволы деревьев базовым резаком уборочной головки;
транспортируют деревья, удерживаемые в практически вертикальном положении упомянутым или каждым вращающимся шнеком и отстоящим от него по горизонтали направляющим элементом, к местоположению над вращающимся рубильным или дробящим барабаном, вращающимся вокруг первой оси, для захватывания по меньшей мере одной парой прижимных валиков, вращающихся вокруг соответствующих второй и третьей осей, практически параллельных между собой и параллельных первой оси, и
подают деревья назад по отношению к рубильному или дробящему барабану и вниз в упомянутый вращающийся рубильный или дробящий барабан упомянутой или каждой парой прижимных валиков, удерживая деревья в практически вертикальном положении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижние концы срезанных стволов поддерживают отклоненной вверх поверхностью после того, как стволы срезаны, и до тех пор, пока не происходит захватывание стволов упомянутой или каждой парой прижимных валиков.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый или каждый направляющий элемент представляет собой направляющий стержень или брус, либо встречно вращающийся шнек, имеющий отклоненную вверх продольную ось или ось вращения, параллельную оси вращения вращающегося шнека, и действующий для транспортировки деревьев в направленном вверх назад тракте с линейной скоростью большей, чем скорость продвижения уборочной головки.

4. Уборочная головка для лесоуборочной машины, включающая в себя: рубильный или дробящий барабан, выполненный с возможностью вращения вокруг первой оси;
по меньшей мере одну пару прижимных валиков, выполненных с возможностью вращения вокруг соответственных практически параллельных второй и третьей осей, отстоящих по вертикали вверх от первой оси, и
по меньшей мере одно приводное средство для приведения во вращение рубильного или дробящего барабана и упомянутой или каждой пары прижимных валиков; при этом первая, вторая и третья оси размещены практически параллельно направлению передвижения лесоуборочной машины и отклонены вверх относительно горизонтали от ведущего конца к заднему концу, так что упомянутая или каждая пара прижимных валиков способна удерживать ствол убираемого дерева в практически вертикальном положении при подаче дерева вниз через рубильный или дробящий барабан,
при этом упомянутая или каждая пара прижимных валиков выполнены с возможностью направления нижних концов стволов деревьев вниз и назад по тракту между рубильным или дробящим барабаном и взаимодействующим с ним упором, для обеспечения расщепления стволов и листвы деревьев или переработки их в биомассу.

5. Уборочная головка по п.4, отличающаяся тем, что включает захватную переднюю часть, включающую по меньшей мере один вращающийся шнек и отстоящий от него по горизонтали направляющий элемент, образующие входной тракт, расположенный по вертикали над и протяженный вперед от упомянутой или каждой пары прижимных валиков, и
при этом упомянутая или каждая пара из вращающегося шнека и направляющего элемента выполнены с возможностью захватывания и удержания деревьев с их стволами в практически вертикальном положении перед тем и (или) после того, как эти стволы срезаны от своих соответственных комлей, и как до, так и во время захватывания упомянутой или каждой парой прижимных валиков.

6. Уборочная головка по п.5, отличающаяся тем, что упомянутый или каждый шнек и встречно вращающийся шнек имеют практически горизонтальный вводной шнек для содействия в направлении деревьев к уборочной головке.

7. Уборочная головка по п.6, отличающаяся тем, что захватная передняя часть включает две или более разнесенных по вертикали пары из вращающегося шнека и направляющего элемента.

8. Уборочная головка по п.7, отличающаяся тем, что упомянутый или каждый направляющий элемент является направляющим стержнем или брусом, либо встречно вращающимся шнеком.

9. Уборочная головка по п.8, отличающаяся тем, что
продольная ось упомянутого или каждого направляющего стержня или бруса и (или) оси вращения упомянутых или каждых шнека и встречно вращающегося шнека отклонены вверх от их ведущих концов к их задним концам.

10. Уборочная головка по п.9, отличающаяся тем, что отклонение упомянутых продольной оси и (или) осей вращения практически равно отклонению упомянутых первой, второй и третьей осей.

11. Уборочная головка по п.4, отличающаяся тем, что
от уборочной головки выступает вперед базовый резак, который включает режущую головку, выполненную с возможностью отделения стволов деревьев от их комлей, причем эта режущая головка установлена на (дистальном) переднем конце поддерживающей пластины или траспортера, опционально отклоненной(ого) от горизонтали практически идентично отклонению упомянутых продольной оси и осей вращения, и
упомянутые поддерживающая пластина или траспортер выполнены с возможностью поддержания нижних концов стволов, когда деревья продвигаются захватной передней частью к упомянутой или каждой паре прижимных валиков.

12. Уборочная головка по п.11, отличающаяся тем, что режущая головка включает вращающуюся дисковую пилу, головку цепной пилы или подобное режущее средство, размещенное под малым углом к уровню земли, но немного выше него.

13. Уборочная головка по п.4, отличающаяся тем, что упомянутое или каждое приводное средство для рубильного или дробящего барабана, упомянутой или каждой пары прижимных валиков и других компонентов уборочной головки включает в себя соответственные гидравлические двигатели, подключенные к главному гидравлическому насосу и управляемые подходящими регулирующими гидравлическими клапанами, например, в кабине или на рабочем месте оператора.

14. Уборочная головка для лесоуборочной машины для уборки ряда деревьев, включающая в себя:
рубильный или дробящий барабан, выполненный с возможностью вращения вокруг первой оси;
по меньшей мере одну пару прижимных валиков, выполненных с возможностью вращения вокруг соответственных практически параллельных второй и третьей осей, отстоящих по вертикали вверх от первой оси, и
по меньшей мере одно приводное средство для приведения во вращение рубильного или дробящего барабана и упомянутой или каждой пары прижимных валиков; при этом первая, вторая и третья оси размещены практически поперек направления передвижения лесоуборочной машины, причем вторая ось смещена вперед относительно первой оси, а третья ось смещена назад относительно второй оси и смещена по вертикали вверх на небольшое расстояние относительно первой и второй оси, так что упомянутая или каждая пара прижимных валиков способна удерживать ствол убираемого дерева в практически вертикальном положении при подаче дерева вниз через рубильный или дробящий барабан,
при этом упомянутая или каждая пара прижимных валиков выполнены с возможностью направления нижних концов стволов деревьев вниз и назад по тракту между рубильным или дробящим барабаном и взаимодействующим с ним упором, для обеспечения расщепления стволов и листвы деревьев или переработки их в биомассу.

15. Лесоуборочная машина для уборки по меньшей мере одного ряда деревьев, включающая в себя:
шасси уборочной машины, установленное на тягаче или прикрепленное к тягачу;
по меньшей мере одно приводное средство на шасси уборочной машины;
по меньшей мере одну уборочную головку по любому из пп.4-14, установленную в рабочем состоянии на шасси уборочной машины и функционально соединенную с упомянутым или каждым приводным средством.

16. Лесоуборочная машина по п.15, отличающаяся тем, что шасси лесоуборочной машины установлено на самодвижущемся тягаче, либо шасси лесоуборочной машины установлено на подобном трейлеру транспортном средстве, выполненном с возможностью соединения с трактором или иной машиной для транспортировки.

17. Лесоуборочная машина по п.15 или 16, отличающаяся тем, что под упомянутым или каждым рубильным или дробящим барабаном установлен накопитель для щепы, и
по меньшей мере один транспортер, такой как ленточный транспортер, пневматический транспортер или иной подходящий транспортер, переносит щепу из упомянутого или каждого рубильного или дробящего барабана в накопитель для щепы, такой как ящик или бункер, либо на разгрузочный транспортер для выгрузки на транспортное средство.