沙漠植树设备的制作方法

本申请涉及农业灌溉领域，特别涉及一种沙漠植树设备。

背景技术：

我国是世界上荒漠化最严重的国家之一。据2014年国土部统计，中国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4％，每年因风沙危害造成的经济损失超过541亿元，近4亿人口受到荒漠化的影响。荒漠化已成为制约我国和谐发展的重要问题。

目前，防沙治沙行业大多采用植树沙柳进行沙漠的绿化，现有技术中通常采用劳动离散或密集型的方式进行沙柳植树，即由操作工人手持沙柳植入专用设备冲抢进行植树。但是，此设备有些不足：第一、水冲沙需要大量的水，节水效果较差；第二、由于水源限制了植树的面积，限制了向沙漠腹地植树的可能；第三、对于植树区域沙土墒情没有直观数据，植树在墒情较差地域的树成活率较低；四、需要配套相应燃油发电机，能耗消耗较大且产生尾气不环保。

技术实现要素：

本申请的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、精确高效、智能节水的沙漠植树设备。

为实现上述目的，本申请采用了如下技术方案：

一种沙漠植树设备，包括：

被配置为将太阳能转化为电能的光伏模块1；

被配置为储存电能的储能模块2；

被配置为在沙土中形成植树的孔道并采集土壤墒情信息的作业模块5；和

被配置为获取所述作业模块5采集到的土壤墒情信息并上传至云系统的信息处理模块6；

所述光伏模块1与储能模块2相连接，所述作业模块5和信息处理模块6分别与储能模块2相连接，所述信息处理模块6与作业模块5相连接。

可选的，还包括：

被配置为使本沙漠植树设备在沙漠中移动的移动模块3；

被配置为给所述作业模块5提供辅助功能的功能模块4；和

被配置为实时显示所述信息处理模块6获取的土壤墒情信息和地理信息的移动终端模块7；

所述移动模块3与储能模块2相连接，所述功能模块4分别与储能模块2和作业模块5相连接，所述移动终端模块7与信息处理模块6相连接。

可选的，所述信息处理模块6包括：

被配置为接收土壤墒情采集器发出的土壤墒情信息和地理信息的信息接收单元61；

被配置为分析土壤墒情信息和地理信息的数据分析单元62；

被配置为定位本沙漠植树设备所处位置的定位单元63；

被配置为储存土壤墒情信息和地理信息的信息存储单元64；

被配置为规划植树区域或路径的区域规划单元65；

被配置为交互输出土壤墒情信息和地理信息的信息输出单元66；和

被配置为控制和协调各个单元的控制单元67；

所述控制单元67分别与信息接收单元61、数据分析单元62、定位单元63、信息存储单元64、区域规划单元65和信息输出单元66相连接。

可选的，还包括外壳8，所述光伏模块1安装在外壳8的顶部，所述移动模块3安装在外壳8的底部，所述储能模块2和功能模块4安装在外壳8的壳体内，所述信息处理模块6安装在外壳8的侧壁上。

可选的，所述光伏模块1包括多个太阳能光伏板，所述多个太阳能光伏板依次展开设置在外壳8的顶部，并且多个太阳能光伏板串联，串联后的输出端与储能模块2相连接。

可选的，所述储能模块2包括设置在外壳8内部的储能电池，并且所述储能电池平铺在外壳8壳体内靠近移动模块3一侧的内壁上并形成层状结构。

可选的，所述移动模块3为履带。

可选的，所述功能模块4包括气体存储罐、水存储罐和压缩气体装置，所述气体存储罐和水存储罐并列设置在外壳8的壳体内并与作业模块5相连接，在气体存储罐内存储有作业模块5在形成所述孔道时所需的气体，在水存储罐内存储有作业模块5在形成所述孔道时所需的水，所述压缩气体装置分别与气体存储罐和水存储罐相连接。

可选的，所述作业模块5包括螺杆51、钻头52和土壤墒情采集器，所述螺杆51的一端安装在外壳8上并与功能模块4和储能模块2相连接，所述钻头52安装在螺杆51的另一端，所述土壤墒情采集器安装在螺杆51上并与钻头52相邻设置用于实时采集土壤墒情信息和地理信息，并且土壤墒情采集器与信息处理模块6通信连接用于将所述孔道的土壤墒情信息和地理信息传输至信息处理模块6。

可选的，在螺杆51的内部和钻头52的内部设有连通的作业孔，所述作业孔与功能模块4相连接用于将气体和水经螺杆51输送至钻头52内，并且在钻头52的侧壁上均匀分布有多个外排孔，所述多个外排孔与作业孔相连通。

本申请的沙漠植树设备集合了墒情导航、光伏和螺旋微喷等技术，通过光伏模块将太阳能转化为电能用于供电，高效的利用沙漠地区充沛的太阳能资源作为能量来源，避免了环境的二次污染并大幅度的拓展了工程作业的活动半径，通过作业模块在沙土中快速、精确、高效的形成用于植树的孔道并采集土壤墒情信息，保证了植树的成活率和作业效率，通过信息处理模块能够获取土壤墒情信息和地理信息并根据土壤墒情信息合理的规划植树范围和路径，从而有效的提高了植树效率和成活率。

附图说明

图1是本申请实施例的沙漠植树设备的功能结构方框图；

图2是本申请实施例的沙漠植树设备的整体结构示意图；

图3是本申请实施例的信息处理模块的功能结构方框图。

附图标记

1-光伏模块，2-储能模块，3-动力模块，4-功能模块，5-作业模块，51-螺杆，52-钻头，6-信息处理模块，61-信息接收单元，62-数据分析单元，63-定位单元，64-信息存储单元，65-区域规划单元，66-信息输出单元，67-控制单元，7-移动终端模块，8-外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

如图1所示，本申请公开了一种沙漠植树设备，包括：

被配置为将太阳能转化为电能的光伏模块1；

被配置为储存电能的储能模块2；

被配置为在沙土中形成植树的孔道并采集土壤墒情信息的作业模块5；和

被配置为获取所述作业模块5采集到的土壤墒情信息并上传至云系统的信息处理模块6；

所述光伏模块1与储能模块2相连接，所述作业模块5和信息处理模块6分别与储能模块2相连接，所述信息处理模块6与作业模块5相连接。

本实用新型集合了墒情导航、光伏和螺旋微喷等技术，通过光伏模块1将太阳能转化为电能用于供电，高效的利用沙漠地区充沛的太阳能资源作为能量来源，避免了环境的二次污染并大幅度的拓展了工程作业的活动半径，通过作业模块5能够在沙土中快速形成用于植树的孔道并精确采集土壤墒情信息，保证了植树的成活率和作业效率，通过信息处理模块6能够获取土壤墒情信息和地理信息并根据土壤墒情信息合理的规划植树范围和路径，从而有效的提高了植树效率和成活率。

在本申请提供的一个实施例中，所述沙漠植树设备还包括：

被配置为使本沙漠植树设备在沙漠中移动的移动模块3；

被配置为给所述作业模块5提供辅助功能的功能模块4；和

被配置为实时显示所述信息处理模块6获取的土壤墒情信息和地理信息的移动终端模块7；

所述移动模块3与储能模块2相连接，所述功能模块4分别与储能模块2和作业模块5相连接，所述移动终端模块7与信息处理模块6相连接。

本实用新型的移动终端模块7在工作时能够显示出信息处理模块6规划出合理的植树区域或路径，使得作业者能够有针对性的选择墒情好的地点进行植树，进而极大的提高了植被的成活率。

可选的，所述移动终端模块7可以是手持式显示控制器，并且作业者能够通过手持对本申请的沙漠植树设备进行遥控作业。

在本申请的一个具体的实施方案中，如图2所示，所述沙漠植树设备还包括外壳8，所述光伏模块1安装在外壳8的顶部用于获取太阳能，所述移动模块3安装在外壳8的底部用于驱动整个沙漠植树设备运动，所述储能模块2和功能模块4安装在外壳8的壳体内，所述信息处理模块6安装在外壳8的侧壁上。

其中，所述光伏模块1包括多个太阳能光伏板，所述多个太阳能光伏板依次展开设置在外壳8的顶部，多个太阳能光伏板串联设置，串联后的输出端与储能模块2相连接用于将太阳能转换为电能并存储在储能模块2内。

可选的，所述光伏模块1包括三块太阳能光伏板，其中一块太阳能光伏板安装在外壳8的顶部，其余两块太阳能光伏板安装在该块太阳能光伏板的两侧并沿外壳8向上倾斜设置形成“U”形结构，使得光伏模块1具有最大的采光面积。

所述储能模块2包括设置在外壳8内部的储能电池，并且所述储能电池平铺在外壳8壳体内靠近移动模块3一侧的内壁上并形成层状结构。

所述移动模块3可以是履带，履带是由主动轮驱动并围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环，履带包括履带板和履带销，所述履带销将各履带板连接起来构成履带链环，履带板的两端设有与主动轮啮合的孔，由于履带与地面具有较大的接触面积，使得本申请的沙漠植树设备能够高效率的在沙漠中行走。

所述功能模块4包括气体存储罐、水存储罐和压缩气体装置，所述气体存储罐和水存储罐并列设置在外壳8的壳体内并与作业模块5相连接，在气体存储罐内存储有作业模块5在形成所述孔道时所需的气体，在水存储罐内存储有作业模块5在形成所述孔道时所需的水，所述压缩气体装置分别与气体存储罐和水存储罐相连接，压缩气体装置用于压缩气体存储罐内的气体并为水存储罐内的水能够形成高压水流提供压力。

可选的，所述压缩气体装置可以是气体压缩机。当然，容易想到的是，也可以采用电动补压或手动补压的方式对水存储罐内的水提供压力。

所述作业模块5包括螺杆51、钻头52和土壤墒情采集器，所述螺杆51的一端安装在外壳8上并与功能模块4和储能模块2相连接，所述钻头52安装在螺杆51的另一端用于钻孔，所述土壤墒情采集器安装在螺杆51上并与钻头52相邻设置用于实时采集土壤墒情信息和地理信息，并且土壤墒情采集器与信息处理模块6通信连接用于将所述孔道的土壤墒情信息和地理信息传输至信息处理模块6。

可选的，所述土壤墒情采集器可以是HS2型便携式土壤水分测定仪的土壤水分传感器，将该土壤水分传感器插入土壤，只需3秒即可获得土壤水分数值。此外，该土壤水分传感器还整合了GPS定位模块，可对测量点进行定位。

在本申请的作业模块5的一个具体的实施例中，在螺杆51的内部和钻头52的内部设有连通的作业孔(图中未示出)，所述作业孔与功能模块4相连接用于将气体和水经螺杆51输送至钻头52内，并且在钻头52的侧壁上均匀分布有多个外排孔(图中未示出)，所述多个外排孔与作业孔相连通，使得流入钻头52内的气体或水通过外排孔向外喷出。

本实用新型的作业模块5的工作过程为，操作者通过操作螺杆51控制钻头52向沙土内进行螺旋打孔，在旋钻的同时钻头52通过出气孔喷出高压气体进行冲沙，并利用位于钻头52附近的土壤墒情采集器采集所钻探之处的土壤墒情信息和地理信息，当钻头52到达合适深度后退出形成用于植树的孔道，并在退出时通过出水孔进行微喷水对所述孔道的沙土壁进行有效的湿润。本实用新型的钻头52采用螺旋微喷技术，具有精确、高效和节水等优点。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，所述信息处理模块6包括：

被配置为接收土壤墒情采集器发出的土壤墒情信息和地理信息的信息接收单元61；

被配置为分析土壤墒情信息和地理信息的数据分析单元62；

被配置为定位本沙漠植树设备所处位置的定位单元63；

被配置为储存土壤墒情信息和地理信息的信息存储单元64；

被配置为规划植树区域或路径的区域规划单元65；

被配置为交互输出土壤墒情信息和地理信息的信息输出单元66；和

被配置为控制和协调各个单元的控制单元67；

所述控制单元67分别与信息接收单元61、数据分析单元62、定位单元63、信息存储单元64、区域规划单元65和信息输出单元66相连接。

其中，所述信息输出单元66包括用于显示土壤墒情信息和地理信息的LED屏和用于播报土壤墒情信息和地理信息的声卡。

本实用新型的信息处理模块6能够将土壤墒情信息和地理信息上传至云系统，从而为后期树木的养护提供科学保墒规划并作为沙漠植树区域的水文和沙温等信息保存，还能够为大数据科学分析树木成活率以及研究树木种植密度提供有效的依据。

在本实施例中，所述沙漠植树设备的植树过程为：首先，开启设备操作螺杆51使钻头52进行螺旋打孔，功能模块4向螺杆51内打入高压空气，钻头52在旋钻的同时进行气压冲沙；其次，土壤墒情采集器采集土壤墒情信息和地理信息并传输给信息处理模块6；再次，退出螺杆51并在退出螺杆51的同时进行微喷水；再次，人工辅助在形成的用于植树的孔道中插入树苗；再次，通过功能模块4给树苗补水；最后，根据信息处理模块6分析和规划后的植树区域或路径进行后续植树作业。

可选的，植树作业所选的沙柳苗的一般在长度110cm至120cm，因此所述孔道的深度可以在100cm至110cm之间，以确保苗条全部插入湿润的沙土中，并有效的提高了沙柳苗生根发芽和生长所需的水分供给，成年的沙柳不仅能够将不断内侵扩散的上万亩沙丘牢牢地固住，并且成规模的沙柳形成能够涵养沙地水分的植物带，进而削平了沙包并形成了绿地，实现了沙漠的绿化。

上面结合附图对本申请优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请构思的前提下做出各种变化。