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联系人:王秀秀
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www.qxwq.org.cn 
北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:面向沙漠栽植的钻栽一体化植树机
学校名称:武汉城市学院
参赛队伍:派派队
参赛学生:陈纯品 冯良炳 卓宇豪  
指导老师:余秋月  

详细说明

产品的工作过程包括前期准备和工作行程两部分。前期准备主要包括蓄能过程和将采用一体化封装的树苗装入盛苗器中。当这两个过程完成后 ,启动植树机的控制模块 ,植树机便开始按照PLC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2 个部分。
  我国西北沙漠化严重,且西北地区深居中国西北部内陆,具有面积广大、干旱缺水、荒漠广布、风沙较多、生态脆弱、人口稀少、资源丰富、开发难度较大、国际边境线漫长、利于边境贸易等特点。因此,加强对荒漠化的防治对我国促进生态平衡、经济发展有着十分重要的作用。而现阶段沙漠绿化主要靠原始劳动力,种树人的工作环境极端恶劣,这样不仅无法快速有效的对西北部地区进行绿化,而且严重影响了绿化效率。

 本作品旨在结合沙漠人工种植的需求,研发一款面向沙漠栽植的机器人,提供沙漠植树人使用,提高植树效率。作品由钻栽一体化多功能套筒装置、仿弹夹树苗分选传输装置和移动小车平台三个部分组成,其中钻栽一体化多功能套筒装置与仿弹夹树苗分选传输装置经模块化处理,可搭载在移动小车平台上。
  本作品是一种面向沙漠栽植的机器人。在机械部分,它是由钻栽一体化多功能套筒装置、仿弹夹树苗分选传输装置和履带式移动小车平台三个部分组成,以上装置按照不同的使用功能与使用顺序进行合理的放置,配上驱动系统和智能控制系统,从而组合成一个完整的植树机器人。
  螺旋钻头和气马达通过连接杆螺栓连接,气马达与空气压缩机连接,把气压能转化为机械能,通过连接杆把机械能传递给螺旋钻头。稳定架和气马达通过螺栓连接,气压缸和稳定架固定在一块。PLC 控制气马达的运动来控制钻头的运动(包括控制气马达的启动、停止和正反向运动),控制气压缸运动(包括空气压缩机的启动,气压缸的工进、快进、快退等),从而使稳定架和钻头竖直运动,完成向下挖坑和提升钻头。
  固沙套筒通过铰链与机架连接,驱动空气压缩机,PLC控制各控制组件来控制固沙套筒的升降。在钻孔结束之后,在气动控制下,固沙套筒立即插入洞中,到达指定位置,将打好的洞固定,防止沙土松散下滑将刚打好的孔洞遮盖。固沙套筒设计能很好有效地保护钻好的孔,让树苗直达适宜种植深度,提高操作动作的可靠性和流畅度,在树苗入洞之后,反向驱动汽缸使套筒收回。
  盛苗器边缘腔体具有一定斜度并靠支架支撑,中空底部装有带槽小轮。辅助台装在带槽小轮与导轨的外边缘之间。PLC控制直流电动机运动(包括控制直流电机的启动、停止和正反向运动),从而控制带槽小轮的转动,使树苗顺利离开盛苗器。

在送苗过程中,首先盛苗器中的树苗由于重力,落入带槽小轮槽内,经控制系统控制直流电动机转动,从而带动带槽小轮转动,使树苗顺利离开盛苗器,然后辅助台辅助树苗落入导轨,沿着导轨向下滑动至固沙套筒中,最终完成送苗动作。

地面移动机器人底盘系统的任务是承载任务载荷,并将其按照远程控制的命令可靠地运送到指定区域,完成上述任务的主要要求和需要的主要功能如下:

(1)具有十分可靠的机动性能还有通过能力,还能适应不同地面环境。

(2)具有一定负载的能力,可以在承载任务载荷情况下达到要求的动力性能指标;同时具有一定防护能力,能保护内部的电源;

 

(3)要求具有一定的刚性及稳定性,能承担运动或者工作时产生的振动。
  电机驱动移动小车平台移动、承载植树机整体、工作环境恶劣,即需要电机可靠性高、受载能力强,而交流异步电机使用寿命长、电机效率杰出、运行成本低且可直接用市电或变频器供电,便于应对沙漠恶劣环境,因此选用型号YX3-80M2-4的交流异步电机。带槽小轮运动简单只需型号为XD-37GB555的直流减速电机,既可以满足要求。空气压缩机是植树机的核心动力源,我们选用型号为OTS-550的产品。

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