一种链轨式荒漠智能植树机及其使用方法

1.本发明涉及种植技术领域，特别是一种链轨式荒漠智能植树机及其使用方法。


背景技术：

2.对于在荒漠极端天气下植树时，由于人工和小型植树机械植树效率低、劳动强度大、工作环境恶劣，尤其小型机械对于复杂地形通过能力差，往往不能高效率植树，且大部分采用传统的燃油作为供能方式，对环境污染严重，荒漠条件下有很多不确定因素，如寒旱洪涝条件、极端天气、水土流失严重等，都会出现植树作业缓慢等问题，为有效缓解上述问题，本发明提出了一种链轨式荒漠智能植树机及其使用方法。
3.中国专利公开的一种“新能源全自动植树机”(202211268006.8),其结构包括：底盘、驱动装置、钻孔机构、树苗传输机构、机械臂、灌溉装置、培土装置与供电机构；机械臂为带有夹持机构的机械臂；中国专利公开的一种“植树机”(202211355547.4),包括移动机构、钻孔机构、放苗机构和浇水机构,以及控制器,其特征在于：还包括压土机构,所述移动机构包括由纵、横架连接而成的上、下方开口的矩形框体的整体机架、连接于整体机架底部四角的四个驱动电机ⅰ,以及通过四个电机连接件分别与四个驱动电机ⅰ连接的四个轮子。
4.上述所提出的发明大多通过机械臂运输树苗，一次运输树苗的数量较少且耗时过长。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述或现有技术中存在大多通过机械臂运输树苗，一次运输树苗的数量较少且耗时过长，提出了本发明。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种链轨式荒漠智能植树机，包括智能履带机，所述智能履带机内置智能控制系统、导航系统以及电池，且在智能履带机外覆盖有太阳能板，在智能履带机外装配有植树机构以及钻孔机构；
8.植树机构包括固定盘和转动盘，其中转动盘转动连接在固定盘上，且在转动盘上固定插接有多个等距设置的投苗筒，在固定盘上开设有投苗口，当转动盘在固定盘上转动到其投苗筒与投苗口正对时树苗从投苗口落下；
9.钻孔机构包括钻机，在钻机的驱动端上装配有钻头，在钻机外套接有与钻头等长的岩芯管。
10.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：所述固定盘和转动盘大小相等，在固定盘的下表面安装有尾部带弧度的引导管，且引导管与投苗口连通，在固定盘的下表面中心处一体连接有连接筒。
11.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：在转动盘的下表面中
心处一体连接有转轴，所述转轴穿过连接筒且末端固定套接有链轮。
12.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：在所述智能履带机两侧焊接有宽度小于固定盘直径的安装板，且连接筒固定在安装板上，所述安装板为空心结构，在安装板内设有链条，其链条一端啮合有驱动轮，且安装板端部设有驱动器与驱动轮装配，链条另一端设有轴承套轮固定在安装板内，所述转轴末端的链轮啮合在链条内。
13.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：所述投苗筒的顶部为喇叭结构，且投苗筒内设有限位块，且限位块中部开设有与树苗直径相等的通孔。
14.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：在钻机的顶部利用轴承连接有伸缩气缸，在伸缩气缸的顶部安装有连接板，在连接板两端装配有提管机构，且提管机构位于岩芯管两侧。
15.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：所述提管机构包括与连接板相连的第二液压杆，在第二液压杆的输出端一体连接有空心连接管，第二液压杆通过空心连接管连接有装配块，在装配块内销接有剪夹，且剪夹下端暴露在装配块底部外，装配块内侧开设有供剪夹转动的通槽，在剪夹的端部销接有第一液压杆，所述第一液压杆固定在装配块顶部且位于空心连接管内。
16.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：在岩芯管内对称设有脱管卡槽，其脱管卡槽一端向另外一端的开设深度逐渐加深，在钻机的侧面开设有槽，槽内设有弹簧，且弹簧前端连接有卡片，且卡片直径与脱管卡槽高度相等。
17.作为本发明链轨式荒漠智能植树机的一种优选方案，其中：在智能履带机的顶部安装有水箱，在水箱的两侧连接有水管，且水管绑扎在投苗筒上，所述水管的出水口与钻机对应。
18.本发明的一种链轨式荒漠智能植树机有益效果：
19.(1)本技术中，采用全无人驾驶自动操作模式，利用北斗导航系统提前设定好植树范围，并利用主控制器精准控制植树的各个环节，确保准确高效，并且具备人工操控的备用模式，解决系统故障或特殊情况下的植树机操作问题，其中现有技术的导航及障碍报警系统连接北斗导航系统：精准控制植树机前进方向及作业区间，与环境探测设备相连，能够通过障碍报警调整行进方向，绕过障碍物。
20.(2)多个植树单元同时运行，种完一批树后自动运行到下一个点位继续植树，在没有障碍物的情况，植树效率高，在植树的同时由水仓向管内输送部分水分和养料，以提高树苗成活率。
21.(3)钻头将岩芯管中多余的土壤送出地面，当钻机逆向转动时与连接的岩芯管脱离连接，岩芯管掉落到钻机开设的孔中形成护套，防止沙子坍塌，为植入树苗做准备，相比较传统的挖坑装置，本技术对荒漠地表破坏少，且能够有效防止栽种坑坍塌。
22.本发明的另外一个目的是，提供一种使用说明方法，用于正确操作链轨式荒漠智能植树机进行种植作业。
23.为实现上述技术方案，本发明提供如下方案：一种链轨式荒漠智能植树机的使用方法，用于操作一种链轨式荒漠智能植树机进行植树，具体的：
24.步骤：智能履带机通过内置智能控制系统和导航系统行驶到预定位置；
25.步骤：钻孔机构在预定位置进行开孔；
26.步骤：植树机构将树苗投入到步骤中钻孔机构开设的孔中；
27.步骤：水箱通过水管对树苗浇灌定植水并将种植孔冲塌将树苗盖住。
28.本发明的一种链轨式荒漠智能植树机的使用方法有益效果：
29.通过正确的操作本发明中的种植设备，从而可以一次性大规模无人种植荒漠植被，其高效，简单，便捷有效提高植树效率，精准控制植树机前进方向及作业区间，与环境探测设备相连，能够通过障碍报警调整行进方向，绕过障碍物，多个植树单元同时运行，在没有障碍物的情况，植树效率高。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
31.图1为植树机结构图。
32.图2为开孔机构结构图。
33.图3为岩芯管连接结构示意图。
34.图4为提管机构结构图。
35.图5为植树机构结构图。
36.图6为植树机构分解图。
37.图7为投苗筒剖视图。
38.图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：100、智能履带机；101、水箱；101a、水管；102、安装板；
39.200、植树机构；201、固定盘；201a、引导管；201a-1、投苗口；201b、连接筒；202、转动盘；202a、投苗筒；202a-1、限位块；202b、转轴；202b-1、链轮；
40.300、钻孔机构；301、钻机；301a、钻头；301b、弹簧；301b-1、卡片；302、岩芯管；302a、脱管卡槽；303、提管机构；303a、装配块；303a-1、剪夹；303b、第一液压杆；303c、第二液压杆；303c-1、空心连接管；304、伸缩气缸；305、连接板。
具体实施方式
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
42.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
43.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
44.实施例1
45.参照图1-5，为本发明实施例1，该实施例提供了一种链轨式荒漠智能植树机，能解
决现有植树装置由于采用机械爪进行投苗导致的效率低下问题，包括智能履带机100，智能履带机100内置智能控制系统用于完成全无人驾驶自动操作模式、北斗导航系统提前设定好植树范围以及电池，且在智能履带机100外覆盖有太阳能板为电池供电，在智能履带机100外装配有用于投放树苗的植树机构200以及为栽种树苗进行开孔的钻孔机构300；植树机构200包括固定盘201和转动盘202，其中转动盘202转动连接在固定盘201上，且在转动盘202上固定插接有多个等距设置的投苗筒202a，在固定盘201上开设有投苗口201a-1，当转动盘202在固定盘201上转动到其投苗筒202a与投苗口201a-1正对时树苗从投苗口201a-1落下；钻孔机构300包括钻机301，在钻机301的驱动端上装配有钻孔用的钻头301a，在钻机301外套接有与钻头301a等长的进入植树孔中防止塌方的岩芯管302，在智能履带机100的顶部安装有浇灌用的水箱101，在水箱101的两侧连接有分水用的水管101a，且水管101a绑扎在投苗筒202a上，水管101a的出水口与钻机301对应，保证出水能够准确浇到树苗上。
46.在图1、图5、图6以及图7中，固定盘201和转动盘202大小相等，在固定盘201的下表面安装有尾部带弧度的引导管201a，通过引导管201a可以将投放的树苗引导进钻头301a开的孔内，且引导管201a与投苗口201a-1连通便于树苗滑落，在固定盘201的下表面中心处一体连接有固定便于固定盘201安装的连接筒201b，在转动盘202的下表面中心处一体连接有带动转动盘202转动的转轴202b，转轴202b穿过连接筒201b且末端固定套接有链轮202b-1；在智能履带机100两侧焊接有宽度小于固定盘201直径的安装板102，且连接筒201b固定在安装板102上，安装板102为空心结构，在安装板102内设有链条，其链条一端啮合有驱动轮，且安装板102端部设有驱动器与驱动轮装配，链条另一端设有轴承套轮固定在安装板102内，转轴202b末端的链轮202b-1啮合在链条内；植树机构200的具体工作原理为：在安装板102中的链条通过驱动器控制驱动轮使其循环转动，在链条转动时带动链轮202b-1转动，链轮202b-1转动进一步通过转轴202b控制转动盘202在固定盘201的上方转动，当转动盘202转动时安装在转动盘202上的投苗筒202a随之转动，由于投苗筒202a内放置有多根树苗，因此当投苗筒202a的底部转动到与投苗口201a-1对应的位置时，投苗筒202a中的树苗会有一根落到投苗口201a-1中并通过引导管201a进入到钻孔机构300开设的种植孔中，进一步，为了保证每次下落的树苗为一根，在投苗筒202a内设有限位块202a-1，且限位块202a-1中部开设有与树苗直径相等的通孔，而为了便于倾倒树苗将投苗筒202a的顶部为喇叭结构。
47.在图1、图2、图3以及图4中，在钻机301的顶部利用轴承连接有控制器升降的伸缩气缸304，在伸缩气缸304的顶部安装有连接板305，整个机构通过连接板305安装在安装板102上，在连接板305两端装配有用于夹持岩芯管302的提管机构303，为了便于夹持将提管机构303设置在位于岩芯管302两侧，提管机构303包括与连接板305相连的用于控制提管机构303整体升降的第二液压杆303c，在第二液压杆303c的输出端一体连接有空心连接管303c-1，第二液压杆303c通过空心连接管303c-1连接有安装其他部件用的装配块303a，在装配块303a内销接有直接与岩芯管302接触，使得岩芯管302被夹持的剪夹303a-1，且剪夹303a-1下端暴露在装配块303a底部外便于夹持岩芯管302，装配块303a内侧开设有供剪夹303a-1转动的通槽使得剪夹303a-1能够转动更大角度与岩芯管302接触更加紧密，在剪夹303a-1的端部销接有控制剪夹303a-1转动的第一液压杆303b，第一液压杆303b固定在装配块303a顶部且位于空心连接管303c-1内，第一液压杆303b直接推拉剪夹303a-1，从而使得剪夹303a-1在装配块303a中转动形成加持力，而第二液压杆303c直接控制装配块303a升降
使得整个提管机构303能够进行升降，同时空心连接管303c-1既能够将装配块303a与第二液压杆303c连接又能够使得第一液压杆303b与第二液压杆303c在同一条垂直线上，从而减小设备体积，保证美观，在岩芯管302内对称设有用于使得岩芯管302与钻机301连接的脱管卡槽302a，其脱管卡槽302a一端向另外一端的开设深度逐渐加深，在钻机301的侧面开设有槽，槽内设有弹簧301b，且弹簧301b前端连接有卡片301b-1，且卡片301b-1直径与脱管卡槽302a高度相等，卡片301b-1通过弹簧301b嵌在脱管卡槽302a中，且在惯性作用下卡片301b-1向脱管卡槽302a较深的一端运动，从而使得岩芯管302与钻机301连接，当钻机301逆时针转动时，卡片301b-1又由于惯性从脱管卡槽302a中较深的一端逐渐向开设较浅的一端运动，从而使得岩芯管302脱离与钻机301的连接落入种植坑形成护壁管；在到达指定地点后通过，伸缩气缸304驱动钻机301向下运动，运动的一定程度之后，启动钻机301，钻机301顺时针带动钻头301a转动，从而在地面开设种植孔，此时钻机301逆时针转动，在惯性作用下钻机301侧边设置的卡片301b-1从岩芯管302内壁上的脱管卡槽302a中向开设深度较浅的一端运动，并使得岩芯管302脱落，岩芯管302脱落进入到种植孔中，从而防止孔壁坍塌，此时利用种植机构200将树苗输送到孔中，随后，第二液压杆303c向下运动促使装配块303a同步向下运动，再到达一定位置之后，第一液压杆303b向下运动使得装配块303a中的剪夹303a-1转动从而将岩芯管302夹紧，随后第二液压杆303c回缩使得被剪夹303a-1夹住的岩芯管302向上运动脱离种植坑，并随着运动重新与钻机301侧边的卡片301b-1连接，当钻机301顺时针运动时，再一次由于惯性使得卡片301b-1向脱管卡槽302a开设深度较大的一端运动，同时卡片301b-1在弹簧301b向外反弹力的作用下与脱管卡槽302a紧密相连。
48.实施例2
49.参照图1，为本发明实施例2，通过提供一种使用方法来对链轨式荒漠智能植树机进行植树进行正确操作，从而完成植树作业，具体的，一种链轨式荒漠智能植树机的使用方法，
50.步骤1：智能履带机100通过内置智能控制系统和导航系统行驶到预定位置，其中智能控制系统和导航系统均为现有技术可直接安装到智能履带机100内部，同时采用现有技术中的采用油电混合的供能方式，减少浓烟，保护环境，而电池通过在智能履带机100外贴合安装的太阳能板进行蓄电提高航行能力；
51.步骤2：利用北斗导航系统进行定位后，使用钻孔机构300在预定位置进行开孔，开孔完成后将钻机301逆时针转动，在惯性作用下钻机301侧边设置的卡片301b-1从岩芯管302内壁上的脱管卡槽302a中向开设深度较浅的一端运动，并使得岩芯管302脱落，岩芯管302脱落进入到种植孔中，从而防止孔壁坍塌；
52.步骤3：植树机构200将树苗投下，树苗通过引导管201a进入到钻孔机构300开设的种植孔中，同步的，利用提管机构303将步骤2中放置的岩芯管302夹起带出种植孔，需要注意的是荒漠种植的植被多为灌木，在种植时多使用单枝扦插方式，因此树苗不会有枝丫等阻挡导致不能被投下，且为了进一步保证树苗能够顺利进行投苗，在截取时树苗锁定一个直径范围，其直径不能大于限位块202a-1中部开设的通孔，为了保证成活率树苗直径不能小于限位块202a-1中部开设的通孔直径的三分之二；
53.步骤4：水箱101通过内置水泵将水抽到水管101a中，利用水管101a上开设的出水口对树苗浇灌定植水并将种植孔冲塌将树苗盖住
54.需要注意的是，上述植树机构200以及钻孔机构300的设置数量可以为多排多列，当同一行设置多个时，其安装板102的长度需要加长，因此需要在安装板102下夹装辅助轮，当设置多排时，只需在智能履带机100上加装安装板102。
55.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
56.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。
57.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
58.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种链轨式荒漠智能植树机，包括智能履带机(100)，所述智能履带机(100)内置智能控制系统、导航系统以及电池，且在智能履带机(100)外覆盖有太阳能板，其特征在于：在智能履带机(100)外装配有植树机构(200)以及钻孔机构(300)；植树机构(200)包括固定盘(201)和转动盘(202)，其中转动盘(202)转动连接在固定盘(201)上，且在转动盘(202)上固定插接有多个等距设置的投苗筒(202a)，在固定盘(201)上开设有投苗口(201a-1)，当转动盘(202)在固定盘(201)上转动到其投苗筒(202a)与投苗口(201a-1)正对时树苗从投苗口(201a-1)落下；钻孔机构(300)包括钻机(301)，在钻机(301)的驱动端上装配有钻头(301a)，在钻机(301)外套接有与钻头(301a)等长的岩芯管(302)。2.如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：所述固定盘(201)和转动盘(202)大小相等，在固定盘(201)的下表面安装有尾部带弧度的引导管(201a)，且引导管(201a)与投苗口(201a-1)连通，在固定盘(201)的下表面中心处一体连接有连接筒(201b)。3.如权利要求2所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：在转动盘(202)的下表面中心处一体连接有转轴(202b)，所述转轴(202b)穿过连接筒(201b)且末端固定套接有链轮(202b-1)。4.如权利要求3所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：在所述智能履带机(100)两侧焊接有宽度小于固定盘(201)直径的安装板(102)，且连接筒(201b)固定在安装板(102)上，所述安装板(102)为空心结构，在安装板(102)内设有链条，其链条一端啮合有驱动轮，且安装板(102)端部设有驱动器与驱动轮装配，链条另一端设有轴承套轮固定在安装板(102)内，所述转轴(202b)末端的链轮(202b-1)啮合在链条内。5.如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：所述投苗筒(202a)的顶部为喇叭结构，且投苗筒(202a)内设有限位块(202a-1)，且限位块(202a-1)中部开设有与树苗直径相等的通孔。6.如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：在钻机(301)的顶部利用轴承连接有伸缩气缸(304)，在伸缩气缸(304)的顶部安装有连接板(305)，在连接板(305)两端装配有提管机构(303)，且提管机构(303)位于岩芯管(302)两侧。7.如权利要求6所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：所述提管机构(303)包括与连接板(305)相连的第二液压杆(303c)，在第二液压杆(303c)的输出端一体连接有空心连接管(303c-1)，第二液压杆(303c)通过空心连接管(303c-1)连接有装配块(303a)，在装配块(303a)内销接有剪夹(303a-1)，且剪夹(303a-1)下端暴露在装配块(303a)底部外，装配块(303a)内侧开设有供剪夹(303a-1)转动的通槽，在剪夹(303a-1)的端部销接有第一液压杆(303b)，所述第一液压杆(303b)固定在装配块(303a)顶部且位于空心连接管(303c-1)内。8.如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：在岩芯管内对称设有脱管卡槽(302a)，其脱管卡槽(302a)一端向另外一端的开设深度逐渐加深，在钻机(301)的侧面开设有槽，槽内设有弹簧(301b)，且弹簧(301b)前端连接有卡片(301b-1)，且卡片(301b-1)直径与脱管卡槽(302a)高度相等。9.如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机，其特征在于：在智能履带机(100)
的顶部安装有水箱(101)，在水箱(101)的两侧连接有水管(101a)，且水管(101a)绑扎在投苗筒(202a)上，所述水管(101a)的出水口与钻机(301)对应。10.一种链轨式荒漠智能植树机的使用方法，用于操作如权利要求1所述的一种链轨式荒漠智能植树机进行植树，其特征在于：步骤1：智能履带机(100)通过内置智能控制系统和导航系统行驶到预定位置；步骤2：钻孔机构(300)在预定位置进行开孔；步骤3：植树机构(200)将树苗投入到步骤2中钻孔机构(300)开设的孔中；步骤4：水箱(101)通过水管(101a)对树苗浇灌定植水并将种植孔冲塌将树苗盖住。

技术总结
本发明公开了一种链轨式荒漠智能植树机及其使用方法，包括智能履带机，所述智能履带机内置智能控制系统、导航系统以及电池，且在智能履带机外覆盖有太阳能板，在智能履带机外装配有植树机构以及钻孔机构。采用全无人驾驶自动操作模式，利用北斗导航系统提前设定好植树范围，并利用主控制器精准控制植树的各个环节，确保准确高效，并且具备人工操控的备用模式，解决系统故障或特殊情况下的植树机操作问题，其中现有技术的导航及障碍报警系统连接北斗导航系统：精准控制植树机前进方向及作业区间，与环境探测设备相连，能够通过障碍报警调整行进方向，绕过障碍物，多个植树单元同时运行，在没有障碍物的情况，植树效率高。植树效率高。植树效率高。


技术研发人员：王之君 赵晨希 张开和 王志伟 伏琦斌
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/4