Bakgrund
I vanliga fall är arbetsbelysningen hos skogsmaskiner placerad på maskinens tak eller chassi. Det ger god allmänbelysning runt maskinen, men kan vara otillräcklig vid vissa arbetsmoment, då delar av maskinen eller redskapet är i vägen och skuggar arbetsområdet.
Skogforsk genomförde under våren 2012 ett test där LED-lampor placerades i såglådan hos aggregatet på en skördare. Den extra belysningen togs emot mycket positivt av de förare som provade den, och maskintillverkaren Ponsse har i dag lampor för montering i såglådan i sitt produktsortiment. De positiva erfarenheterna motiverade fortsatta studier av fler tillämpningar där arbetsbelysningen kan förbättras, främst genom att utnyttja de möjligheter som LED-lampor ger med avseende på placering.
Även jordbruksmaskiner
För att bredda undersökningen av möjliga tillämpningar inkluderades JTI, Institutet för jordbruks- och miljöteknik, i projektet för att även omfatta jordbruket. I skogsbruket var skotaren ännu inte undersökt och fler tillämpningar fanns möjligtvis på skördaren.
Målet var att förbättra belysningen för att bidra till förbättrad arbetsmiljö och säkerhet för maskinoperatörer samt högre kvalitet och produktivitet vid arbete i jord- och skogsbruk.
Studiens syfte var att inventera möjliga tillämpningar av distribuerad arbetsbelysning för maskiner i jord- och skogsbruk. En enklare utvärdering gjordes genom att dokumentera användarupplevelser. Syftet var också att ge underlag för mera omfattande studier i de tillämpningar som kunde identifieras.
Flyttbara lampor
Genom att använda lampor som tillfälligt kan fästas med en magnetisk fot och drivas med ett batteri var det möjligt att på ett rationellt sätt placera lamporna på en mängd olika platser på maskinerna. Lamporna satt stabilt nog för att det skulle vara möjligt att använda dem i drift i de flesta situationer. På så sätt kunde utvärdering av olika idéer till förbättring av belysningen göras. Lampor med olika ljusbild och ljusstyrka fanns tillgängliga. Dimrar användes för att justera ljusstyrkan på lamporna.
Resultat och diskussion
För skogsbrukstillämpningarna genomfördes testerna på två maskiner; en Komatsu 941 skördare och en Komatsu 895 skotare. Under rubrikerna nedan beskrivs de lampmontage som ansågs lyckade och vilka positiva effekter de ansågs ha. Möjligheter till potential till påverkan på arbetet samt implementering tas upp i diskussionsavsnittet.
Skördare
Extra armaturer monterade på utskjutet
På skördaren monterades två armaturer (900 lumen med spridningsvinkel 40 grader vardera) längst ut på utskjutet, en på höger och en på vänster sida. De var riktade snett framåt och nedåt, så att den ena ljuskäglan tog vid där den andra slutade. Sammanlagt var en vinkel på ca 80 grader framför kranen belyst av lamporna. En armatur monterades också i såglådan.
Figur 1. LED öppnar nya möjligheter för belysning på arbetsmaskiner, t.ex. i och runt aggregatet.
Målet är att ge bättre förutsättningar för ansättningen genom att trädet som ska fällas framträder bättre visuellt och är starkare belyst än aggregatet. Då blir det lättare se och genomföra ansättningen av aggregatet.
I dagsläget är all belysning placerad antingen på hytt-taket, längre upp på kranen eller på basmaskinen. Det leder till att aggregatet, som befinner sig närmare armaturerna, blir mer belyst än trädet. Aggregat är dessutom ofta målade i ljusa färger och har delar av blank metall, medan träden är mattare och mörkare. Det innebär att aggregatet kommer att reflektera mer ljus än träden, med risk för bländningseffekter.
Med lampor längst ut på utskjutet uppfattades stammen tydligare. Speciellt märktes det genom att stammen syntes mellan matarvalsarna och övriga delar på aggregatet.
Diskussion
Belysningssituationen för skördaren är ganska god med den ordinarie belysningen. Men aggregatet reflekterar mycket ljus, medan träden reflekterar relativt lite och därmed framstår som mörka. De extra armaturer som monterades i änden av utskjutet innebar extra ljus på träden och förbättrade förhållandet.
Ett eventuellt problem skulle kunna vara att trädet blir för ljust när aggregatet är väldigt nära. Men det upplevdes inte som ett problem med de armaturer och träd som testades i denna studie.
Förutsättningarna för att placera armaturer längst ut på utskjutet på skördarkranen är goda. Placeringen innebär att de kommer att vara utsatta för mekanisk påverkan från trädet. Det skulle därför vara nödvändigt att antingen omgärda dem med ett skydd eller bygga in dem i utskjutet.
Den låga belysningsstyrka som behövs medför att nödvändiga armaturer har en liten storlek. Det bör därför gå att hitta en smidig lösning för inbyggnad och placering som inte hämmar sikt eller andra förutsättningar för arbetet. Eftersom aggregatet är försett med ström bör det heller inte vara något problem att försörja lamporna på utskjutet.
Förväntade fördelar är en underlättad ansättning och en förbättring av den redan goda ljusmiljön.
Skotare
Extra armaturer på utskjut och i gripen
På skotaren monterades två armaturer (900 lumen, med spridningsvinkel 40 grader) längst ut på utskjutets ovan- och undersida för att belysa området bortom och hitom gripen. Två armaturer monterades i gripen, riktade rakt nedåt (500 lumen, spridningsvinkel 60 grader).
Figur 2. Bilden visar ljusbilden från armaturerna monterade på änden av utskjutet och i gripen.
Målet var att lättare kunna gripa virke på marken. Det innebär samtidigt att det aktuella arbetsområdet blir det ljusaste området i synfältet, vilket bör gynna förarens arbete.
Om i stället andra områden än arbetsområdet är starkare belysta dras blicken dit, vilket leder till en ansträngande ljusmiljö. Att lamporna sitter placerade ute vid arbetsredskapet bör underlätta, speciellt i gallring då kvarstående träd kan skymma ljuset från den centralt placerade arbetsbelysningen.
Men det är viktigt att skillnaderna i ljusstyrka inte är alltför stora. Föraren planerar kontinuerligt nästa moment i arbetet och tittar då ofta mot det område dit kranen och gripen strax ska förflyttas. Det området behöver också vara belyst med en styrka inte alltför mycket svagare än den runt själva redskapet.
Alternativ belysning av skotarens lastutrymme och grind
För belysning av lastutrymmet har maskinen som ordinarie belysning två arbetsstrålkastare (3 000 lumen) med bred ljusbild monterade på hytt-taket och riktade rakt bakåt. Dessutom sitter en likadan strålkastare monterad på var sida av kranen, vid övergången mellan kranpelaren och huvudarmen, som belyser lastutrymmet när kranen har den riktningen.
Intrycket av den ordinarie belysningen är att grinden och kranpelaren är starkt belysta (Figur 3). Grinden är målad i en relativt blank färg som reflekterar mycket av ljuset från armaturerna på taket. Också kranpelaren reflekterar mycket ljus, framför allt från hydraulkopplingarna. Grinden och kranpelaren är så ljusa att det upplevs ansträngande att se. Därmed är det svårt att tydligt urskilja lastutrymmet bakom dem.
Figur 3. Ordinarie beslysning från hyttaket.
Med de ordinarie lamporna på taket ersatta av två betydligt svagare lampor minskade de störande reflexerna betydligt. Lastutrymmet belystes av extra lampor som monterats på kranen (Figur 4) och ljussituationen upplevdes som mycket behaglig. Det gick utan problem att se lastutrymmet genom grinden samtidigt som föraren fick en bra uppfattning av grindens bredd.
Figur 4. Lastutrymmet belyst av lampor på kranen. Två svaga lampor på hyttaket belyser grinden.
Den ordinarie belysningen av området kring gripen är god vid skotning i föryngringsavverkning. I gallring är situationen betydligt mer komplicerad. Att kvarstående träd träffas av ljuset ger föraren problem. Dels når mindre ljus fram till arbetsområdet, dels störs sikten av de belysta kvarstående träden. Armaturer monterade långt ut på gripen kan då avsevärt förbättra ljusmiljön, eventuellt i kombination med svagare ljus från kranen och basmaskinen.
Men förutsättningarna för placering av armaturer längst ut på utskjutet är dåliga av flera anledningar. På grund av att vipparmens vinkel relativt marken varierar kraftigt med arbetsavståndet från maskinen, kommer också ljusriktningen från armaturerna att variera. För att de ska belysa området kring gripen i varje läge bör de automatiskt kunna vinklas i förhållande till vipparmens vinkel. Armaturer monterade på eller inne i gripen löser visserligen ovanstående problem. De skulle alltid ha samma riktning relativt gripen.
Utrymmet att placera lamporna är dock litet och de skulle behöva bättre skydd mot mekanisk påverkan. Det finns normalt ingen ström ut till gripen eller utskjutet på kranen på en skotare. Att dra ström till utskjutet skulle kunna göras inuti en extra hydraulslang på samma sätt som på skördaren. Men för att försörja lampor monterade på gripen skulle det dessutom behövas en roterande elektrisk kontakt för att kunna behålla gripens rotatorfunktion fullt ut.
Ett alternativ till de armaturplaceringar som provades skulle kunna vara att placera en armatur på undersidan av vipparmen innan utskjutet. Det skulle innebära att belysningen alltid skulle vara riktad mot gripen oavsett vipparmens riktning och i viss mån undviks att den skyms av t.ex. kvarstående träd i gallring.
Fördelarna med en lyckad implementering skulle vara bättre sikt vid gripning av virke på marken. Nyttan varierar troligen: från att vara ganska liten vid föryngringsavverkningar till att vara mycket stor vid skotning i täta gallringar.
Skotarens grind och lastutrymme
Den ordinarie belysningen, som sitter monterad på taket och är riktad bakåt mot lastutrymmet, gav upphov till starka reflexer från grinden och kranpelaren. Belysningssituationen har troligen en negativ påverkan vid allt lastnings- och lossningsarbete i mörker.
När takbelysningen ersattes med betydligt svagare ljus, samtidigt som belysningen av lastutrymmet kompenserades med en armatur monterad på huvudarmens undersida, blev situationen betydligt bättre. De störande reflexerna från grind och kranpelare försvann och lastutrymmet framträdde tydligt.
En brist i den nya belysningssituationen var att belysningen av lastutrymmet var helt beroende av armaturer som var monterade på kranen och endast belyste lastutrymmet när kranen var över det eller i närheten. Skotarförare har behov av att se lastutrymmet även i andra situationer. Det skulle därför vara bra om lastutrymmet kunde belysas av fast monterade armaturer, t.ex. på grinden, eller att armaturer på huvudarmen var riktade så att de gav en så bred ljusbild att de belyste lastutrymmet under större delen av krancykeln.
Fördelarna med den alternativa belysningen av grinden och lastutrymmet bedömdes vara mycket stora. Den ordinarie belysningen gav stora negativa effekter för föraren i form av reflexer från grinden och kranpelaren. Den alternativa belysningen bör också underlätta arbetet både vid lastning och avlastning. Eftersom all sikt förbättras i området bortom grinden, förbättras också sikten vid backning av maskinen.
