遙控技術(shù)及其在林業(yè)機械中的應(yīng)用

李榮斌

（廣西壯族自治區(qū)國有派陽山林場，廣西 崇左 532500）

引言

在傳統(tǒng)的半自動林業(yè)機械中的操作過程中，林業(yè)工作者的身體健康和勞動衛(wèi)生狀況不是很理想，因此在傳統(tǒng)的林業(yè)機械操作，林業(yè)工作者需要坐在相關(guān)的林業(yè)機械設(shè)備上，親自操作林業(yè)機械。這種操作技術(shù)完全依靠體力勞動的原始操作，比遙控技術(shù)要簡單得多，機械操作并不容易，如果員工有不當?shù)牟僮?，就可能對員工的生命安全埋下一些的隱患，作業(yè)中的林業(yè)機械故障可能會影響員工的健康生命安全是一種威脅，甚至可能導致工作人員受傷甚至死亡。然而，目前由于森林地區(qū)的地理環(huán)境和其他因素，將先進的遙控技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)產(chǎn)業(yè)變得越來越困難。林業(yè)界的機械操作仍處于半自動階段，同時遠程控制技術(shù)的理論得到了極大的完善，所以遙控技術(shù)在林業(yè)機械中的應(yīng)用有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1.遠程控制技術(shù)概述

遠程控制技術(shù)的實際含義是指使用先進的技術(shù)和設(shè)備對人員或物體進行遠程控制，遠距離控制和檢測是一種先進的現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)。遠程控制技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ畹娜魏蔚胤蕉伎梢钥吹?，例如家里的孩子們使用的最普通的電視遙控器、遙控玩具車等。這些遠程控制設(shè)備對受控對象執(zhí)行一系列測試，控制工作通過將自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合而實現(xiàn)。遠程控制技術(shù)在中國的許多行業(yè)和領(lǐng)域中被廣泛使用，特別是在航空航天領(lǐng)域，它能夠避免人員傷亡，提高工作效率，保障林業(yè)工人的健康和勞動衛(wèi)生，林業(yè)機械在原始機械化的基礎(chǔ)上向自動化發(fā)展以及林業(yè)機械的發(fā)展和完善是必然趨勢。集成電路和控制技術(shù)為林業(yè)機械自動化提供了強大的技術(shù)支持。

1.1 遠程控制系統(tǒng)的基本組成和分類

遠程控制是一種控制受控對象的技術(shù)，在遠處發(fā)送某種形式的信號，即實現(xiàn)對被控制對象的遠程控制。它通常用于操作員無法或很難到達受控對象的情況，其基本工作過程是控制信號由控制機構(gòu)產(chǎn)生，并通過傳輸通道傳輸?shù)奖豢貙ο?，從而產(chǎn)生相應(yīng)的控制效果。遠程控制系統(tǒng)根據(jù)控制命令的傳輸過程進行劃分，遠程控制可分為有線遠程控制和無線遙控器。有線遙控是指使用金屬線、光纖和其他導電導體作為傳輸介質(zhì)。無線遠程控制是指在無導線的空間傳輸中使用無線電、紅外光波、超聲波和其他載體。無線遙控系統(tǒng)主要包括以下幾類：①按照控制命令信號的載波，可以分為紅外遙控、超聲遙控和無線電遙控；②根據(jù)產(chǎn)生和區(qū)分不同命令信號的方法，可分為頻率編碼和脈沖編碼； ③根據(jù)通道數(shù)，可以分為單通道和多通道遙控器；④根據(jù)命令信號對被控對象的控制技術(shù)，可分為開關(guān)式和比例式遙控器。本文著重研究基于不同載波的遠程控制理論。

1.2 紅外線遙控器

紅外遙控器是指使用紅外光波（也稱為紅外線）來傳輸控制命令。紅外遙控器的特點及應(yīng)用范圍：紅外光波的波長小于無線電波的波長，不會干擾其他電器系統(tǒng)的正常運行，不會影響相鄰的無線電設(shè)備。另外，波長小于一點五納米的透明氣氛中的近紅外光的透射特性比可見光要好得多。紅外遙控控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、工作電壓低、功耗低、成本低、抗干燥的優(yōu)點。遙控距離通常是幾米到幾十米，適合短距離遙控器。另外，紅外線是不可見光，指向性強，不能穿越，它具有良好的隱蔽性和機密性，通常在安全設(shè)備中使用。進入21世紀以來，紅外技術(shù)已進入快速發(fā)展階段。近幾十年來，紅外技術(shù)正在興起，并已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。紅外線不能在障礙物周圍傳輸，而只能進行點對點的短距離傳輸。紅外遙控是將遙控命令加載到近紅外光中進行調(diào)制后傳輸，由于紅外發(fā)射設(shè)備和紅外接收設(shè)備的發(fā)光和輻射特性，傳輸載體是近紅外的接收光。另外，隨著近年來計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)在各個領(lǐng)域都發(fā)揮了作用， 同時，傳統(tǒng)的控制在單片機的驅(qū)動下也得到了迅速的發(fā)展。大多數(shù)傳統(tǒng)遙控器使用無線電遙控技術(shù)，但隨著科學技術(shù)的發(fā)展和紅外技術(shù)的成熟，紅外遙控已成為遠程控制的主要手段。近年來，遠程控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，家用電器和安全領(lǐng)域，并且在人們的日常生活中越來越廣泛地被使用。由于紅外線抗干擾能力強，紅外發(fā)射和接收范圍窄，安全性高，尤其在高風險，高輻射，高污染的環(huán)境中，使用紅外遙控技術(shù)可以起到很好的作用，紅外遙控器已被廣泛使用。

1.3 超聲波遙控器

頻率低于二十赫茲且高于兩千赫茲的聲波無法被人耳聽到。低于二十赫茲的聲波稱為次聲波，高于兩千赫茲的聲波稱為超聲波。超聲波遙控器指使用超聲波傳輸遙控器的控制命令。超聲波遙控器的特點和應(yīng)用范圍：超聲波是一種機械波，可以在氣體、液體和固體中傳播，傳播量：在空氣中的速度為三百四十米每秒，與光波和電磁波相似，該比率非常慢。超聲波具有以下特征：1）相對于可聽聲波，超聲波具有高頻率和短波長，并且其傳播是定向的，即傳播的能量相對集中， 超聲波只能在一個方向上發(fā)射。超聲波的振幅很小，加速度很大，因此，它可以產(chǎn)生更大的力。2）在兩種不同介質(zhì)的界面處，也可以檢測到超聲波存在折射和反射現(xiàn)象，它們也會在傳播過程中衰減，并在氣體中迅速衰減，傳輸距離短，液體和固體中的衰減慢，傳輸距離長。

2.遠程控制技術(shù)在林業(yè)機械中的應(yīng)用

2.1 遙控鏈鋸

遙控鏈鋸最早出現(xiàn)在二十世紀九十年代，遙控鏈鋸剛被使用開發(fā)時，是由電線控制的，需要電鋸框架的幫助，只有這樣，才能控制鏈鋸執(zhí)行命令并完成切割工作。當時研發(fā)的遠程電鋸只能用于砍伐樹木，不能用于其他功能，例如砍伐樹木，由于內(nèi)部程序的設(shè)置是固定的，因此不能用于樹枝切割等木材的制作，它可以像便攜式鏈鋸一樣靈活，并且可以根據(jù)操作員的意愿和技術(shù)水平隨意進行一系列工作，例如日志記錄和修剪。這種遙控鏈鋸的使用范圍和時間都受到限制，局限性很大。果然，經(jīng)過一段時間的使用后，新的鏈鋸將其替代了了。

2.2 遙控修枝機

遙控修枝機是一種移動機器，它被固定在行李箱上并由遙控器新型機器操作。遙控器修枝機的工作過程如下：發(fā)動機啟動后，操作員通過遙控器進行操作?？刂破靼粹o控制修枝機根據(jù)螺旋線在達到一定高度后沿樹干表面上升，然后，操作員通過遙控器按鈕控制機器上的鏈鋸切斷樹上的樹枝。到達 指定高度后，遙控器按鈕控制齒輪裝置改變方向，修枝機按下反向螺絲，沿著樹干走下去，以完成一個操作周期。

2.3 遙控打滑絞車

目前，國外使用的遙控打滑絞車主要用于小型的伐木集中作業(yè)。遙控單鼓絞車通過無線電啟動發(fā)動機并驅(qū)動卷盤上緊，只需一個人即可完成小范圍的集中操作，例如捆扎，解捻和絞車操作以及集中所有工作內(nèi)容。

2.4 遙控拖拉機

遙控林業(yè)拖拉機的設(shè)計和制造可確保安全操作和簡化操作，它由牽引機，作業(yè)機，發(fā)射器和接收器組成，可以通過遙控或騎行進行操作駕駛。拖拉機的無線電控制裝置采用微波，可以在一百米內(nèi)操作，在觀察林業(yè)狀況的同時，可以進行遙控操作。

總結(jié)

在林業(yè)機械運行中引入半自動遙控理論和技術(shù)對我國林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。目前，林業(yè)機械的效率已經(jīng)有了一定的提高，遙控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展不僅提高了林業(yè)機械的安全性能，而且還為林業(yè)工人的生活提供了安全保障，降低了林業(yè)機械運行中發(fā)生安全事故的風險發(fā)生率。因此，鑒于遠程控制技術(shù)為林業(yè)機械的運行帶來了很大的作用，考慮到中國林業(yè)機械的自動化水平需要不斷提高，我們應(yīng)該廣泛使用遠程控制技術(shù)和其他先進的科學手段加快中國林業(yè)機械的自動操作的轉(zhuǎn)型與發(fā)展。