Automatic树木粉刷机设计

林佳慧 宋小艳 王瑜纯 夏闽航 刘集元

Automatic Tree Painting Machine Design

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

XIA Min-hang LIU Ji-yuan

摘要：为了改善林业工人手动涂液费时费液的状况，设计了一种自动树木粉刷机。阐述了粉刷机的总体结构、工作原理和主要部件的设计，该机主要由工作层、补给层、电机层和固定层等组成，可以通过虹吸原理使得补给层始终处于满液状态，通过设置固定层来适应各种环境地形，喷液区和粉刷区的完美结合使得石灰水的利用率达到最高。该树木刷白机具有使用便捷，工作效率高，能耗小，节约涂料，可以单人涂大片树林，而且成本低等特点。

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.

關键词：自动化;树木刷白;虹吸原理;便捷省时;设计

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

中图分类号：TU65                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）32-0153-02

0  引言

“白漆”是经过专业配制专门用来给树木刷白的，叫做刷白剂，它的主要成分有水、生石灰、食盐、石硫合剂、大豆粉、动物油或植物油等。配制时，先将生石灰用水化开，趁热加入动物油或植物油、大豆粉及石硫合剂原液，调成糊状，然后加入食盐，充分拌匀即可。动物油及大豆粉的作用是为了增加刷白剂的粘着力和铺展性，食盐是为了增加其渗透作用，避免刷白剂开裂或脱落。

树干刷白的作用，第一，为了杀虫防虫，杀死树皮内的越冬虫卵和蛀干昆虫。由于害虫一般都喜欢黑色、肮脏的地方，不喜欢白色、干净的地方。树干涂上了雪白的石灰水，土壤里的害虫便不敢沿着树干爬到树上来捣蛋，还可防止树皮被动物咬伤。第二，为了防冻害和日灼，冬天，夜里温度很低;到了白天，受到阳光的照射，气温升高，而树干是黑褐色的，易于吸收热量，树干温度也上升很快。这样一冷一热，使树干容易冻裂。尤其是大树，树干粗，颜色深，而且组织韧性又比较差，更容易裂开。涂了石灰水后，由于石灰是白色的，能够使40-70%的阳光被反射掉，因此树干在白天和夜间的温度相差不大，就不易裂开[1]。目前，国内大多数采用人工刷白的方法，这种方法对人体会产生一定的伤害，并且效率不高，为此，设计了这种automatic树木粉刷机。

1  粉刷机的总体结构及工作原理

1.1 粉刷机的总体结构

Automatic树木粉刷机主要由工作层、补给层、电机层和固定层组成，如图1所示。

一种用于树木养护的粉刷装置，其特征在于，包括：环形架、行走架和喷涂盒;所述环形架是由两个半圆形侧架连接而成，且两个半圆形侧架外侧底部分别焊接有第一弧形导轨和第二弧形导轨，其中，第一弧形导轨和第二弧形导轨无缝拼接构成环形导轨，且环形导轨的外侧设有凸齿;所述行走架通过行走连接架滑动连接在环形导轨的外侧，且行走架的内侧转动连接有驱动齿轮轴，其中，驱动齿轮轴与环形导轨外侧的凸齿啮合连接;喷涂盒垂直连接在行走架的底部，且喷涂盒的内侧通过两个第一电控伸缩杆连有喷涂侧架。

1.2 粉刷机的工作原理

该用于树木养护的粉刷装置使用时，首先通过卡箍配合转动连接架将环形架固定在树杆上，然后通过第二电控伸缩杆对弧形托架进行调节，使得第二电控伸缩杆配合弧形托架对环形架进行支撑，在对树木进行喷涂粉刷时，行走电机带动驱动齿轮轴进行转动，驱动齿轮轴配合环形导轨外侧的凸齿带动行走架围绕着环形导轨进行转动，然后通过喷涂盒对树杆进行喷涂粉刷防冻涂料，实现自动进行喷涂。

2  粉刷机的主要部件的设计

2.1 行走架与环形导轨的连接结构

行走架和环形导轨的连接结构示意图如图2所示。

2.2 喷涂盒的结构

喷涂盒的结构示意图如图3所示。

2.3 喷涂侧架的结构

喷涂侧架的结构示意图如图4所示。

参照图3和图4，喷涂侧架上等距相间设有条形喷管和条形刷，且条形喷管上连接有喷嘴，其中喷嘴在条形喷管成上密下疏分布。设计上密下疏分布的喷嘴在喷涂涂料时，树杆双部分喷涂的涂料较多会自动留下到下部，下部分涂料可以通过上部分留下的涂料进行补充，使得树杆下部分涂料不会滴落，减少涂料的浪费。

喷涂盒的内侧设有涂料存储仓，且涂料存储仓的内侧底部设有供料泵，其中，供料泵供给连接软管与条形喷管连通，喷涂盒的顶部还设有搅拌电机，且搅拌电机通过电机输出轴与涂料存储仓内侧的搅拌架传动连接。

在喷涂防冻涂料时，供料泵吸取涂料存储仓内侧的防冻涂料，然后通过连接软管输送到条形喷管中，最终通过条形喷管上的喷嘴喷涂的树杆上，同时行走架带动喷涂侧架进行转动，喷涂侧架上的条形刷自动对树杆上喷涂的涂料进行涂抹，使得对树杆喷涂的涂料分布更加的均匀，增强该树木防护的粉刷装置的实用性。

3  结束语

Automatic树木粉刷机具有以下益处。

①该用于树木养护的粉刷装置通过设有环形导轨配合行走架可以带动喷涂盒和喷涂侧架自动围绕环形导轨进行转动噴涂，实现自动进行喷涂，不需要工作人员手动进行操作，减轻劳动强度，提高了工作的效率，同时在环形架内侧通过第二电控伸缩杆连接有弧形托架，可以通过第二电控伸缩杆配合弧形托架对环形架进行支撑，增强环形架的稳定性。

②该用于树木养护的粉刷装置的喷涂侧架可以通过第一电控伸缩杆进行伸缩调节，实现根据树木直径的不同对喷涂侧架进行调节，使得该用于树木养护的粉刷装置可以适用于不同直径大小的树木，同时在进行环形转动喷涂时，条形刷可以自动对树木上的涂料进行涂抹，使得喷涂的涂料在树杆上分布更加的均匀，提高了喷涂的效果，同时，在涂料存储仓内侧设有搅拌架，可以通过搅拌电机带动搅拌架进行转动，从而对涂料存储仓内侧涂料自动进行搅拌，防止其发生沉淀。

参考文献：

[1]常青青.树干涂白法防治病虫害[J].落叶果树，2015.

[2]古力西拉·沙菩西.解析园林树木健康与安全性评价研究进展[J].价值工程，2013，32（16）：302-303.

[3]潘宇伟，蒋瞻，巨云为，孙昕，朱兴洲，邢雯.林业高校树木园建设探索——以南京林业大学白马教学科研基地为例[J].价值工程，2017，36（36）：154-156.

基金项目：2019年辽宁省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201913208006）。

作者简介：林佳慧（1999-），女，浙江宁波人，本科在读。