CN116322305A - 植物注入装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将液体注入到植物中的装置包括：可变容积定量腔室(30)，所述可变容积定量腔室具有设置在所述腔室(30)内的柱塞(55)以及腔室入口(35)和出口(40)，所述入口(35)和出口(40)与所述腔室(30)的公共容积流体连通。所述装置还包括马达(45)和处理器(70)。所述马达(45)被配置为驱动所述活塞(55)柱塞(55)的移动，从而引起所述腔室(30)中的容积变化。所述处理器(70)被配置为通过产生向所述马达(45)提供能量的多个功率脉冲(100)来控制所述马达(45)的电压和功率(100)；通过监测所述马达(45)电流或所述马达(45)的转数来识别在注入操作期间从所述出口(40)排出的所述液体的压力变化；并且响应于所述识别的压力变化而改变脉冲力以控制从所述出口(40)排出的所述液体的压力。

Description

植物注入装置和方法

技术领域

本披露内容总体上涉及用于通过注入液体组合物来治疗包括树木和棕榈树的植物以及这些植物的任何部分(比如果实)的装置和方法。

背景技术

已例如在WO2012114197、US8726567、WO14060630、WO15110535、WO15187920和WO20021041中描述了用于通过注入液体组合物来治疗包括树木和棕榈树的植物的装置和方法。同样地，已例如在WO15112027中描述了一种用于准确地分配一定剂量的流体的装置。然而，装置具体地适于向动物分配流体药物。

例如，树木栽培家可以通过用插塞密封的钻孔利用压力将液体组合物(比如杀虫剂、生长调节剂、生物刺激剂、增强产品、营养产品和/或肥料)注入到比如树木和棕榈树等植物的边材中。在已知方法之一中，测量树木的树干或茎的胸高(DBH)直径以确定适当的剂量和钻孔数量。典型地，这些钻孔是在形成钻孔之后由插塞密封的。然后，在压力(通常为2至4巴，取决于植物物种)下经由一个或多个钻孔将液体组合物注入到树木中。

当由于独特的树木生长特性和环境条件而遇到注入阻力时，常规恒压注入方法就会出现一个问题。注入阻力或背压条件可能增加物理损坏树木的树皮和/或边材的风险，或导致液体飞溅回来，这可能降低操作者安全性和卫生。

US8726567描述了一种包括在气缸内滑动的活塞的手持式树木注入设备，其中，电子压力传感器位于活塞头部中。压力传感器将信息传送到机载CPU以调整机动齿轮组件和活塞组合的移动以遵循预编程的压力曲线。该设备非常依赖于连续压力传感器准确性以及压力信息与活塞移动的相关性以确保正确的注入压力。

持续需要可以在注入操作期间适于在推荐注入压力下输送目标剂量而不需要机载压力传感器的植物注入装置和方法。

发明内容

提供了一种用于将液体注入到植物中的装置，该装置包括：可变容积定量腔室，该可变容积定量腔室具有设置在该腔室内的柱塞以及腔室入口和出口，该入口和该出口与该腔室的公共容积流体连通。该柱塞(或活塞)沿着公共纵向轴线相对于该腔室在线性方向上平移。该装置还包括电源和电动马达，该电动马达被配置为经由螺纹轴驱动该柱塞的平移移动，从而引起该腔室中的容积变化。因此，基于通过马达使柱塞沿着公共轴线平移的方向，液体交替地经由入口被接收到腔室中或经由出口从腔室排出。该装置还包括扳机。

该装置进一步包括与该电源、该电动马达和该扳机通信的处理器(或控制器)。例如，该处理器被配置为通过监测马达电流或该马达的转数来识别在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力变化。例如，在给定时间内马达每转一圈的步数(步计数)以及将该步数与目标步计数进行比较可以用于这个目的。该处理器还被配置为通过产生用于使该马达通电的多个功率脉冲(脉冲力)来控制该马达的电压并且控制该马达的功率。该处理器还可以响应于该识别的压力变化而改变该脉冲力以控制在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力。在一个实施例中，处理器响应于步计数的变化而改变马达的这些功率脉冲之间的时间(关断时间)，其中，目标步计数与期望的出口压力相关。脉冲之间的时间用于控制在给定时间内的步计数并且因此优化在注入操作期间从出口排出的液体的压力。

在另一实施例中，由电压和/或电流、关断时间和脉冲的长度定义的脉冲力通过维持脉冲之间的时间(关断时间)并且通过改变电压、电流(安培)和/或脉冲时间来改变以控制出口排出压力。

在注入操作期间从出口排出的液体的压力可以被控制以维持预定注入压力。

一旦被致动，装置便通过出口并且经由在树木注入棒或喷枪的尖端处的排出喷嘴将计量的剂量容积通过注入输送到目标植物中，该排出喷嘴与植物中的适当钻孔接合并且具有可选插塞。在一个实施例中，插塞可以定位在棒或喷枪的尖端上，并且注入器可以朝向植物、比如树干中的钻孔被推动，以便使用这样的棒或喷枪将插塞引入并安装在钻孔中。更具体地，插塞可以在将插塞引入到钻孔中以及将插塞安装在钻孔内期间可释放地安装在棒的喷嘴的尖端上。

处理器改变马达脉冲之间的时间(关断时间)以维持目标注入压力同时输送选定剂量容积。这是有利的，因为例如可以在没有压力传感器的情况下在注入操作期间与目标压力一致地动态调整和/或维持注入压力。如果例如以比预期慢的速率将液体注入到树木中，并且因此积聚背压，则可以增加关断时间以维持目标注入压力。而且，选定剂量容积可以与和特定注入操作相关联的总步计数相关。在完成注入之后，处理器使柱塞平移以自动用来自液体产品供应器的液体再填充剂量腔室，该液体产品供应器经由入口附接到装置。

本发明系统可以与任何数量的已知树木注入方案一起使用，其中，钻孔是在注入器侧上用紧密密封插塞或用适配器密封的；并且在低压力(比如1至5巴)下注入液体组合物。合适的方案可以是使用具有或不具有注入针的注入枪和/或使用或不使用注入插塞的方案。优选地，棒喷嘴的尖端是无针的并且使用插塞(取决于植物物种以及使用棒还是喷枪)。适当方案将取决于包括喷嘴尖端、树木物种、目标(昆虫、线虫、疾病、非生物胁迫、营养等)、注入液体组合物成分和/或速度、所需剂量容积和注入压力的各种因素。剂量速率是基于胸高(DBH)处的树干直径，该树干直径可以用侧径规测量或依据周长除以3.14(Pi)来计算。

本发明系统的优点是，它适用于许多植物物种，包括裸子植物(针叶树；软木树)和被子植物双子叶植物(阔叶树；硬木树)以及比如棕榈树等被子植物单子叶植物。(棕榈树并未被严格归类为树木，尽管它们通常包括在树干注入中。)

编码器可以安装在马达上以记录马达旋转。马达每转一圈，编码器就可以输出设定的步数。处理器可以被配置为对来自编码器的步数进行计数。处理器可以被配置为将给定时间内的计数的步数与给定时间内的目标步数进行比较以识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化。处理器还可以从编码器接收给定时间内的计数的步数以测量定量腔室的可变容积。

形成期望出口压力与目标步计数(给定时间内的步数)之间的相关性并且将该相关性存储在处理器存储器中。目标步计数与计数的步数之间的计算差可以用于在比如查找表等存储的数据中查找要应用到关断时间的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且增益可以由处理器应用到关断时间，以改变马达的功率脉冲之间的时间。这是有利的，因为然后可以在注入操作期间动态地控制所注入流体的压力而不需要位于装置中的压力传感器。

当装置包括编码器时，还可以形成期望出口压力与其他脉冲力参数之间的相关性并且将该相关性存储在处理器存储器中。

提供了用于在具有编码器的情况下控制脉冲力的根据本发明的实施例，如下文所阐述的。在这些实施例中可以变化的脉冲力参数选自关断时间、脉冲时间、电压和电流。

在一个实施例中，处理器通过改变脉冲时间同时维持电压和关断时间并且测量编码器步来控制脉冲力。

在另一实施例中，处理器通过改变电流同时维持脉冲时间、电压和关断时间并且测量编码器步来控制脉冲力。

在进一步实施例中，处理器通过改变电压同时维持脉冲时间和关断时间并且测量编码器步来控制脉冲力。

在优选实施例中，处理器通过改变关断时间同时维持电压和脉冲时间并且测量编码器步来控制脉冲力。

替代性地，处理器可以通过将马达电流的测量值与马达电流的预定值进行比较来识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化。

马达电流的预定值与马达电流的测量值之间的计算差可以用于在比如查找表等存储的数据中查找要应用到关断时间的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且增益可以由处理器应用到关断时间，以改变马达的功率脉冲之间的时间。同样地，这个配置是有利的，因为可以动态地控制所注入流体的压力而不需要位于装置中的压力传感器，并且可以在不需要编码器对马达每转一圈的步数进行计数的情况下监测马达输出。

同样地，当装置不包括编码器时，还可以形成期望出口压力与其他脉冲力参数之间的相关性并且将该相关性存储在处理器存储器中。

提供了用于在没有编码器的情况下控制脉冲力的根据本发明的实施例，如下文所阐述的。在这些实施例中可以变化的脉冲力参数选自关断时间、脉冲时间和电压。

在一个实施例中，处理器通过改变脉冲时间同时维持电压和关断时间并且测量电流来控制脉冲力。

在另一实施例中，处理器通过改变电压同时维持脉冲时间和关断时间并且测量电流来控制脉冲力。

在进一步实施例中，处理器通过改变关断时间同时维持电压和脉冲时间并且测量电流来控制脉冲力。

装置可以进一步包括与处理器通信的传感器，该传感器被安装以检测柱塞相对于腔室的线性轴向位置。这是有利的，因为处理器可以考虑装置中的任何磨损或滑动。在替代性实施例中，由于活塞行进还可以与马达旋转相关，因此在用于控制脉冲力的根据本发明的实施例中，代替测量编码器步而测量线性轴向位置传感器的步。

装置可以进一步包括整合式注入枪，该整合式注入枪具有由扳机致动的手柄。

装置可以进一步包括小键盘界面，该小键盘界面具有经由触摸屏控制和/或经由一个或多个按钮或开关控制的一个或多个显示器。

在另一实施例中，该装置包括被配置为将关于设备的信息传输到外部接收器的通信装置，其中，处理器被配置为当例如使用者激活通信状态时指示通信装置将信息传输到外部接收器。

可以使用任何合适的通信装置。例如，该通信装置可以被配置为经由WiFi、蓝牙、ZigBee或类似技术传输信息。

当处理器生成脉冲、从查找表确定增益、通过将来自查找表的增益添加到当前关断时间来获得新关断时间值、存储新关断时间值并且将新关断时间值应用到下一脉冲周期时，在注入操作期间从出口排出的液体的压力可以得到控制。

在一个实施例中，该装置包括压力传感器或换能器。在优选实施例中，该装置不包含或需要压力传感器或换能器。

可以校准电压、电流、脉冲宽度(脉冲时间)和关断时间以提供与压力的相关性。可以通过向装置施加已知背压来针对压力变化校准增益。

例如，可以在开发阶段、校准阶段期间或在工厂预设时通过以下方式来形成相关性：将压力换能器放置在腔室出口阀与树木之间的出口电路中，然后记录并将压力数据与电压、脉冲时间、关断时间、电流和步计数进行比较以确定值之间的关系并将该关系存储在处理器存储器中。这些值可以应用于并存储在类似设计的每个装置的处理器存储器中，其中，针对特定装置的电动马达功率作出调整。

还提供了一种将液体注入到植物中的方法，该方法包括如下项的步骤：提供可变容积定量腔室，该可变容积定量腔室具有设置在该腔室内的柱塞以及腔室入口和出口，该入口和该出口与该腔室的公共容积流体连通，其中，该柱塞沿着公共纵向轴线相对于该腔室在线性方向上平移；电源；马达，该马达被配置为经由螺纹轴驱动该活塞柱塞的平移移动，从而使该腔室中的容积发生变化并且使液体交替地被接收和从该腔室排出；扳机；和处理器，该处理器与该电源、该马达和该扳机通信；使用该处理器，通过产生向所述马达提供能量的多个功率脉冲(脉冲力)来控制该马达的电压和该马达的功率；使用该处理器，通过监测马达电流或该马达的转数来识别在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力变化；以及使用该处理器，响应于该识别的压力变化而改变该脉冲力以控制在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力。

在优选实施例中，该方法包括：使用处理器，响应于识别的压力变化而改变马达的功率脉冲之间的时间(关断时间)，因此脉冲之间的时间用于控制在注入操作期间从出口排出的液体的压力。

在注入操作期间从出口排出的液体的压力可以被控制以维持预定注入压力。

处理器可以对来自编码器的步数或转数进行计数。编码器可以安装在马达上以记录马达旋转并且马达每转一圈就输出设定的步数。处理器可以将计数的转数与目标转数进行比较以识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化。

处理器可以计算目标马达转数与计数的马达转数之间的差，并且在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间、电压和电流的脉冲力参数的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且其中，处理器可以通过将增益应用到选定脉冲力参数来改变脉冲力。

处理器可以计算目标马达转数与计数的马达转数之间的差，并且在存储的数据中查找要应用到关断时间的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且处理器可以通过将增益应用到关断时间来改变马达的功率脉冲之间的时间。

处理器可以通过将马达电流的测量值与马达电流的预定值进行比较来识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化。

处理器可以计算马达电流的预定值与马达电流的测量值之间的差并且在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间和电压的脉冲力参数的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且处理器可以通过将增益应用到选定脉冲力参数来改变脉冲力。

处理器可以计算马达电流的预定值与马达电流的测量值之间的差并且在存储的数据中查找要应用到关断时间的增益，其中，存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且处理器可以通过将增益应用到关断时间来改变马达的功率脉冲之间的时间。

处理器可以从与处理器通信的传感器检测柱塞相对于腔室的线性轴向位置。在一个实施例中，轴向位置传感器可以代替编码器来用于监测电动马达的输出。

还提供了一种用于将液体注入到植物中的装置，该装置包括：可变容积定量腔室，该可变容积定量腔室具有设置在该腔室内的柱塞以及腔室入口和出口，该入口和该出口与该腔室的公共容积流体连通，其中，该柱塞沿着公共纵向轴线相对于该腔室在线性方向上平移；

电源；马达，该马达被配置为经由螺纹轴驱动该活塞的平移移动，从而使该腔室中的容积发生变化并且使液体交替地被接收和从该腔室排出；

编码器，该编码器安装在该马达上以记录马达旋转，马达每转一圈，该编码器就输出设定的步数；扳机；处理器，该处理器与该电源、该马达、该编码器和该扳机通信，该处理器被配置为对来自该编码器的马达旋转进行计数，通过产生向所述马达提供能量的多个功率脉冲(脉冲力)来控制该马达的电压，并且控制该马达的功率；通过监测马达电流或该马达的转数来识别在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力变化；并且响应于该识别的压力变化而改变该脉冲力以控制在注入操作期间从该出口排出的该液体的压力。

在一个实施例中，当存在编码器或类似传感器(活塞轴向位置传感器)时，合适的脉冲力参数可以选自关断时间、脉冲时间、电压和电流。

在另一实施例中，当不存在编码器或类似传感器(活塞轴向位置传感器)时，合适的脉冲力参数可以选自关断时间、脉冲时间和电压。

处理器还可以被配置为通过监测马达电流或马达的转数来识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化；并且响应于识别的压力变化来改变马达的功率脉冲之间的时间(关断时间)，因此脉冲之间的时间用于控制在注入操作期间从出口排出的液体的压力。

监测电动马达的输出可以包括使用编码器对马达的转数进行计数并且计算所监测输出与目标输出之间的差可以包括计算计数的转数与目标转数之间的差。

监测电动马达的输出可以包括测量马达电流并且计算所监测输出与目标输出之间的差可以包括计算所测量马达电流与预定马达电流之间的差。

附图说明

因此，在以概括的方式对本发明进行描述之后，现在将参考附图，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的整合式注入枪的立体图；

图2是根据本发明的一个实施例的整合式注入枪的示意性侧视剖面图；

图3是根据本发明的一个实施例的抽汲组件的平面图；

图4是根据本发明的一个实施例的树木注入棒的平面图；

图5是根据本发明的一个实施例的整合式注入枪的侧视图；

图6是根据本发明的一个实施例的树木注入装置组件的立体图；

图7展示了根据本发明的一个实施例的马达脉冲力调整算法的流程图；以及

图8展示了根据本发明的一个实施例的供应到电动马达的一系列功率脉冲。

具体实施方式

在下文描述了并且在附图中展示了本公开的某些示例性示例。所描述的示例仅用于展示目的并且不应被解释为限制本发明的范围，该范围当然仅由下文的权利要求书限制。本领域的技术人员将想到其他示例以及所描述示例的某些修改和改进，并且所有这样的替代示例、修改和改进都在本发明的范围内。

在下文中至少最初参考图1至图8描述植物注入装置的示例。

提供了一种用于将液体组合物注入到植物中的注入装置，该装置包括：可变容积定量腔室30，该可变容积定量腔室具有设置在腔室30内的柱塞55以及腔室入口35和出口40。入口35和出口40与定量腔室30的公共容积流体连通。柱塞(活塞)55沿着公共纵向轴线相对于腔室30在线性方向上平移。

装置10还包括电源60和电动马达45，该电动马达被配置为经由螺纹轴50驱动柱塞55的平移移动，从而引起腔室30中的容积变化并且因此通过出口40将选定容积的液体组合物从腔室30排出。在注入之后，柱塞55在相反方向上移动并且使腔室30自动从液体产品供应器95再填充，该液体产品供应器经由入口35附接到该腔室。电源60可以包括主电源、12伏电源或具有可选地可再充电电池(比如锂离子)的电池组。

在一个实施例中，电动马达45具有编码器65，该编码器安装在该电动马达上以记录马达旋转(还与螺纹轴50的旋转以及柱塞55在腔室30内的移动相关，该移动与容积和剂量相关)。马达每转一圈，编码器65就输出设定的步数。

在一个示例中，装置包括整合式注入枪10，该整合式注入枪具有由扳机15致动的手柄20。装置可以进一步包括用于将剂量组件从枪10的其余部分移除以便维修该装置的螺丝帽32。

注入装置进一步包括与电源60、电动马达45和扳机15通信的处理器(控制器)70。如果存在编码器65，则处理器70与该编码器通信。处理器70被配置为通过产生向所述马达45提供能量的多个功率脉冲100来控制马达45的电压，并且控制马达的功率。当存在编码器65时，处理器70被配置为对来自编码器65的马达旋转进行计数。

每个脉冲具有电压和脉冲长度(时间)。电压量值和脉冲长度是定义提供给马达45的脉冲力的某些参数。电压的量值、脉冲的长度和脉冲之间的时间确定提供给马达45的能量。脉冲之间的时间还被称为关断时间。图8展示了电压的方形脉冲形式的多个脉冲，每个脉冲具有脉冲长度300并且通过关断时间310分开。提供给马达的能量由处理器70控制以控制从出口排出的液体的压力。

可以改变马达的功率脉冲之间的时间(关断时间)130以控制马达的能量。通过改变关断时间并且因此控制马达45的能量，控制从出口40排出的液体的压力。更具体地，可以通过识别由编码器65记录的步计数相对于目标步计数的变化(表示流体的压力变化)来控制压力。作为示例，例如由于树木对流体的注入的限制，流体中的压力增加将使步计数小于目标步计数。然后可以调整关断时间以维持注入流体中的基本上恒定压力。

在另一示例中，可以通过维持脉冲之间的时间并且相反更改电压或电流(安培)以控制压力来改变马达45的能量。合适的脉冲力参数可以选自关断时间、脉冲时间、电压和电流。

在一个示例中，装置进一步包括定位在腔室30与流体入口35之间的入口阀75以及定位在腔室30与出口40之间的出口阀80。

在一个示例中，与处理器70通信的传感器90被安装以检测柱塞55相对于腔室30的线性轴向位置，使得处理器70可以允许轴50、柱塞55、马达45或编码器65中的任何磨损或滑动。传感器90可以从腔室壁读取外部信号，一个示例是关于壁点或区域的电信号。另一示例可以是使用充当参考点的物理止挡件。进一步示例可以是在腔室的点或区域处与柱塞相互作用的一个或多个磁体。

装置可以包括小键盘界面25。该界面可以是一个或多个显示器26。显示器可以经由触摸屏控制和/或经由一个或多个按钮或开关控制。

装置可以与存储介质通信，该存储介质包含与特定树木或植被有关的信息。装置可以与存储介质通信以调整特定树木或植物的注入设置。树木或植被可以是可经由比如条形码或QR码等图形编码来识别的。存储介质可以位于装置本身中或可以是远程的。通信可以经由技工进行，因为技工查找存储介质中的信息，并且将设置编程到装置中。

在另一实施例中，该装置包括被配置为将关于设备的信息传输到外部接收器或移动电话设备以与应用程序或云互动的通信装置。处理器被配置为指示通信装置在例如使用者激活通信状态时将信息传输到外部接收器。可以使用任何合适的通信装置。例如，该通信装置可以被配置为经由WiFi、蓝牙、ZigBee或类似技术传输信息。

电源60可以是DC电源。在一个示例中，电源可以是至少一个电池，比如锂18650电池。电源可以替代性地是具有或不具有DC转换器的主电源。

合适地，马达45可以是配备有编码器的标准DC马达。可选地，可以使用行星齿轮箱或步进马达。当使用步进马达时，不需要独立的编码器。优选地，使用标准DC马达。在一个实施方式中，马达是DC 12V、12.8W马达，其中，在4930rpm下额定扭矩为250g-cm。

根据另一示例，提供了用于提供树木注入装置的一套零件，该套零件包括树木注入装置，如本文提供的示例或方面中的任何一个中所描述的。

在一个示例中，当致动扳机15以提供一定剂量的液体组合物(流体)时，电动马达45接收功率脉冲100，该功率脉冲使驱动螺纹50旋转并且使活塞55在剂量腔室30中向前移动，从而使流体经由出口40从流体腔室30排出。马达旋转可以由安装在马达45上的编码器65计数，马达每转一圈，编码器65就输出设定的步数。

处理器70被配置为识别在注入操作期间从出口排出的液体的压力变化。在一个示例中，如图9中所示出的，通过电压、脉冲的长度和编码器步计数(步骤110)来确定压力，其中，电压和脉冲时间确定每个脉冲的力并且步计数测量活塞行进多远。已知电压在已知脉冲时间和已知步计数下将产生已知压力。优选地，在电路板上校准并预设压力目标与电压、步计数和脉冲时间的相关性。如果电压和脉冲时间保持恒定，则步计数由马达脉冲之间的时间(被称为脉冲关断时间)控制。

处理器70进一步被配置为响应于识别的压力变化来控制在注入操作期间从出口排出的液体的压力。在图9的示例中，算法(图9)调整关断时间以控制步计数并且因此控制压力。预设的已知步计数被称为与特定流体压力相关的目标步计数。一旦步计数达到目标数量，则算法调整关断时间以维持目标步计数。如果步计数超过目标步计数，则算法减少关断时间。如果步计数等于目标步计数，则算法维持关断时间。如果步计数小于目标步计数，则算法增加关断时间。替代性地，调整算法以利用选自脉冲时间、电压和电流的另一合适脉冲力参数以便动态地调整出口/注入压力。关断时间参数是优选的。

在一个示例中，被称为增益的关断时间变化可以是正的或负的。增益跟测量步计数与目标步计数之间的差成比例。例如，使用9的目标步计数，将功率脉冲100提供到马达45。在这个示例中，如果对步数进行计数110并且将其确定为11(比目标9高出+2)，则算法将查询查找表115并且将使关断时间减少与+2成比例的值120，如表中所提供的。然后存储关断时间的新值125并且在下一脉冲100之前应用该新值130。替代性地，如果步计数是7(比目标9低-2)，则算法将使关断时间增加与-2成比例的值。可以依据比如增益＝(9-步计数)×Y的公式计算增益值，其中，Y是预定值(基于工厂压力测量而在电路板上预设)。替代性地，可以通过查找表提供增益值，其中，对于任何给定步计数存在预定增益值。

9的目标步计数的查找表示例

编码器步计数	增益(毫秒)
		13	-320
12	-180
		11	-80
10	-20
		9	0
8	100
		7	2000
6	4500
		5	8000

在另一示例中，算法测量马达电流以预测被称为预测增益的压力变化速率。当作用于活塞的压力增加时，每个脉冲中的马达电流也增加。马达电流、脉冲宽度和步计数与压力相关，并且相关性存储在处理器70中。相关性可以是公式化的，或查找表的形式。对于给定目标步计数，如果电流高于或低于预定量，则算法将增加或减少增益。例如如果步计数是9并且电流高于预定值，则算法将确定压力在增加并且将增加增益。换句话说，算法将确定压力在增加，并且因此增加脉冲之间的时间以减少步计数，并且因此维持注入压力。在这个示例中，可以省略编码器65。

在优选示例中，算法不测量马达电流以预测压力变化速率。

一个优选示例由以下项组成：

可变容积腔室，该可变容积腔室具有设置在该腔室内的活塞以及腔室入口和出口，该入口和该出口直接与公共腔室容积连通，其中，该活塞被配置为沿着公共纵向轴线相对于该腔室线性平移；

电源；

马达，该马达被配置为经由螺纹轴驱动该活塞的平移移动，从而使该腔室中的容积发生变化并且使流体从该腔室排出；

编码器，该编码器安装在该马达上以记录马达旋转，马达每转一圈，该编码器就输出设定的步数；

扳机；

处理器，该处理器与该电源、该马达、该编码器和该扳机通信，该处理器被配置为对来自该编码器的马达旋转进行计数，控制该马达的电压，控制该马达的功率脉冲并且改变该马达的功率脉冲之间的时间(关断时间)，因此脉冲之间的时间用于控制该压力；

树木注入棒或掌中喷枪，该树木注入棒或掌中喷枪与该腔室出口和树木中的腔连通；

借此在操作中在控制压力下将流体分配到树木中。

示例

通过示例，为了在树木中输送2巴压力，处理器指示电源在初始关断时间为50ms的情况下向马达提供在6.5V下为20ms的脉冲，其中，已知在6.5V下的20ms脉冲在9的目标步计数和50ms的最小关断时间下产生2巴压力。马达旋转若干转，从而使流体分配到树木中。编码器将步数输出到处理器。使用查找表(上文所示出的)，如果步数多于9，则以50ms的关断时间重复该过程。如果步数等于九，则以50ms的关断时间重复该过程。如果步数是8，则重复该过程，但依据查找表，关断时间将变成等于现有的50ms加上100ms的150ms。如果下一步计数是9，则关断时间将保持在150ms。如果步计数是10，则依据查找表，关断时间将变成等于现有的150ms减去20ms的130ms。如果下一步计数又是10，则依据查找表，关断时间将变成是现有的130ms减去20ms的110ms。

在一个实施方式中，在注入操作中针对5ml剂量的总步计数是637步，4ml剂量是510步并且2ml剂量是255步。

在一个实施方式中，装置将具有如下配置的控制面板界面25和显示屏26：

主屏幕：主要在具有下面的压力和剂量大小的主屏幕中显示树木类型。右上角示出了电池电量。

电源按钮：按一次以打开。按住以关闭。

启动按钮：按下进入启动模式。

菜单按钮：按各个选项以访问树木类型、计算器、瓶重置、声音和语言。

统计数据按钮：示出了已施用多少剂量以及已使用多少产品。

上下按钮：用于增加或减少值并且在显示时改变选择。使用这些按钮作出最多的设置改变。

电源按钮：按一次以打开。在出现主屏幕之前可以显示标志然后是安全警告。暂时按住以关闭装置。

启动按钮：按一次启动按钮。将显示“启动”字样以示出装置在启动模式中。

一旦装置在启动模式中，便拉住扳机。装置将分配全腔室负载并且然后返回到缩回位置并停止。释放然后再次拉住扳机以分配另一全腔室。继续直到完全启动。可以释放扳机以在周期期间的任何时间停止启动。

再次按启动按钮以进入微启动模式。拉动扳机并且装置将分配微剂量的流体。再次按启动按钮以返回到主屏幕。

上下按钮：这些按钮用于增加或减少值或者在显示时改变选择。使用这些按钮作出最多的设置改变。

改变树木周长：按一次向上按钮使周长增加1cm。按住它会快速地向上滚动量。向下按钮以相同的方式起作用。

改变选择：按向上或向下箭头将改变当前项目的选择。选定选项被示出为在周围具有框。

菜单按钮：每次按菜单按钮时，它都在菜单中循环以访问以下项目：树木选择、计算器、瓶重置、声音和语言。

树木选择：按菜单按钮以显示树木选择屏幕。按向上或向下箭头以改变树木选择。按菜单按钮以保存选择。

1.棕榈树。剂量大小为5.2ml并且压力为2巴。

3.针叶树。剂量大小为4ml并且压力为3巴。

2.双子叶树。剂量大小为2ml并且压力为2巴。

4.雨树。剂量大小为5.2ml并且压力为2巴。

计算器：按向上或向下箭头以打开或关闭计算器。在计算器打开并且选择双子叶树、针叶树或雨树的情况下，装置将在新树木的开始处示出树木周长屏幕。

瓶重置：按向上或向下箭头以针对新瓶重置装置。装置将所使用的产品量减少计数。屏幕在容积降至100ml时显示瓶符号并且在容积降至50ml以下时显示闪烁符号。

声音：装置可以发出听得到的双哔哔声以确认剂量输送。在屏幕显示声音图标的情况下，按向上或向下箭头以打开或关闭声音。这个示例示出了打开的声音。

语言：按向上或向下箭头以选择语言。

统计数据按钮：统计数据按钮示出了所施用的总容积和所施用的总剂量数量。每次按都滚动浏览各种项目。

所施用剂量的容积：示出了所施用剂量的总容积。

剂量数量：示出了所施用树木的总数。

为了清除存储的统计数据，在屏幕显示清除图标的情况下，按向上或向下箭头以选择打勾或打叉。在突出显示打勾的情况下，按菜单按钮。显示器将返回到主菜单，并且剂量数量和容积统计数据将被重置到0。

在进行以下操作之后准备使用装置：

将抽汲组件245连接到包含液体组合物的产品瓶95(将抽汲管225放置在瓶95中并用帽235覆盖并且经由管250的联接插座230连接到、手持10到入口35并用联接插座环231密封)；并且然后经由联接件39将管218的一个端连接到出口40并且用插座环37密封。将管218的另一端连接到抽汲联接插塞240)。将装置设置为启动。按住扳机直到流体填满腔室。将装置的尖端竖直指向以从腔室中移除最后的空气。

按住扳机直到流体流动回到瓶95中。将出口管组件联接插座200与抽汲联接插塞240断开连接。

经由管218和组件联接插座210将出口40连接到掌中喷枪棒(未示出)或树木注入器棒215(图4)。用联接插座环205密封。点击启动按钮以将装置设置为微启动。按扳机直到流体到达出口尖端220。按启动按钮以返回到主屏幕。可选插塞222可以附接到棒尖端220以用于在注入操作之前放置到钻孔中。替代性地，尖端220可以在注入操作之间用帽255覆盖。在一个实施方式中，管218和250的长度是从1米到5米并且管宽度是从3mm到6mm。在另一实施方式中，棒215的出口尖端220是2mm。

为了停止剂量，按P键或双击扳机。如果压力超过装置的推荐最大设置，则装置将取消剂量。

遵循所施用的产品关于防护服、眼罩和操作预防措施的建议。

在掌中模式下，按扳机以输送一定剂量。屏幕将显示定量符号。当剂量完成时，屏幕将显示打勾符号并且装置将发出双哔哔声。

在双子叶树、针叶树和雨树模式下，在关闭计算器的情况下，按扳机以输送一定剂量。屏幕将显示定量符号。当剂量完成时，屏幕将显示等待符号。当等待符号结束时，屏幕将显示打勾并且装置将发出双哔哔声。

在双子叶树、针叶树和雨树模式下，在打开计算器的情况下，屏幕将显示周长。按向上或向下按钮以增加或减少周长大小，然后按菜单键以计算要钻取的孔的数量。装置将在给孔定量时对孔进行计数。按扳机以输送一定剂量。屏幕将显示定量符号。当剂量完成时，屏幕将显示等待符号。当等待符号结束时，屏幕将显示打勾并且装置将发出双哔哔声。屏幕然后将显示下一孔号以为下一剂量做准备。

为了改变孔数量，按向上按钮或向下按钮。一旦到达倒数第二个孔便不能改变孔数量，即11/12不能改变为11/11。在已给最后一个孔定量之后，装置将等待10秒，然后记录被定量孔的总数。在10秒等待时间期间，为了改变孔的总数，按向上按钮或向下按钮并且然后按菜单按钮以记录被定量孔的总数。

虽然以上仅对本发明的几个示例性实施例进行了详述，但是本领域技术人员将容易理解到，对示例性实施例的许多修改都是可能的而不实质上背离本发明的新颖的传授内容和优点。因此，所有此类修改旨在包括在如以下权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于将液体注入到植物中的装置，所述装置包括：

可变容积定量腔室，所述可变容积定量腔室具有设置在所述腔室内的柱塞以及腔室入口和出口，所述入口和出口与所述腔室的公共容积流体连通，其中，所述柱塞沿着公共纵向轴线相对于所述腔室在线性方向上平移；

电源；

马达，所述马达被配置为经由螺纹轴驱动所述活塞的平移移动，从而使所述腔室中的容积发生变化并且使液体交替地被接收和从所述腔室排出；

扳机；

处理器，所述处理器与所述电源、所述马达和所述扳机通信，所述处理器被配置为：

通过产生向所述马达提供能量的多个功率脉冲(脉冲力)来控制所述马达的电压，并且控制所述马达的功率；

通过监测马达电流或所述马达的转数来识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化；并且

响应于所述识别的压力变化而改变所述脉冲力以控制在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力被控制以维持预定注入压力。

3.根据权利要求1或2所述的装置，进一步包括编码器，所述编码器安装在所述马达上以记录马达旋转，马达每转一圈，所述编码器就输出设定的步数，并且所述处理器被配置为对来自所述编码器的所述转数进行计数并且将这个转数与目标马达转数进行比较以识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述目标马达转数与所述计数的马达转数之间的计算差用于在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间、电压和电流的脉冲力参数的增益，其中，所述存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且其中，所述处理器将所述增益应用到选定脉冲力参数，以改变所述脉冲力。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述选定脉冲力参数是所述关断时间。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述处理器通过将马达电流的测量值与马达电流的预定值进行比较来识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，马达电流的所述预定值与马达电流的所述测量值之间的计算差用于在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间和电压的脉冲力参数的增益，其中，所述存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且其中，所述处理器将所述增益应用到选定脉冲力参数，以改变所述脉冲力。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述选定脉冲力参数是所述关断时间。

9.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步包括与处理器通信的传感器，所述传感器被安装以检测所述柱塞相对于所述腔室的线性轴向位置。

10.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步包括整合式注入枪，所述整合式注入枪具有由扳机致动的手柄。

11.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步包括小键盘界面，所述小键盘界面具有经由触摸屏控制和/或经由一个或多个按钮或开关控制的一个或多个显示器。

12.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，当所述处理器生成脉冲、从查找表确定增益、通过将来自所述查找表的所述增益添加到当前关断时间来获得新关断时间值、存储所述新关断时间值、并且将所述新关断时间值应用到下一脉冲周期时，在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力得到控制。

13.一种将液体注入到植物中的方法，所述方法包括以下步骤：

提供可变容积定量腔室，所述可变容积定量腔室具有设置在所述腔室内的柱塞以及腔室入口和出口，所述入口和出口与所述腔室的公共容积流体连通，其中，所述柱塞沿着公共纵向轴线相对于所述腔室在线性方向上平移；电源；马达，所述马达被配置为经由螺纹轴驱动所述活塞柱塞的平移移动，从而使所述腔室中的容积发生变化并且使液体交替地被接收和从所述腔室排出；扳机；和处理器，所述处理器与所述电源、所述马达和所述扳机通信；

使用所述处理器，通过产生向所述马达提供能量的多个功率脉冲(脉冲力)来控制所述马达的电压和所述马达的功率；

使用所述处理器，通过监测马达电流或所述马达的转数来识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化；以及

使用所述处理器，响应于所述识别的压力变化而改变所述脉冲力以控制在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力被控制以维持预定注入压力。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述处理器对来自编码器的所述马达转数进行计数，所述编码器安装在所述马达上以记录所述马达旋转并且马达每转一圈就输出设定的步数，并且所述处理器将所述计数的转数与目标转数进行比较以识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述处理器计算所述目标马达转数与所述计数的马达转数之间的差，并且在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间、电压和电流的脉冲力参数的增益，其中，所述存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且其中，所述处理器通过将所述增益应用到选定脉冲力参数来改变所述脉冲力。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述选定脉冲力参数是所述关断时间。

18.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述处理器通过将马达电流的测量值与马达电流的预定值进行比较来识别在注入操作期间从所述出口排出的所述液体的压力变化。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述处理器计算马达电流的所述预定值与马达电流的所述测量值之间的差并且在存储的数据中查找要应用到选自关断时间、脉冲时间和电压的脉冲力参数的增益，其中，所述存储的数据包括与计算差相关的增益值，并且其中，所述处理器通过将所述增益应用到选定脉冲力参数来改变所述脉冲力。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述选定脉冲力参数是所述关断时间。

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