树干石灰水自动喷涂机可行性报告文档格式.docx

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生产中人们发现，在冻害期间，由于温差大或温度前后变幅大，其冻害往往严重。

因为低温来临之前气温较高，树木休眠浅，抗寒能力差，骤然降温时树体适应不过来。

石灰水是白色的，涂上后能够反射40%-70%的阳光，树干在白天和夜间的温差小，因此不容易开裂。

-.

二、市场调查（）市场调研、文献调研：

总结现有产品的类型、市场情况、优缺点国内喷涂机研究现状及分析

（一）天津市航大科技发展有限公司于2011年12月申请的实用新型专利中提出了一种农林树木喷涂机。

其结构如图1所示。

1一种农林树木喷涂机的结构示意图。

图该实用新型所提供的一种农林树木喷涂机包括车子、水箱、干粉箱、混合箱、抽水泵、吸粉泵、液浆泵、电机和机械臂。

水箱、干粉箱和混合箱均设于车子后方的车架上，机械臂升降装置的顶端设有由液压臂驱动开合和前后摆动的机械爪，包括转台、升降装置和机械爪，喷嘴通过软管与从混合机械爪的内侧设有若干个分布均匀的喷嘴，升降装置安装在转台上。

水转台安装在机架上，箱中吸取浆液的液浆泵连接。

升降装置和机械爪位于混合箱的上方，本实用新型能够实现树木喷干粉箱通过吸粉泵与混合箱连接。

箱通过抽水泵与混合箱连接，涂作业机械自动化，在保证了涂白效果的同时，大大降低了劳动强度。

这种喷涂机具有的优点和积极效果是：

、通过转台的旋转和升降装置的升降，可以多角度调整机械爪的角度和高度，使其适1实现了树木喷涂作应不同高度的树木的喷涂需求。

本实用新型改变了传统手工的涂白方式，业机械自动化，在保证了涂白效果的同时，大大降低了劳动强度。

、可以根据每次喷涂用量，用抽水泵将水箱里的水抽进混合箱与吸入进来的干粉进行2混合再喷涂，有效避免了一次调配的浆液量过多所带来的浪费。

年郑州大学机械工程学院申请了树木用2011

（二）另一类的喷涂设备采用手动方式。

所示。

石灰水喷涂机的实用新型专利。

其结构如图2搅拌罐体上设有进水口，罐体内固定有下支撑和上支撑，这种喷涂机包括了一个罐体，搅拌连杆的下端设有搅拌连杆上端与搅拌电机的输出轴相连，连杆由下支撑和上支撑限位，搅拌叶轮，罐体内设有吸水管，吸水管与自吸泵相连，自吸泵通过出水管与喷涂装置相连。

防止石灰水沉喷雾器工作时，搅拌电机通过搅拌连杆带动搅拌叶轮不断旋转以搅拌石灰水，淀，使得喷涂均匀。

喷雾手柄上的开关打开时，自吸泵启动，实现喷雾。

另外，该实用新型使用时喷涂手柄夹持在树木的中部，石灰水从上往下均匀留下而不会使很多石灰水流落地上。

图2树木用石灰水喷涂机结构示意图。

（三）关于树干刷白的自动化设备研究，发明专利ZL200810061760.8中提出了一类树木涂白机器，其利用“上下运动，边涂边刷”的方式实现树木涂白工作。

但是这种机器存在着工作死角、涂刷树木周向无法完全覆盖、涂刷质量一般等不足。

2008年05月22日浙江工业大学申请了专利，并经过三年左右的时间，到2011年02月24日重新申请了专利。

其结构如图3所示。

图3树木涂白结构示意图.

这种新型树木涂白机包括了车架、旋转传动机构、毛刷机构和供液机构。

其中供液机构为间歇供液机构，包括供液瓶和供液瓶固定架，并由凸轮条决定不同的供液量。

对不同树种的涂刷，更换凸轮条就可控制不同的供液量，同时，间歇供液装置在满足供液要求的前提下，避免了石灰水的浪费及对周边市容的影响。

在涂刷过程毛刷机构自适应调整毛刷压缩力、有效保证涂层质量，适合对不同树径大小、树干不同弯曲度、各类树干表皮形状进行涂刷工作。

本发明采用了旋转运动与上下进给运动复合的传动机构，实现对树干的旋转涂刷，能减少涂刷的工作盲区，避免树干表面的“漏洞”现象，同时刷图质量得到进一步的改善的技术。

此发明主要解决了如下几个问题：

1、有效消除了工作死角、提升了涂刷质量；

2、适应性强；

3、有效节约石灰水、降低成本。

（四）针对已有技术存在的缺陷，上海大学申请的实用新型专利中提出了一种高环保的树涂白机，使用机器代替人工劳动，实现自动、均匀、精确地给树涂白，降低工人劳动强度。

该设计包括机架、升降驱动机构、纵向调整机构、喷涂机构。

机架固定在机架上，机架底部安放电机，电机通过齿轮和链带传动实现机架的上下往复运动。

喷涂机构上安装导向轮以根据树的直径大小来调整两边喷嘴架的距离，喷嘴上安装对射传感器用来检测是否对准树干，从而精确均匀地实现对树的涂白。

本实用新型机构简单，制造成本低，操作智能，环保低能，可靠性高。

其结构如图4所示。

4高环保树涂白机图

分钟，5经测算，一名普通园林人工刷一棵大小的树至少需3分钟，而该设计仅需要0.

效率可以至少提高五倍。

国内仿形装置的研究与设计中提出了一种果树仿形喷华南农业大学工程学院发表的《仿形喷雾装置的设计及分析》雾装置。

设计出一种从实现仿形运动的角度，该文将工业机械臂的结构形式引入到果树喷雾中，使机构能够根据果树外形该系统通过单片机控制各关节的步进电动机，果树仿形喷雾系统。

启动喷雾并按照靶标的形状调节喷头的位置，当喷头运动到合适的位置时，产生仿形运动，阀门对果树进行喷药，实现与靶标相仿形状下的精确喷雾。

该装置基木上能根据果树通过对仿形机械臂，特别是喷头的运动分析和数值仿真表明，果树仿形喷雾系统的普遍适但山于果树树冠形状的差异和人小的不同，外形产生仿形运动。

例如果还需要其他辅助设备，用性仍存在很多问题，同时要真正能进行果树仿形喷雾作业，树外形探测、测距设备以及复杂的控制系统等。

调查总结但并且在不同时间阶段攻克了相应的技术难点，以上所述树木喷涂机自动化越来越高，特别是树木倾斜度的自动检测技术和喷涂机机高效率的解决喷涂工作。

是仍然不能高精度，控制等软件方面械手臂仿形的难题，单从硬件方面设计难以从根本上解决，还应该在检测、着手，这造成其设计过于复杂或者成本过高。

喷涂目前制约树木喷涂机发展的原因主要是树木倾斜度检测不准，树木分叉难以排除，连续作业较低。

因此，迫切需要研制出喷涂精度高、综合性能好的自动仿形喷涂精度不高，高效机。

而机械手臂的仿形是树木喷涂机的重要组成部分，同时也是能否实现树木高精度、树木自动喷涂控制系统的研究主要包括树木高度的自动检测技术和喷涂机械率喷涂的关键。

手臂升降的自动控制技术这两个方面。

连续作业等都对排除树木分叉，检测树木倾斜度，目前树木喷涂机的研究还处于初级阶段，不能很好的完成，因此迫切需要研制出自动仿形喷涂机。

（）三、需求分析分析存在的问题，提出相应的需求（功能、性能）根据树干石灰水喷涂实现方式的不同，可以将其分为人工粉刷和机器喷涂。

作业方式

具体操作

优缺点

人工粉刷

工人拿着刷墙的刷子，从石灰水桶中蘸取液体，然后围绕着粉刷树干。

这种方法的优点是可以粉刷浓度和粘稠度较高的涂料，粉刷到任何地方，操作灵活。

缺点是蘸取的量不好控制，而且劳动量大，耗费时间，效率低下。

机器喷涂

利用压缩或压力机器提供

种流体喷涂方式的优点是节省大量的劳动力、可连

的压力和动力将涂料喷射在需要喷涂的表面。

续不间断操作、高效简单。

缺点是对环境有一定程度的污染，喷涂高粘稠度的液体时，易堵塞喷头。

作业据我小组调查，现在农林管理人员在给树木刷白时绝大部分采用手工粉刷的方法。

工作效率低而且而且还要绕树干一圈，不仅劳动强度大、工人拿着刷子沿着树干上起下蹲，针在喷涂过程中有大部分石灰水晒落地上，石灰水的利用率比较低。

所涂的石灰层不均匀，有少数装置因为设备制造成本高、对这种情况，目前国内市场上还没有相对有效的机械装置，体积大、操作繁琐、耗能较大以及不适合城市拥堵的环境等种种原因而不能被推广。

四、研究目的本次产品设计主要为解决当前树木在喷涂石灰水过程中效率低下、材料浪费严重的状况，提供一种效率高、成本低、石灰水利用率高、喷涂均匀的树木用石灰水自动喷涂机。

为此我们设计了树干石灰水喷涂机，它是一种机械化的树干石灰水仿形喷涂机。

五、树干涂白剂类型

（一）石硫合剂生石灰涂白剂公斤、、成分比例：

石硫合剂原液（市场购买或自己配制，自配方法如下：

生石灰11公斤，先将生石灰用少量水化解后，再加水调成糊状，慢慢加入硫磺公斤、水10硫磺粉2粉，充分混匀，然后加足水量。

加热煮沸，边煮边搅，并不断用开水补充蒸发掉的水分。

大分钟左右，待药液呈深红色时【渣宰呈黄绿色】即成。

冷后用粗布过滤即为原液）40约煮公50.2公斤、动（植）物油脂0.1——公斤、水1.50.250.25公斤、食盐公斤、生石灰斤。

加入油脂搅拌（要滤去残渣和其他颗粒等杂物）2、配制方法：

将生石灰加水充分熟化，-.

后，再加水制成石灰乳，最后将石硫合剂原液和充分溶解盐水倒入，充分搅拌即成。

（二）硫酸铜石灰涂白剂

1、成分比例：

硫酸铜0.5公斤、生石灰10公斤、水30——40公斤（或以硫酸铜、生石灰、水以1：

20：

60——80的比例配制）。

2、配制方法：

①用少量开水将硫酸铜充分溶解，再加用水量的2/3的水加以稀释；

②将生石灰加另1/3水慢慢熟化调成浓石灰乳；

③等两液充分溶解且温度相同后将硫酸铜倒入石灰乳中，并不断搅拌均匀即成涂白剂

六、方案设计

我们设计的树木石灰水喷涂机的基本功能和设计思路：

根据所需要完成的任务和动作，结合石灰水喷涂机的实际要求，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成符合市场需求的低成本高技术含量的石灰水喷涂机的创新设计（见下面黑箱图）。

其中包括机器装置的原理方案构思和拟定；

原理方案的实现、传动方案的设计；

PLC控制系统的设计；

运用3D设计软件PRO/E进行边构思边设计，完成产品的外观设计和各个零部件的仿真造型，再对整体进行虚拟装配，从而能够在整体设计的基础上全面的考虑各个细节的处理，使得整个设计更加的合理，科学。

完成虚拟装配后，在PRO/E软件的虚拟环境下对产品进行运动仿真和运动干涉检测，完成质量，重心以及受力分析，在此基础上可以完成比传统设计更为精确和可靠的静力学运算及校核。

在完全仿真的虚拟设计环境里，设计出最优的方案。

然后，根据虚拟设计的模型用AUTOCAD绘制装配图和必要的零部件图，方便产品的加工和装配。

工作原理：

喷涂机运行到所需要喷涂的树木后。

开始进行工作，首先负责前后移动的导轨（齿轮齿条）前后移动，当距离树干5cm之后，感应器感应到，液压泵开始工作，夹持机构自动锁死，开始对树木进行喷涂，由电动机负责上下方向的移动，当树木沿喷涂机运动方向有一定的倾斜角度时，靠左右方向的齿轮齿条通过PLC控制来实现，这样的话就实现了对不同倾斜角度树木的喷涂

系统对环境的影响：

1、美化环境2、石硫合剂对环境的污染

、树木的倾斜