CN115380794A - 一种植树设备及其种植方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植树设备及其种植方法，包括主框架以及装配于主框架上的行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元，其中：行走单元带动挖坑单元、传输栽植单元和覆土压实单元行走；挖坑单元包括挖坑驱动结构以及受挖坑驱动结构驱动上下移动的螺旋挖坑钻头；传输栽植单元中传输栽植驱动机构驱动储苗输送机构对水平状态的树苗进行输送，传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构驱动栽植树苗机构带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态；覆土压实单元包括驱动机构、受驱动机构驱动往复运动的覆土板、受驱动机构驱动上下移动的压实块。本发明集成了挖坑、储苗、植树、覆土、压实于一体，提高植树造林的效率。

Description

一种植树设备及其种植方法

技术领域

本发明涉及植树种植技术领域，特别是涉及一种植树设备及其种植方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人口的数目也在不断增长，对于土地的需求也越来越多，环境的污染和土地荒漠化的现象越来越严重，目前国内使用植树设备中对自动化植树的应用医院中对病人的搬运方式还是以人工方式居多。

在我国植树造林的历史进程中，种植机械作为一种新型的农业生产设备，发挥了不可或缺的作用。植树设备分为多种如螺旋挖孔器和开沟犁，它们是一种用于植树挖土的专用机械和工具，依靠旋转的锋利刀片挖土和使用犁刀分离土壤。因此，主要适用于平地植树，但都需要人工进行种植。现在也有大型的种植设备，但不是很理想。与传统的人工植树方法相比，使用植树机器可以大大节省植树人员的时间，从而减少了大量的人力资源消耗。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中利用机械设备自动化种植树作业中存在的技术缺陷，而提供一种植树设备。

本发明的另一个目的是提供一种基于所述设备的种植方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种植树设备，包括主框架以及装配于所述主框架上的行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元，其中：

所述行走单元带动所述挖坑单元、传输栽植单元和覆土压实单元行走；

所述挖坑单元包括挖坑驱动结构以及受所述挖坑驱动结构驱动上下移动的螺旋挖坑钻头；

所述传输栽植单元包括传输栽植驱动机构、曲柄连杆及双摇杆机构、储苗输送机构以及栽植树苗机构，其中：所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构和所述栽植树苗机构交替动作，所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构对水平状态的树苗进行输送，将其输送至所述栽植树苗机构，所述传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述栽植树苗机构带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态，树苗根部落入挖坑单元挖的树坑内；

所述覆土压实单元包括驱动机构、受所述驱动机构驱动往复运动的覆土板、受所述驱动机构驱动上下移动的压实块。

在上述技术方案中，所述挖坑单元包括滚珠丝杆直线模组、旋转电机、直线导轨、电机滑块支架和螺旋挖坑钻头；滚珠丝杆直线模组固定连接于所述主框架上，滚珠丝杆直线模组可使电机滑块支架上下移动；旋转电机安装于电机滑块支架上，旋转电机的输出端与螺旋挖坑钻头相固定，优选的，直线导轨的数量为两个，两个直线导轨对称设置于滚珠丝杆直线模组的左右两侧，直线导轨与滚珠丝杆直线模组相固定，电机滑块支架与直线导轨滑动连接。

在上述技术方案中，所述植树设备还包括浇水单元，浇水单元安装于所述主框架上，浇水单元中利用水泵进行洒水；

作为优选的，所述植树设备还包括控制单元，所述控制单元分别与所述行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元中的驱动机构电连接以对每个单元进行控制，所述控制单元与所述远程控制端通过通信模块通讯连接；

所述植树设备的前端还装配有摄像头，所述摄像头通过所述通信模块与所述远程控制端通讯连接；

所述远程控制端根据所述摄像头发送来的画面对所述植树设备进行操控。

在上述技术方案中，所述传输栽植驱动机构包括传输栽植电机、栽植传动机构、传输传动机构、直齿轮副以及锥齿轮副，所述电机通过栽植传动机构驱动直齿轮副，所述直齿轮副驱动所述锥齿轮副，所述锥齿轮副通过所述的曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述的栽植树苗机构动作，所述栽植传动机构和传输传动机构通过同步轮和同步带连接，且所述的栽植传动机构和传输传动机构交替传动，所述传输传动机构驱动所述储苗输送机构动作；所述储苗输送机构包括输送带、主动辊和从动辊，所述输送带绕主动辊和从动辊转动，所述主动辊受传输传动机构驱动。

在上述技术方案中，所述曲柄连杆及双摇杆机构为曲柄连杆机构与双摇杆机构串联并用构成，曲柄、短连杆以及四十度摇杆构成所述曲柄连杆机构，长连杆、四十度摇杆以及九十度连杆构成所述双摇杆机构，所述曲柄受所述锥齿轮副驱动，所述短连杆的一端与所述曲柄转动连接，另一端与四十度摇杆的端部、长连杆的端部通过连接轴连接在一起，所述四十度摇杆的另一端转动连接在两侧的定位板上，所述长连杆的另一端驱动九十度连杆90°旋转；

所述栽植树苗机构包括夹爪、铰链以及拉杆，所述拉杆通过铰链驱动夹爪夹紧或松开，所述拉杆的底部与形成于所述定位板上轨迹开口配合连接，所述九十度连杆受所述长连杆的驱动发生度旋转从而带动树苗发生度旋转，所述长连杆通过转轴转动连接在所述九十度连杆的中部，所述拉杆与所述轨迹开口配合作用带动夹爪夹紧或松开。

在上述技术方案中，所述栽植传动机构、传输传动机构均包括一个分度齿轮以及一个驱动轮，所述驱动轮上设有蝶形块以及两个驱动杆，每一个所述驱动杆与蝶形块上的缺口相对设置，所述分度齿轮上设有交替设置的曲面和直槽，所述曲面与所述蝶形块的外弧相配合，所述驱动杆可匹配进入所述直槽内驱动分度齿轮旋转；

传输传动机构的分度齿轮与所述主动辊同轴固定，所述栽植传动机构的分度齿轮与直齿轮副的一个齿轮同轴固定连接，所述传输传动机构和所述栽植传动机构的驱动轮分别与两个同步轮同轴固定连接；

所述九十度连杆的顶部固定有定位座，所述定位座上开设有条形孔，两个夹爪底部的铰链通过铰接轴连接在一起，所述铰接轴的两端在对应的条形孔内滑动，所述拉杆的顶部与所述铰接轴固定连接，所述铰接轴与所述定位座的底部之间设有弹簧，所述拉杆的底部固定连接有圆柱件，所述圆柱件在所述轨迹开口内滑动，所述九十度连杆的底部转动连接在在曲轴上，所述拉杆穿过所述曲轴与曲轴滑动连接，所述曲轴的两端通过中心转轴转动连接在两侧的定位板上；

所述轨迹开口包括依次首尾连接的第一倾斜直线段、弧线段以及第二倾斜直线段，第一倾斜直线段的起点和终点分别与中心转轴之间连线，两个连线之间的夹角为15°，所述弧线段以所述中心转轴为圆心设置，所述弧线段的起点和终点分别与中心转轴连线，两个连线之间的夹角为60°，第二倾斜直线段的起点和终点分别与中心转轴连线，两个连线之间的夹角为 15°，第一倾斜直线段倾斜向上，从起点到终点逐渐靠近所述中心转轴，第二倾斜直线段倾斜向上，从起点到终点逐渐远离所述中心转轴。

在上述技术方案中，所述覆土压实单元包括覆土提升板、固定于所述覆土提升板底部的覆土支架、用于驱动所述覆土提升板上下移动的驱动机构、以及装配于所述覆土支架上的覆土压实机构，其中：

所述覆土压实机构包括两个相对设置的覆土板，滑动装配于所述覆土板内侧的压实块以及驱动所述覆土板、压实块动作的驱动组件，所述驱动组件包括啮合连接的两个直齿轮，两个直齿轮均转动连接在所述覆土支架上，其中一个直齿轮由步进电机驱动，每一个直齿轮上均固定有一个连接杆，每一个所述连接杆对应穿套在一个竖直设置的腰型槽内，每一个所述腰型槽上固定一个滑动杆构成T形件，滑动杆水平设置，覆土板固定或通过铰链与所述T形连接，所述覆土支架上固定有定位座，所述滑动杆沿定位座滑动，优选的，所述覆土提升板的上部固定设有圆柱导轨，每一个覆土板的顶部与所述圆柱导轨滑动连接；所述圆柱导轨的两端分别通过一个固定座固定在所述覆土提升板上；所述覆土板的内侧固定有直线滑轨，所述压实块的外缘固定有滑动块，所述滑动块与所述直线滑轨滑动连接。

在上述技术方案中，所述驱动机构包括驱动电机、丝杠以及丝杠螺母，所述丝杠通过丝杠座装配在对应的固定板上，所述丝杠螺母与所述的丝杠作用连接，所述覆土提升板与所述丝杠螺母固定连接；所述覆土提升板为U型板，U型板的两臂端部分别固定有一个滑块，相应的固定板上分别固定有一个直线导轨，两个所述滑块与左右两个对应的直线导轨滑动连接；所述U型板的横板两端上分别装配一个丝杠螺母，所述丝杠螺母与对应的丝杠作用连接，丝杠的上下两端分别通过丝杠座固定在对应的固定板上，其中一个丝杠由所述的驱动电机驱动，两个丝杠的底部分别装配有一个传动伞轮副，每一个传动伞轮副通过连接轴连接有一个转向伞轮副，两个转向伞轮副通过传动轴连接。

本发明的另一方面，所述的植树设备的植树方法，包括以下步骤：

步骤1，挖坑单元挖树坑；

步骤2，所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构对水平状态的树苗进行输送；

步骤3，所述传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述栽植树苗机构带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态，放入步骤1挖制的树坑内；

步骤4，覆土压实单元中的驱动机构驱动两个覆土板相对运动进行覆土，覆土完成后，压实块受驱动机构驱动向下进行压实；

步骤1-步骤4完成后，完成一棵树苗的种植，行走单元行走预定间距后，重复进行步骤 1-步骤4；

作为优选的，所述植树方法还包括步骤5，浇水；

步骤1-步骤5完成后，完成一棵树苗的种植，行走单元行走预定间距后，重复进行步骤 1-步骤5。

在上述技术方案中，所述步骤3中，所述储苗输送机构包括输送带、主动辊和从动辊，所述输送带绕主动辊和从动辊转动，所述主动辊受传输传动机构驱动，所述输送带上固定有多个均匀排布的间隔板，每相邻的两个间隔板之间存放一棵水平放置的树苗，所述输送带每输送一次，将一棵树苗输送至栽植树苗机构的夹爪上，以待栽植；

所述步骤4中，当树苗落在夹爪上时，依靠树苗重力的作用，夹爪的凸块被下压，两个夹爪的圆弧板相对抱合，铰接轴在条形孔内向上移动，拉杆向上，弹簧拉伸，圆柱件沿第一倾斜直线段倾斜向上运动，随着长连杆推动九十度连杆，圆柱件进一步沿第一倾斜直线段向上运动时，拉杆继续向上移动，夹爪继续抱紧将树苗紧紧抓住，然后长连杆继续推动九十度连杆，圆柱件沿弧线段移动，栽植树苗机构随之旋转相应的角度，当圆柱件移动至第二倾斜直线段时，拉杆向下拉，弹簧回缩拉动铰接轴，铰接轴在条形孔内向下移动，夹爪打开，当圆柱件运动至第二倾斜直线段的终点时，夹爪完全打开，树苗处于竖直状态，被放置到种植坑内；

所述步骤5中，驱动机构驱动所述覆土提升板向下移动到下限位；达到下限位后，初始状态下，两个覆土板位于远端，然后启动步进电机，步进电机带动一个直齿轮旋转，在啮合作用下，两个直齿轮相对转动，初始状态下，两个连接杆均位于对应直齿轮的外侧，随着直齿轮的相对转动，在连接杆移动至相应直齿轮的顶部时，连接杆在腰型槽内从下部运动到上部，带动压实块在所述覆土板的内侧向上滑动至上端的位置，在这个过程中，两个腰型槽拉动滑动杆相互靠近，带动两个覆土板相互靠近，将土壤拨入坑内，此时达到中间状态，然后两个直齿轮继续相对转动，连接杆在腰型槽内从上到下运动，带动压实块在所述覆土板的内侧向下滑动，在这个过程中，两个覆土板继续相互靠近，聚拢土壤的同时进行压土，将土壤压实，完成一次覆土压实，然后，步进电机带动所述直齿轮向相反方向旋转，各部件回到初始状态；驱动机构驱动所述覆土提升板向上移动到上限位，等待下一次的覆土压实作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明集成了挖坑、储苗、植树、覆土、压实、洒水于一体，自动化程度高，减少人工劳动强度，提高植树造林的效率。

2.传输栽植单元中栽植树苗机构的配有夹爪，根据旋转的角度控制夹紧树苗和放置树苗，机械结构设计巧妙，无需过多控制机构控制。

3.行走单元使用履带式行走机构可平稳，迅速安全地通过各种复杂路况。

4.各单元的动力来源可选用锂电池驱动，减少了碳排放，属于绿色环保的动力能源。

5.栽植树苗机构和储苗输送机构使用一个驱动机构，通过齿轮机构和间歇机构的转速比，实现送苗，栽植的连续作业，动作连贯。

6.覆土压实单元使用一个电动机为驱动通过对直齿轮啮合，利用曲柄滑块机构使得覆土板向内移动，压实块上下压实，实现一个动力源完成覆土压实的两个动作，节能环保。

附图说明

图1a是本发明的结构示意图。

图1b是本发明的主视图。

图2是行走单元的结构示意图。

图3是挖坑单元的结构示意图。

图4是传输栽植单元的结构示意图(省略两个定位板，栽植树苗机构处于竖直状态)。

图5是传输栽植单元的结构示意图(显示两个定位板，栽植树苗机构处于水平状态)。

图6是图5中圈出部分的放大图。

图7是分度齿轮和驱动轮的连接结构图。

图8是曲柄连杆及双摇杆机构和栽植树苗机构的连接结构图(省略一个定位板)。

图9是驱动组件的结构示意图。

图10是覆土压实装置的侧视图。图11是覆土压实装置的俯视图。

图12是覆土压实装置的主视立体图(图中省略相应的固定板)。

图13是覆土压实装置的仰视立体图(图中省略相应的固定板)。

图14是树苗箱的剖面图。

图中：

a-主框架，b-行走单元，c-挖坑单元，d-传输栽植单元，e-覆土压实单元；

d-1曲柄连杆及双摇杆机构，d-2储苗输送机构，d-3栽植树苗机构；

1-电机履带支架，2-行走驱动电机，3-驱动轮，4-行走驱动电机，5-滚珠丝杆直线模组，6-旋转电机，7-直线导轨，8-电机滑块支架，9-螺旋挖坑钻头，10-传输栽植电机，11-栽植传动机构，12-传输传动机构，13-直齿轮副，14-锥齿轮副，15-联轴器，16-同步轮，17-同步带， 18-输送带，19-主动辊，20-从动辊，21-间隔板，22-曲柄，23-短连杆，24-长连杆，25-四十度摇杆，26-曲轴，27-夹爪，28-铰链，29-拉杆，30-九十度连杆，31-分度齿轮，32-驱动轮， 33-蝶形块，34-驱动杆，35-曲面，36-直槽，37-定位板，38-轨迹开口，39-定位座，40-条形孔，41-铰接轴，42-弹簧，43-圆柱件，44-中心转轴，45-V型支架，46-覆土提升板，47-直齿轮，48-定位座，49-覆土支架，50-连接杆，51-滑动杆，52-圆柱导轨，53-丝杠，54-步进电机， 55-覆土板，56-压实块，57-腰型槽，58-V型架，59-固定座，60-直线导轨，61-丝杠螺母，62- 直线滑轨，63-滑动块64-驱动电机，65-丝杠座，66-滑块，67-传动伞轮副，68-转向伞轮副， 69-连接轴，70-传动轴，71-铰链，72-树苗箱，73-储苗槽，74-斜面，75-底部出口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1a和图1b所示，一种植树设备，包括主框架a以及装配于所述主框架a上的行走单元b、挖坑单元c、传输栽植单元d、覆土压实单元e，其中：

如图2所示，所述行走单元b可采用履带式行走单元，所述履带式行走单元包括电机履带支架1、履带2以及驱动轮3，所述电机履带支架1装配在所述主框架a上，所述驱动轮3安装于行走驱动电机4的输出端并与电机履带支架1连接，履带2在所述驱动轮3的驱动下转动。

如图3所示，所述挖坑单元c安装于所述主框架a上，可对植树地进行挖坑作业；所述挖坑单元c包括滚珠丝杆直线模组5、旋转电机6、直线导轨7、电机滑块支架8和螺旋挖坑钻头9；滚珠丝杆直线模组5固定连接于所述主框架a上，滚珠丝杆直线模组5可使电机滑块支架8上下移动；旋转电机6安装于电机滑块支架8上；直线导轨7的数量为两个，两个直线导轨7对称设置于滚珠丝杆直线模组5的左右两侧，直线导轨7与滚珠丝杆直线模组5 相固定，电机滑块支架8与直线导轨7滑动连接；旋转电机6安装于电机滑块支架8上，旋转电机6的输出端与螺旋挖坑钻头9相固定，可确保挖坑时螺旋挖坑钻头9垂直于地面。

如图1所示，所述传输栽植单元d包括传输栽植驱动机构、曲柄连杆及双摇杆机构d-1、储苗输送机构d-2以及栽植树苗机构d-3，其中：所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构d-2和所述栽植树苗机构d-3交替动作，所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构d-2 对水平状态的树苗进行输送，所述传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构d-1驱动所述栽植树苗机构d-3带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态，树苗根部落入挖坑单元c挖的树坑内，由此传输栽植单元d完成树苗的输送和栽植。储苗输送机构d-2以及栽植树苗机构d-3使用同一个传输栽植驱动机构，实现送苗，栽植的连续作业。

如图1所示，所述覆土压实单元e包括驱动机构、受所述驱动机构驱动往复运动的覆土板、受所述驱动机构驱动上下移动的压实块，所述覆土板将挖坑单元c挖出的土壤聚集在树坑内，所述压实块向下移动时，将聚集起来的土壤压实。一个驱动结构同时驱动覆土板和压实块，实现一个动力源完成覆土压实的两个动作。

作为优选的，所述植树设备还包括浇水单元，浇水单元安装于所述主框架a上，浇水单元设置在所述曲柄连杆机构的一侧，浇水单元包括水箱和水泵以及供水管路和喷头，喷头对应位于覆土压实单元e一侧，浇水单元中利用水泵进行洒水。

所述植树设备可以完成自动植树，行走单元b带动挖坑单元c、传输栽植单元d、覆土压实单元e随之行走，挖坑单元c挖树坑，传输栽植单元d进行树苗的传输并将其呈竖直状态栽植到树坑内，覆土压实单元e进行覆土压实，浇水单元浇水，完成一棵树苗的栽植，行走单元b行走特定间距后，重复进行以上挖坑、传输栽植、覆土压实、浇水动作，依次进行植树作业。

作为优选的，所述植树设备还包括控制单元，所述控制单元分别与所述行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元中的驱动机构电连接以对每个单元进行控制，所述控制单元与所述远程控制端通过通信模块通讯连接；

所述植树设备的前端还装配有摄像头，所述摄像头通过所述通信模块与所述远程控制端通讯连接；所述远程控制端根据所述摄像头发送来的画面对所述植树设备进行操控。

远程控制端可以是手机控制端或电脑控制端，对该植树设备进行远程操作，比如摄像头采集道路信息，远程控制端可控制行走单元进行直行或转弯的操控。

实施例2

如图4所示，所述传输栽植单元d中的传输栽植驱动机构包括传输栽植电机10、栽植传动机构11、传输传动机构12、直齿轮副13以及锥齿轮副14，所述传输栽植电机10通过栽植传动机构11驱动直齿轮副13，所述传输栽植电机10的输出轴上装配有联轴器15，通过所述联轴器15与栽植传动机构11相连接，所述直齿轮副13驱动所述锥齿轮副14，所述锥齿轮副14通过所述的曲柄连杆及双摇杆机构d-1驱动所述的栽植树苗机构d-3动作，所述栽植传动机构11和传输传动机构12通过同步轮16和同步带17连接，且所述的栽植传动机构11 和传输传动机构12交替传动，所述传输传动机构12驱动所述储苗输送机构d-2动作；储苗输送机构d-2以及栽植树苗机构d-3通过同一个传输栽植电机10驱动，使得树苗的输送以及栽植具有良好的连贯性，当传输传动机构12带动储苗输送机构d-2进行输送动作时，所述栽植树苗机构d-3不动，当栽植传动机构11带动栽植树苗机构d-3进行栽植动作时，所述储苗输送机构d-2不动。

所述储苗输送机构d-2包括输送带18、主动辊19和从动辊20，所述输送带18绕主动辊 19和从动辊20转动，所述主动辊19受传输传动机构12驱动，所述输送带18上固定有多个均匀排布的间隔板21，每相邻的两个间隔板21之间存放一棵水平放置的树苗；

如图1b和图14所示，所述储苗输送机构d-2的顶部设有树苗箱72，所述树苗箱72的底部出口75只供一棵树苗通过，所述底部出口75位于所述输送带18的正上方，所述树苗箱72中设有多个并列竖直设置的储苗槽73，所述储苗槽73的宽度大于一棵树苗的直径小于两棵树苗的直径，多个储苗槽73的高度由高到低排布，所述树苗箱72的底部为一斜面74，所述储苗槽73与所述斜面74之间的间距大于一棵树苗的直径小于两棵树苗的直径，以供一棵树苗滚落。

储存在树苗箱72内的树苗可以自动下落到输送带18上相邻的两个间隔板21之间，随着输送带18的传送，当下一个传送位位于底部出口75时，自动滚落出一个树苗，依次作业，完成树苗的自动连续的传送。

所述曲柄连杆及双摇杆机构d-1为曲柄连杆机构与双摇杆机构并用，曲柄22、短连杆23 以及四十度摇杆25构成所述曲柄连杆机构，长连杆24、四十度摇杆25和九十度连杆30构成所述双摇杆机构，四十度摇杆25既充当曲柄连杆机构中的一个杆，又充当双摇杆机构中的一个杆，所述曲柄22受所述锥齿轮副14驱动，所述短连杆23的一端与所述曲柄22转动连接，另一端与四十度摇杆25的端部、长连杆24的端部通过连接轴连接在一起，所述四十度摇杆25的另一端转动连接在两侧的定位板37上，所述长连杆24的另一端驱动九十度连杆30进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态；

所述栽植树苗机构d-3包括夹爪27、铰链28以及拉杆29，所述拉杆29通过铰链28驱动夹爪27夹紧或松开，所述拉杆29的底部与形成于所述定位板37上轨迹开口38配合连接，所述九十度连杆30受所述长连杆24的驱动发生90度旋转从而带动树苗发生90度旋转，所述长连杆24通过转轴转动连接在所述九十度连杆30的中部，所述拉杆29与所述轨迹开口 38配合作用带动夹爪27夹紧或松开。

如图7所示，所述栽植传动机构11、传输传动机构12均包括一个分度齿轮31以及一个驱动轮32，所述驱动轮32上设有蝶形块33以及两个驱动杆34，每一个所述驱动杆34与蝶形块33上的缺口相对设置，所述分度齿轮31上设有交替设置的曲面35和直槽36，所述曲面35与所述蝶形块33的外弧相贴合，所述驱动杆34可匹配进入所述直槽36内，如图中所示，所述分度齿轮31上设有四个曲面35和四个直槽36，所述驱动轮32旋转过程中，所述蝶形块33的圆弧面与所述曲面35相啮合时，所述分度齿轮31不动，当所述驱动杆34旋转至靠近所述直槽36时，进入所述直槽36内带动分度齿轮31旋转至下一个曲面35与所述蝶形块33的圆弧面啮合，完成间歇传动。所述栽植传动机构11、传输传动机构12的驱动杆34 交替动作，从而实现栽植和传输的间歇动作。

传输传动机构12的分度齿轮31与所述主动辊19同轴固定，所述栽植传动机构11的分度齿轮31与直齿轮副13的一个齿轮同轴固定连接，所述传输传动机构12和所述栽植传动机构11的驱动轮32分别与两个同步轮16同轴固定连接。

如图5、图6、图8所示，所述九十度连杆30的顶部固定有定位座39，所述定位座39上开设有条形孔40，两个夹爪27底部的铰链28通过铰接轴41连接在一起，所述铰接轴41 的两端在对应的条形孔40内滑动，所述拉杆29的顶部与所述铰接轴41固定连接，所述铰接轴41与所述定位座39的底部之间设有弹簧42，所述拉杆29的底部固定连接有圆柱件43，所述圆柱件43在所述轨迹开口38内滑动，所述九十度连杆30的底部转动连接在在曲轴26 上，所述拉杆29穿过所述曲轴26与曲轴26滑动连接，所述曲轴26的两端通过中心转轴44 转动连接在两侧的定位板37上。

如图6所示，所述轨迹开口38包括依次首尾连接的第一倾斜直线段38-1、弧线段38-2 以及第二倾斜直线段38-3，第一倾斜直线段38-1的起点和终点分别与中心转轴44之间连线，两个连线之间的夹角为15°，所述弧线段38-2以所述中心转轴44为圆心设置，所述弧线段 38-2的起点和终点分别与中心转轴44连线，两个连线之间的夹角为60°，第二倾斜直线段38-3 的起点和终点分别与中心转轴44连线，两个连线之间的夹角为15°，第一倾斜直线段38-1倾斜向上，从起点到终点逐渐靠近所述中心转轴44，第二倾斜直线段38-3倾斜向上，从起点到终点逐渐远离所述中心转轴44。

当树苗落在夹爪27上时，依靠树苗重力的作用，夹爪27的凸块27-1被下压，两个夹爪 27的圆弧板27-2相对抱合，铰接轴41在条形孔40内向上移动，拉杆29向上，弹簧42拉伸，所述圆柱件43沿第一倾斜直线段38-1倾斜向上运动，随着长连杆24推动九十度连杆30，圆柱件43进一步沿第一倾斜直线段38-1向上运动时，拉杆29继续向上移动，夹爪27继续抱紧将树苗紧紧抓住，然后长连杆24继续推动九十度连杆30，圆柱件43沿弧线段38-2移动，栽植树苗机构d-3随之旋转相应的角度，当圆柱件43移动至第二倾斜直线段38-3时，拉杆 29向下拉，弹簧42回缩拉动铰接轴41，铰接轴41在条形孔40内向下移动，夹爪27打开，当圆柱件43运动至第二倾斜直线段38-3的终点时，夹爪27完全打开，树苗处于竖直状态，被放置到种植坑内。

如图8所示，所述定位座39的一侧固定设有V型支架45，所述V型支架45包括一个横板45-1和固定在横板端部的V型架45-2，横板45-1与定位座39相垂直，V型架45-2与横板45-1相垂直，V型支架45具有辅助树苗摆正的功能，避免树苗入坑时偏斜。

实施例3

所述覆土压实单元e包括覆土提升板46、固定于所述覆土提升板46底部的覆土支架49、用于驱动所述覆土提升板46上下移动的驱动机构、以及装配于所述覆土支架49上的覆土压实机构，其中：

所述覆土压实机构包括两个相对设置的覆土板55，滑动装配于所述覆土板55内侧的压实块56以及驱动所述覆土板55、压实块56动作的驱动组件，每一覆土板55的内侧装配有一个压实块56，所述压实块56滑动连接于所述覆土板55的内侧，可沿所述覆土板55上下移动，所述驱动组件包括啮合连接的两个直齿轮47，两个直齿轮47均转动连接在所述覆土支架49上，其中一个直齿轮47由步进电机54驱动，每一个直齿轮47上均固定有一个连接杆50，每一个所述连接杆50对应穿套在一个竖直设置的腰型槽57内，连接杆50沿腰型槽 57上下移动时带动所述压实块56沿覆土板55上下移动，压实块56向下移动时可进行压实土壤，每一个所述腰型槽57上固定一个滑动杆51构成T形件，滑动杆51水平设置，T形件与对应的覆土板55固定连接，所述覆土支架49上固定有定位座48，所述滑动杆51沿定位座48滑动，两个滑动杆51沿定位座48进行水平方向上的滑动，T形件带动两个覆土板55 相对远离或靠近，当两个覆土板55相对靠近时，将土壤聚拢起来。

种植用覆土压实装置装配在机械的后端，机械的前部装有挖坑装置进行挖坑，相应的取苗栽植装置进行取苗栽植，将树苗放置在树坑内，然后本实施例的覆土压实装置进行覆土作业，将土壤聚拢至树坑内，然后压实土壤。

种植用覆土压实装置的覆土压实作业包括以下步骤：

步骤1，驱动机构驱动所述覆土提升板46向下移动到下限位；

步骤2，达到下限位后，初始状态下，两个覆土板55位于远端，然后启动步进电机54，步进电机54带动一个直齿轮47旋转，在啮合作用下，两个直齿轮47相对转动，初始状态下，两个连接杆50均位于对应直齿轮47的外侧，随着直齿轮47的相对转动，在连接杆50移动至相应直齿轮47的顶部时，连接杆50在腰型槽57内从下部运动到上部，带动压实块56在所述覆土板55的内侧向上滑动至上端的位置，在这个过程中，两个腰型槽57拉动滑动杆51 相互靠近，带动两个覆土板55相互靠近，将土壤拨入坑内，此时达到中间状态，然后两个直齿轮47继续相对转动，连接杆50在腰型槽57内从上到下运动，带动压实块56在所述覆土板55的内侧向下滑动，在这个过程中，两个覆土板55继续相互靠近，聚拢土壤的同时进行压土，将土壤压实，完成一次覆土压实，然后，步进电机54带动所述直齿轮47向相反方向旋转，各部件回到初始状态；

步骤3，驱动机构驱动所述覆土提升板46向上移动到上限位，等待下一次的覆土作业。

所述覆土板55为V型板，所述压实块56为空心的半圆柱形结构，空心处给树苗提供空间，半圆柱形结构的压实块56可有效压实圆柱型的土坑。

所述覆土提升板46的上部固定设有圆柱导轨52，所述圆柱导轨52的两端分别通过一个固定座59固定在所述覆土提升板46上，每一个覆土板55的顶部与所述圆柱导轨52滑动连接，保证两个覆土板55相对运动时，维持直线运动。所述圆柱导轨52与滑动杆51相平行，限制覆土提升板46发生转动，更进一步的，所述覆土板55通过铰链71装配在所述滑动杆 51上，给滑动杆51提供较小的旋转自由度，由此，对装配精度要求降低，降低本装置加工装配的难度，在覆土压实过程中，滑动杆51可进行较小角度上的自调节，自调整到与圆柱导轨52保持平行，延长设备的使用寿命。

所述覆土板55的内侧固定有直线滑轨62，所述压实块56的外缘固定有滑动块63，所述滑动块63与所述直线滑轨62滑动连接，通过所述滑动块63、直线滑轨62配合作用实现压实块56沿覆土板55的上下滑动。

为了保证覆土压实过程中，树苗处于竖直状态，每一个覆土板55的顶部内侧固定设有一个V型架58，两个覆土板55上的V型架58相对设置，所述V型架58上设有一个”八”字形的开口，开口外侧宽内侧窄，可夹持树苗防止倾斜，两个覆土板55上的V型架58上下交错设置，避免两个V型架58靠近时，相互干涉。

用于驱动所述覆土提升板46上下移动的驱动机构可采用任何直线式驱动结构，本实施例采用丝杠丝母式驱动机构。

所述驱动机构包括驱动电机64、丝杠53以及丝杠螺母61，所述丝杠53通过丝杠座65 装配在对应的固定板上，所述丝杠螺母61与所述的丝杠53作用连接，所述覆土提升板46与所述丝杠螺母61固定连接，驱动电机64驱动丝杠53旋转，丝杠螺母61沿丝杠53上下移动时带动覆土提升板46上下移动。

更为优选的，所述覆土提升板46为U型板，U型板的两臂端部分别固定有一个滑块66，相应的固定板上分别固定有一个直线导轨60，两个所述滑块66与左右两个对应的直线导轨 60滑动连接，所述U型板的横板两端上分别装配一个丝杠螺母61，所述丝杠螺母61与对应的丝杠53作用连接，丝杠53的上下两端分别通过丝杠座65固定在对应的固定板上，其中一个丝杠53由所述的驱动电机64驱动，两个丝杠53的底部分别装配有一个传动伞轮副67，每一个传动伞轮副67通过连接轴69连接有一个转向伞轮副68，两个转向伞轮副68通过传动轴70连接。驱动电机64带动其中一个丝杠53旋转，通过其底部的传动伞轮副67带动相邻的连接轴69旋转，通过转向伞轮副68完成传动方向的更换，从而带动传动轴70旋转，传动轴70带动另一个转向伞轮副68、传动伞轮副67旋转，从而带动另一个丝杠53旋转，由此保证两个丝杠53旋转的同步性，保证覆土提升板46的直线运动。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种植树设备，其特征在于，包括主框架以及装配于所述主框架上的行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元，其中：

所述行走单元带动所述挖坑单元、传输栽植单元和覆土压实单元行走；

所述挖坑单元包括挖坑驱动结构以及受所述挖坑驱动结构驱动上下移动的螺旋挖坑钻头；

所述传输栽植单元包括传输栽植驱动机构、曲柄连杆及双摇杆机构、储苗输送机构以及栽植树苗机构，其中：所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构和所述栽植树苗机构交替动作，所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构对水平状态的树苗进行输送，将其输送至所述栽植树苗机构，所述传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述栽植树苗机构带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态，树苗根部落入挖坑单元挖的树坑内；

所述覆土压实单元包括驱动机构、受所述驱动机构驱动往复运动的覆土板、受所述驱动机构驱动上下移动的压实块。

2.如权利要求1所述的植树设备，其特征在于，所述挖坑单元包括滚珠丝杆直线模组、旋转电机、直线导轨、电机滑块支架和螺旋挖坑钻头；滚珠丝杆直线模组固定连接于所述主框架上，滚珠丝杆直线模组可使电机滑块支架上下移动；旋转电机安装于电机滑块支架上，旋转电机的输出端与螺旋挖坑钻头相固定，优选的，直线导轨的数量为两个，两个直线导轨对称设置于滚珠丝杆直线模组的左右两侧，直线导轨与滚珠丝杆直线模组相固定，电机滑块支架与直线导轨滑动连接。

3.如权利要求1所述的植树设备，其特征在于，所述植树设备还包括浇水单元，浇水单元安装于所述主框架上，浇水单元中利用水泵进行洒水；

作为优选的，所述植树设备还包括控制单元，所述控制单元分别与所述行走单元、挖坑单元、传输栽植单元、覆土压实单元中的驱动机构电连接以对每个单元进行控制，所述控制单元与所述远程控制端通过通信模块通讯连接；

所述植树设备的前端还装配有摄像头，所述摄像头通过所述通信模块与所述远程控制端通讯连接；

所述远程控制端根据所述摄像头发送来的画面对所述植树设备进行操控。

4.如权利要求1所述的植树设备，其特征在于，所述传输栽植驱动机构包括传输栽植电机、栽植传动机构、传输传动机构、直齿轮副以及锥齿轮副，所述电机通过栽植传动机构驱动直齿轮副，所述直齿轮副驱动所述锥齿轮副，所述锥齿轮副通过所述的曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述的栽植树苗机构动作，所述栽植传动机构和传输传动机构通过同步轮和同步带连接，且所述的栽植传动机构和传输传动机构交替传动，所述传输传动机构驱动所述储苗输送机构动作；所述储苗输送机构包括输送带、主动辊和从动辊，所述输送带绕主动辊和从动辊转动，所述主动辊受传输传动机构驱动。

5.如权利要求1所述的植树设备，其特征在于，所述曲柄连杆及双摇杆机构为曲柄连杆机构与双摇杆机构串联并用构成，曲柄、短连杆以及四十度摇杆构成所述曲柄连杆机构，长连杆、四十度摇杆以及九十度连杆构成所述双摇杆机构，所述曲柄受所述锥齿轮副驱动，所述短连杆的一端与所述曲柄转动连接，另一端与四十度摇杆的端部、长连杆的端部通过连接轴连接在一起，所述四十度摇杆的另一端转动连接在两侧的定位板上，所述长连杆的另一端驱动九十度连杆90°旋转；

所述栽植树苗机构包括夹爪、铰链以及拉杆，所述拉杆通过铰链驱动夹爪夹紧或松开，所述拉杆的底部与形成于所述定位板上轨迹开口配合连接，所述九十度连杆受所述长连杆的驱动发生度旋转从而带动树苗发生度旋转，所述长连杆通过转轴转动连接在所述九十度连杆的中部，所述拉杆与所述轨迹开口配合作用带动夹爪夹紧或松开。

6.如权利要求4所述的植树设备，其特征在于，所述栽植传动机构、传输传动机构均包括一个分度齿轮以及一个驱动轮，所述驱动轮上设有蝶形块以及两个驱动杆，每一个所述驱动杆与蝶形块上的缺口相对设置，所述分度齿轮上设有交替设置的曲面和直槽，所述曲面与所述蝶形块的外弧相配合，所述驱动杆可匹配进入所述直槽内驱动分度齿轮旋转；

传输传动机构的分度齿轮与所述主动辊同轴固定，所述栽植传动机构的分度齿轮与直齿轮副的一个齿轮同轴固定连接，所述传输传动机构和所述栽植传动机构的驱动轮分别与两个同步轮同轴固定连接；

所述九十度连杆的顶部固定有定位座，所述定位座上开设有条形孔，两个夹爪底部的铰链通过铰接轴连接在一起，所述铰接轴的两端在对应的条形孔内滑动，所述拉杆的顶部与所述铰接轴固定连接，所述铰接轴与所述定位座的底部之间设有弹簧，所述拉杆的底部固定连接有圆柱件，所述圆柱件在所述轨迹开口内滑动，所述九十度连杆的底部转动连接在在曲轴上，所述拉杆穿过所述曲轴与曲轴滑动连接，所述曲轴的两端通过中心转轴转动连接在两侧的定位板上；

所述轨迹开口包括依次首尾连接的第一倾斜直线段、弧线段以及第二倾斜直线段，第一倾斜直线段的起点和终点分别与中心转轴之间连线，两个连线之间的夹角为15°，所述弧线段以所述中心转轴为圆心设置，所述弧线段的起点和终点分别与中心转轴连线，两个连线之间的夹角为60°，第二倾斜直线段的起点和终点分别与中心转轴连线，两个连线之间的夹角为15°，第一倾斜直线段倾斜向上，从起点到终点逐渐靠近所述中心转轴，第二倾斜直线段倾斜向上，从起点到终点逐渐远离所述中心转轴。

7.如权利要求1所述的植树设备，其特征在于，所述覆土压实单元包括覆土提升板、固定于所述覆土提升板底部的覆土支架、用于驱动所述覆土提升板上下移动的驱动机构、以及装配于所述覆土支架上的覆土压实机构，其中：

所述覆土压实机构包括两个相对设置的覆土板，滑动装配于所述覆土板内侧的压实块以及驱动所述覆土板、压实块动作的驱动组件，所述驱动组件包括啮合连接的两个直齿轮，两个直齿轮均转动连接在所述覆土支架上，其中一个直齿轮由步进电机驱动，每一个直齿轮上均固定有一个连接杆，每一个所述连接杆对应穿套在一个竖直设置的腰型槽内，每一个所述腰型槽上固定一个滑动杆构成T形件，滑动杆水平设置，覆土板固定或通过铰链与所述T形连接，所述覆土支架上固定有定位座，所述滑动杆沿定位座滑动，优选的，所述覆土提升板的上部固定设有圆柱导轨，每一个覆土板的顶部与所述圆柱导轨滑动连接；所述圆柱导轨的两端分别通过一个固定座固定在所述覆土提升板上；所述覆土板的内侧固定有直线滑轨，所述压实块的外缘固定有滑动块，所述滑动块与所述直线滑轨滑动连接。

8.如权利要求7所述的植树设备，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、丝杠以及丝杠螺母，所述丝杠通过丝杠座装配在对应的固定板上，所述丝杠螺母与所述的丝杠作用连接，所述覆土提升板与所述丝杠螺母固定连接；所述覆土提升板为U型板，U型板的两臂端部分别固定有一个滑块，相应的固定板上分别固定有一个直线导轨，两个所述滑块与左右两个对应的直线导轨滑动连接；所述U型板的横板两端上分别装配一个丝杠螺母，所述丝杠螺母与对应的丝杠作用连接，丝杠的上下两端分别通过丝杠座固定在对应的固定板上，其中一个丝杠由所述的驱动电机驱动，两个丝杠的底部分别装配有一个传动伞轮副，每一个传动伞轮副通过连接轴连接有一个转向伞轮副，两个转向伞轮副通过传动轴连接。

9.如权利要求1-8中任一项所述的植树设备的植树方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，挖坑单元挖树坑；

步骤2，所述传输栽植驱动机构驱动所述储苗输送机构对水平状态的树苗进行输送；

步骤3，所述传输栽植驱动机构通过曲柄连杆及双摇杆机构驱动所述栽植树苗机构带动树苗进行90°旋转，使得水平放置的树苗呈竖直状态，放入步骤1挖制的树坑内；

步骤4，覆土压实单元中的驱动机构驱动两个覆土板相对运动进行覆土，覆土完成后，压实块受驱动机构驱动向下进行压实；

步骤1-步骤4完成后，完成一棵树苗的种植，行走单元行走预定间距后，重复进行步骤1-步骤4；

作为优选的，所述植树方法还包括步骤5，浇水；

步骤1-步骤5完成后，完成一棵树苗的种植，行走单元行走预定间距后，重复进行步骤1-步骤5。

10.如权利要求9所述的植树方法，其特征在于，所述步骤3中，所述储苗输送机构包括输送带、主动辊和从动辊，所述输送带绕主动辊和从动辊转动，所述主动辊受传输传动机构驱动，所述输送带上固定有多个均匀排布的间隔板，每相邻的两个间隔板之间存放一棵水平放置的树苗，所述输送带每输送一次，将一棵树苗输送至栽植树苗机构的夹爪上，以待栽植；

所述步骤4中，当树苗落在夹爪上时，依靠树苗重力的作用，夹爪的凸块被下压，两个夹爪的圆弧板相对抱合，铰接轴在条形孔内向上移动，拉杆向上，弹簧拉伸，圆柱件沿第一倾斜直线段倾斜向上运动，随着长连杆推动九十度连杆，圆柱件进一步沿第一倾斜直线段向上运动时，拉杆继续向上移动，夹爪继续抱紧将树苗紧紧抓住，然后长连杆继续推动九十度连杆，圆柱件沿弧线段移动，栽植树苗机构随之旋转相应的角度，当圆柱件移动至第二倾斜直线段时，拉杆向下拉，弹簧回缩拉动铰接轴，铰接轴在条形孔内向下移动，夹爪打开，当圆柱件运动至第二倾斜直线段的终点时，夹爪完全打开，树苗处于竖直状态，被放置到种植坑内；

所述步骤5中，驱动机构驱动所述覆土提升板向下移动到下限位；达到下限位后，初始状态下，两个覆土板位于远端，然后启动步进电机，步进电机带动一个直齿轮旋转，在啮合作用下，两个直齿轮相对转动，初始状态下，两个连接杆均位于对应直齿轮的外侧，随着直齿轮的相对转动，在连接杆移动至相应直齿轮的顶部时，连接杆在腰型槽内从下部运动到上部，带动压实块在所述覆土板的内侧向上滑动至上端的位置，在这个过程中，两个腰型槽拉动滑动杆相互靠近，带动两个覆土板相互靠近，将土壤拨入坑内，此时达到中间状态，然后两个直齿轮继续相对转动，连接杆在腰型槽内从上到下运动，带动压实块在所述覆土板的内侧向下滑动，在这个过程中，两个覆土板继续相互靠近，聚拢土壤的同时进行压土，将土壤压实，完成一次覆土压实，然后，步进电机带动所述直齿轮向相反方向旋转，各部件回到初始状态；驱动机构驱动所述覆土提升板向上移动到上限位，等待下一次的覆土压实作业。

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