CN115162344B - 一种草方格种植智能车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种草方格种植智能车，包括底盘和车轮，车轮安装在底盘下。草方格种植智能车还包括仓储机构、取放机构和压装机构，均安装在底盘上。仓储机构具有能承载草料卷中间轴的放置点；取放机构具有能托举草料卷中间轴的托举件，还包括能转移草料卷至压装机构的驱动装置；压装机构具有能拉动草料卷展开并将草料压入地下的装置。该草方格种植智能车采用模块化设计，根据机械传动原理将编织成片的草料压入沙中，提高草方格铺设效率，达到防风固沙、保护生态环境的目标。本草方格种植智能车还可随施工要求的草料深度进行调整，标准化草料入沙深度、外露高度和方格尺寸，显著减少沙障入沙深度不达标的情况，进一步确保工程质量。
Description
技术领域
本发明涉及固沙工程技术领域，特别涉及一种固沙用的草方格种植智能车。
背景技术
全球沙漠化日趋严重，对人类生存构成严重威胁。铺设草方格已被实践证明是工程固沙法中最有效的方法，而当前种植草方格的方式仍以人工操作为主，机械化、智能化装备应用很少。人工操作存在以下缺点：
(1)沙漠地区的气候条件恶劣，传统人工施工受气候条件影响较大，面对大面积沙漠环境，人工操作显得费时费力、效率低下；(2)传统人工施工过程中，由于每个人对压沙方锹所施加的力不同，对草方格沙障的压入深度也各有不同，因此沙障铺设深度不达标的情况经常出现；(3)长时间暴露在恶劣的工作环境中，劳动强度大，严重损害施工人员的身体健康。
此外，沙漠地区为无人区，使用人力布设沙障，时常遇到劳动力招募不足导致项目进度缓慢等问题，使用机械施工可以节省人力，还能保证施工稳定性，对于在条件艰苦地区的工程持续开展具有重要意义。
发明内容
针对大面积铺设沙障，现有人工施工存在效率低、劳动强度大等问题，本发明拟设计一款草方格种植智能车，利用电动控制铺设草方格，进行机械化施工，以大幅度提高工作效率、缩短工期，在减少人力的同时有效减小恶劣气候环境所造成的不良影响。设计该草方格种植智能车由仓储、取放和压装三个主要功能模块组成，可以根据具体需求对其中某个机构进行更换或优化，结合智能控制技术的应用，协调机构运行过程，提高机构的整体性能，用户也可以根据自身需求进行个性化功能定制，使机器性价比最优化。为此，发明人提供了以下具体方案。
一种草方格种植智能车，包括底盘和车轮，所述车轮安装在所述底盘下。所述草方格种植智能车还包括仓储机构、取放机构和压装机构，均安装在所述底盘上。所述仓储机构具有能承载草料卷中间轴的放置点；所述取放机构具有能托举草料卷中间轴的托举件，还包括能转移草料卷至所述压装机构的驱动装置；所述压装机构具有能拉动草料卷展开并将草料压入地下的装置。
作为本发明的草方格种植智能车的一种具体改进，所述仓储机构包括安装架、两个基本平行的锯齿条和至少两个旋转电机；所述安装架固定在所述底盘上；每个旋转电机均安装在所述安装架上；每个旋转电机的输出轴平行，所述输出轴向外还形成旋转半径扩大的曲柄旋转结构，所述曲柄旋转结构连接于两个所述锯齿条，能带动两个所述锯齿条同步旋转，并且在转动时能保持两个锯齿条的相对位置不变并且锯齿始终朝上；相邻锯齿之间形成锯齿槽，部分锯齿槽成为所述放置点。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，所述曲柄旋转结构包括所述输出轴、连接轴和串连轴，所述输出轴平行于所述串连轴，并且所述输出轴垂直连接于所述连接轴的一端并相互固定，所述串连轴垂直连接于所述连接轴的另一端；所述串连轴垂直穿过两个所述锯齿条。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，远离所述旋转电机的锯齿条的外侧连接有另一曲柄旋转结构，该侧的曲柄旋转结构连接于所述安装架上。
作为本发明的草方格种植智能车的一种具体改进，所述取放机构包括第一水平丝杆、第二竖直丝杆和第三水平丝杆；所述第一水平丝杆的一端垂直安装在所述第二竖直丝杆上，能沿所述第二竖直丝杆平移；所述第二竖直丝杆的一端垂直安装在所述第三水平丝杆上，能沿所述第三水平丝杆平移；所述第一水平丝杆垂直于所述第三水平丝杆；所述第三水平丝杆安装在所述底盘上；所述托举件安装在所述第一水平丝杆上，能沿所述第一水平丝杆平移。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，所述托举件为水平U形，其两端分别设置开口向上的半圆槽。
作为本发明的草方格种植智能车的一种具体改进，所述压装机构包括驱动电机、水平向的驱动轴、导向板、竖向的电动推杆和铺设轮。所述驱动电机安装在所述底盘上，所述驱动电机连接于所述驱动轴；所述驱动轴的表面设置有能拉动草料卷的凸出部；所述导向板固定于所述底盘，且位于所述驱动轴的下方；所述电动推杆安装在所述底盘上；所述铺设轮连接于所述电动推杆的向下输出端，且相对于所述导向板的出口处，能将流出出口处的草料压入地下。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，所述凸出部为圆锥形，所述驱动轴的表面均匀分布由多个所述凸出部。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，所述导向板为弧形板，并且呈现一端高另一端低的形态倾斜固定在所述底盘的下方。
作为本发明的草方格种植智能车的进一步改进，所述草方格种植智能车还包括两个载草料卷支架，固定在所述底盘上，设置于所述驱动轴的两端上方；每个载草料卷支架上设置有能承载草料卷中间轴一端的限位槽。
本发明的草方格种植智能车采用模块化设计，由仓储、取放和压装三个主要机构组成，根据机械传动原理将编织成片的草料压入沙中，提高草方格铺设效率，达到防风固沙、保护生态环境的目标。本发明采用机械施工，动力充足，降低工人的劳动强度，在车内施工降低了环境对人员的身体伤害，本草方格种植智能车还可随施工要求的草料深度进行调整，标准化草料入沙深度、外露高度和方格尺寸，显著减少沙障入沙深度不达标的情况，进一步确保工程质量。
附图说明
图1为草方格种植智能车的立体结构示意图。
图2为图1的草方格种植智能车的主视角结构示意图。
图3为图1的草方格种植智能车的俯视角结构示意图。
图4为图1的草方格种植智能车之中的压装机构的立体结构示意图。
图中：底盘1、车轮2、仓储机构3、取放机构4、压装机构5、安装架31、锯齿条32、锯齿槽320、旋转电机33、曲柄旋转结构34、输出轴341、连接轴342、串连轴343、第二曲柄结构35、第一水平丝杆41、第二竖直丝杆42、第三水平丝杆43、托举件44、半圆槽440、驱动电机51、驱动轴52、凸出部520、导向板53、电动推杆54、铺设轮55、载草料卷支架56、限位槽560。
具体实施方式
请参阅图1～3，一种草方格种植智能车，包括底盘1和四个车轮2，四个车轮2安装在底盘1下。两个后轮由电机驱动，通过安装在底盘1前轴的齿轮传动机构带动前轮转动，并由左右两轮差速运动实现整车转向。
该草方格种植智能车还包括仓储机构3、取放机构4和压装机构5，均安装在所述底盘1上。所述仓储机构3具有能承载草料卷中间轴的放置点。所述取放机构4具有能托举草料卷中间轴的托举件44，还包括能转移草料卷至所述压装机构5的驱动装置。所述压装机构5具有能拉动草料卷展开并将草料压入地下的装置。在该草方格种植智能车中，草料可以由仓储机构3提供驱动力转移至取放机构4上，也可以由取放机构4从所述仓储机构3上取出。将稻草放置于草方格种植智能车上，进行机械施工，可以减少由于人工铺设稻草所造成的原材料浪费。
可选的，草料由仓储机构3提供驱动力转移至取放机构4上。所述仓储机构3包括安装架31、两个平行的锯齿条32和两个旋转电机33。所述安装架31固定在所述底盘1上；每个旋转电机33均安装在所述安装架31上；每个旋转电机33的输出轴341平行，所述输出轴341向外还形成旋转半径扩大的曲柄旋转结构34，所述曲柄旋转结构34连接于两个所述锯齿条32，能带动两个所述锯齿条32同步旋转，并且在转动时能保持两个锯齿条32的相对位置不变并且锯齿始终朝上；相邻锯齿之间形成锯齿槽320，部分锯齿槽320成为所述放置点。
上述仓储机构3通过双旋转电机33控制曲柄转动，利用锯齿槽320结构将编织成捆、中间插有中间轴的草料卷输送至设定位置。
可选的，所述曲柄旋转结构34包括所述输出轴341、连接轴342和串连轴343，所述输出轴341平行于所述串连轴343，并且所述输出轴341垂直连接于所述连接轴342的一端并相互固定，所述串连轴343垂直连接于所述连接轴342的另一端；所述串连轴343垂直穿过两个所述锯齿条32。
可选的，远离所述旋转电机33的锯齿条32的外侧连接有另一曲柄旋转结构34，命名为第二曲柄结构35，该第二曲柄结构35连接于所述安装架31上，对锯齿条32的两端予以支撑，提高装置的稳定性。
所述取放机构4包括第一水平丝杆41、第二竖直丝杆42和第三水平丝杆43；所述第一水平丝杆41的一端垂直安装在所述第二竖直丝杆42上，能沿所述第二竖直丝杆42平移；所述第二竖直丝杆42的一端垂直安装在所述第三水平丝杆43上，能沿所述第三水平丝杆43平移；所述第一水平丝杆41垂直于所述第三水平丝杆43；所述第三水平丝杆43安装在所述底盘1上；所述托举件44安装在所述第一水平丝杆41上，能沿所述第一水平丝杆41平移。
所述托举件44为水平U形，其两端分别设置开口向上的半圆槽440。该托举件44通过滑台安装在第一水平丝杆41上。
取放机构4通过三台丝杆协同工作，将草方格原料搬运至压装机构5上，并在该原料用完后将草方格原料的中间辊轴送回仓储机构3。
请参阅图4，所述压装机构5包括驱动电机51、水平向的驱动轴52、导向板53、竖向的电动推杆54和铺设轮55。需要说明的是，为了清楚的展示结构，图1的草方格种植智能车隐藏了驱动轴52，但在图3和图4中示出了驱动轴2。
所述驱动电机51安装在所述底盘1上，所述驱动电机51连接于所述驱动轴52；所述驱动轴52的表面设置有能拉动草料卷的凸出部520。所述导向板53固定于所述底盘1，且位于所述驱动轴52的下方。所述电动推杆54安装在所述底盘1上。所述铺设轮55连接于所述电动推杆54的向下输出端，为扁圆状，周缘较中间薄，且设置于相对所述导向板53的出口中间处，和草料的运动方形平行，在电动推杆54的驱动下，能将流出出口处的草料压入地下。该机构可以利用电动推杆54控制铺设轮55下的草沙障的入土深度以及地面高度等尺寸，确保轧草深度精确和草方格铺设质量，并且铺设轮55可随施工要求的深度进行调整。
可选的，所述驱动轴52的凸出部520为圆锥形，所述驱动轴52的表面均匀分布由多个所述凸出部520，可以刺入草料卷中，拉动草料下移。
所述导向板53为弧形板，其俯视中间线和草方格种植智能车的底盘1中轴线大致平齐。使得被驱动轴52下拉的草料顺利的落入导向板53中，不容易偏移。导向板53侧视呈现为一端高另一端低的形态倾斜固定在所述底盘1的下方，使得草料能顺利的流出导向板53而落在沙地上。
所述草方格种植智能车还包括两个载草料卷支架56，固定在所述底盘1上，设置于所述驱动轴52的两端上方；每个载草料卷支架56上设置有能承载草料卷中间轴一端的限位槽560，用于搭载由取放机构4送过来的草料卷。
草方格种植智能车的总体工作过程如下：编织成片的草方格利用辊轴卷起，形成草料卷，辊轴成为该草料卷的中间轴，两端伸出该草料卷以便于被取放；将草料卷放置在仓储机构3上，草料卷中间轴的两端均搭载在锯齿槽320上；仓储机构3的两个旋转电机33同步启动，使得两个曲柄旋转结构34旋转，带动锯齿条32以锯齿槽320始终向上的进行旋转，则将草料卷送至临近取放机构4位置；取放机构4的三个丝轴协同运动，使得U形的托举件44精确移动至草料卷下方，并托举草料卷中间轴的两伸出端，三个丝轴再次协同运动将草料卷移动至压装机构5的驱动轴52上方，可以保持位置或者将草料卷的中间轴两端搭载在两个载草料卷支架56上，草料卷的外圈草料搭载在驱动轴52上；启动驱动电机51，驱动轴52旋转，由于驱动轴52上设置有能拉动草料卷的凸出部520(例如为均匀密布的圆锥柱)，可以将草料持续的下拉落入导向板53以及流出导向板53至地面上，车辆在向前移动的过程中，竖向的电动推杆54驱动铺设轮55下压，铺设轮55外缘是圆盘结构，在行走时其外缘将铺在地面上的草料压入沙地，设置该铺设轮55设置在草料卷的中间位置，可以将草料的中部压入沙中，草料两头翘起立于地面上，持续移动车辆形成一条草带，可将车辆进行长距离的横向移动，再进行长距离的纵向移动，可形成众多草方格。草方格可以阻挡风，减小风速，降低风力带动沙子的能力，使沙子落在草的周围，起到固沙作用。同时，对该草方格种植智能车建立后台终端系统，将其工作场景数据和设备运行数据传至后台系统进行分析以辅助决策，可为机器的稳定运行提供有力保障。
本发明的草方格种植智能车利用EWRF图传、红外传感器等对工作场景进行实时监测，避免陷入坑洼地带和在铺设过程中石块干涉的问题，以保证机器能顺利高效运行。样机在沙坑运行的模拟实验表明，该草方格种植智能车能够实现预期功能。使用本发明的铺设机进行机械压沙、布设草方格可以提高原材料利用率，降低总体成本，提高种植效率，缩短工期。
尽管以上已经示出和描述了本发明的一些实施例，对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，均应属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种草方格种植智能车，包括底盘和车轮，所述车轮安装在所述底盘下，其特征在于：所述草方格种植智能车还包括仓储机构、取放机构和压装机构，均安装在所述底盘上；
所述仓储机构具有能承载草料卷中间轴的放置点；所述取放机构具有能托举草料卷中间轴的托举件，还包括能转移草料卷至所述压装机构的驱动装置；所述压装机构具有能拉动草料卷展开并将草料压入地下的装置；
所述压装机构包括驱动电机、水平向的驱动轴、导向板、竖向的电动推杆和铺设轮；所述驱动电机安装在所述底盘上，所述驱动电机连接于所述驱动轴；所述驱动轴的表面设置有能拉动草料卷的凸出部；所述导向板固定于所述底盘，且位于所述驱动轴的下方；所述电动推杆安装在所述底盘上；所述铺设轮连接于所述电动推杆的向下输出端，且相对于所述导向板的出口处，能将流出出口处的草料压入地下；
所述底盘上固定设置有两个载草料卷支架，置于所述驱动轴两端的上方，每个所述载草料卷支架上设置有能承载草料卷中间轴一端的限位槽。
2.根据权利要求1所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述仓储机构包括安装架、两个基本平行的锯齿条和至少两个旋转电机；所述安装架固定在所述底盘上；每个旋转电机均安装在所述安装架上；每个旋转电机的输出轴平行，所述输出轴向外还形成旋转半径扩大的曲柄旋转结构，所述曲柄旋转结构连接于两个所述锯齿条，能带动两个所述锯齿条同步旋转，并且在转动时能保持两个锯齿条的相对位置不变并且锯齿始终朝上；相邻锯齿之间形成锯齿槽，部分锯齿槽成为所述放置点。
3.根据权利要求2所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述曲柄旋转结构包括所述输出轴、连接轴和串连轴，所述输出轴平行于所述串连轴，并且所述输出轴垂直连接于所述连接轴的一端并相互固定，所述串连轴垂直连接于所述连接轴的另一端；所述串连轴垂直穿过两个所述锯齿条。
4.根据权利要求2所述的草方格种植智能车，其特征在于：远离所述旋转电机的锯齿条的外侧连接有另一曲柄旋转结构，该侧的曲柄旋转结构连接于所述安装架上。
5.根据权利要求1所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述取放机构包括第一水平丝杆、第二竖直丝杆和第三水平丝杆；所述第一水平丝杆的一端垂直安装在所述第二竖直丝杆上，能沿所述第二竖直丝杆平移；所述第二竖直丝杆的一端垂直安装在所述第三水平丝杆上，能沿所述第三水平丝杆平移；所述第一水平丝杆垂直于所述第三水平丝杆；所述第三水平丝杆安装在所述底盘上；所述托举件安装在所述第一水平丝杆上，能沿所述第一水平丝杆平移。
6.根据权利要求5所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述托举件为水平U形，其两端分别设置开口向上的半圆槽。
7.根据权利要求1所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述凸出部为圆锥形，所述驱动轴的表面均匀分布由多个所述凸出部。
8.根据权利要求1所述的草方格种植智能车，其特征在于：所述导向板为弧形板，并且呈现一端高另一端低的形态倾斜固定在所述底盘的下方。
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