森林是国家经济发展必不可少的重要资源,实现林业工程的自动化势在必行。为了提高植树造林速度与质量,降低人工劳动强度,本文设计了一款智能植树车。该装置主要由车体机构、植树装置、遥控系统三大部分构成。在自动控制模式下可以由STM32单片机控制器通过循线摄像头实现自动循迹和定位,并完成挖洞、送树、填土等自动植树功能;当需要人工操作时可以切换到手动遥控模式,通过WiFi模块由上位机对STM32单片机控制器发出指令,从而实现对植树车的远程遥控。该装置全自动、高效率、适用范围广,适用于大面积植树,特别是在环境较为恶劣、危险的地方替代人力工作,提高劳动效率,降低风险。
本设计的工作流程说明如下:
1) 植树车控制系统初始化,将前置信息清除,启动各工作模块,等待行动指令;
2) 在自动控制模式下,循线摄像头识别到路线数据发送到单片机控制器进行处理,通过车体机构植树车按一定路径行进,准确到达需要种树的位置;若未成功到达相应位置,植树车会不断校正路线,直到循线摄像头反馈正确的信号后停止;
3) 到达植树位置后,挖洞机构开始工作,通过纵向丝杆传动电机控制纵向丝杆向下推进,使钻头旋转在地面挖种植洞;
4) 在挖洞完成后,通过横向丝杆传动电机将挖洞机构转换为送树机构,随后圆盘带动推板将树苗筒往前推,使最前方的树苗筒运动到下树引导管的正上方,树苗筒里的树苗沿着下树引导管及填土直筒的轨道落入挖好的孔洞里;
5) 接着填土机构开始工作,填土直筒通过纵向丝杆传动电机控制纵向丝杆向下推进,压实土壤,然后上升到初始高度,完成一次植树活动;
6) 植树车检测植树信号,行驶至下一个种植点继续执行种树任务;若已经全部完成则结束植树活动返回指定待命区;
7) 若是需要人工操作,可以随时通过上位机切换到遥控模式,然后根据操作者的人工手动操作实现智能植树车的移动和植树。