CN108901437A - 树木注射机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种树木注射机，包括储药箱针头组件、药泵组件、泵药连接件、药泵压力缸、药进连接件、进针压力缸和夹紧装置，通过对各结构的优化设计，以压缩空气或者液压油为动力，气缸或液压缸为动力器件，实现机器在树干上可靠定位、快速稳定进针、药量的精准控制、快速稳定退针，各工序由计算机控制完成，自动化程度高。本发明的储药箱针头组件设有定向装置，保证针头的安装方向，且保证操作过程中针头方向不变，确保作业效果。本发明的储药箱针头组件的压力传感器和位置传感器的设计，实时监控作业过程中注射压力和针头位置的变化，预防和避免异常现象发生，提高设备操作的精准性和智能化水平。

Description

树木注射机

技术领域

本发明涉及树木病虫害防治及营养液注射设备领域，具体涉及一种将药液或营养液注入树木输导组织中的树木注射机。

背景技术

众所周知，在树木注射过程中，如想要将药液或营养液稳定有效地注入树木输导组织中，首先是针头必须能够快速、稳定的插入树木体内，而且在注药过程中针头（包括机器整体）必须保持稳定（不能产生晃动、承受外力）；其次是进药压力必须足够大并保持稳定；还有就是针头能够快速稳定的退出。现有的树木注射设施，多采用人工手动操作，操作步骤多、劳动强度大、工效低、可靠性差。中国专利号ZL95112833.7公开了一种树木注射机，为机械动力式注射设备，将动力转换机构、柱塞泵机构与进、退针机构全部集成一体，此种结构设计的树木注射机，在操作过程存在机器质量大难以把控、进针过程中冲击性大作业效果差等问题；中国专利号ZL201110169576.7的发明专利公开了一种树木注射机，其油箱、储药箱、汽油机、柱塞泵与动力转换系统组合在背架上，进退针冲击器、冲击换向操纵系统、注射针系统、传动控制操纵系统集成为手持操作系统，在操作过程中，也存在进针过程中冲击性大、进针和注药过程中针头的稳定性差、自动化程度低、注药量难以控制、作业效果差等问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种树木注射机，通过对结构的优化设计，以压缩空气或者液压油为动力，气缸或液压缸为动力器件，实现机器在树干上可靠定位、快速稳定进针、药量的精准控制、快速稳定退针，各工序由计算机控制完成，自动化程度高。

本发明通过以下技术方案实现：一种树木注射机，包括储药箱针头组件、药泵组件、泵药连接件、药泵压力缸、药进连接件、进针压力缸和夹紧装置，所述储药箱针头组件包括出药杆，所述出药杆与药泵组件装配连接；所述药泵组件包括药泵体，所述药泵体与泵药连接件连接，所述泵药连接件与药泵压力缸壳体固定连接；所述药泵组件包括药泵柱塞杆，所述药泵柱塞杆与药泵压力缸的活塞杆连接；所述药泵压力缸的无杆腔端面与药进连接件固定连接，所述药进连接件与进针压力缸的活塞杆连接；所述进针压力缸的有杆腔端面上固定有导向杆，该导向杆从进针压力缸有杆腔端面上引出，穿设药进连接件和夹紧装置，与支撑脚固定连接；所述进针压力缸的无杆腔端面与夹紧压力缸的无杆腔端面相对固设，所述夹紧压力缸与夹紧装置固定连接。

本发明进一步改进的技术方案是：所述夹紧装置包括夹紧绳、夹紧滑块、夹紧臂、拉力杆，所述夹紧滑块两端固定有吊钩，夹紧绳绕过树干后与吊钩扣接；所述夹紧臂与夹紧压力缸的活塞杆固定连接，所述拉力杆的两端分别穿设夹紧滑块和夹紧臂，并与夹紧滑块和夹紧臂固定连接。

本发明进一步改进的技术方案是：所述夹紧装置包括夹紧滑块、夹紧臂、拉力杆、横力臂，所述夹紧滑块位于树干的一侧，所述夹紧臂、拉力杆、横力臂位于树干的另一侧，且与储药箱针头组件位置对称；所述夹紧臂的一端与夹紧压力缸的活塞杆固定连接，另一端则与树干圆面接触；所述夹紧压力缸的有杆腔端面上还对称固定有横力臂，所述拉力杆的一端与横力臂固定连接，拉力杆另一端与夹紧滑块定位锁紧。

本发明更进一步改进的技术方案是：所述储药箱针头组件包括针头、针头箍、针头抱环、针头环套、出药杆，所述出药杆为腔体类零件，一端内腔与药泵组件的出药口圆柱体相配合，另一端内腔与内置针头的针头柱面相配合；所述针头箍穿设针头，其台阶面与针头台阶面贴合固定；所述针头抱环是沿直径方向一分为二的台阶型腔体，腔体内的各台阶面分别与出药杆、针头箍的台阶面卡合固定；所述针头抱环的外圆面上还套设有针头环套，该针头环套的外台阶面与出药杆的台阶面之间设有弹簧。

本发明更进一步改进的技术方案是：所述药泵组件包括药泵体、柱塞杆、单向阀，所述药泵体中部装配有进药环套，该进药环套以其内孔与药泵体外圆面之间实现过盈配合；所述进药环套内孔中部径向开设有半圆型环槽，该半圆型环槽与药泵体上开设的径向进药孔的位置相对应；所述进药环套活动连接有进药接头，所述进药接头中心孔与与半圆型环槽、径向进药孔连通；所述药泵体前部出药口内插入出药杆的内腔体中，其外圆面与出药杆的内腔孔相配合，并通过密封圈进行密封，其内孔设有单向阀，所述单向阀与出药杆内腔端面之间设有弹簧。

优化的是：所述储药箱针头组件还包括定向装置，为直角结构，其垂直体上设有由平面和圆弧面组成的腰型定位孔，所述腰型定位孔套合于出药杆外周面上，所述出药杆外周面上的平面和圆弧面分别与定向装置的平面和圆弧面相配合；所述定向装置的水平体上设有螺钉连接孔，其位置尺寸与泵药连接件的螺钉连接孔相适应。

更进一步优化的是：所述储药箱针头组件还包括压力传感器，所述压力传感器与出药杆中心出药腔连通。所述储药箱针头组件还包括位置传感器，所述位置传感器固定于定向装置上。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过对储药箱针头组件、药泵组件、泵药连接件、药泵压力缸、药进连接件、进针压力缸、夹紧装置以及导向杆等结构及连接方式的优化设计，以压缩空气或者液压油为动力，气缸或液压缸为动力器件，通过计算机控制，高效有序地完成夹紧、进针、泵药连续化操作，实现机器在树干上可靠定位、快速稳定进针、精准控制药量、快速稳定退针，减少进针过程中的冲击性，有效提高作业效果。

2、本发明的由夹紧绳、夹紧滑块、夹紧臂、拉力杆构成的夹紧装置，因夹紧臂的一端与夹紧压力缸的活塞杆固定连接，所以操作夹紧压力缸后，夹紧压力缸的活塞杆伸出，进而带动夹紧臂、拉力杆、夹紧滑块移动，使夹紧绳张紧，张紧力把整个机器固定在树干上。以压缩空气或者液压油为动力，使得本发明与树干的夹紧稳定可靠，维持时间长，保证进针和泵药过程的高效实施。

3、本发明的由夹紧滑块、夹紧臂、拉力杆、横力臂构成的夹紧装置，则是进一步优化的技术方案，与夹紧绳、夹紧滑块、夹紧臂、拉力杆构成的夹紧装置的技术方案相比，在保证同样作业效果的基础上，还因夹紧滑块与夹紧臂、拉力杆、横力臂分别位于树干的不同侧的方案设计，有效改善了设备重量集中在一侧不利于搬运、不方便操作的缺陷，提高了作业的便利性。

4、本发明的由针头、针头箍、针头抱环、针头环套、出药杆构成的储药箱针头组件，通过对结构的优化设计，不仅保证与药泵组件的稳定连接，还保证了针头安装和稳定性，特别是针头箍、针头抱环以及针头环套的结构设计，通过针头箍台阶面与针头台阶面贴合固定以及针头抱环腔体内的各台阶面分别与出药杆、针头箍的台阶面卡合固定，再加上针头环套对针头抱环的径向固定及与出药杆台阶面之间的弹簧设置，在对针头实施轴向和径向固定的同时，还方便针头的拆装、更换。

5、本发明的由药泵体、柱塞杆、单向阀构成的药泵组件，以及药泵体中部过盈装配的进药环套、与药泵体上的径向进药孔相对应的进药环套的半圆型环槽，通过对上述结构的优化设计，有效实现药泵组件与进针组件、进药接头、药泵压力缸的固定连接，保证泵药及进针动作的稳定性和可靠性。

6、本发明的储药箱针头组件的定向装置的设计，保证针头的安装方向，且保证操作过程中针头方向不得转动，节省调节时间，确保作业效果。

7、本发明的储药箱针头组件的压力传感器和位置传感器的设计，实时监控作业过程中注射压力和位置的变化，预防和避免异常现象发生，提高设备操作的精准性，智能化监测设备运行状态，减少故障率，减少维修和运行成本。

附图说明

图1为本发明技术方案一（夹紧装置方案一）的结构示意图。

图2为本发明技术方案二（夹紧装置方案二）的结构示意图。

图3为本发明的储药箱针头组件的结构示意图。

图4为本发明的药泵组件的结构示意图。

图5为本发明的储药箱针头组件的定向装置的剖视结构示意图。

图6为图5的P向视图。

图7为本发明出药杆的与定向装置连接处的截面图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明技术方案一的结构示意图，一种树木注射机，包括储药箱针头组件7、药泵组件8、泵药连接件9、药泵压力缸10、药进连接件11、进针压力缸12和夹紧装置（技术方案一），其中：

如图1、3所示，所述储药箱针头组件7包括针头71、针头箍72、针头抱环73、针头环套74、出药杆76，所述出药杆76为腔体类零件，一端内腔与药泵组件8的出药口圆柱体相配合，另一端内腔与内置针头71的针头柱面相配合；所述针头箍72穿设针头71，其台阶面与针头台阶面贴合固定；所述针头抱环73是沿直径方向一分为二的台阶型腔体，腔体内的各台阶面分别与出药杆76、针头箍72的台阶面卡合固定；所述针头抱环73的外圆面上还套设有针头环套74，该针头环套74的外台阶面与出药杆76的台阶面之间设有弹簧75。

进一步地，所述储药箱针头组件7还包括定向装置17，如图6、7所示，该定向装置17为直角结构，其垂直体上设有由平面171和圆弧面172组成的腰型定位孔，所述腰型定位孔套合于出药杆76外周面上，所述出药杆76外周面上的平面761和圆弧面762分别与定向装置17的平面171和圆弧面172相配合；所述定向装置17的水平体上设有螺钉连接孔173，其位置尺寸与泵药连接件9的螺钉连接孔相适应。

更进一步地，所述储药箱针头组件7还包括压力传感器18，压力传感器18与出药杆76中心出药腔连通。所述储药箱针头组件7还包括位置传感器19，所述位置传感器19固定于定向装置17上。

如图4所示，所述药泵组件8包括药泵体81、柱塞杆82、单向阀83，其中：所述药泵体81前部出药口内插入出药杆76的内腔体中，其外圆柱面与出药杆76的内腔孔相配合，并通过密封圈86进行密封，其内孔设有单向阀83，所述单向阀83与出药杆76内腔端面之间设有弹簧87；所述药泵体81中部外套有进药环套84，该进药环套84以其内孔与药泵体81外圆面之间实现过盈配合，所述进药环套84内孔中部径向开设有半圆型环槽841，该半圆型环槽841与药泵体81上开设的径向进药孔811的位置相对应；所述进药环套84活动连接有进药接头85，所述进药接头85与半圆型环槽841、径向进药孔811连通，储药箱中的药液通过进药接头85、半圆型环槽841、径向进药孔811进入到药泵组件8的柱塞杆腔体内；所述药泵体81后部通过螺纹旋入泵药连接件9的外壳内孔中，固定连接成一体；所述药泵体81内腔中设有药泵柱塞杆82，所述药泵柱塞杆82与药泵压力缸10的活塞杆连接。

如图1所示，所述药泵压力缸10的无杆腔端面与药进连接件11固定连接，所述药进连接件11与进针压力缸12的活塞杆连接；所述进针压力缸12的有杆腔端面上固定有导向杆5，该导向杆5从进针压力缸12有杆腔端面上引出，穿设药进连接件11和夹紧装置，与支撑脚4固定连接；所述进针压力缸12的无杆腔端面与夹紧压力缸13的无杆腔端面相对固设，所述夹紧压力缸13与夹紧装置固定连接。

如图1所示，所述夹紧装置的技术方案一包括夹紧绳2、夹紧滑块6、夹紧臂14、拉力杆15，所述夹紧滑块6两端固定有吊钩1，夹紧绳2绕过树干3后与吊钩1扣接；所述夹紧臂14与夹紧压力缸13的活塞杆固定连接，所述拉力杆15的两端分别穿设夹紧滑块6和夹紧臂14，并与夹紧滑块6和夹紧臂14固定连接。

本发明技术方案一的工作原理为：

使用时，支撑脚4与树干3接触，夹紧绳2置于树干3另一侧并绕过树干与夹紧滑块6上对称设置的两个吊钩1扣接，按下起动按键，夹紧压力缸13动作，活塞杆伸出，活塞杆带动夹紧臂14、拉力杆15、夹紧滑块6整体移动，使夹紧绳2张紧，张紧力将本发明机器牢牢固定在树干上；夹紧动作结束（压力缸保持压力），进针压力缸12动作，进针压力缸活塞杆带动药泵压力缸10、药泵组件8、储药箱针头组件7沿导向杆5前进，将针头插入树干，当树干表面与位置传感器19接触并发出信号，进针压力缸12停止动作（电磁阀中位锁定）；进针工序结束后，药泵压力缸10动作，活塞杆带动药泵柱塞杆82作往复运动，药泵柱塞杆82后移，前端的单向阀83在弹簧87、局部负压的共同作用下动作，前端出药口封闭，药泵柱塞杆82进一步后移，形成局部真空状态，当柱塞杆前端后退越过进药孔811时，封闭空间与进药接头85及储药箱连通，药液进入封闭空间实施进药；进药工序结束，药泵压力缸10反向动作，药泵柱塞杆82前移，当柱塞杆前端前移越过进药孔811时，药液被压缩，压力越来越大，当压力达到穿透树导组织时，药液进入树导组织参与树液循环、输导和扩散，达到消灭病虫害、树木补水、维量元素补充之目的；注药工序结束，进针压力缸12反向动作，把针头从树干中拨出，夹紧压力缸13反向动作，解除夹紧状态，一个工作循环结束。压力传感器18用于检测出药口压力，从而为机器是否有效工作进行检测、评判，当出口压力低于穿透树导组织压力时输出信号，提示机器故障。本发明的夹紧、进针、注药、退针、解除夹紧等工序全部由计算机控制，注药量可以预先设置、精确控制；由于进针、注药、退针等过程是在完全定位的情况下进行，因而针头在过程中处于稳定状态（不承受外力、不产生晃动），消除因针头晃动产生的泄漏，同时针头也不容易折断。

如图2所示，为本发明技术方案二的结构示意图，与技术方案一相比，技术方案二仅对技术方案一的夹紧装置进行了进一步地优化设计，所述夹紧装置技术方案二包括夹紧滑块6、夹紧臂14、拉力杆15、横力臂16，所述夹紧滑块6位于树干3的一侧，所述夹紧臂14、拉力杆15、横力臂16位于树干3的另一侧，且与储药箱针头组件7位置对称；所述夹紧臂14的一端与夹紧压力缸13的活塞杆固定连接，另一端则与树干3圆面相对；所述夹紧压力缸13的有杆腔端面上还对称固定有横力臂16，所述拉力杆15的一端与横力臂16固定连接，拉力杆15另一端与夹紧滑块6定位锁紧。

本发明技术方案二的工作原理与技术方案一相比，也仅是夹紧动作有所不同，其他进针、进药、注药、夹紧解除等动作原理相同，不作重复叙述。

本发明技术方案二的夹紧动作工作原理为：支撑脚4与树干3接触，按下起动按键，夹紧压力缸13动作，活塞杆伸出，活塞杆带动夹紧臂14前移、当夹紧臂14与树干3接触位移被限制，夹紧压力缸13的缸体、横力臂16、拉力杆15向后移动，由于拉力杆15与夹紧滑块6是定位锁紧状态，带动夹紧滑块6夹紧树干3，从而将本发明机器牢牢固定在树干上。本技术方案二在保证与技术方案一同样作业效果的基础上，因夹紧滑块与夹紧臂、拉力杆、横力臂分别位于树干的不同侧，有效改善了技术方案一的设备重量集中在一侧不利于搬运、不方便操作的缺陷，提高了作业的便利性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种树木注射机，其特征在于：包括储药箱针头组件（7）、药泵组件（8）、泵药连接件（9）、药泵压力缸（10）、药进连接件（11）、进针压力缸（12）和夹紧装置，所述储药箱针头组件（7）包括出药杆（76），所述出药杆（76）与药泵组件（8）装配连接；所述药泵组件（8）包括药泵体（81），所述药泵体（81）与泵药连接件（9）连接，所述泵药连接件（9）与药泵压力缸（10）壳体固定连接；所述药泵组件（8）包括药泵柱塞杆（82），所述药泵柱塞杆（82）与药泵压力缸（10）的活塞杆连接；所述药泵压力缸（10）的无杆腔端面与药进连接件（11）固定连接，所述药进连接件（11）与进针压力缸（12）的活塞杆连接；所述进针压力缸（12）的有杆腔端面上固定有导向杆（5），该导向杆（5）从进针压力缸（12）有杆腔端面上引出，穿设药进连接件（11）和夹紧装置，与支撑脚（4）固定连接；所述进针压力缸（12）的无杆腔端面与夹紧压力缸（13）的无杆腔端面相对固设，所述夹紧压力缸（13）与夹紧装置固定连接。

2.根据权利要求1所述的树木注射机，其特征在于：所述夹紧装置包括夹紧绳（2）、夹紧滑块（6）、夹紧臂（14）、拉力杆（15），所述夹紧滑块（6）两端固定有吊钩（1），夹紧绳（2）绕过树干（3）后与吊钩（1）扣接；所述夹紧臂（14）与夹紧压力缸（13）的活塞杆固定连接，所述拉力杆（15）的两端分别穿设夹紧滑块（6）和夹紧臂（14），并与夹紧滑块（6）和夹紧臂（14）固定连接。

3.根据权利要求1所述的树木注射机，其特征在于：所述夹紧装置包括夹紧滑块（6）、夹紧臂（14）、拉力杆（15）、横力臂（16），所述夹紧滑块（6）位于树干（3）的一侧，所述夹紧臂（14）、拉力杆（15）、横力臂（16）位于树干（3）的另一侧，且与储药箱针头组件（7）位置对称；所述夹紧臂（14）的一端与夹紧压力缸（13）的活塞杆固定连接，另一端则与树干（3）圆面接触；所述夹紧压力缸（13）的有杆腔端面上还对称固定有横力臂（16），所述拉力杆（15）的一端与横力臂（16）固定连接，拉力杆（15）另一端与夹紧滑块（6）定位锁紧。

4.根据权利要求1至3任一所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）包括针头（71）、针头箍（72）、针头抱环（73）、针头环套（74）、出药杆（76），所述出药杆（76）为腔体类零件，一端内腔与药泵组件（8）的出药口圆柱体相配合，另一端内腔与内置针头（71）的针头柱面相配合；所述针头箍（72）穿设针头（71），其台阶面与针头台阶面贴合固定；所述针头抱环（73）是沿直径方向一分为二的台阶型腔体，腔体内的各台阶面分别与出药杆（76）、针头箍（72）的台阶面卡合固定；所述针头抱环（73）的外圆面上还套设有针头环套（74），该针头环套（74）的外台阶面与出药杆（76）的台阶面之间设有弹簧（75）。

5.根据权利要求4所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）还包括定向装置（17），该定向装置（17）为直角结构，其垂直体上设有由平面（171）和圆弧面（172）组成的腰型定位孔，所述腰型定位孔套合于出药杆（76）外周面上，所述出药杆（76）外周面上的平面（761）和圆弧面（762）分别与定向装置（17）的平面（171）和圆弧面（172）相配合；所述定向装置（17）的水平体上设有螺钉连接孔（173），其位置尺寸与泵药连接件（9）的螺钉连接孔相适应。

6.根据权利要求5所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）还包括压力传感器（18），所述压力传感器（18）与出药杆（76）中心出药腔连通。

7.根据权利要求4所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）还包括压力传感器（18），所述压力传感器（18）与出药杆（76）中心出药腔连通。

8.根据权利要求4所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）还包括位置传感器（19），所述位置传感器（19）固定于定向装置（17）上。

9.根据权利要求5至7任一所述的树木注射机，其特征在于：所述储药箱针头组件（7）还包括位置传感器（19），所述位置传感器（19）固定于定向装置（17）上。

10.根据权利要求1至3任一所述的树木注射机，其特征在于：所述药泵组件（8）包括药泵体（81）、柱塞杆（82）、单向阀（83），所述药泵体（81）中部外套有进药环套（84），该进药环套（84）以其内孔与药泵体（81）外圆面之间实现过盈配合；所述进药环套（84）内孔中部径向开设有半圆型环槽（841），该半圆型环槽（841）与药泵体（81）上开设的径向进药孔（811）的位置相对应；所述进药环套（84）活动连接有进药接头（85），所述进药接头（85）中心孔与半圆型环槽（841）、径向进药孔（811）连通；所述药泵体（81）前部出药口插入出药杆（76）的内腔体中，其外圆柱面与出药杆（76）的内腔孔相配合，并通过密封圈（86）进行密封，其内孔设有单向阀（83），所述单向阀（83）与出药杆（76）内腔端面之间设有弹簧（87）。