一种沙漠植树机的制作方法

本实用新型涉及一种植树机，具体涉及一种用于沙漠植树的植树机。

背景技术：

土地沙化和荒漠化是当今世界上一个重要的生态环境问题，也是迫切需要治理的国土整治问题，现已成为生态环境发生严重退化的一个重要标志。中国的沙漠及沙漠化土地面积约为160.7万km²，占国土面积的16.7％，其中，干旱区沙漠化土面积87.6万km²，半干旱区沙漠化土地面积约49.2万km²。有关专家研究表明，我国沙漠化土地面积正以每年2460km²的速度扩展，而且还有加速扩大的趋势，这对我国的国民经济和社会持续发展构成巨大危害。依照联合国环境规划署(UNEP)对全球荒漠化损失的评价标准，我国土地沙漠化每年造成的直接经济损失有17.4～20.4亿元，全部经济损失可达近900亿元。因此，总结分析荒漠化形成的原因，并根据其成因，采取相应的治理模式已是当前荒漠化治理工作重要的工作之一。

沙漠化给生态环境和社会经济带来了极大的危害，有效治理荒漠化一直是世界性难题。支付宝推出过一款“蚂蚁森林”产品，能帮助用户记录自己低碳行为的碳排放量，在手机里养大一棵虚拟树。虚拟树长成后，蚂蚁金服和中国绿化基金会、亿利公益基金会、阿拉善SEE 基金会、桃花源公益基金会等公益合作伙伴，将在地球上种下一棵真树，或守护相应面积的保护地。

但是，现在的植树过程，往往是人工植树，需要浪费很多的人力物力且效率较低，无法满足日益发展的社会要求。而且目前没有一种智能简便的植树机构，以解决了沙漠植树的问题。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种沙漠植树机，以解决了沙漠植树的问题，能有效地节约了人力物力，降低了劳动强度，易于工作，操作简单、便捷。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：

一种沙漠植树机，包括水冲打孔机构、机械手机构、树苗传送机构、覆沙固沙机构、行走机构、机架、检测系统和控制系统。水冲打孔机构用于植树前期的打孔；机械手机构用于抓取树苗，将树苗放进打好的孔中；树苗传送机构用于树苗的放置和传送；覆沙固沙机构用于将种好树苗周围的沙土紧固；行走机构用于植树机整体行走；机架为整个植树机的支撑体；检测系统用于检测植树机的运行状态；控制系统用于控制整台植树机的运行。

所述水冲打孔机构位于机架前端，水冲打孔机构包括丝杆、钻杆、钻头和水箱，第一电机动力输出端连接丝杆，所述丝杆底端连接钻杆，所述钻杆底端连接钻头，水箱通过水管连通到钻杆内部通道。在钻孔的过程中，第一电机带动丝杆旋转，带动丝杆下面的钻杆和钻头旋转，钻头和丝杆向下钻入沙漠土壤内打孔；如果采用单方面的钻孔设备，打好的孔容易塌陷合拢，导致孔的深度不够无法种植树苗，本植树机中，水箱里的水流经水管、钻杆和钻头，被排放到钻头打好的孔中，防止打好的孔容易塌陷和合拢的问题，同时浸湿土壤，为后续栽植的树苗提供一个湿润的生存环境。

所述机械手机构位于机架后端中上部，机械手机构包括机械手，所述机械手由电机带动实现前后、上下位移以及在水平面上旋转，便于抓取树苗传送机构上的树苗，将树苗放在前面水冲打孔机构打好的孔中。

所述树苗传送机构包括树苗传动带，树苗传动带位于机械手侧面可抓取范围内，所述树苗传动带上设置有多个树苗夹；树苗夹上放置需种植的树苗，用于机械手抓取栽种。

所述覆沙固沙机构位于机架后端底部，覆沙固沙机构包括至少一个覆沙固沙斗，所述覆沙固沙斗由电机带动实现前后、上下位移以及在水平面上旋转，将种植好树苗周围的沙土紧固。

所述行走机构位于机架底端，实现植树机的整体行走。

所述检测系统用于检测植树机的运行状态，将检测信息发送给控制系统。

所述控制系统用于接收检测系统的信息，控制植树机的运行，如电机的运行，控制系统为现有常规的控制系统，如单片机，在单片机中写入了常规的机械自动化控制程序，单片机采集传感器的信号，并控制各电机的运行，使植树机的各个机构协调工作。

进一步的是，所述钻杆侧壁设有螺旋叶片，用于将沙孔中的沙土向外运输；钻杆为中空结构，钻头底部设有多个出水孔出水，实现植树机边钻孔边喷水。

进一步的是，所述机械手机构还包括滑轨Ⅰ、滑动座和伸缩杆Ⅰ，所述滑轨Ⅰ固定设置在机架上部，所述滑动座与滑轨Ⅰ滑动配合，所述滑动座底端连接伸缩杆Ⅰ，所述伸缩杆Ⅰ底端连接机械手。

进一步的是，带动机械手运动的电机包括第二电机和第三电机，所述第二电机设置在滑动座上，带动滑动座前后移动和伸缩杆Ⅰ上下伸缩，所述第三电机设置在机械手底端，带动机械手旋转和张合。实现了机械手的上下、前后位移，旋转以及张合，对树苗传动带上的树苗进行抓取，机械手和电机带动其运转的结构均为常规的机械结构，如机床的三轴联动。

进一步的是，所述树苗传动带由第四电机带动运行，为机械手传送树苗，树苗传动带的滚筒竖直安装在机架上，较其他形状的传送而言节约了放置空间，能够放置更多的树苗。

进一步的是，所述树苗传动带为两个，两树苗传动带位于机械手左右两侧，多层放置树苗。

进一步的是，所述覆沙固沙斗底端为弧状结构用于固沙，侧面为倾斜斜面用于覆沙，顶端连接伸缩杆Ⅱ，伸缩杆Ⅱ顶端连接固沙座，所述固沙座顶端滑动设置在滑轨Ⅱ内，带动覆沙固沙斗的电机为第五电机，所述第五电机带动固沙座前后滑动以及伸缩杆Ⅱ伸缩和旋转。工作时，第五电机首先带动覆沙固沙斗前后移动为树苗覆沙，然后带动覆沙固沙斗上下运动压紧沙土。

进一步的是，所述覆沙固沙斗沿植树机前后方向设置有两个，两个同时使用为树苗覆沙固沙。

进一步的是，所述检测系统包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，传感器均为红外线传感器，第一传感器位于机架前端，用于定位植树机位置，第二传感器位于机械手底端，用于定位已打好孔的位置，第三传感器位于机械手前端，用于扫描树苗的位置；控制系统连接有多个指示灯，各指示灯与各传感器一一对应。

进一步的是，所述行走机构采用履带底盘驱动用于行走，如现有的挖掘机，本专利的行走机构可以是由如挖掘机的转向系统、传动系统以及行走系统等构成，并由控制系统控制，属于现有常规技术，本申请没有具体进行说明，但不代表没公开。

本实用新型的有益效果：

采用独特的水冲打孔机构，在作业过程中，一边向沙地打孔一边喷水，使得孔不容易塌陷，也给予树苗一定水分，保证存活率；采用前后、上下移动以及在水平面上旋转的机械手，方便了对树苗传动带上的树苗进行抓取；采用环形循环树苗传动带，较其他形状的传送而言节约了放置空间，能够放置更多的树苗；采用覆沙、紧沙机构一体化，覆沙固沙斗侧面为倾斜斜面用于覆沙，覆沙完成后将，覆沙固沙斗旋转和下压，使弧状结构的覆沙固沙斗固沙，简单方便。

本实用新型集水冲打孔、抓取栽种植物、树苗传送以及覆沙固沙功能于一体，结构设计合理紧凑，使用安全，工作可靠，操作简单，安装方便，实用性强；代替了传统的人工栽种，减少劳动力，在环境恶劣的沙漠中，降低人们的劳动量，降低安全事故，栽种的工作效率较高，除去了人工栽种的费用，降低植树成本。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型除去底盘履带的示意图；

图4为本实用新型的打孔机构示意图；

图5为本实用新型的机械手机构示意图；

图6为本实用新型的树苗传送机构示意图；

图7为本实用新型的覆沙固沙机构示意图。

图中：1、水冲打孔机构；11、丝杆；12、钻杆；13、钻头；14、水箱；15、水管；16、第一电机；2、机械手机构；21、机械手；22、滑轨Ⅰ；23、滑动座；24、伸缩杆Ⅰ；25、第二电机；26、第三电机；3、传送机构；31、树苗传动带；32、第四电机；33、树苗夹；4、覆沙固沙机构；41、覆沙固沙斗；42、伸缩杆Ⅱ；43、固沙座；44、滑轨Ⅱ；45、第五电机； 5、行走机构；6、机架；71、第一传感器；72、第二传感器；73、第三传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

一种沙漠植树机，如图1所示，包括水冲打孔机构1、机械手机构2、树苗传送机构3、覆沙固沙机构4、行走机构5、机架6、检测系统和控制系统。

如图1、2、3和4所示，所述水冲打孔机构1位于机架6前端，水冲打孔机构1包括丝杆11、钻杆12、钻头13和水箱14，第一电机61动力输出端通过传动装置连接锥齿轮，锥齿轮再与丝杆11啮合，所述丝杆11底端连接钻杆12，所述钻杆12底端连接钻头13，水箱 14通过水管15连通钻杆12内部通道；所述钻杆12侧壁设有螺旋叶片，钻杆12为中空结构，钻头13底部设有多个出水孔。

如图1、2、3和5所示，所述机械手机构2位于机架6后端中上部，机械手机构2包括机械手21，滑轨Ⅰ 22、滑动座23和伸缩杆Ⅰ 24。所述机械手21由电机带动实现前后、上下位移以及在水平面上旋转，带动机械手21运动的电机包括第二电机25和第三电机26，所述第二电机25设置在滑动座23上，带动滑动座23前后移动和伸缩杆Ⅰ 24上下伸缩，所述第三电机26设置在机械手21底端，带动机械手21旋转和张合。所述滑轨Ⅰ 22固定设置在机架6上部，所述滑动座23与滑轨Ⅰ 22滑动配合，所述滑动座23底端连接伸缩杆Ⅰ 24，所述伸缩杆Ⅰ 24底端连接机械手21。

如图1、2、3和6所示，所述树苗传送机构3位于机架6后端中部，树苗传送机构3包括树苗传动带31，树苗传动带31位于机械手机21侧面可抓取范围内。树苗传动带31由第四电机32带动，树苗传动带31的滚筒竖直安装在机架6上，所述树苗传动带31上均匀设置有多个树苗夹33。所述树苗传动带31为两个，两树苗传动带31位于机械手左右两侧。

如图1、2、3和7所示，所述覆沙固沙机构4位于机架6后端底部，覆沙固沙机构4包括覆沙固沙斗41，所述覆沙固沙斗41由电机带动实现前后、上下位移以及在水平面上旋转；所述覆沙固沙斗41底端为弧状结构，侧面为倾斜斜面，顶端连接伸缩杆Ⅱ 42，伸缩杆Ⅱ 42 顶端连接固沙座43，所述固沙座43顶端滑动设置在滑轨Ⅱ 44内，带动覆沙固沙斗41的电机为第五电机45，第五电机45位于固沙座43上，所述第五电机45的输出端连接伸缩杆Ⅱ 42 和固沙座43，带动固沙座43在滑轨Ⅱ内滑动以及伸缩杆Ⅱ 42伸缩和旋转。所述覆沙固沙斗 41沿植树机前后方向设置有两个，为前后方向对称结构。

如图1和2所示，所述行走机构5位于机架6底端，实现植树机的整体行走，行走机构采用履带底盘用于行走。

所述检测系统用于检测植树机的运行状态，将检测信息发送给控制系统。所述检测系统包括第一传感器71、第二传感器72和第三传感器73，如图1、2和5所示，所述第一传感器 71位于机架6前端，第二传感器72位于机械手21底端，第三传感器73位于机械手21前端。各传感器均为红外线传感器，控制系统连接有相应的指示灯，传感器定位好位置后，传给控制系统，控制系统控制各指示灯闪亮。

所述控制系统用于接收检测系统的信息，控制系统为常规的单片机，控制各电机的运行。

为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

在沙漠中植树时，首先需要打孔。人为驾驶操作控制植树机前行，机架6前端的第一传感器71采集植树机的位置信息，将信息传给控制系统；控制系统判断定位是否正确，定位正确控制系统控制与第一传感器对应的指示灯亮，此时人为操作植树机停止前进。

植树机停止前进后，控制系统控制第一电机16启动，带动丝杆11旋转，带动钻杆12 以及钻头13旋转，同时控制系统启动水箱14的水泵，将水源通过水管15注入到钻杆12内，在丝杆11下降时完成底部打孔，水从钻头13底部流出，实现边喷水边打孔。

在打孔的同时，控制系统控制第四电机32运行带动树苗传动带31传送树苗，机械手21 前端的第三传感器73扫描树苗传动带31上的树苗，扫描到树苗后，与第三传感器73对应的指示灯亮，控制系统控制第二电机25和第三电机26运行带动机械手21抓取树苗。

孔打好后，人为驾驶植树机往前移动，同时机械手21底端的第二传感器72扫描已打好孔的位置，扫描到孔位置后，与第二传感器72对应的指示灯亮，控制系统控制第三电机26 运行将机械手21松开，树苗落入到孔中。

树苗放置好后，树苗位于两覆沙固沙斗41中间，控制系统控制第五电机45运行带动两覆沙固沙斗41分别向树苗靠拢，实现树苗底部覆沙；然后第五电机45带动两覆沙固沙斗41 以树苗为中心，边旋转边向下运动，实现树苗底部固沙。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。