Математическая модель динамических режимов гидроманипулятора при удалении нежелательной растительности с корнем в молодых лесонасаждениях

При выращивании полноценных и долговременных лесных культур к одному из мероприятий по уходу за искусственно воспроизводимым лесом относится организация и выполнение работ по его осветлению. Срезание или вырубание нежелательной древесно-кустарниковой поросли ручным или механизированным способом зачастую приводит к её возобновлению ввиду оставшихся в почве корней. Одним из перспективных способов механизированного осветления лесных культур, обеспечивающим невозобновление произрастания нежелательной растительности 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 траекторий движения характерных точек звеньев манипулятора и крайних точек выдернутой поросли, авторы в данной статье, с целью определения оптимальных значений конструктивных и технологических параметров манипулятора с размещённым на его конце рабочим органом, разработали математическую модель, учитывающую ряд динамических режимов воздействия указанных технических средств на нежелательную поросль. Выполненное в данном исследовании моделирование было основано в целом на методах классической механики. Для обоснования динамических параметров манипулятора и рабочего органа авторами разработан ряд расчётных схем с указанием координат расположения центров тяжести элементов манипулятора, действующих внешних сил (в том числе, движущих моментов и моментов сопротивления, а также сил трения и сил тяжести). Авторами составлен ряд дифференциальных уравнений движения элементов манипулятора, зависящих от времени, показаны зависимости для моментов инерции данных элементов, создана имитационная модель манипулятора при его воздействии на поросль в среде динамического моделирования сложных технических систем. На основании разработанной математической модели для ряда начальных условий рассчитаны массовые характеристики звеньев манипулятора, построен ряд графиков динамического воздействия на элементы манипулятора, сделаны выводы и определены направления дальнейшего применения полученной имитационной модели.