本文摘要：摘要：近年來，林業(yè)機(jī)械取得了顯著地發(fā)展，衍生出了各式各樣的專業(yè)設(shè)備，以適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境。本文就我國林業(yè)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對林業(yè)機(jī)械的發(fā)展趨勢提出建設(shè)性的意見。 關(guān)鍵詞：林業(yè)機(jī)械，發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢，林業(yè)機(jī)器人，Web3D，虛擬技術(shù) 林
摘要：近年來，林業(yè)機(jī)械取得了顯著地發(fā)展，衍生出了各式各樣的專業(yè)設(shè)備，以適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境。本文就我國林業(yè)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對林業(yè)機(jī)械的發(fā)展趨勢提出建設(shè)性的意見。
關(guān)鍵詞：林業(yè)機(jī)械，發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢，林業(yè)機(jī)器人，Web3D，虛擬技術(shù)
林業(yè)機(jī)械是用于營林(包括造林、育林和護(hù)林)、木材切削和林業(yè)起重輸送的機(jī)械。廣義的林業(yè)機(jī)械還包括木材加工機(jī)械、人造板機(jī)械和林產(chǎn)化工設(shè)備等綜合利用機(jī)械。林業(yè)機(jī)械大多是在移動情況下進(jìn)行露天作業(yè)，因受自然條件的影響而具有一定的區(qū)域性。
一、林業(yè)機(jī)械的分類
1. 營林機(jī)械
營林機(jī)械包括種子采集和處理、林地清理、整地育苗、中幼林撫育和林木保護(hù)等作業(yè)用的機(jī)械。其中常用的有采種機(jī)、割灌機(jī)、挖坑機(jī)、筑床機(jī)、插條機(jī)、植樹機(jī)等。
70年代以后，出現(xiàn)了振動采種機(jī)。它的工作裝置安裝在拖拉機(jī)或其他行走或動力機(jī)械上，用油馬達(dá)驅(qū)動振動頭，產(chǎn)生振落效果而不損傷采種樹。采集的球果或種子再經(jīng)處理機(jī)械進(jìn)行干燥、脫粒、去翅和清選后備用。
割灌機(jī)是造林和撫育幼林用的機(jī)械，一般多用于林地清理、幼林撫育、次生林撫育與間伐、割灌木、割草和伐小徑木，是小型輕便的機(jī)械。在割灌機(jī)上增設(shè)一些附屬裝置和設(shè)備后，還可用于收割稻麥、抽水、鉆孔、磨鋸齒等，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
植樹機(jī)多與拖拉機(jī)配套使用。植樹機(jī)分為連續(xù)開溝式、間斷開溝式和選擇挖坑式三種。連續(xù)開溝式和間斷開溝式植樹機(jī)在工作時(shí)，開溝器切開、破碎和推移土壤，形成連續(xù)(或間斷)的栽植溝。苗木按規(guī)定的栽植深度和株距被栽入溝內(nèi)，覆土壓實(shí)輪隨即推擁苗木周圍的土壤并壓實(shí)。
2. 木材切削機(jī)械
木材生產(chǎn)切削機(jī)械包括伐木、打枝、造材、剝皮和削片用的機(jī)械。例如伐區(qū)作業(yè)聯(lián)合機(jī)就是用于伐區(qū)作業(yè)的多工序機(jī)器。它運(yùn)用農(nóng)業(yè)聯(lián)合收割機(jī)的原理，將傳統(tǒng)的各個(gè)獨(dú)立工序合并，由2～3臺甚至一臺機(jī)器來完成。應(yīng)用較多的是由伐木歸堆機(jī)、打枝造材機(jī)和自裝集材機(jī)組成的三機(jī)一套體系。
3.林業(yè)輸送起重機(jī)械
林業(yè)起重輸送機(jī)械包括選材、集材、裝卸、歸楞、出河等作業(yè)用的機(jī)械，主要有機(jī)車車輛和森林鐵道、林用汽車、拖拉機(jī)、絞盤機(jī)等。
二、 我國林業(yè)機(jī)械發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
我國林業(yè)機(jī)械包括營林機(jī)械、森林防火機(jī)械、木材采伐運(yùn)輸機(jī)械、木材加工機(jī)械、家具機(jī)械、人造板機(jī)械及設(shè)備、林產(chǎn)化工機(jī)械。改革開放以來，我國林業(yè)機(jī)械有很大發(fā)展。
中國為營造熱帶經(jīng)濟(jì)林和東北防護(hù)林，開始引進(jìn)履帶拖拉機(jī)、植樹機(jī)、幼林撫育機(jī)等營林機(jī)械，并引進(jìn)動力鏈鋸、集材拖拉機(jī)和絞盤機(jī)等木材生產(chǎn)切削機(jī)械和林業(yè)起重輸送機(jī)械。中國林業(yè)機(jī)械與發(fā)達(dá)國家相比，還處于弱勢地位。為縮小與林業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距，80年代中期，在研制樹木移植機(jī)時(shí),為了保證設(shè)計(jì)的合理性和先進(jìn)性，一方面對其關(guān)鍵部件--鏟刀機(jī)械的入土過程和入土阻力，進(jìn)行深入地理論分析。同時(shí)依據(jù)相似理論，利用模型鏟進(jìn)行了大量的模擬試驗(yàn)，獲得了計(jì)算樹木移植機(jī)下鏟阻力的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)原型鏟驗(yàn)證，其計(jì)算精度完全達(dá)到了國際上土壤一機(jī)器系統(tǒng)力學(xué)的通用允差值。90年代前期，中國科學(xué)家致力于林木種子介電分選機(jī)理的研究、木材削片機(jī)連續(xù)切削理論的探討，為林業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)理論研究開辟了新的途徑。
當(dāng)前，中國林業(yè)及木材工業(yè)機(jī)械市場總的狀況是:營林、造林機(jī)械需求減少，人工林扶育機(jī)械增加，防火及病蟲害機(jī)械繼續(xù)需要，但木材采集機(jī)械需要下降，木材加工及人造板機(jī)械大量增加�，F(xiàn)將當(dāng)前市場需求簡要介紹如下：
1.營林機(jī)械主要的需求是:人工林更新機(jī)械，如割灌機(jī)、40馬力以下的小型集材拖拉機(jī);用于病蟲害防治的高揚(yáng)程噴霧機(jī)或噴煙機(jī);風(fēng)力滅火機(jī)和其它滅火機(jī)械及檢測裝置。
2.園林機(jī)械用于城市園林綠化、賓館草坪使用的低噪音草坪修剪機(jī)、小型油鋸以及園藝工具等。
3.木材采運(yùn)機(jī)械采伐用高性能油鋸、枝丫收集及木片加工機(jī)械。
三、我國林業(yè)機(jī)械發(fā)展趨勢
林業(yè)機(jī)械在林業(yè)生產(chǎn)和營林撫育方面、植保等方面應(yīng)用比較廣泛，是林業(yè)機(jī)械中生產(chǎn)批量最大的一類機(jī)械，多以發(fā)動機(jī)為動力源驅(qū)動做高速轉(zhuǎn)動或往復(fù)運(yùn)動的工作部件。因此，對使用者來說，操作林業(yè)機(jī)械存在許多危險(xiǎn)因素，應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品的安全。安全始終是排在第一位的，沒有安全就沒有一切。今后林業(yè)機(jī)械發(fā)展總趨勢是:大的方面來講，環(huán)保節(jié)能問題己被社會廣泛關(guān)注，國家也采取相關(guān)措施限制非環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)。可以說市場只選擇環(huán)保產(chǎn)品，而客戶也會拒絕使用非環(huán)保產(chǎn)品，同時(shí)便攜式機(jī)械、成套生產(chǎn)線、精加工深度加工等方向也是發(fā)展趨勢。
1.林業(yè)機(jī)器人
林業(yè)機(jī)器人可以看成是一種特種工業(yè)機(jī)器人。林業(yè)的作業(yè)現(xiàn)場受自然環(huán)境(坡度、地面障礙、地表?xiàng)l件等)的影響最大，由于人工改善作業(yè)環(huán)境是根本做不到的，因此林業(yè)機(jī)器人的研制難度特別大。我國的林業(yè)機(jī)器人研究開發(fā)起步較晚，經(jīng)過專家?guī)资甑难芯块_發(fā)，林業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在種苗、移植、果實(shí)、災(zāi)害防治等方面有所研究。目前已開發(fā)成功的有：“林木球果采集機(jī)器人”、“新型智能伐根清理機(jī)器人”、“旋切智能定心上木機(jī)器人”、“彎曲木加工機(jī)器人”和“防風(fēng)固沙草方格栽植機(jī)器人”等。從已成功的案例來看，未來機(jī)器人技術(shù)在林業(yè)機(jī)械方面還有很大的發(fā)展空間，可以從以下幾個(gè)方面著手：(1)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)(2)智能控制(3)新機(jī)器人(4)小型機(jī)器人。
2.Web3D虛擬技術(shù)在林業(yè)中的應(yīng)用
在林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造業(yè)方面，由于林業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)符合機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程，包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)及改造設(shè)計(jì)五個(gè)階段，在設(shè)計(jì)到出樣機(jī)調(diào)試改進(jìn)，再投入生產(chǎn)的整個(gè)周期中，Web3D最早可追溯到VRML(VirtualRealityModelingLanguage，即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言)，利用Web3D三維造型技術(shù)可以提前看出林業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的外觀造型，同時(shí)可以造型出用二維工程視圖難以表達(dá)的復(fù)雜曲面和關(guān)鍵部件，從而使設(shè)計(jì)者更方便對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)過程更加優(yōu)化。在林業(yè)機(jī)械銷售方面，利用Web3D技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)生廣告效果，模擬產(chǎn)品的使用方法特點(diǎn)，使得產(chǎn)品的銷售及推廣更加方便直觀。同時(shí)Web3D還可以使用在森林景觀設(shè)計(jì)、林業(yè)教育培訓(xùn)等方面。
參考文獻(xiàn)：
1.百度百科“林業(yè)機(jī)械”.
2.蘇威洲，童仲豪，葉翰鴻.實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三維互動—cult3D應(yīng)用指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000.
3.陳達(dá)文《林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備》《我國林業(yè)機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展》—中國林業(yè)機(jī)械協(xié)會1996年第2期.
4.婁茂達(dá)，李雯，徐志章.林業(yè)機(jī)械安全設(shè)計(jì)[J].林業(yè)勞動安全，1996，(1).
5.陸懷民.林木球果采集機(jī)器人設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2001，32(6)：52—54，58.
6.姜樹海.林木機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[D].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009年第12期.
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