本發(fā)明涉及林木移栽，特別是涉及一種造林裝備及其自適應(yīng)地形識(shí)別越障方法。

背景技術(shù)：

1、在丘陵山地的園林景觀用林木移栽作業(yè)中，由于現(xiàn)有的裝備只能完成單一的作業(yè)，如掘土、起吊均各自需要一種專業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，使作業(yè)成本較高；另外，現(xiàn)有的林木移栽作業(yè)裝備通常采用柴油機(jī)或汽油機(jī)作驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式底盤，使作業(yè)裝備體型大，重量重，尤其是在種植密度較高的林區(qū)，存在轉(zhuǎn)動(dòng)困難、進(jìn)出林區(qū)極易造成林木損壞，作業(yè)效率太低的缺陷；并且，現(xiàn)有的林地作業(yè)裝備基本都是人為手動(dòng)進(jìn)行作業(yè)操控，當(dāng)行進(jìn)在復(fù)雜危險(xiǎn)的林地中，裝備中的越障裝置不能根據(jù)地形坡度與溝壑跨度特征進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，適應(yīng)性差，當(dāng)遇到坡度多變的地形時(shí)，需要不斷地手動(dòng)調(diào)整作業(yè)頭的角度，操作極其不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種造林裝備及其自適應(yīng)地形識(shí)別越障方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠自動(dòng)識(shí)別地形坡度與溝壑跨度等信息特征，保證行走通暢以及崎嶇路段的作業(yè)穩(wěn)定性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種造林裝備，包括液壓底盤，以及與所述液壓底盤連接的挖樹機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、起重機(jī)構(gòu)、起吊機(jī)構(gòu)、液壓底盤和車斗，所述液壓底盤能夠移動(dòng)且具有越障機(jī)構(gòu)，所述挖樹機(jī)構(gòu)能夠在所述液壓底盤的控制下對(duì)待移栽樹木斷根并帶土拔出，所述起吊機(jī)構(gòu)能夠在所述液壓底盤的控制下將拔出的待移栽樹木移入所述車斗內(nèi)，所述控制機(jī)構(gòu)能夠檢測(cè)路況信息并控制所述液壓底盤輸出不同的動(dòng)作進(jìn)而實(shí)現(xiàn)越障，所述起重機(jī)構(gòu)能夠在所述液壓底盤的控制下翻轉(zhuǎn)至壓緊地面以支撐，或翻轉(zhuǎn)至脫離地面。

4、優(yōu)選的，所述挖樹機(jī)構(gòu)包括控制臂組件和挖樹組件，所述控制臂組件包括安裝座、大臂抬升油缸、挖樹支撐大臂、挖鏟翻轉(zhuǎn)油缸和前安裝板，所述安裝座安裝于所述液壓底盤上端，所述挖樹支撐大臂的第一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述安裝座上端，所述挖樹支撐大臂的第二端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述前安裝板的下端，所述挖樹機(jī)構(gòu)安裝于所述前安裝板上，所述大臂抬升油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述安裝座的下端，所述大臂抬升油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述挖樹支撐大臂中部的下端，并能夠帶動(dòng)所述挖樹支撐大臂的第二端繞所述安裝座轉(zhuǎn)動(dòng)升降，所述挖鏟翻轉(zhuǎn)油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述挖樹支撐大臂中部的上端，所述挖鏟翻轉(zhuǎn)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述前安裝板的上端，并能夠調(diào)整所述前安裝板與水平地面的角度，以帶動(dòng)所述挖樹機(jī)構(gòu)深入至土地內(nèi)。

5、優(yōu)選的，所述挖樹組件包括側(cè)橫梁板、側(cè)挖鏟升降油缸、側(cè)挖鏟抱夾驅(qū)動(dòng)油缸、前挖鏟橫梁板、前挖鏟升降油缸和挖鏟，所述前挖鏟橫梁板的一側(cè)固定于所述前安裝板在遠(yuǎn)離所述挖樹支撐大臂的一側(cè)，所述前挖鏟橫梁板兩端均向遠(yuǎn)離所述前安裝板的方向延伸且各轉(zhuǎn)動(dòng)連接一所述側(cè)橫梁板的第一端，所述側(cè)橫梁板的第二端向相互靠近且遠(yuǎn)離所述前安裝板的方向延伸，所述前挖鏟升降油缸安裝于所述前挖鏟橫梁板的中部，且所述前挖鏟升降油缸的輸出端連接一所述挖鏟，兩個(gè)所述側(cè)挖鏟升降油缸分別安裝于兩個(gè)所述側(cè)橫梁板上相對(duì)的一側(cè)，且各所述側(cè)挖鏟升降油缸輸出端分別連接一所述挖鏟，所述前挖鏟橫梁板的兩端與各所述側(cè)橫梁板的連接處分別安裝有一個(gè)所述側(cè)挖鏟抱夾驅(qū)動(dòng)油缸，所述側(cè)挖鏟抱夾驅(qū)動(dòng)油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述前挖鏟橫梁板端部的外側(cè)，所述側(cè)挖鏟抱夾驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述側(cè)橫梁板的外側(cè)，并能夠帶動(dòng)兩個(gè)所述側(cè)橫梁板向相互靠近或遠(yuǎn)離的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

6、優(yōu)選的，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制箱和兩組相機(jī)，兩組所述相機(jī)分別靠近所述液壓底盤的前端和后端安裝，所述控制箱安裝于所述液壓底盤上端并靠近所述液壓底盤的前端設(shè)置，通過所述控制箱內(nèi)的控制系統(tǒng)控制所述控制箱內(nèi)的電磁閥的通斷時(shí)間，控制所述液壓底盤實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作。

7、優(yōu)選的，所述起重機(jī)構(gòu)包括底部支架、翻轉(zhuǎn)臂、支撐板和翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸，所述底部支架安裝于所述液壓底盤的上端，所述底部支架的兩端分別靠近所述液壓底盤的兩側(cè)設(shè)置，兩個(gè)所述翻轉(zhuǎn)臂的第一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底部支架的兩端，所述翻轉(zhuǎn)臂、所述支撐板和所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸均一一對(duì)應(yīng)，且所述翻轉(zhuǎn)臂的第二端與所述支撐板一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，兩個(gè)所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的固定端分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底部支架的兩端，所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述支撐板的一側(cè)，并能夠帶動(dòng)所述翻轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)至使所述支撐板接觸壓緊或不接觸地面，所述支撐板在遠(yuǎn)離所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)油缸輸出端和所述翻轉(zhuǎn)臂第二端的一側(cè)用于接觸地面。

8、優(yōu)選的，所述起吊機(jī)構(gòu)包括底板、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊鉤組件、起吊支撐大臂、吊鉤收放驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、大臂驅(qū)動(dòng)油缸、中吊臂驅(qū)動(dòng)油缸、中吊臂、小吊臂驅(qū)動(dòng)油缸和小吊臂，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)齒回轉(zhuǎn)支撐軸承、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、安裝板、傳動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪，所述底板安裝于所述液壓底盤上端，所述內(nèi)齒回轉(zhuǎn)支撐軸承的外圈固定于所述底板上端的安裝孔內(nèi)，所述內(nèi)齒回轉(zhuǎn)支撐軸承的內(nèi)圈連接所述安裝板的下端，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)安裝于所述安裝板上，且所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的輸出端穿過所述安裝板并與所述主動(dòng)齒輪同軸連接，所述主動(dòng)齒輪的外周與所述傳動(dòng)齒輪的外周嚙合，所述內(nèi)齒回轉(zhuǎn)支撐軸承位于所述主動(dòng)齒輪和所述傳動(dòng)齒輪的外周且所述內(nèi)齒回轉(zhuǎn)支撐軸承的內(nèi)圈與所述傳動(dòng)齒輪嚙合；所述起吊支撐大臂的第一段的下端安裝于所述安裝板的上端，所述起吊支撐大臂的第一段的上端與所述起吊支撐大臂的第二段的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述起吊支撐大臂的第二段的另一端與所述中吊臂的第一端滑動(dòng)連接，且所述中吊臂的第一端能夠收納于所述起吊支撐大臂的上端，所述中吊臂的第二端與所述小吊臂的第一端滑動(dòng)連接，且所述小吊臂的第一端能夠收納于所述中吊臂的第二端內(nèi)，所述小吊臂的第二端與所述吊鉤組件連接，所述吊鉤收放驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)安裝于所述起吊支撐大臂上，且連接所述吊鉤組件的吊繩通過所述吊鉤收放驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)收放，所述大臂驅(qū)動(dòng)油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述安裝板上端，所述大臂驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于所述起吊支撐大臂的第二段的一端，并能夠帶動(dòng)所述起吊支撐大臂的第二段轉(zhuǎn)動(dòng)升降，所述中吊臂驅(qū)動(dòng)油缸的固定端安裝于所述起吊支撐大臂的上端外壁，所述中吊臂驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端安裝于所述中吊臂的第二端外壁，所述小吊臂驅(qū)動(dòng)油缸的固定端安裝于所述中吊臂的中部外壁，且所述小吊臂驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端安裝于所述小吊臂的第二端。

9、優(yōu)選的，所述液壓底盤包括行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、后越障機(jī)構(gòu)、后越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸、底盤機(jī)架、機(jī)架抬升驅(qū)動(dòng)油缸、前越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸、前越障機(jī)構(gòu)和行走履帶，兩個(gè)所述行走履帶分別安裝于所述底盤機(jī)架的兩側(cè)，兩個(gè)所述行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)分別安裝于所述底盤機(jī)架的兩側(cè)，且所述行走履帶和所述行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)一一對(duì)應(yīng)，所述行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)用于驅(qū)動(dòng)所述行走履帶轉(zhuǎn)動(dòng)；所述機(jī)架抬升驅(qū)動(dòng)油缸的固定端和所述機(jī)架抬升驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端均轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底盤機(jī)架上；所述前越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底盤機(jī)架上，所述前越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述前越障機(jī)構(gòu)上，且所述前越障機(jī)構(gòu)的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底盤機(jī)架前端；所述后越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底盤機(jī)架上，所述后越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述后越障機(jī)構(gòu)上，且所述后越障機(jī)構(gòu)的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述底盤機(jī)架后端。

10、優(yōu)選的，還包括液壓平衡裝置，所述液壓平衡裝置安裝于所述液壓底盤上方且位于所述挖樹機(jī)構(gòu)、所述起重機(jī)構(gòu)、所述起吊機(jī)構(gòu)和所述車斗下方，所述液壓平衡裝置能夠使所述挖樹組件、所述車斗、所述起重機(jī)構(gòu)和所述起吊機(jī)構(gòu)始終保持水平狀態(tài)。

11、優(yōu)選的，還包括液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)包括動(dòng)力源、液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊和液壓油缸驅(qū)動(dòng)模塊，所述動(dòng)力源包括液壓油箱、液壓泵、安全閥和發(fā)動(dòng)機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出端與所述液壓泵連接，并能夠帶動(dòng)所述液壓泵抽取所述液壓油箱內(nèi)的液壓油，以為所述液壓油缸驅(qū)動(dòng)模塊和所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊提供驅(qū)動(dòng)力；所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊包括結(jié)構(gòu)相同的四個(gè)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件，四個(gè)所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件分別為左履帶液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件、右履帶液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件、吊臂旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件和吊繩收放馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件，所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)元件包括馬達(dá)三位四通電磁閥和液壓馬達(dá)，通過所述動(dòng)力源將液壓油供應(yīng)到所述液壓馬達(dá)內(nèi)，且利用所述馬達(dá)三位四通電磁閥控制液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向與啟停；所述液壓油缸驅(qū)動(dòng)模塊包括挖樹機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件、起重機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件、起吊機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件和液壓底盤油缸驅(qū)動(dòng)元件，所述挖樹機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件包括左挖鏟油缸驅(qū)動(dòng)部、右挖鏟油缸驅(qū)動(dòng)部、前挖鏟油缸驅(qū)動(dòng)部、左挖鏟大臂油缸驅(qū)動(dòng)部、左挖鏟翻轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)部、右挖鏟大臂油缸驅(qū)動(dòng)部和右挖鏟翻轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)部；所述起重機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件包括左起重臂油缸驅(qū)動(dòng)部和右起重臂油缸驅(qū)動(dòng)部；所述起吊機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)元件包括起吊大臂油缸驅(qū)動(dòng)部、起吊中臂油缸驅(qū)動(dòng)部和起吊小臂油缸驅(qū)動(dòng)部；所述液壓底盤油缸驅(qū)動(dòng)元件包括前越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部、后越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部和底盤機(jī)架油缸驅(qū)動(dòng)部，所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)模塊中的各個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)部的結(jié)構(gòu)均相同，且均包括油缸三位四通電磁閥、第一液控單向閥、第二液控單向閥和液壓油缸，所述第一液控單向閥和所述第二液控單向閥組合連接形成液壓平衡閥，所述液壓平衡閥能夠使液壓回路內(nèi)供給到所述液壓油缸中的液壓油流量穩(wěn)定。

12、本發(fā)明還提供一種基于上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述的造林裝備的自適應(yīng)地形識(shí)別越障方法，包括以下步驟：

13、s1.在造林裝備前行到溝壑地形前，利用相機(jī)進(jìn)行地形識(shí)別，利用傳感器確認(rèn)路面溝壑大小，通過視覺與圖像處理技術(shù)，將前方溝壑的特征信息傳給控制箱內(nèi)的控制模塊；

14、s2.根據(jù)s1中識(shí)別到的溝壑大小信息，利用控制箱內(nèi)的控制模塊首先控制前越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部?jī)?nèi)的油缸三位四通電磁閥動(dòng)作，使得前越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸伸出到位，從而驅(qū)動(dòng)前越障機(jī)構(gòu)抬升到位，使前越障機(jī)構(gòu)在液壓底盤前行的過程中，與溝壑之后的平整路面接觸；

15、s3.通過行走驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行走履帶前行，使液壓底盤前端離開平整路面，進(jìn)入溝壑地段，此時(shí)通過控制系統(tǒng)控制底盤機(jī)架油缸驅(qū)動(dòng)部的油缸三位四通電磁閥動(dòng)作，使機(jī)架抬升驅(qū)動(dòng)油缸縮回，并帶動(dòng)底盤機(jī)架前端抬起，然后控制液壓底盤繼續(xù)前行，使行走履帶前端進(jìn)入溝壑之后的平整地面；

16、s4.當(dāng)液壓底盤繼續(xù)前行跨越溝壑，通過控制系統(tǒng)控制后越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部的油缸三位四通電磁閥動(dòng)作，使后越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸伸出，帶動(dòng)后越障機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)頂起，并使得液壓底盤后部抬升；然后繼續(xù)控制液壓底盤前行，使行走履帶完全越過溝壑；

17、s5.當(dāng)液壓底盤完全跨越溝壑后，通過控制系統(tǒng)控制前越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部、后越障機(jī)構(gòu)油缸驅(qū)動(dòng)部與底盤機(jī)架油缸驅(qū)動(dòng)部的油缸三位四通電磁閥動(dòng)作，使前越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸、后越障機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油缸與機(jī)架抬升驅(qū)動(dòng)油缸復(fù)位，帶動(dòng)前越障機(jī)構(gòu)、后越障機(jī)構(gòu)與底盤機(jī)架復(fù)位，完成一次溝壑自動(dòng)跨越功能。

18、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

19、1.本發(fā)明提供的造林裝備及其自適應(yīng)地形識(shí)別越障方法，采用純液壓系統(tǒng)作為造林裝備的液壓底盤驅(qū)動(dòng)與造林作業(yè)(如起挖、吊裝、輔助支撐等)的動(dòng)力源，使其整體結(jié)構(gòu)更加緊湊、驅(qū)動(dòng)操作更加靈活，進(jìn)而適合在種植密度較高的林區(qū)完成作業(yè)；

20、2.本發(fā)明提供的造林裝備及其自適應(yīng)地形識(shí)別越障方法，利用視覺識(shí)別與圖像處理技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別林地的地形坡度與溝壑跨度等信息特征，將特征信息傳給控制模塊，控制模塊控制液壓底盤中相應(yīng)的越障液壓油缸實(shí)現(xiàn)合適的伸縮量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)液壓底盤完成溝壑路段的自適應(yīng)越障功能，保證行走通暢與崎嶇路段的作業(yè)穩(wěn)定性，以及造林裝備越障操作的便捷性。