CN114303695B - 一种林木用注射器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种林木用注射器，包括由第一半圆主体和可拆卸连接在第一半圆主体上的第二半圆主体组成的环形轨道、设在环形轨道上的移动平台、设在移动平台上的水平进给模组、均布在环形轨道上的至少三个驱动模组、设在水平进给模组上的转动座、中间部分固定在转动座上的钻头、第一端从钻头的非工作端伸入到钻头内部的通道、至少一个两端分别与钻头的外壁和通道连通的通孔以及设在水平进给模组上注入模组。本申请实施例公开的林木用注射器，通过自动化的钻孔与注射方式来提高树木的养护效率。

Description

一种林木用注射器

技术领域

本申请涉及农业技术领域，尤其是涉及一种林木用注射器。

背景技术

树木养护过程中，有一种方法是将少量药剂直接注入到树体内，来达到防治病虫危害、矫治缺素症等生理病害和调节植株生长发育等目的，药剂在几个小时之内会随着树液的流动很快遍及树木的枝、叶和根内。但是高空作业的危险性较高，人工注射的效率也比较慢。

发明内容

本申请实施例提供一种林木用注射器，通过自动化的钻孔与注射方式来提高树木的养护效率。

本申请实施例的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请实施例提供了一种林木用注射器，包括：

环形轨道，包括第一半圆主体和可拆卸连接在第一半圆主体上的第二半圆主体；

移动平台，设在环形轨道上，能够沿环形轨道滑动；

水平进给模组，设在移动平台上；

至少三个驱动模组，均布在环形轨道上，配置为驱动环形轨道沿自身轴线方向移动；

转动座，设在水平进给模组上；

钻头，中间部分固定在转动座上；

通道，第一端从钻头的非工作端伸入到钻头内部；

至少一个通孔，两端分别与钻头的外壁和通道连通；以及

注入模组，设在水平进给模组上，配置为向通道内注入气体和液体。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，驱动模组包括：

第一底座，设在环形轨道上；

调节电缸，设在第一底座上；

第二底座，固定在调节电缸的工作端上；

驱动轮组，设在第二底座上；以及

履带，绕设在驱动轮组上。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，驱动轮组的表面上设有弹性层，弹性层位于驱动轮组与履带之间。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，还包括设在第二底座上的距离传感器，距离传感器用于向调节电缸反馈检测数据，使履带提供足够的摩擦力。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，通孔与钻头外壁的连接处位于钻头上导向槽的内壁上。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，注入模组包括：

多向阀门，设在水平进给模组上，多向阀门具有两个输入端和一个输出端；

刚性管道，第一端与多向阀门的输出端连接，第二端伸入到通道内；

内环，固定在刚性管道的第二端处；

外环，与内环固定连接；

膨胀体，设在外环上，膨胀体与外环形成一密闭空间；以及

气孔，设在膨胀体上不与通道内壁贴合的部分上。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，膨胀体的外壁上设有网格状花纹。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中，还包括粘贴在膨胀体的圆环，圆环位于膨胀体上不与通道内壁贴合的部分上。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种林木用注射器的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种第一半圆主体和第二半圆主体的连接示意图。

图3是本申请实施例提供的一种转动座的结构示意图。

图4是本申请实施例提供的一种钻头的内部结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一种驱动模组的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的一种注入模组的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种的膨胀体上花纹的形状示意图。

图8是本申请实施例提供的一种控制器的结构示意框图。

图中，1、环形轨道，11、第一半圆主体，12、第二半圆主体，2、移动平台，3、水平进给模组，4、驱动模组，5、转动座，6、钻头，61、通道，62、通孔，7、注入模组，41、第一底座，42、调节电缸，43、第二底座，44、驱动轮组，45、履带，46、弹性层，47、距离传感器，51、底座，52、转动套，53、从动轮，54、电机，55、主动轮，71、多向阀门，72、刚性管道，73、内环，74、外环，75、膨胀体，76、气孔，77、圆环，8、控制器，801、CPU，802、RAM，803、ROM，804、系统总线。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

请参阅图1，为本申请实施例公开的一种林木用注射器，注射器由环形轨道1、移动平台2、水平进给模组3、驱动模组4、转动座5、钻头6和注入模组7等组成，具体的说，环形轨道1包括一个第一半圆主体11和一个第二半圆主体12，第一半圆主体11和第二半圆主体12的连接方式为可拆卸连接，这样在使用时，可以直接套在树干上。

请参阅图2，第一半圆主体11和第二半圆主体的外形与尺寸均相同，二者拼接在一起，能够组成一个收尾相连的环形并提供给移动平台2使用，移动平台2在环形轨道1上移动，会围绕着环形轨道1的轴线转动。

移动平台2设在环形轨道1上并能够在环形轨道1上移动，形成对树干周向上的全面覆盖。水平进给模组3设在移动平台2上，作用是带动转动座5、钻头6和注入模组7等向靠近和远离环形轨道1的轴线，或者说树干方向移动，实现在树干上打孔和注入药液的目的。靠近树干时，转动的钻头6会在树干上钻孔，钻头6停留在树干上的孔内时，钻头6上流出的药液会渗入到树干内，钻头6从树干上的孔退出后，一个完整的药液注射过程完成。

在一些可能的实现方式中，第一半圆主体11第二半圆主体12的连接方式为螺栓连接。

在一些可能的实现方式中，移动平台2上的滑块卡在环形轨道1上的滑槽内，安装在移动平台2上的驱动装置带动摩擦轮转动，摩擦轮抵接在环形轨道1上，通过摩擦力带动移动平台2在环形轨道1上滑动。

在一些可能的实现方式中，水平进给模组3可以使用线性模组。

请参阅图1，驱动模组4的数量为三个及以上，这些驱动模组4以环形轨道1的轴线为基准在环形轨道1上圆形阵列，驱动模组4的数量为三个时，相邻驱动模组4之间的夹角是120°，驱动模组4的数量为四个时，相邻驱动模组4之间的夹角是90°。

驱动模组4的作用是带动环形轨道1沿自身轴线方向移动，在实际的使用过程中，驱动模组4的作用是带动环形轨道1、移动平台2、水平进给模组3、转动座5、钻头6和注入模组7等组成沿着树干移动，形成对树干轴线方向上的全覆盖。

转动座5固定安装在水平进给模组3上，钻头6的中间部分固定在转动座5上，两端均从转动座5伸出。转动座5的作用是带动钻头6转动，在树干上钻孔。

请参阅图3，在一些可能的实现方式中，转动座5由固定安装在水平进给模组3上的底座51、与底座51转动连接的转动套52、固定安装在转动套52上的从动轮53、安装在水平进给模组3上的电机54和安装在电机54的转轴上的主动轮55组成，从动轮53与主动轮55啮合，电机54转动时，会通过主动轮55和从动轮53带动钻头6转动。

钻头6的中间部分位于转动套52内，转动套52的外壁上拧有螺丝，螺丝的顶端可以顶在钻头6上或者钻头6上的孔内，将钻头6固定在转动套52上。

请参阅图3，钻头6内部有一个通道61，并且，钻头6上设有至少一个通孔62，通孔62两端分别与钻头6的外壁和通道61连通，作用是将通道61内的气体或者液体导出。为了描述方便，将钻头6的两端分别称为工作端和非工作端，工作端就是钻头6上直接参与钻孔的一端。

通道61的一端为封闭端，另一端与钻头6的非工作端连通，为开放端。

注入模组7设置在水平进给模组3上，配置为向通道61内注入气体和液体，注入气体的作用是防止钻头6工作时通道61被堵塞，注入液体的作用是借助于钻头6在树干上形成的通道，向树干内部施药。

结合一个具体的过程，某棵树需要进行药剂注入时，工作人员首先将移动平台2安装到第一半圆主体11或者第二半圆主体12上，接着将第一半圆主体11和第二半圆主体12放置在树干的两侧并连接，最后使驱动模组4紧贴在树干上，完成前期的准备工作。

驱动模组4工作时，能够带动钻头6在竖直方向上移动；移动平台2在环形轨道1上移动时，能够带动钻头6围绕树干转动；水平进给模组3工作时，能够带动钻头6向靠近和远离树干的方向移动。三个移动相互配合，就可以实现在覆盖范围内任意位置处进行打孔和注射药剂。

整体而言，本申请实施例提供的林木用注射器，借助于机械化和自动化的方式，实现了对树木打孔与注射药剂的自动化，工作速度更快，使用也更加安全。使用过程中，工作人员仅需要站在树下并根据现场的实际情况进行打孔，就能够完成全部的药剂注射任务。

至于高处的画面，可以使用在移动平台2上加装摄像头的方式解决，摄像头将钻头前方的画面回传给工作人员手中的终端，工作人员根据终端上显示的画面来确定打孔位置和打孔深度等具体参数，当然，也可以根据画面对树木的健康状况进行初步判断。

请参阅图5，作为申请提供的林木用注射器的一种具体实施方式，驱动模组4由第一底座41、调节电缸42、第二底座43、驱动轮组44和履带45等组成，第一底座41固定安装在环形轨道1上，调节电缸42固定安装在第一底座41上，第二底座43固定在调节电缸42的工作端上。

调节电缸42动作时，第一底座41与第二底座43之间的距离增大或者减小。

驱动轮组44安装在第二底座43上，履带45绕设在驱动轮组44上，能够随着驱动轮组44的转动而滚动。履带45的作用是与树干直接接触，带动环形轨道1沿着树干移动。

在一些可能的实现方式中，驱动轮组44中的一个驱动轮使用轮毂电机。

在安装环形轨道1时，调节电缸42会同时动作，使得全部的履带45都能够压在树干上。

进一步地，在驱动轮组44的表面上增加了弹性层46，弹性层46位于驱动轮组44与履带45之间，能够起到有效的缓冲作用，使得履带45与树干的贴合更加紧密。

应理解，树干的表面是不平整的，也就意味着履带45在移动过程中，需要一定的缓冲量来应对不平整的树干表面，如果缓冲量由调节电缸42来提供，调节电缸42需要频繁的动作，并且由于履带45下方属于盲区，会出现因无法得到有效的反馈数据导致的调节效果降低。

增加了弹性层46后，弹性层46能够根据压力自动发生形变，提供更好的调节效果。

请参阅图5，作为申请提供的林木用注射器的一种具体实施方式，在第二底座43上加装了距离传感器47，距离传感器47的作用是向调节电缸42反馈检测数据，使履带45提供足够的摩擦力，使环形轨道1能够在树干上移动并停靠在树干上。

应理解，树干的直径并不是一成不变的，当树干的直径变小后，履带45就无法提供足够的摩擦力，因此需要调节电缸42根据实际位置处的树干直径进行伸长或者缩短，使得履带45能够始终压在树干上。

距离传感器47有以下两种形式，

第一种，非接触式距离传感器，使用红外线作为检测源进行距离检测；

第二种，接触式距离传感器，距离传感器47与树干之间存在物理接触，当距离传感器47的检测端的伸出长度发生变化时，调节电缸42会随着距离传感器47的反馈进行伸长或者缩短。

作为申请提供的林木用注射器的一种具体实施方式，通孔62与钻头6外壁的连接处位于钻头6上导向槽的内壁上，这样的目的是尽可能的降低通孔62发生堵塞的概率。

此处为了方便理解，将钻头6上的面分成钻头6的工作面和导向槽6的内壁两个部分，钻头6的工作面会直接与树干接触，切削下来的木屑通过导向槽6排出。导向槽6的内壁不与树干直接接触，因此通孔62如果位于钻头6上导向槽的内壁上，发生堵塞的概率更低，更有利于后期的药液注射。

请参阅图6，作为申请提供的林木用注射器的一种具体实施方式，注入模组7由多向阀门71、刚性管道72、内环73、外环74和膨胀体75等组成，具体而言，多向阀门71设置在水平进给模组3上，作用是将气体或者液体通过刚性管道72输送到钻头6内的通道61中。

多向阀门71具有两个输入端和一个输出端，两个输入端中的一个用于与气源连接，另一个输入端用于与液源连接，输出端与刚性管道72连接。

刚性管道72的第一端与多向阀门71的输出端连接，第二端伸入到通道61内，这样，多向阀门71中的气体或者液体就会通过刚性管道72流入到通道61内。

气体或者液体的流入由多向阀门71决定，钻头6钻孔时，流入通道61内的是气体，钻孔6完成后，流入通道61内的是液体。

内环73固定在刚性管道72的第二端处，外环74与内环73转动连接，能够在外力的作用下转动。膨胀体75固定在在外环74上，与外环74形成一密闭空间，此处可以将膨胀体75的形状看作是圆柱形，膨胀体75的一端是封闭端，另一端是开放端，膨胀体75的开放端固定在外环74上。

气孔76位于设在膨胀体75上不与通道61内壁贴合的部分上，作用是在膨胀体75发生膨胀后，流入到膨胀体75内的气体或者液体仍然能够流入到钻头6内的通道61中。

结合一个具体的过程，气体或者液体通过多向阀门71和刚性管道72流入到外环74与膨胀体75形成的密闭空间中，随着气体或者液体的不断流入，膨胀体75的体积增大，一部分膨胀体75开始贴合在通道61的内壁上，相当于对通道61的一端进行了封闭。

气体流入时，通道61内的气压增加，部分多余的气体能够从通孔62喷出，将试图进入到通道62内的木屑吹离。

液体流入时，通道61内的液压增加，从通孔62流出的液体在压力的驱动下进入到树干上的孔中，能够更好的渗入到树干中。

总体而言，借助于膨胀体75的体积增大，可以在通道61内部形成一个压力高于钻头6外部的区域，区域中的介质为气体时，能够避免通孔62被堵塞，保证后续的液体能够顺畅的从通孔62流出；区域中的介质为液体时，可以提高注入到树干内的药液的吸收效果。

请参阅图7，进一步地，膨胀体75的外壁上设有网格状花纹，网格状花纹的作用有两个，第一个是增加膨胀体75与通道62内壁间的摩擦力，避免二者出现相对滑动，第二个是提供更好的密封性。

应理解，网格状花纹意味着更大的形变，而这些形变能够对膨胀体75与通道62内壁间的缝隙进行更好的填充，提供更好的密封性。

请参阅图6，进一步地，在膨胀体75上粘贴了一个圆环77，圆环77位于膨胀体75上不与通道61内壁贴合的部分上，作用是限制膨胀体75上的变形区域，使得膨胀体75上靠近通道61内壁的部分能够优先发生形变并贴合在通道61的内壁上。

在一些可能的实现方式中，圆环77粘贴在膨胀体75的外侧面上。

水平进给模组3、驱动模组4、转动座5、注入模组7和距离传感器47可以使用控制器8进行控制，控制器8固定安装在环形轨道1或者移动平台2上，能够根据工作人员手中的遥控器下发的指令驱动水平进给模组3、驱动模组4、转动座5和注入模组7进行相应的动作。

至于距离传感器47反馈的数据，可以直接向调节电缸42的控制端反馈数据，也可以向控制器8反馈数据，然后由控制器8向调节电缸42的控制端下发相应的动作指令。

请参阅图7，应理解，控制器8可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述内容的程序执行的集成电路。控制器8主要有CPU801、RAM802、ROM803和系统总线804等组成，其中CPU801，RAM802和ROM803均连接在系统总线804上。

水平进给模组3、驱动模组4、转动座5和注入模组7均可以通过相应的控制电路连接在系统总线804上，以水平进给模组3为例，水平进给模组3中的动力元件是电机，电机的控制有通电、断电和正反转三个，通电和断电通过继电器实现，正反转通过换向器实现。

距离传感器47通过通讯电路连接在系统总线804上。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种林木用注射器，其特征在于，包括：

环形轨道(1)，包括第一半圆主体(11)和可拆卸连接在第一半圆主体(11)上的第二半圆主体(12)；

移动平台(2)，设在环形轨道(1)上，能够沿环形轨道(1)滑动；

水平进给模组(3)，设在移动平台(2)上；

至少三个驱动模组(4)，均布在环形轨道(1)上，配置为驱动环形轨道(1)沿自身轴线方向移动；

转动座(5)，设在水平进给模组(3)上；

钻头(6)，中间部分固定在转动座(5)上；

通道(61)，第一端从钻头(6)的非工作端伸入到钻头(6)内部；

至少一个通孔(62)，两端分别与钻头(6)的外壁和通道(61)连通；以及

注入模组(7)，设在水平进给模组(3)上，钻头(6)钻孔时注入模组(7)向钻头(6)内注入气体，给药时注入模组(7)向钻头(6)内注入液体。

2.根据权利要求1所述的一种林木用注射器，其特征在于，驱动模组(4)包括：

第一底座(41)，设在环形轨道(1)上；

调节电缸(42)，设在第一底座(41)上；

第二底座(43)，固定在调节电缸(42)的工作端上；

驱动轮组(44)，设在第二底座(43)上；以及

履带(45)，绕设在驱动轮组(44)上。

3.根据权利要求2所述的一种林木用注射器，其特征在于，驱动轮组(44)的表面上设有弹性层(46)，弹性层(46)位于驱动轮组(44)与履带(45)之间。

4.根据权利要求2或3所述的一种林木用注射器，其特征在于，还包括设在第二底座(43)上的距离传感器(47)，距离传感器(47)用于向调节电缸(42)反馈检测数据，使履带(45)提供足够的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的一种林木用注射器，其特征在于，通孔(62)与钻头(6)外壁的连接处位于钻头(6)上导向槽的内壁上。

6.根据权利要求1或5所述的一种林木用注射器，其特征在于，注入模组(7)包括：

多向阀门(71)，设在水平进给模组(3)上，多向阀门(71)具有两个输入端和一个输出端；

刚性管道(72)，第一端与多向阀门(71)的输出端连接，第二端伸入到通道(61)内；

内环(73)，固定在刚性管道(72)的第二端处；

外环(74)，与内环(73)固定连接；

膨胀体(75)，设在外环(74)上，膨胀体(75)与外环(74)形成一密闭空间；以及

气孔(76)，设在膨胀体(75)上不与通道(61)内壁贴合的部分上。

7.根据权利要求6所述的一种林木用注射器，其特征在于，膨胀体(75)的外壁上设有网格状花纹。

8.根据权利要求6所述的一种林木用注射器，其特征在于，还包括粘贴在膨胀体(75)的圆环(77)，圆环(77)位于膨胀体(75)上不与通道(61)内壁贴合的部分上。

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