機械論文發表林業機械的發展現狀

　　摘要：近年來，林業機械取得了顯著地發展，衍生出了各式各樣的專業設備，以適應不同的作業環境。本文就我國林業機械的發展現狀進行了分析，并對林業機械的發展趨勢提出建設性的意見。

　　關鍵詞：林業機械，發展現狀，發展趨勢，林業機器人，Web3D，虛擬技術

　　林業機械是用于營林(包括造林、育林和護林)、木材切削和林業起重輸送的機械。廣義的林業機械還包括木材加工機械、人造板機械和林產化工設備等綜合利用機械。林業機械大多是在移動情況下進行露天作業，因受自然條件的影響而具有一定的區域性。

　　一、林業機械的分類

　　1. 營林機械

　　營林機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等作業用的機械。其中常用的有采種機、割灌機、挖坑機、筑床機、插條機、植樹機等。

　　70年代以后，出現了振動采種機。它的工作裝置安裝在拖拉機或其他行走或動力機械上，用油馬達驅動振動頭，產生振落效果而不損傷采種樹。采集的球果或種子再經處理機械進行干燥、脫粒、去翅和清選后備用。

　　割灌機是造林和撫育幼林用的機械，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，是小型輕便的機械。在割灌機上增設一些附屬裝置和設備后，還可用于收割稻麥、抽水、鉆孔、磨鋸齒等，實現一機多用。

　　植樹機多與拖拉機配套使用。植樹機分為連續開溝式、間斷開溝式和選擇挖坑式三種。連續開溝式和間斷開溝式植樹機在工作時，開溝器切開、破碎和推移土壤，形成連續(或間斷)的栽植溝。苗木按規定的栽植深度和株距被栽入溝內，覆土壓實輪隨即推擁苗木周圍的土壤并壓實。

　　2. 木材切削機械

　　木材生產切削機械包括伐木、打枝、造材、剝皮和削片用的機械。例如伐區作業聯合機就是用于伐區作業的多工序機器。它運用農業聯合收割機的原理，將傳統的各個獨立工序合并，由2～3臺甚至一臺機器來完成。應用較多的是由伐木歸堆機、打枝造材機和自裝集材機組成的三機一套體系。

　　3.林業輸送起重機械

　　林業起重輸送機械包括選材、集材、裝卸、歸楞、出河等作業用的機械，主要有機車車輛和森林鐵道、林用汽車、拖拉機、絞盤機等。

　　二、 我國林業機械發展歷史及現狀

　　我國林業機械包括營林機械、森林防火機械、木材采伐運輸機械、木材加工機械、家具機械、人造板機械及設備、林產化工機械。改革開放以來，我國林業機械有很大發展。

　　中國為營造熱帶經濟林和東北防護林，開始引進履帶拖拉機、植樹機、幼林撫育機等營林機械，并引進動力鏈鋸、集材拖拉機和絞盤機等木材生產切削機械和林業起重輸送機械。中國林業機械與發達國家相比，還處于弱勢地位。為縮小與林業發達國家的差距，80年代中期，在研制樹木移植機時,為了保證設計的合理性和先進性，一方面對其關鍵部件--鏟刀機械的入土過程和入土阻力，進行深入地理論分析。同時依據相似理論，利用模型鏟進行了大量的模擬試驗，獲得了計算樹木移植機下鏟阻力的數學模型，經原型鏟驗證，其計算精度完全達到了國際上土壤一機器系統力學的通用允差值。90年代前期，中國科學家致力于林木種子介電分選機理的研究、木材削片機連續切削理論的探討，為林業機械基礎理論研究開辟了新的途徑。

　　當前，中國林業及木材工業機械市場總的狀況是:營林、造林機械需求減少，人工林扶育機械增加，防火及病蟲害機械繼續需要，但木材采集機械需要下降，木材加工及人造板機械大量增加。現將當前市場需求簡要介紹如下：

　　1.營林機械主要的需求是:人工林更新機械，如割灌機、40馬力以下的小型集材拖拉機;用于病蟲害防治的高揚程噴霧機或噴煙機;風力滅火機和其它滅火機械及檢測裝置。

　　2.園林機械用于城市園林綠化、賓館草坪使用的低噪音草坪修剪機、小型油鋸以及園藝工具等。

　　3.木材采運機械采伐用高性能油鋸、枝丫收集及木片加工機械。

　　三、我國林業機械發展趨勢

　　林業機械在林業生產和營林撫育方面、植保等方面應用比較廣泛，是林業機械中生產批量最大的一類機械，多以發動機為動力源驅動做高速轉動或往復運動的工作部件。因此，對使用者來說，操作林業機械存在許多危險因素，應加強產品的安全。安全始終是排在第一位的，沒有安全就沒有一切。今后林業機械發展總趨勢是:大的方面來講，環保節能問題己被社會廣泛關注，國家也采取相關措施限制非環保產品的生產。可以說市場只選擇環保產品，而客戶也會拒絕使用非環保產品，同時便攜式機械、成套生產線、精加工深度加工等方向也是發展趨勢。

　　1.林業機器人

　　林業機器人可以看成是一種特種工業機器人。林業的作業現場受自然環境(坡度、地面障礙、地表條件等)的影響最大，由于人工改善作業環境是根本做不到的，因此林業機器人的研制難度特別大。我國的林業機器人研究開發起步較晚，經過專家幾十年的研究開發，林業機器人已經在種苗、移植、果實、災害防治等方面有所研究。目前已開發成功的有：“林木球果采集機器人”、“新型智能伐根清理機器人”、“旋切智能定心上木機器人”、“彎曲木加工機器人”和“防風固沙草方格栽植機器人”等。從已成功的案例來看，未來機器人技術在林業機械方面還有很大的發展空間，可以從以下幾個方面著手：(1)機器人機構學(2)智能控制(3)新機器人(4)小型機器人。

　　2.Web3D虛擬技術在林業中的應用

　　在林業機械設計與制造業方面，由于林業機械設計符合機械設計的一般過程，包括規劃設計、方案設計、技術設計、施工設計及改造設計五個階段，在設計到出樣機調試改進，再投入生產的整個周期中，Web3D最早可追溯到VRML(VirtualRealityModelingLanguage，即虛擬現實建模語言)，利用Web3D三維造型技術可以提前看出林業機械產品的外觀造型，同時可以造型出用二維工程視圖難以表達的復雜曲面和關鍵部件，從而使設計者更方便對設計的產品進行檢驗，使得設計過程更加優化。在林業機械銷售方面，利用Web3D技術對產品進行設計，產生廣告效果，模擬產品的使用方法特點，使得產品的銷售及推廣更加方便直觀。同時Web3D還可以使用在森林景觀設計、林業教育培訓等方面。

　　參考文獻：

　　1.百度百科“林業機械”.

　　2.蘇威洲，童仲豪，葉翰鴻.實現網絡三維互動—cult3D應用指南[M].北京：清華大學出版社，2000.

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　　4.婁茂達，李雯，徐志章.林業機械安全設計[J].林業勞動安全，1996，(1).

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