多樹(shù)種混交聯(lián)排植樹(shù)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)林機(jī)械領(lǐng)域，具體地，設(shè)計(jì)了一種規(guī)?；卫砩衬亩鄻?shù)種混交聯(lián)排植樹(shù)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)以來(lái)隨著世界人口數(shù)量急劇增長(zhǎng)，以及人類各種不合理的墾荒活動(dòng)，造成了日益嚴(yán)重的全球荒漠化，以中國(guó)為例，在960萬(wàn)平方公里的國(guó)土面積中，荒漠化面積占到了 27.4%，并且據(jù)統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)70年代以來(lái)土地沙化面積擴(kuò)大速度，達(dá)到每年2460平方公里。同時(shí)，荒漠化造成了嚴(yán)重的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題，包括可耕地減少、沙塵暴活動(dòng)頻繁、土地整體涵養(yǎng)水源能力下降導(dǎo)致的年降水量逐年減少等等，嚴(yán)重惡化了人類的生存環(huán)境。
[0003]栽樹(shù)種草是有效遏制荒漠化加劇形勢(shì)，高效治理全球荒漠化的根本出路。但從世界范圍來(lái)看，此項(xiàng)工作開(kāi)展的最大難題不是沒(méi)有樹(shù)苗，或沒(méi)有決心、資金，而是沒(méi)有一種能夠保證園藝要求的，可以高效、規(guī)?；?，乃至自動(dòng)化的植樹(shù)作業(yè)機(jī)械。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外僅在科技競(jìng)賽領(lǐng)域有研發(fā)植樹(shù)機(jī)器人的嘗試，但據(jù)了解僅限于單株樹(shù)苗的種植，不僅單株栽植成本高，效率低下，并且完全沒(méi)有充分考慮栽植樹(shù)苗各個(gè)環(huán)節(jié)的園藝要求，比如栽苗后的土壤踏實(shí)環(huán)節(jié)。同時(shí)此類嘗試也沒(méi)有考慮到工廠式、規(guī)?；淖鳂I(yè)方式，不能適應(yīng)治理廣闊荒漠的時(shí)間緊迫性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)結(jié)合關(guān)鍵的兩種種植模式，充分考慮每種種植模式的園藝要求,理順各種植模式,設(shè)計(jì)一種仿流水線作業(yè),支持多樹(shù)種混交種植模式的自動(dòng)化植樹(shù)機(jī)器人，同時(shí)本發(fā)明的機(jī)器人將能夠適應(yīng)荒漠地區(qū)的大風(fēng)天氣，并能充分利用此類地區(qū)常年強(qiáng)光照的有利太陽(yáng)能資源，開(kāi)展無(wú)人操作、快速高效、環(huán)?？沙掷m(xù)、大規(guī)模的植樹(shù)造林作業(yè)。
[0006]本發(fā)明所支持的兩種種植模式分別是普通挖坑植樹(shù)，以及適用于插捍式造林的高壓沖孔植樹(shù)。對(duì)于普通挖坑式植樹(shù)，本發(fā)明特別設(shè)計(jì)了挖坑定向送土、取苗植苗、快速覆土、澆水以及高頻振動(dòng)式土壤踏實(shí)的整套作業(yè)機(jī)構(gòu)。對(duì)于插捍式造林，結(jié)合最新的農(nóng)藝栽植技術(shù)發(fā)展，設(shè)計(jì)了高壓水槍下探?jīng)_孔、澆水，定向放苗輔助，以及自動(dòng)化放苗的作業(yè)機(jī)構(gòu)。
[0007]為防范荒漠化地區(qū)的常年大風(fēng)氣候可能對(duì)作業(yè)過(guò)程中的影響，包括對(duì)作業(yè)機(jī)械使用壽命的可能損害，并更好地利用該類地區(qū)強(qiáng)光照資源，特別設(shè)計(jì)了可調(diào)整太陽(yáng)能板方向的太陽(yáng)能板支架，以及方便拼接的、邊緣圓弧形能夠有效降低風(fēng)阻的整體式防風(fēng)罩。
[0008]本發(fā)明提供的多樹(shù)種混交聯(lián)排植樹(shù)機(jī)器人，包括無(wú)人駕駛牽引車(chē)，多行多列的A，B兩組植樹(shù)作業(yè)模塊，太陽(yáng)能防風(fēng)罩；無(wú)人駕駛牽引車(chē)通過(guò)牽引臂連接多行多列的A，B兩組植樹(shù)作業(yè)模塊。
[0009]各植樹(shù)作業(yè)模塊均包含水車(chē)，以及安裝在水車(chē)上的:水泵、可更換的苗車(chē)、作業(yè)手模塊、太陽(yáng)能防風(fēng)罩支架及太陽(yáng)能板和拼接處帶有拉鎖的防風(fēng)罩；苗車(chē)為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，可以和水車(chē)快速地連接在一起，苗車(chē)結(jié)構(gòu)分為上下三層，上面兩層為穿孔薄板利于放苗規(guī)整，便于機(jī)械夾苗手作業(yè)，最下一層為可內(nèi)盛營(yíng)養(yǎng)液的凹形底盤(pán)。
[0010]A組植樹(shù)作業(yè)模塊的作業(yè)手模塊包括伸縮臂、澆水管，及伸縮臂上安裝的鉆土手、覆土手、A型夾苗手；伸縮臂包括主支撐臂、伸出臂及連接主支撐臂和伸出臂的電動(dòng)缸。
[0011]優(yōu)選地，主支撐臂安裝在水車(chē)上，并主支撐臂和伸出臂均為品字形三管式結(jié)構(gòu)，三管之間有交錯(cuò)式加強(qiáng)筋。伸出臂三管后端分別嵌套在主支撐臂三管內(nèi)，伸出臂前端有龍門(mén)式安裝架；鉆土手包括安裝在龍門(mén)式安裝架上的回轉(zhuǎn)臂、回轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置、鉆土部件安裝架。
[0012]優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)缸，鉆土部件安裝架為圓弧形支架，鉆土部件安裝架上安裝了滑軌、鉆土馬達(dá)、鉆土鉆頭、定向送土罩，并包括滑軌上安裝的升降器，優(yōu)選地升降器為螺桿式升降器。
[0013]優(yōu)選地，鉆土馬達(dá)的安裝法蘭兩側(cè)有連接滑軌的滑動(dòng)套筒，滑動(dòng)套筒通過(guò)背面的螺母嵌套在螺桿式升降器的螺桿上，螺桿升降器頂端有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；定向送土罩為一個(gè)開(kāi)口近1/4圓周的薄壁圓筒；覆土手包括安裝在龍門(mén)式安裝架上的覆土回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動(dòng)覆土回轉(zhuǎn)臂的電動(dòng)缸、覆土推板安裝架，以及覆土推板安裝架上的U型覆土推板、U型土壤壓實(shí)板、由壓實(shí)板滑軌和壓實(shí)板電動(dòng)缸組成的壓實(shí)板升降裝置、及土壤壓實(shí)板上附著的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的踏面閉合板和土壤高頻踩踏機(jī)構(gòu)；踏面閉合板安裝在土壤壓實(shí)板下底面下方；土壤高頻踩踏機(jī)構(gòu)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心輪結(jié)構(gòu)；A型夾苗手安裝在龍門(mén)式安裝架上，是一個(gè)多自由度，前端帶有夾持手的多段機(jī)械臂式機(jī)械手；澆水管后端連接到水泵，出水口對(duì)準(zhǔn)植苗坑。
[0014]B組植樹(shù)作業(yè)模塊的作業(yè)手模塊包括沖水打孔手、定向放苗輔助手、B型夾苗手；沖水打孔手包括沖水打孔回轉(zhuǎn)臂、回轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置、打孔裝置安裝架、滑軌、打孔鋼管，及滑軌上安裝的升降器。
[0015]優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)裝置是一個(gè)電動(dòng)缸，升降器是螺桿式結(jié)構(gòu)；打孔鋼管上端通過(guò)套筒連接滑軌，套筒通過(guò)可在螺桿上移動(dòng)的螺母連接螺桿。
[0016]B組植樹(shù)作業(yè)模塊的水泵是高壓泵，打孔鋼管后端連接到高壓水泵上；定向放苗輔助手包括定向輔助漏斗和安裝在苗車(chē)上的升降器，升降器是一個(gè)電動(dòng)缸型夾苗手是一個(gè)多自由度，前端帶有夾持手的多段機(jī)械臂式機(jī)械手，并通過(guò)帶有電動(dòng)缸的滑軌式安裝支架安裝在水車(chē)上。
[0017]各植樹(shù)作業(yè)模塊根據(jù)其在整個(gè)植樹(shù)模塊隊(duì)列中所處位置的不同，分為內(nèi)部模塊和邊緣模塊，內(nèi)部模塊的太陽(yáng)能防風(fēng)罩支架僅包括太陽(yáng)能板安裝架，邊緣模塊的太陽(yáng)能防風(fēng)罩支架包括太陽(yáng)能板安裝架和圓弧式防風(fēng)罩邊罩支架。
[0018]太陽(yáng)能板安裝架是由能夠調(diào)整太陽(yáng)能板朝向角度的多個(gè)頂端帶有球形萬(wàn)向節(jié)安裝點(diǎn)的多節(jié)伸縮桿、太陽(yáng)能板架、防風(fēng)罩安裝條組成；太陽(yáng)能電池板安裝在太陽(yáng)能板架上。
[0019]優(yōu)選地，防風(fēng)罩安裝條是環(huán)式薄片型，開(kāi)有通孔，通過(guò)螺栓和太陽(yáng)能板架夾緊的方式固定防風(fēng)罩；防風(fēng)罩通過(guò)防風(fēng)罩安裝條、防風(fēng)罩邊罩支架安裝在各個(gè)作業(yè)模塊上，并和太陽(yáng)能電池板組成邊緣圓弧形的整體式太陽(yáng)能防風(fēng)罩。
[0020]優(yōu)選地圓弧式防風(fēng)罩邊罩支架是由兩根圓弧形鋼管連接到太陽(yáng)能板安裝架組成。[0021 ] 所述整體式防風(fēng)罩在行進(jìn)方向的后方，在樹(shù)苗栽植位置處為留有樹(shù)苗通過(guò)口。
[0022]防風(fēng)罩由透明高彈性橡膠制造。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明的總體外觀圖；
圖2是本發(fā)明的不包含防風(fēng)罩邊罩的總體后視立體圖；
圖3是本發(fā)明的位于隊(duì)列邊緣的A組植樹(shù)作業(yè)模塊俯視立體圖；
圖4是本發(fā)明的位于隊(duì)列邊緣的A組植樹(shù)作業(yè)模塊側(cè)試立體圖；
圖5是本發(fā)明的A組植樹(shù)作業(yè)模塊不包含苗車(chē)的前視立體圖；
圖6是本發(fā)明的A組植樹(shù)作業(yè)模塊伸縮臂和作業(yè)手側(cè)視立體圖；
圖7是本發(fā)明的A組植樹(shù)作業(yè)模塊伸縮臂和作業(yè)手俯視立體圖；
圖8是本發(fā)明的A組植樹(shù)作業(yè)模塊覆土手俯視立體圖；
圖9是本發(fā)明的B組植樹(shù)作業(yè)模塊不包含太陽(yáng)能板安裝架的俯視立體圖；
圖10是本發(fā)明的B組植樹(shù)作業(yè)模塊作業(yè)手俯視立體圖；
圖11是本發(fā)明的B組植樹(shù)作業(yè)模塊俯視立體圖；
圖12是本發(fā)明的B組植樹(shù)作業(yè)模塊水車(chē)苗車(chē)仰視立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于所列的實(shí)施例。
[0025]參見(jiàn)圖1~6所示，本發(fā)明的無(wú)人駕駛牽引車(chē)1后安裝有牽引臂2，多行多列的A組植樹(shù)作業(yè)模塊3和B組組植樹(shù)作業(yè)模塊4均掛接在牽引臂2后方，整體式太陽(yáng)能防風(fēng)罩5覆蓋了所有植樹(shù)作業(yè)模塊。
[0026]各個(gè)模塊的防風(fēng)罩84中間是太陽(yáng)能電池板6，防風(fēng)罩邊緣有拉鎖7，整體式防風(fēng)罩在行進(jìn)方向的后方，在樹(shù)苗栽植位置處為留有樹(shù)苗通過(guò)口 8。
[0027]A組植樹(shù)作業(yè)模塊3的水車(chē)9上安裝有水泵10、通過(guò)連接板12和水車(chē)9連接的苗車(chē)11、安裝在水車(chē)9下部的作業(yè)手模塊13、太陽(yáng)能防風(fēng)罩支架14及太陽(yáng)能電池板6和拼接處帶有拉鎖16的防風(fēng)罩17 ;苗車(chē)11