防风固沙草方块铺设设备

1.本发明涉及荒漠化治理设备的技术领域，特别是涉及一种防风固沙草方格铺设设备。


背景技术：

2.作为当代最为热门的环境治理话题之一，荒漠化治理一直都在行进在探索的道路中。与人工固沙作业相比，工程机械固沙可提高效率，降低成本，并更适合在恶劣的沙漠环境下工作。通过实践证明铺设草方格被公认为是工程固沙法中最有效的方法，草方块是由秸秆铺设在沙土上，通过机械从其中部压入沙土中，插入深度20～25cm，沙面上露出10～15cm，所围成的1m
×
1m方形格。但是，编制成块的草方块较为轻盈，在利用草方块铺设机械投放铺设时，对于每个草方块在地面的投放位置很难精准控制，极易出现草方块重叠、草方块之间存在较大空缺等情况，大大影响了草方块的铺设效果，减弱了防沙治沙的效果。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对传统的草方格铺设机械中存在草方块铺设效果不佳的问题，有必要提供一种可提高草方块铺设效果的防风固沙草方块铺设设备。
4.一种防风固沙草方块铺设设备，包括具有行走功能的车体、开沟装置、输送装置及投放装置；
5.所述车体的行走方向为第一方向；所述车体上具有沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔设置的上料工位及抓取工位；
6.所述开沟装置安装于所述车体的底部，并用于在所述车体行进过程中刨开地面沙土以形成沟槽；
7.所述输送装置安装于所述车体上，并用于将所述上料工位的草方块依次转运至所述抓取工位；
8.所述投放装置包括升降组件及安装于所述升降组件上的机械爪结构；所述升降组件安装于所述车体上，并用于带动所述机械爪结构沿与所述第二方向垂直的平面内升降；所述机械爪结构用于在经过所述抓取工位下方时接住并抓紧从所述抓取工位掉落的草方块，还用于在所述开沟装置刨开所述沟槽时经过所述沟槽的上方并松开投放草方块。
9.在其中一个实施例中，所述升降组件包括第一转轴、行星机构及第一驱动件；
10.所述第一转轴可转动地安装于所述车体上，并沿所述第二方向延伸；
11.所述行星机构包括太阳轮、内齿圈、行星齿轮及行星架；所述太阳轮套设于所述第一转轴上，并与所述第一转轴传动连接；所述行星架空套于所述第一转轴上，并与所述行星齿轮的轴心位置转动连接；所述内齿圈固定于所述车体上；
12.所述机械爪结构固定于所述行星架背离所述行星齿轮的一侧；所述第一驱动件与所述第一转轴传动连接，并用于驱动所述第一转轴自转，以带动所述机械爪结构绕所述第一转轴旋转。
13.在其中一个实施例中，所述开沟装置包括第二转轴、开沟组件及第一传动件；所述第二转轴可转动地安装于所述车体上，并与所述第一转轴平行且间隔设置；
14.所述开沟组件包括套设并固定于所述第二转轴上的轴套及沿所述轴套的周向间隔设置于所述轴套上的多个开沟杆；每个所述开沟杆远离所述轴套的一端设置有开沟犁；
15.所述第二转轴通过所述第一传动件与所述第一转轴传动连接；所述第一驱动件用于驱动所述第一转轴自转，以带动所述开沟犁绕所述第二转轴旋转，以将地面沙土刨开至两侧形成沟槽。
16.在其中一个实施例中，所述开沟组件为多个；多个所述开沟组件沿所述第二方向间隔设置；在所述第二方向上，任意相邻两个所述开沟杆错位设置。
17.在其中一个实施例中，所述车体包括两个支撑结构、支撑环、连接件及分别设置于两个所述支撑结构底部的两组行走机构；
18.两个所述支撑结构及所述支撑环沿所述第二方向间隔设置；所述支撑环位于两个所述支撑结构之间；所述连接件分别与两个所述支撑结构及所述支撑环固定连接；
19.所述连接件上固设有支撑板；所述支撑板位于所述支撑环及所述支撑结构之间；所述支撑板及所述支撑结构分别开设有第一安装孔及第二安装孔；所述第二转轴可转动地穿设于所述第一安装孔；所述第二转轴的一端可转动地穿设于所述第二安装孔，另一端悬空设置于所述内齿圈与所述支撑板之间；
20.所述开沟组件位于所述内齿圈与所述支撑板之间；所述第一传动件设置于所述支撑板与所述支撑结构之间。
21.在其中一个实施例中，所述行星架为两个；两个所述行星架分别与所述行星齿轮两端的轴心位置固定连接；每个所述行星架背离所述行星齿轮的一端均设置有所述机械爪结构420；
22.所述上料工位及所述抓取工位均为两个；两个所述抓取工位分别位于所述内齿圈的两端，并设于两个所述上料工位之间；
23.所述输送装置及所述开沟装置均为两个；两个所述输送装置沿所述第二方向间隔设置于所述内齿圈的两端；两个所述开沟装置沿所述第二方向间隔设置于所述内齿圈的两端；两个所述第二转轴同轴设置。
24.在其中一个实施例中，所述输送装置具有多个间隔设置的推送部；多个所述推送部沿所述第二方向呈直线队列排布；每个所述推送部可操作地沿所述第二方向移动，用于推动所述草方块由所述上料工位移动至所述抓取工位。
25.在其中一个实施例中，所述输送机构包括输送架、拨料条及第二驱动件；所述输送架沿所述第二方向固定在所述车体上；所述输送架沿所述第二方向形成有长条形通槽；所述拨料条活动安装于所述输送架朝向所述开沟装置的一侧；所述拨料条朝向所述输送架的一侧沿所述第二方向间隔设置有多个拨料爪；相邻两个所述拨料爪之间形成所述推送部；所述第二驱动件与所述拨料条传动连接，并用于驱动所述拨料条分别沿所述长条形通槽的长度方向和所述长条形通槽的深度方向移动，使得所述拨料爪穿过所述长条形通槽，以将所述输送架上的草方块由所述上料工位指向所述抓取工位的方向移动。
26.在其中一个实施例中，所述输送装置还包括两个挡料件；两个所述挡料件沿所述第一方向间隔固定于所述上料工位，并分别位于所述输送架的两侧。
27.在其中一个实施例中，所述输送装置还包括限位件；所述限位件设置于所述输送架远离所述抓取工位的一端，并与所述车体固定连接；所述限位件用于在所述第二方向上对所述草方块在所述输送架上的上料位置进行限定。
28.上述防风固沙草方块铺设设备，输送装置的设置，可保证将上料工位的草方块依次转运至抓取工位，以保证经过抓取工位下方的机械爪结构能够精准地接住并抓紧从抓取工位掉落下来的草方块；而升降组件可带动机械爪结构在与第二方向垂直的竖直平面内升降，使得机械爪结构420在经过抓取工位下方时能够准确地接住并抓紧从抓取工位掉落的草方块，在经过开沟装置刚开好的沟槽上方时松开并将草方块投放至沟槽内；之后利用沟槽两侧松动的沙土经掩埋固定。由此，通过输送装置、升降组件和机械爪结构420，可将上料工位的草方块移动至刚开好的沟槽上方进行精准投放，降低了草方块的投放高度，进而可降低由于编织成块的草方块非常轻盈而发生投放位置偏离沟槽的概率，有利于定量且均匀地铺设草方块，提高了草方块的铺设效果，使得草方块能够更好地发挥其防风固沙的效果。
附图说明
29.图1为本发明一实施例中防风固沙草方块铺设设备的结构框图；
30.图2为图1所示防风固沙草方块铺设设备中投放装置的结构示意图；
31.图3为图1所示防风固沙草方块铺设设备中开沟组件的结构示意图；
32.图4为图1所示防风固沙草方块铺设设备中输送装置的结构示意图。
33.标号说明：10、防风固沙草方块铺设设备；100、车体；110、上料工位； 120、抓取工位；130、支撑结构；140、支撑环；150、连接件；160、行走机构； 161、行走轮；170、支撑板；200、开沟装置；210、第二转轴；220、开沟组件； 221、轴套；222、开沟杆；223、开沟犁；230、第一传动件；300、输送装置；310、推送部；320、输送架；321、长条形通槽；330、拨料条；331、拨料爪； 350、挡料件；360、限位件；400、投放装置；410、升降组件；411、第一转轴； 412、行星机构；4121、太阳轮；4122、内齿圈；4123、行星齿轮；4124、行星架；413、第一驱动件；420、机械爪结构；20、第一方向；30、第二方向。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
37.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定
用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
38.图1示出了本发明一实施例中防风固沙草方块铺设设备。为了便于说明，附图仅示出了与实施例相关的结构。
39.请参阅图1，本发明较佳实施例中的防风固沙草方块铺设设备10包括车体 100、开沟装置200、输送装置300及投放装置400。
40.车体100具有行走功能。车体100的行走方向为第一方向20。车体100上具有沿与第一方向20垂直的第二方向30间隔设置的上料工位110及抓取工位 120。由此，当防风固沙草方块铺设设备位于水平面时，第一方向20及第二方向30均为水平方向。若第一方向20为车体100的前后方向时，第二方向30就为车体100的左右方向。
41.开沟装置200安装于车体100的底部，并用于在车体100行进过程中刨开地面沙土以形成沟槽。当车体100沿第一方向20行走时，开沟装置200可将地面的沙土刨开以形成沟槽，并将沙土刨出至沟槽的两侧，且沟槽的轨迹与车体 100的行走轨迹一致。
42.输送装置300安装于车体100上，并用于将上料工位110的草方块依次转运至抓取工位120。其中，输送装置300可以为机械臂、输送带机构等，以可以为其他可将上料工位110的草方块依次转运至抓取工位120的自动化结构。
43.投放装置400包括升降组件410及安装于升降组件410上的机械爪结构420。升降组件410安装于车体100上，并用于带动机械爪结构420沿与第二方向30 垂直的平面内升降。机械爪结构420用于在经过抓取工位120下方时接住并抓紧从抓取工位120掉落的草方块，还用于在开沟装置200刨开沟槽时经过沟槽的上方并松开投放草方块。
44.当防风固沙草方块铺设设备10位于水平面时，升降组件410带动机械爪结构420在竖直平面内升降。其中，升降组件410可以为连杆机构、剪叉式升降机构、驱动油缸、升降机构或者其他形式的结构，只要能实现带动机械爪结构 420在竖直平面内升降即可。
45.为了便于理解，以下对上述防风固沙草方块铺设设备10的工作过程进行简单说明：
46.(1)启动防风固沙草方块铺设设备10，以使车体100驱动整个防风固沙草方块铺设设备10按照预设路线行走；
47.(2)在防风固沙草方块铺设设备10行进过程中，开沟装置200将地面的沙土向左右两侧刨开，以下地面形成沟槽；
48.(3)在执行上述步骤(1)和步骤(2)的同时，输送装置300将上料工位 110的草方块依次转运至抓取工位120；
49.(4)升降组件410带动机械爪结构420在竖直平面内升降，当机械爪结构 420经过抓取工位120的下方时可准确地接住并抓紧从抓取工位120掉落下来的草方块，当机械爪结构420下降至开沟装置200刚开好的沟槽上方时，机械爪结构420松开并将草方块精准地投放至沟槽内；
50.(5)沟槽两侧的沙土在开沟装置200的动作作用下松动并回流至沟槽内，以将草方块固定在沟槽内，提高铺设后草方块的稳固性。
51.由此，通过输送装置300、升降组件410和机械爪结构420，可将上料工位110的草方块移动至刚开好的沟槽上方进行精准投放，降低了草方块的投放高度，进而可降低由于编
程成块的草方块非常轻盈而发生投放位置偏离沟槽的概率，有利于定量且均匀地铺设草方块，提高了草方块的铺设效果，使得草方块能够更好地发挥其防风固沙的效果。
52.另外，输送装置300还可将上料工位110的草方块依次精准地送入机械爪结构420内，提高了草方块投放过程中的可靠性。而且，当机械爪结构420在开沟装置200刨开沟槽的同时将草方块投放至沟槽内，此时沟槽两侧的部分沙土在开沟装置200的动作和草方块的重力作用下回流至沟槽内，以将草方块固定在沟槽内，提高了铺设后草方块的牢固性，进一步提高了草方块的铺设效果。
53.请一并参阅图2，在一些实施例中，升降组件410包括第一转轴411、行星机构412及第一驱动件413。第一转轴411可转动地安装于车体100上，并沿第二方向30延伸。由此，第一转轴411沿左右方向水平设置。
54.行星机构412包括太阳轮4121、内齿圈4122、行星齿轮4123及行星架4124。太阳轮4121套设于第一转轴411上，并与第一转轴411传动连接。行星架4124 空套于第一转轴411上，并与行星齿轮4123的轴心位置转动连接。内齿圈4122 固定于车体100上。
55.机械爪结构420固定于行星架4124背离行星齿轮4123的一侧。机械爪结构420背离第一转轴411的一端具有两个夹爪。两个夹爪可操作地收紧或打开以夹紧过松开草方块。第一驱动件413与第一转轴411传动连接，并用于驱动第一转轴411自转，以带动机械爪结构420绕第一转轴411旋转。
56.需要指出的是，空套是指某一构件套设于另一构件并与另一构件间隙配合，两者之间并没有固定连接，故某一构件与另一构件之间并没有直接的作用关系。因此，行星架4124与第一转轴411之间并没有直接的作用关系。
57.在实际使用时，第一驱动件413驱动第一转轴411自转，以带动行星齿轮 4123沿内齿圈4122的周向旋转，从而可带动机械爪结构420绕第一转轴411旋转，实现机械爪结构420的升降工作。
58.由于行星机构412为齿轮传动结构，具有传动精度和传递效率高、使用寿命长、工作平稳、可靠性高的优点，故将升降组件410设置为第一转轴411、行星机构412及第一驱动件413，可提高升降组件410的运行精度和工作平稳性，并延长升降组件410的使用寿命，以进一步提高上述防风固沙草方块铺设设备 10的铺设效果及使用可靠性。
59.具体地，投送装置400还包括凸轮。凸轮套设并固定在第一转轴411上，并与太阳轮间隔设置。机械爪结构420包括固定在行星架4124的固定座、抓取杆、抓手座及相对设置的两个卡爪结构。每个卡爪结构的一端与抓手座转动连接。抓取杆沿第一转轴411的轴向可滑动地安装于固定座上。抓取杆的一端沿凸轮的周向与凸轮的外周缘可滑动地抵持，另一端可滑动地安装于抓手座，并分别与两个卡爪结构联动。由此，当第一转轴411带动凸轮和太阳轮4121同步转动，此时固定在行星架4124上的固定座就会带动抓取杆及卡爪结构绕第一转轴411旋转，并在凸轮的外周缘上滑动，以带动抓取杆沿第一转轴411的周向可滑动，从而可带动两个卡爪结构相对转动，以相互卡紧或分开。
60.请再次参阅图1级图2，进一步地，在一些实施例中，开沟装置200包括第二转轴210、开沟组件220及第一传动件230。第二转轴210可转动地安装于车体100上，并与第一转轴411平行且间隔设置。
61.请一并参阅图3，开沟组件220包括套设并固定于第二转轴210上的轴套 221及沿
轴套221的周向间隔设置于轴套221上的多个开沟杆222。每个开沟杆 222远离轴套221的一端设置有开沟犁223。
62.第二转轴210通过第一传动件230与第一转轴411传动连接。第一驱动件 413用于驱动第一转轴411自转，以带动开沟犁223绕所述第二转轴210旋转，以将地面沙土刨开至两侧形成沟槽。其中，第一传动件230可以为带式传动结构、链式传动结构或者齿轮传动结构。而第一传动件230的设置，可使得第一驱动件413可以同时驱动第一转轴411及第二转轴210自转，以保证开沟工作与草方块的投放工作同时进行，以更进一步提高草方块投放的精准度。
63.而且，第二转轴210转动，以带动多个开沟犁223绕第二转轴210旋转，即可实现对地面进行连续刨沙开沟工作，不但使得开沟工作简单方便，而且还提高了开沟效果。另外，利用开沟犁223在地面刨开沙土时，可将沙土刨直至开沟犁223的左右两侧，以实现将沙土向沟槽两侧刨开的工作，有利于后续沙土回流固定草方块的工作进行。
64.更进一步地，在一些实施例中，开沟组件220为多个。多个开沟组件220 沿第二方向30间隔设置。在第二方向30上，任意相邻两个开沟杆222错位设置。由此，在第二方向30上，任意相邻两个开沟犁223错位设置。具体在本实施例中，开沟装置200中，开沟组件220为两个。由于多个开沟组件220沿第二方向30上间隔设置，所以将开沟组件220设置为多个，使得开沟装置200可以在地面形成宽度较宽的沟槽，有利于草方块铺设效率的提高。而且，在第二方向30上，任意相邻两个开沟犁223错位设置，此时相邻两个开沟犁223可相互配合，一个在地面刨开沙土，另一个紧接着将沟槽两侧的沙土刨松以对沟槽内的草方块进行掩埋固定，进一步提高了草方块铺设的便利性和铺设后草房块的牢固性。
65.请再次参阅图1，更进一步地，在一些实施例中，车体100包括两个支撑结构130、支撑环140、连接件150及分别设置于两个支撑结构130底部的两组行走机构160。具体地，每组行走机构160中包括至少两个沿第一方向20间隔设置的行走轮161。
66.两个支撑结构130及支撑环140沿第二方向30间隔设置。支撑环140位于两个支撑结构130之间。连接件150分别与两个支撑结构130及支撑环140固定连接。
67.连接件150上固设有支撑板170。支撑板170位于支撑环140及支撑结构 130之间。支撑板170及支撑结构130分别开设有第一安装孔(图未标)及第二安装孔(图未标)。第二转轴210可转动地穿设于第一安装孔。第二转轴210的一端可转动地穿设于第二安装孔，另一端悬空设置于内齿圈4122与支撑板170 之间。开沟组件220位于内齿圈4122与支撑板170之间。第一传动件230设置于支撑板170与支撑结构130之间。
68.由此，支撑板170和支撑结构130在第二转轴210上形成两个支撑点，以提高开沟装置200的结构稳定性。而且，开沟组件220及第一传动件230均作为受力结构，分别被设置于支撑板170的两侧，有利于开沟装置200的结构稳定性和运行稳定性的进一步提高。
69.进一步地，在一些实施例中，行星架4124为两个。两个行星架4124分别与行星齿轮4123两端的轴心位置固定连接。每个行星架4124背离行星齿轮4123 的一端均设置有机械爪结构420。
70.上料工位110及抓取工位120均为两个。两个抓取工位120分别位于内齿圈4122的两端，并设于两个上料工位110之间。
71.输送装置300及开沟装置200均为两个。两个输送装置300沿第二方向30 间隔设置
于内齿圈4122的两端。两个开沟装置200沿第二方向30间隔设置于内齿圈4122的两端。两个第二转轴210同轴设置。
72.由此，在实际使用过程中，可同时进行两个沟槽的开沟工作，并利用两个输送装置300及两个投放装置400同时进行两组草方块的铺设工作，有利于草方块铺设效率的提高。
73.请一并参阅图4，在一些实施例中，输送装置300具有多个间隔设置的推送部310。多个推送部310沿第二方向30呈直线队列排布。每个推送部310可操作地沿第二方向30移动，用于推动草方块由上料工位110移动至抓取工位120。由此，上述多个呈队列排布的推送部310的设置，可以同时推动多个草方块沿第二方向30队列移动，可提高草方块的输送效率，进而提高了草方块的铺设效率。
74.进一步地，在一些实施例中，输送装置300包括输送架320、拨料条330及第二驱动件(图未示)。输送架320沿第二方向30固定在车体100上。输送架 320沿第二方向30形成有长条形通槽321。拨料条330活动安装于输送架320 朝向开沟装置200的一侧。拨料条330朝向输送架320的一侧沿第二方向30间隔设置有多个拨料爪331。相邻两个拨料爪321之间形成推送部310。第二驱动件与拨料条330传动连接，并用于驱动拨料条330分别沿长条形通槽321的长度方向和长条形通槽321的深度方向移动，使得拨料爪331穿过长条形通槽321，并将输送架320上的草方块由上料工位110指向抓取工位120的方向移动。
75.其中，长条形通槽321可以为一个，也可以为多个；当长条形通槽321为多个时，多个长条形通槽321沿第二方向30间隔设置。当防风固沙草方块铺设设备10位于水平面时，长条形通槽321的长度方向为与第二方向30一致的水平方向，长条形通槽321的深度方向为与第二方向30垂直的竖直方向。
76.由此，当需要将草方块由上料工位110向抓取工位120转移时，第二驱动件驱动第二转轴210自转，在第二转轴210自转过程中，先是带动拨料条330 向上移动，直至推送部310位于输送架320的上方；之后再带动拨料条330沿第二方向30移动，以利用拨料部将输送架320上的草方块向抓取工位120的方向拨动；再是带动拨料条330就会下降，直至推送部310位于输送架320的下方；接着再带动拨料条330沿朝向上料工位110的方向移动，以实现复位；如此重复上述步骤，并在多个呈队列排布的推送部310的作用下，即可实现多个草方块的排队移动。
77.进一步地，在一些实施例中，输送装置300还包括两个挡料件350。两个挡料件350沿第一方向20间隔固定于上料工位110，并分别位于输送就架320的两侧。由此，两个挡料件350主要用于上料工位110的草方块起防护作用，避免在上述防风固沙草方块铺设设备10行走过程中，上料工位110的草方块从输送架320的前后两侧滑落的情况发生，更进一步提高了上述防风固沙草方块铺设设备10的使用可靠性。
78.进一步地，在一些实施例中，输送装置300还包括限位件360。限位件360 设置于输送架320远离抓取工位120的一端，并与车体100固定连接。限位件 360用于在第二方向30上对草方块在输送架320上的上料位置进行限定。
79.由此，限位件360的设置，不但可防止上料工位110的草方块从输送架320 背离抓取工位120的一端滑落的概率，以更进一步提高防风固沙草方块铺设设备10的使用可靠性，而且还可对草方块在输送架320上的上料位置进行精准限定，可降低输送装置300在将上料工位110的草方块转移至抓取工位120的过程中不能在上料工位110对准草方块的概率，以
更进一步提高输送装置300的输送可靠性，进而使得上述防风固沙草方块铺设设备10的使用可靠性更高。
80.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
81.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。