林佳慧 宋小艷 王瑜純 夏閩航 劉集元

Automatic Tree Painting Machine Design

LIN Jia-hui SONG Xiao-yan WANG Yu-chun;

XIA Min-hang LIU Ji-yuan

摘要：為了改善林業(yè)工人手動(dòng)涂液費(fèi)時(shí)費(fèi)液的狀況，設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)樹木粉刷機(jī)。闡述了粉刷機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、工作原理和主要部件的設(shè)計(jì)，該機(jī)主要由工作層、補(bǔ)給層、電機(jī)層和固定層等組成，可以通過(guò)虹吸原理使得補(bǔ)給層始終處于滿液狀態(tài)，通過(guò)設(shè)置固定層來(lái)適應(yīng)各種環(huán)境地形，噴液區(qū)和粉刷區(qū)的完美結(jié)合使得石灰水的利用率達(dá)到最高。該樹木刷白機(jī)具有使用便捷，工作效率高，能耗小，節(jié)約涂料，可以單人涂大片樹林，而且成本低等特點(diǎn)。

Abstract： In order to improve the time and labor requirements of manual coating of forestry workers， an automatic tree painting machine was designed. The overall structure， working principle and design of main components of the brushing machine are expounded. The machine is mainly composed of working layer， replenishing layer， motor layer and fixed layer. It can make the replenishing layer always in full liquid state by siphon principle. The fixed layer is set to adapt to various environmental topography， and the perfect combination of the spray area and the painting area maximizes the utilization of lime water. The tree brushing machine has the characteristics of convenient use， high work efficiency， low energy consumption， saving paint， single body coating of large trees， and low cost.

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;樹木刷白;虹吸原理;便捷省時(shí);設(shè)計(jì)

Key words： automation;tree brushing white;siphon principle;convenient and time-saving;design

中圖分類號(hào)：TU65? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）32-0153-02

0? 引言

“白漆”是經(jīng)過(guò)專業(yè)配制專門用來(lái)給樹木刷白的，叫做刷白劑，它的主要成分有水、生石灰、食鹽、石硫合劑、大豆粉、動(dòng)物油或植物油等。配制時(shí)，先將生石灰用水化開，趁熱加入動(dòng)物油或植物油、大豆粉及石硫合劑原液，調(diào)成糊狀，然后加入食鹽，充分拌勻即可。動(dòng)物油及大豆粉的作用是為了增加刷白劑的粘著力和鋪展性，食鹽是為了增加其滲透作用，避免刷白劑開裂或脫落。

樹干刷白的作用，第一，為了殺蟲防蟲，殺死樹皮內(nèi)的越冬蟲卵和蛀干昆蟲。由于害蟲一般都喜歡黑色、骯臟的地方，不喜歡白色、干凈的地方。樹干涂上了雪白的石灰水，土壤里的害蟲便不敢沿著樹干爬到樹上來(lái)?yè)v蛋，還可防止樹皮被動(dòng)物咬傷。第二，為了防凍害和日灼，冬天，夜里溫度很低;到了白天，受到陽(yáng)光的照射，氣溫升高，而樹干是黑褐色的，易于吸收熱量，樹干溫度也上升很快。這樣一冷一熱，使樹干容易凍裂。尤其是大樹，樹干粗，顏色深，而且組織韌性又比較差，更容易裂開。涂了石灰水后，由于石灰是白色的，能夠使40-70%的陽(yáng)光被反射掉，因此樹干在白天和夜間的溫度相差不大，就不易裂開[1]。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)采用人工刷白的方法，這種方法對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生一定的傷害，并且效率不高，為此，設(shè)計(jì)了這種automatic樹木粉刷機(jī)。

1? 粉刷機(jī)的總體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 粉刷機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

Automatic樹木粉刷機(jī)主要由工作層、補(bǔ)給層、電機(jī)層和固定層組成，如圖1所示。

一種用于樹木養(yǎng)護(hù)的粉刷裝置，其特征在于，包括：環(huán)形架、行走架和噴涂盒;所述環(huán)形架是由兩個(gè)半圓形側(cè)架連接而成，且兩個(gè)半圓形側(cè)架外側(cè)底部分別焊接有第一弧形導(dǎo)軌和第二弧形導(dǎo)軌，其中，第一弧形導(dǎo)軌和第二弧形導(dǎo)軌無(wú)縫拼接構(gòu)成環(huán)形導(dǎo)軌，且環(huán)形導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)有凸齒;所述行走架通過(guò)行走連接架滑動(dòng)連接在環(huán)形導(dǎo)軌的外側(cè)，且行走架的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有驅(qū)動(dòng)齒輪軸，其中，驅(qū)動(dòng)齒輪軸與環(huán)形導(dǎo)軌外側(cè)的凸齒嚙合連接;噴涂盒垂直連接在行走架的底部，且噴涂盒的內(nèi)側(cè)通過(guò)兩個(gè)第一電控伸縮桿連有噴涂側(cè)架。

1.2 粉刷機(jī)的工作原理

該用于樹木養(yǎng)護(hù)的粉刷裝置使用時(shí)，首先通過(guò)卡箍配合轉(zhuǎn)動(dòng)連接架將環(huán)形架固定在樹桿上，然后通過(guò)第二電控伸縮桿對(duì)弧形托架進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得第二電控伸縮桿配合弧形托架對(duì)環(huán)形架進(jìn)行支撐，在對(duì)樹木進(jìn)行噴涂粉刷時(shí)，行走電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪軸配合環(huán)形導(dǎo)軌外側(cè)的凸齒帶動(dòng)行走架圍繞著環(huán)形導(dǎo)軌進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)噴涂盒對(duì)樹桿進(jìn)行噴涂粉刷防凍涂料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行噴涂。

2? 粉刷機(jī)的主要部件的設(shè)計(jì)

2.1 行走架與環(huán)形導(dǎo)軌的連接結(jié)構(gòu)

行走架和環(huán)形導(dǎo)軌的連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

2.2 噴涂盒的結(jié)構(gòu)

噴涂盒的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

2.3 噴涂側(cè)架的結(jié)構(gòu)

噴涂側(cè)架的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

參照?qǐng)D3和圖4，噴涂側(cè)架上等距相間設(shè)有條形噴管和條形刷，且條形噴管上連接有噴嘴，其中噴嘴在條形噴管成上密下疏分布。設(shè)計(jì)上密下疏分布的噴嘴在噴涂涂料時(shí)，樹桿雙部分噴涂的涂料較多會(huì)自動(dòng)留下到下部，下部分涂料可以通過(guò)上部分留下的涂料進(jìn)行補(bǔ)充，使得樹桿下部分涂料不會(huì)滴落，減少涂料的浪費(fèi)。

噴涂盒的內(nèi)側(cè)設(shè)有涂料存儲(chǔ)倉(cāng)，且涂料存儲(chǔ)倉(cāng)的內(nèi)側(cè)底部設(shè)有供料泵，其中，供料泵供給連接軟管與條形噴管連通，噴涂盒的頂部還設(shè)有攪拌電機(jī)，且攪拌電機(jī)通過(guò)電機(jī)輸出軸與涂料存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)側(cè)的攪拌架傳動(dòng)連接。

在噴涂防凍涂料時(shí)，供料泵吸取涂料存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)側(cè)的防凍涂料，然后通過(guò)連接軟管輸送到條形噴管中，最終通過(guò)條形噴管上的噴嘴噴涂的樹桿上，同時(shí)行走架帶動(dòng)噴涂側(cè)架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，噴涂側(cè)架上的條形刷自動(dòng)對(duì)樹桿上噴涂的涂料進(jìn)行涂抹，使得對(duì)樹桿噴涂的涂料分布更加的均勻，增強(qiáng)該樹木防護(hù)的粉刷裝置的實(shí)用性。

3? 結(jié)束語(yǔ)

Automatic樹木粉刷機(jī)具有以下益處。

①該用于樹木養(yǎng)護(hù)的粉刷裝置通過(guò)設(shè)有環(huán)形導(dǎo)軌配合行走架可以帶動(dòng)噴涂盒和噴涂側(cè)架自動(dòng)圍繞環(huán)形導(dǎo)軌進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)噴涂，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)行噴涂，不需要工作人員手動(dòng)進(jìn)行操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作的效率，同時(shí)在環(huán)形架內(nèi)側(cè)通過(guò)第二電控伸縮桿連接有弧形托架，可以通過(guò)第二電控伸縮桿配合弧形托架對(duì)環(huán)形架進(jìn)行支撐，增強(qiáng)環(huán)形架的穩(wěn)定性。

②該用于樹木養(yǎng)護(hù)的粉刷裝置的噴涂側(cè)架可以通過(guò)第一電控伸縮桿進(jìn)行伸縮調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)樹木直徑的不同對(duì)噴涂側(cè)架進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得該用于樹木養(yǎng)護(hù)的粉刷裝置可以適用于不同直徑大小的樹木，同時(shí)在進(jìn)行環(huán)形轉(zhuǎn)動(dòng)噴涂時(shí)，條形刷可以自動(dòng)對(duì)樹木上的涂料進(jìn)行涂抹，使得噴涂的涂料在樹桿上分布更加的均勻，提高了噴涂的效果，同時(shí)，在涂料存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)側(cè)設(shè)有攪拌架，可以通過(guò)攪拌電機(jī)帶動(dòng)攪拌架進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)涂料存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)側(cè)涂料自動(dòng)進(jìn)行攪拌，防止其發(fā)生沉淀。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：2019年遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201913208006）。

作者簡(jiǎn)介：林佳慧（1999-），女，浙江寧波人，本科在讀。