CN113892412A - 一种沙漠植树机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沙漠植树机器人，涉及环保领域。该机器人包括固定在机架底部的行进机构、具有可调节拖刀的开垦机构、输送并种植树苗的送苗机构、将水管埋入树苗下方的埋管机构以及控制系统。该机器人可以通过智能植树车存储中已设定好的程序结合视觉系统及AI在指定区域自动植树，实现全自动化，无需人员进行操作干涉，并且节约水资源，提高水资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种沙漠植树机器人。
背景技术
根据国家林业和草原局政府公布数据显示：“2019年全国森林资源清查的森林覆盖率为22.96％，低于全球30.70％的平均水平，特别是人均森林面积不足世界人均的1/3，人均森林蓄积量仅为世界人均的1/6，森林资源总量相对不足，质量不高，分布不均的状况。仍然存在。生态产品短缺依然是制约中国可持续发展的突出问题。这就不得不要求我们加大资源保护和生态修复力度。”
《2021年沙漠监测行业投资可行性分析报告》指出：“中国沙漠面积超过260万平方公里之前的大部分治理方式，以减少沙漠负面危害为主，并没有从根本上解决综合利用资源，沙漠治理行业的潜力极大。未来会融合沙漠绿化，矿产资源开发，风电，太阳能利用。旅游业共同发展等方式来综合治理沙漠。”
目前市场上虽可以买到“全自动”植树机，但这种植树机在作业时，开沟器在林地上开出植树沟或穴，用人工或植苗机构按一定株距将树苗投放到沟或穴中，然后由覆土压实装置将苗木根部土壤覆盖压实，这种植树机并未实现完全意义上的无人化，而且这种植树机还存在诸多缺点，如模块化机器人操作模块复杂、稳定性较低、缺少浇水装置、地盘设计难以适应沙漠地形等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以通过智能植树车存储中已设定好的程序结合视觉系统及AI在指定区域自动植树，实现全自动化，无需人员进行操作干涉，并且节约水资源，提高水资源利用率的沙漠植树机器人。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种沙漠植树机器人，包括机架，所述机架底部固定有行进机构，其特征在于，还包括：一开垦机构，该开垦机构包括固定在机架后方的拖刀，所述拖刀的刀刃深入地面。
一送苗机构，该送苗机构包括：苗仓，位于机架上方，所述苗仓的后壁上开设有出苗口，所述苗仓的底部具有传动链，所述传动链上等间距固定有用于放置树苗的载具，所述载具为竖直设置的筒状结构，其筒壁中部水平开设有推出孔，所述传动链通过传动电机带动载具在苗仓内既定轨道上运动，所述载具为记忆材料，其一侧竖直开设有出苗豁口，当载具运动到出苗口时，出苗豁口与出苗口对齐；推进部，包括前后运动的推进气缸，所述推进气缸的后端为其伸缩端且连接有推进臂，所述推进臂能够穿过推出孔并将树苗从出苗豁口向后推出；输苗部，包括贴紧固定的两组输苗带，且两组输苗带的中部对准出苗口，所述输苗带倾斜向下固定，且位于拖刀的上方，所述输苗带由输苗电机驱动运动。
一埋管机构，该埋管机构包括水管储存室，所述水管储存室后方固定有两个输送轮，所述拖刀上固定有沿其刀背方向设置的导管，位于水管储存室内的水管穿过两个输送轮之间，通过输送轮从水管储存室导出并穿过导管送出，所述输送轮连接有输送电机。
一控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输入端连接遥控装置，控制输出端连接行进机构、传动电机、推进气缸、输苗电机和输送电机。
进一步的技术方案在于，所述行进机构为履带式行进机构。
进一步的技术方案在于，所述拖刀为L形结构，包括长刀体和短刀柄，所述开垦机构还包括固定在机架上的开垦气缸，所述机架上竖直固定有支撑杆，所述支撑杆的顶部与短刀柄可转动连接，所述开垦气缸的伸缩端位于支撑杆上方，并与长刀体和短刀柄的连接处可转动连接，所述开垦气缸由控制器控制工作。
进一步的技术方案在于，所述推进臂为U形结构，包括上下设置的两个施力臂，其中，上方的施力臂位于载具上方，下方的施力臂穿过推出孔，所述施力臂与树苗接触的一端开设有容纳凹槽。
进一步的技术方案在于，所述输苗带的底部固定有调整气缸，所述调整气缸由控制器控制工作。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、该机器人能够通过存储中已设定好的程序结合视觉系统及AI在指定区域自动植树，植树过程中实现全自动化，工作人员能够远程控制终端实时控制植树机器人，在复杂地形如沙丘等地形中按最佳路线行进。
2、通过地下埋管的方式，将供水水管埋于地下两米处，同时将种植的树苗放入水管上方的土壤中，供水时，可以直接将水源从地下供给对应树苗，极大提高树苗成活率，并且能够节约沙漠中宝贵的水资源。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的后视结构示意图；
图3是本发明的轴测结构示意图；
图4是本发明所述拖刀的结构示意图；
图5是本发明所述载具的结构示意图；
图6是本发明所述推进臂的结构示意图；
图7是本发明所述输苗带的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的仅仅实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违
背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1～图7所示，一种沙漠植树机器人，包括机架10，所述机架10底部固定有行进机构1，还包括：一开垦机构2，该开垦机构2包括固定在机架10后方的拖刀21，所述拖刀21的刀刃为合金钢淬火处理深入地面。行进时，拖刀21深入沙土地面以下，用于开垦沙土，拖刀21结构能够确保开垦深度记宽度能够保证将水管45预埋入内。所述拖刀21为L形结构，包括长刀体211和短刀柄212，所述开垦机构2还包括固定在机架10上的开垦气缸22，所述机架10上竖直固定有支撑杆23，所述支撑杆23的顶部与短刀柄212可转动连接，所述开垦气缸22的伸缩端位于支撑杆23上方，并与长刀体211和短刀柄212的连接处可转动连接，所述开垦气缸22由控制器控制工作。从而开垦气缸22能够带动拖刀21旋转一定角度，以调节开垦的深度，根据不同的地形地质确保预埋管深度合理。
该植树机器人还包括送苗机构3，该送苗机构3包括苗仓31，位于机架10上方，所述苗仓31的后壁上开设有出苗口311，所述苗仓31的底部具有传动链312，也可以采用传动带等类似作用效果的传送机构，所述传动链312上等间距固定有用于放置树苗的载具313，所述载具313为竖直设置的筒状结构，其筒壁中部水平开设有推出孔3131，所述传动链312通过传动电机带动载具313在苗仓31内既定轨道上运动，所述载具313为记忆材料，具有弹性形状记忆功能，通过作用力变形后能够自动恢复本来的形状，其一侧竖直开设有出苗豁口3132，当载具313运动到出苗口311时，出苗豁口3132与出苗口311对齐；推进部32，包括前后运动的推进气缸321，所述推进气缸321的后端为其伸缩端且连接有推进臂322，所述推进臂322能够穿过推出孔3131并将树苗从出苗豁口3132向后推出；输苗部33，包括贴紧固定的两组输苗带331，且两组输苗带331的中部对准出苗口311，所述输苗带331倾斜向下固定，且位于拖刀21的上方，所述输苗带331由输苗电机驱动运动。
送苗机构3在工作时，苗仓31内一次性装备大量的树苗，树苗放置在载具313内，当载具313运动到出苗口311时，推进臂322将树苗推出，树苗推出时出苗豁口3132扩大，树苗推出后恢复为原来的形状大小。推出后的树苗进入两组输苗带331的中间，输苗带331的水平速度大于等于植树机器人的前进速度，输苗带331采用粗糙且具有沟壑的表面，并具有很强的张紧力，能够将树苗夹持并带动其运动至由拖刀21开垦且埋入水管45后的坑洞中，因此树苗被夹紧后只有竖直向下的加速度，因此受到竖直向下的力从而被竖直的插入沙土中种植。
其中，推进臂322为U形结构，包括上下设置的两个施力臂3221，其中，上方的施力臂3221位于载具313上方，下方的施力臂3221穿过推出孔3131，所述施力臂3221与树苗接触的一端开设有容纳凹槽3222。双点作用在提高了推进力的同时，也不容易对树苗造成损伤，并且容纳凹槽3222能够根据不同的树苗品种改变形状，注意增加推进力。输苗带331的底部固定有调整气缸332，所述调整气缸332由控制器控制工作。从而两组输苗带331的角度位置可以根据实际种植情况调节。
该植树机器人还包括埋管机构4，该埋管机构4包括水管储存室41，所述水管储存室41后方固定有两个输送轮42，所述拖刀21上固定有沿其刀背方向设置的导管43，位于水管储存室41内的水管45穿过两个输送轮42之间，通过输送轮42从水管储存室41导出并穿过导管43送出，所述输送轮42连接有输送电机44。
上述机构均由控制系统控制，所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输入端连接遥控装置，控制输出端连接行进机构1、传动电机、推进气缸321、输苗电机和输送电机44。从而能够通过存储中已设定好的程序结合视觉系统及AI在指定区域自动植树，植树过程中实现全自动化，工作人员能够远程控制终端实时控制植树机器人，在复杂地形如沙丘等地形中按最佳路线行进。
行进机构1为履带式行进机构，从而更能够免疫沙漠的复杂地形，顺利完成作业。
以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种沙漠植树机器人，包括机架(10)，所述机架(10)底部固定有行进机构(1)，其特征在于，还包括：
一开垦机构(2)，该开垦机构(2)包括固定在机架(10)后方的拖刀(21)，所述拖刀(21)的刀刃深入地面；
一送苗机构(3)，该送苗机构(3)包括：
苗仓(31)，位于机架(10)上方，所述苗仓(31)的后壁上开设有出苗口(311)，所述苗仓(31)的底部具有传动链(312)，所述传动链(312)上等间距固定有用于放置树苗的载具(313)，所述载具(313)为竖直设置的筒状结构，其筒壁中部水平开设有推出孔(3131)，所述传动链(312)通过传动电机带动载具(313)在苗仓(31)内既定轨道上运动，所述载具(313)为记忆材料，其一侧竖直开设有出苗豁口(3132)，当载具(313)运动到出苗口(311)时，出苗豁口(3132)与出苗口(311)对齐；
推进部(32)，包括前后运动的推进气缸(321)，所述推进气缸(321)的后端为其伸缩端且连接有推进臂(322)，所述推进臂(322)能够穿过推出孔(3131)并将树苗从出苗豁口(3132)向后推出；
输苗部(33)，包括贴紧固定的两组输苗带(331)，且两组输苗带(331)的中部对准出苗口(311)，所述输苗带(331)倾斜向下固定，且位于拖刀(21)的上方，所述输苗带(331)由输苗电机驱动运动；
一埋管机构(4)，该埋管机构(4)包括水管储存室(41)，所述水管储存室(41)后方固定有两个输送轮(42)，所述拖刀(21)上固定有沿其刀背方向设置的导管(43)，位于水管储存室(41)内的水管(45)穿过两个输送轮(42)之间，通过输送轮(42)从水管储存室(41)导出并穿过导管(43)送出，所述输送轮(42)连接有输送电机(44)；
一控制系统，所述控制系统包括控制器，所述控制器的信号输入端连接遥控装置，控制输出端连接行进机构(1)、传动电机、推进气缸(321)、输苗电机和输送电机(44)。
2.根据权利要求1所述的一种沙漠植树机器人，其特征在于，所述行进机构(1)为履带式行进机构。
3.根据权利要求1所述的一种沙漠植树机器人，其特征在于，所述拖刀(21)为L形结构，包括长刀体(211)和短刀柄(212)，所述开垦机构(2)还包括固定在机架(10)上的开垦气缸(22)，所述机架(10)上竖直固定有支撑杆(23)，所述支撑杆(23)的顶部与短刀柄(212)可转动连接，所述开垦气缸(22)的伸缩端位于支撑杆(23)上方，并与长刀体(211)和短刀柄(212)的连接处可转动连接，所述开垦气缸(22)由控制器控制工作。
4.根据权利要求1所述的一种沙漠植树机器人，其特征在于，所述推进臂(322)为U形结构，包括上下设置的两个施力臂(3221)，其中，上方的施力臂(3221)位于载具(313)上方，下方的施力臂(3221)穿过推出孔(3131)，所述施力臂(3221)与树苗接触的一端开设有容纳凹槽(3222)。
5.根据权利要求1所述的一种沙漠植树机器人，其特征在于，所述输苗带(331)的底部固定有调整气缸(332)，所述调整气缸(332)由控制器控制工作。
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