Mehko robotski hidravlični vpenjalni sistem hlodovine - SOFT LOGGING

Gozdovi so prevladujoča površina tal v Evropski uniji, ki predstavljajo približno 42%, njihova površina pa se je v zadnjih 20 letih povečala za skoraj 10%. Zato je proizvodnja lesa pomembna ekosistemska storitev evropskih gorskih gozdov. Sodobne tehnologije omogočajo pridobivanje hlodovine na skoraj vseh vrstah terena, tudi na težko dostopnih gorskih območjih. Vendar pa ni na voljo vsa tehnična oprema, ki se uporablja za ta namen. Sečnja in gozdarski stroji na tleh so prevladujoče tehnologije, ki se uporabljajo v alpskem prostoru, v nasprotju z žičniškimi sistemi, ki so zasnovani za zelo strma pobočja ali moker ali krhek teren, vendar zahtevajo veliko višje investicijske stroške. Za znižanje stroškov gozdarskih del na kubični meter so zelo produktivni stroji, kot so samohodni gozdarski stroji in nakladalniki z integrirano prikolico, ki jih upravlja ena oseba, idealna rešitev. Vendar pa je uporaba omenjenih strojev omejena na manjše nagibe tal. Prednosti manjših gozdarskih strojev so nižji investicijski in obratovalni stroški ter možnost večkratne uporabe in enostaven transport. Za vleko traktorja se uporabljata dva glavna sistema, in sicer sistem vrvi in sistem prijemanja z grabeži. Demografske spremembe in staranje svetovnega prebivalstva zahtevajo nove stroje ali asistenčne sisteme, ki ljudi razbremenijo težkega fizičnega dela v težkih okoljih, podpirajo večjo produktivnost in ščitijo njihovo zdravje. Ključ do te vizije je v izvajanju bolj intuitivnega in enostavnejšega ter varnejšega upravljanja. Problem pri obstoječem sistemu daljinskega odpenjanja je, da je zapenjanje hlodov ročno, kar pa je pogosto težava, saj je treba hlod dvigniti, objeti z jeklenico in zapeti.   V primerjavi s togimi prijemali imajo mehka prijemala manjšo silo trenja zaradi nižje normalne interakcijske sile, vendar večjo oprijemljivost zaradi večje kontaktne površine. Uporaba principov prijemanja je primeren način za avtomatizacijo procesa prijema ter povečanje učinkovitosti in varnosti. Ko se za prijemanje uporablja mehka robotika, je zagotovljena večja prilagodljivost glede oblike, velikosti, strukture, varnosti in nadzora v primerjavi s tradicionalnimi.  Da bi odgovorili na te ključne izzive avtomatskega in varnega pripenjanja in odpenjanja hlodov, bomo v okviru predlaganega projekta uporabili mehko robotiko kot nov inovativen pristop za prijemanje različnih predmetov, poljubne geometrije, na osnovi hidravličnega aktuatorja za povečanje moči aktuatorja. Prilagodili in uporabili bomo mehko robotsko prijemalo za rokovanje s težkimi bremeni in zagotovili majhno, prenosno hidravlično krmilno enoto za tak sistem. Pomembna dodatna zahteva bo samostojni mehki mobilni aktuator s hidravlično napravo, ki omogoča lastno proizvodnjo hidravlične energije.  Glavni cilj tega projekta je zasnovati, zgraditi in preizkusiti prvo mehko robotsko hidravlično napravo za samodejno pripenjanje in odpenjanje hlodov. V tem namenu bomo analizirati mehansko obnašanje mehkih robotskih materialov in različnih oblik, da zagotovimo visoke sile oprijema z izvajanjem numeričnega modeliranja in parametrične optimizacije. Za tem sledi eksperimentalna verifikacija za neposredno vrednotenje prijemalne sile in karakterizacijo najbolj obetavnih materialov za mehko robotiko kot tudi načrtovanje, izdelava in preizkusi mehko-robotskega hidravličnega aktuatorja za visoke obremenitve. Za krmiljenje mehko-robotskega aktuatorja bo načrtovana in preizkušena visokotlačna hidravlična naprava z lastnim pogonom.   Osnovne zahteve projekta so: enostavna in zanesljiva izvedba na koncu jeklenice gozdarskega vitla; varno držanje hloda na tleh med sečnjo, zanesljivo odpenjanje hloda na mestu razkladanja; možnost ločenega ali hkratnega odpenjanja več hlodov, pritrjenih na jeklenico gozdarskega vitla, vsi deli naprave za avtomatsko pripenjanje/odpenjanje na koncu vrvi vitla morajo biti zelo lahki; prva obremenitev hidravlične naprave naj bo neposredno na gozdarski vitel.