FI117370B

FI117370B - Method for controlling the position of the harvester head

Info

Publication number: FI117370B
Application number: FI20031211A
Authority: FI
Inventors: Arto Alfthan
Original assignee: John Deere Forestry Oy
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2006-09-29
Also published as: WO2005020669A1; SE0500835L; FI20031211A; FI20031211A0; SE530133C2

Description

117370117370

MENETELMÄ HARVESTERI PÄÄN ASENNON OHJAAMISEKSIMETHOD FOR CONTROL OF THE HARVESTER HEAD POSITION

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä karsintalaitteiston asennon ohjaamiseksi.The invention also relates to a method for controlling the position of the pruning apparatus according to the preamble of claim 1.

55

Puunkorjuun suorittamista varten tunnetaan maastossa liikkuvia metsäkoneita, kuten harvestereita, joiden nosturin päähän on sovitettuna katkaisu- ja karsintalaitteisto, nk. harvesteripää, joka on tarkoitettu pystyssä kasvavan puunrungon katkaisemiseksi, kaatamiseksi, karsi-10 miseksi ja sahaamiseksi halutun mittaisiksi osiksi. Harvesteripäässä on tarvittavat syöttö- ja sahausvälineet puunrunkojen käsittelyä varten. Sahatut puunrungot kerätään toisella tunnetulla maastossa liikkuvalla työkoneella, jolloin kyseessä on kuormainkouralla varustettu kuorma-kone, ja rungot kuljetetaan sen kuormatilassa. Tunnetaan myös metsä-15 koneita, joissa on yhdistetty harvesterin ja kuormakoneen toiminnot. Tällöin myös harvesteripää on tavallisesti konstruoitu siten, että se soveltuu lastaukseen ja purkamiseen.For harvesting purposes, forest machines are known to move in the field, such as harvesters, with a crane head fitted with a cutting and pruning device, known as a harvester head, for cutting, felling, pruning and sawing a desired length of a tree trunk. The harvester head has the necessary feeding and sawing equipment for handling the tree trunks. Sawn timber trunks are collected by another known off-road machine, in the case of a truck with a grapple, and transported in its cargo area. Also known are forest-15 machines which combine harvester and loader functions. In this case, the harvester head is also usually constructed to be suitable for loading and unloading.

Tunnetun tekniikan mukaisesti harvesteripäässä vaikuttavia moment-20 teja on tarkasteltu mm. hakemuksessa Fl 740747, jossa tukirakenne ja jousijärjestely pyrkivät rajaamaan harvesteripään kallistumista ja estä-mään heilumista. Samoin WO-julkaisussa WO 98/44779 on tarkasteltu koko harvesteripään nivelen sijoittumista suhteessa käsiteltävään .·.: puunrunkoon. Momenttivoimia, jotka vaikuttavat syöttöpyöriin, on tar- m\9m\ 25 kasteltu lisäksi WO-julkaisussa WO 92/14353.According to the prior art, torque-20 paths acting at the harvester head have been considered e.g. in Fl 740747, where the support structure and spring arrangement tend to limit the tilting of the harvester head and prevent swinging. Similarly, WO 98/44779 discusses the positioning of the entire harvester head joint relative to the tree to be treated. The torque forces acting on the feed wheels are furthermore irrigated in WO 92/14353.

• * «• * «

Kun katkaistua, vaakasuuntaista puunrunkoa pideliään harvesteri-päässä ja sitä syötetään eteenpäin karsinnan suorittamiseksi, niin tällöin esiintyy ilmiö, jossa harvesteripään etupää pyrkii nousemaan suh-: V 30 teessä puunrunkoon. Tällöin siis puunrungon ja harvesteripään ylä- pään (vastakkainen alapään ja siellä sijaitsevan sahalaitteiston kanssa) .v. ero kasvaa, koska mm. karsintaelimet, jotka pitelevät puunrunkoa ja • · · samalla karsivat sitä, pyrkivät voimien vaikutuksesta aukeamaan. Au-**:*’ keamisen takia puunrunkoa ei pidellä enää tiiviisti harvesteripään run- v - 35 gon alapintaa vasten, joten momenttivoimien takia harvesteripään etu- pää pyrkii nousemaan. Yläpäässä sijaitsee joissakin harvesteripää-malleissa myös ns. yläterä. Tähän asti ratkaisuna on ollut käyttää riittä 117370 2 vän suurta karsintaelimien puristusvoimaa, mutta seurauksena on ollut että syöttövoimiakin on kasvatettava. Puunrungon ja karsintaelimien tai rungon väliset suuret pintapaineet ovat myös aiheuttaneet puunkuoren tarpeetonta irtoamista.When the truncated horizontal tree trunk was held at the harvester head and fed forward to perform pruning, a phenomenon occurs where the front end of the harvester head tends to rise relative to the tree trunk. Thus, the upper end of the tree trunk and the harvester head (opposite to the lower end and the saw equipment there) .v. the difference increases because mm. the pruning members, which hold the tree trunk and • · · at the same time prune it, tend to open by force. Due to the Au - **: * 'chamfering, the tree trunk is no longer held tight against the underside of the harvester head - 35 gon, so torque forces tend to raise the front of the harvester head. At the top, some harvester head models also have so-called harvester heads. The upper blade. Until now, the solution has been to use a sufficient amount of 117370 2-prong crushing force, but the result has been that the feed force must be increased. High surface pressures between the tree trunk and the pruning members or the trunk have also caused unnecessary peeling of the bark.

55

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainittuja ongelmia ja esittää ratkaisu, jolloin harvesteripään kohoamista aiheuttavien momentti-voimien vaikutus voidaan kompensoida. Vaikutus kumotaan erityisesti aiheuttamalla harvesteripään rungon ja ns. tilttivarren väliseen niveleen 10 momentti, joka eräässä edullisessa suoritusmuodossa aikaansaadaan niillä samoilla toimilaitteilla, joilla koko rungon asennosta (ts. kelluva vaaka-asento ja ohjattu siirtäminen pystyasentoon) huolehditaan.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned problems and to provide a solution whereby the effect of the torque forces causing the harvester head to rise can be compensated. In particular, the effect is reversed by causing the harvester head body and so-called. the torque joint 10 torque, which in a preferred embodiment is provided by the same actuators for providing the entire frame position (i.e., floating horizontal position and guided displacement to the vertical position).

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esi-15 tetty patenttivaatimuksessa 1.The process according to the invention is characterized in what is set forth in claim 1.

Keksintöä sovelletaan esimerkiksi WO-julkaisujen WO 00/15026 tai WO 00/15025 mukaisissa harvesteripäissä, joissa karsintaa suorittavat elimet on yhdistetty puunrunkoa kannatteleviin elimiin. Harvesteripää 20 käsittää lisäksi liikuteltavan yläterän, joka asettuu puunrunkoa vasten. Puunrungon paksuus mitataan karsintaa suorittavien elimien asennon perusteella, joten riittävän suurella puristusvoimalla huolehditaan siitä, että ne puristavat puunrungon runkoa vasten. Mainitut WO-julkaisut 9 9 ...: liittyvät puolestaan siihen, että puunrungon asemaa tai puristuksen ai- j 25 heuttamaa voimaa tarkkaillaan, jonka perusteella korjataan puristus- / voimaa. WO-julkaisuissa esitettyjä järjestelmiä esimerkiksi voiman tai :#β·: asennon määrittämiseksi voidaan hyödyntää myös tässä keksinnössä.The invention is applied, for example, to harvester heads according to WO 00/15026 or WO 00/15025, in which the pruning members are connected to members supporting the tree trunk. The harvester head 20 further comprises a movable upper blade that rests against the tree trunk. The thickness of the tree trunk is measured by the position of the pruning members, so that a sufficiently high clamping force ensures that they press against the tree trunk. The said WO publications 9 9 ...:, in turn, relate to the monitoring of the position of the tree trunk or the force exerted by the compression and on the basis of which the compression / force is corrected. The systems disclosed in WO publications, for example, for determining force or: # β ·: position can also be utilized in the present invention.

Esimerkki rajakytkimien käytöstä on esitetty myös julkaisussa EP 0346308 B1.An example of the use of limit switches is also disclosed in EP 0346308 B1.

j’\: 30j '\: 30

Keksinnön avulla saavutetaan useita merkittäviä etuja. Puunrungon ja #v. harvesteripään väliset kitkat pienenevät, joten syöttövoimia voidaan pienentää tai suurempi syöttövoimareservi saadaan käyttöön. Harves-**:·’ teripään rungon kuormitukset pienenevät pienempien puristusvoimien 35 ansiosta. Järjestelmä voidaan liittää vanhoihinkin harvesteripäihin. Uu-sissa harvesteripäissä voidaan tilttivarren tai -rungon kiertoakseli nostaa ylemmäksi, jolloin saavutetaan suuremmat kiertokulmat ja etuja 117370 3 rungon suunnittelussa. Keksinnön toteuttamisessa voidaan soveltaa tilttivarren ohjauksessa käytettyjä toimilaitteita. Tunnettuja toimilaitteita ovat mm. hakemuksen FI-20000336 mukainen sylinteri, joka on nähtävillä myös julkaisussa WO-02/21906-A1 ja US-4800936-A, tai julkaisun 5 WO-01/45491-A1 mukainen niveltoimilaite.The invention provides several significant advantages. Tree trunk and #v. the friction between the harvester head decreases so that the feed forces can be reduced or a higher feed reserve can be provided. Harves - **: · 'The blade head body loads are reduced due to lower clamping forces 35. The system can also be connected to old harvester heads. In new harvester heads, the tilt axis of the tilt arm or frame can be raised higher, resulting in greater rotation angles and benefits in designing the 117370 3 frame. The actuators used in tilt arm control can be used in the practice of the invention. Known actuators are e.g. a cylinder according to FI-20000336, which is also disclosed in WO-02/21906-A1 and US-4800936-A, or a joint-actuator according to WO-01/45491-A1.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla samalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 10 kuva 1 esittää erään suoritusmuodon mukaista harvesteripäätä, jossa keksintöä sovelletaan, kuva 2 esittää kuvan 1 harvesteripäässä vaikuttavia voimia, sovelletaan, 15 kuva 3 esittää kuvan 1 harvesteripäässä vaikuttavia kompensoivia voimia, ja kuva 4 esittää toimilaitetta, jonka avulla keksintöä sovelletaan.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 illustrates a harvester head according to an embodiment in which the invention is applied, Figure 2 shows the forces acting on the harvester end of Figure 1; an actuator for applying the invention.

2020

Kuvassa 1 on eräs tunnetun tekniikan mukainen harvesteripää, jossa ····: keksintöä sovelletaan. Harvesteripää H käsittää rungon 1, johon muut elimet ja toimilaitteet on kiinnitetty. Runko 1 keinuu eri asentoihin nive-: Ien 3 avulla, jonka välityksellä se on kytketty tilttivarteen 2. Työskente li 25 lyn aikana tilttivarsi 2 säilyy olennaisesti kuvan mukaisessa pystyasen- / nossa, mutta runko 1 liikkuu katkoviivalla esitetystä pystystä kaato- • « ·Figure 1 shows a harvester head according to the prior art in which the ····: invention is applied. The harvester head H comprises a body 1 to which other members and actuators are attached. The body 1 swings into various positions by means of the pivots 3 through which it is connected to the tilt arm 2. During operation, the tilt arm 2 remains substantially in the vertical position / position shown, but the body 1 moves from the vertical as shown by the dotted line.

: ·* asennosta kuvan mukaiseen vaaka-asentoon karsintaa varten. Pää H: · * From landscape to landscape as shown for pruning. Head H

• · 9 tyypillisesti kelluu vapaana kuvan 1 asennossa, kun se on ripustettuna kiinnityselimien 5 avulla metsäkoneen nosturin päähän, jossa se pää-; V 30 see riippumaan vapaana, mihin käytetään myös sinänsä tunnettuja pyöritintä ja ristiniveltä. Nivelen 3 kautta kulkee vaakasuora akse-lisuora, jonka ympäri runko 1 kiertyy. Akselisuora on kuvatasoon näh-den kohtisuorassa. Pää H käsittää lisäksi sinänsä tunnetut yläkarsin-taterät 8 ja 9, jotka kannatelevat puunrunkoa, sekä alakarsintaterät 10 ν’: 35 ja 12. Karsintaterät käsittävät myös sinänsä tunnetut nivelet ja toimilait- teet, jotka asettavat terät haluttuun asentoon. Päässä H on myös sinänsä tunnettu, karsiva yläterä 11, joka painautuu puunrungon yläpin- 117370 4 taa vasten. Karsivat terät kiertyvät sellaisten vaaka-akselin ympäri, jotka kuvassa 1 ovat vaakasuuntaisia ja piirustustason suuntaisia. Sa-halaatikkoon 14 on sijoittuneena katkaisuvälineet 15, ts. saha, joka katkoo puunrungon sinänsä tunnetulla tavalla. Puunrunko painautuu 5 rungon 1 alapintaa vasten, jossa on tavallisesti yksi tai useampia rinta-rullia 13 tai liukupintoja. Puunrunkoa syötetään eteenpäin, kuvassa 1 oikealle, syöttövälineiden 6, ts. syöttöpyörän avulla. Syöttöpyöriä on yksi puunrungon molemmilla puolilla, ja syöttöpyörän asennosta huolehtii nivel 7 ja sen toimilaitteet sinänsä tunnetulla tavalla.9 typically floats free in the position of Figure 1 when suspended by means of fastening means 5 on the crane head where it is main; V 30 see hanging free, which also uses a rotator and cross joint known per se. A horizontal axial line passes through the joint 3, around which the body 1 rotates. The axis is perpendicular to the image plane. The head H further comprises perennially known upper pruning blades 8 and 9 which support the tree trunk, and lower pruning blades 10 ν ': 35 and 12. The pruning blades also comprise articulated joints and actuators for positioning the blades in the desired position. At the end H there is also a known pruning top blade 11, which is pressed against the top surface of the wood frame 117370 4. The pruning blades rotate about a horizontal axis which in Figure 1 is horizontal and parallel to the drawing plane. The saw blade 14 is provided with cutting means 15, i.e. a saw that cuts the tree trunk in a manner known per se. The wood frame presses against the lower surface of the frame 1, which usually has one or more chest rolls 13 or sliding surfaces. The wood frame is fed forward, to the right in Figure 1, by means of the feed means 6, i.e. the feed wheel. The feed wheels are one on each side of the tree trunk and the position of the feed wheel is taken care of by the joint 7 and its actuators in a manner known per se.

1010

Rungon 1 ja tilttivarren 2 välille on kytketty toimilaite 4, tavallisesti hyd-raulisylinteri, jonka avulla runko 1 voidaan vetää, tai työntää, kuvan 1 katkoviivan mukaiseen asentoon. Sylinterillä voidaan myös aktiivisesti työntää, tai vetää, runko 1 kuvan 1 mukaiseen asentoon, tai avustaa 15 sen siirtymistä painovoiman vaikutuksesta haluttuun asentoon, jolloin runko 1 kiertyy nivelen 3 ympäri. Kuvassa 4 on esitetty eräs sylinteri 16, joka on kytketty kampijärjestelyn 19 välityksellä nivelen 3 (kuva 1) akselille 17. Kampi 19 ja nivel 18 ovat irrotettavasi! mutta jäykästi kiinni tilttivarressa 2, joten ne kääntyvät yhdessä. Eräässä toisessa suori-20 tusmuodossa sylinteri 16 on kytketty suoraan tilttivarteen 2 (kohtaa 18 vastaavaan kohtaan). Kuvan 4 esimerkissä momenttivoima aikaansaa-daan voimalla F, joka vaikuttaa suunnilleen momenttivarren D välityk-sellä (akselisuoran 3, ts. linjan 17 ja voiman F kohtisuora etäisyys).An actuator 4 is connected between the frame 1 and the bridge arm 2, usually a hydraulic cylinder, by means of which the frame 1 can be pulled, or pushed, in the position shown in the dashed line of Figure 1. The cylinder can also be actively pushed, or pulled, the body 1 to the position shown in Figure 1, or assist 15 in its displacement by gravity to the desired position, whereby the body 1 rotates about the joint 3. Figure 4 shows a cylinder 16 coupled via a crank arrangement 19 to the shaft 17 of the joint 3 (Figure 1). The crank 19 and the joint 18 are removable! but rigidly attached to the tilt arm 2 so they turn together. In another embodiment 20, the cylinder 16 is connected directly to the bridge arm 2 (at the position corresponding to step 18). In the example of Fig. 4, the torque force is provided by a force F acting approximately through the torque arm D (perpendicular distance between the axis 3, i.e. the line 17 and the force F).

• · e% . Voimalla F aikaansaatu momentti (kuvan 3 momentti M2) kompensoi *· 25 voiman F8 aiheuttaman momenttivoiman vaikutuksen. Momentti M1 m[ #* saadaan aikaan vastaavansuuruisella voimalla, joka on vastakkais- : V suuntainen. Tilttivartta 2 kääntävä ja momentin aiheuttava toimilaite voi myös olla erillinen, mutta sopivimmin toiminnot on integroitu samaan toimilaitteeseen ja ohjauspiiriin.• · e%. The torque generated by the force F (M2 in Fig. 3) compensates for * · 25 the effect of the torque applied by the force F8. The moment M1 m [# * is obtained by a corresponding force in the opposite direction: V. The actuator for turning the tilt arm 2 and generating the torque may also be separate, but preferably the functions are integrated in the same actuator and control circuit.

·· · Λ A·· · Λ A

: ·: 30 • ·: ·: 30 • ·

Kuvassa 2 on havainnollistettu päässä H esiintyviä voimia. Voima F8 *« · e.\e on voima, joka aiheutuu silloin, kun syöttöpyörillä 6 syötetään puunrun- Y// koa eteenpäin. Vastaavasti, voima F2 on se voima, jolla päätä H on • · ’·;·* tuettava, mikäli sitä halutaan pitää paikoillaan syötön aikana ja syöttöni’: 35 voiman F8 seurauksena. Voima F4 on puolestaan se voima, joka ai- heutuu puunrungon puristamisesta elimien 8 ja 9 avulla runkoa 1 vasten. Voiman F4 on oltava riittävä kannattelemaan puunrungon massaa, 117370 5 ja syötön aikana se on ollut sitäkin suurempi, jotta elimien 8 ja 9 aukeaminen olisi estetty, koska puunrunkoa syötettäessä pään H yläpää (kuvassa 1 vasen puoli) pyrkii nousemaan, ts. puunrungon ja rungon 1 etäisyys pyrkii kasvamaan, jolloin ne irtoavat toisistaan. Syöttötoiminto 5 aiheuttaa pään H alapäässä lisäksi voiman F6, joka pyrkii painamaan puunrungon runkoa 1 vasten, joten terältä 10 vaadittava voima pienenee, mutta vastaavasti puunrungon ja rungon 1 väliset kitkavoimat kasvavat. Terien 8 ja 9 avautuminen on tunnetun tekniikan mukaisesti kompensoitu pelkästään pitämällä puristusvoima F4 kyllin suurena, 10 mikä on johtanut suurempiin kitkoihin puunrungon, terien 8, 9 ja rungon 1 kesken. Mikäli terän 8 tai 9 asennon avulla on määritelty puunrungon paksuus, niin syntyy virhettä, kun puunrunko ei olekaan referens-siasemassaan, jossa sen yläpinta on runkoa 1 vasten.Figure 2 illustrates the forces at H. The force F8 * «· e. \ E is the force exerted when the pulley Y // is fed forward with the feed wheels 6. Correspondingly, the force F2 is the force at which the head H must be supported · · · · · · * if it is to be held in place during the feeding and during the feeding ”: 35 as a result of the force F8. The force F4, in turn, is the force exerted by pressing the tree trunk by means of means 8 and 9 against the frame 1. The force F4 must be sufficient to support the mass of the tree trunk, 117370 5 and even greater during feeding to prevent the opening of the members 8 and 9 as the upper end of the head H (left side in Fig. 1) tends to rise, i.e. the tree trunk and the distance tends to increase so they separate. In addition, at the lower end of the head H, the feed function 5 causes a force F6 which tends to press against the wood frame 1, so that the force required from the blade 10 is reduced but the frictional forces between the wood frame and the frame 1 increase. The opening of the blades 8 and 9 is compensated according to the prior art simply by keeping the compression force F4 high enough, which has resulted in greater friction between the wood frame, the blades 8, 9 and the frame 1. If the thickness of the tree trunk is determined by the position of the blade 8 or 9, then an error occurs when the tree trunk is not in its reference position with its upper surface facing the trunk 1.

15 Voimat F1, F3, F5 ja F7 vastaavat voimia F2, F4, F6 ja F8, mutta ne esiintyvät puolestaan puunrunkoa peruutettaessa, ts. viemällä sitä tarvittaessa jonkin matkaa taaksepäin, kuvassa 1 vasemmalle. Tällöin pään H alapää ja puunrunko pyrkivät eroamaan toisistaan, mikä aiheuttaa terien 10 ja 12 aukeamisen, joten teriä on myös puristettava 20 riittävällä voimalla F5.15 The forces F1, F3, F5 and F7 correspond to the forces F2, F4, F6 and F8, but in turn occur when the tree trunk is reversed, ie by moving it backwards, if necessary, in Figure 1 to the left. In this case, the lower end of the head H and the tree trunk tend to separate, which causes the blades 10 and 12 to open, so that the blades also need to be pressed 20 with sufficient force F5.

Kuvassa 3 on puolestaan esitetty keksinnön mukaisessa ratkaisussa • * vaikuttavat voimat, jolloin voima F8 vastaa kuvan 2 vastaavaa voimaa ! ! F8, samoin voima F2 vastaa kuvan 2 vastaavaa voimaa F2, kuten I · * ** 25 myös peruutustilanteessa voimat F1 kuvissa 2 ja 3 sekä voimat F7 ku- [ / vissa 2 ja 3. Momenttivoima M2 on puolestaan voimakomponentti, : V jonka avulla tilttivarren 2 ja rungon 1 välille aikaansaadaan kääntäväFigure 3, in turn, shows the forces applied in the solution according to the invention, whereby the force F8 corresponds to that of Figure 2! ! F8, likewise the force F2 corresponds to the corresponding force F2 in Fig. 2, as I · * ** 25 also in reversing the forces F1 in Figures 2 and 3 and the forces F7 in Figures 2 and 3. The torque force M2 is a component of force, V A pivot is provided between the 2 and the body 1

VIIVII

voima, joka kompensoi syöttövoimien F8 aiheuttaman momentin. Mo-menttivarsi muodostuu kohtisuorasta välimatkasta, joka on vaa-l\: 30 kasuoran voiman F8 ja nivelen 3 kiertymisakselin (kuvan 4 linja 17) vä-the force that compensates for the moment caused by the feed forces F8. The motor arm is formed by a perpendicular distance between the force F8 of the lever arm 30 and the axis of rotation of the joint 3 (line 17 of Figure 4).

Iillä. Vastaavan suuruinen, mutta vastakkainen momentti aiheutetaan • · · e.\e tilttivarren 2 ja rungon 1 välillä vaikuttavalla toimilaitteella ja voiman suuruus riippuu lisäksi käytetystä momenttivarresta, ts. toimilaitteen '*;* sijainnista (ks. kuva 4). Toimilaite on tavallisesti kaksitoiminen sylinteri, :T: 35 johon syötetään paineista väliainetta. Paine vaikuttaa puolestaan sy- linterin mäntään ja aiheuttaa voiman, joka joko liikuttaa sitä tai pitää sen paikoillaan ulkoisista voimavaikutuksista huolimatta.Iillä. A similar but opposite torque is produced by the actuator acting between the bridge arm 2 and the frame 1, and the magnitude of the force also depends on the torque arm used, i.e. the position of the actuator '*; * (see Figure 4). The actuator is usually a double acting cylinder,: T: 35 fed with pressurized medium. The pressure, in turn, acts on the piston of the cylinder and causes a force to either move it or hold it in place despite external forces.

117370 6117370 6

Toimilaitteen ohjauksessa voidaan hyödyntää sinänsä tunnettua kuvan 4 ohjauspiiriä 20, jonka avulla hallitaan toimilaitteen painetasoa ja myös sitä, missä toimilaitteen kammiossa paine vaikuttaa, ts. pyrkiikö 5 paine lyhentämään vai pidentämään sylinteriä. Toimilaitteen kiinnityskohdista riippuu, pyrkiikö se pitenemään vai lyhenemään voiman F8 vaikutuksesta. Tällöin toimilaitetta ohjataan vastaavasti siten, että se lyhenee tai pitenee, momentin M2 vaikutuksesta ja kompensoinnin suorittamiseksi. Vastaavasti, siirrettäessä puunrunkoa taaksepäin, ai-10 heutetaan toimilaitteella momentti M1, joka kompensoi voiman F7 vaikutuksen.The actuator control can utilize the per se known control circuit 20 of Figure 4 to control the actuator pressure level and also where the actuator chamber pressure is applied, i.e. whether the pressure 5 tends to shorten or lengthen the cylinder. Depending on the attachment points of the actuator, whether it tends to become longer or shorter under the influence of F8. In this case, the actuator is controlled in such a way that it is shortened or lengthened by the action of the torque M2 and to perform the compensation. Similarly, as the tree trunk is moved backward, the ai-10 actuates a torque M1 that compensates for the effect of force F7.

Kuvan 4 mukaisen voiman F tason määräämiseksi on useita eri keinoja. Eräs keino on selvittää kuinka paljon puunrunko on irronnut yläte-15 rän 11 tai rintarullan 13 kohdalla. Kyseinen seikka on selvitettävissä yläterän 11 asennon perusteella. Kun puunrunko on runkoa 1 vasten, niin yläterä 11 on referenssiasennossaan. Poikkeaminen siitä alaspäin antaa indikaation voiman F8 vaikutuksesta. Ohjauksella 19 aiheutetaan sitten voima F, joka on riittävä palauttamaan puunrunko tai ainakin py-20 säyttämään sen etääntyminen rungosta. Puunrunko palautetaan esimerkiksi silloin, kun etääntymistä on tapahtunut riittävästi, jolloin pa-lauttava voima F voidaan porrastaa sitä suuremmaksi mitä kauempana puunrunko on. Sama voidaan hoitaa jatkuvalla seurannalla. Etääntymi-\ nen voidaan siis havaita esimerkiksi yläterän 11 yhteydessä olevilla '· 25 rajakytkimillä. Jatkuva asennon seuranta voidaan järjestää sinänsä / tunnetun asentoanturin 21 avulla, jotka sijoitetaan esimerkiksi yläterän : V 11 niveleen.There are several ways to determine the level of the force F shown in Figure 4. One way is to find out how much the tree trunk has detached at the top 15 or the breast roll 13. This fact can be explained by the position of the upper blade 11. When the tree trunk is against the trunk 1, the upper blade 11 is in its reference position. Downward deviation gives an indication of the force exerted by F8. The control 19 then exerts a force F sufficient to restore the tree trunk, or at least py-20, to maintain its distance from the trunk. For example, the tree trunk is restored when there has been sufficient retraction, whereby the restoring force F can be staggered the farther the tree trunk is. The same can be done with continuous monitoring. Thus, the detachment can be detected, for example, by means of '· 25 limit switches in connection with the upper blade 11. Continuous position monitoring can be provided by itself / by a known position sensor 21, which is placed, for example, in the joint of the upper blade: V 11.

• * · • · « » ···• * · • · «» ···

Eräs keino on määrittää runkoon 1 vaikuttavia voimia, jotka aiheutuvat 30 puunrungon painumisesta rintarullaa ja/tai liukupintaa 13 vasten. Rinta-rullan tai liukupinnan 13 yhteyteen sijoitetaan tarvittava anturointi, jol-/m.' loin puunrungon etääntyminen rungosta havaitaan ja voima F voidaan ottaa käyttöön. Sijoittamalla anturit useisiin kohtiin, esimerkiksi pään H *:*" ylä- ja alapäähän, voidaan määrittää kumpi puunrungon pää, tai ne :T: 35 molemmat, on etääntymässä rungosta. Tilanne korjataan sopivalla voimalla F. Yleensäkin puunrungon asemaa määritetään suhteessa pysähtyneeseen tilaan, jossa sitä vain kannatellaan paikoillaan.One way is to determine the forces acting on the frame 1 caused by the collapse of the wood frame 30 against the breast roller and / or the sliding surface 13. The necessary sensor, where / m, is placed in connection with the breast roller or sliding surface 13. ' creating a tree trunk detachment from the trunk is detected and force F can be applied. By positioning the sensors at a number of locations, for example the upper and lower ends of the H *: * "head, it is possible to determine which end of the tree trunk, or both: T: 35, is moving away from the trunk. it is simply supported.

117370 7117370 7

Eräs vaihtoehto on sijoittaa anturit yläterälle 11 ja alaterälle 10, sekä tarvittaessa myös mittapyörän yhteyteen. Puunrunkoja karsittaessa puunrungon halkaisija kapenee, usein ennustettavissa olevalla tavalla.An alternative is to place the sensors on the upper blade 11 and the lower blade 10 and, if necessary, on the measuring wheel. When pruning tree trunks, the diameter of the tree trunk narrows, often in a predictable way.

5 Em. terien luona on myös anturit, jotka havaitsevat puunrungon irtoamista rungosta 1, joko alapäästä tai yläpäästä, ja tilannetta korjataan riittävän suurella momentilla M2, kunnes puunrunko on jälleen runkoa 1 vasten. Anturit voivat myös määrittää puunrungon ja rungon 1 välistä etäisyyttä, kuten esimerkiksi anturi, joka on sijoitettu mittapyörään, joka 10 puolestaan seuraa keinuvan vivun välityksellä puunrungon yläpintaa.5 Em. the blades also have sensors detecting the removal of the tree trunk from the frame 1, either from the lower end or the upper end, and the situation is corrected by a sufficiently high torque M2 until the tree trunk is again against the frame 1. The sensors may also determine the distance between the tree trunk and the frame 1, such as a sensor disposed on a measuring wheel 10 which in turn follows the upper surface of the tree trunk via a rocking lever.

Momentin M2 ja samalla voiman F arvioiminen perustuu sopivimmin vaihtelevaan voimaan F2 (peruutettaessa voimaan F1), joka on puunrungon kulkusuunnan suuntainen ja vaikuttaa nivelessä 3. Nivelessä 3 15 vaikuttavat erisuuntaiset voimat selvitetään esimerkiksi siten, että voima- tai jännitysanturilla mitataan tilttivarren 1 ja pyöritinlaitteiston välinen normaalivoima. Pyöritin kiinnitetään kiinnityselimiin 5 ja se ripustetaan esimerkiksi ristinivelen välityksellä metsäkoneen nosturin päähän, jolloin pään H pyörittäminen pystysuunnan ympäri tapahtuu 20 pyörittimen avulla ja ristinivel sallii pään H vapaan riipunnan. Mittauksessa voidaan soveltaa sinänsä tunnettuja menetelmiä, esimerkiksi ve-*:··: nymäliuska-antureita jännityksien mittaamiseen. Voima F2 tai vastaa- van suuntainen voima saadaan selville jakamalla normaalivoima kom-: ponentteihin, riippuen tilttivarren 1 ja rungon 2 sen hetkisestä kulmasta,The estimation of the torque M2 and the force F is preferably based on the variable force F2 (reversing force F1), which is parallel to the direction of travel of the tree trunk and acts on the joint 3. The different forces acting on the joint 3 15 . The rotor is secured to the attachment members 5 and suspended, for example, by means of a cross-joint at the end of the crane of the forestry machine, whereby the head H is rotated about vertically by a rotator 20 and the cross-joint allows free hanging of the head H. Methods known per se, such as ve - *: ··: strain gauges for stress measurement, may be applied. The force F2 or the equivalent direction force is obtained by dividing the normal force into the components, depending on the current angle of the tilt arm 1 and the body 2,

• M• M

25 ts. niiden keskinäisestä asennosta. Tällöin tarvitaan myös anturi, esi-.* merkiksi nivelessä 3, jonka avulla asento määritetään. Anturi voidaan * t * sijoittaa myös toimilaitteeseen 4, jonka asennon perusteella määräytyy “···* myös em. kulma. Eräs toinen mahdollisuus on integroida suoraan ni veleen 3 voima-anturi, jonka avulla eri voimakomponentit ovat määri- fV 30 tettävissä.25 ie their mutual position. In this case, a sensor is also needed, a prefix * in the joint 3 to determine the position. The sensor can also be placed in the actuator 4, the position of which also determines the angle. Another possibility is to directly integrate the force transducer 3 with which the various power components can be determined fV 30.

• · · • · • ·· .v. Tarvittavan momentin M1 (tai M2) absoluuttisen tason määrittäminen « · .M. riippuu harvesteripään muusta järjestelmästä ja mm. käytettävissä ole- *:** vasta painetasosta. Se voidaan kuitenkin selvittää arvioimalla, lasken- v : 35 nailisesti ja/tai kokeilemalla erilaisissa todellisissa olosuhteissa. Puun- rungon pysyminen kiinni rungossa 1 on selvä indikaatio riittävästä voimasta F, kullakin syöttönopeudella, kun lisäksi elimien 8, 9, 10 tai 12 117370 δ puristusvoimaa ei lisätä tarpeettomasti. Momenttivoiman aikaansaamiseen voidaan soveltaa sinänsä tunnettua toimilaitetta, joka on esimerkiksi kuvan 4 mukainen. Järjestelmä voi toimia myös em. julkaisujen WO 00/15026 tai WO 00/15025 järjestelmien lisänä, jolloin niillä huo-5 lehditaan sopivasta puristusvoimasta, mutta karsinnan aikana momentti M1 huolehtii puunrungon asemasta. Ellei keksinnön mukaisen järjestelmän korjaus riitä, voidaan WO-julkaisujen mukaiset järjestelmät ottaa käyttöön ja säätää terien puristus riittäväksi.• · · • · • ·· .v. Determining the absolute level of the required torque M1 (or M2) «· .M. depends on other harvester head system and e.g. available- *: ** only from pressure level. However, this can be determined by evaluation, calculation by nail and / or experimentation under various real conditions. The retention of the wood frame in the frame 1 is a clear indication of sufficient force F at each feed rate, while, in addition, the clamping force of the members 8, 9, 10 or 12 117370 δ is not unnecessarily increased. An actuator known per se, such as that shown in Figure 4, may be applied to provide the torque force. The system may also act as a supplement to the systems of the above-mentioned publications WO 00/15026 or WO 00/15025, whereby they provide a suitable clamping force, but during pruning the position M1 takes care of the position of the tree trunk. If the repair of the system according to the invention is not sufficient, the systems according to the WO publications can be put into operation and the compression of the blades can be adjusted sufficiently.

10 Edellä esitetyssä selityksessä keksintöä on havainnollistettu eräiden esimerkkien avulla, mutta keksintöä voidaan soveltaa myös oheisten patenttivaatimuksien puitteissa.In the foregoing description, the invention is illustrated by some examples, but the invention can also be applied within the scope of the appended claims.

* ·* ·

* I* I

• » • ♦ 9 • »»• »• ♦ 9 •» »

♦ I♦ I

* · ♦ · 9 • * * • 9 • ·* · ♦ · 9 • * * • 9 • ·

• M• M

• t * ·• t * ·

•M• M

·· · • · · • 9 * ♦ ♦ * » « 9 99 9 9 9 9 9 9 • · 9 9 999 9 9 9 9 9 99 9 9 99 9 9 9 » I » 9 9 9 •99 • ·« ♦ 9·· · • · · • 9 * ♦ ♦ * »« 9 99 9 9 9 9 9 9 9 • · 9 9 999 9 9 9 9 9 99 9 9 99 9 9 9 »I» 9 9 9 • 99 • · « ♦ 9

Claims

1. Förfarande för att styra läget av ett harvesterhuvud, vilket harvester-huvud (H) omfattar: 5. en stomme (1) och vid denna fästa avkvistningsdon (8, 9, 10, 11, 12), vilka är avsedda för att hätiä och avkvista träd-stammar, samt inmatningsdon (6, 7), vilka är avsedda för att mata en trädstam genom harvesterhuvudet (H), en tipparm (2), pä vilken stommen (1) är fäst medelst en led 10 (3) och är anordnad att svänga tili ett fällningsläge och ett avkvistningsläge och medelst vilken harvesterhuvudet (H) kan hängas upp tili exempel pä lyftanordningen av en skogsmaskin, varvid i förfarandet: 15. en trädstam mätäs in genom harvesterhuvudet (H), varvid inmatningen samtidigt medför en kraftinverkan (F8) som ästadkommer en stommen (1) svängande varierande momentkraft, kännetecknat av, att: 20. sagda momentkraft kompenseras med ett ställdon (4) som päverkar mellan stommen (1) och tipparmen (2), och med den därigenom ästadkomna kraften (F). : IA method of controlling the position of a harvester head, the harvester head (H) comprising: 5. a body (1) and with this attachment means (8, 9, 10, 11, 12) which are intended to heat and branched tree trunks, and feeders (6, 7) which are intended to feed a tree trunk through the harvester head (H), a tipping arm (2), to which the body (1) is secured by a hinge (3) and is arranged to pivot to a folding position and a branching position and by means of which the harvester head (H) can be suspended for example on the lifting device of a forest machine, wherein in the process: 15. a tree trunk is measured through the harvester head (H), whereby the input simultaneously (F8) which produces a swinging variable torque force of the body (1), characterized in that: 20. The said torque force is compensated by an actuator (4) actuating between the body (1) and the tipping arm (2), and by the resulting force ( F). : I

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av, att storleken av ’·25 kraftinverkan (F8) bestäms genom att mätä den i tipparmen (2) pä- ’m ’ verkanden kraftinverkan (F2) som är väsentligen parallell med rörelsen : V av trädstammens inmatning. • · · • 4 • 4 4#4Method according to claim 1, characterized in that the magnitude of the force effect (F8) is determined by measuring the force effect (F2) acting in the tipping arm (2) which is substantially parallel to the movement: V of the tree trunk. input. • · · • 4 • 4 4 # 4

3. Förfarande enligt patentkrav 1 elier 2, kännetecknat av, att harv-: 30 esterhuvudet (H) omfattar en övre kniv (11) som placerar sig mot träd- stammen och är avsedd för avkvistning av trädstammens övre yta, var- 444 Λ vid nedgängen av sagda övre kniv relativt stommen följs med och sagda kraft (F) ökas relativt den fastställda nedgängen. m 9 • · ··· :*·: 35Method according to claim 1 or 2, characterized in that the harrow ester head (H) comprises an upper knife (11) which is positioned against the tree trunk and is intended for branching off the upper surface of the tree trunk, whereby 444 Λ at the decrease of said upper knife relative to the body is followed and said force (F) is increased relative to the determined decrease. m 9 • · ···: * ·: 35

4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av, att positionen av sagda övre kniv följs med kontinuerligt eller pä basis av ställda gränser. • · 117370Method according to claim 3, characterized in that the position of said upper knife is followed continuously or on the basis of set limits. • · 117370

5. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av, att harvesterhuvudet omfattar givardon för att fötja med tryckkraften (F4) mellan trädstammen och stommen (1) vid ett eller flera ställen, varvid minskningen eller det hela försvinnandet av sagda tryckkraft följs med 5 och sagda kraft (F) ökas relativt den fastställda tryckkraften.5. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the harvester head comprises transducers for contacting the compressive force (F4) between the tree trunk and the body (1) at one or more places, the reduction or the complete disappearance of said compressive force being followed by 5 and said force (F) is increased relative to the determined compressive force.

6. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av, att harv-esterhuvudet omfattar givardon för att fastställa avständet mellan trädstammen och stommen (1) eller lossnandet av trädstammen frän 10 stommen (1), varvid sagda avständ eller lossnande följs med och sagda kraft (F) ökas relativt det fastställda avständet eller lossnandet.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the harrow-ester head comprises transducers for determining the distance between the tree trunk and the body (1) or the release of the tree trunk from the body (1), wherein said distance or release is followed by and said force. (F) is increased relative to the determined distance or release.

7. Förfarande enligt patentkrav 6, kännetecknat av, att sagda givare är placerade vid ett eller flera avkvistningsdon (8, 9, 10, 11, 12) i 15 stommen (1).Method according to Claim 6, characterized in that said sensors are located at one or more branching means (8, 9, 10, 11, 12) in the body (1).

8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-7, kännetecknat av, att som sagda ställdon fungerar ett ställdon (4) som ocksä tar hand om förflyttningen av harvesterhuvudet (H) tili fällningsläget och ett avkvist- 20 ningsläget.Method according to any one of claims 1-7, characterized in that, as said actuator, an actuator (4) also functions, which also takes care of the movement of the harvester head (H) to the folding position and a de-positioning position.

9. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-8, kännetecknat av, att sagda ställdon omfattar en cylinder (16). » · • · • · · 25Method according to any of claims 1-8, characterized in that said actuator comprises a cylinder (16). »· • · • · · 25

10. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-9, kännetecknat av, / att harvesterhuvudet omfattar även sägdon (14, 15) för kapning av det J V avkvistade trädstammen i delar. »t· ♦ » Ψ 9 »l> • « • · · • ♦ Λ 999 « • « ♦ » • ΨΨ 9 • « • · · • · ♦ • · Ψ9 9 9 9 • 9 «M ♦ * 9Ψ 9 9 9 9 9 9 9 9Method according to any of claims 1-9, characterized in that the harvester head also comprises saws (14, 15) for cutting the J V branched tree trunk into parts. »T · ♦» Ψ 9 »l> •« • · · • ♦ Λ 999 «•« ♦ »• ΨΨ 9 •« • · · • · ♦ • · Ψ9 9 9 9 • 9 «M ♦ * 9Ψ 9 9 9 9 9 9 9 9 9