一种树干定距打孔装置的制作方法

本发明涉及林木防治技术领域，尤其涉及一种树干定距打孔装置。

背景技术：

树干打孔注药是现有林木防治中重要的手段之一，其通过在树干表面距离地面30至130cm处，使用打孔机呈45°向树干内径斜下打孔，然后注入药剂，利用树干木质部的运输功能，将药剂吸收至树木枝干，以达到治虫、防病等作用。

在具体打孔时，根据树木胸径的不同，需要斜向均匀多次打孔，胸径每多10至15cm，就需要多打一个孔，但是在实际操作中，操作人基本使用目测手段，来对树干打孔，基本通过简易测量和目测估计的手段来定位下一个孔洞，很难精准控制孔洞之间的距离。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种树干定距打孔装置，以解决上述背景技术中提出的技术问题，由以下具体技术手段所达成：

一种树干定距打孔装置，包括：步进电机、控制系统、滚轮组件、可控伸缩杆、钻头组件、把手、支撑板，所述滚轮组件有水平滚轮、支撑滚轮、定角滚轮；

所述支撑板为三角板，支撑板左右两侧以及下端设有支撑杆，位于两侧的支撑杆尾端设有水平滚轮，下端支撑杆与树干表面呈锐角，且尾端设有支撑滚轮，支撑滚轮与树干表面的夹角和下端支撑柱与树干表面的夹角相同，支撑板前端设有把手；

所述水平滚轮的轴向均与树干表面垂直，轮面平行于树干径向，其中一水平滚轮的轴向上端连接有步进电机，定角滚轮垂直于树干表面，其轴向与树干直立方向的夹角为45°；

所述可控伸缩杆有竖直伸缩杆和钻头伸缩杆，竖直伸缩杆下端垂直设于支撑板上端，竖直伸缩杆前端有一固定杆连接支撑板，顶端固定有钻头伸缩杆、钻头组件和定角滚轮，定角滚轮设于钻头伸缩杆尾部上端；

所述钻头组件包括钻头、电机，钻头斜向45°指向树干，电机位于钻头的尾部；

所述钻头伸缩杆尾部固定在竖直伸缩杆顶端，其头部连接电机尾部，并指向树干表面，钻头伸缩杆及钻头组件所在的平面垂直于竖直伸缩杆，钻头伸缩杆与竖直伸缩杆之间的角度为45°；

所述钻头组件和钻头伸缩杆的中心线重合；

所述控制系统设置在把手上端，包括步进电机开关、竖直伸缩杆开关及控制键、钻头伸缩杆开关及控制键、电机开关、计算系统；

所述步进电机开关可电路控制步进电机的运行和关闭；

所述竖直伸缩杆开关及控制键电路控制竖直伸缩杆的伸出和缩回；

所述钻头伸缩杆开关及控制键电路控制钻头伸缩杆的伸出和缩回；

所述电机开关可电路控制钻头组件电机的运行和关闭；

所述计算系统为plc控制器。

进一步地，所述定角滚轮为两组，两者相对平行且垂直于树干表面。

进一步地，所述竖直伸缩杆和钻头伸缩杆为电动推杆。

进一步地，所述滚轮组件的滚轮面为粗糙表面。

进一步地，所述支撑滚轮为塑质齿轮。

进一步地，所述滚轮组件为塑料材质。

与现有结构相较之下，本发明具有如下有益效果：

解决了现有技术中打孔间隔高度、数量仅凭经验而定的问题，通过计算系统、步进电机、定角滚轮等手段，实现了打孔数量和打孔间距数据化，以及较为精准地为树干打孔。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明侧视结构示意图，

1-把手、2-控制系统、3-支撑板、301-支撑杆、4-钻头伸缩杆、401-竖直伸缩杆、5-定角滚轮、501-水平滚轮、502-支撑滚轮、6-钻头组件、7-步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如附图1至附图2所示：

一种树干定距打孔装置，包括：把手1、控制系统2、支撑板3、可控伸缩杆、滚轮组件、钻头组件6、步进电机7，所述滚轮组件有定角滚轮5、水平滚轮501、支撑滚轮502；

所述支撑板3为三角板，支撑板3左右两侧以及下端设有支撑杆301，位于两侧的支撑杆301尾端设有水平滚轮501，下端支撑杆3与树干表面呈锐角，能够对支撑板3起到支撑作用，且尾端设有支撑滚轮502，支撑滚轮502与树干表面的夹角和下端支撑柱与树干表面的夹角相同，支撑板3前端设有把手1；

所述水平滚轮501的轴向均与树干表面垂直，轮面平行于树干径向，能保证装置沿树干表面水平移动，其中一水平滚轮501的轴向上端连接有步进电机6，定角滚轮5垂直于树干表面，其轴向与树干直立方向的夹角为45°；

所述可控伸缩杆有钻头伸缩杆4和竖直伸缩杆401，竖直伸缩杆401下端垂直设于支撑板3上端，竖直伸缩杆401前端有一固定杆连接支撑板3，顶端固定有钻头伸缩杆4、钻头组件6和定角滚轮5，定角滚轮5设于钻头伸缩杆4尾部上端，；

所述钻头组件6包括钻头、电机，钻头斜向45°指向树干，电机位于钻头的尾部；

所述钻头伸缩杆4尾部固定在竖直伸缩杆401顶端，其头部连接电机尾部，并指向树干表面，钻头伸缩杆4及钻头组件6所在的平面垂直于竖直伸缩杆401，钻头伸缩杆4与竖直伸缩杆401之间的角度为45°；

所述钻头组件6和钻头伸缩杆4的中心线重合，可保证钻头斜向45向树干内径打孔；

所述控制系统2设置在把手1上端，包括步进电机7开关、钻头伸缩杆4开关及控制键、竖直伸缩杆401开关及控制键、电机开关、计算系统；

所述步进电机7开关可电路控制步进电机7的运行和关闭；

所述钻头伸缩杆4开关及控制键电路控制钻头伸缩杆4的伸出和缩回；

所述竖直伸缩杆401开关及控制键电路控制竖直伸缩杆401的伸出和缩回；

所述电机开关可电路控制钻头组件电机的运行和关闭；

所述计算系统为plc控制器。

计算系统可输入测量后的树干胸径数据，胸径小于10厘米，不打孔，大于等于10厘米时开始打孔，从15厘米算起，每过10厘米，就增加一个孔洞，下面为胸径长度、打孔数目及打多个孔时水平滑轮移动距离的相关关系。

设胸径长度为d，打孔数目为s，水平滑轮移动距离为l，

d<10时，s＝0,l＝0；

10≤d<15时，s＝1，l＝0；

15≤d<25时，s＝2，l＝(2πd)/2；

25≤d<35时，s＝3，l＝(2πd)/3；

35≤d<45时，s＝4，l＝(2πd)/4；

依次类推，当需要打n个孔时，即10n-5≤d<10n+5,l＝(2πd)/n。

通过上述关系，输入测量后的树干胸径长度数据，得出水平滑轮需要移动的距离l和打孔数目s，步进电机7随后根据距离l、数目s以及水平滑轮的轮径，设定每打一个孔后步进电机7的转矩和转角，实现定距移动装置。

进一步地，所述定角滚轮5为两组，两者相对平行且垂直于树干表面。

进一步地，所述竖直伸缩杆401和钻头伸缩杆4为电动推杆，电动推杆易控制，便于安装。

进一步地，所述滚轮组件的滚轮面为粗糙表面，可加大滚轮附着力，不易从树干表面下滑。

进一步地，所述支撑滚轮502为塑质齿轮。

进一步地，所述滚轮组件为塑料材质。

优选地，本装置适用于树干表面无较多树瘤等凸起物、表面曲线较为均匀、生长方向较为竖直的树木。

工作原理：

测径：操作人员使用侧径尺，测量树干胸径；

复位：利用竖直伸缩杆401和钻头伸缩杆4的开关和控制键，将两者收缩至最短，随后本装置贴紧至树干表面，并利用把手1人工稳固装置；

运算：向计算系统内输入树干胸径数据，计算系统得出需要打孔的数目以及每打一个孔水平滑轮需要移动的距离，启动步进电机7开关，将数据信息输出到步进电机7；

起始孔洞：选好第一个孔洞位置，随后控制钻头伸缩杆4伸出并同时启动钻头组件6电机，钻头向树干内径斜向方45°打第一个孔，打孔结束后，关闭钻头组件6电机并控制钻头伸缩杆4收缩至初始位置，第一个打孔操作完成，步进系统开始记录打孔数，步进电机7开始运转，带动水平滚轮501移动，因为定角滚轮5为固定斜向45°，定角滚轮5会同步往斜上方45°的方向运动，并同时引导带动竖直伸缩杆401向上伸出，此时操作人员利用把手1支撑起装置，并跟随水平滚轮501的移动缓慢移动自身方位；

第二孔洞：当定角滑轮到达需要打孔的下一个位置时，步进电机7暂停运作，水平滚轮501和定角滚轮5也停止移动，随后控制钻头伸缩杆4伸出并同时启动钻头组件6的电机，钻头向树干内径斜向方45°打第二个孔，打孔结束后，关闭钻头组件6的电机并控制钻头伸缩杆4收缩至初始位置，步进电机7记录下打孔数目，步进电机7带动水平滚轮501开始移动，定角滚轮5向斜上方移动并带动竖直伸缩杆401向上伸出；

随后重复第二孔洞的步骤，直到步进电机7的计数满足需要打孔的数目，满足数目后，控制步进电机7开关关闭步进电机7，收缩竖直伸缩杆401，关闭竖直伸缩杆401和钻头伸缩杆4的开关，最后取下装置，完成整个定距精确打孔操作。

综上所述，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。