用于测量木料的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]如权利要求1的前序部分所述，本发明涉及一种用于测量木料的方法。
[0002]如权利要求9的前序部分所述，本发明还涉及一种用于测量木料的设备。
[0003]本发明提供一种木料的非接触式测量，由此，该方法和设备不仅能够适用于在工作期间测量木料，而且例如能够适用于使得木材处理机中的木料的测量更精确，并且适用于校准本身已知的木料测量装置。
【背景技术】
[0004]在现代机械伐木中，尤其是在已知为切割树或者定长切割(CTL)的伐木中，对于被处理的木料的尺寸测量的精确度设置了越来越高的要求。部分地，这是由于以下事实，即，大量的木料交易如今基于通过木材处理机自动收集的测量数据。对于精确度的某些要求则已经通过涉及木料交易中的测量的法律而建立。另一方面，特别是在基于定长切割系统的伐木中，当在砍伐后优化一一其提供原材料的尽可能的最佳利用一一方面考虑整个树干时，强调精确测量的好处。
[0005]常规地，机械伐木至少需要树干或者从树干切割的块的直径和长度的测量值。测量以一定的精确度完成并且允许测量的不确定性。
[0006]在伐木期间，通常通过使用机械工具、通过出于测量直径的目的而测量例如进给和/或除枝元件相对于木材处理机的切割头的本体的位置而测量木料块的直径，所述机械工具抵靠木料块的外表面设置并且在伐木期间沿着所述外表面。在测量木料块的长度时，又经常使用计距器，所述计距器被压靠于树干的外表面并且随着树干在木材处理装置中移动而沿着所述树干滚动。因此，计距器测量所述计距器在树干的外表面上行进的距离。
[0007]上述方法基于以下假设和测量原理:基本上圆形的树干持续接触测量中所使用的
目.ο
[0008]对于所有使用的测量方法共同的是，需要定时监测其精确度。例如，在测量木料块的直径和长度中所使用的测量装置需要时常被校准。
[0009]根据现有技术，木材处理机的测量装置例如借助于特定的校准测量规而针对直径校准，并且借助于常规的卷尺而针对长度校准，其需要大量执行起来很笨拙的手动工作。需要提到的是，特别地，在实践中，当操作者必须从林业机械的控制室出来以手动地进行校准测量时，伐木工作需要完全停止一段时间。当通过木材处理机在其工作区域内处理木料以将木料切割到期望的长度时，能够以不同的方式完成所需要的校准。然后木材处理机的操作者在选定的时间之后使得机器停止，并且走下来去测量锯切的块中的一部分。为此，操作者还需要准确地知道地上的块被处理的顺序。可替代地，林业机械的伐木控制和监测系统适合于指示出需要开始进行与随机的树干相关联的检验性测量。
[0010]校准试样中所包括的木料块在所需数量的点处通过例如卷尺测量长度并且通过例如大的游标卡尺测量直径。如今，直径还通常使用出于此目的制造的电子校准测量规(scissors)以及以下校准仪测量，所述校准仪具有用于自动储存测量数据的装置，并且通常还具有用于立即向进行校准的人显示测量数据的显示器。本身已知的所述电子校准测量规还能够与操作者交互地操作并且指示应该在哪里进行下一次校准测量。
[0011]在测量树干的直径时，误差尤其由以下方面导致:例如横截面的形状可能偏离理想的圆形形状、在测量中使用了变化的和不均匀的表面压力、以及由进行测量的人导致的随机误差。还可能的情况是，进行校准测量的人混淆了打算校准的木料块中的两个或多个。由此，校准可能提供明显错误的结果。以下事实进一步增大了这种误差的可能性，即，校准测量通常在恶劣的天气和照明状态下进行。木料块还滚动到地面上的与机器的操作者致力于将所述木料块放置的位置不同的位置。校准测量的问题还由以下事实所导致，即，木料块通常在积雪或者灌木丛中下沉得太深，以至于无法进行测量所需要的适当的交叉测量(cross-measure)。此外，天气状态，尤其是木料的融化和冰冻可能在一定程度上影响校准中的测量结果，更不用说也影响由采伐机械头进行的测量。
[0012]在测量树干或者木料块的长度时，许多其他缺点也导致测量误差。应该特别牢记的是，被测量的木料块或多或少为截头锥形状。很不幸，这个问题在现有技术中没有被注意至IJ。换言之，当校准测量装置时，通常偶然地在木料块的表面的某个点处测量木料块的外表面或者包络面的长度。因此，可能的是，卷尺平行于树干的截头锥形的包络面定位，并且因此，长度值大于木料块的中心轴线的长度。对于期望的长度的校准值的测量主要是可视地进行，并且通过将测量卷尺保持在木料块的旁边并设法保持卷尺在视觉上平行于木料块的中心轴线而徒手完成。
[0013]树干的表面通常具有各种问题和不连续的点，诸如，树粧或者显著扭曲部段，这可能导致测量结果的误差。还可能甚至很可能的是，木料块的端部没有完全垂直于树干的中心轴线被锯切。特别地，在砍伐期间在根段材上锯切的切割或者在扭曲的木料块中的切割可能非常不同于垂直于木料块的中心轴线的假定理想表面。
[0014]除了上述常规测量以外，已经要求能够在机械伐木工作期间立即测量木材处理方面的一些定性性质。枝节、干组分含量、生长率、年轮结构以及密度、树龄、以及特别是降低质量的因素，诸如扭曲、腐烂或者一些其他缺陷的确定和识别已经成为关注的额外信息。
[0015]在现有技术中，主要靠视觉来完成木料块的定性性质的监测和测量，而这是对于木材处理机的用户而言最重要的同时也是最麻烦的工作任务。木材处理机的娴熟的用户能够估算并监测影响被处理的木料的质量和价值的若干不同因素，而不会扰乱高效的工作。然而，清楚的是，机械伐木变得普遍并且进展到新的地理领域，将会面临难以寻找到足够的操作者的困难，这些操作者要能够进行质量测定和要求、快速决策。因此，存在对于使木料块的质量特性的测定自动化的需要。
【发明内容】
[0016]本发明的目的是研发一种方法和实施该方法的设备，其中，能够尽可能简单和精确地进行测量装置的上述测量和检验测量。
[0017]这个目的通过提供一种具有本发明的权利要求限定的特征的用于测量木料的方法和设备而实现。更具体地，本发明的方法主要特征在于权利要求1的特征部分所述的特征。而本发明的设备的主要特征在于权利要求9的特征部分所述的特征。
[0018]本发明的优选实施方式在从属权利要求中公开。
[0019]因此，本发明基于这样的理念，S卩，木材处理机中用于测量木料的装置、设备和系统一一尤其是采伐机械及其木材处理装置或者切割头一一的使用和校准能够尽可能灵活地进行，作为正常伐木工作的一部分，而不需要在处理木料块期间采取任何大量的专门操作，这些专门操作会显著降低伐木的效率。
[0020]本发明提供相当大的优势。因此，当能够在不停止木材处理机的状态下、并且特别是在不从所述木材处理机走下来的状态下完成木料的监测时，木材处理机中测量装置的校准变得更容易且更迅速。该解决方案还不需要将树干带至单独的测量单元，将树干带至单独的测量单元自然也会使得工作变慢