一种应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车

1.本发明涉及生态修复装置技术领域，尤其涉及一种应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车。


背景技术：

2.工业革命以来，随着人口的增加和工业化的发展，资源环境的开发利用达到空前的强度，在推动全球社会经济进步的同时，也导致生态系统遭受不同程度的破坏，带来了诸如森林减少、草场退化、生物多样性丧失等一系列严重的生态系统退化问题。而草场退化是当今世界面临的一个极为严峻的环境问题。全球的草地退化非常严重，减产幅度达43.0％。退化草地问题严重影响牧区人民的生产生活。同时退化草地也是沙尘暴的沙源地，严重威胁北方的生态安全。因此防治修复迫在眉睫。
3.恢复和重建已经受损的生态系统原有结构和功能，是改善生态环境、提高区域生产力、实现可持续发展的关键。减少人工成本，采用更加高效、更加智能的植被修复机械可大大提升生态修复能力，是今后工农结合的研究热点之一。
4.针对生态修复课题，通过社会实践调查，发现各地区处理植被修复的方法各具特色，却也各有不足，针对这个情况，意图发明一种包含补播、撒播、灌溉、铺设草帘、持续维护，且可以胜任全地形的节能车。一方面，以往机械车由于缺乏多种多样的结构，常常只能实现播种、灌溉等单一的特定功能；另一方面，到目前为止，上述的智能型植被修复多功能机械车虽然提出但实际应用还非常稀少。然而，上述机械车在不远的将来，在工农结合领域，终将成为一种潮流。
5.综上，开发出一种可实现主动切换模式的多功能生态修复车是十分必要且有实际应用价值的。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车。
7.一种应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车，包括：铝型材车体框架，所述铝型材车体框架包括车体支架，所述车体支架的底部设有车轮，所述车体支架上设有播种和灌溉单元、草帘更换单元、草帘切断单元和平土单元；
8.其中，所述播种和灌溉单元用于播种和进行灌溉；所述草帘更换单元用于铺设和更换草帘；所述草帘切断单元用于切断所述草帘；所述平土单元用于将土坑抹平。
9.在其中一个实施例中，所述铝型材车体框架包括：
10.第一层板，设置在所述车体支架的下部，所述第一层板包括前后分布的第一层前部亚克力板和第一层后部亚克力板；
11.第二层板，设置在所述车体支架的上部，所述第二层板包括前后分布的第二层前部亚克力板和第二层后部亚克力板；
12.行走电机，安装在电机支架上，所述行走电机经联轴器与车轮相连接；
13.直线导轨，所述直线导轨的底部经三角形支架角码与电机支架的上表面相连接，所述直线导轨的顶部经第一滑块与所述车体支架的侧壁上；且所述直线导轨能够驱动所述车体支架上下滑动；
14.悬挂结构，所述悬挂结构的底部经双耳环形铰链座和铰链销与所述电机支架相连接；所述悬挂结构的顶部与所述车体支架相连接；
15.平台板，设置在所述第二层前部亚克力板和第二层后部亚克力板之间。
16.在其中一个实施例中，所述播种和灌溉单元包括：
17.下升降杆，旋转连接在所述车体支架的下部，所述下升降杆上设有下凸轮；
18.上升降杆，所述上升降杆上固定有上凸轮，所述上凸轮与所述下凸轮相配合，所述上升降杆的两端与滑轨相连接；
19.升降电机，固定在所述车体支架上，所述升降电机上固定电机齿轮，所述电机齿轮和齿轮相啮合，所述齿轮固定在所述下升降杆上；
20.第二滑块，与所述滑轨相连接，所述第二滑块与所述平台板相连接，所述平台板与仿犁结构相连接，所述仿犁结构升降能够实现犁地和灌溉功能；
21.圆柱形播种轮，与种子盒相连接，所述种子盒内放置有种子，所述圆柱形播种轮的两端经第一轴承座连接在所述车体支架上，且所述圆柱形播种轮与齿轮相连接，所述齿轮与所述电机齿轮相啮合；
22.第一喷嘴，经第二轴承座连接在所述车体支架上；
23.第一固定环，分别固定在所述下升降杆和上升降杆上，所述第一固定环能够分别对所述下凸轮和上凸轮进行限位；
24.第二固定环，分别固定在所述下升降杆和上升降杆上，所述第二固定环分别对下凸齿轮和上凸齿轮进行限位，所述下凸齿轮和上凸齿轮相互啮合，且所述下凸齿轮和上凸齿分别与下凸轮和上凸轮的形状相对应，其中，所述下凸齿轮和上凸齿轮分别对应地设置在所述下升降杆和上升降杆上；
25.第一水箱和第二水箱，所述第一水箱和第二水箱内部分别放置有水和营养液；所述第一水箱和第二水箱经输送管分别与第二喷嘴和第一喷嘴相连通，所述第二喷嘴设置在所述仿犁结构上。
26.在其中一个实施例中，所述草帘更换单元包括：
27.草帘存储结构，用于缠绕存储草帘；
28.推杆，用于将草帘从草帘存储结构中推出至滑板上；
29.棘轮，设置在所述草帘的两端，所述棘轮与摇臂伸缩机构相连接，所述摇臂伸缩机构能够伸缩带动棘轮的中心杆插入草帘的两端；
30.后齿链轮，用于旋转带动草帘转动，使草帘向下传输至相互配合的第一飞轮和第二飞轮上，所述第一飞轮与飞轮电机相连接；所述第一飞轮和第二飞轮能够转动后传出草帘至翘板上；
31.涡轮升降机构，所述涡轮升降机构设置在草帘的下方，且所述涡轮升降机构能够随着草帘卷的直径逐渐减小而逐渐上升。
32.在其中一个实施例中，所述草帘切断单元包括：
33.四连杆结构，用于控制所述翘板的升降，所述翘板能够使草帘向地面传输，且所述翘板的中部通过四个轴承座与车体支架相连接；
34.摇臂结构，与步进电机相连接，且所述摇臂结构还与双杆相连接；
35.铡刀，与所述双杆相连接，所述铡刀能够升降切断草帘。
36.在其中一个实施例中，所述平土单元包括：
37.平土板，包括上下分布的平沙板上部与平沙板下部，所述平土板下部的末端为锯齿状；
38.吊环，通过钢丝绳和弹簧与所述平土板相连接。
39.上述应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车，可以实现灌溉、播种、铺设和自动更换草帘等功能，具有操作简单方便，减少人工成本，提高生态修复能力、应用广泛、控制容易等优点，用于实现不同地形的生态修复模式切换，并保证各模式的正常运行。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明的应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车的结构示意图；
42.图2是本发明的应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车的另一角度的结构示意图；
43.图3是本发明的车体支架的结构示意图；
44.图4是图3的局部放大图；
45.图5是本发明的播种和灌溉单元的结构示意图；
46.图6是本发明的播种和灌溉单元的另一角度结构示意图；
47.图7是本发明的仿犁结构的结构示意图；
48.图8是本发明的草帘更换单元的结构示意图；
49.图9是本发明的草帘更换单元的部分结构示意图；
50.图10是本发明的涡轮升降机构的结构示意图；
51.图11是本发明的草帘切断单元的结构示意图；
52.图12是本发明的平土单元的结构示意图；
53.图13是本发明的平土单元的另一角度结构示意图。
具体实施方式
54.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。
55.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
56.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。
57.参阅图1-13所示，本发明一实施例提供一种应用于生态修复的智能型植被修复多功能机械车，包括：铝型材车体框架，所述铝型材车体框架包括车体支架6，所述车体支架6的底部设有车轮，所述车体支架6上设有播种和灌溉单元、草帘更换单元、草帘切断单元和平土单元；
58.其中，所述播种和灌溉单元用于播种和进行灌溉；所述草帘更换单元用于铺设和更换草帘；所述草帘切断单元用于切断所述草帘；所述平土单元用于将土坑抹平。
59.本发明还包括电器模块，所述电器模块起到电能供给和控制作用，其中，电器模块包括了触控板13、电机、舵机及其控制模块等。
60.在本发明一实施例中，所述铝型材车体框架包括：
61.第一层板，设置在所述车体支架6的下部，所述第一层板包括前后分布的第一层前部亚克力板1和第一层后部亚克力板2；
62.第二层板，设置在所述车体支架6的上部，所述第二层板包括前后分布的第二层前部亚克力板3和第二层后部亚克力板4；
63.行走电机10，安装在电机支架9上，所述行走电机10经联轴器与车轮相连接；所述行走电机10可以驱动车轮行走，使其能实现自由移动。
64.直线导轨5，所述直线导轨5的底部经三角形支架角码7与电机支架9的上表面相连接，所述直线导轨5的顶部经第一滑块与所述车体支架6的侧壁上；且所述直线导轨5能够驱动所述车体支架6上下滑动；
65.悬挂结构11，所述悬挂结构11的底部经双耳环形铰链座和铰链销8与所述电机支架9相连接；所述悬挂结构11的顶部与所述车体支架6相连接；
66.平台板12，设置在所述第二层前部亚克力板3和第二层后部亚克力板4之间。
67.本实施例中，第一层板和第二层板的设置主要用于增强车体支架6的结构强度，以便于增加播种和灌溉单元、草帘更换单元、草帘切断单元和平土单元安装的结构稳定性。同时，悬挂结构11也能增加其承重能力。
68.在本发明一实施例中，所述播种和灌溉单元包括：
69.下升降杆，旋转连接在所述车体支架6的下部，所述下升降杆上设有下凸轮16；
70.上升降杆27，上升降杆27上固定有上凸轮15，所述上凸轮15与所述下凸轮16相配合，所述上升降杆27的两端与滑轨26相连接；
71.升降电机，固定在所述车体支架6上，所述升降电机上固定电机齿轮29，所述电机齿轮29和第一齿轮28相啮合，所述第一齿轮28固定在所述下升降杆上；
72.第二滑块30，与所述滑轨26相连接，所述第二滑块30与所述平台板12相连接，所述平台板12与仿犁结构31相连接，所述仿犁结构31升降能够实现犁地和灌溉功能；
73.圆柱形播种轮35，与种子盒24相连接，所述种子盒24内放置有种子，所述圆柱形播种轮35的两端经第一轴承座22连接在所述车体支架6上，且所述圆柱形播种轮35与第二齿轮34相连接，所述第二齿轮34与所述电机齿轮29相啮合；本实施例中，电机齿轮29旋转带动
第二齿轮34转动，带动圆柱形播种轮35转动，使种子盒24中的种子下落播种，圆柱形播种轮35中的种子槽转动一周下落一粒种子，通过电控可控制种子下落的时间间隔。
74.第一喷嘴25，经第二轴承座23连接在所述车体支架6上；
75.第一固定环32，分别固定在所述下升降杆和上升降杆27上，所述第一固定环32能够分别对所述下凸轮16和上凸轮15进行限位；
76.第二固定环33，分别固定在所述下升降杆和上升降杆27上，所述第二固定环33分别对下凸齿轮和上凸齿轮进行限位，所述下凸齿轮和上凸齿轮相互啮合，且所述下凸齿轮和上凸齿分别与下凸轮16和上凸轮15的形状相对应，其中，所述下凸齿轮和上凸齿轮分别对应地设置在所述下升降杆和上升降杆27上；
77.第一水箱41和第二水箱45，所述第一水箱41和第二水箱45内部分别放置有水和营养液；所述第一水箱41和第二水箱45经输送管分别与第二喷嘴14和第一喷嘴25相连通，所述第二喷嘴14设置在所述仿犁结构31上。
78.本实施例中，通过升降电机旋转带动电机齿轮29转动，然后带动第一齿轮28旋转，使下升降杆上的下凸轮16和上升降杆27上的上凸轮15相互配合转动，实现凸轮结构的升降，上凸轮15的升降带动滑块30升降，滑块30带动平台板12升降，平台板12带动仿犁结构31升降实现犁地、灌溉功能。第一水箱41和第二水箱45分别盛放水和营养液，输送管从第一水箱41和第二水箱45通过输送管将水和营养液分别输送至第二喷嘴14和第一喷嘴25进行灌溉。
79.在本发明一实施例中，所述草帘更换单元包括：
80.草帘存储结构18，用于缠绕存储草帘；
81.推杆17，用于将草帘从草帘存储结构18中推出至滑板48上；
82.棘轮20，设置在所述草帘的两端，所述棘轮20与摇臂伸缩机构19相连接，所述摇臂伸缩机构19能够伸缩带动棘轮20的中心杆插入草帘的两端；
83.后齿链轮46，用于旋转带动草帘转动，使草帘向下传输至相互配合的第一飞轮36和第二飞轮37上，所述第一飞轮36与飞轮电机38相连接；所述第一飞轮36和第二飞轮37能够转动后传出草帘至翘板21上；
84.涡轮升降机构47，所述涡轮升降机构47设置在草帘的下方，且所述涡轮升降机构47能够随着草帘卷的直径逐渐减小而逐渐上升。
85.本实施例中，推杆17将草帘从草帘存储结构18中推出至滑板48上，涡轮升降机构47升起后与两边的小平板对下滑的草帘起支撑作用，摇臂伸缩机构19与舵机相连，摇臂机构伸缩19伸缩带动棘轮20插入草帘的两端，使草帘卷入棘轮20中，实现自动更换草帘功能。此时，草帘后齿链轮46开始逆时针旋转，带动草帘转动，使草帘向下传输至第一飞轮36和第二飞轮37。在草帘传输过程中，草帘卷的直径逐渐减小，为保证草帘中部受力均匀，涡轮升降机构47利用时间及受力梯度算法逐渐上升，确保草帘转轮正常工作。
86.在本发明一实施例中，所述草帘切断单元包括：
87.四连杆结构39，用于控制所述翘板21的升降，所述翘板21能够使草帘向地面传输，且所述翘板21的中部通过四个轴承座40与车体支架6相连接；
88.摇臂结构42，与步进电机相连接，且所述摇臂结构42还与双杆43相连接；
89.铡刀44，与所述双杆43相连接，所述铡刀44能够升降切断草帘。
90.本实施例中，当步进电机驱动摇臂结构42摆动时，摇臂结构42能够带动双杆43升降，从而带动铡刀44升降切断草帘。四连杆结构39控制翘板21升降，翘板21中部通过齿轮机构传动，可灵活上下移动，工作状态时，翘板21的下端贴合地面，非工作状态时，翘板21与地面平行。
91.在本发明一实施例中，所述平土单元包括：
92.平土板49，包括上下分布的平沙板上部与平沙板下部，所述平土板下部的末端为锯齿状；如此，可以减小土壤对平土板49的阻力，能更有效地将仿犁结构31划过的土坑抹平。
93.吊环52，通过钢丝绳50和弹簧51与所述平土板49相连接。当结束工作后，弹簧51将平土板49退回到车架底部。该装置不仅可将仿犁结构31划过的土坑抹平，覆盖种子，还可以防止恶劣天气对土壤的侵蚀。
94.发明的优点在于：
95.1)、集多功能于一体，同时实现灌溉、播种、铺设草帘和持续续航等多种功能；
96.2)、草帘滚筒机构传动通过超越离合器、齿式内啮合式棘轮机构实现。该机构可实现齿轮正向旋转流畅，反向限位功能；
97.3)、草帘更换单元采用涡轮升降机构，该机构具有自锁功能，并且采用大传动比起到承重功能；
98.4)、利用gps获取作业区域位置数据，通过算法解算作业区域几何位置信息，对作业路径，速度，及运动轨迹，转弯半径等运动参数进行自主规划。与此类似的所有方式的使用以实现本发明的功能和主体设计思想的，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
99.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。
100.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本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。