阅读说明：本技术 一种滴灌管带打孔装置 (Drip irrigation pipe belt perforating device ) 是由 彭涛 刘培勇 张金响 林恒 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种滴灌管带打孔装置,包括电磁定位部分、永磁打孔作业部分和电控部分；电磁定位部分包括可共同围成永磁柱容纳空间的上电磁体、下电磁体、左电磁体、右电磁体、前环形电磁体和后环形电磁体；永磁打孔作业部分包括设置在永磁柱容纳空间内的永磁柱,永磁柱上设有打孔机构。本滴灌管带打孔装置通过改变电磁定位部分的磁场方向可以实现永磁柱的上下运动,将滴灌管带套接在永磁柱上后可以通过永磁柱的打孔机构实现自滴灌管带的内部向滴灌管带的外部对滴灌管带进行打孔,不仅能够在缩短调试周期、减少浪费的前提下实现出水孔的稳固成型,而且可以实现在滴灌管带使用过程中减少出水孔堵塞的现象。(The invention discloses a drip irrigation pipe belt punching device which comprises an electromagnetic positioning part, a permanent magnet punching operation part and an electric control part, wherein the electromagnetic positioning part is arranged on the permanent magnet punching operation part; the electromagnetic positioning part comprises an upper electromagnet, a lower electromagnet, a left electromagnet, a right electromagnet, a front annular electromagnet and a rear annular electromagnet which can jointly form a permanent magnet column accommodating space; the permanent magnet punching operation part comprises a permanent magnet column arranged in a permanent magnet column accommodating space, and a punching mechanism is arranged on the permanent magnet column. This drip irrigation pipe strap perforating device can realize the up-and-down motion of permanent magnetism post through the magnetic field direction that changes electromagnetism location portion, cup joints the drip irrigation pipe strap on permanent magnetism post back can realize punching to the drip irrigation pipe strap outside from the inside of drip irrigation pipe strap to the drip irrigation pipe strap through the mechanism of punching of permanent magnetism post, not only can shorten the debugging cycle, realize the firm shaping of apopore under the extravagant prerequisite of reduction, can realize reducing the phenomenon that the apopore blockked up in the drip irrigation pipe strap use moreover.)

一种滴灌管带打孔装置

技术领域

本发明涉及一种管带打孔装置，具体是一种适用于滴灌管带的打孔装置，属于滴灌设备装备技术领域。

背景技术

滴灌是一种精密的灌溉方法，利用低压管道系统将水直接输送到田间，再经过安装在滴灌管带滴灌毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器，将水一滴一滴地均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中，使作物根系最发达区的土壤经常保持适宜的湿度，使土壤的水、肥、气、热、微生物活动，始终处于良好状况，为作物高产稳产创造有利条件。滴灌是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95％。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上，可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚的灌溉。

滴灌管带是滴灌系统中的主要装备之一，滴灌管带可绕垅弯曲铺设，操作方便。滴灌管带中的滴灌毛管通常采用高压聚氯乙烯材质，且管径尺寸通常为4～20mm、壁厚尺寸通常为0.1～0.6mm，是典型的薄壁塑料软管结构，且需要在滴灌毛管上沿其长度方向均布间距打出用于水流出的出水孔，而出水孔的孔径通常为0.6～1.2mm。现有的滴灌管带加工设备通常是采用一体成型技术，即注塑、打孔一次成型，经注塑成型的滴灌管带在牵引带轮的带动下经过打孔装置进行打孔时通常是呈被压扁的层叠管壁状态，而打孔装置通常采用直接自滴灌管带外部向滴灌管带内部打孔的方式，且打孔装置需调整好打孔的孔深行程以保证只打穿层叠管壁的上层管壁。

这种传统的滴灌管带打孔装置存在以下缺陷：

1.自滴灌管带外部向滴灌管带内部打孔的方式因其穿孔方向是自外向内，因此会造成出水孔位于管壁外部的外口较光滑、而打孔过程中产生的翘边毛刺则位于管壁的内部，由于滴灌管带的出水孔的孔径较小，因此这种结构会使得滴灌管带在布管使用时，细小的砂粒容易经出水孔的外口进入并卡在翘边毛刺位置，进而造成出水孔的堵塞；

2.由于打孔操作时只需打穿层叠管壁的上层管壁，而滴灌管带的壁厚尺寸较小，因此打孔装置调整打孔的孔深行程较困难，通常需要反复进行微调、需要多次进行打孔测试，不仅调试周期长、而且会造成滴灌管带的浪费；

3.虽然打孔装置在打孔操作前调整好打孔的孔深行程，但由于滴灌管带在注塑生产过程中的壁厚均匀性问题以及层叠管壁状态的滴灌管带在打孔过程中的自身弹性形变问题，仍然会存在未打穿管壁形成盲孔的现象，进而会使得滴灌管带在滴灌使用时出水孔无法滴出水的情况。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种滴灌管带打孔装置，能够在缩短调试周期、减少浪费的前提下实现出水孔的稳固成型，且可以实现在滴灌管带使用过程中减少出水孔堵塞的现象。

为实现上述目的，本滴灌管带打孔装置包括电磁定位部分、永磁打孔作业部分和电控部分；

所述的电磁定位部分包括均缠绕有导电绕组线圈的上电磁体、下电磁体、左电磁体、右电磁体、前环形电磁体和后环形电磁体；上电磁体、下电磁体、左电磁体和右电磁体均是沿前后方向设置的长条形结构，上电磁体和下电磁体上下平行对置设置、左电磁体和右电磁体左右平行对置设置，上电磁体、下电磁体、左电磁体和右电磁体共同围成永磁柱容纳空间；同轴设置的前环形电磁体和后环形电磁体前后对称设置在永磁柱容纳空间的前后两端、且前环形电磁体和后环形电磁体的中轴线与永磁柱容纳空间的几何中心线共线设置；

所述的永磁打孔作业部分包括设置在永磁柱容纳空间内的长条形结构的永磁柱，永磁柱上设有与上电磁体和下电磁体配合的工作平面，工作平面包括上下平行对称设置的上工作平面和下工作平面，同一侧的工作平面上设有打孔机构和伸缩护板卡位凹槽，打孔机构包括打孔针和伸缩护板，伸缩护板间隙配合卡接在伸缩护板卡位凹槽内、且伸缩护板的厚度尺寸不大于伸缩护板卡位凹槽的深度尺寸，伸缩护板卡位凹槽内设有打孔针安装盲孔和伸缩护板伸缩控制盲孔，打孔针固定安装在打孔针安装盲孔内、且打孔针的针尖伸出至工作平面外部，伸缩护板伸缩控制盲孔的孔底部固定安装有可上下伸缩的弹性伸缩部件，伸缩护板上对应打孔针的位置设有可允许打孔针穿出的通孔，伸缩护板通过与其固定连接的连接杆与弹性伸缩部件安装连接、且打孔针的针尖处于位于伸缩护板的通孔内的状态，连接杆与伸缩护板伸缩控制盲孔滑移配合设置；正对永磁柱的打孔机构安装位置的上电磁体或下电磁体上设有导磁材料覆层，且导磁材料覆层上对应打孔针的位置设有与打孔针的打孔深度配合的凹孔；

所述的电控部分包括控制器、电磁场控制回路和打孔控制回路，控制器分别与上电磁体、下电磁体、左电磁体、右电磁体、前环形电磁体和后环形电磁体的导电绕组线圈电连接。

作为本发明的进一步改进方案，伸缩护板伸缩控制盲孔相对于打孔针安装盲孔前后对称设置为两个，弹性伸缩部件和连接杆均分别配套设置为两套。

作为本发明的进一步改进方案，打孔针安装盲孔和伸缩护板伸缩控制盲孔是同轴设置的同一盲孔结构，伸缩护板卡位凹槽和伸缩护板均为同心设置的圆形结构，连接杆是中空套结构，打孔针自连接杆的中空内腔穿出。

作为本发明的进一步改进方案，永磁柱的打孔机构和伸缩护板卡位凹槽设置在工作平面的下工作平面上。

作为本发明的进一步改进方案，永磁柱的外形轮廓进行倒圆角处理；至少永磁柱的后端设置成球面或锥形导向结构；伸缩护板的外形轮廓进行倒圆角处理。

作为本发明的进一步改进方案，永磁柱沿前后方向的长度尺寸大于上电磁体或下电磁体的长度尺寸、且球面或锥形导向结构的外形尺寸不小于永磁柱纵截面的外形尺寸，对应打孔机构安装位置的球面或锥形导向结构的上端或下端位置设有斜面导向结构，对应打孔机构安装位置的上电磁体或下电磁体上设有与球面或锥形导向结构的斜面导向结构斜度配合的斜面结构。

作为本发明的进一步改进方案，打孔针通过深度调节机构Ⅰ固定安装在打孔针安装盲孔内；连接杆通过深度调节机构Ⅱ与弹性伸缩部件安装连接。

作为本发明的一种实施方式，深度调节机构Ⅰ是配合设置在打孔针安装盲孔与打孔针之间的螺纹连接结构。

作为本发明的另一种实施方式，深度调节机构Ⅱ是配合设置在连接杆与伸缩护板伸缩控制盲孔之间的螺纹连接结构，深度调节机构Ⅱ是包括滑移导向套，滑移导向套的内孔与连接杆螺纹配合连接，滑移导向套的顶端与弹性伸缩部件的底端固定连接。

作为本发明的进一步改进方案，伸缩护板、弹性伸缩部件、连接杆均采用非导磁材料材质。

与现有技术相比，本滴灌管带打孔装置由于设有包括上电磁体、下电磁体、左电磁体、右电磁体、前环形电磁体、后环形电磁体的电磁定位部分以及包括永磁柱的永磁打孔作业部分，上电磁体、下电磁体、左电磁体和右电磁体共同围成永磁柱容纳空间，包括机械结构的打孔机构的永磁柱设置在永磁柱容纳空间内，因此通过控制电磁定位部分的磁场方向可以实现永磁柱准确悬浮定位在永磁柱容纳空间内，将滴灌管带套接在永磁柱上后，通过改变电磁定位部分的磁场方向可以实现永磁柱的上下运动，从而可以通过永磁柱的打孔机构实现自滴灌管带的内部向滴灌管带的外部对滴灌管带进行打孔，不仅能够在缩短调试周期、减少浪费的前提下实现出水孔的稳固成型，而且可以实现打孔过程中产生的翘边毛刺位于管壁的外部，进而在滴灌管带使用过程中减少出水孔堵塞的现象。

附图说明

图1是本发明的自后向前方向视角的结构示意图；

图2是本发明拆除左电磁体和右电磁体后图1的右视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的P向局部放大视图；

图5是本发明的打孔针安装盲孔和伸缩护板伸缩控制盲孔是同轴设置的同一盲孔结构时打孔机构的结构示意图。

图中：1、上电磁体，2、下电磁体，3、左电磁体，4、右电磁体，5、前环形电磁体，6、后环形电磁体，7、永磁柱，71、工作平面，72、伸缩护板卡位凹槽，73、打孔针，74、伸缩护板，75、打孔针安装盲孔，76、伸缩护板伸缩控制盲孔，77、弹性伸缩部件，78、连接杆，8、导磁材料覆层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以滴灌管带输送的方向为前后方向进行描述)。

本滴灌管带打孔装置包括电磁定位部分、永磁打孔作业部分和电控部分。

如图1、图2所示，所述的电磁定位部分包括均缠绕有导电绕组线圈的上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3、右电磁体4、前环形电磁体5和后环形电磁体6；上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3和右电磁体4均是沿前后方向长度相同设置的长条形结构，上电磁体1和下电磁体2上下平行对置设置、左电磁体3和右电磁体4左右平行对置设置，上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3和右电磁体4共同围成永磁柱容纳空间；同轴设置的前环形电磁体5和后环形电磁体6前后对称设置在永磁柱容纳空间的前后两端、且前环形电磁体5和后环形电磁体6的中轴线与永磁柱容纳空间的几何中心线共线设置。

所述的永磁打孔作业部分包括设置在永磁柱容纳空间内的长条形结构的永磁柱7，永磁柱7上设有与上电磁体1和下电磁体2配合的工作平面71，如图3所示，工作平面71包括上下平行对称设置的上工作平面和下工作平面，同一侧的工作平面71上设有打孔机构和伸缩护板卡位凹槽72，如图4所示，打孔机构包括打孔针73和伸缩护板74，伸缩护板74间隙配合卡接在伸缩护板卡位凹槽72内、且伸缩护板74的厚度尺寸不大于伸缩护板卡位凹槽72的深度尺寸，伸缩护板卡位凹槽72内设有打孔针安装盲孔75和伸缩护板伸缩控制盲孔76，打孔针73固定安装在打孔针安装盲孔75内、且打孔针73的针尖伸出至工作平面71外部，伸缩护板伸缩控制盲孔76的孔底部固定安装有可上下伸缩的弹性伸缩部件77，伸缩护板74上对应打孔针73的位置设有可允许打孔针73穿出的通孔，伸缩护板74通过与其固定连接的连接杆78与弹性伸缩部件77安装连接、且打孔针73的针尖处于位于伸缩护板74的通孔内的状态，连接杆78与伸缩护板伸缩控制盲孔76滑移配合设置；如图2所示，正对永磁柱7的打孔机构安装位置的上电磁体1或下电磁体2上设有导磁材料覆层8，且导磁材料覆层8上对应打孔针73的位置设有与打孔针73的打孔深度配合的凹孔。

所述的电控部分包括控制器、电磁场控制回路和打孔控制回路，控制器分别与上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3、右电磁体4、前环形电磁体5和后环形电磁体6的导电绕组线圈电连接。

本滴灌管带打孔装置可以单独对成卷的滴灌管带成品进行打孔操作，也可以安装在滴灌管带一体成型机上对滴灌管带进行打孔操作，以下以将本滴灌管带打孔装置安装在滴灌管带一体成型机上为例来描述本滴灌管带打孔装置的工作原理：本滴灌管带打孔装置的控制器与滴灌管带一体成型机的中央控制器电连接，滴灌管带一体成型机位于本滴灌管带打孔装置前方的位置设有步进牵引缠带装置，将永磁柱7对应导磁材料覆层8的位置放置在永磁柱容纳空间内后，先控制本滴灌管带打孔装置的控制器使上电磁体1和下电磁体2的导电绕组线圈同时通电，且保证上电磁体1产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7的上工作平面的磁场方向相同、下电磁体2产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7的下工作平面的磁场方向相同，永磁柱7即悬浮于上电磁体1和下电磁体2之间，将前道注塑成型单元输出的成型滴灌管带的管端穿入后环形电磁体6的中心孔后套接在永磁柱7上，将滴灌管带的管端自前环形电磁体5的中心孔穿出后，将滴灌管带的管端安装在步进牵引缠带装置上，然后控制本滴灌管带打孔装置的控制器使左电磁体3、右电磁体4、前环形电磁体5和后环形电磁体6的导电绕组线圈同时通电，且保证左电磁体3产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7左侧面的磁场方向相同、右电磁体4产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7右侧面的磁场方向相同、前环形电磁体5产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7前端面的磁场方向相同、后环形电磁体6产生的电磁场的磁场方向与永磁柱7后端面的磁场方向相同，永磁柱7即准确悬浮定位在永磁柱容纳空间内，即可进行打孔操作；中央控制器控制步进牵引缠带装置动作带动滴灌管带前移至设定距离，然后中央控制器控制本滴灌管带打孔装置的控制器启动打孔控制回路，控制器控制正对永磁柱7的打孔机构安装位置的上电磁体1或下电磁体2的导电绕组线圈进行反向通电，此时上电磁体1或下电磁体2产生的电磁场的磁场方向与打孔机构所在的工作平面71的磁场方向相反设置，永磁柱7即在电磁场的斥力及吸附力作用下快速向上电磁体1或下电磁体2移动、并隔着滴灌管带的管壁吸附贴合在上电磁体1或下电磁体2上，永磁柱7隔着滴灌管带的管壁贴合在上电磁体1或下电磁体2上的过程中，伸缩护板74被挤压并克服弹性伸缩部件77的弹力卡入伸缩护板卡位凹槽72内，打孔针73的针尖即自伸缩护板74的通孔内露出、并刺穿滴灌管带的管壁进入导磁材料覆层8的凹孔，即完成打孔；然后控制器控制正对永磁柱7的打孔机构安装位置的上电磁体1或下电磁体2的导电绕组线圈进行正向通电，此时上电磁体1或下电磁体2产生的电磁场的磁场方向与打孔机构所在的工作平面71的磁场方向相同设置，永磁柱7即在电磁场的斥力作用下快速离开上电磁体1或下电磁体2进行复位动作，永磁柱7复位过程中，伸缩护板74在弹性伸缩部件77的复位弹力作用下自伸缩护板卡位凹槽72内伸出复位，伸缩护板74即将滴灌管带的管壁推离打孔针73的针尖，即完成拔针动作、完成一个打孔工作流程，中央控制器根据本滴灌管带打孔装置的控制器的反馈控制步进牵引缠带装置进行步进动作、带动滴灌管带向前步进设定距离，继续进行打孔即可。上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3、右电磁体4、前环形电磁体5和后环形电磁体6的设置，可以保证永磁柱7的准确悬浮定位，从而可以保证滴灌管带在打孔过程中的准确定位。

为了增加伸缩护板74伸缩移动的稳定性，作为本发明的进一步改进方案，如图4所示，伸缩护板伸缩控制盲孔76相对于打孔针安装盲孔75前后对称设置为两个，弹性伸缩部件77和连接杆78均分别配套设置为两套。

为了便于加工制作，作为本发明的进一步改进方案，如图5所示，打孔针安装盲孔75和伸缩护板伸缩控制盲孔76是同轴设置的同一盲孔结构，伸缩护板卡位凹槽72和伸缩护板74均为同心设置的圆形结构，连接杆78是中空套结构，打孔针73自连接杆78的中空内腔穿出。

为了能够实现加大打孔力度、保证打孔的有效性，作为本发明的进一步改进方案，永磁柱7的打孔机构和伸缩护板卡位凹槽72设置在工作平面71的下工作平面上。如此设置，可以在打孔过程中充分利用永磁柱7的自身重力，实现加大打孔力度、保证打孔的有效性。

为了在滴灌管带输送过程中防止永磁柱7对滴灌管带的内腔造成剐蹭破坏，作为本发明的进一步改进方案，永磁柱7的外形轮廓进行倒圆角处理；如图2所示，至少永磁柱7的后端设置成球面或锥形导向结构；伸缩护板74的外形轮廓进行倒圆角处理。

为了实现更好的定位导向吸附打孔效果，作为本发明的进一步改进方案，如图2所示，永磁柱7沿前后方向的长度尺寸大于上电磁体1或下电磁体2的长度尺寸、且球面或锥形导向结构的外形尺寸不小于永磁柱7纵截面的外形尺寸，对应打孔机构安装位置的球面或锥形导向结构的上端或下端位置设有斜面导向结构，对应打孔机构安装位置的上电磁体1或下电磁体2上设有与球面或锥形导向结构的斜面导向结构斜度配合的斜面结构。如此设置，可以在吸附贴合打孔过程中对永磁柱7进行准确定位导向，从而可以保证打孔位置的准确性。

为了使本滴灌管带打孔装置可以适用于不同内径尺寸的滴灌管带的打孔，作为本发明的进一步改进方案，打孔针73通过深度调节机构Ⅰ固定安装在打孔针安装盲孔75内，深度调节机构Ⅰ可以是配合设置在打孔针安装盲孔75与打孔针73之间的螺纹连接结构、也可以是根据不同的打孔针73的伸出长度位置沿打孔针安装盲孔75的深度方向设置在打孔针安装盲孔75内的多个定位卡槽和定位卡簧结构等其他深度调节结构；连接杆78通过深度调节机构Ⅱ与弹性伸缩部件77安装连接，深度调节机构Ⅱ可以是配合设置在连接杆78与伸缩护板伸缩控制盲孔76之间的螺纹连接结构、也可以是配合设置在连接杆78与伸缩护板伸缩控制盲孔76之间的定位孔与定位销结构等其他深度调节结构。通过调节深度调节机构Ⅰ和深度调节机构Ⅱ可以实现调节打孔针73的伸出长度、且保证打孔针73的针尖处于位于伸缩护板74的通孔内的状态。

为了防止磁场干扰，作为本发明的进一步改进方案，伸缩护板74、弹性伸缩部件77、连接杆78均采用如铜、铝、橡胶等非导磁材料材质。

本滴灌管带打孔装置由于设有包括上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3、右电磁体4、前环形电磁体5、后环形电磁体6的电磁定位部分以及包括永磁柱7的永磁打孔作业部分，上电磁体1、下电磁体2、左电磁体3和右电磁体4共同围成永磁柱容纳空间，包括机械结构的打孔机构的永磁柱7设置在永磁柱容纳空间内，因此通过控制电磁定位部分的磁场方向可以实现永磁柱7准确悬浮定位在永磁柱容纳空间内，将滴灌管带套接在永磁柱7上后，通过改变电磁定位部分的磁场方向可以实现永磁柱7的上下运动，从而可以通过永磁柱7的打孔机构实现自滴灌管带的内部向滴灌管带的外部对滴灌管带进行打孔，不仅能够在缩短调试周期、减少浪费的前提下实现出水孔的稳固成型，而且可以实现打孔过程中产生的翘边毛刺位于管壁的外部，进而在滴灌管带使用过程中减少出水孔堵塞的现象。