Имитационная модель рабочего процесса манипулятора при удалении нежелательной растительности вместе с корневой системой в лесных насаждениях

Одной из актуальных проблем, возникающих при выращивании долговременных лесных культур, является проблема своевременного и качественного выполнения их осветлений. Срезание или вырубание нежелательной древесно-кустарниковой поросли ручным или механизированным способом зачастую приводит к продолжению существования удаляемой растительности. Одним из способов уничтожения нежелательной растительности, обеспечивающим невозобновление её произрастания на очищаемой территории, является способ удаления нежелательной поросли вместе с корневой системой, осуществляемый, например, путём воздействия на неё рабочего органа, закреплённого на конце стрелы манипулятора многофункциональной машины. С учётом ранее полученных авторами статьи результатов по моделированию сферического рабочего пространства машин с манипуляторными установками авторы в данной статье, с целью определения оптимальных значений конструктивных и технологических параметров манипулятора с размещённым на его конце рабочим органом, разработали математическую модель процесса воздействия указанных технических средств на нежелательную поросль, обеспечивающую высокие характеристики производительности и качества работы как самого манипулятора, так и рабочего органа. Выполненное в данном исследовании моделирование было основано в целом на методах классической механики. Для обоснования кинематических параметров манипулятора и рабочего органа авторами разработан ряд расчётных схем с указанием положений выдернутой поросли в нескольких системах координат, в том числе координат характерных точек нежелательной поросли с обоснованием особенностей их принятия, указаны точки приложения внешних сил (движущих моментов и моментов сопротивления движению, сил тяжести элементов манипулятора), действующих на манипулятор и рабочий орган. Авторами составлен ряд дифференциальных уравнений движения элементов манипулятора (платформы, поворотной стойки, корпуса и штока), зависящих от времени, приведён график рабочего процесса манипулятора с указанием начальных параметров и номинальных значений перемещений. На основании разработанной математической модели для ряда начальных условий рассчитаны траектории и построены графики движения характерных точек манипулятора и поросли, показаны направления дальнейшего применения найденных управляющих воздействий