Design of a Planting Module for an Automatic Device for Forest Regeneration

Forest regeneration by means of seedlings grown in container nurseries is usually performed manually with the use of the standard dibble bar or the tube dibble. Manual placement of a large number of seedlings in the soil requires a lot of work. Manual removal of the soil cover and digging the soil in spots with a diameter of 0.4 m requires, under average conditions, about 38 man-hours/ha, while planting with a dibble bar requires about 34 man-hours/ha. Additional work time is needed to carry seedlings over an area that is being afforested. At present, forestry does not have automatic planters that would enable the establishment of forest cultures. The aim of the paper is to present the concept of an autonomous robot and an innovative technology of performing forest regeneration and afforestation of former agricultural and reclaimed areas. The paper also presents the design solutions of the key working unit, which is a universal, openable dibble, cooperating with a three-toothed shaft to prepare a planting spot. The solution proposed enables continuous operation of the machine, i.e. without the need to stop the base vehicle

Określanie parametrów koleiny przy różnych poziomach poślizgu napędowego koła pneumatycznego – badania laboratoryjne

The paper presents the results of laboratory measurements on the determination of rut parameters resulting from the operation of a pneumatic drive wheel with a different slip. The experiment was performed on the test bench consisting of the researched wheel load simulator, a mobile soil tub and the rope slip control system. Ruts were made at the wheel slip s=6%, 25%, 43%, 62%, 81%, 100%, and when the wheel rolled along the ground with s close to 0%. The obtained ruts were mapped to the computer using the non-contact laser measuring station. Based on the mapping for the rut fragment, the surface area was calcu-lated in a simplified variant, as a horizontal projection of a rut on the surface area and as a real three-dimensional surface area; moreover, the rut volume was measured. It was found that using a simplified method for determination of the surface area of the rut, i.e. a rut hori-zontal projection, a significant error is committed. For studies with only rolling a wheel, a simplified surface area accounted for only 0.6 of real surface area , and for the wheel slip s=25% is was only 0.5 of actual surface area. Increase of the slip results in significant in-crease of the rut volume. With an increase of the slip s=25%, the volume of the rut increased by 1.4 in relation to the variant of s close to 0%, and when the slip was s=43%, as much as 2.2.W pracy przedstawiono wyniki pomiarów laboratoryjnych nad określeniem parametrów kolein powstałych przy ruchu pneumatycznego koła napędowego z różnym poślizgiem. Doświadczenie wykonano na stanowisku pomiarowym składającym się z symulatora obciążeń koła badanego, ruchomej wanny glebowej, oraz linowego systemu kontroli poślizgu. Koleiny wykonano przy poślizgu koła o wartościach s= 6%; 25%; 43%; 62%; 81%; 100%, oraz gdy koło przetaczano po glebie, a poślizg był bliski 0%. Uzyskane koleiny odwzorowywano w komputerze przy pomocy bezkontaktowego laserowego stanowiska pomiarowego. Na podstawie odwzorowań dla fragmentu kolein obliczono pola powierzchni w wariancie uproszczonym, jako pola rzutu kolein na płaszczyznę oraz rzeczywistym jako pola powierzchni trójwymiarowych, obliczono również objętość kolein. Stwierdzono, iż stosując uproszczoną metodę określania pola powierzchni koleiny tj. rzut koleiny na płaszczyznę, popełnia się znaczny błąd. Dla przeprowadzonych badań przy tylko przetaczaniu koła, pole powierzchni uproszczone stanowiło jedynie 0,6 pola powierzchni rzeczywistej, zaś przy poślizgu koła s=25% to tylko 0,5 pola powierzchni rzeczywistej. Przyrost poślizgu skutkuje znacznymi przyrostami objętości koleiny. Przy wzroście wartości poślizgu do s=25%, objętość koleiny wzrosła 1,4- krotnie w stosunku do wariantu przy poślizgu bliskim 0% , zaś przy poślizgu s=43%, aż 2,2- krotnie

Influence of unit pressure exerted on soil on quality of renewal of chosen species of trees

W pracy przedstawiono wyniki analizy wpływu nacisku jednostkowego wywar-tego na glebę na wzrost i jakość sadzonek sosny zwyczajnej Pinus sylvestris L., buka pospolitego Fagus sylvatica L. oraz dębu szypułkowego Quercus robur L., wyrosłych w warunkach powierzchni doświadczalnych założonych pod okapem drzewostanu. Określoną wartość nacisku jednostkowego uzyskano przy użyciu prototypu ciągnikowego urządzenia do wywierania kontrolowanego nacisku na glebę. Badania wykonano w kulisach szkółki leśnej „Kłaj” w Nadleśnictwie Niepołomice na dwóch powierzchniach doświadczalnych. Przygotowano łącznie sześć serii poletek, stosując nacisk jednostkowy o różnych wartościach (50, 100, 150, 200 oraz 250 kPa) oraz poletka kontrolne (bez nacisku), na które wysiano nasiona analizowanych gatunków. Po 7 miesiącach wyrosłe sadzonki wykopano i przewieziono do laboratorium, gdzie pomierzono średnicę w szyi korzeniowej, długość części nadziemnej i podziemnej oraz suchą masę poszczególnych części roślin. Uzyskane dane poddano analizie statystycznej przy użyciu programu Statistica. Wyniki wskazują, że wartość zastosowanego nacisku jednostkowego wywieranego na glebę wpływała na parametry sadzonek analizowanych gatunków. Dla dębu szypułkowego i sosny zwyczajnej większość parametrów sadzonek zmniejszała się ze wzrostem nacisku, dla buka pospolitego analizowane parametry zwiększały się, co sugeruje możliwość lepszego odnawiania się tego gatunku na bardziej zbitym podłożu. Sadzonki wyrosłe na poletkach kontrolnych z reguły cechowały się największymi wartościami średnimi cech, z wyjątkiem buka.The work presents the results of research relating to the influence of the unit pressure exerted on the soil, on growth and quality of seedlings of Scotch pine Pinus sylvestris, L. European beech Fagus sylvatica L. and pedunculate oak Quercus robur L. grown in experimental conditions of the forest stand. The unit pressure in the experiment was applied with the use of a prototype tractor device for controlled exerting of pressure on the soil. Investigations were executed in the “Kłaj” forest nursery, Niepołomice Forest District. The series of plots of the ground was prepared on two experimental surfaces for every species, applying the unit pressures of various values (50, 100, 150, 200 and 250 kPa) and control plots of the ground (without the pressure). Seeds of three analysed species were sowed on plots of the ground. Grown seedlings were dug up after 7 months and transported to the laboratory, where the parameters of plants were measured, such as diameter in the root neck, the length of the aboveground and underground part, dry matter weight. Measured values were than analysed in the Statistica program. Results show that the value of the applied unit pressure exerted on the soil influenced the parameters of seedlings of analysed species. The values of a majority of the parameters of seedlings diminished with the growth of pressure for pedunculate oak and Scotch pine, while for European beech the analysed parameters increased, which suggests the possibility that this species prefers more compact soil during renewing. Grown seedlings on control plots were characterised with largest average values of the parameters tested, with the excep-tion of the European beech

Analiza wydajności harwestera Highlander przy maszynowym pozyskiwaniu drewna

The paper presents the work performance analysis of timber harvesting with the use of Highlander harvester produced by KONRAD Forsttechnik GmbH. The analysis was performed based on the timing of the working day. We also assessed the organization of the machine operation in the research area and its functional capability. The study was conducted in Miçdzylesie Forest Department, Nowu Wieś Forestry in fresh mixed mountain forest, where the machine acquired spruce. Timing was perfonned based on the registration of the machine operation on a video camera and the measurements of collected assortment. Based on the results of measurements it was found that organization of the machine operation was not the best. A one-shift work system and short duration of a shift caused that the effective working time occupied only 67.9% of the shift time (about 4 hours). This resulted in reduction of the operating perfonnance on a working day which was only 12,7 m3·h-1, while an effective high-efficiency was 18.7 m3·h-1.W artykule przedstawiono analizę wydajności harwestera Highlander firmy Konrad Forsttechnic GmbH, przy maszynowym pozyskiwaniu drewna. Analizę wykonano w oparciu o chronometraż dnia roboczego, co posłużyło również do oceny organizacji pracy oraz funkcjonalności badanego harwestera. Badania przeprowadzono na terenie Nadleśnictwa Międzylesie, Leśnictwo Nowa Wieś na typie siedliskowym lasu las mieszany górski świeży (LMGśw), gdzie harwester pozyskiwał drewno świerkowe. Chronometraż wykonano w oparciu o rejestrację czasu eksploatacji harwestera przy pomocy kamery wideo oraz pomiarów pozyskanego sortymentu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że organizacja pracy maszyny nie była najlepsza. Jednozmianowy system pracy oraz krótki czas trwania zmiany spowodował, że efektywny czas pracy wynosił tylko 67,9% czasu zmiany tj. ok 4 h. Pomimo wysokiej wydajności efektywnej harwestera, która wyniosła 18,7 m3·h-1, to uzyskana przez niego wydajność eksploatacyjna była niska i wyniosła 12,7 m3·h-1

Video-computer method used to extract three dimension contact area between tyre and elastic ground in laboratory

W opracowaniu przedstawiono wyniki wyznaczania trójwymiarowych powierzchni styku opony z podłożem odkształcalnym w warunkach laboratoryjnych. Jednym z ważnych elementów zastosowanej metodyki było obróbka rejestrowanych obrazów profilomierza prętowego przy pomocy metod wideo komputerowa. Prezentowane wyniki odpowiadają pomiarom dokonanym dla dwóch typów opon tj. diagonalnej i niskociśnieniowej, w czterech wariantach obciążenia oraz trzech wariantach ciśnienia. Na podstawie wyznaczonych powierzchni określono Rzeczywista naciski jednostkowe wywierane prze badane kola ogumione, jak dodatkowy parametr wyznaczono objętości powstałych zagłębień.In this paper is present a method of measuring contact surface between tire and elastic ground in laboratory conditions. Important part of used method was video-computer preparation of registered slides of profile-meter. Presented results are for two types of tires diagonal and law pressure tire, for four different vertical press, and three different inflation pressure. Based on results ware calculated mean pressure on ground. It was measured the capacity of made rut too

Analiza wydajności zrywki drewna krótkiego przy użyciu ciągnika rolniczego i przyczepy zrywkowej

The paper presents analysis of efficiency of the logging unit comprising Belarus 820 farm tractor and PD80 logging trailer equipped with Ryś-1 crane. Analysis was made based on the working day timing. The unit logged 1- meter long tree pieces (hornbeam, oak, birch) from the area where material for logging was distributed irregularly on the entire felling site. Unfavourable atmospheric conditions were reported during the working day (a thick layer of snow, low temperature, not frozen soil) which could have influenced the unit operation performance. Despite that the performance of the logging unit was comparable to similar logging units described in the literature. Determined coefficient of use of the operating time of the machine K02 was 0.93, coefficient of use of the shift working time K04 - 0.9, coefficient of use of the shift exploitation time K07 - 0.8. Hourly performance in the shift exploitation time was 4.98 m3 h-1 , efficiency in the shift working time W02 - 4.80 m3 h-1 and performance in the general shift time W07 - 4.30 m3 h-1.W pracy przedstawiono analizę wydajności zestawu zrywkowego składającego się z rolniczego ciągnika uniwersalnego Belarus 820 oraz przyczepy zrywkowej PD 80 wyposażonej w żuraw Ryś-1. Analizy pracy zestawu dokonano w oparciu o chronometraż dnia roboczego. Zestaw w trakcie badań zrywał sortyment o długości 1 metra (grab, dąb, brzoza) z powierzchni gdzie materiał do zrywki był rozłożony w sposób nieuporządkowany na całej powierzchni zrębu. Jak stwierdzono w ciągu dnia roboczego panowały niesprzyjające warunki atmosferyczne (gruba warstwa śniegu, niska temperatura, niezamarznięta gleba), co mogło wpłynąć na efektywność pracy zestawu. Mimo to, wydajności uzyskane przez zestaw zrywkowy były porównywalne z podobnymi zestawami zrywkowymi opisywanymi w literaturze. Wyznaczony współczynnik wykorzystania operacyjnego czasu pracy maszyny K 02 wyniósł 0,93, współczynnik wykorzystania roboczego czasu zmiany K04 - 0,9, współczynnik wykorzystania eksploatacyjnego czasu zmiany K 07 - 0,8. Godzinowa wydajność w eksploatacyjnym czasie zmiany W 02 wyniosła 4,98 m3 h-1 , wydajność w roboczym czasie zmiany W 02 - 4,80 m3 h-1 , a wydajność w ogólnym czasie zmiany W 07 - 4,30 m3 h-1

Analiza wydajności pracy w procesie maszynowego pozyskaniu drewna mini harwesterem Fao Far 6840

The article presents analysis of operation of Fao Far 6840 mini harvester for machine wood harvesting. Analysis was made based on working day timing. The investigations were carried out on the area of Lubliniec Forest Inspectorate, Bór Forestry on the habitat forest site - fresh mixed forest where pine wood was obtained with the use of a harvester. Timing was carried out based on the registration of the exploitation time of a harvester with the use of a video camera and stopwatch and measurements of the obtained size grade. Based on the obtained results low values of performance in the exploitation change time 9.61 m3·h-1 , and effective performance 12.14 m3·h-1 were reported. Low machine performance was affected mainly by conditions of harvesting, low log volume (at the average 0.62 m3) and concentration of trees. The head structure (applied feed system), weak work organization (short time of a single 6 hour shift) and weak skills of the machine operator were additional factors that reduced the performance.W artykule przedstawiono analizę wydajności pracy mini harwestera Fao Far 6840, przy maszynowym pozyskiwaniu drewna. Analizę wykonano w oparciu o chronometraż dnia roboczego. Badania przeprowadzono na terenie Nadleśnictwa Lubliniec, Leśnictwo Bór na typie siedliskowym lasu bór mieszany świeży (BMśw), gdzie mini harwester pozyskiwał drewno sosnowe. Chronometraż wykonano w oparciu o rejestrację czasu eksploatacji harwestera przy pomocy kamery wideo i stopera oraz pomiarów pozyskanego sortymentu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono niskie wartości wydajności w eksploatacyjnym czasie zmiany 9,61 m3·h-1 , oraz wydajności efektywnej 12,14 m3·h-1 . Na niską wydajność maszyny wpłynęły przede wszystkim warunki pozyskania, niska miąższość (średnio 0,62 m3) i zagęszczenie drzew. Dodatkowymi czynnikami obniżającymi wydajność była konstrukcja głowicy (zastosowany system posuwu) słaba organizacja pracy (krótki czas trwania pojedynczej 6 godzinnej zmiany) oraz słabe umiejętności operatora maszyny

Determination of a skid trail deformation with the use of a laser device for measuring cross-section or lie of land

Praca zawiera opis budowy oraz przykładowe zastosowanie nowo opracowanego urządzenia do pomiaru odkształceń poprzecznego przekroju drogi lub szlaku zrywkowego. Może też być ono wykorzystane do odwzorowania powierzchni terenu. Działa na zasadzie przemieszczania nad badaną powierzchnią budowlanego dalmierza laserowego Leica Disto Plus, przy pomocy współrzędnościowego układu sterownego komputerem (sterowanie CNC). W przedstawianej pracy urządzenie posłużyło do pomiaru deformacji szlaku zrywkowego spowodowanej wielokrotnym przejazdem ciągnika typu skider LKT 81 turbo. Badania odbywały się na szlaku zrywkowym, usytuowanym poprzecznie do niewielkiego, sześciostopniowego spadku terenu. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów pionowej deformacji szlaku zrywkowego oraz obliczenia obciążeń przypadających na poszczególne koła ciągnika w zależności od wielkości transportowanego ładunku i od pochylenia terenu. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż trzykrotny przejazd ciągnika tam i z powrotem (z ładunkiem i bez ładunku) spowodował niewielką deformację szlaku zrywkowego. Zwrócono uwagę, iż obserwowane niewielkie pochylenie poprzeczne szlaku zrywkowego spowodowało ponad czterokrotnie większe zmiany geometrii przekroju po stronie odstokowej w stosunku do zmian po stronie przystokowej (odpowiednio: 6,3 cm i 1,5 cm).The paper presents construction and application of a newly developed device for measuring surface deformation, which operates based on the principle of movement above the surface of a laser rangefinder, using computer numeric control (CNC). The unit was used to determine deformation of the skid trail caused by multiple skidding ride of LKT 81 Turbo tractor skidder. The study took place in the area of low (6°) inclination of a skid trail. The work presents the results of the measurements of vertical deformation of a skid trail, as well as the calculations of an individual wheel load of the tractor, depending on the size of the skidded load and the inclination of the ground. Three tractor drives with load and with no load, have caused ground deformations at a low level. The slope of the ground has already caused a slight increase in the rut depth under the wheels of passing below the contour over four times (6.3 cm), from the wheels going above the contour (1.5 cm)

Influence of substrate compaction in nursery containers on the growth of Scots pine (Pinus sylvestris L.) seedlings

The paper presents research on influence of nursery soil compaction, composed of peat (90%) and perlite (10%), on the growth of seedlings of Pinus sylvestris grown in containers. Polyethylene nursery are containers used for the seedling production. These containers were filled with three different densities of the peat and perlite substrate (0.3, 0.5 and 0.7 g·cm-3). During the experiment, nursery containers were initially placed in a plastic tent for a period of two months, and then for three months further months in an open nursery field. Growth measurements for individual plants were the length of shoots and the root system, root collar diameter, root and shoot dry weight and photosynthetic rate. There was a relationship between the extent of compaction of the soil substrate and all analyzed growth parameters of seedlings. A more compact substrate adversely affected on the number of grown seedlings and their length but positively influenced the dry mass of pine seedlings

The effect of load and number of passes of skidding tractors on compaction of forest soils

The paper presents the results of measurements made for two types of Timberjack skidding tractors (forwarder T1010 and skidder T240B) during timber extraction. Static unit pressures of wheels on soil and changes in soil compaction were determined after one, two and three tractor passes on the same wheel tracks with and without load