CN114514865A - 一种新型沙柳种植机器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型沙柳种植机器，包括行走装置、进料装置、间歇传送装置、转向调整装置、喷水钻孔立苗一体式装置、以及覆沙装置，所述进料装置用于向所述间歇传送装置分批释放沙柳苗束，所述间歇传送装置用于将沙柳苗束向前平铺展开并一一排序，所述转向调整装置用于将送入的横平姿态的沙柳苗调整为直立姿态，所述喷水钻孔立苗一体式装置包括用于钻孔的绞龙桶和喷水装置，其中，所述绞龙桶为空心结构且竖立布置，所述绞龙桶在钻孔过程中保持出水并且在钻孔撤出后使沙柳苗保留在沙孔中，所述覆沙装置用于对绞龙桶钻孔所形成的沙孔进行覆沙作业。本机器实现了沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，提高种植效率，提高沙柳成活率。

Description

一种新型沙柳种植机器

技术领域

本发明涉及一种新型沙柳种植机器。

背景技术

我国的沙漠及沙漠化土地面积约为160.7万km，占国土面积的16.7％，是世界上荒漠化最严重的国家之一。

沙柳作为沙漠植物，耐盐碱，抗逆性强，繁殖容易，萌发力强，固沙保土力强，利用价值高，是中国沙荒地区造林面积最大的树种之一。

沙柳作为北方防风沙的主力，是“三北防护林”的首选树种之一，用于沙漠生态修复，减少风沙流动带来的危害。沙柳可以将不断内侵扩散的上万亩沙丘牢牢地固住，形成植物带涵养沙地水分，削平沙包，短短几年内就能形成绿地。

沙柳的种植难度大，目前现有的方法就是人工手持铁锹、手持螺旋钻以及水冲法等进行成孔作业，然后人工将沙柳苗进行立苗种植。

人工手持铁锹或螺旋钻进行钻孔时，由于干性的沙漠流动性高，经常出现坑洞坍塌的情况，需要消耗大量人力去进行成孔作业；水冲沙柳种植：由人工手持长筒出水枪，利用水的固沙作用，完成打孔操作，后续由人工进行放置树苗等工作。

由于以上的三种方法并没有解决沙柳种植中所存在坑洞塌陷、水资源浪费、劳动量大、种植效率低等不足，各种方法虽然在某些方面起着一定的作用但仍有很大的弊端。

本发明为一种新型沙柳种植机器，主要为解决现有技术中坑洞塌陷、水资源浪费、劳动量大、种植效率低等不足，本发明的技术方案具有结构巧妙，连接紧凑，机器稳定可靠，自动化程度高，可实现沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，种植效率高，节约水资源，可提高沙柳成活率，减少劳动量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型沙柳种植机器，以实现沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，提高种植效率，提高沙柳成活率。

为此，本发明提供了一种新型沙柳种植机器，包括行走装置、进料装置、间歇传送装置、转向调整装置、喷水钻孔立苗一体式装置、以及覆沙装置，所述进料装置用于向所述间歇传送装置分批释放沙柳苗束，所述间歇传送装置用于在驱动沙柳苗向前运动过程中将一组沙柳苗向前平铺展开并一一排序，所述转向调整装置用于将送入的横平姿态的沙柳苗调整为纵直姿态和将纵直姿态的沙柳苗调整为直立姿态，所述喷水钻孔立苗一体式装置包括用于钻孔的绞龙桶和喷水装置，其中，所述绞龙桶为空心结构且竖立布置，能够承接自转向调整装置上滑落的沙柳苗，所述绞龙桶在钻孔过程中保持出水并且在钻孔撤出后将沙柳苗保留在沙孔中，所述覆沙装置用于对绞龙桶钻孔所形成的沙孔进行覆沙作业。

本发明的新型沙柳种植机器结构巧妙，连接紧凑，机器稳定可靠，自动化程度高，可实现沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，种植效率高，节约水资源，提高了沙柳的成活率，减少了劳动量，实现了在沙漠恶劣条件下机器自动化种植沙柳。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的新型沙柳种植机器的立体结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1的行走装置的立体结构示意图；

图4是图1的进料装置的立体结构示意图；

图5是图1的间歇传送装置的立体结构示意图；

图6是图1的转向调整装置立体结构示意图；

图7是图1的喷水钻孔立苗一体式装置的爆炸图；

图8是图1的双曲柄槽轮串联覆沙装置的立体结构示意图；以及

图9是根据本发明的沙柳种植方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图9，本发明的新型沙柳种植机器包括行走装置1、进料装置2、间歇传送装置3、转向调整装置4、喷水钻孔立苗一体式装置5、覆沙装置6、太阳能光伏发电装置7、以及水箱8。

进料装置2安装在行走装置1的前上方，具有放料坡面，该放料坡面由挡板分隔成若干储料间隔，每个格置放一组沙柳苗，该挡板能够回缩，以沙柳苗分批送至间歇传送装置3中。

间歇传送装置3安装在进料装置2的后方，与进料装置2相配合，用于将一组沙柳苗向前平铺展开并排序，并将排序后沙柳苗依次送入转向调整装置4。

转向调整装置4安装在间歇传送装置3的后方，具有调整坡面，将间歇传送装置3提供的横平姿态放置的沙柳苗调整为竖直姿态，并落入抬升槽中，然后将抬升槽的坡度由平缓调至陡峭，以使沙柳苗滑溜至喷水钻孔立苗一体式装置5中。

喷水钻孔立苗一体式装置5安装在转向调整装置4的后下方，具有绞龙桶，绞龙桶下降至接触地面后，沙柳苗滑入绞龙桶中，同时喷水装置持续喷水，绞龙桶向下旋转打孔，绞龙桶下端出水，钻孔结束后反转，将沙柳苗以竖直姿态保留在沙孔中。

覆沙装置6安装在行走装置1的尾部，用于对钻孔进行覆沙作业。

本发明的沙柳种植机器结构巧妙，连接紧凑，机器稳定可靠，自动化程度高，可实现沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，种植效率高，节约水资源，提高了沙柳的成活率，减少了劳动量，填补了在沙漠恶劣条件下机器自动化种植沙柳的空缺。

如图2所示，行走装置包括盖板11、履带12、电机13、连接架14、减速器15、托轮16、支撑架17、支重轮18、导向轮19等组成，通过差速带动机器转向，盖板11通过连接架14与履带12相连接，盖板11上方放置其他装置。

如图3所示，进料装置2包括机架21、倾斜底板22、挡板23、电磁铁弹簧推杆24等，倾斜底板22倾斜15°，形成放料坡面，挡板23将放料坡面分成4个小型储料间隔，电磁铁弹簧推杆24与挡板相连，挡板23可随电磁铁弹簧推杆24上下移动。

通电时，电磁铁弹簧推杆24收缩带动挡板22向下运动，沙柳沿放料坡面滚动至间歇传送装置3上；断电时，电磁铁推杆24伸长带动挡板22向上运动，继续阻隔沙柳。

间歇传送装置3包括一对内侧齿条301、一对外侧齿条302、电机303、支撑板304、盘形凸轮305、滑块306、平底从动件307、连接法兰308、外侧挡板309、舵机310、支撑杆311、旋转推杆312、滚轮滚针轴承313、推杆滑槽314、U型挡板315、直线光轴立式支座316、导轨317等。

一对内侧齿条31、一对外侧齿条32均采用直角三角形，内侧齿条31与外侧齿条32交错放置，一对外侧齿条32固定在两侧支架上、固定不动，一对内侧齿条31上下运动，一对内侧齿条31的斜边将沙柳顶起，使沙柳由一对外侧齿条32的一个齿内滑到前一个齿内。

内侧齿条头部的2个齿进行了加高处理，外侧齿条302做了加宽处理，减小了内侧齿条301与外侧齿条302的距离，外侧齿条302安装外侧挡板309，防止沙柳从进料装置2进入间歇传送装置3时落入间隙。内侧齿条301的下方安装推杆滑槽机构，其舵机310带动旋转推杆312转动，旋转推杆312上装有滚轮滚针轴承313，滚轮滚珠轴承313在推杆滑槽314内滚动，进而带动U型挡板315上下运动。

沙柳时进入间歇传送装置3时，滑槽推杆机构带动U型挡板315往上运动，阻隔沙柳，待沙柳全部落入间歇传送装置3的内侧齿条302上时，滑槽推杆机构带动U型挡板315向下运动，减少了沙柳在内侧齿条301上的空齿现象。

电机通过带动盘形凸轮305使平底从动件307上下运动，平底从动件307带动内侧齿条301上下运动，内侧齿条301的斜边将沙柳顶起，使沙柳由外侧齿轮的一个齿内滑到前一个齿内，以此往复，实现沙柳向前平铺展开并排序的动作。

转向调整装置4由齿轮401、齿条402、导轨403、联轴器、电机404、电动推杆405、抬升槽406、套筒挡板407、套筒转轴408、深沟球轴承409、铰链活页410、30°斜滑轨411等组成。

抬升槽406位于30°斜滑轨411的中间位置，电机404、齿轮401、齿条402、导轨403位于抬升槽406下方。

电机404带动主动齿轮401与齿条402啮合，两侧齿条402反向滑动分别与两侧从动齿轮401啮合，带动两侧从动齿轮401旋转90°，两侧从动齿轮401带动套筒转轴408从而带动两侧套筒挡板407转动90°，左侧套筒挡板407由水平位置向上转动90°，右侧套筒挡板407由竖直位置向下转动90°，两侧套筒挡板407转动将沙柳从横平的状态击打为竖直状态掉落至抬升槽406内。

电动推杆405推动抬升槽406逐渐成90°，抬升槽406的下方通过铰链活页410与喷水钻孔立苗一体式装置5的顶端固定圆盘506相连接，使沙柳顺利落入喷水钻孔立苗一体式装置5中。

在本发明的转向调整装置中，左侧套筒挡板由水平位置向上转动90°，右侧套筒挡板由竖直位置向下转动90°，两侧套筒挡板同时转动将沙柳从横平的状态击打为竖直状态掉落至抬升槽内，电动推杆推动抬升槽逐渐成90°，抬升槽的下方通过铰链活页与喷水钻孔立苗一体式装置的顶端固定圆盘相连接，使沙柳顺利落入喷水钻孔立苗一体式装置中。

本发明巧妙运用斜坡和抬升槽，完成转向调整的运动，满足连续种植沙柳的要求。

喷水钻孔立苗一体式装置5包括喷水装置501，同步带502，电机503，同步电机504，小主动轮505，行星轮系506，顶端固定圆盘507，导向圆锥桶508，半月形挡板509，止推轴承510，支撑架511，中间移动圆盘512，呈漏斗形的绞龙桶513，滚珠丝杆514，底部固定圆盘515等。

上方的顶端固定圆盘507安装在滚珠丝杠514上端。顶端固定圆盘507上侧的半月形挡板509，下侧的导向圆锥桶508，用于导向承接上方间歇进料装置3运输的沙柳。中间移动圆盘512作为升降平台，中间移动圆盘512下方电机503带动同步带502，进一步带动绞龙桶513转动。

绞龙桶513内部设计为空心结构，用于放置沙柳、立苗和喷水固定沙孔。绞龙桶513上方的高压环状喷水装置501与中间移动圆盘512上的支撑架511用螺栓固定在中间移动圆盘512上，同时高压环状喷水装置501与绞龙桶513之间留有间隙，实现将绞龙桶513旋转运动与高压环状喷水装置501上下运动分离。

底部固定圆盘515上的滚珠丝杠514通过止推轴承510进行导程定位，滚珠丝杆514下端光轴上开有键槽，用于固定行星轮系齿轮506。

底部固定圆盘515下方同步电机504带动小主动轮505转动，进而带动行星轮系506转动，使得三根滚珠丝杠514同步转动。最终实现喷水钻孔立苗一体式装置向下喷水、钻孔、立苗，种植沙柳的功能。

喷水钻孔立苗一体式装置的工作过程如下：

绞龙桶整体下降，其下端接触地面，然后沙柳苗自上而下地滑入绞龙桶中，此时可通过喷射一股水流以使沙柳苗顺畅进入绞龙桶中，然后绞龙桶正转，掘进挖沙，同时喷水装置进行喷水使得绞龙桶下端出水，当沙孔深度到位后，持续喷水固定沙孔，然后绞龙桶整体抬升并反转，沙柳苗以竖直姿态保留在沙孔中。

本喷水钻孔立苗一体式装置节约了水资源，提高了沙柳的成活率。自动化程度高，可实现沙柳进料到喷水钻孔立苗一体化工作的同步进行，提高了机器种植效率。

双曲柄槽轮串联覆沙装置6包括槽轮601、锁止盘602、拨销603、双曲柄机构604、步进电机605、联轴器606、轴承座607、电机架608、覆沙器609、槽轮轴610、锁止盘轴611等。

步进电机605与双曲柄机构604通过联轴器606连接，双曲柄机构604与锁止盘602串联，锁止盘602与拨销603相连，槽轮601与覆沙器609同轴连接。

工作时，步进电机605带动双曲柄机构604旋转，双曲柄机构604带动锁止盘602旋转，锁止盘602上的拨销603带动槽轮601旋转90°，进而带动槽轮轴610旋转，实现旋转90°的间歇运动，从而使覆沙器609翻转90°至沙面以下，跟随车体进行覆沙作用。槽轮604与锁止盘602上的锁止弧形成自锁，解决了覆沙器609不工作时，因自重下落的问题，以及防止覆沙器609因沙子阻力而自转的问题。

本装置采用双曲柄机构与槽轮串联，较普通的槽轮具有更强的动力和减小冲击的优点，工作时槽轮的自锁防止覆沙器反转，结构巧妙，工作稳定。

本发明提供的新型沙柳种植机器的具体工作过程如下：

沙柳放入进料装置后，电磁铁通电，电磁铁弹簧推杆23收缩带动挡板24向下运动，沙柳苗(条状)沿斜倾斜底板22滚动下落至间歇传送装置3的直角三角形齿条31部分。

电机303通过带动盘形凸轮305使平底从动件307上下运动，平底从动件307带动内侧齿条301上下运动，内侧齿条301的斜边将沙柳顶起，让沙柳由外侧齿条302的一个齿内滑到前一个齿内，以此往复，实现沙柳向前平铺展开并排序。

沙柳以横平状态进入转向调整装置4，转向调整装置4的电机404带动主动齿轮401与齿条402啮合，两侧齿条401反向滑动分别与两侧从动齿轮401啮合，带动两侧从动齿轮401旋转90°，两侧从动齿轮401带动套筒转轴408从而带动两侧套筒挡板407转动90°，左侧套筒挡板407由水平位置向上转动90°，右侧套筒挡板407由竖直位置向下转动90°，两侧套筒挡板407转动将沙柳从横平的状态调整为竖直状态掉落至抬升槽406内，电动推杆405推动抬升槽406逐渐成90°，沙柳条沿着抬升槽406向下滑落。

喷水钻孔立苗一体式装置5的顶端固定圆盘507上侧的半月形挡板509和下侧的导向圆锥桶508促使柳落入绞龙桶513内，电机503带动同步带502，进一步带动绞龙桶513旋转，底部固定圆盘515下方同步电机504带动小主动轮505转动，进而带动行星轮系506转动，使得三根滚珠丝杠514同步转动。

同时滚珠丝杆514带动绞龙桶513向下运动钻孔，高压环状喷水装置501开始喷水，到达沙柳种植深度后，高压环状喷水装置501继续喷水固定沙孔，绞龙桶513上升回旋，沙柳种植完成。

车体继续向前行进一段距离，双曲柄槽轮串联覆沙装置6开始工作，步进电机605带动双曲柄机构604旋转，双曲柄机构604带动锁止盘602旋转，锁止盘602上的拨销603带动槽轮601旋转90°，进而带动槽轮轴610旋转，实现旋转90°的间歇运动，从而使覆沙器609翻转90°至沙面以下，跟随车体进行覆沙作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型沙柳种植机器，其特征在于，包括行走装置、进料装置、间歇传送装置、转向调整装置、喷水钻孔立苗一体式装置、以及覆沙装置，

所述进料装置用于向所述间歇传送装置分批释放沙柳苗束，所述间歇传送装置用于在驱动沙柳苗向前运动过程中将一组沙柳苗向前平铺展开并一一排序，所述转向调整装置用于将送入的横平姿态的沙柳苗调整为纵直姿态和将纵直姿态的沙柳苗调整为直立姿态，

所述喷水钻孔立苗一体式装置包括用于钻孔的绞龙桶和喷水装置，其中，所述绞龙桶为空心结构且竖立布置，能够承接自转向调整装置上滑落的沙柳苗，所述绞龙桶在钻孔过程中保持出水并且在钻孔撤出后将沙柳苗保留在沙孔中，所述覆沙装置用于对绞龙桶钻孔所形成的沙孔进行覆沙作业。

2.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述行走装置为履带式行走装置。

3.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述进料装置包括倾斜底板、若干挡板、以及与若干挡板一一对应设置的电磁铁弹簧推杆，其中，倾斜底板由若干挡板分成多个储料间隔，所述电磁铁弹簧推杆通电断电带动挡板上下运动，以实现沙柳苗依次分批进料的过程。

4.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述间歇传送装置包括一对内侧齿条和一对外侧齿条，其中一对内侧齿条和一对外侧齿条均采用直角三角形齿，内侧齿条与外侧齿条交错放置，内侧齿条的斜边将沙柳顶起，让沙柳由外侧固定齿条的一个齿内滑到前一个齿内。

5.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述转向调整装置包括倾斜滑轨、抬升槽、位于倾斜滑轨两侧的左侧套筒挡板和右侧套筒挡板，其中，所述左侧套筒挡板和右侧套筒挡板二者同步运动，所述左侧套筒挡板由水平位置向上转动90°，右侧套筒挡板由竖直位置向下转动90°，将沙柳从横平的状态击打为竖直状态掉落至抬升槽内，并且所述抬升槽由电动推杆驱动而向90°竖立位置抬升，以使沙柳苗沿抬升槽向下滑落。

6.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述喷水钻孔立苗一体式装置还包括顶端固定圆盘、中间移动圆盘、底部固定圆盘、一组滚珠丝杆，其中，一组滚珠丝杆的上端与顶部固定圆盘连接，下端与底部固定圆盘连接，所述中间移动圆盘与一组滚珠丝杆驱动连接，作为升降平台，绞龙桶设置在中间移动圆盘上，所述中间移动圆盘上设有用于驱动绞龙桶旋转的第一驱动机构，所述底部固定圆盘上设有用于驱动一组滚珠丝杆同步转动的第二驱动机构，所述第二驱动机构包括电机、小主动轮、以及安装于底部固定圆盘的行星轮系。

7.根据权利要求6所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述顶端固定圆盘上侧的半月形挡板，下侧的导向圆锥桶，用于导向承接上方间歇进料装置运输的沙柳。

8.根据权利要求6所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述绞龙桶呈漏斗形，喷水装置呈空心环状，所述喷水装置与绞龙桶的漏斗部之间留有间隙，所述喷水装置的位置相对于中间移动圆盘保持不动。

9.根据权利要求1所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述覆沙装置为双曲柄槽轮串联覆沙装置，其包括步进电机、联轴器、双曲柄机构、锁止盘、拨销、槽轮、以及覆沙器，其中，步进电机与双曲柄机构通过联轴器连接，双曲柄机构与锁止盘串联，锁止盘与拨销相连，槽轮与覆沙器同轴连接，工作时，步进电机带动双曲柄机构旋转，双曲柄机构带动锁止盘旋转，锁止盘上的拨销带动槽轮旋转90°，进而带动槽轮轴旋转，实现旋转90°的间歇运动，从而使覆沙器翻转90°至沙面以下，跟随车体进行覆沙作业。

10.根据权利要求9所述的新型沙柳种植机器，其特征在于，所述槽轮与锁止盘上的锁止弧形成自锁，用于在覆沙器不工作时阻止覆沙器因自重下落和在工作时防止覆沙器反转。

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