一种适于竹林间伐的移动式索道集材设备及集材方法与流程

1.本发明涉及林区集材设备技术领域，具体涉及一种适于竹林间伐的移动式索道集材设备及集材方法。


背景技术：

2.竹子是一种绿色环保、伐后可再生的自然资源，通常3
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5年便可成材、年年可砍。竹林砍伐具有以下特点：(1)竹林通常都是天然林，生长在陡峭的山坡上，坡度通常为20
‑
50
°
，如果不修林道，通用车辆无法通行；(2)竹子需要采取间伐形式开采，比如毛竹为“存三度，去四度莫留七度”(一度为两年)，这样有利于竹林繁殖和发展；(3)单根竹子重量比树木轻，单根竹子通常为15
‑
40kg，人力也可以短距离集材。现有先进的索道和轨道运输装备，由于造价高、路线固定、建设周期长，难以应用于竹子开采。
3.传统竹材开采依靠人背马托方式集材，这种方式劳动强度大、开采效率低、运输费用高。为降低劳动强度，有人采用“溜坡”方法将竹子从山上溜到山下，即利用竹子的重力顺着山坡从山顶滑到山下。这种方法虽然有效地节约了运费，但竹子容易与山坡上的岩石等突起物相碰撞，不但会妨碍了竹子的下滑、还会造成竹子的开裂。
4.因此，亟需开发一种适于竹材集材的装置，提高竹材开采工作效率，并降低开采成本。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种适于竹林间伐的移动式索道集材设备及集材方法，工作效率高、开采成本低、作业安全。
6.为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
7.一种适于竹林间伐的移动式索道集材设备，包括集材车、设于所述集材车的臂架、固定于山顶的支架、固定于集材车与支架之间的承载索、与所述承载索滑动连接的移动小车、驱动所述移动小车上下滑动的动力装置、以及控制系统；
8.所述移动小车包括支撑板、设于所述支撑板且与所述承载索滑动连接的滑轮组、第一导向轮、以及锁紧装置；
9.所述动力装置包括设于集材车的主卷扬装置、副卷扬装置、设于所述支架端部的第二导向轮、由所述主卷扬装置引出且另一端与所述移动小车连接的牵引索、由所述副卷扬装置引出并依次绕过所述第二导向轮和第一导向轮的回空索、与所述回空索连接的连接块、与所述连接块另一端连接用于捆绑竹材的自由索；
10.所述控制系统包括用于检测所述连接块位置的位置传感器、及控制装置；当所述位置传感器检测所述连接块到达设定位置时，所述控制装置根据工作要求控制所述锁紧装置将所述连接块锁紧或解锁，并控制所述副卷扬装置或主卷扬装置工作，牵引所述移动小车上山或下山。
11.进一步地，所述移动小车还包括设于所述滑轮组且与所述支撑板相对设置的限位
板，所述限位板与所述支撑板配合用于限制所述滑轮组始终沿所述承载索滑动。
12.进一步地，所述锁紧装置包括设于所述支撑板的电机、由所述电机带动进行伸缩移动的限位轴，所述连接块上具有一限位孔，所述电机带动所述限位轴伸出，所述限位轴穿过所述限位孔而锁紧所述连接块。
13.进一步地，所述动力装置还包括设于所述臂架末端的第三导向轮，所述牵引索经所述第三导向轮导向后与所述移动小车连接。
14.进一步地，所述动力装置还包括设于所述臂架末端的回空索张紧装置。
15.进一步地，所述集材车包括底盘、设于所述底盘的固定支座、设于所述固定支座的承载索转盘，所述臂架末端设有承载索导向轮，所述承载索的一端缠绕于所述承载索转盘，另一端经承载索导向轮导向后与所述支架固定。
16.进一步地，所述臂架为伸缩臂，还包括臂架起升装置，所述臂架起升装置包括设于所述底盘的臂架起升卷扬装置、支撑于所述臂架的拉索导向轮、由所述臂架起升卷扬装置引出并经所述拉索导向轮导向后与所述臂架末端连接的臂架起升拉索。
17.进一步地，所述臂架包括第一节臂和第二节臂，所述第一节臂与所述固定支座铰接固定，所述臂架起升装置带动所述第二节臂在所述第一节臂内作升降运动，当所述第二节臂升至设定位置后，所述第一节臂和第二节臂通过销钉固定连接。
18.进一步地，所述第二节臂的底部具有相对设置的两个滚动轮，两个滚动轮沿所述第一节臂的内壁滚动；所述第二节臂的底部还具有一限位块，所述第一节臂的顶部具有一阻挡部，所述阻挡部与所述限位块配合用于阻挡所述第二节臂全部伸出。
19.基于所述适于竹林间伐的移动式索道集材设备，本发明还提供一种适于竹林间伐的集材方法，包括如下步骤：
20.步骤s1，从山脚到山顶按一定间距砍伐一条集材道路；
21.步骤s2，将所述集材车停放于山下，在山顶固定支架，调整臂架位置，并安装好承载索、移动小车、动力装置；
22.步骤s3，通过所述锁紧装置将所述连接块锁紧，限制连接块相对移动小车滑动；
23.步骤s4，启动所述副卷扬装置，此时所述主卷扬装置被动转动，所述回空索牵引所述移动小车上山；
24.步骤s5，锁紧装置解锁，拖动自由索使其下降到预定位置，将竹材捆绑至自由索一端；
25.步骤s6，启动副卷扬装置，回空索带动连接块上升至移动小车下方，
26.当位置传感器检测到连接块到达预定位置时，副卷扬装置停止工作，控制装置控制锁紧装置工作，限制连接块相对移动小车滑动；
27.步骤s7，启动主卷扬装置，此时所述副卷扬装置被动转动，所述牵引索牵引所述移动小车下山，将竹材运送至集材车。
28.与现有技术相比，本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备及集材方法，有益效果在于：
29.一、本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，通过在集材车和山顶支架间固定承载索，在承载索上滑动连接移动小车，将牵引索和回空索分别与移动小车连接，使牵引索和回空索牵引移动小车下山和上山，且与回空索连接的自由索一端捆绑竹材，从
而将山上竹材收集至集材车。本发明的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，竹材通过空中的移动小车运输至集材车，从而无需对竹林进行道路建设，也减少了对植被和土壤的破坏。
30.二、本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，实现了竹林间伐的机械化集材，提高了工作效率，降低了人工劳动强度。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备的结构示意图；
33.图2是图1所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中的部分结构示意图；
34.图3是图2所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中的臂架的分解结构示意图；
35.图4是图1所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中移动小车的结构示意图。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
37.在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.请结合参阅图1至图4，其中图1是本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备的结构示意图；图2是图1所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中的部分结构示意图；图3是图2所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中的臂架的分解结构示意图；图4是图1所示适于竹林间伐的移动式索道集材设备中移动小车的结构示意图。本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备100包括集材车1、设于集材车1的臂架2、固定于山顶的支架3、固定于集材车1与支架3之间的承载索4、与承载索4滑动连接的移动小车5、驱动移动小车5上下滑动的动力装置(未标号)、臂架起升装置(未标号)以及控制系统(未标号)。
39.集材车1包括底盘11、设于底盘11的固定支座12、设于固定支座12的承载索转盘13，承载索4的一端固定于承载索转盘13，另一端固定于支架3。具体应用中，承载索4通过设于臂架2端部的承载索导向轮41导向，使承载索在工作时处于张紧状态。
40.本实施例中，臂架2为伸缩臂架，其包括第一节臂21和第二节臂22，第一节臂21与固定支座12铰接固定，可根据实际情况调整臂架的角度，满足将臂架调整到不同高度的要求；第二节臂22在第一节臂21内作升降运动，当第二节臂22升至设定位置后，第一节臂21和第二节臂22通过销钉23固定连接。优选地，第二节臂22底部具有相对设置的两个滚轮24，两个滚轮24沿第一节臂21的内壁滚动，减少第二节臂22伸出第一节臂21的摩擦阻力。
41.为了防止第二节臂22全部伸出第一节臂21，优选地，在第二节臂22的底部设置一
限位块25，对应地，在第一节臂21的顶部设置一阻挡部26，阻挡部26与限位块25配合阻挡第二节臂22全部伸出。
42.本发明中，通过设置臂架起升装置7使第二节臂升起或缩回。具体的，臂架起升装置7包括设于底盘11的臂架起升卷扬装置71、支撑于臂架的拉索导向轮72、由臂架起升卷扬装置71引出并经拉索导向轮72导向后与臂架末端连接的臂架起升拉索73，拉索导向轮72通过支撑杆74固定于固定支座12上。
43.臂架起升装置7的工作原理如下：初始状态时，臂架是收缩的，需要工作时，臂架起升卷扬装置71反转，放松臂架起升拉索73，由于臂架末端的位置高，在重力作用下，第二节臂22滚动伸出，伸出到极限位置时，将销钉23插入销孔内，使第一节臂21和第二节臂22固定；臂架起升卷扬装置71正转，将臂架拉起来，到达极限位置后，将销轴27插入固定支座12的销孔，限制第一节臂相对固定支座转动；工作完成后，将第一节臂21与固定支座12连接的销轴27拔出，反转臂架起升卷扬装置，将臂架放下；拔出第一节臂21和第二节臂22的连接销钉23，正转臂架起升卷扬装置，在拉索的拉力作用下，第二节臂收缩进去，收缩到极限位置后停止卷扬工作。
44.移动小车5包括支撑板51、设于支撑板51的滑轮组52和第一导向轮53、及锁紧装置55。滑轮组52由两个滑轮组成，且滑轮组52支撑于承载索4，并与承载索4滑动连接，也就是说，滑轮组52相对于承载索4上下滑动，使移动小车上山或下山；第一导向轮53用于连接回空索67(详见下文)。为了防止移动小车5在工作时脱离承载索4，优选地，在滑轮组52的一侧设置限位板54，限位板54与支撑板51相对设置，限位板54与支撑板51配合用于限制滑轮组52始终沿承载索4滑动。
45.锁紧装置55包括设于支撑板51的电机551、由电机551带动进行伸缩移动的限位轴552。
46.动力装置(未标号)包括设于集材车1底盘上的主卷扬装置61、副卷扬装置62、设于支架3端部的第二导向轮(未标号)、设于臂架2末端的第三导向轮64、牵引索66、回空索67、自由索69、一端连接回空索67另一端连接自由索69的连接块68，其中牵引索66由主卷扬装置61引出且另一端与移动小车5连接，回空索67由副卷扬装置62引出并依次经第二导向轮和第一导向轮53导向，自由索69用于捆绑竹材。
47.优选地，牵引索67经第三导向轮64导向后与移动小车连接；且臂架末端设有回空索张紧装置65，回空索67经副卷扬装置62引出后先经过回空索张紧装置65、然后再依次经过第二导向轮和第一导向轮53，使回空索始终处于张紧状态，保证副卷扬装置62放出回空索和收卷回空索时能够顺利进行。本实施例中，回空索张紧装置65可以为导向孔，也可以为导向轮。
48.本实施例中，回空索67绕过第一导向轮53后与连接块68一端连接，自由索与连接块68的另一端连接。本发明中，连接块68除了连接回空索67和自由索69的作用外，还用于在适当的条件下配合锁紧装置55使用，锁紧装置55用于限制连接块相对移动小车滑动。具体的，连接块68上具有一限位孔681。
49.控制系统包括设于支撑板51用于检测连接块位置的位置传感器81、控制装置83，控制装置83设于集材车1的底盘11。
50.当位置传感器81检测连接块68到达设定位置时，控制装置83控制锁紧装置55将连
接块68锁紧，此时，控制装置81控制电机551带动限位轴552伸出，当限位轴穿过限位孔681时，限位轴5522限制连接块68相对于移动小车滑动，从而实现连接块的锁紧，此时自由索不能下降；当自由索需要下降时，控制装置81控制电机551带动限位轴552缩回，限位轴552与连接块68的约束力取消，此时可通过副卷扬装置工作或拉动自由索，使自由索下降，该过程为解锁装置解锁。
51.在捆绑竹材、卸载竹材过程中，以及移动小车上山或下山的过程中，均需要通过控制装置83根据工作要求控制主卷扬装置61或副卷扬装置62工作。
52.需要说明的是，本发明中，支架3为伸缩支架，底部插入地下预埋孔内，上端用两根钢丝绳9呈一定角度固定，伸缩支架采用手动伸缩，伸缩到预定位置后，用插销将两节杆固定；臂架2也通过钢丝绳9固定于，进一步保证臂架的稳定性。
53.基于上述适于竹林间伐的移动式索道集材设备，本发明还提供一种适于竹林间伐的轮胎拖拽式集材方法，包括如下步骤：
54.步骤s1，从山脚到山顶按一定间距砍伐一条集材道路；
55.具体的，从山脚到山顶按一定间距砍伐一条集材道路，集材道路宽度需大于装载小车的宽度，一般设计为1
‑
2m。集材道路上的植被需全部砍伐，使装载小车可以顺利通过。应用于竹林间伐时，相邻两条集材道路的间距为60
‑
150m，范围可以根据采伐要求和林地形貌适当调整。
56.步骤s2，将所述集材车停放于山下，在山顶固定支架，调整臂架位置，并安装好承载索、移动小车、动力装置；
57.步骤s3，通过所述锁紧装置将所述连接块锁紧，限制连接块相对移动小车滑动；
58.步骤s4，启动所述副卷扬装置，此时所述主卷扬装置被动转动，所述回空索牵引所述移动小车上山；
59.步骤s5，锁紧装置解锁，拖动自由索使其下降到预定位置，将竹材捆绑至自由索一端；
60.步骤s6，启动副卷扬装置，回空索带动连接块上升至移动小车下方，当位置传感器检测到连接块到达预定位置时，副卷扬装置停止工作，控制装置控制锁紧装置工作，限制连接块相对移动小车滑动；
61.步骤s6，启动主卷扬装置，此时所述副卷扬装置被动转动，所述牵引索牵引所述移动小车下山，将竹材运送至集材车。
62.与现有技术相比，本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备及集材方法，有益效果在于：
63.一、本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，通过在集材车和山顶支架间固定承载索，在承载索上滑动连接移动小车，将牵引索和回空索分别与移动小车连接，使牵引索和回空索牵引移动小车下山和上山，且牵引索的一端捆绑竹材，从而将山上竹材收集至集材车。本发明的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，竹材通过空中的移动小车运输至集材车，从而无需对竹林进行道路建设，也减少了对植被和土壤的破坏。
64.二、本发明提供的适于竹林间伐的移动式索道集材设备，实现了竹林间伐的机械化集材，提高了工作效率，降低了人工劳动强度。
65.以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实
施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。