本产品主要基于国内森林覆盖率低、土地沙漠化、水土流失等生态问题,以及国内缺少成熟实用的自动化植树机器人的现状,综合采用单片机、PLC控制、传感器、车辆设计等技术,研究开发一种集挖坑、送苗、栽培、浇水等功能一体化的自动植树机器人,以代替繁重的人工劳动或用于条件艰苦的工作环境,从而达到节省人力成本、全天候工作、提高国内植被覆盖率、提高工作效率和自动化水平的目的。
该产品由驱动系统、智能控制系统、挖坑机构、送苗机构、培土机构、浇水机构组成。其中驱动系统由全数字控制的四轮直流伺服电机组成,负责机器人在作业过程中的行走驱动;挖坑机构采用螺旋式钻头,便于松土和向周围抛洒;送苗机构采用专用创新设计,巧妙地运用外槽轮间歇运动的特点,完成树苗的输送;培土机构连接于送苗筒下部表面处,培土时培土钢片呈倾斜状态,能高效地完成聚拢拍土的动作;浇水机构通过控制水阀开启与关闭,完成浇水作业。
产品的工作过程包括前期准备和工作行程两部分。前期准备主要包括盛苗器装苗和浇水水箱的储水过程。当这两个过程完成后,启动机器人的智能控制模块,机器人便开始按照单片机控制程序沿着既定路线进行树苗的自动栽培。工作行程包括挖坑、送苗、培土、浇水四个部分。首先挖坑机构控制螺旋转头完成挖坑动作及提升钻头,这一过程中控制系统会根据不同树苗的生存条件设定不同的树苗栽种间距;然后驱动系统控制机器人移动,使送苗管对准挖好的树坑,接下来控制系统控制机器人完成送苗、培土、浇水作业。工作行程中,使用者可以通过手机APP把作业信息传输给机器人的蓝牙接收模块,智能控制系统会对接收的信息进行处理,最终实现植树作业过程的动态调整。