我國(guó)是一個(gè)少林的國(guó)家，森林覆蓋率僅為13.92%，在世界各國(guó)中排120位。我國(guó)人均森林蓄積量為9.8立方米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界林業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家水平。為克服我國(guó)的森林資源危機(jī)，改進(jìn)森林資源利用，充分發(fā)揮林地效益，其重要途徑是：一、充分利用森林采伐剩余物；二、培育優(yōu)質(zhì)工業(yè)用材林。
 
    伐根機(jī)器人
 

圖1 伐根機(jī)器人

    在采伐剩余物中，伐根占有相當(dāng)大的比重。伐區(qū)的伐根蓄積量很大，用途廣（伐根可用于硫酸鹽紙漿生產(chǎn)，微生物工業(yè)和制造木塑料等）。將伐根取出利用，經(jīng)濟(jì)效益極為可觀。伐根清除后的林地易于人工更新造林，并可以清除繁殖在伐根上損害樹(shù)木的病蟲(chóng)害和真菌。在我國(guó)原始林區(qū)和人工林中，伐根清理很少，一般留在采伐跡地任其腐朽，所以伐根清理是高效地利用伐區(qū)剩余物和伐區(qū)跡地更新造林的關(guān)鍵。

    目前，在我國(guó)伐根清理中應(yīng)用的各種方式、方法都存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)安全性差，作業(yè)效率、經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境生態(tài)效益差等問(wèn)題。國(guó)外的伐根清理機(jī)械共同特點(diǎn)是功率大但價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)無(wú)法引進(jìn)推廣。為了解決這個(gè)問(wèn)題，針對(duì)國(guó)內(nèi)外伐根清根機(jī)械的情況，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和林情，東北林業(yè)大學(xué)研制了一種先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用、效率高、對(duì)地表破壞程度小、伐根收集率高、清除伐根程度符合森林更新要求、對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染的智能型伐根清理機(jī)器人。使用智能伐根清理機(jī)器人，在一個(gè)停靠位置，即清理周?chē)霃?m范圍內(nèi)的伐根，是人工挖根的50多倍。同時(shí)地表坑徑小利于造林，減少了采伐跡地水土流失，減輕了勞動(dòng)程度，保證安全作業(yè)，有顯著經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。

    智能型伐根清理機(jī)器人主要由行走機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。其中機(jī)械手安裝在具有行走功能的回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，由回轉(zhuǎn)盤(pán)、大臂、小臂和旋切提拔裝置組成。為能實(shí)現(xiàn)在各種不同坡度、地型進(jìn)行清理伐根，機(jī)械手具有六個(gè)自由度。旋切提拔裝置由萬(wàn)能切刀、提拔筒、四爪抓取機(jī)構(gòu)等組成，在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)各種俯仰、旋轉(zhuǎn)、抓取。該機(jī)器人的駕駛室內(nèi)利用攝像鏡頭和顯示器組成實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)作業(yè)目標(biāo)進(jìn)行搜索，操作人員可以在機(jī)器人駕駛室內(nèi)即可進(jìn)行伐根清理作業(yè)。

    使用智能型伐根機(jī)器人促進(jìn)人工更新造林保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有現(xiàn)實(shí)的意義和實(shí)用價(jià)值，該機(jī)器人在林業(yè)生產(chǎn)，城市建設(shè)綠化，輸變電線(xiàn)路改造與建設(shè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。