KR20230038583A - 식물 주입 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

액체를 식물 내로 주입하기 위해서 사용되는 장치는, 챔버(30) 내에 배치된 플런저(55) 그리고 챔버 유입구(35) 및 배출구(40)를 갖는 가변 체적 투여 챔버(30)를 포함하고, 유입구(35) 및 배출구(40)는 챔버(30)의 공통 체적부와 유체 연통된다. 장치는 또한 모터(45) 및 프로세서(70)를 포함한다. 모터(45)는 피스톤(55) 플런저(55)의 이동을 구동하여 챔버(30) 내의 체적을 변화시키도록 구성된다. 프로세서(70)는, 상기 모터(45)에 에너지를 제공하는 복수의 전력의 펄스(100)를 생성하는 것에 의해서 상기 모터(45)에 대한 전압 및 전력(100)을 제어하고; 상기 모터(45) 전류 또는 모터(45)의 회전 수를 모니터링하는 것에 의해, 주입 동작 중에 배출구(40)로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하고; 식별된 압력 변화에 응답하여 펄스 힘을 변경하여 배출구(40)로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하도록 구성된다.

Description

식물 주입 장치 및 방법

본 개시 내용은 일반적으로, 액체 조성물을 주입하는 것에 의해, 나무 및 야자수, 그리고 식물의 특정 종류(예를 들어, 과일)를 포함하는 식물을 치료하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

액체 조성물을 주입하는 것에 의해, 나무 및 야자수를 포함하는 식물을 치료하기 위한 장치 및 방법이, 예를 들어 WO2012114197, US8726567, WO14060630 WO15110535, WO15187920 및 WO20021041에 기술되어 있다. 마찬가지로, 유체의 투여량(dose)을 정확하게 분배하기 위한 장치가, 예를 들어 WO15112027에 기술되어 있다. 그러나, 이러한 장치는 유체 약제를 동물에게 투여하도록 특별히 구성되어 있다.

예를 들어, 수목 관리사는, 살충제, 성장 조절제, 생물 촉진제, 강화 제품, 영양 제품 및/또는 비료와 같은 액체 조성물을, 플러그로 밀봉된 드릴 구멍을 통해서 나무 및 야자수와 같은 식물의 백목질 내로 가압 주입할 수 있다. 공지된 방법 중 하나에서, 나무의 가슴 높이(DBH)에서 수간(trunk) 또는 줄기 직경을 측정하여 적절한 투여분량(dosage) 및 드릴 홀의 수를 결정한다. 일반적으로, 드릴 홀은 드릴링 후에 플러그에 의해서 밀봉된다. 이어서, 나무 내로의 액체 조성물의 주입은 하나 이상의 드릴 홀을 통해서 압력(예를 들어, 식물 종에 따라 2 내지 4 bar) 하에서 이루어진다.

통상적인 일정 압력 주입 방법의 한가지 문제는, 고유의 나무 성장 특성 및 환경 조건으로 인해 주입 저항을 받을 경우에 발생한다. 주입 저항 또는 배압 조건은 나무의 껍질(bark) 및/또는 백목질을 물리적으로 손상시킬 위험을 높일 수 있거나, 조작자 안전 및 위생을 해칠 수 있는 액체의 비산(splash back)을 초래할 수 있다.

US8726567에는 실린더 내에서 활주되는 피스톤을 포함하는 휴대용 나무 주입 디바이스가 기술되어 있고, 여기에서 전자 압력 센서가 피스톤 헤드 내에 위치된다. 압력 센서는 온보드 CPU에 정보를 전달하여, 미리 프로그래밍된 압력 프로파일을 따르도록 전동식 기어 조립체 및 피스톤 조합의 이동을 조정한다. 이러한 디바이스에서, 정확한 주입 압력을 보장하기 위해서는, 지속적인 압력 센서 정확도 및 피스톤 이동에 대한 압력 정보의 상관관계에 크게 의존한다.

온보드 압력 센서를 필요로 하지 않으면서 권장 주입 압력에서 목표 투여량을 전달하기 위해 주입 작업 동안 적응될 수 있는 식물 주입 장치 및 방법에 대한 지속적인 요구가 있다.

액체를 식물 내로 주입하기 위해서 사용되는 장치가 제공되고, 이러한 장치는, 챔버 내에 배치된 플런저 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 갖는 가변 체적 투여 챔버를 포함하고, 유입구 및 배출구는 챔버의 공통 체적부와 유체 연통된다. 플런저(또는 피스톤)는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 챔버에 대해서 병진 운동한다. 또한, 장치는 전원, 및 나사산형 샤프트를 통해서 플런저의 병진 운동을 구동하여 챔버 내의 체적의 변화를 유발하도록 구성된 전기 모터를 포함한다. 결과적으로, 액체는, 플런저가 공통 축을 따라 모터에 의해서 병진 운동되는 방향에 따라, 교번적으로, 유입구를 통해서 챔버 내로 수용되거나 배출구를 통해서 챔버로부터 방출된다. 장치는 또한 트리거(trigger)를 포함한다.

장치는 전원, 전기 모터, 및 트리거와 통신하는 프로세서(또는 제어기)를 추가로 포함한다. 프로세서는, 예를 들어, 모터 전류 또는 모터의 회전수를 모니터링하는 것에 의해, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하도록 구성된다. 예를 들어, 주어진 시간 내의 모터 회전 당 단계의 수(단계 카운트) 및 이를 목표 단계 카운트에 대해서 비교하는 것이 이러한 목적을 위해서 사용될 수 있다. 프로세서는 또한 모터에 대한 전압을 제어하고, 모터를 에너지화(energize)하기 위한 복수의 전력 펄스(펄스 힘)를 생성하는 것에 의해서 모터에 대한 전력을 제어하도록 구성된다. 프로세서는 또한 식별된 압력 변화에 응답하여 펄스 힘을 변경할 수 있고, 그에 따라 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어할 수 있다. 일 실시형태에서, 프로세서는 단계 카운트의 변화에 응답하여 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간(오프 시간(off time))을 변경하고, 목표 단계 카운트는 희망 배출구 압력과 상호 관련된다. 펄스들 사이의 시간을 이용하여 주어진 시간 내의 단계 카운트를 제어하고, 그에 의해서 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 최적화한다.

다른 실시형태에서, 전압 및/또는 전류, 오프 시간 및 펄스의 길이에 의해서 규정되는 펄스 힘은, 펄스들 사이의 시간(오프 시간)을 유지하고, 전압, 전류(암페어) 및/또는 펄스 시간을 변경함으로써 변경되고, 그에 따라 배출구 방출 압력을 제어한다.

주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하여 미리 결정된 주입 압력을 유지할 수 있다.

일단 작동되면, 장치는, 배출구를 통해서 그리고 식물 내의 적절한 드릴 홀과 결합되고 선택적인 플러그를 갖는 나무 주입 막대 또는 랜스(lance)의 선단부에 위치되는 방출 노즐을 통해서, 계량된 투여량 체적을 주입에 의해서 목표 식물 내로 전달한다. 일 실시형태에서, 플러그가 막대 또는 랜스의 선단부에 배치될 수 있고, 주입기는 나무 수간과 같은 식물 내의 드릴 홀을 향해서 밀릴 수 있고, 그에 따라 플러그를 그러한 막대 또는 랜스를 이용하여 드릴 홀 내에 도입하여 장착할 수 있다. 더 구체적으로, 플러그를 드릴 홀 내로 도입하고 플러그를 드릴 홀 내에 장착하는 동안, 플러그가 막대의 노즐의 선단부에 해제 가능하게 장착될 수 있다.

프로세서는 모터 펄스들 사이의 시간(오프 시간)을 변경하여, 선택된 투여량 체적을 전달하는 동안 목표 주입 압력을 유지한다. 이는, 예를 들어, 압력 센서 없이 주입 동작 중에 주입 압력이 라인 내에서 목표 압력으로 동적으로 조정 및/또는 유지될 수 있기 때문에 유리하다. 예를 들어, 액체가 예상 속도보다 더 느리게 나무 내로 주입되고 그에 따라 배압이 형성되는 경우에, 오프 시간을 증가시켜 목표 주입 압력을 유지할 수 있다. 또한, 선택된 투여량 체적이, 특정 주입 동작과 연관된 전체 단계 카운트에 상호 관련될 수 있다. 주입이 완료된 후에, 투여 챔버를 유입구를 통해서 장치에 부착된 액체 제품 공급부로부터의 액체로 자동적으로 재충진하기 위해서, 프로세서는 플런저를 병진 운동시킨다.

본 발명의 시스템은 임의의 수의 공지된 나무 주입 프로토콜과 함께 사용될 수 있고, 여기에서 드릴 홀은 타이트한(tight) 밀봉 플러그로 또는 어댑터로 주입기 측에서 폐쇄되고, 액체 조성물은 저압(예를 들어, 1 내지 5 bar) 하에서 주입된다. 적절한 프로토콜은, 주입 바늘을 갖추거나 갖추지 않은 및/또는 주입 플러그를 이용하거나 이용하지 않는, 주입 건을 이용하는 프로토콜일 수 있다. 바람직하게는, (플랜트 종에 따라 그리고 막대 또는 랜스의 이용 여부에 따라) 막대 노즐의 선단부는 바늘을 가지지 않으며 플러그가 이용된다. 적절한 프로토콜은, 노즐 선단부, 나무 종, 목표(곤충, 선충류, 질병, 비생물적 스트레스, 영야 등), 주입 액체 조성물 성분 및/또는 점도, 필요한 투여량 체적 및 주입 압력을 포함하는 다양한 인자에 따라 달라질 것이다. 투여 속도는, 캘리퍼로 측정될 수 있거나 3.14(파이)로 나눈 둘레로부터 계산될 수 있는 가슴 높이의 수간 직경(DBH)을 기초로 한다.

본 발명의 시스템의 장점은, 겉씨 식물(침엽수; 연질 목재 나무) 및 속씨 식물 쌍자엽(활엽수; 경질 목재 나무) 뿐만 아니라 야자수와 같은 속씨 식물 단자엽 식물을 포함하는 수많은 식물 종에 사용하기에 적합하다는 것이다. (야자수는, 이들이 종종 나무 수간 주입에 포함되지만, 엄격하게 나무로 분류되지 않는다.)

인코더가 모터에 장착되어 모터 회전을 기록할 수 있다. 인코더는 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력할 수 있다. 프로세서는 인코더로부터 단계의 수를 카운트하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 주어진 시간 내의 카운트된 단계의 수를 주어진 시간 내의 목표 단계의 수에 비교하고, 그에 따라 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 또한 주어진 시간 내의 카운트된 단계의 수를 인코더로부터 수신하여 투여 챔버의 가변 체적을 측정할 수 있다.

희망 배출구 압력과 목표 단계 카운트(주어진 시간 내의 단계의 수) 사이의 상관관계가 작성되고 프로세서 메모리에 저장된다. 목표 단계 카운트와 카운트된 단계의 수 사이의 계산된 차이를 이용하여, 참조 표와 같은 저장 데이터 내의 오프 시간에 적용되는 이득(gain)을 참조할 수 있고, 여기에서 저장 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 이득은, 프로세서에 의해, 오프 시간에 적용될 수 있고, 그에 따라 모터에 대한 전력 펄스들 사이의 시간을 변경할 수 있다. 이는, 장치 내에 위치되는 압력 센서를 필요로 하지 않고도, 주입되는 유체의 압력이 주입 동작 중에 동적으로 제어될 수 있기 때문에 유리하다.

장치가 인코더를 포함할 경우, 희망 배출구 압력과 다른 펄스 힘 매개변수 사이의 상관관계가 또한 만들어질 수 있고 프로세스 메모리에 저장될 수 있다.

이하에 기재된 바와 같이, 인코더로 펄스 힘을 제어하기 위한 본 발명에 따른 실시형태가 제공된다. 이러한 실시형태에서 변경될 수 있는 펄스 힘 매개변수는 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택된다.

일 실시형태에서, 프로세서는, 전압 및 오프 시간을 유지하면서 펄스 시간을 변경하고, 인코더 단계를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

다른 실시형태에서, 프로세서는, 펄스 시간, 전압 및 오프 시간을 유지하면서 전류를 변경하고, 인코더 단계를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

추가적인 실시형태에서, 프로세서는, 펄스 시간 및 오프 시간을 유지하면서 전압을 변경하고, 인코더 단계를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

바람직한 실시형태에서, 프로세서는, 전압 및 펄스 시간을 유지하면서 오프 시간을 변경하고, 인코더 단계를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

대안적으로, 프로세서는, 모터 전류의 측정 값과 모터 전류의 미리 결정된 값을 비교하는 것에 의해, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별할 수 있다.

모터 전류의 미리 결정된 값과 모터 전류의 측정된 값 사이의 계산된 차이를 이용하여, 참조 표와 같은 저장 데이터 내의 오프 시간에 적용되는 이득을 참조할 수 있고, 여기에서 저장 데이터는 계산된 차이에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 이득은, 프로세서에 의해, 오프 시간에 적용될 수 있고, 그에 따라 모터에 대한 전력 펄스들 사이의 시간을 변경할 수 있다. 마찬가지로, 이러한 구성은, 장치 내에 위치되는 압력 센서를 필요로 하지 않고도, 주입되는 유체의 압력이 동적으로 제어될 수 있고, 모터 회전 당 단계의 수를 카운트하기 위한 인코더를 필요로 하지 않고도, 모터 출력이 모니터링될 수 있기 때문에 유리하다.

마찬가지로, 장치가 인코더를 포함하지 않을 경우, 희망 배출구 압력과 다른 펄스 힘 매개변수 사이의 상관관계가 또한 만들어질 수 있고 프로세스 메모리에 저장될 수 있다.

이하에 기재된 바와 같이, 인코더가 없이 펄스 힘을 제어하기 위한 본 발명에 따른 실시형태가 제공된다. 이러한 실시형태에서 변경될 수 있는 펄스 힘 매개변수는 오프 시간, 펄스 시간, 및 전압으로부터 선택된다.

일 실시형태에서, 프로세서는, 전압 및 오프 시간을 유지하면서 펄스 시간을 변경하고, 전류를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

다른 실시형태에서, 프로세서는, 펄스 시간 및 오프 시간을 유지하면서 전압을 변경하고, 전류를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

추가적인 실시형태에서, 프로세서는, 전압 및 펄스 시간을 유지하면서 오프 시간을 변경하고, 전류를 측정하는 것에 의해서 펄스 힘을 제어한다.

장치는, 챔버에 대한 플런저의 선형 축방향 위치를 검출하기 위해서 장착된, 프로세서와 통신하는, 센서를 추가로 포함할 수 있다. 이는, 프로세서가 장치 내의 임의의 마모 또는 미끄러짐을 고려할 수 있기 때문에 유리하다. 대안적인 실시형태에서, 피스톤 이동이 또한 모터 회전과 상호 관련될 수 있고, 펄스 힘을 제어하기 위한 본 발명에 따른 실시형태에서, 인코더 단계의 측정 대신 선형 축방향 위치 센서의 단계가 측정된다.

장치는, 트리거에 의해서 작동되는 핸드 그립(hand grip)을 갖는 통합형 주입 건을 추가로 포함할 수 있다.

장치는, 터치 스크린을 통해서 제어되고/되거나 하나 이상의 버튼 또는 스위치를 통해서 제어되는 하나 이상의 디스플레이를 갖는 키패드 인터페이스를 추가로 포함할 수 있다.

다른 실시형태에서, 장치는 디바이스에 관한 정보를 외부 수신기에 전달하도록 구성된 통신 수단을 포함하고, 프로세서는, 예를 들어 통신 상태가 사용자에 의해서 활성화될 때, 정보를 외부 수신기에 전송할 것을 통신 수단에 지시하도록 구성된다.

임의의 적합한 통신 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 수단은 WiFi, 블루투스, ZigBee 또는 유사한 것을 통해서 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력은, 프로세서가 펄스를 생성하고, 참조 표로부터 이득을 결정하고, 참조 표로부터의 이득을 현재 오프 시간에 더하는 것에 의해서 새로운 오프 시간 값을 획득하고, 새로운 오프 시간 값을 저장하고, 새로운 오프 시간 값을 다음 펄스 사이클에 적용할 때, 제어될 수 있다.

일 실시형태에서, 장치는 압력 센서 또는 변환기를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 장치는 압력 센서 또는 변환기를 포함하지 않거나 필요로 하지 않는다.

전압, 전류, 펄스 폭(펄스 시간) 및 오프 시간을 교정하여 압력과의 상관관계를 제공할 수 있다. 이득은, 알고 있는 배압을 장치에 적용하는 것에 의해, 압력의 변화에 대해서 교정될 수 있다.

예를 들어, 상관관계는, 압력 변환기를 챔버 배출구 밸브와 나무 사이의 배출구 회로 내에 배치하고, 이어서 압력 데이터를 기록하고 이를 전압, 펄스 시간, 오프 시간, 전류 및 단계 카운트와 비교하여 값들 사이의 상관관계를 결정하고 프로세서 메모리에 저장하는 것에 의해, 개발 페이즈(phase), 교정 페이즈 중에 만들어 질 수 있거나 공장에서 미리 설정될 수 있다. 이러한 값은 특정 장치의 전기 모터 전력에 대해 조정된 유사한 설계의 각각의 장치의 프로세서 메모리에 적용되고 저장될 수 있다.

또한, 액체를 식물에 주입하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은,

챔버 내에 배치된 플런저 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 갖는 가변 체적 투여 챔버로서, 유입구 및 배출구는 챔버의 공통 체적부와 유체 연통되고, 플런저는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 챔버에 대해서 병진 운동하는, 가변 체적 투여 챔버; 전원; 나사산형 샤프트를 통해서 피스톤 플런저의 병진 운동을 구동하여, 챔버 내의 체적의 변화를 유발하고 액체를 교번적으로 챔버에 수용하고 챔버로부터 방출하도록 구성된 모터; 트리거; 및 전원, 모터, 및 트리거와 통신하는 프로세서를 제공하는 단계;

프로세서를 이용하여, 모터에 대한 전압, 및 상기 모터를 에너지화하기 위한 복수의 전력 펄스(펄스 힘)를 생성하는 것에 의해서 모터에 대한 전력을 제어하는 단계;

프로세서를 이용하여, 모터 전류 또는 모터의 회전 수를 모니터링하는 것에 의해서 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하는 단계; 및

프로세서를 이용하여, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하기 위해서, 식별된 압력 변화에 응답하여 펄스 힘을 변경하는 단계

를 포함한다.

바람직한 실시형태에서, 방법은, 프로세서를 이용하여, 식별된 압력 변화에 응답하여 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간(오프 시간)을 변경하고, 그에 의해서 펄스들 사이의 시간을 이용하여 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하는 단계를 포함한다.

주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하여 미리 결정된 주입 압력을 유지할 수 있다.

프로세서는 인코더로부터 단계 또는 회전의 수를 카운트할 수 있다. 인코더가 모터에 장착되어, 모터 회전을 기록하고 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력할 수 있다. 프로세서는, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하기 위해서, 카운트된 회전의 수를 목표 회전의 수에 비교할 수 있다.

프로세서는 목표 모터 회전 수와 카운트된 모터 회전 수 사이의 차이를 계산할 수 있고, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조할 수 있고, 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 프로세서는 이득을 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용하는 것에 의해서 펄스 힘을 변경할 수 있다.

프로세서는, 목표 모터 회전 수와 카운트된 모터 회전 수 사이의 차이를 계산할 수 있고, 저장된 데이터 내의 오프 시간에 적용되는 이득을 참조할 수 있고, 저장된 데이터는 계산된 차이에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 프로세서는 이득을 오프 시간에 적용하는 것에 의해서 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간을 변경할 수 있다.

프로세서는, 모터 전류의 측정 값과 모터 전류의 미리 결정된 값을 비교하는 것에 의해, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별할 수 있다.

프로세서는 미리 결정된 모터 전류 값과 측정된 모터 전류 값 사이의 차이를 계산할 수 있고, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간, 및 전압으로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조할 수 있고, 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 프로세서는 이득을 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용하는 것에 의해서 펄스 힘을 변경할 수 있다.

프로세서는, 미리 결정된 모터 전류 값과 측정된 모터 전류 값 사이의 차이를 계산할 수 있고, 저장된 데이터 내의 오프 시간에 적용되는 이득을 참조할 수 있고, 저장된 데이터는 계산된 차이에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 프로세서는 이득을 오프 시간에 적용하는 것에 의해서 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간을 변경할 수 있다.

프로세서는, 프로세서와 통신하는 센서로부터, 챔버에 대한 플런저의 선형 축방향 위치를 검출할 수 있다. 일 실시형태에서, 축방향 위치 센서를 인코더 대신 이용하여 전기 모터의 출력을 모니터링할 수 있다.

액체를 식물 내로 주입하기 위한 장치가 또한 제공되고, 이러한 장치는,

챔버 내에 배치된 플런저 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 갖는 가변 체적 투여 챔버로서, 유입구 및 배출구는 챔버의 공통 체적부와 유체 연통되고, 플런저는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 챔버에 대해서 병진 운동하는, 가변 체적 투여 챔버;

전원;

나사산형 샤프트를 통해서 피스톤의 병진 운동을 구동하여, 챔버 내의 체적의 변화를 유발하고 액체를 교번적으로 챔버에 수용하고 그로부터 방출하도록 구성된 모터;

모터 회전을 기록하기 위해서 모터에 장착된 인코더로서, 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력하는, 인코더;

트리거;

전원, 모터, 인코더 및 트리거와 통신하는 프로세서

를 포함하고,

프로세서는:

인코더로부터 모터 회전을 카운트하고, 모터에 대한 전압을 제어하고, 상기 모터에 에너지를 제공하는 복수의 전력의 펄스(펄스 힘)를 생성하는 것에 의해서 모터에 대한 전력을 제어하고;

모터 전류 또는 모터의 회전 수를 모니터링하는 것에 의해서 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하고;

주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하기 위해서 식별된 압력 변화에 응답하여 펄스 힘을 변경하도록 구성된다.

일 실시형태에서, 인코더 또는 유사 센서(피스톤 축방향 위치 센서)가 존재할 경우, 적절한 펄스 힘 매개변수가 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택될 수 있다.

다른 실시형태에서, 인코더 또는 유사 센서(피스톤 축방향 위치 센서)가 존재하지 않을 경우, 적절한 펄스 힘 매개변수가 오프 시간, 펄스 시간, 및 전압으로부터 선택될 수 있다.

프로세서는 또한 모터 전류 또는 모터의 회전 수를 모니터링하는 것에 의해서 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하고, 식별된 압력 변화에 응답하여 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간(오프 시간)을 변경하도록 구성되고, 그에 의해서 펄스들 사이의 시간은 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하기 위해서 사용된다.

전기 모터의 출력을 모니터링하는 것은 모터의 회전 수를 카운트하기 위해서 인코더를 이용하는 것을 포함할 수 있고, 모니터링되는 출력과 목표 출력 사이의 차이를 계산하는 것은 카운트된 회전 수와 목표 회전 수 사이의 차이를 계산하는 것을 포함할 수 있다.

전기 모터의 출력을 모니터링하는 것은 모터 전류를 측정하는 것을 포함할 수 있고, 모니터링된 출력과 목표 출력 사이의 차이를 계산하는 것은 측정된 모터 전류와 미리 결정된 모터 전류 사이의 차이를 계산하는 것을 포함할 수 있다.

이와 같이, 일반적인 용어로 본 발명에 대해 기술하였고, 이제 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 통합형 주입 건의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 통합형 주입 건의 개략적인 측면 절취도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인출 조립체(draw off assembly)의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 나무 주입 막대의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 통합형 주입 건의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 나무 주입 장치 조립체의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 펄스 힘 조정 알고리즘에 대한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전기 모터에 공급되는 일련의 전력의 펄스를 도시한다.

본 개시 내용의 특정의 예시적인 예를 이하에서 설명하고 첨부 도면에 도시한다. 설명된 예는 단지 예시를 위한 목적이고, 당연히 이하의 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 설명된 예의 다른 예, 특정 수정예 및 개선예가 당업자에 의해서 이루어질 수 있고, 그러한 모든 다른 예, 수정예, 및 개선예는 본 발명의 범위에 포함된다.

식물 주입 장치의 예가, 적어도 처음에는 도 1 내지 도 8을 참조하여, 이하에서 설명된다.

액체 조성물을 식물 내로 주입하기 위해서 사용되는 주입 장치가 제공되고, 이러한 장치는, 챔버(30) 내에 배치된 플런저(55) 그리고 챔버 유입구(35) 및 배출구(40)를 갖는, 가변 체적 투여 챔버(30)를 포함한다. 유입구(35) 및 배출구(40)는 투여 챔버(30)의 공통 체적부와 유체 연통된다. 플런저(피스톤)(55)는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 챔버(30)에 대해서 병진 운동한다.

장치(10)는 또한 전원(60), 및 나사산형 샤프트(50)를 통해서 플런저(55)의 병진 운동을 구동하여 챔버(30) 내의 체적의 변화를 유발하고 그에 의해서 액체 조성물의 선택된 체적을 배출구(40)를 통해서 챔버(30)로부터 방출하도록 구성된 전기 모터(45)를 포함한다. 주입 후에, 플런저(55)는 반대 방향으로 이동하고, 유입구(35)를 통해서 챔버에 부착된 액체 제품 공급부(95)로부터 챔버(30)를 자동적으로 재충진시킨다. 전원(60)은 주 전력 공급부, 12 볼트 전력 공급부, 또는 선택적으로 재충전 가능 배터리(예를 들어, 리튬 이온)를 갖는 배터리 팩을 포함할 수 있다.

일 실시형태에서, 전기 모터(45)는 (나사산형 샤프트(50)의 회전, 그리고 체적 및 투여량과 상호 관련된 챔버(30) 내의 플런저(55)의 이동과 상호 관련되는) 모터 회전을 기록하기 위해서 장착된 인코더(65)를 갖는다. 인코더(65)는 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력한다.

일 예에서, 장치는, 트리거(15)에 의해서 작동되는 핸드 그립(20)을 갖는 통합형 주입 건(10)을 포함한다. 장치는, 장치의 서비스를 위해서 투여량 조립체를 건(10)의 나머지로부터 제거하기 위한 나사 캡(32)을 추가로 포함할 수 있다.

주입 장치는 전원(60), 전기 모터(45), 및 트리거(15)와 통신하는 프로세서(제어기)(70)를 추가로 포함한다. 인코더(65)가 존재하는 경우, 프로세서(70)는 인코더와 통신한다. 프로세서(70)는 모터(45)에 대한 전압을 제어하고, 모터(45)에 에너지를 제공하는 복수의 전력 펄스(100)를 생성하는 것에 의해서 모터에 대한 전력을 제어하도록 구성된다. 인코더(65)가 존재할 경우, 프로세서(70)는 인코더(65)로부터 모터 회전을 카운트하도록 구성된다.

각각의 펄스는 전압 및 펄스 길이(시간)를 갖는다. 전압 및 펄스 길이의 크기는, 모터(45)에 의해서 제공되는 펄스 힘을 규정하는 특정 매개변수이다. 전압의 크기, 펄스의 길이, 및 펄스들 사이의 시간은 모터(45)에 제공되는 에너지를 결정한다. 펄스들 사이의 시간이 또한 오프 시간으로 지칭된다. 도 8은 전압의 정사각형 펄스 형태의 복수의 펄스를 도시하고, 그 각각은 펄스 길이(300)를 가지고, 오프 시간(310)에 의해서 분리된다. 모터에 제공되는 에너지가 프로세서(70)에 의해서 제어되어, 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어한다.

모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간(오프 시간)(130)을 변경하여, 모터에 대한 에너지를 제어할 수 있다. 오프 시간을 변경하고 그에 따라 모터(45)에 대한 에너지를 제어함으로써, 배출구(40)로부터 방출되는 액체의 압력이 제어된다. 더 구체적으로, 압력은, 유체의 압력 변화를 나타내는, 목표 단계 카운트에 대한 인코더(65)에 의해서 기록된 단계 카운트의 변화를 식별하는 것에 의해서 제어될 수 있다. 예로서, 예를 들어 나무에 의한 유체의 주입에 대한 제한으로 인한 유체 내의 압력의 증가는 단계 카운트가 목표 단계 카운트 미만이 되게 할 것이다. 이어서, 오프 시간을 조정하여 주입 유체 내에서 실질적으로 일정한 압력을 유지할 수 있다.

다른 예에서, 펄스들 사이의 시간을 유지하고 대안적으로 전압 또는 전류(암페어)를 변경하는 것에 의해서 모터(45)에 대한 에너지를 변경하여 압력을 제어할 수 있다. 적절한 펄스 힘 매개변수가 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택될 수 있다.

일 예에서, 장치는 챔버(30)와 유체 유입구(35) 사이에 배치된 유입구 밸브(75), 및 챔버(30)와 배출구(40) 사이에 배치된 배출구 밸브(80)를 추가로 포함한다.

일 예에서, 프로세서(70)와 통신하는 센서(90)가 장착되어 챔버(30)에 대한 플런저(55)의 선형 축방향 위치를 검출하고, 그에 따라 프로세서(70)는 샤프트(50), 플런저(55), 모터(45) 또는 인코더(65)의 임의의 마모 또는 미끄러짐을 허용할 수 있다. 센서(90)는 외부 신호를 챔버 벽으로부터 판독할 수 있고, 하나의 예는 벽 지점 또는 영역에 관한 전기 신호이다. 다른 예는, 기준 지점으로서 작용하는 물리적 정지부를 이용하는 것일 수 있다. 추가적인 예는, 챔버의 지점 또는 영역에서 플런저와 상호 작용하는 자석 또는 자석들일 수 있다.

장치는 키패드 인터페이스(25)를 포함할 수 있다. 인터페이스는 하나 이상 디스플레이(26)일 수 있다. 디스플레이는 터치 스크린을 통해서 제어될 수 있고/있거나 하나 이상의 버튼 또는 스위치를 통해서 제어될 수 있다.

장치는, 특정 나무 또는 농원과 관련된 정보를 포함하는 저장 매체와 통신할 수 있다. 장치가 저장 매체와 통신하여, 특정 나무 또는 농원에 대한 주입 설정을 조정할 수 있다. 나무 또는 농원은, 바코드 또는 QR 코드와 같은, 그래픽 인코딩을 통해서 식별될 수 있다. 저장 매체는 장치 자체 내에 위치될 수 있거나, 원거리에 있을 수 있다. 통신은 운영부(operative)를 통해서 이루어질 수 있고, 운영부는 저장 매체 내에서 정보를 참조하고, 설정을 장치 내로 프로그래밍한다.

다른 실시형태에서, 장치는, 앱 또는 클라우드와 상호 작용하여, 디바이스에 관한 정보를 외부 수신기 또는 모바일 폰 디바이스에 전달하도록 구성된 통신 수단을 포함한다. 프로세서는, 예를 들어 통신 상태가 사용자에 의해서 활성화될 때, 정보를 외부 수신기에 전달할 것을 통신 수단에 지시하도록 구성된다. 임의의 적합한 통신 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 통신 수단은 WiFi, 블루투스, ZigBee 또는 유사한 것을 통해서 정보를 전달하도록 구성될 수 있다.

전원(60)은 DC 전력 공급부일 수 있다. 일 예에서, 전원은 리튬 18650 셀과 같은 적어도 하나의 배터리일 수 있다. 전원은, 대안적으로, DC 변환기를 갖거나 가지지 않는 주 전원일 수 있다.

적절하게, 모터(45)는, 인코더로 공급되는 표준 DC 모터일 수 있다. 선택적으로, 유성 기어박스 또는 스텝퍼 모터가 사용될 수 있다. 스텝퍼 모터가 사용될 경우, 별도의 인코더는 필요하지 않다. 바람직하게는, 표준 DC 모터가 사용된다. 일 구현예에서, 모터는 4930 rpm에서 250 g-cm의 정격 토크를 갖는 DC 12V, 12.8W 모터이다.

다른 예에 따라, 나무 주입 장치를 제공하기 위한 부품들의 키트가 제공되고, 부품들의 키트는 본원에서 제공된 예 또는 양태 중 어느 하나에서 설명된 바와 같은 나무 주입 장치를 포함한다.

일 예에서, 액체 조성물(유체)의 투여량을 제공하기 위해서 트리거(15)가 작동될 때, 전기 모터(45)는 전력의 펄스(100)를 수신하고, 이러한 전력의 펄스는 구동 나사산(50)을 회전시키고 피스톤(55)을 투여 챔버(30) 내에서 정방향으로 이동시키며, 결과적으로 유체는 배출구(40)를 통해서 챔버(30)로부터 방출된다. 모터 회전은 모터(45)에 장착된 인코더(65)에 의해서 카운트될 수 있고, 인코더(65)는 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력한다.

프로세서(70)는 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하도록 구성된다. 일 예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 압력은 전압, 펄스의 길이, 및 인코더 단계 카운트(단계(110))에 의해서 결정되고, 전압 및 펄스 시간은 각각의 펄스의 힘을 결정하고, 단계 카운트는 피스톤이 얼마나 멀리 이동하였는지를 측정한다. 알고 있는 펄스 시간 및 알고 있는 단계 카운트에서, 전압을 아는 것은 압력을 알 수 있게 할 것이다. 바람직하게는, 전압, 단계 카운트, 및 펄스 시간에 대한 압력 목표의 상관관계가 교정되고 회로 기판 상에서 미리 설정된다. 전압 및 펄스 시간이 일정하게 유지되는 경우, 단계 카운트는 펄스 오프 시간으로 지칭되는 모터 펄스들 사이의 시간에 의해서 제어된다.

프로세서(70)는 식별된 압력 변화에 응답하여, 주입 동작 중에 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하도록 더 구성된다. 도 9의 예에서, 알고리즘(도 9)은 오프 시간을 조정하여, 단계 카운트 그리고 그에 따라 압력을 제어한다. 미리 설정된, 알고 있는 단계 카운트는, 특정 유체 압력에 상호 관련되는 목표 단계 카운트로서 지칭된다. 단계 카운트가 목표 수에 도달하면, 알고리즘은 오프 시간을 조정하여 목표 단계 카운트를 유지한다. 단계 카운트가 목표 단계 카운트를 초과하는 경우에, 알고리즘은 오프 시간을 감소시킨다. 단계 카운트가 목표 단계 카운트와 같은 경우에, 알고리즘은 오프 시간을 유지한다. 단계 카운트가 목표 단계 카운트 미만인 경우에, 알고리즘은 오프 시간을 증가시킨다. 대안적으로, 알고리즘이 조정되고, 그에 따라 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택된 다른 적합한 펄스 힘 매개변수를 이용하여 배출구/주입 압력을 동적으로 조정한다. 오프 시간 매개변수가 바람직하다.

일 예에서, 이득으로서 지칭되는 오프 시간의 변화는 양 또는 음일 수 있다. 이득은 측정된 단계 카운트와 목표 단계 카운트 사이의 차이에 비례한다. 예를 들어, 9의 목표 단계 카운트를 이용할 경우, 전력의 펄스(100)가 모터(45)에 제공된다. 이러한 예에서, 단계의 수가 카운트되고(110) 11(이는 9의 목표보다 +2더 크다)인 것으로 결정되는 경우, 알고리즘은 참조 표를 검색할 것이고(115) 표에서 제공된 바와 같이 +2에 비례하는 값만큼 오프 시간을 감소시킬 것이다(120). 이어서, 오프 시간의 새로운 값이 저장되고(125), 다음 펄스(100)에 앞서서 적용된다(130). 대안적으로, 단계 카운트가 9의 목표보다 -2로 작은 7인 경우에, 알고리즘은 -2에 비례하는 값만큼 오프 시간을 증가시킬 것이다. 이득의 값은 공식, 예를 들어 이득 = (9 - 단계 카운트) x Y으로부터 계산될 수 있고, 여기에서 Y는 (공장 압력 측정을 기초로 회로 기판에서 미리 설정된) 미리 결정된 값이다. 대안적으로, 이득의 값이 참조 표에 의해서 제공될 수 있고, 임의의 주어진 단계 카운트에서, 미리 결정된 이득의 값이 존재한다.

9의 목표 단계 카운트에 대한 참조 표 예

다른 예에서, 알고리즘은, 예측 이득으로 지칭되는 압력 변화 속도를 예측하기 위해서 모터 전류를 측정한다. 피스톤에 작용하는 압력이 증가될 때, 각각의 펄스 내의 모터 전류가 또한 증가된다. 모터 전류, 펄스 폭 및 단계 카운트는 압력과 상호 관련되고, 상관관계는 프로세서(70)에 저장된다. 상관관계는 공식이거나, 참조 표의 형태일 수 있다. 주어진 목표 단계 카운트에서, 전류가 미리 결정된 양보다 크거나 작은 경우, 알고리즘은 이득을 증가 또는 감소시킬 것이다. 예를 들어, 단계 카운트가 9이고 전류가 미리 결정된 값을 초과하는 경우, 알고리즘은 압력이 증가되고 있다는 것을 결정할 것이고, 이득을 증가시킬 것이다. 다시 말해서, 알고리즘은 압력이 증가된다는 것을 결정할 것이고, 그에 따라 펄스들 사이의 시간을 증가시켜 단계 카운트를 감소시킬 것이고 그에 따라 주입 압력을 유지할 것이다. 이러한 예에서, 인코더(65)는 생략될 수 있다.

바람직한 예에서, 알고리즘은 압력 변화 속도를 예측하기 위해서 모터 전류를 측정하지 않는다.

하나의 바람직한 예가:

챔버 내에 배치된 피스톤 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 가지는 가변 체적 챔버로서, 유입구 및 배출구가 공통 챔버 체적부와 직접 연통되고, 피스톤은 선형으로 공통 길이방향 축을 따라 챔버에 대해서 병진 운동하도록 구성되는, 가변 체적 챔버;

전원;

나사산형 샤프트를 통해서 피스톤의 병진 운동을 구동하여, 챔버 내의 체적의 변화를 유발하고 유체를 챔버부터 방출하도록 구성된 모터;

모터에 장착되어 모터 회전을 기록하는 인코더로서, 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력하는, 인코더;

트리거;

전원, 모터, 인코더 및 트리거와 통신하는 프로세서로서, 프로세스는 인코더로부터 모터 회전을 카운트하고, 모터에 대한 전압을 제어하고, 모터에 대한 전력의 펄스를 제어하고, 모터에 대한 전력의 펄스들 사이의 시간(오프 시간)을 변경하도록 구성되고, 그에 의해서 펄스들 사이의 시간이 압력을 제어하기 위해서 이용되는, 프로세서;

챔버 배출구 및 나무 내의 공동과 연통되는 나무 주입 막대 또는 야자수 랜스로 구성되고;

그에 의해, 동작 시에, 유체가 제어된 압력으로 나무 내로 분배된다.

실시예

예로서, 나무 내에서 2 bar 압력을 전달하기 위해서, 프로세서는 50 ms의 초기 오프 시간으로 6.5 V에서 20 ms인 펄스를 모터에 제공할 것으로 전원에 지시하고, 여기에서 6.5 V에서의 20 ms 펄스는 9의 목표 단계 카운트 및 50 ms의 최소 오프 시간에서 2 bar 압력을 생성하는 것으로 알려져 있다. 모터는, 유체가 나무 내로 분배되게 하는 회전 수로 회전한다. 인코더는 단계의 수를 프로세서에 출력한다. (앞서 제시된) 참조 표를 이용하여, 단계의 수가 9를 초과하는 경우, 프로세스는 50 ms의 오프 시간으로 반복된다. 단계의 수가 9와 동일한 경우, 프로세스는 50 ms의 오프 시간으로 반복된다. 단계의 수가 8인 경우, 프로세스는 반복되나 오프 시간은 150 ms가 될 것이고, 이는 기존 50 ms 더하기 참조 표로부터의 100 ms와 동일하다. 다음 단계 카운트가 9인 경우, 오프 시간은 150 ms에서 유지될 것이다. 단계 카운트가 10인 경우, 오프 시간은 130 ms가 될 것이고, 이는 기존 150 ms에서 참조 표로부터의 20 ms를 뺀 것과 동일하다. 다음 단계 카운트가 다시 10인 경우, 오프 시간은 110 ms가 될 것이고, 이는 기존 130 ms에서 참조 표로부터의 20 ms를 뺀 것이다.

일 구현예에서, 5 ml의 투여량을 위한 주입 동작에서의 총 단계 카운트는 637 단계이며, 4 ml 투여량은 510 단계이고, 2 ml 투여량은 255 단계이다.

일 구현예에서, 장치는 이하와 같이 구성된 제어 패널 인터페이스(25) 및 디스플레이 화면(26)을 가질 것이다:

주 화면: 나무 유형이, 아래쪽의 압력 및 투여량 크기와 함께, 우선적으로 주 화면에서 디스플레이된다. 상단-우측 모서리는 배터리 레벨을 보여 준다.

파워 버튼: 한 번 누르면 온으로 스위칭된다. 누르고 유지하면 오프로 스위칭된다.

프라임 버튼(Prime button): 누르면 프라이밍 모드에 진입한다.

메뉴 버튼: 옵션들을 통해서 눌러서, 나무 유형, 계산기, 병 리셋, 소리 및 언어에 접근한다.

통계 버튼: 얼마나 많은 투여량이 투여되었는지 그리고 얼마나 많은 제품이 사용되었는지를 보여 준다.

위 및 아래로의 버튼: 디스플레이될 때 값을 증가 또는 감소시키기 위해서 그리고 선택을 변경하기 위해서 사용된다. 대부분의 설정 변화는 이러한 버튼들을 이용하여 이루어진다.

파워 버튼: 한 번 누르면 온으로 스위칭된다. 주 화면이 나타나기 전에, 안전 경고가 뒤따르는 로고가 디스플레이될 수 있다. 누르고 유지하면 장치가 즉시 오프로 스위칭된다.

프라임 버튼: 프라임 버튼을 한차례 누른다. "프라임"이라는 단어는, 장치가 프라임 모드에 있다는 것을 나타내기 위해서 디스플레이될 것이다.

장치가 프라임 모드에 있을 경우, 트리거를 당기고 유지한다. 장치는 전체 챔버 적재량(full chamber load)을 분배할 것이고, 이어서 후퇴 위치로 복귀되고 중단된다. 트리거를 해제하고, 이어서 당기고 유지하여 다른 전체 챔버를 분배한다. 완전히 프라이밍될 때까지 계속한다. 트리거를 해제시켜, 사이클 중의 임의의 시간에 프라이밍을 중단시킬 수 있다.

프라임 버튼을 다시 눌러 마이크로 프라임 모드에 진입한다. 트리거를 당기고, 장치는 유체의 미세 투여량을 분배할 것이다. 프라임 버튼을 다시 눌러 주 화면으로 복귀한다.

위 및 아래로의 버튼: 이러한 버튼은 디스플레이될 때 값을 증가 또는 감소시키기 위해서 또는 선택을 변경하기 위해서 사용된다. 대부분의 설정 변화는 이러한 버튼들을 이용하여 이루어진다.

나무 둘레의 변경: 위쪽 버튼을 한 차례 눌러 1 cm만큼 둘레를 증가시킨다. 누르고 유지하는 것은 양을 위쪽으로 신속하게 스크롤한다. 아래쪽 버튼도 동일한 방식을 작동한다.

선택 변화: 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 누르는 것은 현재 항목을 위한 선택을 변경할 것이다. 선택된 옵션은 그 주위의 상자와 함께 도시된다.

메뉴 버튼: 메뉴 버튼을 누를 때마다, 이는 이하의 항목: 나무 선택, 계산기, 병 리셋, 소리 및 언어에 접근하기 위해서 메뉴를 통해서 순환한다.

나무 선택: 메뉴 버튼을 눌러 나무 선택 화면을 디스플레이한다. 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 나무 선택을 변경한다. 메뉴 버튼을 눌러 선택을 저장한다.

1. 야자수 나무, 투여량 크기 5.2 ml 및 압력 2 bar.

3. 침엽수, 투여량 크기 4 ml 및 압력 3 bar.

2. 쌍자엽 나무, 투여량 크기 2ml 및 압력 2 bar.

4. 미국 자귀나무. 투여량 크기 5.2 ml 및 압력 2 bar.

계산기: 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 계산기를 턴 온 또는 턴 오프시킨다. 계산기가 온이고 쌍자엽, 침엽수 또는 미국 자귀나무가 선택되면, 장치는 새로운 나무의 시작에서 나무 둘레 화면을 보여 줄 것이다.

병 리셋: 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 새로운 병을 위해서 장치를 리셋한다. 장치는 사용된 제품의 양을 카운트 다운한다. 화면은, 체적이 100 ml로 떨어질 때 병 심볼을 화면에서 디스플레이하고, 체적이 50 ml 미만으로 떨어질 때 점멸 심볼을 디스플레이한다.

소리: 장치는 투여량 전달의 확인을 위해서 가청적인 이중 신호음을 생성할 수 있다. 화면이 소리 아이콘을 디스플레이할 때, 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 소리를 턴 온 또는 턴 오프시킨다. 이러한 예는 소리가 온인 것을 보여 준다.

언어: 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 언어를 선택한다.

통계 버튼: 통계 버튼은 투여된 총 체적 및 투여된 투여량의 전체 수를 보여 준다. 누를 때마다 다양한 항목을 통해서 스크롤한다.

투여된 투여량의 체적: 투여된 투여량의 총 체적으로 보여 준다.

투여량의 수: 투여된 나무의 총 수를 보여 준다.

저장된 통계를 삭제하기 위해서, 화면이 삭제 아이콘을 디스플레이할 때, 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 눌러 틱(tick) 또는 십자가를 선택한다. 틱이 강조될 때, 메뉴 버튼을 누른다. 디스플레이는 주 메뉴로 복귀될 것이고 투여량의 수 및 체적 통계가 0으로 리셋될 것이다.

사용을 위한 장치 준비:

조립체(245)의 인출부를 액체 조성물을 포함하는 제품 병(95)에 연결한 후에(인출 튜브(225)를 병(95) 내에 배치하고 캡(235)으로 덮고 튜브(250)를 통해서 유입구(35)에 대한 핸드 헬드(10)에 연결하여 소켓(230)을 커플링시키고, 커플링 소켓 링(231)으로 밀봉한다); 커플링(39)을 통해서 튜브(218)의 일 단부를 배출구(40)에 연결하고, 소켓 링(37)으로 밀봉한다. 튜브(218)의 타 단부를 인출 커플링 플러그(240)에 연결한다. 장치를 프라임으로 설정한다. 유체가 챔버를 채울 때까지 트리거를 눌러 유지한다. 장치의 선단부를 수직으로 향하게 하여, 마지막 공기를 챔버로부터 제거한다.

유체가 병(95) 내로 역으로 유동할 때까지 트리거를 눌러 유지한다. 배출구 튜브 조립체 커플링 소켓(200)을 인출 커플링 플러그(240)로부터 분리한다.

튜브(218) 및 조립체 커플링 소켓(210)을 통해서 배출구(40)를 야자수 랜스 막대(미도시) 또는 나무 주입기 막대(215)(도 4)에 연결한다. 커플링 소켓 링(205)으로 밀봉한다. 프라임 버튼을 클릭하여 장치를 마이크로 프라임으로 설정한다. 유체가 배출구 선단부(220)에 도달할 때까지, 트리거를 누른다. 프라임 버튼을 눌러 홈 화면으로 복귀한다. 주입 동작 전에 드릴 홀 내의 배치를 위해서, 선택적 플러그(222)가 막대 선단부(220)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 선단부(220)가 주입 동작들 사이에서 캡(255)으로 덮일 수 있다. 일 구현예에서, 튜브(218 및 250)의 길이는 1 내지 5 미터이고, 튜브 폭은 3 내지 6 mm이다. 다른 구현예에서, 막대(215)의 배출구 선단부(220)는 2 mm이다.

투여량의 중단을 위해서, P 키를 누르거나 트리거를 2번 누른다. 압력이 장치의 권장 최대 설정을 초과하는 경우에, 장치는 투여량을 취소할 것이다.

보호복, 보안경, 및 핸들링 주의 사항과 관련하여 투여 제품에 대한 권장 사항을 따른다.

야자수 모드에서, 트리거를 눌러 투여량을 전달한다. 화면은 투여 심볼을 디스플레이할 것이다. 투여가 완료될 때, 화면은 틱 심볼을 디스플레이할 것이고, 장치는 2번의 신호음을 낼 것이다.

계산기가 턴 오프된 쌍자엽, 침엽수 또는 미국 자귀나무 모드에서, 트리거를 눌러 투여량을 전달한다. 화면은 투여 심볼을 디스플레이할 것이다. 투여가 완료될 때, 화면은 대기 심볼을 디스플레이할 것이다. 대기 심볼이 끝났을 때, 화면은 틱을 디스플레이할 것이고, 장치는 2번의 신호음을 낼 것이다.

계산기가 턴 온된 쌍자엽, 침엽수 또는 미국 자귀나무 모드에서, 화면은 둘레를 디스플레이할 것이다. 위쪽 또는 아래쪽 버튼을 눌러 둘레 크기를 증가 또는 감소시키고, 이어서 메뉴 키를 눌러 드릴하여야 하는 홀의 수를 계산한다. 홀에 투여될 때, 장치는 홀을 카운트할 것이다. 트리거를 눌러 투여량을 전달한다. 화면은 투여 심볼을 디스플레이할 것이다. 투여가 완료될 때, 화면은 대기 심볼을 디스플레이할 것이다. 대기 심볼이 끝났을 때, 화면은 틱을 디스플레이할 것이고, 장치는 2번의 신호음을 낼 것이다. 이어서, 화면은 다음 투여를 위한 다음 홀 수 대기를 디스플레이할 것이다.

홀의 수를 변경하기 위해서, 위쪽 버튼 또는 아래쪽 버튼을 누른다. 마지막에서 2번째 홀에 도달하면, 홀의 수는 변경될 수 없고, 즉 11/12는 11/11로 변경될 수 없다. 마지막 홀이 투여된 후에, 장치는, 투여된 홀의 총 수를 기록하기 전에, 10초 대기할 것이다. 10초의 대기 시간 중에, 홀의 총 수를 변경하기 위해서, 위쪽 버튼 또는 아래쪽 버튼을 누르고 이어서 메뉴 버튼을 눌러 투여된 홀의 총 수를 기록한다.

본 발명의 단지 몇 개의 예시적인 실시형태가 앞서 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시 내용 및 장점으로부터 실질적으로 벗어나는 일 없이 예시적인 실시형태에 있어 많은 수정이 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 그러한 모든 수정은 이하의 청구범위에서 규정된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (20)

1. 액체를 식물 내로 주입하기 위한 장치로서,
   챔버 내에 배치된 플러그 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 가지는 가변 체적 투여 챔버로서, 상기 유입구 및 배출구는 상기 챔버의 공통 체적부와 유체 연통되고, 상기 플런저는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 상기 챔버에 대해서 병진 운동하는, 가변 체적 투여 챔버;
   전원;
   나사산형 샤프트를 통해서 상기 피스톤의 병진 운동을 구동하여, 상기 챔버 내의 체적의 변화를 유발하고 액체를, 교번적으로, 상기 챔버에 수용하고 상기 챔버로부터 방출하도록 구성된 모터;
   트리거;
   상기 전원, 상기 모터, 및 상기 트리거와 통신하는 프로세서
   를 포함하고,
   상기 프로세서는:
   상기 모터에 대한 전압을 제어하고, 상기 모터에 에너지를 제공하는 복수의 전력 펄스(펄스 힘)를 생성하는 것에 의해서 상기 모터에 대한 전력을 제어하고;
   상기 모터 전류 또는 상기 모터의 회전수를 모니터링하는 것에 의해, 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하고;
   상기 식별된 압력 변화에 응답하여 상기 펄스 힘을 변경하여, 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하도록 구성되는, 장치.
2. 제1항에 있어서,
   주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하여, 미리 결정된 주입 압력을 유지하는, 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   모터 회전을 기록하기 위해서 상기 모터에 장착되는 인코더를 추가로 포함하고, 상기 인코더는 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력하고, 상기 프로세서는 상기 인코더로부터의 회전의 수를 카운트하고, 이를 목표 모터 회전 수와 비교하여 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하도록 구성되는, 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 목표 모터 회전 수와 상기 카운트된 모터 회전 수 사이의 계산된 차이를 이용하여, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조하고, 상기 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 상기 이득은, 상기 프로세서에 의해, 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되어 펄스 힘을 변경하는, 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 선택된 펄스 힘 매개변수가 오프 시간인, 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 프로세서는, 상기 모터 전류의 측정 값과 모터 전류의 미리 결정된 값을 비교하는 것에 의해, 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하는, 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 미리 결정된 모터 전류의 값과 상기 측정된 모터 전류의 값 사이의 계산된 차이를 이용하여, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간, 및 전압으로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조하고, 상기 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 상기 이득은, 상기 프로세서에 의해, 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되어 펄스 힘을 변경하는, 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 선택된 펄스 힘 매개변수가 오프 시간인, 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 챔버에 대한 상기 플런저의 선형 축방향 위치를 검출하기 위해서 장착된, 상기 프로세서와 통신하는, 센서를 추가로 포함하는, 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    트리거에 의해서 작동되는 핸드 그립을 갖는 통합형 주입 건을 추가로 포함하는, 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    터치 스크린을 통해서 제어되고/되거나 하나 이상의 버튼 또는 스위치를 통해서 제어되는 하나 이상의 디스플레이를 갖는 키패드 인터페이스를 추가로 포함하는, 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력은, 상기 프로세서가 펄스를 생성하고, 참조 표로부터 이득을 결정하고, 상기 참조 표로부터의 이득을 현재 오프 시간에 더하는 것에 의해서 새로운 오프 시간 값을 획득하고, 상기 새로운 오프 시간 값을 저장하고, 상기 새로운 오프 시간 값을 다음 펄스 사이클에 적용할 때, 제어되는, 장치.
13. 액체를 식물 내에 주입하기 위한 방법으로서,
    챔버 내에 배치된 플런저 그리고 챔버 유입구 및 배출구를 갖는 가변 체적 투여 챔버로서, 상기 유입구 및 배출구는 상기 챔버의 공통 체적부와 유체 연통되고, 상기 플런저는 선형 방향으로 공통 길이방향 축을 따라 상기 챔버에 대해서 병진 운동하는, 가변 체적 투여 챔버; 전원; 나사산형 샤프트를 통해서 피스톤 플런저의 병진 운동을 구동하여, 상기 챔버 내의 체적의 변화를 유발하고 액체를 교번적으로 상기 챔버에 수용하고 그로부터 방출하도록 구성된 모터; 트리거; 및 상기 전원, 모터, 및 트리거와 통신하는 프로세서를 제공하는 단계;
    
    상기 프로세서를 이용하여, 상기 모터에 대한 전압, 및 상기 모터를 에너지화하기 위한 복수의 전력 펄스(펄스 힘)를 생성하는 것에 의해서 모터에 대한 전력을 제어하는 단계;
    상기 프로세서를 이용하여, 상기 모터 전류 또는 상기 모터의 회전 수를 모니터링하는 것에 의해서 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하는 단계; 및
    상기 프로세서를 이용하여, 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하기 위해서, 상기 식별된 압력 변화에 응답하여 상기 펄스 힘을 변경하는 단계
    를 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력을 제어하여, 미리 결정된 주입 압력을 유지하는, 방법.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 인코더로부터 모터 회전의 수를 카운트하고, 상기 인코더는 상기 모터 회전을 기록하고 설정된 모터 회전 당 단계의 수를 출력하기 위해서 상기 모터에 장착되며, 상기 프로세서는 상기 카운트된 회전의 수를 목표 회전 수와 비교하여 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 목표 모터 회전 수와 상기 카운트된 모터 회전 수 사이의 차이를 계산하고, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간, 전압 및 전류로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조하고, 상기 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 이득을 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용하는 것에 의해서 상기 펄스 힘을 변경하는, 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 선택된 펄스 힘 매개변수가 오프 시간인, 방법.
18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 모터 전류의 측정 값과 모터 전류의 미리 결정된 값을 비교하는 것에 의해, 주입 동작 중에 상기 배출구로부터 방출되는 액체의 압력 변화를 식별하는, 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 미리 결정된 모터 전류의 값과 상기 측정된 모터 전류의 값 사이의 차이를 계산하고, 저장된 데이터 내의 오프 시간, 펄스 시간 및 전압으로부터 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용되는 이득을 참조하고, 상기 저장된 데이터는 계산된 차이들에 상호 관련되는 이득 값을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 이득을 선택된 펄스 힘 매개변수에 적용하는 것에 의해서 상기 펄스 힘을 변경하는, 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 선택된 펄스 힘 매개변수가 오프 시간인, 방법.

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