田羽博 馮迅 盧丹穎 楊燁 李伊芷嫣

摘要 微孔施藥注射技術(shù)是一種向植物內(nèi)部木質(zhì)部細(xì)胞組織注射藥物的病蟲(chóng)害防治方法。長(zhǎng)期以來(lái)，如何準(zhǔn)確控制輸液打孔至木質(zhì)部位的尺寸深度，一直困擾著林業(yè)工作者。目前，一種能夠精準(zhǔn)控制輸液鉆孔尺寸深度、讓鉆頭按照預(yù)期軌道和規(guī)定運(yùn)動(dòng)參數(shù)推進(jìn)的半自動(dòng)輸液打孔機(jī)，為微孔施藥注射技術(shù)在輸液鉆孔至木質(zhì)部位實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的效果。詳細(xì)介紹了新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的基本原理和技術(shù)參數(shù)，并深入闡述了新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的功能原理和操作方法及主要優(yōu)勢(shì)，以供林業(yè)相關(guān)工作者參考。

關(guān)鍵詞 木質(zhì)部；形成層；半自動(dòng)輸液打孔機(jī)；微孔施藥注射技術(shù)；微控制器

中圖分類號(hào)：S763 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）12–00-05

Research on the Application of A New Semi-automatic Infusion Punching Machine in Micro Hole Pesticide Application Technology for Forestry Diseases and Pests

Tian Yu-bo et al（Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Microporous drug injection technique is a method of disease and pest control by injecting drugs into xylem cells inside plants. For a long time， how to accurately control the dimensional depth of the infusion hole to the wood part has been troubled by forestry workers. At present， a semi-automatic infusion punch that can accurately control the size and depth of the infusion hole and allow the drill to advance in accordance with the expected track and specified motion parameters has achieved precise results for the microhole application injection technology in the infusion hole to the wood part. The basic principle and technical parameters of the new semi-automatic infusion punching machine are introduced in detail， and the functional principle， operation method and main advantages of the new semi-automatic infusion punching machine are explained in depth， so as to provide reference for forestry workers

Key words Xylem; Cambium; Semi-automatic infusion punching machine; Microporous injection technology; Microcontroller

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)由于各種因素而影響其健康生長(zhǎng)，比如遇到病蟲(chóng)害或在生長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)元素缺失，這些因素制約了樹(shù)木的生長(zhǎng)發(fā)育。為確保植物的生發(fā)態(tài)勢(shì)，要采取措施加強(qiáng)病蟲(chóng)害防治效果，提高樹(shù)木質(zhì)量和成活率[1]。

目前，現(xiàn)有傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥噴灑防治法在應(yīng)用過(guò)程中存在無(wú)法防治樹(shù)體內(nèi)部病蟲(chóng)害、施藥會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染等弊端。微孔施藥注射技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不受外界因素干擾，通過(guò)將藥液注入樹(shù)干木質(zhì)部位，借助木質(zhì)部自身蒸騰的作用和輸送與擴(kuò)散功能防治病蟲(chóng)害，且殺蟲(chóng)范圍廣泛，對(duì)林業(yè)病蟲(chóng)害的預(yù)防和治療均有很好的功效，施藥時(shí)還不會(huì)給外界環(huán)境產(chǎn)生污染，對(duì)隱蔽性較強(qiáng)的病害消殺效果也很好，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)外用噴灑方法的缺失。

微孔施藥注射技術(shù)又稱“靜點(diǎn)”注射法，即用鉆頭在樹(shù)木的樹(shù)干木質(zhì)部位鉆一個(gè)輸液孔洞，然后將輸液器針頭沿著鉆好的輸液孔洞插入樹(shù)木的木質(zhì)部位，利用植株的蒸騰作用將藥液輸入樹(shù)木的各個(gè)細(xì)胞組織，實(shí)現(xiàn)藥物在樹(shù)體內(nèi)均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)林業(yè)病蟲(chóng)害防治達(dá)到最佳效果。

微孔施藥注射技術(shù)在輸液打孔作業(yè)中，現(xiàn)有鉆孔機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確控制打孔尺寸深度，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確鉆孔至木質(zhì)部位，給微孔施藥注射技術(shù)在輸液鉆孔方面帶來(lái)了工作困擾，導(dǎo)致該無(wú)公害施藥技術(shù)的推廣遇到瓶頸，影響了病蟲(chóng)害防治的效果。一種可根據(jù)需要，自動(dòng)定位輸液鉆孔尺寸深度位置的新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)解決了這個(gè)問(wèn)題，新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)為林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作發(fā)揮了積極的作用。

1 林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作的意義

林業(yè)病蟲(chóng)害的發(fā)生是指在一定的環(huán)境條件下，病原物與寄主植物相互作用，使病原物群體大量生長(zhǎng)、繁殖和蔓延，造成寄主植物病害加重甚至死亡的結(jié)果。為減輕或防止病原微生物和害蟲(chóng)危害植物，人為地采取某些手段和方法稱為病蟲(chóng)害防治。

我國(guó)是林業(yè)大國(guó)，在林業(yè)發(fā)展過(guò)程中，由于受氣候、環(huán)境等各方面因素的影響，病蟲(chóng)害隨之出現(xiàn)了逐年增多的新情況和新特點(diǎn)，植物病蟲(chóng)害防治工作也從單一走向多元，“像保護(hù)眼睛一樣保護(hù)生態(tài)環(huán)境，像對(duì)待生命一樣對(duì)待生態(tài)環(huán)境”的珍愛(ài)自然觀和“實(shí)現(xiàn)大地山川綠起來(lái)，生活環(huán)境美起來(lái)”的理念已深入人心[2]。

樹(shù)木有著“三分靠種植、七分靠養(yǎng)護(hù)”的說(shuō)法，如遇到病蟲(chóng)害或在生長(zhǎng)期出現(xiàn)態(tài)勢(shì)減弱的情況發(fā)生，就需要給樹(shù)木輸入一定的藥液，起到防治病蟲(chóng)害、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)等作用。在病蟲(chóng)害防治工作中，要結(jié)合病蟲(chóng)害實(shí)際情況，運(yùn)用科學(xué)、有效的方法，綜合防治病蟲(chóng)害[3]。

林業(yè)病蟲(chóng)害種類繁多，病蟲(chóng)害的發(fā)生與發(fā)展嚴(yán)重影響了樹(shù)木的健康生長(zhǎng)[4]。植物病蟲(chóng)害被稱為“不冒煙的火災(zāi)”，病蟲(chóng)害輕者可致一棵或數(shù)棵樹(shù)木腐爛、潰瘍，或部分出現(xiàn)枯萎，嚴(yán)重的可致一棵或數(shù)棵樹(shù)木內(nèi)部被掏空，甚至造成林木死亡，病蟲(chóng)害的發(fā)生與發(fā)展嚴(yán)重影響了樹(shù)木的健康生長(zhǎng)，導(dǎo)致自然生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)被破壞。

植物與人們?nèi)粘Ｉ罹o密相連，良好的生態(tài)環(huán)境是人類生存與發(fā)展的基本保證。隨著“五位一體”總體布局的實(shí)施，生態(tài)文明建設(shè)上升到舉足輕重的戰(zhàn)略地位，同時(shí)賦予林業(yè)在建設(shè)生態(tài)文明和推動(dòng)綠色發(fā)展中的新地位、新使命、新任務(wù)。因此，在推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的過(guò)程中，要樹(shù)立和踐行人與自然和諧共生的發(fā)展理念，護(hù)佑植物的健康生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，不斷提高病蟲(chóng)害防治的能力和水平。

美麗環(huán)境是人們對(duì)幸福生活的永恒追求，事關(guān)民生福祉，為適應(yīng)新形勢(shì)、新要求，及時(shí)防治林業(yè)病蟲(chóng)害，科學(xué)技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色，在林業(yè)病蟲(chóng)害綜合防治過(guò)程中采用新技術(shù)、新措施，不斷提高病蟲(chóng)害綠色防控的能力和水平，已成為林業(yè)工作者的一項(xiàng)重要工作[5-6]。

2 我國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害的發(fā)生現(xiàn)狀

植物受到病原物或非生物因子的侵?jǐn)_后，植物內(nèi)部的生理活動(dòng)和外觀的生長(zhǎng)發(fā)育出現(xiàn)異常狀態(tài)，受害部位先后會(huì)發(fā)生生理、組織、形態(tài)等一系列變化，最后發(fā)展為外部可見(jiàn)的變異癥狀。

近年來(lái)，受環(huán)境等各種因素的影響，我國(guó)每年發(fā)生的植物病蟲(chóng)害種類呈逐年增多趨勢(shì)[7]，目前我國(guó)林業(yè)存在著超8 000余種的有害生物，其中，比較典型的有害生物達(dá)300多種[8]。此外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)也在不斷發(fā)展壯大，不同區(qū)域的植物交流也日趨活躍，導(dǎo)致外來(lái)危害性害蟲(chóng)的傳播概率不斷提高，給生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)帶來(lái)極大威脅，導(dǎo)致林業(yè)對(duì)人類產(chǎn)生的積極作用也隨之被削弱[9]。

3 傳統(tǒng)噴霧防治法的弊端

在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中，目前應(yīng)用較多的病蟲(chóng)害防治方法主要為常規(guī)傳統(tǒng)的噴霧防治法（也稱噴灑防治法），用噴霧機(jī)將含有化學(xué)農(nóng)藥等成分的藥液噴灑至樹(shù)周皮和樹(shù)冠表層，噴灑防治方法在病蟲(chóng)害防治方面起到了一定作用，但其弊端是飄浮在空氣中的藥液隨著空氣流動(dòng)，不僅給樹(shù)木、土壤及周邊環(huán)境等資源帶來(lái)不同程度的污染，而且造成藥劑浪費(fèi)[10]。

傳統(tǒng)噴灑防治方法已經(jīng)與倡導(dǎo)健康、安全、環(huán)保的時(shí)代脫節(jié)，因此需要與時(shí)俱進(jìn)地研發(fā)科學(xué)、環(huán)保的病蟲(chóng)害防治技術(shù)，堅(jiān)定不移地推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效率、更可持續(xù)、更為安全的綠色發(fā)展之路。林業(yè)工作者應(yīng)積極推廣無(wú)公害施藥技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保、及時(shí)消殺病蟲(chóng)害的目的，更好地控制林業(yè)病蟲(chóng)害的發(fā)生與蔓延[11]。

4 微孔施藥注射技術(shù)

4.1 微孔施藥注射技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

微孔施藥注射是一種林業(yè)病蟲(chóng)害防治技術(shù)，特點(diǎn)是具有操作靈活、簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，并能有效降低藥劑成本、提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)公害微孔施藥注射技術(shù)的防治效果明顯，對(duì)林業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用[12]。

微孔施藥注射技術(shù)與常規(guī)傳統(tǒng)外用噴霧防治方法存在較大差異，主要優(yōu)點(diǎn)是可將藥液注入樹(shù)體內(nèi)部細(xì)胞組織[13]，藥液利用樹(shù)木木質(zhì)部細(xì)胞組織傳導(dǎo)功能，實(shí)現(xiàn)藥物在樹(shù)體內(nèi)均勻分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的綜合防治、調(diào)節(jié)林木生長(zhǎng)過(guò)程中的營(yíng)養(yǎng)元素缺失。同時(shí)，這種方法使藥液注入的藥量十分精準(zhǔn)，有利于藥效的更好發(fā)揮，且殺蟲(chóng)范圍十分廣泛，對(duì)隱蔽性較強(qiáng)的害蟲(chóng)具有較好的消殺效果，且不受風(fēng)、雨等外界天氣因素的影響，不會(huì)給外界環(huán)境造成污染，能有效起到保護(hù)環(huán)境等積極作用，是一種防治病蟲(chóng)害的有效方法[14]。

4.2 微孔施藥注射技術(shù)的應(yīng)用

第一，應(yīng)用原理。微孔施藥注射技術(shù)是用直徑3 mm左右的鉆頭在樹(shù)木生長(zhǎng)期內(nèi)，在距離地面10 cm左右的樹(shù)干木質(zhì)部位鉆一個(gè)輸液孔洞，將貯液瓶或貯液袋倒掛于高處，然后將注射器針頭沿著鉆好的輸液孔洞插入樹(shù)木的木質(zhì)部位，打開(kāi)閥門開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)液體的流動(dòng)速度，利用植株蒸騰作用，將藥液輸入樹(shù)木的各個(gè)細(xì)胞組織，促進(jìn)細(xì)胞組織有效吸收藥物[15]。輸液完畢后即可關(guān)上開(kāi)關(guān)，拔出針頭，在輸液孔處涂抹含有抑制有害病菌侵染、抑制病菌繁衍元素功效的傷口愈合劑，避免引起樹(shù)木孔口感染，起到保護(hù)樹(shù)木健康生長(zhǎng)的目的[16]。

微孔施藥注射技術(shù)不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是將針頭刺進(jìn)樹(shù)體內(nèi)部即可，其中涉及多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求和注意事項(xiàng)，要明確給樹(shù)體進(jìn)行輸送的目的，厘清樹(shù)木的特性和病蟲(chóng)害癥狀，針頭插入時(shí)的胸徑徑向木質(zhì)部數(shù)值深度。不能插得過(guò)深，過(guò)深則容易破壞樹(shù)木的木質(zhì)部細(xì)胞組織，過(guò)淺則藥液不能準(zhǔn)確輸入至所需細(xì)胞組織，不能達(dá)到理想的防治效果。

第二，微孔注射器的可循環(huán)利用。在微孔施藥注射技術(shù)應(yīng)用中，使用過(guò)的醫(yī)療器皿可以再次回收利用，將回收后用過(guò)的注射器放在溫水中浸泡2～3 h，等注射器皿里的藥劑被清水稀釋凈后即可，再將注射器皿清理干凈，晾干之后保存，下一次可再行繼續(xù)使用。多次回收再利用注射器皿，能避免資金浪費(fèi)，還不會(huì)給環(huán)境產(chǎn)生污染[17]。

第三，輸液鉆孔至木質(zhì)部位要準(zhǔn)確。樹(shù)木從外到內(nèi)依次是樹(shù)皮（周皮）—韌皮部—形成層—木質(zhì)部—髓心。木質(zhì)部是樹(shù)木的重要組成部分，木質(zhì)部位于髓心與形成層之間，木質(zhì)部具有內(nèi)部細(xì)胞組織的運(yùn)輸功能[18]。木質(zhì)部由導(dǎo)管、管胞、木纖維、木薄壁、木射線這些細(xì)胞組織構(gòu)成。當(dāng)樹(shù)木在生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)生病蟲(chóng)害或需要補(bǔ)充一定的營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)時(shí)，因植物的導(dǎo)管生長(zhǎng)在木質(zhì)部，在進(jìn)行藥液輸送時(shí)，要通過(guò)木質(zhì)部細(xì)胞組織進(jìn)行傳導(dǎo)。微孔輸入藥液，要保證輸液鉆孔時(shí)鉆透樹(shù)皮、韌皮部和形成層，到達(dá)木質(zhì)部位，過(guò)深容易破壞樹(shù)木的木質(zhì)部細(xì)胞組織，過(guò)淺則藥液不能輸入至有效細(xì)胞組織。

第四，普通鉆孔機(jī)無(wú)法滿足輸液鉆孔尺度精準(zhǔn)控制要求。隨著推廣無(wú)公害施藥注射技術(shù)關(guān)注度的逐漸提升[19]，“靜點(diǎn)”施藥注射方法已經(jīng)悄然興起。這種前景廣闊的無(wú)公害“靜點(diǎn)”施藥技術(shù)，限于目前的鉆孔機(jī)輸液鉆孔時(shí)，深度尺寸位置不易掌控，只是憑著感覺(jué)的方式向前推進(jìn)鉆孔作業(yè)，而無(wú)法準(zhǔn)確控制有效打孔尺寸深度至木質(zhì)部位，在一定程度上制約了其推廣普及，存在的主要問(wèn)題是鉆得過(guò)深容易破壞樹(shù)木的木質(zhì)部細(xì)胞組織，過(guò)淺藥液不能準(zhǔn)確輸入至所需木質(zhì)部細(xì)胞組織，因而不能有效發(fā)揮無(wú)公害施藥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)具有較好應(yīng)用前景的施藥技術(shù)，只有在滿足高效、精準(zhǔn)的鉆孔尺寸深度控制要求，才能發(fā)揮理想效果。

由無(wú)公害微孔施藥技術(shù)面臨的施藥鉆孔問(wèn)題不難看出，要充分發(fā)揮智能裝備和系統(tǒng)在設(shè)計(jì)理念上的應(yīng)用，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)工藝，使其滿足高效、精準(zhǔn)的鉆孔要求，推進(jìn)智能化在鉆孔深度上的推廣應(yīng)用，促進(jìn)“微孔”施藥注射方法在鉆孔至木質(zhì)部位尺寸上能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的目標(biāo)尺寸效果。

5 新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)

5.1 概述

要想助力微孔施藥注射技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有功效，就要提高木質(zhì)部細(xì)胞組織定位的質(zhì)量，加強(qiáng)運(yùn)用現(xiàn)代科技手段在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用。這款半自動(dòng)輸液打孔機(jī)是在基于林業(yè)病蟲(chóng)害綜合防治工作，秉承以完善“靜點(diǎn)”施藥技術(shù)在鉆孔深度尺寸位置精度準(zhǔn)確的應(yīng)用要求基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)的，可根據(jù)深度尺寸需要，設(shè)定鉆孔尺寸深度，充分發(fā)揮微控制器在設(shè)計(jì)理念上的應(yīng)用，可迅速、精準(zhǔn)地完成輸液鉆孔任務(wù)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)林業(yè)高產(chǎn)、低耗和環(huán)保的目標(biāo)。

該款新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)蘊(yùn)含了科技和與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代思想主題，是以完善靜點(diǎn)施藥技術(shù)在鉆孔深度尺寸方面基于精度準(zhǔn)確要求及兼具廣泛的應(yīng)用前景為設(shè)計(jì)理念，將用戶端為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保思想融入創(chuàng)新設(shè)計(jì)之中。外觀靈感來(lái)源于人體手形的仿生意境，電鉆的造型呈現(xiàn)了“速度、尖銳、力量”的感受，這種對(duì)自然形態(tài)的抽象提煉和設(shè)計(jì)應(yīng)用，映射了自然本身的靈氣和力量，突出使用舒適、便捷的美妙交融，探求使用者依戀實(shí)用主義的意境追求，體現(xiàn)人性化和實(shí)用性的自然時(shí)尚元素，融入科學(xué)和情感交互的審美情懷，作業(yè)時(shí)既舒適，還給人以賞心悅目的美感視覺(jué)效果，新技術(shù)的應(yīng)用為林業(yè)病蟲(chóng)害微孔施藥注射技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)設(shè)有可自由拆卸的調(diào)節(jié)筒、緊固筒，調(diào)節(jié)筒靠近緊固筒的一端設(shè)有環(huán)形分布的導(dǎo)向桿，緊固筒處設(shè)有尺寸刻度，同時(shí)充分發(fā)揮微控制器在設(shè)計(jì)理念上的應(yīng)用。微控制器將微型計(jì)算機(jī)的主要部分集成在一個(gè)芯片上，主要作用是控制程序代碼，保證所采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)，用于對(duì)電鉆機(jī)械的自動(dòng)控制，協(xié)調(diào)和指揮電鉆系統(tǒng)的鉆孔電機(jī)、鉆頭操作。微控制器“嵌入”電鉆內(nèi)部裝置，根據(jù)需要設(shè)定的尺寸數(shù)值標(biāo)示進(jìn)行控制，并負(fù)責(zé)向開(kāi)關(guān)發(fā)出控制指令。微控制器由程序、指令等組成，是發(fā)布命令的“指揮中樞”，微控制器首先從刻度中讀取尺寸數(shù)據(jù)的代碼獲取傳感信息，并進(jìn)行解碼和執(zhí)行，向設(shè)備中的開(kāi)關(guān)發(fā)送信號(hào)以控制運(yùn)行。

新型半自動(dòng)輸液鉆孔機(jī)在展開(kāi)作業(yè)時(shí)，根據(jù)深度尺寸目標(biāo)，在刻度處設(shè)定鉆孔尺寸數(shù)據(jù)，微控制器通過(guò)刻度處給予設(shè)定的尺寸數(shù)值標(biāo)示，控制鉆頭按照預(yù)期的軌道和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)推進(jìn)，達(dá)到預(yù)期設(shè)定的尺寸時(shí)，自動(dòng)停止作業(yè)，能精準(zhǔn)控制鉆頭鉆孔尺寸深度。新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的設(shè)計(jì)推出彌補(bǔ)了鉆孔深度尺寸不易控制的缺陷，呈現(xiàn)了科技的動(dòng)感應(yīng)用，增添了穩(wěn)固與科技元素的穿插寓意，帶給人們新穎的形態(tài)意境與無(wú)限的遐想互動(dòng)空間，具有操作簡(jiǎn)單、精度準(zhǔn)確、藝術(shù)特色明顯、應(yīng)用前景廣闊等特點(diǎn)，能在鉆孔作業(yè)中享受成功的魅力與愉悅，對(duì)林業(yè)病蟲(chóng)害綜合防治工作具有重要的積極促進(jìn)作用，也展現(xiàn)出了較好的發(fā)展前景。

5.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

普通鉆孔機(jī)在作業(yè)面上打孔時(shí)，操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)打孔，并不能確切知道具體的尺寸深度數(shù)值，給操作工作帶來(lái)諸多不便?，F(xiàn)有的普通鉆孔機(jī)無(wú)法滿足微孔施藥注射技術(shù)在鉆孔尺寸深度數(shù)值上的精準(zhǔn)需要，因此，要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)出一種能滿足目標(biāo)人群，并能提供舒適、良好工作面的新型輸液打孔機(jī)。

新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)器和人的特點(diǎn)，能準(zhǔn)確地體現(xiàn)用戶的情感，滿足實(shí)際工作需要。設(shè)計(jì)者在形態(tài)設(shè)計(jì)上將理性的元素以感性的形式呈現(xiàn)出來(lái)，使鉆孔機(jī)器和人達(dá)到一種相對(duì)平衡的關(guān)系，最終形成一個(gè)合理的人機(jī)環(huán)境，進(jìn)而提高工作效率。作為一種新型的打孔機(jī)器，新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)融入了情感和人性化色彩，具有高靈敏度、高準(zhǔn)確度、快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，可以有效減輕操作者的疲勞[20]。

這款新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于微孔施藥注射技術(shù)中的專用電動(dòng)鉆孔工具，其高效、便捷的特點(diǎn)使得它成為林業(yè)工作者在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中的得力助手，并已成為主要工具之一，在林業(yè)病蟲(chóng)害微孔施藥注射技術(shù)鉆孔中發(fā)揮著重要作用。隨著新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的成功應(yīng)用，其已成為林業(yè)病蟲(chóng)害綜合防治中微孔施藥注射技術(shù)鉆孔中的重要組成部分。

5.3 物理原理

新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)是一種利用電能驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式工具，基于電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)力矩驅(qū)動(dòng)鉆頭，靠鉆頭的高速螺旋運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)鋒利的鉆頭鉆進(jìn)樹(shù)層的沖擊力量。當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩通過(guò)加大鉆頭的動(dòng)力，使鉆頭循環(huán)運(yùn)動(dòng)的沖擊力量破碎樹(shù)層，從而使鉆頭在樹(shù)木上更好地做刮削形式洞穿，呈現(xiàn)圓形口洞，實(shí)現(xiàn)對(duì)被鉆樹(shù)體的鉆孔，并將孔內(nèi)產(chǎn)生的樹(shù)屑帶出孔口，鉆出適合標(biāo)準(zhǔn)尺寸的孔洞，繼而能夠迅速、準(zhǔn)確地完成對(duì)樹(shù)木鉆孔至木質(zhì)部位的任務(wù)要求。

5.4 主要技術(shù)參數(shù)

新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)材質(zhì)主要為不銹鋼、鋁合金、高速鋼等，不銹鋼外殼規(guī)格為17 cm×21 cm。如圖1所示，該打孔機(jī)包括：電鉆（內(nèi)置電機(jī)）（1）作業(yè)端上設(shè)置有可拆卸安裝的用于調(diào)整鉆頭（3）和裸露距離的調(diào)整組件（2）；調(diào)整組件（2）包括：可拆卸安裝在電鉆（1）上的緊固筒（201）和調(diào)節(jié)筒（202），調(diào)節(jié)筒（202）呈現(xiàn)內(nèi)部中空且兩端貫穿的錐形狀，調(diào)節(jié)筒（202）靠近緊固筒（201）的一端設(shè)有若干環(huán)形分布的導(dǎo)向桿（203），對(duì)應(yīng)的緊固筒（201）上預(yù)設(shè)有用于導(dǎo)向桿（203）活動(dòng)的槽孔，在緊固筒（201）上設(shè)有與擇一槽孔互通的導(dǎo)向槽（205），對(duì)應(yīng)的其中一導(dǎo)向桿（203）上設(shè)有延伸出導(dǎo)向槽（205）外的推板（206），且緊固筒（201）上等距設(shè)有刻度表。

電鉆（1）上預(yù)設(shè)有外螺紋，對(duì)應(yīng)的緊固筒（201）內(nèi)設(shè)有用于與外螺紋連接的內(nèi)螺紋。緊固筒（201）的外表面預(yù)設(shè)有螺紋端，并通過(guò)螺紋端螺紋連接有用于限位推板（206）和移動(dòng)的限位環(huán)（204），限位環(huán)（204）設(shè)為2個(gè)，且推板（206）處于2個(gè)限位環(huán)（204）之間。電鉆（1）作業(yè)端內(nèi)延伸設(shè)置有用于控制程序的微控制器（101）。

電鉆（1）手持端設(shè)有角度調(diào)節(jié)組件（4），其中，角度調(diào)節(jié)組件（4）包括安裝座（401）、第一扣板（402）和第二扣板（403），第一扣板（402）通過(guò)活動(dòng)軸設(shè)置在安裝座（401）上，且第一扣板（402）扣接在電鉆（1）手持端的底部，第二扣板（403）扣接在電鉆（1）手持端的背部上方，安裝座（401）為內(nèi)部中空且頂部貫穿的矩形體，在安裝座（401）內(nèi)傳動(dòng)設(shè)有一絲桿（405），絲桿（405）上螺紋連接有一滑座（406），滑座（406）和第二扣板（403）之間均通過(guò)鉸接軸安裝有同一個(gè)調(diào)節(jié)桿（404）。

安裝座（401）上設(shè)有角度標(biāo)識(shí)，且滑座（406）的頂部局部延伸出安裝座（401）外，對(duì)應(yīng)的在滑座（406）上設(shè)有指示標(biāo)（407）。安裝座（401）的頂部固設(shè)有第一把手，對(duì)應(yīng)的在安裝座（401）的底部設(shè)有第二把手，第二把手呈現(xiàn)“L”形狀。開(kāi)關(guān)（5）設(shè)在手持端上部?jī)?nèi)側(cè)。作業(yè)時(shí)具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、鉆孔尺寸精度準(zhǔn)確、使用安全等特點(diǎn)，能夠輕松完成大量的樹(shù)木鉆孔任務(wù)，既能提高鉆孔質(zhì)量，又能提高工作效率。

5.5 在微孔施藥注射技術(shù)中的應(yīng)用

使用該打孔機(jī)對(duì)樹(shù)木進(jìn)行鉆孔時(shí)，

先要根據(jù)樹(shù)木直徑測(cè)算出木質(zhì)部距外表皮尺寸深度的數(shù)值，在緊固筒處設(shè)有的刻度表上設(shè)定測(cè)得的木質(zhì)部距外表皮尺寸數(shù)值。按下設(shè)置在手持端的開(kāi)關(guān)，電源通過(guò)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)后，鉆孔電機(jī)將電源提供的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)推動(dòng)推板和導(dǎo)向桿使調(diào)節(jié)筒驅(qū)動(dòng)鉆頭，開(kāi)始高速螺旋式移動(dòng)推進(jìn)作業(yè)，增強(qiáng)鉆頭鉆進(jìn)樹(shù)層的沖擊力量，使鉆頭循環(huán)運(yùn)動(dòng)的沖擊力量破碎樹(shù)層。在旋轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，絲桿通過(guò)指示標(biāo)指示到對(duì)應(yīng)的角度標(biāo)識(shí)上，以此提示電鉆是否有角度存在不同程度的傾斜，并通過(guò)調(diào)節(jié)桿控制傾斜角度，從而使鉆頭在樹(shù)木上更好地做刮削形式洞穿，鉆出適合標(biāo)準(zhǔn)尺寸數(shù)值的孔洞。當(dāng)鉆頭鉆至刻度表上設(shè)定的尺寸數(shù)值時(shí)，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和控制程序代碼的微控制器向開(kāi)關(guān)發(fā)出感應(yīng)信號(hào)，開(kāi)關(guān)接收到微控制器發(fā)出的已完成鉆孔至設(shè)定數(shù)值尺寸的感應(yīng)信號(hào)后，鉆孔電機(jī)、鉆頭自動(dòng)停止工作，拔出已鉆至木質(zhì)部位的鉆頭，再將貯液袋倒掛于高處，將注射器針頭沿著鉆好的輸液孔洞插入樹(shù)木的木質(zhì)部位，打開(kāi)輸液管閥門開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)好液體的流動(dòng)速度，利用植株的蒸騰作用將藥液輸入樹(shù)木的各個(gè)細(xì)胞組織。輸液完畢后關(guān)上開(kāi)關(guān)，拔出針頭，在輸液孔處涂抹含有抑制有害病菌侵染和抑制病菌繁衍元素功效的傷口愈合劑即可完成操作作業(yè)。

5.6 在林業(yè)病蟲(chóng)害微孔施藥注射技術(shù)中應(yīng)用的重要性

在林業(yè)病蟲(chóng)害防治中，科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)成核心元素，不僅可以增強(qiáng)防治效果，還能在烘托和激發(fā)人的工作情感能動(dòng)性方面發(fā)揮著積極作用。新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和靈敏度，還具有噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，在作業(yè)操作時(shí)不會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生噪聲，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)行，使機(jī)器精準(zhǔn)地打出通往木質(zhì)部且大小合適的輸液孔，其優(yōu)勢(shì)在于解決了普通打孔機(jī)出現(xiàn)的鉆孔尺寸深度不易控制的問(wèn)題，為微孔施藥注射技術(shù)的推廣應(yīng)用發(fā)揮了積極作用。

新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力較強(qiáng)，可以自動(dòng)分析和傳輸數(shù)據(jù)，具有體積小、功耗低、易于集成的特點(diǎn)，結(jié)合微控制器和尺寸刻度的精準(zhǔn)性，保證采集數(shù)據(jù)的可靠，協(xié)調(diào)和指揮設(shè)備運(yùn)行。微控制器通過(guò)自動(dòng)采集到的數(shù)據(jù)，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理。新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，識(shí)別工作情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)行。新型半自動(dòng)輸液打孔機(jī)可以將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，減輕人工處理數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)，還能為林業(yè)病蟲(chóng)害微孔施藥注射技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆孔精準(zhǔn)性和提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率起到積極作用，實(shí)現(xiàn)林業(yè)的高產(chǎn)、低耗和環(huán)保，從而提高病蟲(chóng)害綠色防控水平。

6 結(jié)束語(yǔ)

林業(yè)資源是人類賴以生存和發(fā)展的寶貴資源，林業(yè)病蟲(chóng)害防治是林業(yè)保護(hù)的重要任務(wù)之一。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新發(fā)展，林業(yè)病蟲(chóng)害防治離不開(kāi)新技術(shù)的支撐，在林業(yè)病蟲(chóng)害防治工作中，科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用扮演了舉足輕重的角色，智能設(shè)備的融入為林業(yè)病蟲(chóng)害防治賦予了科技推動(dòng)力量，通過(guò)大力發(fā)展現(xiàn)代化智能技術(shù)，既大幅提高了工作效率，又打破了遇到的瓶頸。

半自動(dòng)輸液打孔機(jī)是一種新型的鉆孔機(jī)器，結(jié)構(gòu)工藝新穎，精度準(zhǔn)確，效果明顯，可控制鉆孔尺寸深度，能夠有效地鉆孔至有效部位，填補(bǔ)了普通打孔機(jī)不能控制鉆孔尺寸深度的缺陷，提升了微孔施藥注射技術(shù)鉆孔木質(zhì)部位的精準(zhǔn)性，降低了勞動(dòng)作業(yè)成本，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，為微孔施藥注射技術(shù)的應(yīng)用完善發(fā)揮了積極作用，也為推動(dòng)智慧林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的保障。

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