树木清理定向倾倒辅助工具设计研究

陈建峰 赵志刚

摘要：为使断裂的树木按照作业人员的意愿向背离线路的方向倾倒，保证线路的安全运行，设计树木清理定向倾倒辅助工具。包括上卡具、下卡具、上支撑臂、下支撑臂、可伸缩的外杆和可伸缩的内杆。内杆同轴设置于外杆内且内杆的两端均伸出外杆，外杆的上端外侧壁固定设置有用于对绳索的中间段进行固定的U型件，U型件的一端为固定端且固定端与外杆的外侧壁固定。使U型件能够将上、下卡具固定在待伐树木上，操作人员可在上、下卡具之间所对应的待伐树木进行锯树，当待伐树木断裂时，上部分断裂的树木会沿交接限定转动的方向倾倒，从而达到了设计要求，避免倒向线路方向，保证操作人员安全和线路安全。

关键词：树木清理;定向倾倒;辅助工具;工具设计

1树木清理定向倾倒辅助工具设计

1.1树木清理定向倾倒辅助工具结构设计

本文设计的树木清理定向倾倒辅助工具的具体构造如图1所示。

如图1所示，该工具主要由上卡具、下卡具、上支撑臂、下支撑臂、可伸缩的外杆、可伸缩的内杆、椭圆穿孔、合页、间隙凹槽等部位组成。其中上卡具、下卡具、上支撑臂、下支撑臂、可伸缩内外杆是该工具的核心组成成分。上卡具和下卡具均由条形钢构成，上面分别设置两个椭圆形穿孔。上支撑臂、下支撑臂分别与上卡具和下卡具构成一个“工”字型结构，四者之间相互交接，其中上支撑臂和下支撑臂之间由合页作为连接，且上支撑臂的长度大于下支撑臂。在下支撑臂与合页之间有一个凹槽，分别与U型螺栓相对设置，其内部有增大稳固性的锯齿结构。将可伸缩内杆同轴部位设置在可伸缩外杆内部，且内杆的两端均伸出外杆。可伸缩外杆外侧固定设置又用于对绳索的中间段进行固定的U型件，U型件的一端为固定端且固定端与外桿的外侧壁固定。

1.2树木清理定向倾倒辅助工具使用方式

如图1所示，在本文所设计的在树木清理定向倾倒辅助工具中，最重要的组成部位是上支撑臂、下支撑臂、上卡具和下卡具。使用本文设计的树木清理定向倾倒辅助工具时，工作人员应首先用上卡具、下卡具以及U型件固定在待砍伐的树干或树枝上，以防止其在树木倾倒过程中左右摇摆导致树木倾倒方向错误。然后用手锯或电锯在下支撑臂的间隙凹槽中修剪树干部位支出的树枝，修剪完毕后正式开始伐树工作。将U型件将上、下卡具固定在待伐树木上，伐木工人能够在上、下卡具之间的位置工作。搬动上支撑臂，转动上支撑臂和下支撑臂之间的合页部位，能够使被修剪过树枝的树木按照伐木工人的意愿倾倒。

2实验设计

2.1实验准备工作

本实验旨在证明上文中设计的树木清理定向倾倒辅助工具确实具备改变树木倾倒方向的能力，在树木砍伐工作中具备实用价值。首先需要在伐木工程中挑选两棵直径、高度相差不大的树木，其中树木的直径计算公式如下所示：

其中，d表示树木的直径;C表示该树木某高度下的周长;π取值为3.14。在选择相似的树木时，需要测量计算两棵树距地面10cm高度时的直径、距地面50cm时的直径和距地面100cm高度时的直径，且两棵树木的高度差不能大于10cm。

2.2实验结果分析

将上文中所涉及的实验结果记录在实验档案中，经过分析整理之后，得到如下表所示的数据。

表1数据主要表明当树木的高度和直径相差不大时，测试两个高度和直径相似的树木分别预设不同的倾倒方向，并将使用树木清理定向倾倒辅助工具之后实际的倾倒方向与预设方向进行对比后所得到的数据信息。根据这些数据信息，可以得知当树木的直径和高度增大时，本文设计的树木清理定向倾倒辅助工具能够在一定程度上决定树木倾倒的方向。当树木的高度为8m时，树木倾倒后的倾斜角度才刚刚达到10°。总而言之，本文设计的树木清理定向倾倒辅助工具能够在一定程度上决定树木倾倒的方向，由此证明本文设计是有效的，在砍伐工作中具备一定的实用价值。

3结束语

本文设计的树木清理定向倾倒辅助工具的主要用途就是改变砍伐树木的过程中树木倾倒的方向，并且能够解决树木在倾倒过程中的摇摆问题，极大地解决了伐树工人和机器设备的安全问题。通过详细介绍该工具发明的技术方向与使用方式，设计实验验证该工具确实具备改变树木倾倒方向的作用，证明在伐树工程中该设计具备一定的实用价值。

参考文献：

[1]周应军，罗鹏，李本伟，胡浩川.100 m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除实践[J].现代矿业，2018，34（04）：233-236.

[2]孙瑞权.砖烟囱定向爆破拆除倾倒技术研究[J].建材与装饰，2018（09）：177-178.

（作者单位：广东电网有限责任公司湛江供电局）