一种沙漠植树机器人

1.本实用新型涉及机械设备技术领域，特别的涉及一种沙漠植树机器人。


背景技术：

2.全球气候异变和不利的自然因素在内的各种因素导致干旱地区的土地退化，荒漠化和沙化导致土地资源被破坏，使可耕地减少、土地滋生能力退化、植物量减少等，这些问题对人类的生存已构成严重威胁。为了保护自然生态环境，越来越多的荒漠地区开始植树造林，以达到防风、固沙的效果。由于荒漠区域面积通常较大，而且沙漠地区劳作环境恶劣，若采用人工种植的方式，人工种植劳动强度大，给植树人员带来较大的挑战，导致植树效率大大降低，植树成本较高。这对未来造林规模的进一步扩大而言是一种阻碍，为了让更多的荒漠变成绿洲，许多植树机器人应运而生，有的自动植树机器人将挖坑与栽苗分开进行，导致种植效率不高。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够适应沙漠地区环境，能够同步完成挖坑和栽苗工作，提高种植效率的沙漠植树机器人。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
5.一种沙漠植树机器人，包括车架，其特征在于，所述车架上可俯仰转动地连接有栽种臂，所述栽种臂的另一端具有竖向设置的栽种装置；所述栽种臂与所述车架之间还连接有用于驱动所述栽种臂俯仰转动的第一直线伸缩机构；所述栽种装置包括竖向连接在所述栽种臂上的输苗管和挖土组件，所述输苗管的孔径与待栽植树苗的直径相匹配，且底端具有沿径向突出设置的支撑圆盘；所述挖土组件包括同轴套设在所述输苗管上的导向筒，所述导向筒的上端设置有顶板，所述顶板上具有供所述输苗管穿过的导向孔；所述导向筒的下端铰接有整体呈倒三角形的撑板，所述撑板沿周向均布设置有多个；所述栽种装置还包括用于将多个所述撑板的下端朝向所述导向筒的轴心线收拢呈锥形的复位机构；所述顶板与所述支撑圆盘之间具有竖向设置的第二直线伸缩机构，所述输苗管的下端具有用于向下撑开多个所述撑板的撑开部件。
6.使用时，将树苗放入输苗管内，通过第一直线伸缩机构驱动栽种臂的俯仰转动，带动栽种装置在竖向上移动，将栽种装置上的挖土组件插入沙中指定深度，保持第一直线伸缩机构的状态，即保持输苗管的位置不变，通过第二直线伸缩机构将挖土组件的顶板和输苗管的支撑圆盘向相反方向顶开，此时，由于支撑圆盘的位置保持固定，挖土组件相对输苗管向上移动，即输苗管相对挖土组件向下移动，使得输苗管下端的撑开部件能够向下撑开多个撑板。撑板在撑开的过程中，一方面向外侧推开沙土，形成栽种坑，另外一方面也在向上提拉，以减小撑板撑开的阻力，即撑板下端的运动轨迹为斜向弧线。待所有撑板全部打开后，输苗管中的树苗依靠自身重力并以竖直状态从撑开的撑板中落入栽种坑中，从而能够同步实现挖坑和栽苗工作，有利于提高栽种效率。
7.进一步地，所述车架的顶部具有水平设置的输送槽和螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置在所述输送槽内，且节距与待栽植树苗的直径相匹配；所述输送槽的一端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述螺旋弹簧同轴连接，所述输送槽的另一端底部开设有送苗口，所述送苗口位于所述输苗管的正上方。
8.使用时，由于螺旋弹簧的节距与待栽植树苗的直径相匹配，就可以将待栽植树苗放置在螺旋弹簧的间隙内，可一次性存储多株树苗，通过驱动电机的转动带动螺旋弹簧同轴转动，螺旋弹簧将树苗顺着螺旋方向输送到送苗口，树苗经过送苗口落入正下方的栽种装置中的输苗管内，实现树苗的自动输送。
9.进一步地，所述车架上还设置有回填装置，所述回填装置位于所述栽种装置的下方，所述回填装置包括两个在水平方向上相对设置的合拢臂和用于驱动两个所述合拢臂相对合拢或打开的合拢驱动机构。
10.这样，树苗落入挖好的栽种坑内后，合拢驱动机构驱动两个合拢臂合拢，将树苗周围的沙土朝向树苗推入坑内，完成完成覆土工作。
11.更进一步地，所述回填装置包括固定板和安装在所述固定板上的第三直线伸缩机构，两个所述合拢臂对称地设置在所述第三直线伸缩机构的两侧，所述合拢臂与所述固定板之间铰接有主动连杆和从动连杆，所述主动连杆靠近所述第三直线伸缩机构的一端朝向所述第三直线伸缩机构延伸形成连板，所述连板上具有沿长度方向设置的条形孔；两个所述主动连杆上的所述条形孔相互交叠并穿设有推拉轴，所述推拉轴固定连接在所述第三直线伸缩机构的伸缩端。
12.更进一步地，所述回填装置还包括设置于所述车架上的水箱，两个所述合拢臂上具有相对设置的输水喷头，所述输水喷头通过水管连接至所述水箱。
13.这样，在沙漠或荒漠地区栽种时，可以通过车架上的水箱储备一定的水量，再由输水喷头给树苗浇灌水，以提高栽种树苗的成活率。
14.进一步地，所述撑开部件为所述支撑圆盘，所述支撑圆盘的直径与多个所述撑板的最大内切圆直径相匹配，且所述第二直线伸缩机构处于收缩状态下，所述支撑圆盘位于所述撑板的顶部。
15.这样，当第二直线伸缩机构伸长时，撑板相对支撑圆盘向上移动，使得支撑圆盘的边缘抵接在撑板的内侧，将多个撑板相对打开，从而完成撑板的挖坑动作。
16.更进一步地，所述复位机构为连接在所述撑板的内壁和所述输苗管的底部的弹簧。进一步地，所述复位机构和撑开部件为铰接在所述撑板的内壁和所述输苗管的底部之间的支撑杆，所述支撑杆与所述撑板一一对应设置。
17.采用上述结构，支撑杆同时作为复位机构和撑开部件，支撑杆将随着第二直线伸缩机构的收缩或拉伸，而带动支撑杆撑开撑板或将撑板复位为锥形状态。
18.进一步地，所述栽种臂包括两根平行设置副臂，且两个所述副臂之间具有横向连接的加强杆，所述输苗管连接在其中一个所述加强杆上。
19.更进一步地，所述第一直线伸缩机构、第二直线伸缩机构和第三直线伸缩机构为液压油缸、气缸或电动推杆。
20.综上所述，本实用新型具有能够适应沙漠地区环境，能够同步完成挖坑和栽苗工作，提高种植效率等优点。
附图说明
21.图1为沙漠植树机器人结构示意图。
22.图2为输送槽结构示意图。
23.图3为回填装置结构示意图。
24.图4为栽种装置结构示意图。
25.图5为另一种栽种装置结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
27.具体实施时：如图1和图4所示，一种沙漠植树机器人，包括车架1，所述车架1上可俯仰转动地连接有栽种臂11，所述栽种臂11的另一端具有竖向设置的栽种装置3；具体的，所述栽种臂11包括两根平行设置副臂，且两个所述副臂之间具有横向连接有加强杆111，所述输苗管31连接在其中一个所述加强杆111上。
28.所述栽种臂11与所述车架1之间还连接有用于驱动所述栽种臂11俯仰转动的第一直线伸缩机构12；所述栽种装置3包括竖向连接在所述栽种臂11上的输苗管31和挖土组件32，所述输苗管31的孔径与待栽植树苗的直径相匹配，且底端具有沿径向突出设置的支撑圆盘311；所述挖土组件32包括同轴套设在所述输苗管31上的导向筒321，所述导向筒321的上端设置有顶板，所述顶板上具有供所述输苗管31穿过的导向孔；所述导向筒321的下端铰接有整体呈倒三角形的撑板322，所述撑板322沿周向均布设置有多个；所述栽种装置3还包括用于将多个所述撑板322的下端朝向所述导向筒321的轴心线收拢呈锥形的复位机构；所述顶板与所述支撑圆盘311之间具有竖向设置的第二直线伸缩机构33，所述输苗管31的下端具有用于向下撑开多个所述撑板322的撑开部件。挖土组件32由导向筒321和撑板322组成，导向筒321与撑板322铰接在一起，由撑开部件将撑板322撑开，在树苗通过打开的撑板322中落入坑内时，此时撑板322沿着竖向向上抬起，当将撑板322的底部抬升至离开树苗顶端时，由复位机构将打开状态的撑板322收拢，在实际实施时，在车架1的底盘安装有可以行进的车轮，用于在沙漠环境下机器的行进，以适应沙漠环境的使用要求。顶板与所述支撑圆盘311之间的第二直线伸缩机构33设置有多个，并且沿输苗管31的周向均布设置，同时，撑板322的数量可以设置为3至4个。
29.如图1至图3所示，在实际实施时，为了集钻孔、植树、浇水、覆沙为一体，所述车架1的顶部具有水平设置的输送槽21和螺旋弹簧22，所述螺旋弹簧22设置在所述输送槽21内，且节距与待栽植树苗的直径相匹配；所述输送槽21的一端设置有驱动电机24，所述驱动电机24的输出轴与所述螺旋弹簧22同轴连接，所述输送槽21的另一端底部开设有送苗口23，所述送苗口23位于所述输苗管31的正上方。栽种装置3位于输送槽21的下方，在未进行栽种挖坑时，栽种装置3中的输苗管32顶部的入苗口靠近输送槽21，此时树苗由螺旋弹簧22输送到送苗口23，经送苗口23进入输苗管31。在树苗落入挖好的栽种坑内后，需要覆土，以便将树苗埋好，车架1上还设置有回填装置4，所述回填装置4位于所述栽种装置3的下方，所述回填装置4包括两个在水平方向上相对设置的合拢臂41和用于驱动两个所述合拢臂41相对合拢或打开的合拢驱动机构。为了便于浇水，所述回填装置4还包括设置于所述车架1上的水箱43，两个所述合拢臂41上具有相对设置的输水喷头，所述输水喷头通过水管连接至所述
水箱43。水箱43可以设置在车架1的中部或者后方。当挖土组件32插入沙中指定深度，树苗成功放入栽种坑内后，挖土组件上升，此时已经就绪回填装置4通过合拢臂41进行覆土操作，在进行浇水等操作后，整个作业过程结束，整机再次前进。通过增加沙漠植树机器人的功能，实现一次性完成植树流程，降低植树人员劳动强度的同时也大大提高了种植效率。
30.如图3所示，回填装置4需要将树苗周围的土回填入坑内，所述回填装置4包括固定板46和安装在所述固定板46上的第三直线伸缩机构47，两个所述合拢臂41对称地设置在所述第三直线伸缩机构47的两侧，所述合拢臂41与所述固定板46之间铰接有主动连杆42和从动连杆44，所述主动连杆42靠近所述第三直线伸缩机构47的一端朝向所述第三直线伸缩机构47延伸形成连板，所述连板上具有沿长度方向设置的条形孔；两个所述主动连杆42上的所述条形孔相互交叠并穿设有推拉轴，所述推拉轴固定连接在所述第三直线伸缩机构47的伸缩端。同时，在这些地区挖坑植树过程中，沙漠地区的土质较为松软，输水喷头设置在合拢臂41上，或者也可以设置在第三直线伸缩机构47上，将输水喷头对准挖好的栽种坑，利用输水喷头将水注入坑内，防止挖好的坑内壁上沙土因较为蓬松而产生松动并且掉入至挖好的坑洞内，导致坑内被部分沙土回填，在坑内加入适量的水可以避免重新挖坑，提高种植的效率。
31.本实施例中，所述复位机构和撑开部件为铰接在所述撑板322的内壁和所述输苗管31的底部之间的支撑杆35，所述支撑杆35与所述撑板322一一对应设置。当将支撑杆35同时作为撑开部件和复位机构，当需要将撑板322撑开时，各支撑杆35沿输苗管31的径向方向推动对应的撑板322，此时多个支撑杆35呈锥形状态。此时支撑圆盘311的直径可以小于支撑圆盘311的直径与多个所述撑板322的最大内切圆直径，而多个支撑杆35与输苗管31底部铰接的一端的最大内切圆直径要小于多个支撑杆35与撑板322铰接的一端的最大内切圆直径，即多个支撑杆35呈伞状，以便于能够将多个撑板322向外打开。
32.如图5所示，作为另一种替换方式，所述撑开部件还可以为所述支撑圆盘311，所述支撑圆盘311的直径与多个所述撑板322的最大内切圆直径相匹配，且所述第二直线伸缩机构处于收缩状态下，所述支撑圆盘311位于所述撑板322的顶部。所述复位机构为连接在所述撑板322的内壁和所述输苗管31的底部的弹簧。通过支撑圆盘311将撑板322撑开，而由弹簧将撑板322收拢呈锥形，使撑板322复位为锥形状态。
33.在实施时，所述第一直线伸缩机构12、第二直线伸缩机构33和第三直线伸缩机构47可以是液压油缸、气缸或电动推杆。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。