CN114568087B - 一种自适应覆沙填洞设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应覆沙填洞设备，包括行走装置、扶正立苗装置、连杆推沙装置、捣实装置、棘轮覆沙装置、夯实装置、太阳能发电装置；其扶正立苗装置中内啮合行星轮系带动齿条滑动，带动扶正爪往中心聚拢，实现扶正立苗功能；其连杆推沙该装置巧妙地利用连杆滑槽机构，实现推沙板的向前向后运动，实现推沙功能；捣实装置采用上下两层圆锥齿轮轮系，第一层圆锥齿轮轮系通过带动三个梯形丝杠同步旋转，同一时刻扩大或缩小三个立体凸轮的中心距，第二层圆锥齿轮轮系带动三个立体凸轮同时运动捣实沙土，实现捣实功能；棘轮覆沙装置巧妙利用棘轮机构，对种好的沙柳和花棒进行覆沙处理，可提高沙柳和花棒的成活率。

Description

一种自适应覆沙填洞设备

技术领域

本发明涉及农业机械设备领域，具体涉及一种自适应覆沙填洞设备。

背景技术

我国的沙漠及沙漠化土地面积约为160.7万平方千米，占国土面积的16.7％，是世界上荒漠化最严重的国家之一。沙漠中以沙柳和花棒两种固沙植物最为常见，其耐盐碱性强，抗逆性强，繁殖容易，萌发力强，固沙保土力强，利用价值高。

沙棘是一种落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，可以在盐碱化土地上生存，广泛用于水土保持，中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化。

花棒是荒漠和半荒漠耐旱植物，为沙生、耐旱、喜光树种，它适于流沙环境，喜沙埋，抗风蚀，耐严寒酷热，枝叶茂盛，萌蘖力强，防风固沙作用大。沙漠中常种植这些灌木，用来防风固沙，沙漠绿化。

沙柳、花棒现有种植技术主要依靠螺旋钻打孔和水冲法，由人工去放置，随后人工进行扶正、覆沙，再用木棍进行捣实，对孔洞进行埋实，其覆沙埋孔工序繁琐、劳动量大。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种自适应覆沙填洞设备，用于提高树苗的成活率，降低劳动成本，解决现有技术中劳动量大的问题。

为此，本发明提出了一种自适应覆沙填洞设备，包括行走装置、扶正立苗装置、以及连杆推沙装置、以及捣实装置；所述扶正立苗装置用于对树苗聚拢到洞口圆心处并扶正；所述连杆推沙装置用于把洞口左右两侧的沙子推到洞中，所述捣实装置用于对洞中的沙土进行捣实。

进一步，所述扶正立苗装置包括摆动机构、齿轮传动机构一、以及若干扶正爪；所述齿轮传动机构一包括内齿齿圈、若干小齿轮、以及若干齿条；所述扶正爪与齿条焊接，并且所述扶正爪前端呈内八字型，而若干齿条在内所述内齿齿圈上侧环形阵列布置，且所述齿条沿所述内齿齿圈径向延伸；所述小齿轮的上端与齿条啮合，所述小齿轮下端与所述内齿齿圈啮合；其中，所述摆动机构用于驱动所述内齿齿圈摆动，进而使若干所述扶正爪沿所述内齿齿圈径向向心移动，将位于若干所述扶正爪内侧的树苗扶正。

进一步，所述摆动机构包括舵机、滑杆、长方形滑槽；所述滑杆一端与所述舵机的输出轴连接，所述滑杆的另一端具有向下延伸的凸起，所述长方形滑槽位于所述凸起外侧并随所述滑杆一端，而所述内齿齿圈与所述长方形滑槽连接。

进一步，所述连杆推沙装置包括电动推杆、X型伸缩杆、以及推沙板等，所述电动推杆通过所述X型伸缩杆带动所述推沙板横向移动，从而实现从两边向中间推沙。

进一步，所述捣实装置包括旋转驱动机构、齿轮传动机构二、环形阵列分布的若干个立体凸轮、以及若干捣实锤头；所述齿轮传动机构二包括锥齿轮组一和环形阵列分布的若干个锥齿轮组二，所述立体凸轮的底部与所述捣实锤头连接，所述立体凸轮上端通过连接件、轴承座与所述锥齿轮组二传动连接；所述旋转驱动机构通过驱动所述锥齿轮组一转动，再通过所述锥齿轮组二控制所述捣实锤头旋转的同时上下移动，将植株周围的沙土捣实，以完成植株的固定。

进一步，所述齿轮传动机构二包括步进电机一和同步带传动机构，所述同步带传动机构的主动轮通过联轴器与所述步进电机一传动连接，所述同步带传动机构的从动轮通过同步带轮轴与锥齿轮组一的主动齿轮一连接；而所述步进电机一设置在所述立体凸轮外侧并与机架固定连接。

进一步，所述捣实装置还设有径向同步驱动机构，径向同步驱动机构与若干个连接件连接；使若干所述立体凸轮和所述捣实锤头同步径向移动，以适应不同直径大小的种植孔；所述径向同步驱动机构包括步进电机二、锥齿轮组三、以及若干丝杠螺母组件；所述锥齿轮组三包括主动齿轮三和环形阵列分布的若干个从动齿轮三，所述主动齿轮三与所述步进电机二传动连接，所述丝杠螺母组件包括梯形丝杠和丝杠螺母，所述梯形丝杠与对应的所述从动齿轮三连接，而所述丝杠螺母与对应的所述连接件固定连接。

进一步，该自适应覆沙填洞设备还包括棘轮覆沙装置，所述棘轮覆沙装置包括棘轮、棘爪、步进电机三、覆沙板、复位机构、以及机架；所述棘轮通过转轴与所述步进电机三传动连接，而所述覆沙板与所述棘轮连接并同步转动；所述步进电机三带动所述所述棘轮和所述覆沙板转动，并被所述棘爪制动，使所述覆沙板与地面接触；而所述机架底部设置有行走装置，使所述覆沙板随所述行走装置向前移动，将洞口后侧的沙子覆盖至洞口，完成覆沙功能；其中，所述复位机构与所述棘爪连接，能让所述棘爪与所述棘轮脱离，进而使所述覆沙板复位，以便整个棘轮覆沙装置的快速移动。

进一步，所述复位机构包括无刷直流电机、卷轴、弹性卷绳、以及中间轴；所述卷轴与所述无刷直流电机输出端连接；所述中间轴与所述棘爪固定连接；而所述卷轴与所述中间轴通过所述弹性卷绳连接。

进一步，该自适应覆沙填洞设备还包括夯实装置，所述夯实装置包括步进电机四、曲柄滑块机构、以及夯实器，步进电机四用于驱动曲柄滑块机构工作，并带动夯实器上下移动，从而实现将树苗周围的沙土夯实。

本发明提供的自适应覆沙填洞设备，可减少劳动量，对孔洞的树苗进行扶正，随后对孔洞覆沙、捣实、再覆沙、夯实，直至将孔洞完全填实。本发明的技术方案具有结构巧妙，传动稳定等特点；可以提高树苗的成活率，降低劳动成本，减少劳动量，解决现有技术中劳动量大的问题。

在本发明的优选方案中，通过设置扶正立苗装置，巧妙利用内外齿轮啮合、齿轮齿条啮合，带动内八字型的扶正爪往中间聚拢，组成圆形，将树苗扶正。小齿轮进行了加宽处理，下半部分与内齿齿圈啮合，上半部分与齿条啮合，增加了传动的稳定性。

通过设置连杆推沙装置，巧妙地利用连杆滑槽机构和X型连杆机构，利用电动推杆带动X型连杆机构伸缩运动，进而带动推沙板运动，从而实现从两边向中间推沙的运动。

通过设置具有多个锥齿轮组的捣实装置，锥齿轮组三通过带动三个丝杠同步旋转，同一时刻扩大或缩小三个立体凸轮的中心距，减少人力调节的步骤且提高了准确度，可以满足不同直径大小的种植孔的捣实任务，旋转驱动机构和齿轮传动机构二带动三个立体凸轮同时运动捣实沙土，减少了动力源，结构简单，使用方便，立体凸轮锤头部分采用马蹄型，斜面法向方向集中为一点，有利于将植株周围的沙土捣实。

通过设置棘轮覆沙装置，利用步进电机三带动覆沙板反转，使覆沙板与地面成垂直状态，覆沙板跟随车体运动，能将沙子覆盖；通过使用弹性压片轻压棘爪制动棘轮，防止棘轮反转；通过无刷电机带动卷轴卷起弹性绳索，能使棘爪抬升后脱离制动状态；步进电机三带动覆沙板正转复位，便于整个种植装置快速移动。

通过设置夯实装置，巧妙利用由偏心圆盘、连接杆、阶梯杆组成的曲柄滑块机构，带动夯实器上下运动，对木苗周围的沙土进行压实，夯实器下半部分中间为倒U型，两侧为半圆形，倒U型保护了树苗的完整性，两侧半圆形夯实了树苗周围的沙土，该装置结构巧妙，提高了树苗的成活率。

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为本发明的自适应覆沙填洞设备的结构示意图；

图2为本发明的自适应覆沙填洞设备的仰视图；

图3为本发明的自适应覆沙填洞设备中扶正立苗装置的结构示意图；

图4为本发明的自适应覆沙填洞设备中连杆推沙装置的结构示意图；

图5为本发明的自适应覆沙填洞设备中捣实装置的结构示意图一；

图6为本发明的自适应覆沙填洞设备中捣实装置的结构示意图二；

图7为本发明的自适应覆沙填洞设备中捣实装置的结构示意图三；

图8为本发明的自适应覆沙填洞设备中棘轮覆沙装置的结构示意图一；

图9为本发明的自适应覆沙填洞设备中棘轮覆沙装置的结构示意图二；

图10为本发明的自适应覆沙填洞设备中夯实装置的结构示意图。

附图标记说明

1、行走装置；2、扶正立苗装置；3、连杆推沙装置；4、捣实装置；5、棘轮覆沙装置；6、夯实装置；7、太阳能发电装置；201、舵机；202、滑杆；203、滚轮滚针轴承；204、长方形滑槽；205、内齿齿圈；206、小齿轮；207、齿条；208、滑槽；209、扶正爪；210、旋转底盘；

31、电动推杆；32、导轨滑槽；33、连杆一；34、连杆二；35、推沙板；401、步进电机二；402、联轴器；403、齿轮轴；404、锥齿轮组三；405、锥齿轮组一；406、轴承座；407、梯形丝杠；408、丝杠螺母；409、连接件；410、步进电机一；411、花键形齿轮轴；412、同步带；413、同步带轮轴；414、立体凸轮；415、锥齿轮组二；416、连接板；417、捣实锤头；

501、棘轮；502、棘爪；503、弹性压片；504、步进电机三；505、覆沙板；506、带座轴承；508、无刷直流电机；509、卷轴；510、弹性卷绳；511、中间轴；61、步进电机四；62、关节轴承一；63、夯实器；64、偏心圆盘；65、关节轴承二；66、连接杆；67、阶梯杆；68、直线轴承座。

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。

参照图1至图10，本实施例公开了一种自适应覆沙填洞设备，包括行走装置1、扶正立苗装置2、连杆推沙装置3、捣实装置4、棘轮覆沙装置5、夯实装置6、以及太阳能发电装置7。

其中，行走装置1具有安装底板和履带，所述扶正立苗装置2安装在行走装置1的安装底板前端，所述连杆推沙装置3安装在扶正立苗装置2两侧,并与安装底板连接；所述捣实装置4安装在安装底板的正中间，所述棘轮覆沙装置5安装在安装底板底部，并位于扶正立苗装置2的后面，所述夯实装置6安装在行走装置1的尾部，所述太阳能发电装置7安装在行走装置1的上方及其周围。

具体地，如图3所示，所述扶正立苗装置2包括摆动机构、齿轮传动机构一、若干扶正爪209、以及若干滑槽208；其中，摆动机构包括舵机201、滑杆202、滚轮滚针轴承203、长方形滑槽204；齿轮传动机构一包括内齿齿圈205、旋转底盘210、若干小齿轮206、以及若干齿条207；所述旋转底盘210用于安装固定所述内齿齿圈205、所述小齿轮206、以及所述滑槽208。

其中，摆动机构用于驱动齿轮传动机构一工作，齿轮传动机构一再驱动若干扶正爪209沿滑槽208向心移动，若干扶正爪209相互配合，用于将位于若干所述扶正爪209内侧倾斜的树苗扶正。

扶正爪209前端呈内八字型，与齿条207焊接，而若干齿条207在内齿齿圈205上侧环形阵列布置，且齿条207沿内齿齿圈205径向延伸。若干小齿轮206在内齿齿圈205内环形阵列布置，并且小齿轮206下端与内齿齿圈205啮合，小齿轮206的上端与齿条207啮合；通过内齿齿圈205的转动可以带动若干齿条207同时向心移动。

摆动机构的舵机201固定在安装板上，滑杆202一端与舵机201的输出轴连接，所述滑杆202的另一端具有向下延伸的凸起，所述长方形滑槽204位于所述凸起外侧并随所述滑杆202一端，而所述内齿齿圈205与所述长方形滑槽204连接。其中，为了减小摩擦，在所述凸起上设置滚轮滚针轴承203，使长方形滑槽204与滚轮滚针轴承203滚动摩擦，随滚轮滚针轴承203水平移动。当舵机201工作时，能通过滑杆202、滚轮滚针轴承203、长方形滑槽204驱动齿轮传动机构一工作。

滑杆202一端装有滚轮滚针轴承203，三个小齿轮206与内齿齿圈205组成了内啮合行星轮系。舵机201带动滑杆202左右摆动30°，带动滚轮滚针轴承203在长方形滑槽204内滚动，进而带动内齿齿圈205转动，进一步带动三个小齿轮206转动。小齿轮206进行了加宽处理，下半部分与内齿齿圈205啮合，上半部分与齿条207啮合。小齿轮206转动带动齿条207径向运动，从而实现三个扶正爪209往中心聚拢，达到扶正立苗的效果。

设置扶正立苗装置巧妙利用内外齿轮啮合、齿轮齿条啮合，带动内八字型的扶正爪往中间聚拢，组成圆形，将树苗扶正。小齿轮进行了加宽处理，下半部分与内齿齿圈啮合，上半部分与齿条啮合，增加了传动的稳定性。

如图4所示，所述连杆推沙装置3包括电动推杆31、X型伸缩杆、以及推沙板35等，电动推杆31通过X型伸缩杆带动推沙板35向设备左右移动，从而实现从两边向中间推沙的运动。

其中，X型伸缩杆包括导轨滑槽32、连杆一33、连杆二34、铰链，而连杆一33与连杆二34中心通过铰链连接；电动推杆31与连杆一33一端通过销钉转动连接，且连杆一33通过销钉在导轨滑槽32内滑动，连杆一33另一端与推沙板35铰接；连杆二34的两端与推沙板35、导轨滑槽32分别铰接。电动推杆31的伸缩方向与行走装置前进方向相同，电动推杆31带动连杆一33在导轨滑槽32内伸缩运动，进而带动推沙板35向设备左右移动，从而实现从两边向中间推沙的运动。

通过设置连杆推沙装置，巧妙地利用连杆滑槽机构和X型连杆机构，利用电动推杆带动X型连杆机构伸缩运动，进而带动推沙板运动，从而实现从两边向中间推沙的运动。

如图5～7所示，所述捣实装置4包括旋转驱动机构、齿轮传动机构二、环形阵列分布的若干个立体凸轮414、以及若干捣实锤头417；齿轮传动机构二包括锥齿轮组一405和环形阵列分布的若干个锥齿轮组二415，立体凸轮414的底部与捣实锤头417连接，立体凸轮414上端通过连接件409、轴承座406与锥齿轮组二415传动连接；旋转驱动机构通过齿轮传动机构二控制捣实锤头417旋转的同时上下移动，将植株周围的沙土捣实，以完成植株的固定。

其中，为了使旋转驱动机构与开立体凸轮414不产生干涉，在锥齿轮组二415下端设置同步带传动机构，将旋转驱动机构的主驱动机构步进电机一410设置在立体凸轮414外侧，并使步进电机一410与机架固定连接，从而步进电机一410通过同步带传动机构驱动齿轮传动机构二工作。

具体地，如图7所示，同步带传动机构包括同步带412、主动轮和从动轮，主动轮通过联轴器与步进电机一410传动连接，从动轮通过同步带轮轴413与锥齿轮组一405的主动齿轮一连接，锥齿轮组一405的若干个从动齿轮一与主动齿轮一啮合；而锥齿轮组二415包括相互啮合的主动齿轮二、从动齿轮二，从动齿轮一通过花键形齿轮轴411带动相对应的主动齿轮二转动，再通过从动齿轮二带动立体凸轮414工作，使捣实锤头417旋转的同时上下移动。

如图6所示，捣实装置4还设有径向同步驱动机构，径向同步驱动机构与若干个连接件409连接，使若干连接件409可以同步径向移动，调节若干立体凸轮414和捣实锤头417中心距，以适应不同直径大小的种植孔，增加捣实装置4的使用范围。

具体地，径向同步驱动机构包括步进电机二401、锥齿轮组三404、以及若干丝杠螺母组件；锥齿轮组三404包括主动齿轮三和环形阵列分布的若干个从动齿轮三，主动齿轮三通过齿轮轴403、联轴器402与步进电机二401传动连接，丝杠螺母组件的梯形丝杠407与对应的从动齿轮三连接，而丝杠螺母组件的丝杠螺母408与对应的连接件409固定连接；步进电机二401通过锥齿轮组三404和丝杠螺母组件控制连接件409下端的捣实锤头417径向移动，用于适应不同直径大小洞口的沙土捣实。

其中，为了使连接件409下端的捣实锤头417能顺利的径向移动，主动齿轮二上设有花键槽，使花键形齿轮轴411与主动齿轮二周向固定连接、轴向滑动连接。此外，为了避免连接件409与丝杠螺母408连接过程中与其他部件产生干涉，连接件409与丝杠螺母408之间设有连接板416，连接板416下端具有避让槽，用于避让花键形齿轮轴411和锥齿轮组二415。

花键形齿轮轴411与主动齿轮二配合形成花键轴副，形成直线运动系统，花键形齿轮轴411与主动齿轮二进行相对直线运动，又可以传递扭矩。当扭矩又花键轴施加到锥齿轮或由锥齿轮施加到花键轴上时，可以进行直线运动，旋转运动，传递载荷均匀。花键轴传动效率高，定位精度好，具有传动可逆性，同步性能好。

径向同步驱动机构中锥齿轮组三可以替换成齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构包括中心齿轮与环形整列分布的若干径向延伸齿条，所述径向延伸齿条沿中心齿轮径向延伸设置并与对应的所述连接件409连接，所述中心齿轮与所述步进电机二401传动连接，用于调节若干立体凸轮414和捣实锤头417中心距，以适应不同大小的种植孔。

在本实施例中，立体凸轮414、捣实锤头417、锥齿轮组二415、连接件409、丝杠螺母组件等部件均设有三个，呈环形阵列分布并同步工作，实现捣实目的。

两层圆锥齿轮轮系分别用来控制三个立体凸轮414平移和旋转，圆锥齿轮的轴交角均为90°，锥齿轮组二415中主动齿轮二的内孔为六角花键形，花键形齿轮轴411一侧为凸起的六角花键，另一侧为光轴；三根梯形丝杠407呈环形分布，间隔120°；三个立体凸轮414底部的捣实锤头做了加大处理，捣实锤头为马蹄状。

步进电机二401通过联轴器402连接齿轮轴403，齿轮轴403连接主动齿轮三，主动齿轮三与三个从动齿轮三啮合，其从动齿轮三分别连接梯形丝杠407，方形丝杠螺母408与立体凸轮414通过连接件409相连。

步进电机一410通过联轴器402连接同步带轮的同步带轮轴413，同步带轮轴413与主动齿轮一连接，主动齿轮一与三个从动齿轮一啮合，从动齿轮一与主动齿轮二通过花键形齿轮轴411连接，实现同轴转动。从动齿轮二与主动齿轮二啮合，从动齿轮二通过转轴连接立体凸轮414。

步进电机一410带动同步带412转动，进而带动主动齿轮一转动，主动齿轮一带动三个从动齿轮一同时转动，其从动齿轮一与外侧主动齿轮二同轴转动，外侧主动齿轮二带动下方从动齿轮二转动，下方从动齿轮二带动立体凸轮414转动，实现立体凸轮414上下运动，继而实现立体凸轮底部的捣实锤头将树苗周围的沙土捣实。

步进电机二401通过主动齿轮三带动三个从动齿轮三同时转动，进而带动三根梯形丝杠407同步转动，从而实现三个方形丝杠螺母408同时径向移动，带动三个立体凸轮414同时移动，实现调节三个立体凸轮中心距的功能。

通过设置具有多个锥齿轮组的捣实装置，锥齿轮组三通过带动三个丝杠同步旋转，同一时刻扩大或缩小三个立体凸轮的中心距，减少人力调节的步骤且提高了准确度，可以满足不同直径大小的种植孔的捣实任务，旋转驱动机构和齿轮传动机构二带动三个立体凸轮同时运动捣实沙土，减少了动力源，结构简单，使用方便，立体凸轮锤头部分采用马蹄型，斜面法向方向集中为一点，有利于将植株周围的沙土捣实。

如图8、图9所示，棘轮覆沙装置5包括棘轮501、棘爪502、弹性压片503、步进电机三504、覆沙板505、带座轴承506、复位机构、以及机架。其中，覆沙板505与棘轮501固定连接，棘爪502安装在转轴上，具体通过焊接或通过键、销轴进行周向固定；而转轴通过带座轴承506安装在机架上，并且转轴一端通过联轴器与步进电机三504连接。

棘爪502与机架转动连接；弹性压片503设置在棘爪502上侧并与机架固定连接，弹性压片503用于压紧棘爪502，进而通过棘爪502制动棘轮501。而棘爪502与复位机构连接，复位机构带动棘爪502逆向转动，将棘轮501脱离制动状态，步进电机三504带动棘轮501反转，进而带动覆沙板505正转90°复位。

其中，复位机构包括：无刷直流电机508、卷轴509、弹性卷绳510、以及中间轴511。无刷直流电机508设置在机架后侧，而卷轴509通过联轴器与无刷直流电机508输出端连接；弹性卷绳510的一端与卷轴509连接，弹性卷绳510另一端与中间轴511连接。而中间轴511与棘爪502固定连接，通过无刷直流电机508带动卷轴509旋转，使弹性卷绳510长度缩短，进而带动棘爪502逆向转动，将棘轮501脱离制动状态。

在本案中，棘轮501、棘爪502、弹性压片503、覆沙板505均设有两个，且对称分布，而两棘爪502通过中间轴511连接，实现同步转动。

装置工作时，步进电机三504带动一对棘轮501反转90°，进而带动覆沙板505反转90°，此时覆沙板505与地面接触并成垂直状态，弹性压片503轻压棘爪502制动棘轮501，防止棘轮501反转；工作结束后，棘轮501正转5°，无刷直流电机508带动的卷轴509卷起弹性卷绳510，棘爪502抬升后棘轮501脱离制动状态，步进电机三504带动棘轮501反转，进而带动覆沙板505正转90°复位，步进电机三504自锁，防止执行元件覆沙板505因自重下落。

棘轮覆沙装置利用步进电机三带动覆沙板反转，使覆沙板与地面成垂直状态，覆沙板跟随车体运动，能将沙子覆盖；通过使用弹性压片轻压棘爪制动棘轮，防止棘轮反转；通过无刷电机带动卷轴卷起弹性绳索，能使棘爪抬升后脱离制动状态；步进电机三带动覆沙板正转复位，便于整个种植装置快速移动。

如图10所示，夯实装置6包括安装在机架上的步进电机四61、曲柄滑块机构、以及夯实器63，步进电机四61用于驱动曲柄滑块机构工作，并带动夯实器63上下移动，从而实现将树苗周围的沙土夯实。

其中，曲柄滑块机构包括偏心圆盘64、关节轴承一62、关节轴承二65、连接杆66、阶梯杆67、以及直线轴承座68，所述偏心圆盘64通过带座外球面轴承与机架转动连接，同时偏心圆盘64通过梅花型联轴器与步进电机四61传动连接。

关节轴承一62与偏心圆盘64连接，关节轴承二65与阶梯杆67连接；而关节轴承一62、关节轴承二65还通过连接杆66连接，使阶梯杆67沿直线轴承座68直线移动，进而带动设置在阶梯杆67底部的夯实器63移动。其中，夯实器63上半部分为空心圆筒形，夯实器63与阶梯杆67通过螺栓螺母直接相连，夯实器63下半部分中间为倒U型，两侧为半圆形。

步进电机四61带动偏心圆盘64旋转，偏心圆盘64旋转带动连接杆66运动，连接杆66带动阶梯杆67上下运动，进而带动夯实器63运动，从而实现将树苗周围的沙土夯实。

夯实装置巧妙利用由偏心圆盘、连接杆、阶梯杆组成的曲柄滑块机构，带动夯实器上下运动，对木苗周围的沙土进行压实，夯实器下半部分中间为倒U型，两侧为半圆形，倒U型保护了树苗的完整性，两侧半圆形夯实了树苗周围的沙土，该装置结构巧妙，提高了树苗的成活率。

本方案中，所述行走装置1包括盖板、履带、电机、连接架、减速器、托轮、支撑架、支重轮、导向轮等组成，通过差速带动机器转向，盖板通过连接架与履带相连接，盖板上方放置其他装置。

本发明的自适应覆沙填洞设备，扶正立苗装置中内啮合行星轮系带动齿条滑动，带动扶正爪往中心聚拢，实现扶正立苗功能；连杆推沙该装置巧妙地利用连杆滑槽机构，实现推沙板的向前向后运动，实现推沙功能；通过捣实装置采用上下两层圆锥齿轮轮系，第一层圆锥齿轮轮系通过带动三个梯形丝杠同步旋转，同一时刻扩大或缩小三个立体凸轮的中心距，第二层圆锥齿轮轮系带动三个立体凸轮同时运动捣实沙土，实现捣实功能；棘轮覆沙装置巧妙利用棘轮机构，对种好的沙柳和花棒进行覆沙处理，可提高沙柳和花棒的成活率；夯实装置利用曲柄滑块机构，对植株周围的沙土进行夯实；太阳能发电装置安装在机器的顶部及周围，利用太阳光照发电来给补充电源电量。本发明结构巧妙，传动稳定；可以提高树苗的成活率，降低劳动成本，减少劳动量。

下面结合附图简述本发明的自适应覆沙填洞设备的工作原理和工作过程。

该设备移动到种植好树苗洞口的正上方时，连杆推沙装置3中电动推杆31带动连杆一33在导轨滑槽32内伸缩运动，带动推沙板35移动，从而将洞口两侧的沙子推到洞中。

推沙完成后，扶正立苗装置2由升降装置带动下降至沙地表面，舵机201旋转60°带动滑杆202在长方形滑槽204内滑动，从而带动内齿齿圈205转动，进而带动其行星轮系内的三个小齿轮206转动，小齿轮206分别带动与其啮合的齿条207滑动，从而带动扶正爪209向圆心收缩，从而使树苗聚拢到洞口圆心处进行扶正。

然后，捣实装置4与扶正立苗装置2由升降装置同时带动下降移动，其第一层步进电机二401带动主动齿轮三转动，主动齿轮三带动三个从动齿轮三同时转动，进而带动三根梯形丝杠407同步转动，从而带动三个方形丝杠螺母408同步径向滑动，方形丝杠螺母408带动连接件409移动，并使主动齿轮二沿花键形齿轮轴411径向移动，使三个立体凸轮414同时移动，实现调节三个立体凸轮中心距的功能。

第二层的步进电机一410带动同步带412转动，同步带412通过从动轮带动主动齿轮一转动，主动齿轮一带动与其啮合的三个从动齿轮一转动，从动齿轮一带动花键形齿轮轴411转动，花键形齿轮轴411带动锥齿轮组二转动，再带动立体凸轮414转动，从而使捣实锤头往下伸出，完成捣实工作。

捣实完成后，行走装置1向前移动，棘轮覆沙装置5中刹车，步进电机三504带动一对棘轮501反转90°，进而带动覆沙板505反转90°，此时覆沙板505与地面成垂直状态，弹性压片503轻压棘爪502制动棘轮，防止棘轮501反转，随着车体前进，棘轮覆沙装置5开始覆沙；

完成覆沙后，行走装置1继续向前移动，夯实装置6中的步进电机四61转动，带动曲柄滑块机构工作，曲柄滑块机构下方连接夯实器63，从而带动夯实器63上下进行夯实，最终完成填洞覆沙的功能。

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 (6)

1.一种自适应覆沙填洞设备，其特征在于，包括行走装置（1）、扶正立苗装置（2）、以及连杆推沙装置（3）、以及捣实装置（4）；

所述扶正立苗装置（2）用于对树苗聚拢到洞口圆心处并扶正；所述连杆推沙装置（3）用于把洞口左右两侧的沙子推到洞中，所述捣实装置（4）用于对洞中的沙土进行捣实；

所述扶正立苗装置包括摆动机构、齿轮传动机构一、以及若干扶正爪（209）；所述齿轮传动机构一包括内齿齿圈（205）、若干小齿轮（206）、以及若干齿条（207）；所述扶正爪（209）与齿条（207）焊接，并且所述扶正爪（209）前端呈内八字型，而若干齿条（207）在内所述内齿齿圈（205）上侧环形阵列布置，且所述齿条（207）沿所述内齿齿圈（205）径向延伸；所述小齿轮（206）的上端与齿条（207）啮合，所述小齿轮（206）下端与所述内齿齿圈（205）啮合；其中，所述摆动机构用于驱动所述内齿齿圈（205）摆动，进而使若干所述扶正爪（209）沿所述内齿齿圈（205）径向向心移动，将位于若干所述扶正爪（209）内侧的树苗扶正；

所述摆动机构包括舵机（201）、滑杆（202）、长方形滑槽（204）；所述滑杆（202）一端与所述舵机（201）的输出轴连接，所述滑杆（202）的另一端具有向下延伸的凸起，所述长方形滑槽（204）位于所述凸起外侧并随所述滑杆（202）一端，而所述内齿齿圈（205）与所述长方形滑槽（204）连接；

所述连杆推沙装置包括电动推杆（31）、X型伸缩杆、以及推沙板（35），所述电动推杆（31）通过所述X型伸缩杆带动所述推沙板（35）横向移动，从而实现从两边向中间推沙；

所述捣实装置包括旋转驱动机构、齿轮传动机构二、环形阵列分布的若干个立体凸轮（414）、以及若干捣实锤头（417）；

所述齿轮传动机构二包括锥齿轮组一（405）和环形阵列分布的若干个锥齿轮组二（415），所述立体凸轮（414）的底部与所述捣实锤头（417）连接，所述立体凸轮（414）上端通过连接件（409）、轴承座（406）与所述锥齿轮组二（415）传动连接；所述旋转驱动机构通过驱动所述锥齿轮组一（405）转动，再通过所述锥齿轮组二（415）控制所述捣实锤头（417）旋转的同时上下移动，将植株周围的沙土捣实，以完成植株的固定。

2.根据权利要求1所述的自适应覆沙填洞设备，其特征在于，所述齿轮传动机构二包括步进电机一（410）和同步带传动机构，所述同步带传动机构的主动轮通过联轴器与所述步进电机一（410）传动连接，所述同步带传动机构的从动轮通过同步带轮轴（413）与锥齿轮组一（405）的主动齿轮一连接；而所述步进电机一（410）设置在所述立体凸轮（414）外侧并与机架固定连接。

3.根据权利要求1所述的自适应覆沙填洞设备，其特征在于，所述捣实装置（4）还设有径向同步驱动机构，径向同步驱动机构与若干个连接件（409）连接；使若干所述立体凸轮（414）和所述捣实锤头（417）同步径向移动，以适应不同直径大小的种植孔；

所述径向同步驱动机构包括步进电机二（401）、锥齿轮组三（404）、以及若干丝杠螺母组件；所述锥齿轮组三（404）包括主动齿轮三和环形阵列分布的若干个从动齿轮三，所述主动齿轮三与所述步进电机二（401）传动连接，所述丝杠螺母组件包括梯形丝杠（407）和丝杠螺母（408），所述梯形丝杠（407）与对应的所述从动齿轮三连接，而所述丝杠螺母（408）与对应的所述连接件（409）固定连接。

4.根据权利要求1所述的自适应覆沙填洞设备，其特征在于，还包括棘轮覆沙装置，所述棘轮覆沙装置（5）包括棘轮（501）、棘爪（502）、步进电机三（504）、覆沙板（505）、复位机构、以及机架；

所述棘轮（501）通过转轴与所述步进电机三（504）传动连接，而所述覆沙板（505）与所述棘轮（501）连接并同步转动；所述步进电机三（504）带动所述所述棘轮（501）和所述覆沙板（505）转动，并被所述棘爪（502）制动，使所述覆沙板（505）与地面接触；而所述机架底部设置有行走装置（1），使所述覆沙板（505）随所述行走装置（1）向前移动，将洞口后侧的沙子覆盖至洞口，完成覆沙功能；

其中，所述复位机构与所述棘爪（502）连接，能让所述棘爪（502）与所述棘轮（501）脱离，进而使所述覆沙板（505）复位，以便整个棘轮覆沙装置的快速移动。

5.根据权利要求4所述的自适应覆沙填洞设备，其特征在于，所述复位机构包括无刷直流电机（508）、卷轴（509）、弹性卷绳（510）、以及中间轴（511）；所述卷轴（509）与所述无刷直流电机（508）输出端连接；所述中间轴（511）与所述棘爪（502）固定连接；而所述卷轴（509）与所述中间轴（511）通过所述弹性卷绳（510）连接。

6.根据权利要求1所述的自适应覆沙填洞设备，其特征在于，还包括夯实装置（6），所述夯实装置（6）包括步进电机四（61）、曲柄滑块机构、以及夯实器（63），步进电机四（61）用于驱动曲柄滑块机构工作，并带动夯实器（63）上下移动，从而实现将树苗周围的沙土夯实。

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