Forskning och kustskogar

Sensorerna i gallraren mäter terrängen – resultatet är en framkomlighetskarta som underlättar skogstransporten

Radarparet vid drivning, gallraren och skotaren, orsakar som tunga fordon ofta skador på mark och vegetation när de rör sig i terrängen. I Metla har man utvecklat en metod för att skapa en s.k. framkomlighetskarta för en stämpling. Kartan skulle särskilt betjäna en förare som kör en tyngre skotare. Grunduppgifterna för kartan får man från gallraren som först kör på körspåren. Sensorerna i gallraren mäter maskinens körmotstånd och hur mycket hjulen sjunker in i marken. De preliminära resultaten är lovande.

Gallraren utrustad med sensorer hugger på testbanan på myren. Bild: Metla/Jari Ala-Ilomäki.

Markens bärkraft är en av de viktigaste faktorerna som definierar terrängens framkomlighet. Ju svagare bärkraften är, desto djupare sjunker fordonets hjul in i marken. Till följd av detta ökar fordonets körmotstånd och hjulens glid, marken blir spårig och vegetationen skadas.

Genom att mäta fordonets körmotstånd kan man bedöma terrängens framkomlighet

Fordonets effekt används i terräng närmast för att vinna körmotståndet som motarbetar hjulens framfart, lutningsmotståndet och tröghetskraften. I jämn terräng motsvarar den effekt som ett fordon som kör med konstant hastighet använder den effekt som körmotståndet förbrukar. Genom att mäta fordonets hastighet och effekten på kraftöverföringen är det möjligt att beräkna körmotståndet. Körmotståndets värde i de ovan beskrivna förhållanden beror närmast på hur mycket hjulen sjunker in i marken och detta i sin tur beror på förhållandet mellan markens hållfasthet till den belastning som fordonet orsakar. Genom att mäta fordonets körmotstånd kan man alltså bedöma terrängens framkomlighet.

Med tanke på drivning öppnar denna granskning nya tillämpningsmöjligheter. I drivningskedjan rör sig gallraren som fäller, gallrar och bryter träden på stämplingen före skotaren som transporterar trävarorna till lagerplatsen. De största skadorna på marken och trädens rötter orsakas ofta av skotaren som är tyngre än gallraren och transporterar en last.

Genom att mäta körmotståndet hos gallraren som först kör på körspåren och hur mycket dess hjul sjunker in i marken skulle det vara möjligt att skapa en framkomlighetskarta för en stämpling för en tyngre skotare. För det andra genom att utrusta skotaren med en apparat som mäter hur mycket hjulen sjunker in i marken och spårens djup kan den nuvarande arbetskraftsinriktade efteruppföljningen av drivning automatiseras.

Forskare Sami Lamminen följer hur gallraren utrustad med sensorer kör på en myr med dålig bärkraft. Bild: Metla/Jari Ala-Ilomäki.

Grundförutsättningarna för att systemet kan genomföras existerar redan. Effekten på kraftöverföring kan mätas från gallrarens CAN-buss och framkomlighetsuppgiften som är bunden till plats kan via den förmedlas till kartsystemet och vidare till skotaren. Mätningen sker i samband med normalt huggningsarbete. Den kontinuerliga mätningen omfattar hela körspårsnätverket och samlingen orsakar inga kostnader.

Uppmuntrande resultat av testningen av undersökningsapparaterna

Undersökningsapparaterna som utreder hur systemet kan utnyttjas testades tillsammans med samarbetspartnerna Ponsse Oyj och Creanex Oy i terrängen i Alkkia i Parkano. Testbanan sträckte sig från mineraljord till en myr som är mer än tre meter djup, så den täckte i praktiken alla variationer i bärkraften. Man körde först gallraren på banan. Hur framkomlighetsprognosen förverkligas utreddes genom att näst köra med skotaren. Gallraren utrustades med sensorer för att mäta effekten och dessutom utrustades den med ultraljudssensorer som mäter spårets djup och hur mycket hjulen sjunker in i marken.

Enligt undersökningsresultaten verkar en framkomlighetskarta som skapats utifrån de uppgifter som samlats från gallraren vara en lovande möjlighet att skapa information för att underlätta och effektivisera arbetet med skotaren.

Tilläggsuppgifter

• Forskare Jari Ala-Ilomäki, jari.ala-ilomaki(a)metla.fi
• Uudet tekniset menetelmät maaston kulkukelpoisuuden ennustamiseen ja hakkuun suunnitteluun -projektet
• Uudistuvat puutuotearvoketjut ja puunhankintaratkaisut -forsknings- och utvecklingsprogrammet (PUU)