专利名称：切割及处理植物的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种切割并处理植物的装置和方法，特别是涉及在切割植物的同时将一种处理流体喷洒到切割植物的残留茎杆上的装置和方法。
电力公司要定期割去沿输电线用地生长的植物，以便保证可接近输电线并减少线路损失。接近它是为了便于对受损的输电线进行维护和修复。当高大茂密的植被在输电线下方导致电力由输电线泄漏到地面上时会出现线路损失过大的情况。植物越高大、越茂密，来自输电线的乱真辐射损失越大。类似地，公路处也要定期割除生长在中间分隔带上或沿路边生长的植物，以提高汽车驾驶员和行人的安全性。割除这些植物可改善视程沿道路形成路肩，以便紧急刹车。随着对电力和公路的需求的增加，输电线用地和路边用地的英里数以指数形式增加。因此，电力公司和公路处一直在寻求能更有效、更经济地割除生长在输电线用地和路边的植物的方法。
电力公司和公路处业已发现，有利的是在切割植物的同时用一种处理剂对植物进行处理，以控制不希望的植物生长或降低希望的植物的生长速度。通常根据希望的结果用诸如生长调节剂、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、肥料或生物制剂的粒状或液体处理剂处理所述植物。处理流体在植物上使用的最常见的方式是通过空气喷洒该流体而实现的，以便处理剂接触到植物，并通过流体与特定植株的粘性留在植物上。喷洒处理流体的最常见的方法包括将来自飞行器中、装有一系列喷头的陆上车辆中、从手持式喷雾器中或从装有处理剂喷洒机的割草机中的处理剂喷洒在具有植物的部位。不过，尚没有能够在非水平方向上切割植物并处理切割植物的装配了处理剂喷洒机的割草机，如利用连接在一个铰接吊杆臂末端的割草机头在山坡上割草的割草机。
遗憾的是，上述方法不能够将处理流体精确或受控地喷洒在植物上。喷洒方法在喷洒中可使处理剂与希望的植物接触，并可被喷洒到待处理部位以外的地方。处理剂一旦被喷入空气中，喷洒方式就变成随机的，某些植物则根本受不到处理。另外，当处理剂的浓度高时，操作者通常将多于需要量的处理剂喷洒出去，因此大量的处理剂被浪费掉。通常喷洒处理流体，直到植物叶子看上去变湿。因此，无法预测有多少处理剂会溶到植物周围的地面上对周围土壤和地下水系统造成污染，以及有多少(如果有的话)处理剂会被吸收到植物的维管系统或蒸腾流中，并在其中产生希望的效果。
Dow Elanco(一家除草剂制造商)告诫用户，只有在处理剂渗透叶片并吸收到植物的蒸腾流中后其流体化合物才会发挥作用。结果，化学公司生产出了被称作“佐剂”的能够使通过喷雾喷洒的处理流体渗透到致密的叶子中的化合物。很多处理流体还包括能促进将所述制剂吸收到植物的蒸腾流中的表面活化剂。然而，通过喷雾喷洒的处理流体通常只有占很小百分比的体积实际上可到达植物的蒸腾流中。其余的处理流体落到地面上，在这里它可能与降雨混合并流到周围土地上，或是蒸发到空气中，并由风吹送到周围土地上。
当然，农民和生活在输电线用地和公路附近的人会反对喷洒会导致径流或风传的处理流体。因此，电力公司和公路处在通过喷雾喷洒处理流体时会受到行政条例和地方法令的约束。尽管电力公司和公路处通常都尊重上述条例和法令，但环保专家还是抱怨，任何时候只要通过喷洒法使用处理流体，都必然会对土壤和地下水系统造成污染，并有径流和风传的危险。另外，当在处理地区附近发生土壤或水的化学污染时，电力公司和公路处都无法确切证明其割草和处理作业不是污染的根源。
已有多种割除并用一种处理流体处理植物的装置。例如，分别于1959年10月13日和1960年6月7日授予Mullin的美国专利US2,908,444和US2,939,636；于1961年3月7日授予Yaremchuk的US2,973,615和于1967年7月25日授予McCain的美国专利US3,332,221各自披露了一种装配了液体药物喷雾器的旋转割草机。于1993年8月24日授予Domingue，Jr的美国专利US5,237,803披露了一种装有液体药物喷雾器的“套筒弯曲”或“蝙蝠翼”切割装置。该喷雾器位于刀片上面，并位于割草机的外壳中，以便处理流体的喷洒被局限于当割草机在地面上行走时其外壳的下方的部位。处理流体是通过由旋转刀片所产生的离心力而分散的，或者被释放到割草机刀片上方，以使部分流体在冲击外壳和/或割草机的旋转刀片时蒸发。然而，处理流体可以落在植物周围的地面上，而蒸发的处理剂能被风带到周围的土地上。另外，所述装置无一能够沿非水平方向切割植物并处理切割过的植物，例如从铰接的吊杆臂末端切割。
于1959年3月24日授予Mullin的美国专利US2,878,633和于1963年5月21日授予Livingston的美国专利US3,090,187各自披露了一种装有用于将处理流体分配到割草机的旋转刀片上的旋转割草机。Mullin的专利还披露了用于将处理流体输送到设在割草机旋转轴上的轴向孔的导管装置，该装置止于设在刀片下面的一个孔。不过，旋转刀片的离心力可以液滴形式将处理流体从孔中甩出去。Livingston的专利还披露了设在刀片前缘上的纵向槽，以便将处理流体输送到刀片端部的下方。因此，处理流体被直接喷洒到刚切割的植物茎杆上。不过，Livingston割草机的分配装置是向着大气敞开的。因此，处理流体可以溅落与周围的土地上，或者蒸发并由风带到周围的土地上。
于1990年5月22日授予Mckee的美国专利US4,926,622披露了一种旋转式灌木铲除机和除草剂喷雾器。该铲除机包括若干刀片和喷雾器，并包括用于将除草剂送到刀片附近的装置，以便在灌木被旋转刀片切割时将除草剂洒到它上面去。在一种实施方案中，该喷雾器还包括一个封闭的导管，用于将处理流体从安装在旋转铲除机外壳上的容器中输送到接近刀片的出口处。该导管包括一个固定在旋转刀片外表面上的长管，以使所述出口与旋转铲除机的轴呈流体相通状态。不过，所述导管可因刀片纵向弯曲而断裂或弯曲，如果刀片撞击活动性较差的岩山或根部还会使其穿孔或磨损。
从上述旋转割草机的局限性可以看出，需要这样一种装置和方法它可以切割植物并用一种处理流体处理切割过的植物，该装置不会将处理流体喷洒到周围土地上或进入大气中。因此，本发明的一个目的是提供一种用于切割植物并同时将一种处理流体喷洒到切割植物的残留茎杆上的装置和方法，该装置和方法不会将处理流体喷洒到周围土地上或进入大气中。
本发明的另一个更具体的目的是提供一种用于切割植物并同时处理切割植物的残留茎杆的装置和方法，其包括用于将处理流体输送到刀片下面的装置，以使处理流体流连续供给所述植物的残留茎杆。
本发明的另一个目的是提供一种切割植物并同时通过将一种处理流体导入植物的蒸腾流而对切割的植物的残留茎杆进行处理的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于切割植物并同时将一种处理流体喷洒到切割植物的残留茎杆上的装置和方法，可沿任何方向使用该装置，特别是沿与水平方向成任何角度的方向，包括垂直方向使用。
本发明的另一个目的是提供一种用于切割植物并同时处理植物的装置和方法，该装置包括一个用于容纳处理流的气密性密封的可更换的容器装置。
本发明的另一个更具体的目的是提供一种用于切割植物并用一种处理流体处理植物的方法和装置，它可以减少处理流体的溢出、浪费和损失。
本发明的再一个目的是提供一种用于切割植物并同时将精确量的处理流体喷在切割植物的茎杆上的装置和方法。
本发明的又一个更具体的目的是提供一种用于切割植物并同时处理植物的装置和方法，该装置包括用于对输送给刀片的处理流体量进行精确计量的流体控制装置。
本发明的另一个更具体的目的是提供一种用于切割植物并同时处理植物的装置和方法，其包括一个用于探测割草机的地面速度的地速探测装置，以便将需要量的处理流体喷洒到切割植物的残留茎杆上。
本发明的另一个目的是提供一种用于记录喷洒到输电线用地、公路中间分隔带和路边的处理流体的位置和体积的装置和方法。
本发明涉及一种用于切割植物并同时用一种处理流体处理切割植物的残留茎杆的装置和方法，所述处理流体为生长调节剂、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、肥料、佐剂、表面活性剂或生物制剂，其优选为水溶液。在使用所述处理流体时不会将处理剂洒播，如喷洒到周围的土地上或大气中。事实上，处理流体是以连续流体流的形式通过一个流体导管从气密性流体容器输送到刀片下面的。因此，在切割植物的同时，处理流体可连续地供应给残留茎杆的切割端，以使至少大约75-95％的处理流体在接近0时间内被直接吸收到植物的蒸腾流中，以增加处理流体的效率，并大大减少所需处理流体量以及活性成分量。
该装置包括一个割草机，一个用于转动切割和处理装置的刀片驱动装置，其包括至少一个可转动地安装在刀架上的刀片组件，一个用于装处理流体的流体容器装置，一个用于计量输送到切割和处理装置上的处理流体量的控制装置，和用于将处理流体从流体容器装置输送到切割和处理装置的流体导管装置。
所述割草机可以是任何用于切割植物的机动工具，它可以在地面或地上运动，以便修剪树篱、树木和果木。例如，所述割草机可以是手推割草机、常见的动力割草机、乘式割草机、机动拖拉机、套筒弯曲割草机、蝙蝠翼割草机、收割机、液压伐木归堆联合机、高速锯削头、高速剪切头、往复式切割器、多圆盘割草机、卷盘割草机、甩刀式割草机或连接在铰接吊臂末端的割草机头。仅仅是出于方便说明的目的，本文所述的割草机是一种连接在农用拖拉机尾部的常见套筒弯曲割草机。
所述割草机优选包括一个大体上平的割草机平台，在其上有一个中央通孔，以使将刀片驱动装置纳入其中，一对大致为线性的对置的侧面，一个大致为线性的面板和一个弧形背板。至少一部分背板可以包括若干长度不大的碎石链，用于防止碎石，如疏粉的石块从割草机平台下面进入。所述割草机至少有一个固定在割草机平台上的轮子，以便在地面上运动并用于将切削和处理装置支承在地面上的理想高度上。将若干直立的支柱固定在割草机平台的上表面，以便将流体容器固定在其中间。
所述刀片驱动装置被固定在割草机平台上并包括一个装在割草机平台的中央孔中的长形驱动轴。刀片驱动装置优选由牵引割草机的拖拉机的动力输出装置供能。不过，所述刀片驱动装置可以由安装在割草机平台上面的柴油机或液压马达提供动力。在一种优选实施方案中，在接近驱动轴的一端处设有一个斜齿轮，以便与拖拉机的动力输出装置的转动轴啮合。所述切割和处理装置固定在该驱动轴的另一端。无论如何，所述刀片驱动装置转动该刀片驱动装置的驱动轴，再由该驱动轴转动所述刀架和切割和处理装置的至少一个刀片组件。所述刀片驱动装置的驱动轴上设有一个流体导管，由其形成一个连续的流体通道，以使该刀片驱动装置的驱动轴与泵送装置和切割处理装置呈流体连通状态。
所述切割和处理装置固定在接近割草机下面的刀片驱动装置的驱动轴上，并包括一个可转动地安装在刀架上的刀片组件。所述刀架可以是适于将至少一刀片组件安装在其上的任何形状。在一种优选实施方案中，所述刀架为一个长形杆，其具有一个用于容纳刀片驱动装置的中央孔，以及接近该杆一端的至少一个开孔，以便容纳刀片组件。在所述中央孔与接近所述杆的端部的孔之间设有纵向流体导管。该流体导管形成一个连续的流体通道，以使所述刀片驱动装置的驱动轴与刀片组件呈流体连通状态。在另一种优选实施方案中，所述刀架是一个大体上扁平的圆盘，其上安装有若干个，优选为4个正交间隔的刀片组件。
至少有一个刀片组件是靠近刀架的一端可转动地安装的。理想的是，靠近刀架的每一个相对的末端安装一个刀片组件。所述刀片组件包括一个刀片轴和固定在该刀片轴上的刀片毂。该刀片毂包括一个在其上向外安装的刀片。理想的是，所述轮毂的下面为碟形，这样，如果轮毂刀片的行进路径上撞击到障碍物，该轮毂可越过障碍物，而不会把震动转移给刀片。所述刀片的前缘是斜的，以形成一个锋利的切刃。在该刀片组件上设有一个连续的流体通道，以使设在刀架上的流体导管与刀片的下面呈流体连通状态。
将流体容器装置固定在设在割草机平台上面的直立的支柱之间。该流体容器装置至少包括一个装有液体处理剂的大体上中空的气密性密封的流体容器室。在一种优选实施方案中，所述流体容器装置包括若干叠放的、连接的、可取出的、互连的流体容器室。所述每一个室是由明显抗紫外线辐射的材料制成，如聚亚胺酯、聚乙烯或聚氯乙烯(PVC)塑料。
在每个室上设有一个入口和一个出口，并与一个双端断开接头的凹入部配合，所述接头和凸起部分与其凹入部分接合，以使处理流体可从上面的室流至下面的室中，并从最下面的室流至接近泵送装置的隔板接头。由一个挠性流体导管将每一个上部室的出口与紧邻的下部室的入口连通。由最下面的室的出口引出的挠性流体导管通过泵送装置并连接到设在刀片驱动装置外壳上的接头上。因此，所述流体容器装置与刀片驱动装置呈流体连通状态。与最上面的室的入口里的接头的凹入部分接合的所述接头的凸出部分与一个管路过滤器和通气管盖连接，以使流体容器室与周围大气相通。该滤器可阻止碎石、昆虫等进入该系统，但不会限制周围空气的进入。
所述室是叠放的，以便在将处理流体喷洒到植物上时，来自上面室中的处理流体可自动注满最下面的室。可以在远离作业现场的地方注满任意数量的室，以使处理流体不会溅落在作业现场，在这里它有可能接触工作人员，污染周围土壤或地下水源。该室是气密性密封的，以使处理流体不会溅出或失效。可以将预定数量的预注满的室叠放在一起，以使用户无须中断切割处理作业来重新注满液体室或更换空室。将用空了的室送回配方设计师处进行重新加注，无须在处理现场清洗，而且也决不会混入公共垃圾或废物中。
由流量控制装置计量被泵送装置输送到刀片下面的处理液流量。该流量控制装置包括一个与地面速探测装置电连接的控制元件。地面速探测装置包括一个用于探测拖拉机后轮的角速度的传感器，并由此估算出割草机的地速。在一种优选实施方案中，在接近拖拉机的每一个后轮处设置一个地速探测装置，为了更准确地计算出拖拉机地速，对其后轮的角速度加以平均，并乘以修正系数。该控制装置还与一台直流步进马达呈电连接，由该马达驱动泵送装置，以便把需要量的处理流体喷洒在受处理区域内的植物上。
所述流体导管装置形成一个连续的流体通道，以使所述流体容器装置与切割和处理装置的刀片组件呈流体连通状态。该流体导管装置包括分布于最下面的流体容器室的出口与设在刀片驱动装置外壳上的流体接头之间的挠性导管、由刀片驱动装置的流体导管形成的连续流体通道、由刀架形成的连续流体通道、和由刀片组件所形成的连续流体通道。因此，该流体导管装置形成一个用于将处理流体输送到刀片下面的连续流体通道，以便在切割植物的同时将处理流体连续地供给植物的残留茎杆。
尽管已对本发明的某些目的和优点进行了说明，随着结合附图对本发明优选实施方案所做的说明，可以了解本发明的其它目的和优点。其中
图1a表示本发明动力割草机的一种优选实施方案；
图1b表示本发明套筒弯曲割草机的优选实施方案；图2是说明本发明用于切割和处理植物装置的优选部件的示意性流程图；图3是
图1b中套筒弯曲割草机的放大透视图；图4a是
图1b中套筒弯曲割草机的刀片驱动装置的剖视图；图4b是图4a的刀片驱动装置的放大视图；图5a是
图1b中套筒弯曲割草机的切割和处理装置的局剖正视图；图5b是
图1b中套筒弯曲割草机的切割和处理装置的顶视图5c是图5a所示局剖视图的放大视图；图5d是沿图5a中线5d-5d的刀片毂的顶视图；图6a是
图1b中套筒弯曲割草机的切割和处理装置的另一种实施方案的局剖正视图；图6b是
图1b的套筒弯曲割草机的切割和处理装置的另一种实施方案的顶视图；图6c是
图1b的套筒弯曲割草机的切割和处理装置的另一种实施方案的局剖正视图；图7是
图1b的套筒弯曲割草机的流体容器装置的透视图；图8是
图1b中套筒弯曲割草机的流体容器装置的FLO-THRUCELL的透视图；图9是图8中FLO-THRU CELLTM的侧视图；
图10是图8中FLO-THRU CELLTM的端视图；
图10a是
图10中FLO-THRU CELLTM的线10a-10a的剖视图；
图11是显示
图1b中套筒弯曲割草机的流量控制装置的优选部件的透视图；
图12是
图11中流量控制装置的凸缘架的端视图；
图13是
图12中流是控制装置的沿线13-13的凸缘架剖视图；
图14是
图12中流星控制装置的控制器的正视图；
图15是表示
图12中流是控制装置的优选部件的连接的示意性流程图；
图16是表示
图1a中动力割草机的优选部件的示意性流程度；
图17a是
图16中刀架的透视图；
图17b是
图16中刀架的另一种实施方案的透视图；
图18是
图17a中刀架的中央部分的顶视图；
图19是本发明割草机的部分刀片驱动装置和部分切割和处理装置的另一种实施方案的剖视图；图20是本发明割草机的部分刀片驱动装置和部分切割和处理装置的另一种实施方案的透视图；图21是与一台拖拉机的前吊臂连接的本发明液压伐木归堆联合机的透视图；图22是本发明高速锯削头的透视图，其适用于图21的液压伐木归堆联合机上；图23是本发明高速剪切头的透视图，其适用于图21的液压伐木归堆联合机上；图24是图25-32中所示本发明的用于切割和处理植物的装置的部分流体导管装置的局部剖视图；图25是本发明切割器的顶视图；图26是图25中切割器的端视图；图27是本发明多圆盘割草机的顶视图；图28是图27中多圆盘割草机的圆盘之一的侧视图；图29是本发明卷筒割草机的侧视图；图30是图29是卷筒割草机的固定刀片的放大视图，示处理流体出口的另一种实施方案；图31是本发明甩刀式割草机的侧视图；图32是图31中甩刀式割草机的顶视图；和图33是图25-32中所示用于切割和处理植物的本发明装置的部分流体导管装置的另一种实施方案的局部剖视图。
参见附图，其中示出了本发明的优选实施方案，
图1a和1b示出了用于切割植物并同时用一种处理流体处理切割植物的残留茎杆的装置，总体上用40表示。所述处理流体可以是任何喷洒在植物上的处理流体，例如，根据希望的结果处理流体可以是生长调节剂、除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、肥料或生物剂。理想的是，所述处理流体为水溶液。不过，该处理流体可以由任何物质携带，该物质与处理流体混合以形成一种非粘性的、可流动流体。装置40将处理流体输送到刀片下面，以便在切割植物的同时将一种处理流体流连续地供应给切割植物的残留茎杆。业已发现，在切割植物时会发生一种物理现象。在起始瞬间，植物残留茎杆切端附近的流体被吸入蒸腾流中，并通过蒸腾流移动到植物根系。这种现象过去被称为、在本文中也被称为“Burch效应”。
Burch效应导致了在本文中被称作“BURCH WET BLADETM系统”的装置和方法的形成，该方法利用Burch效应来减少处理植物所需的处理流体量，并使该处理剂的效力最大。具体地讲，该BURCH WETBLADETM系统不会像喷雾或处理并撒播处理过的切割物那样将处理流体喷洒在周围的土地上或大气中。在切割植物的同时连续供给的处理流体，至少有75-95％左右被吸收到切割植物残留茎杆的蒸腾流中。因此，实际上没有处理流体被浪费掉、被无意中喷洒到希望的植物上或污染周围土壤和地下水系统。
可将所述BURCH WET BLADETM系统设计成能与任何具有至少一个刀片和用于将一种连续的处理流体流输送到该刀片下面的装置40一起使用。例如，装置40可以是一台手推割草机、常见的动力割草机、乘式割草机、机动拖拉机、套筒弯曲割草机、蝙蝠翼割草机、收割机、液压伐木归堆联合机、高速锯削头、高速剪切头、往复式切割器、多圆盘割草机、卷筒割草机、甩刀式割草机或连接于铰接吊臂的末端的割草机头，只要该割草机装有用于将连续的处理流体流输送到切割植物的适当的输送装置。除了沿输电线用地、公路中间分隔带和路边切割并处理植物外，在植物控制方面还有许多别的用途，如农业、草地、装饰、林业和水产业，其中，用于切割和处理植物的非喷洒装置和方法的利用是有用的、有益的和可行的，包括生物制剂在植物内蒸腾流上的应用，由于降低了泄露的危险并提高了效力。
仅仅是为了说明起见，
图1a是装有BURCH WET BLADTM系统的动力割草机41的透视图。
图1b是装有BURCH WET BLADETM系统并连接于拖拉机43尾部的套筒弯曲割草机42的透视图。本文所用的套筒弯曲割草机42仅仅是为了说明所述BURCH WET BLADETM系统的优选实施方案。如上所述，该BURCH WET BLADETM系统可以与任何用于切割植物并同时用一种处理流体处理切割植物的装置40一起使用，并用于多种其它的植物控制目的。
图2是所述BURCH WET BLADE系统的优选部件的示意性流程图。理想的是，套筒弯曲割草机42由拖拉机43的常规动力输出装置44提供动力。该动力输出装置43与刀片驱动装置60配合，以驱动切割和处理装置90。设置流体容器装置130，以便将处理流体容纳在多个密封的室中，如在下文中所述。泵送装置150将处理流体从流体容器装置130径刀片驱动装置60泵送到切割和处理装置90。可以设置流量控制装置160，以便计量由泵送装置150输送至切割和处理装置90的处理流体量。流体导管装置190形成一个连续的流体通道，以便将处理流体从流体容器装置130输送到切割和处理装置90，该通道的直径足够小，以便在正常的割草状态下无论割草机的地速如何，该通道中都连续充满处理流体。因此，该流体导管装置90可以可变的液柱流速输送连续的处理流体流，这会导致稳定体积的处理流体(通常为每英亩数加仑)被喷洒到处理区域上，同时，流体通道仍保持完全充满。
图3是套筒弯曲割草机42的放大透视图。套筒弯曲割草机42可以是任何常见的套筒弯曲割草机。如图所示，套筒弯曲割草机42为由德克萨斯的Alamo Industrial of Seguin制造的A-72型，该割草机是改进过的，以便装在BURCH WET BLADETM系统上。套筒弯曲割草机42的刀片驱动装置60是由拖拉机43的动力输出装置44提供动力。如下文将要提到的，动力输出装置44可以包括一个与刀片驱动装置60配合的旋转驱动轴(未示出)，以刀片顶端的速度约为12,000英尺/分(fpm)～19,000fpm的转速转动切割和处理装置60。因此，套筒弯曲割草机42的每一个刀片的速度可以达到约200英里/小时。
套筒弯曲割草机42包括一个用于安装刀片驱动装置60并罩住切割和处理装置90的割草机平台50。最好将流体容器装置130和泵送装置150安装在割草机平台上，但也可以安装在拖拉机43上。视需要将流量控制装置160和流体导管装置190安装在割草机平台50和拖拉机43上。连接装置45的一端安装在割草机平台50上，另一端固定在拖拉机43上，以便把割草机42拖在拖拉机后面。
割草机平台50可以是在其上安装刀片驱动装置60并罩住切割和处理装置90所需的任何尺寸和形状。如图所示，割草机平台50包括一个大体上扁平的水平顶板51，一个与顶板51相对的大体上扁平的水平底板52，从顶板51上下垂的一对对置的大体上扁平的侧板53，一个从顶板51下垂的大体上扁平的前缘54，和一个从顶板51下垂的弧形后缘55。由水平底板52和下垂的侧板53、前缘54和后缘55形成一个完整的外壳，以容纳切割和处理装置90。后缘55优选包括若干碎石链56，以避免诸如石块的大的物体被由割草机底下抛到后面，可以设置另外的若干由底板52下垂的碎石链56，以避免大的物体从割草机底下抛到前面。
如下文所述割草机平台50有一个中央通孔57，用于容纳刀片驱动装置60。将至少一个，优选为两个轮子58固定在割草机平台50的顶板51上，以便将割草机42的刀片支承在地面上的合适高度上。轮58优选为可调节的，以使割草机平台50的高度，以致刀片离地面的距离可以固定在任意高度上。迄今为止，所述的割草机平台50是常见的套筒弯曲割草机的割草机平台，并可以用任何适于安装刀片驱动装置60并罩住切割和处理装置90的割草机平台取代。
将刀片驱动装置60安装在割草机平台50的顶板51上，接近中央孔57。可以将诸如柴油发动机或液压马达之类的动力装置固定在割草机平台50的顶板上，以便为刀片驱动装置60提供动力。不过，如上所述，刀片驱动装置60优选由拖拉机43的动力输出装置提供能量。图4是套筒弯曲割草机42的刀片驱动装置60的剖视图。刀片驱动装置60包括一个斜齿轮61，用于与设在动力输出装置44的旋转驱动轴的末端的驱动齿轮(未示出)啮合。斜齿轮61将动力输出装置44的旋转 驱动轴的扭矩传给可转动地安装在割草机平台50的中央孔57中的驱动轴62。驱动轴62的转速取决于动力输出装置44(或液压马达)的旋转驱动轴每分钟的转数，和驱动齿轮的齿数与斜齿轮61的齿数比(或液压泵与液压马达的齿数比)。
由有盖螺钉64将刀片驱动装置外壳63固定在工字梁65上，该梁固定在割草机平台50的顶板51上。将圆形的下球面轴承66和圆形的上球面轴承67安装在设在外壳63上的中央孔里，使驱动轴62自由转动。驱动轴62的上端68有外螺纹，以接纳用于将斜齿轮61固定在其上面的六角螺母69。驱动轴62的下端70同样有外螺纹，用于固定切割和处理装置90如下文所述。迄今为止，所述的刀片驱动装置60是一种常见的套筒弯曲割草机的刀片驱动装置，并可以被任何适于将转矩传给旋转驱动轴62以驱动切割和处理装置90的常见刀片驱动装置所取代。
最重要的是，设在刀片驱动装置外壳63的底部73上的孔72是抽头的且攻有螺纹，以接纳密封接头74。如下文所述，接头74适于与流体容器装置130形成流体连通。通过有头螺钉64将一个环形法兰75固定在外壳63底部73的下面。法兰75包括一个中间板76，在其上设有周向槽77。在法兰75的上表面设有一个孔78，与外壳63上的孔72相对。孔78止于设有法兰75上的径向孔79。孔79的一端用液密性定位螺钉80封闭，并向两延伸至槽77。
第一径向孔81设在驱动轴62上，接近法兰75的槽77。由圆形的上、下密封件82，如Federal Mogul Part No.62-85-8在槽77与驱动轴62的外表面之间形成液体密封，使法兰75的孔79与驱动轴62的孔81呈连续的流体连通状态。孔81向内延伸，并止于设在驱动轴62上的纵向延伸的轴向孔83，并由一个液密性定位螺钉84封闭。设在驱动轴62上的另第一个径向孔85由轴向孔83向外延伸，以便与切割和处理装置90连通，如在下文中将要讲述的。如图所示，通过埋头保护定位螺钉84，使其避免撞击不可移动的物体，并可将其除去以便清洗轴向孔83。
图5a是套筒割草机42的切割和处理装置90的局剖正视图，而图5b是其顶视图。切割和处理装置90包括刀架92及至少一个刀片组件100。如图所示，理想的是，切割和处理装置90包括一对径向相对的刀片组件100。刀架92优选包括一个上半部91和一个颠倒的或对映的下半部93，其固定在上半部上，形成液体密封接合。下半部93有若干内螺纹孔，用于接纳若干埋头的六角头螺栓，以便固定连接上半部91和下半部93。可用合适的垫圈(未示出)在上半部91与下半部93之间形成液体密封。在刀架92的中央设置一个中央孔94以便将刀片驱动装置60的驱动轴纳入其中。在刀架92上还设有孔95，以便各自将至少一个刀片组件100纳入其中，该孔接近刀架的径向外端。
最好参见图4，纳入刀架92的中央孔94中的驱动轴62的下端86的外面攻有阳螺纹。刀架92的中央孔94攻有内螺纹，优选具有阴螺纹，用于与驱动轴62下端86上的阳螺纹啮合，以便将刀架牢固地固定在刀片驱动装置60上。将一个环形垫圈87套在驱动轴62上，位于设在该轴上的肩88与刀架92的上半部91之间，以便将刀架与割草机平台50的底板52隔开。垫圈87由硬的刚性金属，如5160钢材制成，而刀架92由较软的有一定挠性的金属制成，其用意如下文所述。将一个锁紧垫圈和一个六角头锁紧螺母89拧在驱动轴62的下端86上，以便将垫圈87和刀架92紧固在肩88上。
在刀架92的上半部91和下半部93上设有流体通道96(图4)，前沿孔95的方向由中央孔94向外延伸。在中央孔94的中部接近驱动轴62的第二径向孔85处设有第一周向槽97，以使通道96与径向孔85在由该轴驱动切割和处理装置90时呈连续的流体连通状态。通道96止于设在孔95的中央部分的周向槽98(图5C)，以使刀架92与至少一个刀片组件100呈流体连通状态。
如图5C所示，刀片组件包括一个可转动地安装在孔95中的轴102，以使刀片组件可相对刀架92转动，如果刀片105撞击固定物体，如埋在地下的岩石的顶部的话。轴102的上端101设有一个六角头锁紧螺母，以便除去并更换刀架92上的刀片毂104，如下文将要说明的。轴102的下端103设有外螺纹，用于接纳其上的刀片毂104，刀片毂104上有内螺纹，优选设有阴螺纹，以便与轴102下端103上的阳螺纹啮合，从而将刀片毂牢固固定在刀片组件的轴上。
将一个环形的下球面轴承106和一个环形的上球面轴承107压入刀架92的孔95中，以便在需要时可以转动轴102，以及刀片装置100。将上轮毂108焊接在刀架92的上半部91上，而将下轮毂109焊接在刀架92的下半部93，以便将上、下轴承固定在孔95中。迄今为止所述的刀片组件100是用于套筒弯曲割草机的常见刀片组件，并可以用任何适于将至少一个刀片105安装在刀架92上的刀片组件上取代它，用它切割植物并用一种处理流体处理切割的植物。
在轴102上接近刀架92的周向槽98处设置径向孔110。由环形上、下密封件82，如Federal Mogul Part No.62-85-8，在槽98和轴102的外表面之间形成液密性密封，以使该轴的径向孔110与刀架92的通道96呈连续的流体连通状态。径向孔110向内延伸，并止于设在轴102上的纵向延伸的轴向孔111，再由一个液密性塞112封闭，该塞被焊接在刀片毂104的下面。塞112是阶梯形的，以便在轴102的下端103的下表面的1/2与该塞上表面的1/2之间形成一个流体室。
在刀片毂104上设置孔113，并由位于与刀片105相反一侧的定位螺钉114密封。孔113由所述流体室处沿刀片105的方向向外延伸，并止于接近位于刀片毂104与刀片下面116之间的一个小的间隙115处。间隙115优选约为0.25～1.0英寸宽，约0.5英寸宽更好。业已发现，对于BURCH WET BLADETM系统的工作来说，间隙115的宽度很重要。如果间隙115太宽(即宽度大于约1.0英寸)，没有足够的毛细吸力将处理流体吸到刀片105的下面116，以保持一个连续的处理流体流。如果间隙115太小(即宽度小于约0.25英寸)存在于孔113中的处理流体液滴不会变细，毛细吸力不足于在刀片105的下表面116处维持连续的处理流体流。因此，处理流体可以洒落并污染周围的土壤和地下水系统。在孔113里还可以有内螺旋线，以使存在于该孔中的处理流体柱产生轻度涡流。据信该柱的旋涡流动可以通过避免液滴在间隙115中径向膨胀而改善将连续的处理流体流吸至刀片下面的毛细吸力。
图6a是套筒弯曲割草机42的切割和处理装置的另一种实施方案的局剖正视图，图6b是其顶视图。切割和处理装置90包括一个圆盘形刀架122和4个正交间隔的刀片组件100。圆盘形刀架120优选包括一个如上文所述般地固定于下半部123上的上半部121，如图6a的局部剖视图所示。不过，设在驱动轴62上的第二径向孔85可以位于圆盘形刀架122上表面的上方，并以上文所述方式与分布于轴102的第二径向孔与轴向孔111之间的导管124连通，如图6c所示。当导管124或任何其它流体处理导管位于圆盘形刀架122上面和割草机平台50下面时，优选利用由割草机平台下表面52处下垂的环形圈保护装置125来防止大的物体，如石块撞击并损坏导管124。
图7是套筒弯曲割草机42的流体容器装置130的透视图。流体容器装置130包括至少一个流体容器室132，本文中称之为Burch FLO-THRU CELLTM，由显著抗紫外线的材料，如聚亚胺酯、聚乙烯或聚氯乙烯(PVC)塑料制成。如图所示，流体容器装置130优选包括若干FLO-THRU CELLTM132，将其可除去地叠方并支承在割草机平台50的表层51上，位于支柱59之间。由支柱59限制室132的水平运动，用一条带(未示出)限定室132的垂直运动。可以在远离作业现场的地方向FLO-THRU CELLTM132中加注处理流体，然后再将其运送到作业点，以避免溅洒的可能性，这可能污染作业点周围的土壤和地下水系统。还可以在真空及气密性密封条件下加注室132，以保存该制剂的效力。因此，Burch FLO-THRU CELLTM可提供一种向割草机42输送处理流体的对环境安全而又有效的方式。应当指出，流体容器装置130可用于各种旋转割草机，而不是局限于本文所述的套筒弯曲割草机42。
图8是套筒弯曲割草机42的流体容器装置130的FLO-THRUCELLTM132的透视图，图9是其侧视图，而
图10是其端视图。每一个室132包括一个顶板133、侧板134、正面端板135、背面端板136和底板137。每一个室132还设有一个入口138和一个出口139。如
图10a所示，每一个入口138被设计成双端断开接头141的凹入端140，以接纳该接头的凸出端142，例如，所述接头可以是密西根州、Otsego的Parker Hannifin公司生产的Parker POLY-TITEFitting PartNo.398PD。该接头的凸出端142包括一个弹簧加载的放松臂，以便可以方便地断开接头141，以更换空的FLO-THRU CELLTM132。第一节挠性管从室132的最下方向外延伸，并由一个通过泵送装置150外壳壁的POLY-TITE隔板接头与第二节挠性管连接。第二节挠性管通过泵送装置150并止于设在刀片驱动装置60的外壳63上的接头。
如
图10所示，管路过滤器和通气孔盖145允许环境空气进入流体容器室132，以便在泵送装置从室中抽吸处理流体时，不会形成部分真空并抑制处理流体的流动。在每一个FLO-THRU CELLTM132的正面端板135和背部端板136上有一个手柄142，以便于操作者运送装满的室。如图7和9所示，室132的底板137包括一个导向件152和支脚154。导向件152可滑动地与下面的室132的顶板133上的槽153接合，并由此显著阻止叠放的FLO-THRU CELLTM132的侧向运动。另外，支脚154也与顶板133上的槽124接触，以减少相邻室132之间的相对运动。
如果仅对一个小的面积进行切割，可以采用一个FLO-THRUCELLTM132，并因此将少量的处理流体喷洒在切割的植物上。如果需要将预定数目装有相同处理流体的FLO-THRU CELLTM喷在一个部位或是希望将不同的处理流体喷在同一部位，也可以使用一个室132。例如，可以在切割植物的同时用预加注了液体马唐除草剂的第一FLO-THRU CELLTM将马唐除草剂喷洒到植物的残留茎杆上。随后可以将含有马唐除草剂的FLO-THRU CELLTM取出，并换上另一个含有清洗液的FLO-THRU CELLTM，以便冲洗导管装置190。然后再取出装有清洗液的FLO-THRU CELLTM，并换上装有一种液体杀真菌剂的第三个FLO-THRU CELLTM。降低刀片离地面的高度，以使残留茎杆暴露给刀片，以便在再度切割植物时喷洒杀真菌剂。
不过，最好采用至少2个FLO-THRU CELLTM132，以使处理流体的高度不会溶到低于最下面室的出口139的高度的程度，无论割草机刀片相对FLO-THRU CELLTM132的方向如何都是如此。多个FLO-THRU CELLTM132的使用可以一次处理比用单一的流体容器室所能安全处理的面积大得多的面积。另外，多个FLO-THRUCELLTM的使用可以一次处理较大的面积，而无须反复中断切割和处理作业对单个的大的流体处理容器进行再填充。不同的是，可以方便地取出上FLO-THRU CELLTM132，并换上另外的预加注过的室。
泵送装置150(图3)将处理流体从流体容器装置130泵送至刀片驱动装置60，以便在切割植物的同时向切割植物残留茎杆的蒸腾流连续地供给处理流体流。泵送装置150包括任何类型的变量泵，如下文所述，它可以根据割草机在地面上的运行速度泵送多种不同量的处理流体。不过，泵送装置150最好是一个购自康涅狄格州的TAT Engineeringof Branford的蠕动泵，它通过压力约为5psi的收缩波经过流体导管装置190泵送处理流体，所述压力是由一系列辊压缩装有处理流体的挠性管而机械产生的。
图11是流量控制装置160的优选部件的透视图，而
图15是表示该流量控制装置的优选部件的连接的示意性流程度。流量控制装置160包括一个控制装置162，该装置最好由拖拉机43提供动力，如由伏特电池161提供动力。控制装置162与地速探测装置164呈电连接状态，地速探测装置位于拖拉机43后轴163上接近每一个轮165处。如
图12和13所示，探测装置164包括一个环形法兰架166，其具有由用于容纳轴163的凸块的孔167组成的孔的图案。法兰架166位于轴163外端上方并向内延伸，以使法兰架166的向外径向延伸的凸缘168接近固定在轴163上的可调整的传感装置170。传感装置170通常位于一个可除去的外壳(未示出)中，阻止可能接触轴163的元件和碎石损坏传感器171。
凸缘168优选由铁金属制成，并具有间隔设置在该凸缘周围的预定数目的径向齿172。传感器171优选为一个在法兰架166随轴163一起转动时探测通过齿172的邻近探测仪。传感器171可以是任何电子传感器，如电感、磁力传感器或光学传感器，它能产生一个与法兰架166的角速度以致拖拉机43的轮子165的速度成正例的电信号。也可以使用能通过粘性液体如油进行探测的传感器，以使该传感器可位于后轴的齿轮箱中，或位于与该拖拉机后轴连接的速度计电缆中。理想的是，在每一个轮子165上安装一个独立的地速探测装置164，并将来自每一个探测装置的电信号传给控制装置162。因此，可以选择具有最大速度的电信号，或是对两个探测装置164的信号进行合并和平均，或合并、平均并乘以修正系数，以便最精确地计算套筒弯曲割草机的地速。
图14是流量控制装置160的控制装置162的正视图，该控制装置162由北卡罗来纳州、Greensboro的ESSCO公司生产。控制装置162包括一个双位开关173，以便由拖拉机43的12伏电池161为该控制装置提供动力。开关173优选为一个12-24伏直流电压整流器与24伏直流稳压器的组合。控制装置162还包括一个可编程操作界面，如一台Mitsubishi MTA-10处理器174，用于处理由操作者所提供的预定数据，如由切割和处理装置90所形成的切割宽度，和被喷洒在处理部位的处理流体体积，以及来自地速探测装置164的信号。处理器174优选包括一个数据显示屏和一个键盘175，以便滚动显示在数据显示屏上的指令线，并用于编辑被处理器174用来测定割草机42地速的预定数据。
控制装置162还包括一个双位扳钮开关176，用于为泵送装置150供能，以及一个旁通扳钮开关177，用于旁引泵送装置，例如，当操作者希望移动拖拉机43而不向植物喷洒处理流体时使用该开关。控制装置162还包括一个用于指示泵送装置150被供能并在工作(例如，当拖拉机43正在运行时，或是旁路被接通以冲洗来自导管装置190的处理流体时)的绿色发光二极管(LED)178，和一个用于指示泵送装置150被供能，但没有工作(例如，当拖拉机43不运行时)的红色LED179。
理想的是，控制装置162还与用于驱动泵送装置150的蠕动泵的直流步进马达180呈电连接状态。处理器174为步进马达180提供一个与测算的割草机42的地速成比例的电信号，步进马达180以小的增量驱动蠕动泵，以便由切割和处理装置90将受控量的处理流体喷洒在植物上。步进马达180优选为由康涅狄格州Branford的Intelligent MotionsSystems公司生产的那种类型的250级线性驱动马达。步进马达180的输出轴固定在第一滑轮181上，由它驱动固定于泵送装置150的蠕动泵的输出轴上的第二滑轮182。第一滑轮181与第二滑轮182之比可以为任意比例，但优选为1.0/1.5，以便不会超过蠕动泵的最大速度。
控制装置162还可以包括一个全球定位卫星(GPS)接收器184，以便通过卫星与设在远处的基地站联系。在用处理流体处理植物时，由接受器184接受并发送有关拖拉机43和割草机42的位置数据。因此，可以保持处理区域的永久记录，以便应付紧邻输电线同地或路边的农民和土地拥有者的无理要求，因为有毒的处理液体可能洒落在紧邻希望处理的区域的土地上。
在另一种实施方案中，地速探测装置164可以与泵送装置150呈机械连接状态。例如，法兰架166可以包括一个取代凸缘168的链轮168，传感器171可以与链轮的径向齿呈机械连接状态。以便驱动泵送装置150的蠕动泵。泵送装置150可以由传感器171直接驱动，或者由任何类型的齿轮箱驱动，以转换传感器的输出，以使蠕动泵不会超过其最大速度。
由流体导管装置190形成一个介于流体容器装置130与切割和处理装置90之间的流体通路。流体导管装置190将处理流体输送到刀片下面，以便在切割植物的同时连续向植物供应处理流体流。流体导管装置190优选包括一个挠性管191，例如，由软聚氯乙烯(PVC)制成的管，该管从FLO-THRU CELLTM132的最下面经泵送装置150的蠕动泵的辊间延伸至设在刀片驱动装置60的外壳63外面的液密性接头74。流体导管装置190还包括板78；径向孔79和设在法兰75上的周向槽77；径向孔81、轴向孔83和设在驱动轴62上的径向孔85；第一周向槽97、流体通道96、和设在刀架92上的周向槽98；设在刀片组件100的轴102上的径向孔110和轴向孔111，和设在刀片毂104上的径向孔113。流体导管装置190止于与刀片下面的相对的邻近间隙115。
据信，对于处理的效率来说，在切割植物的同时稳定供应处理流体流是至关重要的。刀片下面的毛细吸力和处理流涡流的共同作用可保证处理流体在切割植物的同时可一直供应给植物残留茎杆的蒸腾流，而无论刀片的转速、割草机的地速和刀片相对FLO-THRU CELLTM的方向如何。因此，当刀片在对植物进行切割时，所有处理流体都被吸收到植物的蒸腾流中。
图16是表示
图1a所示动力割草机41的优选部件的示意图。动力割草机41优选包括一个流体容器装置230、流量控制装置260和泵送装置250，从理论上讲，它们分别与上述流体容器装置130流量控制装置160、和泵送装置150相同。其主要差别在于动力割草机41的部件与该割草机的尺寸和毛细作用成比例。还可以在泵送装置150之前插入一个诸如管路汽油滤清器的过滤器200，以便从处理流体中滤除颗粒物质，然后再将其导入刀片驱动装置210。刀片驱动装置210从理论上讲是与上述刀片驱动装置60相同的，但它包括一个在本文中被称为BurchWET BARTM的导管220。
用于动力割草机的典型刀片211是由软金属制成，该刀片较薄，且长度约为18-30英寸。因此，如
图16中的虚线所示，刀片211绕刀片驱动装置210具有挠性，以使刀片211的顶端212在该刀片撞击固定物体时可向上偏转。因此，如果刀片211设有由刀片驱动装置210的驱动轴向外延伸的固定流体导管挠曲时该导管会弯曲。Burch WET BARTM使得BURCH WET BLADE系统可被用于具有挠性刀片的割草机上。
图17a是固定在动力割草机41的切割驱动装置210上的BurchWET BARTM220的透视图，
图18是
图17a所示Burch WET BARTM中部的顶视图。WET BARTM220包括一个流体导管221，它以上文所述方式与流体容器装置呈流体连通状态。因此，在切割植物的同时一个连续的处理流体流被输送到刀片211下面，并被连续供给切割植物。
图17b是Burch WET BARTM220另一种实施方案的透视图。在该实施方案中，将一个固定的流体导管221置于设在WET BARTM220上表面上的纵向通道222中，并以常规方式焊接在WET BARTM上。在又一种实施方案中，可将较厚的WET BARTM220倒置，并取代较薄的刀片211以使用在合适的场合。
图19和20是本发明割草机的部分刀片驱动装置360和部分切割和处理装置390的其它实施方案的剖视图。处理流体流经盖住刀片驱动装置360的驱动轴320的一端的盖310。盖310可以是任何固定盖，它使得处理流体可以被转移到设在旋转驱动轴320上的轴向孔。但盖310优选为剖分式转体，或球形万向节。在
图19所示的实施方案中，以与上文说明图6时所述的类似方式将处理流体转移到刀架340。在图20所示实施方案中，以与上文说明图6a时所述的类似方式将处理流体转移到刀片组件350。
图21是连接在拖拉机前吊臂上的本发明液压伐木归堆联合机的透视图。伐木归堆联合机被用于林业和合适场合。图21中的伐木归堆机400是可以伐倒树木的大型设备。
图22是适用于图21的液压伐木归堆联合机上的本发明高速锯削头的透视图。该伐木归堆机在装上锯削头402之后，能以与链锯类似的方式工作，但在这种场合，流体是切割之前被输送到刀刃的下面，以便将流体直接输入处理植物或树木的维管系统。
图23是适用于图21的液压伐木归堆联合机上的本发明高速剪切头的透视图。当给伐木归堆联合机装上图23的高速剪切头404时，它在切削之前将处理流体输送至高速剪切头的刀刃下面，以便将处理流体直接输送到被处理树木或植物的维管系统中。
图24是图25-32中所示本发明用于切割和处理植物的部分流体导管装置的局部剖视图。除旋转割草机以外的切割机构，如卷筒、甩刀杆、圆盘和往复式切割装置，需要在合时时机将处理流体输送至合适的刀刃。图24所示的脉冲密封的中空轴流体输送装置406具有一个滚珠轴承装置，并可以对流体输送进行定时控制。脉冲密封的中空轴流体输送装置406有一个中空的静止轴408，其被压入装在该装置的中央。绕轴408装有一个内滚道410，它与叠放在外滚道416里面的密封件414里的滚珠轴承412接触。一个中空的旋转轴418与外滚道416呈滑动接触状态。旋转轴418与中空辐条420配合，该辐条与具有用于连接管426的螺纹接头424的接头422相通。至少有一个孔或槽428通入静止轴408，使得处理流体可从静止轴流向中空辐条420。在大部分转动循环中，该系统中的流体是静止的，从中空辐条420到与刀片相隔的出口之前都是如此。当槽428与中空辐条420对齐时，额外的流体经该系统涌入，使流体到达刀片的下刀刃。在该实施方案中，外侧接头转动以便用于甩刀式和卷筒割草机。
图23的另一种脉冲密封的中空轴流体输送装置429也可以设计一个位于其中央的中空旋转轴430。有一个环绕轴430的内滚道431，它与叠放在压配合的外滚道432是密封件414里的滚珠轴承接触。一个固定轴433与外滚道432呈固定接触状态。静止轴433与中空辐条420配合，该辐条与具有用于连接管426的螺纹管424的接头422相通。至少有一个孔或槽428通入旋转轴430，并使得流体可从旋转轴流向中空辐条420。在大部分转动循环中，从中空辐条420到与刀片间隔的出口之前，系统中的流体都是静止的。当槽428与中空辐条420对齐时，额外的流体涌入该系统，使流体位于刀片刀刃的下面。在该实施方案中，外接头是静止的，而且该装置可用作往复式切割系统的定时分配器。
图25是本发明的往复式切割器的顶视图，图25的往复式割草装置440具有一个保护件442和一个往复杆444。在杆444上装有一系列刀片446。
图26是图25的往复式切割器的端视图。保护件442安装在图26中的保护件安装杆448上。在保护件442中装有一个具有输送管452的往复式切割器接头450，该接头可以是焊接在，由它产生通过管452的出口454的流体输送。来自定时分配器的流体通过管452与脉冲密封的中空轴流体输送装置429相通。
图27是本发明多圆盘割草机的顶视图。图27的圆盘形割草装置460采用一系列切割平台462。在此，圆盘上的刀片464突出该装置的前面466。
图28是图27中多圆盘割草机的侧视图。流体输送装置可以大致与采用了长形流体输送件468的图28的旋转切割器的流体输送装置相同，以便润湿该圆盘式割草机刀片464的外部。另外，圆盘割草机可以采用脉冲密封的中空轴流体输送系统406，以便将定时的处理流体脉冲输送到圆盘的刀片。
图29是本发明卷筒割草机的侧视图。图29的卷筒型割草装置480采用上述的密封中空轴流体输送装置406将流体输送到旋转刀片484的刀刃下面。该装置采用一种被设计成流体输送装置406的中央轴486。轴486与刀片支承辐条488以及管426连接，以利于流体从该轴流至刀片。旋转刀片484与静止刀片或砧490之间的相互作用的结果是切割植物492并将处理流体直接输送到植物的维管流中。辊494有利于在地面496和新切割的植物498上的运动。在该系统中，对处理流体的脉冲进行定时，以便恰好在刀片与植物切割接触之前释放流体。就旋转割草机而言，它可以与地速调整器连接，该调整器控制由该系统随时间推移所携带的流体量。
图30是图29中卷筒割草机的砧490的另一个放大视图。这种卷筒型割草装置采用一种标准的“不可湿的”卷筒，它有一个可湿的静止刀片或砧500，而不采用密封的中空轴流体输送装置406。静止刀片或砧500有一个机加工的槽502，在该槽中固定焊接有流体输送管504。该流体输送管有一个连续的槽形出口506或多孔的金属或塑料管。该系统与地速调节器连接，以便根据该装置的地速控制流体释放。
图31是本发明甩刀式割草机的侧视图。图31的甩刀式割草机包括一个图32所示的驱动轴522，它被设计成与多个刀片524和多流体输送杆526配合的脉冲密封的中空轴流体输送装置406。通过图24中的脉冲密封的中空轴流体输送装置406将流体输送给每一个流体输送杆526，该装置可以对流体的输送进行定时控制。在作业中，在即将切割之前将流体输送给刀刃528，以便将流体直接输送到植物维管系统中。应当注意，刀片是交错排列的，以确保在驱动轴230的宽度上进行均匀切割。该系统可以与一个地速调节器连接，以便根据该装置的地速控制流体释放。
图32是图31中甩刀式割草机的上视图，该图有助于描述刀片524、流体输送杆526与驱动轴522的空间关系。
图33是图25-32中所示本发明用于切割和处理植物的装置的部分流体导管装置的另一种实施方案的局部剖视图。在该实施方案中，中空的中心轴转动时，外静止轴433、中空辐条420、接头422和螺纹接头424均保持静止。
应当理解，上述说明及具体实施方案仅仅是用于本发明的最佳形式及其原理的，在不超出本发明的构思和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明装置作出各种改进，应当理解，本发明仅受所附权利要求范围的限定。
权利要求
1.一种用于切割植物并用一种处理流体处理植物的装置，该装置包括至少一个刀片；用于装处理流体的流体容器装置，该流体容器装置与所述至少一个刀片里流体连通状态；形成一个流体通道的流体导管装置，用于将处理流体以连续流的形式从所述流体容器装置输送到所述至少一个刀片，以便在切割植物的同时将处理流体连续供给切割过的植物。
2.如权利要求1的装置，还包括用于将处理流体从所述流体容器装置输送到所述至少一个刀片的泵送装置；和与所述泵送装置连接的流量控制装置，用于计量经由所述流体导管装置输送给所述至少一个刀片的处理流体量。
3.如权利要求1的装置，还包括一个割草机，该割草机包括一个大体上扁平的割草机平台；可转动地安装在所述割草机平台上的刀片驱动装置；和一个固定在所述刀片驱动装置上的刀架；和其特征在于所述至少一个刀片可转动地安装在所述刀架上。
4.如权利要求3的装置，还包括用于将处理流体从所述流体容器装置输送至所述至少一个刀片的泵送装置；和与所述泵送装置连接的流量控制装置，用于计量经由所述流体导管装置输送至所述至少一个刀片的处理流体量。
5.如权利要求4的装置，其特征在于所述流量控制装置还包括用于探测所述割草机地速的地速探测装置。
6.如权利要求5的装置，其特征在于所述地速探测装置包括一个杯形链轮架，它包括一个具有若干径向齿的链轮；和用于与所述链轮的齿接合的机械传感装置，该传感装置与所述泵送装置机械连接。
7.如权利要求5的装置，其特征在于所述地速探测装置包括一个杯形法兰架，它包括一个具有若干径向齿的凸缘；和用于探测所述法兰的齿的角速度的电传感装置，该传感装置与所述泵送装置并电连接状态。
8.如权利要求7的装置，其特征在于所述法兰架的凸缘是由铁质材料制成，而所述电传感装置包括一个电感传感器，由它探测器所述传感器测得的电感波动速率。
9.如权利要求6或7的装置，其特征在于，割草机的至少一个轴包括一个旋转轴和一个非旋转轴，而且，所述法兰架安装在该割草机的至少一个轴的旋转轴上，所述传感器固定在该割草机的至少一个轴的非旋转轴上。
10.如权利要求5的装置，其特征在于所述割草机包括至少一个轮子，所述地速探测装置邻近该割草机的所述至少一个轮子安装。
11.如权利要求5的装置，其特征在于，所述割草机包括若干轮子，在邻近该割草机的每一个轮子处安装一个独立的地速探测装置。
12.如权利要求5的装置，其特征在于所述流量控制装置还包括一个与所述地速探测装置呈电连接状态的控制装置，用于处理预定的输入数据和由所述地速探测装置所产生的电信号，以确定由所述流体容器装置输送到所述至少一个刀片的处理流体量。
13.如权利要求12的装置，其特征在于所述控制装置与所述泵送装置是电连接状态，该控制装置产生一个用于控制所述泵送装置运行的电信号。
14.如权利要求12的装置，其特征在于所述流量控制装置还包括一台步进马达，而且所述控制装置与该步进马达呈电连接状态，并能产生用于控制所述步进马达运行的电信号。
15.如权利要求14的装置，其特征在于，所述步进马达与所述泵送装置机械连接，以便驱动该泵送装置。
16.如权利要求12的装置，其特征在于所述控制装置包括一个全球定位卫星(GPS)接收器，用于在输送流体从所述流体容器装置输送到所述至少一个刀片时发送所述割草机的位置。
17.如权利要求12的装置，其特征在于所述控制装置还包括一个直流电压整流器和一个直流稳压器。
18.如权利要求12的装置，其特征在于所述控制装置还包括一个双位扳钮开关，用于为所述泵送装置供能，以及一个旁通扳钮开关，用于使所述泵送装置旁通。
19.如权利要求3的装置，其特征在于所述刀片驱动装置由一台拖拉机的动力输出装置提供动力。
20.如权利要求19的装置，其特征在于所述刀片驱动装置包括一个斜齿轮，用于与设在所述拖拉机的动力输出装置的旋转驱动轴配合。
21.如权利要求3的装置，其特征在于所述割草机平台有一个中央孔，而所述刀片驱动装置包括一个可转动地装在所述割草机平台的中央孔中的驱动轴。
22.如权利要求21的装置，其特征在于所述刀片驱动装置还包括一个固定在所述割草机平台上的外壳，并具有一个中央孔、一个环状下球面轴承、一个环状上球面轴承，其中，所述下球面轴承和上球面轴承安装在设在所述外壳上的中央孔中。
23.如权利要求22的装置，其特征在于所述刀片驱动装置的驱动轴可转动地安装在所述下球面轴承和上球面轴承里，使所述驱动轴可相对所述外壳和割草机平台自由转动。
24.如权利要求23的装置，其特征在于所述刀片驱动装置的驱动轴包括一个上端和一个下端，其中，该驱动轴的上端的外面攻有螺纹，用于在它上面安装六角螺母，以便把所述下球面轴承和上球面轴承固定在该驱动轴上。
25.如权利要求24的装置，其特征在于所述驱动轴的下端的外面攻有螺纹，用于在它上面安装六角螺母，以便将所述刀架固定在所述刀片驱动装置上。
26.如权利要求22的装置，其特征在于所述刀片驱动装置的外壳上设有一个孔，该孔是锥形的并攻有螺纹，以便安装一个液密性接头，该接头与所述流体容器装置是流体连通状态。
27.如权利要求26的装置，其特征在于所述刀片驱动装置还包括一个固定在所述外壳下面的环状法兰，该法兰包括一个在其上设有周向槽的中间板。
28.如权利要求27的装置，其特征在于所述法兰还包括一个上表面，该表面上设有一个与设在所述外壳上的孔相对的孔，其中，设在所述法兰的上表面上的孔止于设在所述法兰上的一个径向孔，该孔的一端由一个液密性定位螺栓封闭，该法兰还具有一个邻近该孔的开放端设置的周向槽。
29.如权利要求28的装置，其特征在于所述刀片驱动装置的驱动轴具有一个邻近设置在所述法兰上的周向槽设置的第一径向孔。
30.如权利要求29的装置，其特征在于，所述刀片驱动装置还包括一个环形上密封件和一个环形下密封件，该上密封件和下密封件位于接近所述法兰上所设置的周向槽处，以便在所述槽与所述驱动轴的外表面之间形成液体密封，以使设在所述法兰上的孔与所述驱动轴的第一孔呈连续流体连通状态。
31.如权利要求30的装置，其特征在于，所述驱动轴的第一孔止于设在所述驱动轴上的纵向延伸的轴向孔，并具有一个由液密性定位螺栓封闭的末端，其中，所述驱动轴上具有第二径向孔，该孔由所述接近所述刀架的轴向孔向外延伸。
31.如权利要求3的装置，其特征在于所述刀架具有一个用于安装所述刀片驱动装置的中央孔，以及至少一个与该中央孔外向间隔的孔，该刀架还包括一个介于所述中央孔与至少一个和该中央孔外向间隔的孔之间的通道。
32.如权利要求31的装置，其特征在于所述刀架包括一个长形杆，该杆包括一个与下半部连接的上半部，其中所述至少一个与中央孔外向间隔的孔位于接近该杆的另一端，以便在它上面安装所述至少一个刀片。
33.如权利要求31的装置，其特征在于所述刀架包括一个圆盘，其中，所述至少一个与中央孔外向间隔的孔位于接近该圆盘的外缘处，并安装所述至少一个刀片。
34.如权利要求33的装置，其特征在于所述圆盘具有若干与中央孔外向间隔的孔，这些孔位于接近该圆盘的外缘处，每一个孔中安装所述至少一个刀片。
35.如权利要求31的装置，其特征在于所述刀架包括一个设在中央孔上的周向槽，它接近所述通道，以使该通道与所述刀片驱动装置呈流体连通状态。
36.如权利要求31的装置，其特征在于所述刀架的所述通道止于设在所述至少一个与中央孔外向间隔的孔上的第二周向孔，以使该刀架与所述至少一个刀片呈流体连通状态。
37.如权利要求36的装置，其特征在于所述至少一个刀片包括一个可转动地安装在所述至少一个与中央孔外向间隔的孔中的轴，以便所述至少一个刀片可相对所述刀架转动。
38.如权利要求37的装置，其特征在于所述至少一个刀片还包括一个刀片毂，所述轴包括一个上端和一个下端，该轴的上端设有一个六角头锁紧螺母，以便取出并更换装在所述轴上的刀片毂，该轴的下端的外侧攻有阳螺纹，而所述刀片毂里面攻有阴螺纹，阳螺纹与阴螺纹配合，以便将所述刀片毂牢固固定在该轴上。
39.如权利要求37的装置，其特征在于，所述至少一个刀片还包括一个环状下球面轴承和一个环状上球面轴承，其被压入所述至少一个与所述刀架的中央孔外向间隔的孔中，使所述至少一个刀片的轴可以转动。
40.如权利要求37的装置，其特征在于所述至少一个刀片的轴上设有接近所述刀架的周向槽的径向孔，该径向孔由该周向槽处向内延伸，并止于设在该轴上的一个纵向延伸的轴向孔，该孔由一个装在所述刀片毂下面的液密性插塞封闭。
41.如权利要求40的装置，其特征在于所述至少一个刀片还包括一个环形上密封件和一个环形下密封件，该密封件安装在所述轴上，接近所述刀架，并接近所述轴的径向孔，以便在所述轴的周向槽与外表面之间形成液体密封，以使该轴的径向孔与所述刀架的通道呈流体连通状态。
42.如权利要求40的装置，其特征在于所述刀片毂上设有一个孔，该孔的一端由一个液密性定位螺栓封闭，该孔由所述轴的轴向孔向外延伸，并止于一个接近一个间隙的孔，该间隙位于所述刀片毂与所述至少一个刀片的下面之间。
43.如权利要求42的装置，其特征在于所述位于所述刀片毂与所述至少一个刀片的下面之间的间隙约为0.25-1.0英寸宽。
44.如权利要求42的装置，其特征在于所述位于所述刀片毂与所述至少一个刀片的下面之间的间隙约为0.5英寸宽。
45.如权利要求42的装置，其特征在于，所述刀片毂的孔中设有螺旋线，以产流出该孔的处理流体产生轻度涡流。
46.如权利要求4的装置，其特征在于所述泵送装置包括一个变量泵，用于根据割草机在地面上的运行速度通过所述流体导管装置泵送可变量的处理流体。
47.如权利要求46的装置，其特征在于所述泵送装置包括一台蠕动泵，由它通过收缩波将处理流体经由所述流体导管装置进行泵送，所述收缩波由一系列辊压缩装有处理流体的流体导管装置。
48.如权利要求4的装置，其特征在于所述流体导管装置包括一个挠性管，该管由所述流体容器处向外延伸，通过所述泵送装置到达所述刀片驱动装置。
49.如权利要求48的装置，其特征在于所述刀片驱动装置包括一个外壳和一个驱动轴；所述至少一个刀片包括一个轴和一个刀片毂；和所述流体导管装置还包括设在所述刀片驱动装置上的一个孔、一个径向孔和一个周向槽；设在所述刀片驱动装置的驱动轴上的一个第一径向孔；一个轴向孔和第二径向孔；设在所述刀架上的第一周向槽、流体通道和第二周向槽；设在所述至少一个刀片的轴上的一个径向孔和一个轴向孔；和设在所述至少一个刀片的刀片毂上的一个孔。
50.如权利要求49的装置，其特征在于所述流体导管装置止于接近一个间隙处，该间隙向着所述至少一个刀片的下面。
51.如权利要求3的装置，其特征在于所述割草机选自手推割草机、常规的动力割草机、乘式割草机、机动拖拉机、套筒弯曲割草机、蝙蝠翼割草机、收割机、液压伐木归堆联合机、高速锯削头、高速剪切头、往复式切割器、多圆盘割草机、卷筒式割草机、甩刀式割草机和连接在铰接吊臂末端的割草机头。
52.如权利要求4的装置，其特征在于所述割草机是一个连接在一台拖拉机后面并由其牵引的套筒弯曲割草机，所述流量控制装置与该拖拉机的后轴连接。
53.一种用于容纳并分配一种处理流体的液体容器室，包括一个顶板，一个底板，一对相对的侧板、一个前端板和一个后端板；所述前端板设有一个入口和一个出口；和可以连接所述入口与出口的、用于对所述室进行气密性密封的装置；该室可除去地固定在一个底座上。
54.如权利要求53的液体容器室，其特征在于所述底板包括接近其至少2个边的支脚。
55.如权利要求54的液体容器室，其特征在于所述顶板包括用于接纳另一个室的支脚的配合凹槽。
56.如权利要求53的液体容纳室，其特征在于所述底板包括一个倾斜的、凸出的流体导向件，该导向件与所述出口连通。
57.如权利要求56的液体容器室，其特征在于所述面板包括一个接近所述前端板的配合凹槽，该凹槽适于接纳另一个室的倾斜的、凸出的流体导向件。
58.如权利要求53的液体容器室，其特征在于所述前板和所述后板各自包括一个设在其上面的凹入把手。
59.如权利要求53的液体容器室，其特征在于所述室是对紫外线有明显抗性的材料制成。
60.如权利要求59的液体容器室，其特征在于所述抗紫外线的材料选自聚亚胺酯、聚乙烯和聚氯乙烯(PVC)塑料。
61.如权利要求53的流体容器室，还包括一个与所述出口连接的挠性管，以便分配该室的内含物。
62.如权利要求53的液体容器室，还包括与该室连接的装置，使环境空气可进入该流体容器室，以免在该室中形成部分真空。
63.一种用于容纳处理植物用的液体处理剂的液体容纳室，包括一个底座；若干可叠放的、呈叠放关系的液体容器室，所述若干液体容器室中的每一个都有一个顶板、一个底板、一对相对的侧板、一个前端板、一个后端板；一个端板上设有一个入口和一个出口；和所述流体容器室中的至少两个由流体通道形成流体连通状态。
64.如权利要求63的用于容纳处理植物用的液体处理剂的液体容器装置，还包括用于固定所述可叠放液体容器室的叠放关系的装置。
65.如权利要求64的用于容纳处理植物用的液体处理剂的液体容器装置，其特征在于所述固定装置包括若干相隔开的用于安装若干室的直立支柱，以及将该容器装置中的所有室朝向同一方向压紧的装置。
66.如权利要求65的用于容纳处理植物用的液体处理剂的液体容器装置，所述压紧装置是一个通过所述叠放的室的上方并与所述底部相连的弹力带。
67.一种分配一个液体容器室里的处理流体的方法，包括在远离使用场所的地方将处理流体注入该室中；对该室进行气密性密封；将该室转移到处理室；将该室同一个分配机构连接；设置用于使环境空气进入该室内部的装置，以免在其中形成真空；和从该室中分配处理流体。
68.如权利要求2的装置，其特征在于所述流体导管装置还包括一个脉冲密封的中空轴流体输送装置，该装置有一个中心，在该中心有一个中空的静止轴；所述中空轴有一个与所述流体容器装置相通的出口；具有一个出口的内滚道，该内滚道接触并环绕所述中空轴；一个环绕所述内滚道并与其呈可滑动接触的密封件；包装在所述密封件里的滚珠轴承；一个环绕所述滚珠轴承的外滚道；一个与所述外滚道呈滑动接触的中空旋转轴；至少一个中空辐条，与所述中空旋转轴里的流体呈流体连通状态；和一个与所述中空辐条相通的接头，它有一个用于连接导管的螺纹接头；其中所述中空辐条绕所述中空静止轴转动，并在与所述出口对齐时使额外的液体涌入该系统中，以使流体到达所述刀片的下刀刃。
69.如权利要求68的装置，还包括一个卷筒割草机，该割草机包括一个中央轴，它被设计成所述脉冲密封的中空轴流体输送装置；至少一个固定在所述中央轴上的刀片支承辐条；固定在所述刀片支承辐条上的至少一个旋转刀片；至少一个与所述螺纹接头相通并止于、且与所述旋转刀片相通的导管；一个稍微与所述旋转刀片隔开的静止砧；和一个与所述砧隔开的辊；其中，所述旋转刀片与所述砧之间的相互作用有利于切割植物，而所述导管将处理流体输送到所述旋转刀片。
70.如权利要求68的装置，还包括一个甩刀式割草机，该割草机包括一个中央轴，该轴被设计成所述脉冲密封的中空轴流体输送装置；固定在所述中央轴上的至少一个旋转刀片；与所述接头相通、并与所述旋转刀片相通的至少一个流体输送杆；和一个与所述旋转刀片隔开的辊；其中，所述旋转刀片有利于切割植物，而所述流体输送杆向所述旋转刀片输送处理流体。
71.如权利要求2的装置，其特征还在于所述流体导管装置还包括一个具有一个中心的脉冲的中空轴流体输送系统，该中心有一个中空旋转轴；所述中空轴具有一个出口；一个具有一个孔的内滚道，该内滚道接触并环绕所述中空轴；一个环绕所述内滚道并与其呈可滑动接触状态的密封件；包在该密封件里的滚珠轴承；一个环绕该滚珠轴承的外滚道；一个与所述外滚道呈滚动接触的中空静止轴；与所述中空静止轴里的流体呈流体连通状态的至少一个中空辐条；和一个与所述中空辐条相通的接头，它有一个用于连接导管的螺纹接头；其中，所述中空轴在所述中空静止轴中转动，并且，当中空辐条与所述中空旋转轴的出口对齐时，额外的液体涌入该系统中，该流体到达刀片下刀刃。
72.如权利要求71的装置，还包括一个往复式切割器割草机，它包括一个往复杆；一系列安装在该往复杆上的刀片；一系列与所述系列刀片隔离并环绕所述刀片的保护件；一个具有位于所述系列保护件中的流体输送管的接头；所述流体输送管具有出口；和所述流体输送管与所述脉冲中空轴流体输送系统相通；其中，来自所述流体输送管的流体将处理流体输送至所述系列刀片的下缘。
73.如权利要求2的装置，还包括一个卷筒式割草机，该割草机包括一个中央轴；至少一个固定在所述中央轴上的刀片支承辐条；至少一个固定在所述刀片支承辐条上的可旋转刀片；一个稍微与所述旋转刀片分开的静止砧，其上具有通向流体输送管的机加工槽；所述流体输送管具有连续的槽形出口；和一个与所述砧分开的辊；其中，所述旋转刀片与所述砧的相互作用有利于切割植物，而所述导管将处理流体输送到所述旋转刀片。
74.一种切割植物并在切割植物的同时用一种处理流体处理植物的方法，该方法包括以下步骤提供至少一个切割刀片，一个流体容器和一个分布在所述流体容器与所述至少一个刀片之间的流体导管；用所述至少一个刀片切割所述植物；和将连续的处理流体流输送给所述至少一个刀片，以使处理流体在切割植物的同时被连续供给切割植物。
75.如权利要求74的方法，还包括以下步骤将处理流体从流体容器经由流体导管泵送至所述至少一个刀片；和在切割植物的同时控制连续供给切割植物的处理流体量。
76.如权利要求74的方法，还包括以下步骤将所述至少一个刀片固定在可转动的刀片驱动装置上；和用该刀片驱动装置转动所述至少一个刀片。
77.如权利要求74的方法，其特征在于所述至少一个刀片可转动地安装在一个连接于一台拖拉机后面并由该拖拉机牵引的套筒弯曲割草机上。
78.如权利要求74的方法，其特征在于所述至少一个刀片可转动地安装在一个连接于一个铰接吊臂上的割草机头上。
79.如权利要求74的方法，其特征在于所述至少一个刀片与流体容器呈任何水平或非水平取向关系时所述处理流体均可输送到该刀片处。
80.如权利要求74的方法，其特征在于在切割植物的同时被连续输送到切割植物的处理流体流被直接吸收到切割植物的蒸腾流中。
81.如权利要求80的方法，其特征在于在切割植物的同时被输送到切割植物的处理流体有大约75-95％可被直接吸收到切割植物的蒸腾流中。
82.如权利要求81的方法，其特征在于直接吸收到切割植物的蒸腾流中的处理流体迁移到该植物的根系。
83.如权利要求74的方法，其特征在于所述被输送到所述至少一个刀片的处理流体不被散播，因此不会污染植物周围的土壤和地下水源。
84.如权利要求74的方法，其特征在于所述处理流体被输送到所述至少一个刀片的下面，并被直接喷在切割植物的残留茎杆上。
85.如权利要求74的方法，其特征在于所述处理流体被输送到所述至少一个刀片下面，但不喷在切割植物的切口上。
全文摘要
一种用于切割植物并同时用一种处理流体处理切割植物的残留茎秆的装置和方法。该装置包括一个割草机(42)、一个可转动地安装在割草机(42)上的切割刀片驱动装置(60)、一个固定在可转动的驱动装置(60)上的刀架(92)、以及至少一个可转动地安装在刀架(92)上的刀片组件(100)。该装置还包括用于将处理流体盛放在若干互连的、可叠放且可取出的流体容纳室(32)中的流体容器装置(130)、用于将处理流体泵送到至少一个刀片组件(100)的泵送装置、用于计量被泵送到至少一个刀片组件(100)的处理流体量的流量控制装置(160)、以及用于将处理流体从流体容器装置(130)输送到切割和处理装置(90)的流体管路装置(190)。该方法包括用至少一个刀片切割植物的步骤,以及一个将连续的处理流体流输送到所述至少一个刀片下面以使处理流体连续供给切割植物的残留茎秆的步骤。
文档编号A01D43/14GK1198654SQ96197470
公开日1998年11月11日 申请日期1996年8月16日 优先权日1995年8月17日
发明者托马斯B·伯奇 申请人:托马斯B·伯奇