多功能林木采伐机
专利汇可以提供多功能林木采伐机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型 实施例 公开了一种多功能林木采伐机，该采伐机包括：动 力 系统、 驾驶室 总成、 机械臂 系统、液压系统、伐木头组合系统、底盘总成和控制系统；其中，动力系统、驾驶室总成、机械臂系统与液压系统均分布设置在底盘总成上，所述动力系统的动力输出经底盘的传动装置驱动底盘总成上设置的 车轮 ；所述机械臂系统前端设置伐木头组合系统，所述液压系统通过管路连接并驱动所述机械臂系统及其上的伐木头组合系统，所述控制系统设置在驾驶室内并通过管线分别与各作业系统连接。该采伐机集伐木、打枝、造材、截梢、归楞、装车多种功能于一体，具有工作效率高、安全，节省人力，对林木和林地生态损伤小的优点。，下面是多功能林木采伐机专利的具体信息内容。
1、一种多功能林木采伐机，其特征在于，该采伐机包括：动力系统、驾驶室总成、机械臂系统、液压系统、伐木头组合系统、底盘总成和控制系统；其中，动力系统、驾驶室总成、机械臂系统与液压系统均分布设置在底盘总成上，所述动力系统的动力输出经底盘的传动装置驱动底盘总成上设置的车轮；所述机械臂系统前端设置伐木头组合系统，所述液压系统通过管路连接并驱动所述机械臂系统及其上的伐木头组合系统，所述控制系统设置在驾驶室内并通过管线分别与各作业系统连接。
2、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述采伐机还包括：照明装置，设置在驾驶室总成上，照明装置与所述机械臂系统及其上设置的伐木头组合系统相对应。
3、 根据权利要求l所述的釆伐机，其特征在于，所述采伐机还包括：空调系统，设置在驾驶室总成的驾驶室内。
4、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述底盘总成为全液压驱动式底盘总成，包括前、后桥两部分，两部分为中间铰接式连接的液压控制折腰转向结构。
5、 根据权利要求4所述的采伐机，其特征在于，所述前、后桥部分分别由一个前液压马达和一个后液压马达驱动，或由一个液压马达通过液力变矩箱和齿轮减速箱将动力传递、分配后进行驱动。
6、 根据权利要求5所述的采伐机，其特征在于，所述驱动前桥部分的前液压马达与所述动力系统经分动器连接变量泵后，变量泵液压油的一路输出连接；所述驱动前桥部分的后液压马达与变量泵液压油的另一路输出连接。
7、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述机械臂系统包括：液压旋转支撑底座、大臂、小臂、伸缩臂，其中，所述液压旋转支撑底座设置在所述底盘总成上，所述液压旋转支撑底座一端与所述大臂连接，所述小臂连接在所述大臂另一端，小臂前端设置伸缩臂；液压旋转支撑底座、大 臂、小臂、伸缩臂上均设有用于控制机械臂运动的液压控制装置。
8、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述液压旋转支撑底座 包括：回转油缸、齿条、立柱和齿轮，其中，所述回转油缸与齿条连接，齿 条与设置在立柱上的齿轮啮合，所述立柱的一端为连接所述大臂的连接端。
9、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述伐木头组合装置包括：液压摆动马达、悬挂支架、悬挂油缸、伐木头控制系统和刀具总成；其 中，所述液压摆动马达通过悬挂支架、悬挂油缸与所述伐木头控制系统连 接，所述刀具总成设置在伐木头控制系统的控制轴上，刀具总成内设置的多 个传感器通过电缆与伐木头控制系统电连接；伐木头控制系统分别通过液压 管路和电缆与所述液压系统、驾驶室内的所述控制系统连接。
10、 根据权利要求l所述的采伐机，其特征在于，所述刀具总成包括： 主打枝刀具、主抓具、驱动辊、驱动辊马达、链锯组合和链锯护罩；其中，主打枝刀具、主抓具、驱动辊和链锯组合依次分布设置在伐木头控制系 统的相应控制轴上，链锯组合外面设有链锯护罩；驱动辊马达与驱动辊对应 设置，与驱动辊连接。
多功能林木采伐机
技术领域
背景技术
而现有的林地机械，大多功能较单一，只能完成单项的林地作业，如伐 木机、搬运机等，无法由一种设备方便的提供多种功能，这样在林地作业 中，林地工人要使用多种机械设备，不但工作效率不高，而且过多的设备给 运输也带来了不便，也或多或少对林地生态造成损伤、破坏，因此，提供一 种多功能的林地作业机械，可以集中完成多种林地作业，使林地工人进行安
的主要趋势。
实用新型内容本实用新型实施方式提供了一种多功能林木采伐机，集伐木、打枝、造 材、截梢、归楞、装车等多种林地作业功能于一体，可以在林地进行高效、 快速的林木采伐作业。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型实施方式提供一种多功能林木采伐机，该采伐机包括：动力 系统、驾驶室总成、机械臂系统、液压系统、伐木头组合系统、底盘总成和 控制系统；其中，动力系统、驾驶室总成、机械臂系统与液压系统均分布设 置在底盘总成上，所述动力系统的动力输出经底盘的传动装置驱动底盘总成 上设置的车轮；所述^L械臂系统前端设置伐木头组合系统，所述液压系统通 过管路连接并驱动所述机械臂系统及其上的伐木头组合系统，所述控制系统 设置在驾驶室内并通过管线分别与各作业系统连接。
所述采伐机还包括：照明装置，设置在驾驶室总成上，照明装置与所述 机械臂系统及其上设置的伐木头组合系统相对应。
所述采伐机还包括：空调系统，设置在驾驶室总成的驾驶室内。
所述底盘总成为全液压驱动式底盘总成，包括前、后桥两部分，两部分 为中间铰接式连接的液压控制折腰转向结构。
所述前、后桥部分分别由一个前液压马达和一个后液压马达驱动，或由 一个液压马达通过液力变矩箱和齿轮减速箱将动力传递、分配后进行驱动。
所述驱动前桥部分的前液压马达与所述动力系统经分动器连接变量泵 后，变量泵液压油的一路输出连接；所述驱动前桥部分的后液压马达与变量 泵液压油的另 一路输出连接。
所述机械臂系统包括：液压旋转支撑底座、大臂、小臂、伸缩臂，其 中，所述液压旋转支撑底座设置在所述底盘总成上，所述液压旋转支撑底座 一端与所述大臂连接，所述小臂连接在所述大臂另一端，小臂前端设置伸缩 臂；液压旋转支撑底座、大臂、小臂、伸缩臂上均设有用于控制机械臂运动 的液压控制装置。所述液压旋转支撑底座包括：回转油缸、齿条、立柱和齿轮，其中，所 述回转油缸与齿条连接，齿条与设置在立柱上的齿轮啮合，所述立柱的一端 为连接所述大臂的连接端。
所述伐木头组合装置包括：
液压摆动马达、悬挂支架、悬挂油缸、伐木头控制系统和刀具总成；其 中，所述液压摆动马达通过悬挂支架、悬挂油缸与所述伐木头控制系统连 接，所述刀具总成设置在伐木头控制系统的控制轴上，刀具总成内设置的多 个传感器通过电缆与伐木头控制系统电连接；伐木头控制系统分别通过液压 管路和电缆与所述液压系统、驾驶室内的所述控制系统连接。
所述刀具总成包括：
主打枝刀具、主抓具、驱动辊、驱动辊马达、链锯组合和链锯护罩；其 中，主打枝刀具、主抓具、驱动辊和链锯组合依次分布设置在伐木头控制系 统的相应控制轴上，链锯组合外面设有链锯护罩；驱动辊马达与驱动辊对应 设置，与驱动辊连接。
由上述本实用新型实施方式提供的技术方案可以看出，本实用新型实施 方式通过在设置的由液压驱动的机械臂系统与其上伐木头组合系统相配合， 及利用液压控制与自动控制的配合方式，使该采伐机实现了集伐木、打枝、 造材、截梢、归楞、装车多种功能于一体，并且由动力系统通过传动装置驱 动底盘总成上设置的车轮，使采伐机具有通过性好，地表破坏力小，对森林 植被影响小，有效地保护了林地生物的多样性。该采伐机单机作业对伐区地 形适应能力强，非常适合人工林高效、快速、高密度釆伐作业的要求。并且 其生产效率高，单人操作，节省人力，大大提高了木材利用率，可以为工人 提供安全，舒适的工作环境，对林木和林地损伤小，符合目前我国人工林区 的发展现状和前景。
附图说明
6图l为本实用新型实施例的采伐机的整体总装示意图；
图2为本实用新型实施例的采伐机的机械臂结构示意图；
图3为本实用新型实施例的采伐机的机械臂俯视示意图；
图4为本实用新型实施例的采伐机的伐木头组合系统结构示意图；
图5为本实用新型实施例的采伐机的伐木头组合系统结构侧视图；
图l中：l.动力系统；2.驾驶室总成；3.空调系统；4.整车控制系统；5.
作业照明系统；6.液压冷却系统；7.机械臂系统；8.伐木头组合系统；9.全
液压驱动底盘系统；10.液压与泵组系统；
图2中：21.小臂；22.伸缩臂；23.大臂；24.液压旋转支撑底座；
图4、图5中：31.液压摆动马达；32.悬挂支架；33.阀木头控制系统；
34.主抓具；35.驱动辊；36.链锯护罩；37.主打枝刀具；38.悬挂油缸；
39.驱动辊马达;310.运输挂件；311.链锯组合。
具体实施方式
使用该采伐机可以完成多种林地采伐作业，具有对林地生态破坏小，使 采伐工作安全、效率高的优点。
为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的采伐机作进一步阐述。
实施例一
本实用新型实施例提供一种集伐木、打枝、造材、截梢、归楞、装车多
种功能于一体的林木釆伐机械，如图l所示，该采伐机具体包括：
动力系统、驾驶室总成、机械臂系统、液压系统、伐木头组合系统、底 盘总成和控制系统；其中，动力系统、驾驶室总成、机械臂系统与液压系统 均分布设置在底盘总成上，所述动力系统的动力输出经底盘的传动装置驱动 底盘总成上的车轮；所述机械臂系统前端设置伐木头组合系统，所述液压系 统通过管路与所述机械臂系统及其上的伐木头组合系统连接，驱动机械臂系 统及其上的伐木头组合系统工作，所述控制系统设置在驾驶室内并通过管线 分别与各作业系统连接。
上述采伐机还可以包括：照明装置和空调系统，所述的照明装置设置在 驾驶室总成上，照明装置与所述机械臂系统及其上设置的伐木头组合系统相 对应，在光线较暗的条件下，为作业提供相应的灯光照明；所述的空调系统 设置在驾驶室总成的驾驶室内，为操作人员提供舒适的工作环境。
上述采伐机中，所述底盘总成为全液压驱动式底盘总成，包括前、后桥 两部分，两部分为中间铰接式连接的液压控制折腰转向结构，所述的前、后 桥部分分别由一个前液压马达和一个后液压马达驱动，或由一个液压马达通 过液力变矩箱和齿轮减速箱将动力传递、分配后进行驱动。若为两个驱动马 达时，所述的前液压马达与所述动力系统经分动器连接变量泵后，变量泵液 压油的一路输出连接；所述的后液压马达变量泵液压油的另一路输出连接。
上述采伐机中，所述的机械臂系统包括：液压旋转支撑底座、大臂、小 臂、伸缩臂，其中，所述液压旋转支撑底座设置在所述底盘总成上，所述液 压旋转支撑底座的一端与所述的大臂连接，所述的小臂与大臂的另一端连 接，伸缩臂设置在小臂的前端；液压旋转支撑底座、大臂、小臂、伸缩臂上 均设有用于控制机械臂运动的液压控制装置；其中，所述的液压旋转支撑底
8座包括：回转油缸、齿条、立柱和齿轮，其中，所述回转油缸与齿条连接， 齿条与设置在立柱上的齿轮啮合，所述立柱的一端为连接所述大臂的连接
端o
所述的伐木头组合装置包括：液压摆动马达、悬挂支架、悬挂油缸、伐 木头控制系统和刀具总成；其中，所述液压摆动马达通过悬挂支架和悬挂油 缸与所述伐木头控制系统连接，所述刀具总成设置在伐木头控制系统的动力 输出端上，刀具总成内设置的多个传感器通过电缆与伐木头控制系统连接； 伐木头控制系统分别通过液压管路和电缆与所述伐木机的液压系统、驾驶室 内的所述控制系统连接；其中，所述的刀具总成包括：主打枝刀具、主抓 具、驱动辊、驱动辊马达、链锯组合和链锯护罩；其中，主打枝刀具、主抓 具、相对设置的两个驱动辊和链锯组合依次分布设置在伐木头控制系统的相 应动力输出端上；驱动辊马达设置在两个驱动辊后面并与它们连接，驱动相 对设置的两个驱动辊工作。
实际中，所述的多功能林木采伐机如图l所示，由动力系统l、驾驶室总 成2、空调系统3、控制系统4、作业照明系统5、液压冷却系统6、机械臂系统 7、伐木头组合系统8、全液压驱动底盘总成9、液压泵组系统10组成；其中， 动力系统l、驾驶室总成2与全液压驱动底盘总成9后部连接，作业照明系统5 和空调系统3与驾驶室总成2连接，机械臂系统7和液压冷却系统6与全液压驱 动底盘总成9前部连接，伐木头组合系统8与机械臂系统7前端连接，控制系统 4布置在驾驶室通过管线与各作业系统连接，液压泵组系统10布置在底盘后部 通过液压管路与各作业系统连接。
其中全液压驱动底盘总成9、液压驱动的机械臂系统7、伐木头组合系统8 和控制系统4作为该釆伐机的四个主要组成部分，完成该采伐机的主要功能。
上述采伐才几中，全液压驱动底盘总成分为前桥部分和后桥部分，两个部 分采用中间铰接式连接，液压控制折腰转向，前后桥各采用一个液压马达驱 动（也可以采用一个液压马达驱动，通过液力变矩箱和齿轮减速箱将动力传递、分配给前、后桥），即整个底盘采用全液压驱动方式，由传动系、转向
系、制动系和行驶系组成。具体动力传递方式为：作为动力系统的发动机连 接分动器，分动器连接变量泵，变量泵液压油分两路传递， 一路连接前驱动 马达，另一路连接后驱动马达。这种采用液压驱动方式改变了传统工程机械 的底盘布局，对于在路况和地表地势复杂的林区道路网、伐区行驶有很大的 优势。其中，转向系采用工程机械常用的双液压缸铰接转向系统，具有技术 成熟、性能可靠、转弯半径小等特点。制动系采用液压制动，在每个车轮上 都安装了湿式全盘制动装置，作业时可实现整车静止和作业要求的制动转 换，同时还安装有手动的驻车制动器。底盘总成中的各部件具体技术参数见 附表l。
采伐作业主要由两部分运动组成：由机械臂系统把伐木头送到指定的位 置伐树，和把伐倒的树木拖回来放到指定的地方造材，第一个运动较难控 制，而第二个运动只要设计出合理机械臂系统结构就能实现简单的控制。
为保证运动的可控性、精确性及节省能源性，可根据实际应用林地的需 要，设计出机械臂系统合理的尺寸，并为保证完成釆伐作业的运动的需要和 上述提到的难点，实际的采伐机的机械臂系统7结构如图2、图3所示，具体由 液压旋转支撑底座24、大臂23、小臂21、伸缩臂22组成，由液压系统提供动 力、控制机械臂系统的运动，其原理为：回转油缸推动齿条带动立柱上的齿 轮，从而带动整个机械臂系统的旋转，达到机械臂系统左右采伐的目的。主 油缸的伸缩带动机械臂系统的上下运动，副油缸的伸缩带动机械臂系统的前 后运动，在不同的采伐要求下再辅以伸缩油缸及后推油缸的作用，达到控制 及运输的要求。这种结构的机械臂系统类似机械手臂一样，非常灵活，可以 做出多种屈伸、左、右旋转的动作。它很好的解决了上面提到的林地采伐作 业中的难点，既能把伐木头送到指定的地方伐树，又能通过简单控制的把伐 倒的树木拖到指定的地点造材。在上述的采伐机中，伐木头组合系统8是整个采伐机的执行工作装置，如 图4、图5所示，它由液压摆动马达31、悬挂支架32、悬挂油缸38、伐木头控 制系统33和刀具总成构成，其中，刀具总成由主抓具34、驱动辊35、主打枝 刀具37、驱动辊马达39、链锯组合311、链锯护罩36和运输挂件310等组成。 伐木头组合系统8通过液压管路与构成液压系统的液压泵组系统、多路阀组、 马达、液压缸连接，通过电缆与驾驶室内控制装置连接，采用CAN-BUS总线、 先导控制方式由驾驶员操纵控制手柄发出作业指令，作业时，伐木头控制系 统33内的多个传感器将作业数据实时传递给控制室内的工控机，在液晶显示 器内显示出来，供驾驶员监控和参考。在程序控制下，伐木头组合系统能够 完成伐木、倒木、打枝、造材等功能，在全程机械化作业下完成大部伐木作 业工序。其基本工序是：有机械臂带动伐木头到目标树地上最底部，主抓具 和驱动辊抱住原木，链锯组合的链锯工作锯断原木，在机械臂将原木放倒带 到指定位置时，主抓具松开，由驱动辊带动原木在伐木头组合系统内运动， 待原木运动的规定的距离，则停止运动，链锯截断原木进行造材，原木运动 同时，主打枝刀具打掉枝梢，直至最终完成造材归堆作业。
综上所述，本实用新型实施例中的多功能林木采伐机是实现了林业采伐 作业自动化、机械化、集约化的高性能林业工程机械，采用该采伐机可以通 过单机作业完成林木采伐的大部分工序，如伐木、打枝、造材、截梢、归 楞、装车等，作业中只需一名操作手通过先进的自动化控制系统控制工作装 置进行作业，节约了人力，减轻了劳动强度，提高了人员作业安全系数，经 测算，单机作业的效率是人工作业的200多倍，有效地降低了釆伐作业的成 本。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技 术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
ii
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