[發(fā)明專利]一種模塊化沙漠植樹(shù)機(jī)器人

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410519064.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105557452A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊挺;賀玉飛;李治國(guó);李紀(jì)東;張定余
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京時(shí)代沃林科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): A01G23/04
• 分類號(hào): A01G23/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保裝備領(lǐng)域，具體地，設(shè)計(jì)一種適合荒漠化治理的模塊化沙漠植樹(shù)機(jī)器人。

背景技術(shù)

20世紀(jì)以來(lái)隨著世界人口數(shù)量急劇增長(zhǎng)，以及人類各種不合理的墾荒活動(dòng)和全球變暖趨勢(shì)的加強(qiáng)，世界各國(guó)正面臨日益嚴(yán)峻的土地荒漠化挑戰(zhàn)，以中國(guó)為例，在960萬(wàn)平方公里的國(guó)土面積中，荒漠化面積占到了27.4%，并且據(jù)統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)70年代以來(lái)土地沙化面積擴(kuò)大速度，達(dá)到每年2460平方公里。同時(shí)，荒漠化造成了嚴(yán)重的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題，包括可耕地減少、沙塵暴活動(dòng)頻繁、土地整體涵養(yǎng)水源能力下降導(dǎo)致的年降水量逐年減少等等，嚴(yán)重惡化了人類的生存環(huán)境。

栽植適宜當(dāng)?shù)亟邓偷叵滤h(huán)境的耐旱樹(shù)種是有效遏制荒漠化加劇形勢(shì)，應(yīng)對(duì)全球荒漠化的一個(gè)重要舉措。但從世界范圍來(lái)看，此項(xiàng)工作開(kāi)展的最大難題不是沒(méi)有樹(shù)苗，或沒(méi)有決心、資金，而是沒(méi)有一種能夠保證園藝要求的，可以高效、規(guī)模化、自動(dòng)化開(kāi)展植樹(shù)作業(yè)的適用機(jī)械。

目前國(guó)內(nèi)外僅在科技競(jìng)賽領(lǐng)域有研發(fā)植樹(shù)機(jī)器人的嘗試，但據(jù)了解僅限于單株樹(shù)苗的種植，不僅單株栽植成本高，效率低下，更重要的是完全沒(méi)有考慮到針對(duì)干旱沙漠植樹(shù)過(guò)程中所必須面對(duì)流沙問(wèn)題，不能適應(yīng)當(dāng)前荒漠化治理的作業(yè)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一款能夠自動(dòng)化栽植樹(shù)苗，同時(shí)有效解決植樹(shù)挖坑過(guò)程中所面臨的流沙問(wèn)題的植樹(shù)機(jī)器人。本發(fā)明的一種模塊化沙漠植樹(shù)機(jī)器人，包括自走式底盤、可更換苗盤、抓苗機(jī)械手系統(tǒng)、送苗輔助裝置、鉆土裝置和防流沙裝置。具體結(jié)構(gòu)是：

所述自走式底盤由配有電動(dòng)輪箍的車輪和底盤車架組成；可更換苗盤作為獨(dú)立模塊可由車架中移出和裝入，每個(gè)苗盤均包含底板、上蓋板和連接底板并貫穿上蓋板的多個(gè)圓筒式苗杯；抓苗機(jī)械手系統(tǒng)由直線導(dǎo)軌，以及電動(dòng)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的多自由度機(jī)械手組成；送苗輔助裝置是一個(gè)作業(yè)時(shí)可平移伸出至作業(yè)狀態(tài)的防流沙圓筒上方的圓筒；鉆土裝置的螺旋鉆頭由其上方的電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)的法蘭盤側(cè)向連接的滑動(dòng)套筒與豎直滑軌配合，滑動(dòng)套筒由升降電動(dòng)杠控制升降；鉆土裝置的豎直滑軌通過(guò)作業(yè)臂連接到車架，并由作業(yè)臂電動(dòng)杠驅(qū)動(dòng)；防流沙裝置的直徑略大于螺旋鉆頭的空心圓筒側(cè)向通過(guò)滑動(dòng)套筒與豎直滑軌連接，滑動(dòng)套筒由升降電動(dòng)杠控制升降；防流沙裝置的豎直滑軌通過(guò)作業(yè)臂連接到車架，并由作業(yè)臂電動(dòng)杠驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述底盤車架為底部中間掏空，左右兩側(cè)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，中間掏空預(yù)留空間為作業(yè)結(jié)束后，機(jī)器人走過(guò)已栽植樹(shù)苗上方時(shí)防刮蹭的預(yù)留空間。

優(yōu)選地，每個(gè)植樹(shù)機(jī)器人模塊包括首尾兩套獨(dú)立的作業(yè)裝置，分別位于自走式底盤的前后兩側(cè)。

優(yōu)選地，送苗輔助裝置由一個(gè)獨(dú)立的，懸掛于車架底部的電動(dòng)杠驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，控制鉆土裝置和防流沙裝置升降用的電動(dòng)杠為電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺母螺桿機(jī)構(gòu)，移動(dòng)螺母的一端為與電動(dòng)杠內(nèi)壁上滑槽配合的滑塊，滑塊兩端掛有鋼絲繩，鋼絲繩經(jīng)過(guò)電動(dòng)螺桿兩端外壁伸出，并從上下兩側(cè)與滑動(dòng)套筒的上下兩端連接，電動(dòng)螺桿的外壁充當(dāng)豎直滑軌。

優(yōu)選地，鉆土裝置和防流沙裝置的作業(yè)臂均安裝在車架上的滑軌內(nèi)，并受作業(yè)臂電動(dòng)杠控制在滑軌內(nèi)平移。

優(yōu)選地，防流沙圓筒是由2個(gè)半圓筒通過(guò)彈簧合頁(yè)連接到一起，一個(gè)半圓筒固定連接于升降滑動(dòng)套筒，另一個(gè)半圓筒外壁裝有鋼絲繩，鋼絲繩另一端穿過(guò)活動(dòng)套筒上的安裝孔，并連接到一個(gè)外露的扳機(jī)上，控制扳機(jī)的觸發(fā)裝置安裝在防流沙圓筒所在的豎直滑軌上。

優(yōu)選地，多個(gè)植樹(shù)機(jī)器人可以以多排多列的方式連接在一起，共同由動(dòng)力機(jī)車牽引，完成規(guī)模化連片作業(yè)。

本發(fā)明裝置的作業(yè)流程是：植樹(shù)機(jī)器人在即將到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)時(shí)，機(jī)器人前后兩組作業(yè)裝置即同時(shí)獨(dú)立開(kāi)展準(zhǔn)備工作，包括一、每一組的防流沙裝置的的兩個(gè)半圓筒張開(kāi)并整體移動(dòng)到計(jì)劃作業(yè)地點(diǎn)上方，同時(shí)鉆土裝置移動(dòng)到防流沙半圓筒內(nèi)部，此時(shí)防流沙裝置的兩個(gè)半圓筒閉合；二、抓苗機(jī)械手系統(tǒng)開(kāi)始取苗。待整機(jī)移動(dòng)到作業(yè)地點(diǎn)時(shí)，防流沙裝置與旋轉(zhuǎn)著的鉆土鉆頭即刻同時(shí)下探至指定深度，然后鉆土鉆頭提升并后撤，此時(shí)已經(jīng)就緒的夾苗裝置和送苗輔助裝置同時(shí)移動(dòng)至防流沙裝置的上方，夾苗裝置放苗，等栽植樹(shù)苗落入防流沙圓筒后，抓秒機(jī)械手系統(tǒng)和送苗輔助裝置撤回，同時(shí)防流沙裝置提升，完全到達(dá)地面以上時(shí)防流沙圓筒的兩部分再次張開(kāi)，并后撤，整個(gè)作業(yè)過(guò)程結(jié)束，整機(jī)再次前進(jìn)。

應(yīng)用本發(fā)明將顯著提高沙漠干沙環(huán)境下的植樹(shù)效率，對(duì)于大規(guī)模荒漠化治理必將起到極大的推動(dòng)作用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的植樹(shù)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)立體圖；

圖2是本發(fā)明的底盤和車架立體圖；

圖3是本發(fā)明的苗盤立體圖；