CN115039659A - 一种树苗垂直种植设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种树苗垂直种植设备及其控制方法；其中设备包括主体支撑架、碎土轮装置、开沟犁装置、树苗传送装置、树苗垂直种植装置、营养土喷洒装置、回土装置、压土装置、营养土储存箱体、树苗储存箱体、水管铺设装置、距离计算装置和气动打孔装置；利用碎土轮装置对土地进行碎土，开沟犁装置进行开沟，树苗传送装置将树苗运出至树苗垂直种植装置，控制树苗垂直种植装置夹紧树苗移动至指定种植点并进行垂直种植，配合营养土喷洒装置喷洒营养土在树苗周围，然后回土装置对挖出来的泥土进行回土，压土装置对树苗周围的泥土进行压实，再利用水管铺设装置铺设灌溉水管；整个种植过程无人工参与，自动化水平高，有效提高工作效率，降低人工成本。

Description

一种树苗垂直种植设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及树苗种植的技术领域，特别是一种树苗垂直种植设备及其控制方法。

背景技术

现有技术中用播种或营养繁殖方法培育的小苗，树苗密度大，每个树苗所占营养空间小，要培育大苗必须进行移栽，移栽能够扩大树苗生长的营养空间，如光照空间，通风空间和枝干生长空间，根系生长、吸收水分和营养的空间，树苗移栽有人工移栽和机械移栽两种方法，其中机械移栽可穴植和沟植，穴植法即是人工挖穴栽植，沟植法即是先按行距开沟，土放在沟的两侧，以利回填和树苗定点，将树苗按照定的株距，放入沟内，然后填土。目前市面上缺少用于大树苗的种植设备，或自动化水平低，仍然需要人工进行参与种植，种植效率低，人工成本高。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种树苗垂直种植设备及其控制方法，解决现有技术种植大树苗自动化水平低，种植效率低，人工成本高的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种树苗垂直种植设备，包括主体支撑架、碎土轮装置、开沟犁装置、树苗传送装置、树苗垂直种植装置、营养土喷洒装置、回土装置、压土装置、营养土储存箱体、树苗储存箱体、水管铺设装置、距离计算装置和气动打孔装置；

所述碎土轮装置设置于所述主体支撑架的前端中央，所述开沟犁装置设置于所述碎土轮装置的正后方，所述树苗垂直种植装置设置于碎土轮装置的正后方；所述回土装置设置于所述树苗垂直种植装置的正后方，所述压土装置设置于所述回土装置的正后方；所述水管铺设装置设置于所述主体支撑架的后端，所述距离计算装置用于测量所述主体支撑架前进的距离；所述气动打孔装置设置于所述开沟犁装置的后侧；

所述树苗储存箱体和营养土储存箱体分别设置于所述树苗垂直种植装置的左右两侧；所述营养土储存箱体和树苗储存箱体之间形成树苗移植过道；所述树苗传送装置设置于所述树苗储存箱体内，用于将树苗传送至所述树苗垂直种植装置；所述营养土喷洒装置设置于所述营养土储存箱体内，用于将营养土输送至所述树苗移植过道。

优选的，所述碎土轮装置包括碎土轮、碎土轮框架、液压马达、液压力臂和两条长型转轴；所述碎土轮框架的中部通过一条所述长型转轴与所述主体支撑架转动连接；所述液压力臂固定于所述主体支撑架，且所述液压力臂的输出端与所述碎土框架的一端连接，所述碎土轮与所述碎土轮框架的另一端连接；所述碎土轮中心通过另一条所述长型转轴与所述碎土轮框架转动连接，且所述液压马达设置于与所述碎土轮连接的所述长型转轴的一端。

优选的，所述开沟犁装置包括开沟犁、升降架、升降台、第一液压臂、第二液压臂和枢轴关节；所述升降架设置于所述主体支撑架，所述升降台沿竖直方向可滑动设置于所述升降架，所述升降台与所述第一液压臂的输出端连接，所述枢轴关节设置于所述升降台，所述开沟犁的一端与所述枢轴关节铰接连接，所述第二液压臂设置于所述枢轴关节，且所述第二液压臂的输出端与所述开沟犁的另一端连接，在所述第二液压臂的驱动下，所述开沟犁绕其铰接点转动运动。

优选的，所述回土装置设置有两个，两个所述回土装置分别设置于所述种植过道的左右两侧；所述回土装置包括回土叶片、枢轴连接和液压调节臂；所述枢轴连接器设置于所述主体支撑架的一侧，所述回土叶片铰接设置于所述枢轴连接器；所述液压调节臂设置于所述主体支撑架的底端，且所述液压调节臂的输出端与所述回土叶片连接，在所述液压调节臂的驱动下，所述回土叶片绕所述枢轴连接器转动运动。

优选的，所述压土装置设置有两个，两个所述压土装置分别设置于所述种植过道的左右两侧；所述压土装置包括压土轮、液压伸缩臂和行程框架；所述行程框架设置于所述主体支撑架的后端；所述压土轮可滑动设置与所述行程框架；所述液压伸缩臂的一端固定设置在所述行程框架，所述液压伸缩臂的另一端与所述压土轮连接；两个所述压土装置的压土轮呈一前一后的方式设置，在所述液压伸缩臂的驱动下，两个所述压土装置的压土轮相互靠近或远离。

优选的，所述水管铺设装置包括灌溉水管转轮、转轮支撑架和L型水管导向器；所述转轮支撑架固定设置于所述树苗储存箱体的上方；所述灌溉水管转轮可转动设置于所述转轮支撑架；所述L型水管导向器设置于所述转轮支撑架的下方；所述L型水管导向器包括竖向延伸段和横向定位段；所述竖向延伸段和横向定位段之间通过枢轴节点连接。

优选的，所述距离计算装置包括至少八个距离计算接受器、一个距离计算发生器和—个L型支架；所述主体支撑架设置有行走轮，八个所述距离计算接受器呈圆周排列设置于所述行走轮的侧面；所述行走轮的中心可转动设置在所述L型支架；所述距离计算发生器设置于所述L型支架的一侧，用于向所述距离计算接受器发射信号。

本申请还提出一种树苗垂直种植设备的控制方法应用于所述的树苗垂直种植设备中，设定X₁,t₁和t₂满足X′+X_H＝X₁+X₂，X₁+X₂＜y和t₁+t₂+t₃+t₄≤t₅；其中：

X_H：为原点到植点的距离；

X'：为当树苗垂直种植装置由启动加速到减速达到动力机做匀速直线运动时的速度一致但相反时，动力机相对于地面的前进距离。

V_C：为动力机车拖动树苗垂直种植装置沿着种植的方向做匀速直线运动时的速度；

X₁：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度时，树苗垂直种植装置相对于地面的行程；

X₂：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的距离；

y：为起点到送苗滑轨末端的定位感应器的位置的距离；

t₁：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度时，所需要的时间；

t₂：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的时间；

t₃：为从到达速度V₂时,再运行到送苗滑轨末端的定为感应器位置时所用的时间；

t₄：为树苗垂直种植装置行走到送苗滑轨末端的定位感应器位置点，然后回到原点所需要的时间；

t₅：为动力机车匀速运动，从一颗树苗运动到下一颗树苗所需要的时间。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

一种树苗垂直种植设备的主体支撑架在外部拖机的拖动下前进，利用碎土轮装置对土地进行碎土，开沟犁装置进行开沟，树苗传送装置将树苗运出至树苗垂直种植装置，利用距离计算装置计算移动的速度和距离，配合控制方法对树苗垂直种植装置进行控制，使其夹紧树苗移动至指定种植点上方并进行垂直种植，配合营养土喷洒装置喷洒营养土在树苗周围，然后回土装置对挖出来的泥土进行回土，压土装置对树苗周围的泥土进行压实，再利用水管铺设装置铺设灌溉水管；整个种植过程无人工参与，自动化水平高，有效提高工作效率，降低人工成本。

附图说明

图1是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的主视图；

图2是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的俯视图；

图3是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的碎土轮装置的俯视图；

图4是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的碎土轮装置的主视图；

图5是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的开沟犁装置的示意图；

图6是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的树苗传送装置的示意图；

图7是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的树苗垂直种植装置的俯视图；

图8是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的树苗垂直种植装置的侧视图；

图9是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的树苗垂直种植装置的局部结构示意图；

图10是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的营养土喷洒装置的俯视图；

图11是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的营养土储存箱体的内部结构示意图；

图12是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的回土装置的示意图；

图13是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的压土装置的示意图；

图14是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的水管铺设装置的示意图；

图15是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的距离计算装置的示意图；

图16是本发明提出的树苗垂直种植设备中一个实施例的气动打孔装置的示意图；

图17是本发明提出的树苗垂直种植设备控制方法中一个实施例的垂直种植装置移动示意图；

图18是本发明提出的树苗垂直种植设备控制方法中一个实施例的垂直种植装置移动距离的示意图。

图19是本发明提出的树苗垂直种植设备控制方法中一个实施例的垂直种植装置移动速度的示意图。

图20是本发明提出的树苗垂直种植设备控制方法中种植状态表格1的示意图。

其中：主体支撑架1、碎土轮装置2、碎土轮2.1、碎土轮框架2.2、液压马达2.3、液压力臂2.4、长型转轴2.5、开沟犁装置3、开沟犁3.2、升降架3.4、升降台3.5、第一液压臂3.3.1、第二液压臂3.3.2、枢轴关节3.6、树苗传送装置4、横向树苗传送带4.3、树苗待种平台4.4、光学发生器4.2.1、光学接收器4.2.2、竖向树苗传送带4.1、树苗垂直种植装置5、送苗滑轨5.1、横向滑条5.2、两条夹树力臂5.3、夹树装置5.4、夹树底座5.4.0、夹树叶片5.4.1、电机马达5.4.2、水平感应器5.4.3、感应器5.4.4、塑料薄片5.4.5、定位感应器5.5、树苗移植过道5.6、营养土喷洒装置6、送土螺杆6.1、液压马达6.2、出土口6.4.1、红外发射器6.3.1、红外接收器6.3.2、回土装置7、回土叶片7.1、枢轴连接7.2、液压调节臂7.3、压土装置8、压土轮8.1、液压伸缩臂8.2、行程框架8.3、营养土储存箱体9、推土挡板9.1、长臂液压推杆9.2、中心隔离板9.3、树苗储存箱体10、水管铺设装置11、灌溉水管转轮11.1、转轮支撑架11.2、L型水管导向器11.3、竖向延伸段11.3.1、横向定位段11.3.2、枢轴节点11.3.4、距离计算装置12、距离计算接受器12.1、距离计算发生器12.2、L型支架12.3、气动打孔装置13。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

下面结合图1至图15描述本发明实施例的一种树苗垂直种植设备，包括主体支撑架1、碎土轮装置2、开沟犁装置3、树苗传送装置4、树苗垂直种植装置5、营养土喷洒装置6、回土装置7、压土装置8、营养土储存箱体9、树苗储存箱体10、水管铺设装置11、距离计算装置12和气动打孔装置13；

所述碎土轮装置2设置于所述主体支撑架1的前端中央，所述开沟犁装置3设置于所述碎土轮装置2的正后方，所述树苗垂直种植装置5设置于碎土轮装置2的正后方；所述回土装置7设置于所述树苗垂直种植装置5的正后方，所述压土装置8设置于所述回土装置7的正后方；所述水管铺设装置11设置于所述主体支撑架1的后端，所述距离计算装置12用于测量所述主体支撑架1前进的距离；所述气动打孔装置13设置于所述开沟犁装置的后侧；

所述树苗储存箱体10和营养土储存箱体9分别设置于所述树苗垂直种植装置5的左右两侧；所述营养土储存箱体9和树苗储存箱体10之间形成树苗移植过道5.6；所述树苗传送装置4设置于所述树苗储存箱体10内，用于将树苗传送至所述树苗垂直种植装置5；所述营养土喷洒装置6设置于所述营养土储存箱体9内，用于将营养土输送至所述树苗移植过道5.6。

所述碎土轮装置2包括碎土轮2.1、碎土轮框架2.2、液压马达2.3、液压力臂2.4和两条长型转轴2.5；所述碎土轮框架2.2的中部通过一条所述长型转轴2.5与所述主体支撑架1转动连接；所述液压力臂2.4固定于所述主体支撑架1，且所述液压力臂2.4的输出端与所述碎土框架2.2的一端连接，所述碎土轮2.1与所述碎土轮框架2.2的另一端连接；所述碎土轮2.1中心通过另一条所述长型转轴2.5与所述碎土轮框架2.2转动连接，且所述液压马达2.3设置于与所述碎土轮2.1连接的所述长型转轴2.5的一端。

在所示的实施例中，附图3和附图4显示了碎土轮装置22的详细视图。碎土装置2被安装在主体支架1的前部，并随着拖机拖行主体支撑架1而使其沿着种植的方向一起移动。碎土装置2由一个碎土轮2.1,—个碎土轮框架2.2,—个液压马达2.3,—个液压力臂2.4和两条长型转轴2.5组成。碎土轮2.1是通过一条长形转轴2.5贯穿碎土轮中心与碎土轮框架2.2连接。液压马达2.3被安装在长型转轴2.5的一侧并与转轴连接，并且碎土轮2.1通过定位栓与长型转轴2.5进行连接，当液压马达2.3带动长型转轴2.5转动时长型转轴2.5带动碎土轮2.1转动如附图3和附图4所示。在碎土轮框架2.2前端和树苗种植装置的前端配用一个大型液压力臂2.4进行连接，此液压力臂2.4是用于调节碎土轮进入土壤的深度，液压力臂2.4通过液压泵驱动，当液压力臂2.4升的越高，碎土轮2.1进入土壤的深度就越深，当碎土轮2.1工作完毕时液压力臂2.4将复位到最低点使碎土轮2.1脱离地面。碎土轮框架2.2的前半部分由一条长型转轴2.5与主体支撑架1连接，使液压力臂2.4升高降低时通过此长型转轴2.5作为支点实现对碎土轮2.1的升高和降低。

所述开沟犁装置3包括开沟犁3.2、升降架3.4、升降台3.5、第一液压臂3.3.1、第二液压臂3.3.2和枢轴关节3.6；所述升降架3.4设置于所述主体支撑架1，所述升降台3.5沿竖直方向可滑动设置于所述升降架3.4，所述升降台3.5与所述第一液压臂3.3.1的输出端连接，所述枢轴关节3.6设置于所述升降台3.5，所述开沟犁3.2的一端与所述枢轴关节3.6铰接连接，所述第二液压臂3.3.2设置于所述枢轴关节3.6，且所述第二液压臂3.3.2的输出端与所述开沟犁3.2的另一端连接，在所述第二液压臂3.3.2的驱动下，所述开沟犁3.2绕其铰接点转动运动。

具体的，在本实施例中，开沟犁装置3被安装在主体支撑架1的前部紧随碎土轮装置22之后。当碎土轮装置22把种植坑的土打松使其变得松散后开沟犁装置3里面的开沟犁3.2也随着主体支撑架1向前移动而移动。当开沟犁3.2向前移动时可通过第一液压臂3.3.1、升降架3.4和升降台3.5对开沟犁进行高低调节，使其插进具有松散土壤的种植坑中，当开沟犁3.2向前运动时就会把种植坑内松散的土壤推出并推至种植坑的两侧，开沟犁装置3里的第二液压臂3.3.2和枢轴关节3.6可以用于调节开沟犁3.2向前行进的角度。

所述树苗垂直种植装置5包括两条送苗滑轨5.1、横向滑条5.2、两条夹树力臂5.3和两套夹树装置5.4；所述横向滑条5.2的两端分别可滑动设置于两条所述送苗滑轨5.1；两条所述夹树力臂5.3分别可滑动设置于所述横向滑条5.2的两端；所述夹树装置5.4设置于所述夹树力臂5.3的底端。

所述树苗垂直种植装置5还包括有定位感应器5.5，所述定位感应器5.5设置有四个，四个所述定位感应器5.5分别设置于两条所述送苗滑轨5.1的两端。所述夹树装置5.4包括夹树底座5.4.0、夹树叶片5.4.1、电机马达5.4.2；所述夹树底座5.4.0设置于所述夹树力臂5.3的底端；所述电机马达5.4.2设有两个，两个所述电机马达5.4.2分别设置于所述夹树底座5.4.0的两端，所述夹树叶片5.4.1的两端分别与两个所述电机马达5.4.2的输出端连接，在所述电机马达5.4.2的驱动下，所述夹树叶片5.4.1沿直线伸缩运动，两套所述夹树装置5.4的夹树叶片5.4.1相互靠近或远离。

所述夹树装置5.4还包括有力度感应器5.4.4，所述力度感应器5.4.4的一端与所述夹树底座5.4.0连接，另一端与所述夹树叶片5.4.1的中部连接。所述夹树装置5.4还包括有水平感应器5.4.3，所述夹树装置5.4与所述夹树力臂5.3可转动连接，所述水平感应器5.4.3设置于所述夹树底座5.4.0的上表面，用于检测所述夹树装置5.4的是水平度。所述夹树装置5.4还包括有塑料薄片5.4.5，所述塑料薄片5.4.5设置于所述夹树叶片5.4.1的表面，用于保护树苗；

具体的，在本实施例中，当感应器探测到夹树装置5.4下方有树苗时，通过外部驱动控制夹树力臂5.3从横向滑条5.2两侧向横向滑条5.2的中心方向移动，从而利用夹树装置5.4往横向滑条5.2中心方向移动进而把树苗夹紧。当两套夹树装置5.4随着夹树力臂5.3往横向滑条5.2中心作相对靠近运动时，两个夹树叶片5.4.1就会触碰到树干并且对树干形成一个夹子的状态，在一个实施例中的力度感应器5.4.4会感应夹紧力度的大小，当夹紧力度足够就发送信号给夹树力臂5.3使其停止运动并固定在此位置，与此同时这个信号也会发送给电机马达5.4.2，电机马达5.4.2启动将夹树叶片5.4.1往树干方向推动一小段距离，从而使由两个夹树装置5.4的夹树叶片5.4.1形成的夹子更加稳固的夹住树干。

在一个实施例中附在夹树叶片上的塑料薄片5.4.5可以防止了夹树叶片5.4.1的金属与树干直接接触，从而防止金属材料的夹树叶片5.4.1对树干的伤害。当夹树装置5.4把树苗夹住后力度感应器5.4.4指示电机马达5.4.2转动一小段距离对树苗夹紧后，会发送一个信号控制横向滑轨5.2移动，沿着两条送苗滑轨5.1往种植方向的反方向运动，把树苗沿着送苗滑轨5.1传送到指定的种植位置的正上方位置，横向滑轨5.2沿着两条送苗滑轨5.1往种植方向的反方向运动可以使得树苗与指定的种植位置保持相对静止，从而保证树苗的垂直种植，然后控制两条夹树力臂5.3分别向横向滑条5.2的两侧运动一段距离，两套夹树装置5.4沿着横向滑轨5.2滑动分开，从而将树苗准确的种植在指定种植位置中。

当种苗动作完成后横向滑条5.2继续沿着送苗滑轨5.1进行反方向运动，直到触碰安装在送苗滑轨末端的定位感应器5.5，此时定位感应器5.5就会发送信号给横向滑条5.2进行复位运动，复位方向与拖机行进方向保持一致，同时两条夹树力臂5.3分别向横向滑条5.2的两侧运动，直到接近横向滑条5.2外端停止运动，这样就使夹树装置5.4呈现打开状态，为夹住下一棵苗做准备。当横向滑条5.2做复位运动时并且触碰到送苗滑轨5.1开始端的定位感应器5.5时，横向滑条5.2停止运动，这样就使夹树装置5.4重新回到原点，为种植下一棵树苗做准备。

在一个实施例中，整个植树的过程中，安装在夹树底座5.4.0上的水平感应器5.4.3会对夹树装置5.4的水平度进行检测，通过外置驱动控制夹树装置5.4转动进行不断地水平调节，从而使树苗更好的被垂直种植在土壤中。树苗传送装置4、营养土喷洒装置6、营养土储存箱体9和树苗储存箱体10组合为树苗和营养土输送装置；所述树苗传送装置4包括有横向树苗传送带4.3、树苗待种平台4.4、光学发生器4.2.1、光学接收器4.2.2和若干条竖向树苗传送带4.1；若干条所述竖向树苗传送带4.1沿横向排列设置于所述树苗储存箱体10的底部，所述横向树苗传送带4.3设置于所述竖向树苗传送带4.1的输出端，所述树苗待种平台4.4设置于所述横向树苗传送带4.3的输出端；所述光学发生器4.2.1和光学接收器4.2.2分别设置于所述树苗储存箱体10的相对一侧的内壁，每个所述竖向树苗传送带4.1的前后两端分别设置有所述光学接收器4.2.2和光学发生器4.2.1。

具体的，在一个实施例中，具体的，在本实施例中，树苗存储箱体10用来承载树苗传送装置4和一定量的待种树苗。以便在植树过程中无需平凡添加树苗。树苗传送装置4配有三条竖向的树苗传送带4.1,一条横向树苗传送带4.3和一个树苗待种平台4.4；三条横向的树苗传送带4.1是用于给横向树苗传送带4.3提供树苗，横向树苗传送带4.3是用来把树苗传送到树苗种植装置的一个指定的树苗待种平台4.4,这个指定位置就是等待种植树苗的停放位置，以等待树苗垂直种植装置5使用。同时树苗传送装置4是配有四个光学发生器4.2.1和四个光学接收器4.2.2。其中三个光学发生器安放在每条竖向树苗传送带的一端的树苗存储箱体内侧，另外三个光学接收器安放在竖向树苗传送带另一端的树苗储存箱体10内侧。以便于发送信号告知每条竖向树苗传送带上的树苗数量。当第一条竖向树苗传送带4.1向横向树苗传送带4.3传送第一棵苗直到最后一棵被传送出去，由于竖向树苗传送带没有了树苗的阻挡光学接收器就会接收到光学发生器发出的光信号从而使第一条竖向树苗传送带停止工作，第二条竖向树苗传送带开始工作。这样直到三条竖向树苗传送带上的苗全部种植完毕。

所述树苗待种平台4.4的前后两端还分别设置有一个光学发生器4.2.1和一个光学接收器4.2.2。具体的，在横向树苗传送带4.3的一端左右两侧各安装一个光学发生器4.2.1和光学接受器4.2.2，此作用可以检测出树苗垂直种植装置5此位置是否有苗，从而判断是否启动树苗种植，智能化程度更高。

所述营养土喷洒装置6包括两条送土螺杆6.1和两个液压马达6.2；所述营养土储存箱体9的一侧设置有两个出土口6.4.1，两个所述出土口6.4.1分别设置在所述营养土储存箱体9的前后两端；两条所述送土螺杆6.1分别设置于所述营养土储存箱体9的内部的前后两端，所述送土螺杆6.1的一端可转动设置于所述出土口6.4.1，所述送土螺杆6.1的另一端与所述液压马达6.2连接；在所述液压马达6.2驱动下，所述送土螺杆6.1沿其轴线自转运动，从而将所述营养土储存箱体9内的营养土从所述出土口6.4.1送出。

所述营养土喷洒装置6还包括有三个红外发射器6.3.1和三个红外接收器6.3.2；三个所述红外发射器6.3.1排列设置于所述营养土储存箱体9的外壁，前端的所述红外发射器6.3.1设置于前端的所述出土口6.4.1的前方，中端的所述红外发射器6.3.1设置于两个所述出土口6.4.1的中间位置，后端的所述红外发射器6.3.1设置于后端的所述出土口6.4.1的后方；所述红外接收器6.3.2设置于所述树苗储存箱体10的外壁，三个所述红外接收器6.3.2分别与三个所述红外发射器6.3.1相对设置。

两条送土螺杆6.1被安装在营养土储存箱体9的内部，营养土封盖在送土螺杆6.1的外周。当树苗经过前端的红外发射器6.3.1时，就会产生一个信号给前端的送土螺杆6.1的液压马达6.2，使该液压马达6.2工作，从而带动前端的送土螺杆6.1进行送土工作，从而将营养土从前端的出土口6.4.1输出，覆盖在指定的种植位置上；然后树苗种植在指定的种植位置后，此时中端的红外发射器6.3.1就会感应到树苗，就会产生一个信号给前端的送土螺杆6.1的液压马达6.2停止工作，同时会产生一个信号给后端的送土螺杆6.1的液压马达6.2工作，使该液压马达6.2工作从而带动后端的送土螺杆6.1进行送土工作，从而将营养土从后端的出土口6.4.1输出，覆盖在已经种植的树苗上，外部拖机拖动树苗垂直种植设备继续往前前进，树苗通过后端的红外发射器6.3.1时，就会产生一个信号给后端的送土螺杆6.1的液压马达6.2停止工作，从而完成整个对树苗铺放营养土的作业。

所述营养土喷洒装置6还包括两块推土挡板9.1、两个长臂液压推杆9.2和一块中心隔离板9.3；所述中心隔离板9.3设置于两个所述出土口6.4.1的中间位置，且所述中心隔离板9.3的两端分别连接至所述营养土储存箱体9的内部，从而将所述营养土储存箱体9的内部分隔成两部分；两个所述长臂液压推杆9.2分别设置于所述营养土储存箱体9的前后两端，两块所述推土挡板9.1分别设置在两个所述长臂液压推杆9.2的输出端，在所述长臂液压推杆9.2的驱动下，所述推土挡板9.1往靠近或远离所述中心隔离板9.3的方向运动。

营养土储存箱体9是用于储存一定量的营养土供种植树苗所用，中心隔离板9.3将所述营养土储存箱体9的内部分隔成两部分；两部分均储存有营养土。营养土喷洒装置6的两个送土螺杆6.1分别置于中心隔离板9.3的两侧的营养土内。随着营养土的输出，当在送土螺杆6.1上方的营养土减少时，种植人员可以通过操纵长臂液压推杆9.2把推土挡板9.1向营养土储存箱体9的中心的中心隔离板9.3的方向推动，可以使送土螺杆6.1的上方保证有充足的营养土以供种植使用。当营养土储存箱体9的营养土被用完时，种植人员可以通过按钮使推土挡板9.1作反方向运动，远离中心隔离板9.3的方向复位回到原点，以便给箱体从新填充营养土。

所述回土装置7设置有两个，两个所述回土装置7分别设置于所述种植过道5.6的左右两侧；所述回土装置7包括回土叶片7.1、枢轴连接7.2、液压调节臂7.3；所述枢轴连接器7.2设置于所述主体支撑架1的一侧，所述回土叶片7.1铰接设置于所述枢轴连接器7.2；所述液压调节臂7.3设置于所述主体支撑架1的底端，且所述液压调节臂7.3的输出端与所述回土叶片7.1连接，在所述液压调节臂7.3的驱动下，所述回土叶片7.1绕所述枢轴连接器7.2转动运动。

在本实施例中，回土叶片7.1通过枢轴连接器7.2和主体支撑架1进行连接，使回土叶片7.1可以环绕枢轴连接器7.2进行上下运动。回土叶片的另一端由液压调节臂7.3进行连接，液压调节臂7.3的液压箱体与主体支撑架1底部进行连接，当液压调节臂7.3伸长时，回土叶片7.1升起，反之回土叶片7.1降下来，在作业时回土叶片7.1可以被放下，作业完成时回土叶片7.1可以升高回收，以免回土叶片7.1阻碍其他结构的运动，同时保护回土叶片7.1。值得说明的是，两个回土叶片7.1是被安置在树苗移植过道5.6的后半部分，两个回土叶片7.1一前一后且在前后方向上有重叠的摆放，两个回土叶片7.1呈八字型，当树苗垂直种植设备沿着植树方向向前移动时，以便于把种植坑两边的土推回种植坑内，以实现种植坑土壤的回填。

所述压土装置8设置有两个，两个所述压土装置8分别设置于所述种植过道5.6的左右两侧；所述压土装置8包括压土轮8.1、液压伸缩臂8.2和行程框架8.3；所述行程框架8.3设置于所述主体支撑架1的后端；所述压土轮8.1可滑动设置与所述行程框架8.3；所述液压伸缩臂8.2的一端固定设置在所述行程框架8.3，所述液压伸缩臂8.2的另一端与所述压土轮8.1连接；两个所述压土装置8的压土轮8.1呈一前一后的方式设置，在所述液压伸缩臂8.2的驱动下，两个所述压土装置8的压土轮8.1相互靠近或远离。

行程框架8.3有一个较长，另一个被设计较短，这样就可以使两个压土轮摆放在主体支撑架11的最末端时，两个所述压土装置8的压土轮8.1呈一前一后的方式设置，且两个压土轮8.1相互靠近时有一部分可以前后重叠。行程框架8.3的另一端被安装在主支撑框架的后端同时靠近树苗移植过道，液压伸缩臂8.2的伸缩可以让压土轮8.1实现左右移动，行程框架8.3上设置发生器8.4.1和感应器8.4.2，当压土装置8在被种植的树与树之间作业时两个压土轮8.1处于重叠状态，当接近前方刚种植完的树苗后树苗运行通过发生器8.4.1和感应器8.4.2之间时，感应器8.4.2就会发出一个指令给液压伸缩臂8.2使两个重叠状态的压土轮8.1相互远离运动，从而形成一个出苗口使刚种植的树苗可以顺利通过。

所述水管铺设装置11包括灌溉水管转轮11.1、转轮支撑架11.2、L型水管导向器11.3；所述转轮支撑架11.2固定设置于所述树苗储存箱体10的上方；所述灌溉水管转轮11.1可转动设置于所述转轮支撑架11.2；所述L型水管导向器11.3设置于所述转轮支撑架11.2的下方；所述L型水管导向器11.3包括竖向延伸段11.3.1和横向定位段11.3.2；所述竖向延伸段11.3.1和横向定位段11.3.2之间通过枢轴节点11.3.4连接。

水管铺设装置11是用于为已种植完的打树苗提供和铺设水管；水管铺设装置11安放在树苗储存箱体10的后方，并且通过转轮支撑架11.2实现灌溉水管转轮11.1与树苗储存箱体10的连接。L型水管导向器11.3安装在转轮支撑架11.2下方，顶点与树苗储存箱体10连接。L型水管导向器11.3是由竖向延伸段11.3.1和横向定位段11.3.2组成；竖向延伸段11.3.1中间有个枢轴节点11.3.4，当竖向延伸段11.3.1接触到地面时并且树苗种植装置往前行进时，枢轴节点11.3.4可使竖向延伸段11.3.1的下半段向后移动，以免损坏L型水管导向器。竖向延伸段11.3.1和横向定位段11.3.2也由一个枢轴节点11.3.4所连接，当横向定位段11.3.2往前运动时枢轴节点可使横向定位段11.3.2往前或往后运动，以免横向定位段11.3.2碰到硬物是被损坏，枢轴节点11.3.4两边安装弹簧，弹簧则用来复位。

所述距离计算装置12包括至少八个距离计算接受器12.1、距离计算发生器12.2和—个L型支架12.3；所述主体支撑架1设置有行走轮，八个所述距离计算接受器12.1呈圆周排列设置于所述行走轮的侧面；所述行走轮的中心可转动设置在所述L型支架12.3；所述距离计算发生器12.2设置于所述L型支架12.3的一侧，用于向所述距离计算接受器12.1发射信号。

距离计算装置12用于计算树苗垂直种植设备行走的路程，从而发送信息触发树苗垂直种植设备的其他装置，八个距离计算接受器12.1被安装在行走轮上，以圆周型平均分配，当行走轮转动时每个距离计算接受器12.1会相对应经过距离计算发生器12.2，从而发送信号给电脑来计算行走的路程。

所述气动打孔装置13设置于所述开沟犁装置3的后侧。气动打孔装置13由一个缸体13.2和打孔锤13.1所组成。当树苗植物设备开始工作时，距离计算装置12和一套种植位置的计算方程式就会发送打孔的时间给气动打孔装置13进行打孔，打孔锤13.1在缸体13.2内迅速向下运动，产生四吨的向下冲力，从而形成种植孔，使其减少了碎土轮装置2和开沟犁装置3的开坑深度，从而提高了种植效率。

结合附图16-附图18，本申请还提出一种树苗垂直种植设备的控制方法，应用于所述树苗垂直种植设备中，设定X₁,t₁和t₂满足X′+X_H＝X₁+X₂，X₁+X₂＜y和t₁+t₂+t₃+t₄≤t₅；

再次对树苗垂直种植装置5的运动做进一步研究,当动力机车拖动树苗种植装置沿着种植的方向做匀速直线运动时，树苗垂直种植装置5是如何在送苗滑轨把树苗运送到指定的种植地点就变的复杂，因为当树苗垂直种植装置5在树苗待种平台上方时，我们称这以点为原点D,我们称指定的种植地点为种植点A，种植点A是在树苗垂直种植装置5之后的第一个出土口6.4.1,树苗种植装置沿着种植的方向做匀速直线运动的速度为V。这个原点D上方的树苗垂直种植装置5相对于树苗种植装置本身是静止的，但是相对于种植点A是运动的，以速度V_C沿着种植的方向远离。因此，树苗垂直种植装置5必须做一个相对于种植方向往后的方向运动。当树苗垂直种植装置5往后的运动速度过快时，就会超过种植点A,使其无法在指定的种植点A种植树苗。当树苗垂直种植装置5往后的运动速度过慢时，由于动力机车拖动树苗种植装置沿着种植的方向做匀速直线运动，树苗垂直种植装置5相对于种植点A是运动的，使其无法到达种植点A,树苗也不会种植在指定的种植点A.因此，要想把树苗种植在指定的种植点A,树苗垂直种植装置5必须有一个启动加速和减速到速度V的过程，因为当树苗垂直种植装置5的刚好到达种植点A时的速度为反向V时，并且保持反向速度V,树苗垂直种植装置5相对于种植点A就是静止状态，此时就可以进行各种植树动作。

通过对营养土喷洒装置6的描述，我们可以知道在树苗种植前会喷洒一次营养土，当树苗到达第一次喷洒营养土时，又会在次喷洒营养土使树苗根被营养土所包裹，然后才是回土，压紧土，和铺装灌溉管。因此，我们因该把营养土喷洒装置6的第一个喷土口作为相对于树苗种植装置本身的种植点，所以营养土喷洒装置6的第一个喷土口就被作为相对于树苗种植装置本身的种植点H。种植点H和种植点A是有很大的区别的，因为种植点H相对于树苗种植装置本身是不运动的，相对于地面是运动的。而种植点A相对于地面是不运动的，但相对于树苗种植装置是运动的。因此，当树苗种植装置往前运动时，并且在树苗垂直种植装置5启动前，种植点H和种植点A是重叠的。当树苗种植装置往前运动时，树苗垂直种植装置5启动时，种植点H就会沿着种植的方向远离种植点A。一定要注意种植点A才是真正树苗要种植在地上的种植点，因为它永远相对于地面是静止的。同时，原点D和种植点H的距离是永远不变的，因为，种植点H相对于树苗种植装置本身永远是静止的，我们称这段距离为X。

当树苗垂直种植装置5到达送苗滑轨末端的定位感应器时，所以植树动作已被完成，我们称为E点。树苗垂直种植装置5此时要瞬速回到原点D为种植下一颗树苗做准备。因此，我们需要横向滑条的最大速度不能低于动力机车的匀速运动速度，我们设这个速度为V_S。

通过上面的描述，我们可以得到一些匀速直线运动，匀速加速运动，匀速减速运动和反向匀速运动的元素，如下述所示：

X_T：为种植树苗之间的距离；

E：为送苗滑轨末端的定位感应器的位置；

H：为第一个出土口上方的送苗滑轨的位置；

V_S：为横向滑条的最大速度；

X_H：为原点D到植点H的距离；

V_C：为动力机车拖动树苗垂直种植装置5沿着种植的方向做匀速直线运动时的速度；

V₀：为树苗垂直种植装置5没有启动时，相对于树苗种植装置的速度，因此在这里为0；

X'：为当树苗垂直种植装置5由启动加速到减速达到动力机做匀速直线运动时的速度一致但相反时，动力机相对于地面的前进距离；

t：为当树苗垂直种植装置5由启动加速到减速达到动力机做匀速直线运动时的速度一致但相反时，动力机相对于地面的前进所用的时间；

X₁：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度时，树苗垂直种植装置5相对于地面的行程；

t₁：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度时，所需要的时间；

a₁：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度时，所需要的加速度；

V₁：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度时的瞬间速度；

X₂：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的距离；

t₂：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的时间；

a₂：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的加速度；

V₂：为树苗垂直种植装置5从启动加速到最大合理速度后进行减速到与V_C的速度一致的速度，但它是方向，所以为负值；

D：为树苗垂直种植装置5在树苗待种平台上方时，我们称这以点为原点D；

y：为D点到E点的距离；

y₁：为树苗垂直种植装置5相对树苗垂种植装置本身从V₀开始启动加速到最大速度，然后减速到V₂的距离；

y₂：为从到达速度V₂时,再运行到送苗滑轨末端的定为感应器E时的位置

t₃：为从到达速度V₂时,再运行到送苗滑轨末端的定为感应器E位置时所用的时间；

t₄：为树苗垂直种植装置5行走到送苗滑轨末端的定位感应器的位置E点，然后回到原点D所需要的时间；

t₅：为动力机车匀速运动，从一颗树苗运动到下一颗树苗所需要的时间。

通过匀速直线运动公式，匀速加速运动公式，匀速减速运动公式和反向匀速运动公式已知道的公式，如下述示：

1)V_t＝V₀×t

2)

3)X＝V₀+a×t

4)V_t ²＝V₀ ²+2×a×X

通过把上述元素代入运动公式1),2),3)和4)我们可以得到以下运动公式：

5)X′＝V_C×(t₁+t₂)+X_H

6)

7)V₁＝V₀+a₁×t₁

8)

9)

10)

11)X′＝V_C×(t₁+t₂)

12)t＝t₁+t₂

通过上述演变的运动公式5),6),7),8),9),10),11)和12)我们只知道X_H，t，V_C和V₀的值是多少和：X’+X_H＝X₁+X₂，同时也可以知道当树苗种植装置运动时；X₁+X₂是绝对大于X_H，但并不知道X',t,X₁,X₂,t₁,t₂，a₁，a₂,V₁和V₂的值是多少，只有从5)到12)八条公式是不可能求出10个未知数的。因此我们可以把X_H，X',t,X₁,X₂,t₁,t₂，a₁，a₂,V₁,V₂和V_C整理成数字矩阵；当树苗垂直种植装置5要到达种植点A,并且于地面保持相对静止状态时X’+X_H＝X₁+X₂是必须被满足的。X_H是原点D到植点H的距离，这个距离一旦定下，无论相对于地面还是相对树苗种植装置本身都是不会变，因此我们在设立矩阵时，X_H的时间和加速度可以看作0。由于X’是匀速运动，没有瞬间速度，所以瞬间速度为0,如下所示：

13)

14)

15)

16)

从矩阵13),14)15)和16)的行向量我可以看出每个矩阵的第一行是矢量，单位是米，第一行符合矩阵加法运算的条件。矩阵13),14)的第二行的单位是米每平方秒，而矩阵15)的第二行的单位是米每秒，矩阵16)的第二行为0。所以不同的矢量不能相加或叠加，第二行不符合矩阵加法运算的条件。矩阵13)和14)的第三行时瞬间速度，而矩阵15)和16)没有瞬间速度。矢量不同，矩阵第三行不符合矩阵加法运算的条件。矩阵13),14)15)和16)是时间，虽然15)和16)的时间为0,但是在经典力学中时间是标量。所以矩阵第四行符合矩阵加法运算的条件。

由以上得知要满足的条件是：X’+X_H＝X₁+X₂。重新把矩阵13),14),15)和16)整理成如下所示：

16)

17)

18)

19)

因此我们可以得出矩阵16)+17)＝18)+19),这样就满足了公式：X’+X_H＝X₁+X₂和12)t＝t₁+t₂条件,如下所示：

20)

因此在公式20)中我们可以看出当在公式19)得左边设定X₁,X₂,t₁和t₂中的随意三个就可以得到以下元素中剩下的其它元素：X',t,X₁,X₂,t₁,t₂，a₁，a₂,V₁和V₂。

由于在公式5)到12)中我们为了减少计数量，我们就不给出t₁和t₂的计数公式了。因此，我们可以设定t₁和t₂在随意选定一个X₁或X₂就可以求出其它元素。在此树苗种植设备中，我们就设定X₁,t₁和t₂。因此当设定的X₁,t₁和t₂，求出的结果不满足等式20)，证明了树苗垂直种植装置5无法到达种植点A,如果X₁+X₂>X’+X_H就说明树苗垂直种植装置5超过了种植点A,不能把树苗种植到指定的A点，它会把树苗种植在A点之后。如果X₁+X₂<X’+X_H就说明树苗垂直种植装置5无法到达种植点A,它会把树苗种植在种植点A之前。

因此，我们可以先设定：X₁,t₁和t₂，把公式5)到12)输入单片机，再用X’+X_H＝X₁+X₂做判断语句。当树苗垂直种植装置5启动后，从而控制树苗垂直种植装置5的运动过程，对树苗进行精准投放。

以上公式和过程是描述了树苗垂直种植装置5相对于大树种植装置和地面种植点A的运动状态和过程。让我们再深入研究树苗垂直种植装置5达到V₂后的运动过程和状态。

当树苗垂直种植装置5达到速度V₂时,相对于地面种植点A保持相对静止的状态时。它相对于地面是静止的，但相对于树苗种植装置本身是运动的。所以树苗垂直种植装置5，在送苗滑轨还会运动直到到达送苗滑轨另一端的E点，同时也给时间其它的子系统完成种植动作。因此，我们称这段距离为y₂,这段运动时间为t₃。从V₀到V₂为y₁。从上面所述，不难看y₁＝X_H。速度的绝对值和V_C相等，但方向相反，所以是负值。因此可以得到公式21)如下：

21)

因此，从上面总体所示，我们可以得知另外一个判断条件是：X₁+X₂＜y。

当树苗垂直种植装置5到达E点时，种植所需要的所有动作已经被完成，树苗垂直种植装置5可以松开树苗，并回到原点D。因此，这段距离是y,时间是t₄，速度是V_S。因此，我们可以的到公式22),如下：

22)y＝V_S×t₄

因此，从上面所讨论的情况，我们得知树苗垂直种植装置5运动的最大速度V_S不能低于动力机车的匀速运动速度V_C。

因此，从上面总体所示，我们可以得知，从树苗垂直种植装置5启动到完成种植，再回到原点D所用的时间是不能超过动力机车匀速运动从一颗树苗运动到下一颗树苗所需要的时间t₅。因此，我们可以再得到一个判断条件：t₁+t₂+t₃+t₄≤t₅；如果t₁+t₂+t₃+t₄大于t₅就会使树苗种植装置超出设定得树苗行距进行种植。所以，从上面总体对树苗种植装置种树的运动的描述，我们可以总结出再设定：X₁,t₁和t₂时必须要满足的三个条件：X′+X_H＝X₁+X₂，X₁+X₂＜y和t₁+t₂+t₃+t₄≤t₅。否则的设定不成立。所以我们可以得出如附图19的表格1，表格1中展现了X₁,t₁和t₂输入不同数据时树苗植物设备是否能进行种植的状态。当X₁,t₁和t₂输入数据满足第一种情况时树苗植物设备时可用的，其它种情况是不可用的。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种树苗垂直种植设备，其特征在于：包括主体支撑架、碎土轮装置、开沟犁装置、树苗传送装置、树苗垂直种植装置、营养土喷洒装置、回土装置、压土装置、营养土储存箱体、树苗储存箱体、水管铺设装置、距离计算装置和气动打孔装置；

所述碎土轮装置设置于所述主体支撑架的前端中央，所述开沟犁装置设置于所述碎土轮装置的正后方，所述树苗垂直种植装置设置于碎土轮装置的正后方；所述回土装置设置于所述树苗垂直种植装置的正后方，所述压土装置设置于所述回土装置的正后方；所述水管铺设装置设置于所述主体支撑架的后端，所述距离计算装置用于测量所述主体支撑架前进的距离；所述气动打孔装置设置于所述开沟犁装置的后侧；

所述树苗储存箱体和营养土储存箱体分别设置于所述树苗垂直种植装置的左右两侧；所述营养土储存箱体和树苗储存箱体之间形成树苗移植过道；所述树苗传送装置设置于所述树苗储存箱体内，用于将树苗传送至所述树苗垂直种植装置；所述营养土喷洒装置设置于所述营养土储存箱体内，用于将营养土输送至所述树苗移植过道。

2.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述碎土轮装置包括碎土轮、碎土轮框架、液压马达、液压力臂和两条长型转轴；

所述碎土轮框架的中部通过一条所述长型转轴与所述主体支撑架转动连接；所述液压力臂固定于所述主体支撑架，且所述液压力臂的输出端与所述碎土框架的一端连接，所述碎土轮与所述碎土轮框架的另一端连接；所述碎土轮中心通过另一条所述长型转轴与所述碎土轮框架转动连接，且所述液压马达设置于与所述碎土轮连接的所述长型转轴的一端。

3.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述开沟犁装置包括开沟犁、升降架、升降台、第一液压臂、第二液压臂和枢轴关节；

所述升降架设置于所述主体支撑架，所述升降台沿竖直方向可滑动设置于所述升降架，所述升降台与所述第一液压臂的输出端连接，所述枢轴关节设置于所述升降台，所述开沟犁的一端与所述枢轴关节铰接连接，所述第二液压臂设置于所述枢轴关节，且所述第二液压臂的输出端与所述开沟犁的另一端连接，在所述第二液压臂的驱动下，所述开沟犁绕其铰接点转动运动。

4.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述回土装置设置有两个，两个所述回土装置分别设置于所述种植过道的左右两侧；

所述回土装置包括回土叶片、枢轴连接和液压调节臂；所述枢轴连接器设置于所述主体支撑架的一侧，所述回土叶片铰接设置于所述枢轴连接器；所述液压调节臂设置于所述主体支撑架的底端，且所述液压调节臂的输出端与所述回土叶片连接，在所述液压调节臂的驱动下，所述回土叶片绕所述枢轴连接器转动运动。

5.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述压土装置设置有两个，两个所述压土装置分别设置于所述种植过道的左右两侧；

所述压土装置包括压土轮、液压伸缩臂和行程框架；所述行程框架设置于所述主体支撑架的后端；所述压土轮可滑动设置与所述行程框架；所述液压伸缩臂的一端固定设置在所述行程框架，所述液压伸缩臂的另一端与所述压土轮连接；两个所述压土装置的压土轮呈一前一后的方式设置，在所述液压伸缩臂的驱动下，两个所述压土装置的压土轮相互靠近或远离。

6.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述水管铺设装置包括灌溉水管转轮、转轮支撑架和L型水管导向器；

所述转轮支撑架固定设置于所述树苗储存箱体的上方；所述灌溉水管转轮可转动设置于所述转轮支撑架；所述L型水管导向器设置于所述转轮支撑架的下方；所述L型水管导向器包括竖向延伸段和横向定位段；所述竖向延伸段和横向定位段之间通过枢轴节点连接。

7.根据权利要求1所述的一种树苗垂直种植设备，其特征在于：所述距离计算装置包括至少八个距离计算接受器、一个距离计算发生器和—个L型支架；

所述主体支撑架设置有行走轮，八个所述距离计算接受器呈圆周排列设置于所述行走轮的侧面；所述行走轮的中心可转动设置在所述L型支架；所述距离计算发生器设置于所述L型支架的一侧，用于向所述距离计算接受器发射信号。

8.一种树苗垂直种植设备的控制方法，其特征在于：应用于如权利要求1-8任意一项所述的树苗垂直种植设备中，设定X₁,t₁和t₂满足X′+X_H＝X₁+X₂，X₁+X₂＜y和t₁+t₂+t₃+t₄≤t₅；其中：

X_H：为原点到植点的距离；

X'：为当树苗垂直种植装置由启动加速到减速达到动力机做匀速直线运动时的速度一致但相反时，动力机相对于地面的前进距离；

V_C：为动力机车拖动树苗垂直种植装置沿着种植的方向做匀速直线运动时的速度；

X₁：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度时，树苗垂直种植装置相对于地面的行程；

X₂：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的距离；

y：为起点到送苗滑轨末端的定位感应器的位置的距离；

t₁：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度时，所需要的时间；

t₂：为树苗垂直种植装置从启动加速到最大合理速度后进行减速到负的V_C所需要的时间；

t₃：为从到达速度V₂时,再运行到送苗滑轨末端的定为感应器位置时所用的时间；

t₄：为树苗垂直种植装置行走到送苗滑轨末端的定位感应器位置点，然后回到原点所需要的时间；

t₅：为动力机车匀速运动，从一颗树苗运动到下一颗树苗所需要的时间。

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