【《全自动植树机结构计算设计》11000字】

全自动植树机结构计算设计摘要中国拥有大约960万平方公里的国土面积，地大物博，各种资源丰富，随着时代的发展，人口不断增加，人们过度放牧，过度砍伐，过度开垦，过多的土地性质商用化等一系列问题导致土地种植面积逐渐降低，土地荒漠化，泥石流，海啸，沙尘暴地震等自然灾害的频发，使得有限的土地资源变得更为紧缺，人地矛盾更加突出。作为机械专业的一名大学生，有责任也有义务充分利用自己所学的知识，力所能及的改善国家这一重大问题。近几年，随着重工业技术的不断发展，人口的增长，工业用地、居住宅用地面积逐渐增大。面对有限的资源，要更加合理的利用土地，据我国目前的环境情况，主要采取的应对政策便是植树造林。据调查我国目前种植方式主要是以人工为主、农业机械为辅，人力资源消耗较大，种植效率偏低。面对国家这一现状，要从根本出发解决国家的这一棘手问题，基于机械化程度考虑，利用机械设计的有关知识，在前人以有的基础上进行修改和设计，开发出一款集二次开沟、传送带移苗、低压灌溉、机构拨苗、覆土盖土等多功能于一身的全自动植树机。此植树机适应我国较复杂的地理环境，可以实现高质量、高效率的大面积种植，有效解放了劳动力。关键词：全自动植树机；机构拔苗；二次开沟；覆土盖土；低压灌溉目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I绪论设计背景目前，我国森林资源相对不足，人均森林面积就更加稀少，又由于人们不良的生活习惯，使得中国成为土地荒漠化最为严重的国家之一，每年因治理改善土地荒漠化问题，要花费的资金约1200亿人民币。由于荒漠化，自然环境遭到严重破坏，国民经济更受损严重，自20世纪中叶，我国便出台了一系列的政策进行沙漠治理，多人致力于科学技术研究，并在森林保护上投入了大量的人力物力财力，形成了以荒漠化检测为中心，综合防治为手段的整体治理方式。面临如此严峻的生态环境问题，国家林业局全面实施防沙计划，解决土地荒漠化、固林防沙，最根本、最有效的措施就是植树造林，树木根部对土壤有一个紧固作用，让土地不再持续荒漠化，水分不再流失。从历史记载开始，除了天然的树木森林，几乎没有主动地、人为的去种植大片树林。相反，随着科技发展人们对自然的破坏也日益加重。当人们开始意识这一点时，便开始越来越重视对森林的保护，开始自觉地植树造林，一起维护我们的家园。但由于技术落后，大部分林业地区仍是以人工为主、机械为辅的传统种植方式，效率低，人劳动力占比多，一些地势复杂的地区还无法种植。要从根本上解决这些问题，就必须致力于机械研发，用机械代替人工活动，来完成高效率种植作业。目前市面上存在的植树设备大多都是单一作业，如打坑机，如图1-1所示。图1图11打坑机、设计的目的和意义森林，一种古老的自然资源，与人类的生活状况密切相关。石油、煤炭、天然气等给我们带来经济价值，吸收二氧化碳，净化空气、制造氧气给我们带来生态价值。森林有这么多优点，植树造林提升森林覆盖率，这就要求我们自觉保护森林，爱护环境，植树造林，进而养成良好的生活习惯。由于近代战火常年肆虐，导致新中国绿化面积只有8.6%，国家开始积极发展植树业。树木种植率也在不断提高，但森林覆盖率还有人均拥有率都远在世界水平之下。面对如此严峻的林业问题，对我们各方面提出了要求。学会自我管束，自觉施行低碳生活。生活中，可有可无的需求可以选择放手，从生活中的每一件小事下手，做到防污减排。如在家订外卖时选择无餐具，出门逛街时选择公交或地铁、少用一次性筷子、少喝瓶装水等。国家政策出台要及时。国家的每一项政策对于老百姓来说都是稳定剂，它可以正确的引导我们要怎么做，调动人民的积极性，快速而有效的完成党分配的各项任务，完成植树造林、防风固沙的任务。养成正确的生活方式。合理放牧，正确利用资源；合理选择砍伐地区，拒绝胡乱砍伐；种植地区，增加绿化面积，提高深林覆盖率，增加欣赏价值。加强植树设备的技术研究。人工种植生产效率低，树苗的存活率不高，还需浪费大量的人力，一台能够替代上万劳动力、实现自动化的机械设备被迫切需要。国内外研究现状首当其冲，美国率先研制出第一台机械植树机，因技术缺陷原因，被禁止使用。苏联也不甘落后，1947年研发出用于防护林种植的四连杆СПН-1和人工投苗СПН-2两台植树设备。由此也正式开启了世界性植树机的研究工作。到了70年代，一台在具有突破性进步的机械横空出世选择式植树机，名副其实，植树机具有选择功能，能够躲开地面上的不利因素，并在合适的植树点进行种植，提高了机械设计水平以及利用率，避免了因外部条件对机械设备造成损伤。建国初，经济科技水平比较落后，我国主要以引进为主，随着经济不断发展，中国开始自行研发适应中国地理条件的植树机。终于功夫不负有心人，于70年代后期，研发出了适合我国地理条件并能够大面积开沟种苗的植树机，很大程度上解放劳动力，提高种植效率。起初因科技水平限制，各植树机结构以半自动化为主，用各种牵引装置组合而成。比如利用拖拉机车头牵引，结合汽油机、减速箱、离合器以及特定钻具组合而成挖坑机；又比如手提挖坑机，在除去牵引装置拖拉机头后，采用更小巧的发动机、减速器、离合器等装置，使整体结构更加紧凑，使用更方便；利用传动轴、减速器、拉杆巧妙结合组成的悬挂式挖坑机，被用于面积较大的植树工程，挖较大的树坑。上世纪70年代，国内开始出现植树机设计萌芽，90年代植树机设计遍及机械的每一行业，掀起了高效率种植机械设备研发的浪潮。重工业的不断发展，中国的工业力量增强，我国有了属于自己的植树机械设备，可不在依赖于国外进口，有些甚至还走出国门。目前研究方向主要还是以挖坑机为主，有手提式、悬挂式、液压式挖坑机及牵引式钻坑机等，根据地势情况选择不同的挖坑设备。如地势平坦一般采用悬挂式，如图1-2所示。适用于面积比较小的山地、丘陵地区的开坑机械，如图1-3所示。图1-2WH-60图1-2WH-60型悬挂式挖坑机植树设备研究有了一些突破，机械化种植理念出现在人们脑海中，但基本上还是半自动化为主，需要消耗大量的人力，植树效率低，成活率情况暂未得到考虑。植树设备产品单一，自动化程度较低，通用化差，相比西方一些工业大国来说，有较大的差距。同时植树机械化使用率低，人们接受新鲜事物积极性也较低，只有再提高设备的安全可靠性，才能使这种植树设备更快发展。图图1-3开沟机阻碍植树机发展的原因很多，以下是其中的几点：地理环境复杂，机械的通用性太差，功能单一，单一机械设备不能将各种植物，在不同地区种植。机械设计强度不足、种植效率低、连续作业时间不足、完成率不高等问题。机械设备与操作人员信任度不高。操作人员的操作能力不够、机械操作过于复杂这两方面原因，会在工作中出现误伤幼苗、违法维修、设备停止工作等问题。机械设备使用寿命及后期维修问题。全自动植树机整体设计我国的植树机技术不断发展，但大多开沟挖坑为主，没有完全实现自动化种植。市面上有很多的开沟器，虽然种类很多，比如液压式、手提式、悬挂式等，但功能较单一，适合作业的场合少，挖坑机械主要用于多山石的丘陵地区，且作用面积不足，作业要求不高，应用较广泛；连续开沟植树机虽然能够实现连续循环作业，在一定程度上提高了开沟效率，但后续种植工作上需要大量的人力，舍弃质量的情况下来追求速度，都是不可取的。基于国内外对植树机的研究，结合自己所学的知识，通过设计与优化，而打破以往的分工作业的形式，一款集机构拨苗、二次开沟、传送带移苗、低压灌溉、覆土盖土多功能于一体的全自动植树机选进设计主题。此设备充分考虑我国的地理环境，适用于平原、山地、丘陵、盆地等恶劣环境，有效提高了种植效率，解放劳动力，使用方便，提高使用者与机械设备之间的信任度等系列问题。图2-1牵引式自动植树整体结构示意图1234567891011图2-1牵引式自动植树整体结构示意图1234567891011牵引式全自动植树机如图2-1所示。机架本身主要是由工型钢车架、后轮、钢板、板簧组成；移苗设备、离合器、减速装置、拨苗器构成传动系统；液压装置分为齿轮液压，犁深控制液压缸、捧土液压缸等；配合农用拖拉机，组成整个植树装置。全自动植树机的参数如表2.1所示。表2.1主要技术参数三维效果图，如图2-2所示。图2-2防护林自动植树机渲染效果图图2-2防护林自动植树机渲染效果图工作过程按照人力种树的过程，全自动植树机按照以下阶段进行植树作业：1.准备工作2.开沟作业：模式先开再扩，深度由液压装置控制。先由破沟器对地面进行定位开沟，按照要求开出或深或浅的沟，紧接着由扩沟器进行扩沟，扩出适合树苗种植的空间，将地表硬土进行破碎，产生大量的松软土。如下图2-3所示。采用二次开沟的形式，不仅解决了因沟不适合种植，人工进行再挖坑的麻烦，还将大量深层的土壤翻到表面，当树苗种下，可以为根部覆盖大量的细土软土，保证了所栽树苗的成活率。图2-3破沟器和扩沟器图2-3破沟器和扩沟器3.种植工作：拨苗移苗作业，拨苗作业是将树苗在储苗库中一颗颗移出来，设计为曲柄摇杆机构，如图2-4所示。在保证树苗种植时间距离相等的前提下，利用齿轮变速系统，将拨苗工作周期与相邻树苗需要的种植时间调为相等，使种植植株呈现规律排列。移苗为带传送，如2-5所示。带传送具有平稳性特点，橡胶材料增大了传递摩擦力，传送带旁边的遮阳镜，防止了树苗在传送过程中脱离轨道的情况，这种结构下，树苗能安放到位。图图2-4拨苗装置图2-5移苗装置移苗机器，装置设计采用生物仿真来设计的装置外形，仿人手形状的设计有利于将土壤精确覆盖到树坑两侧的土推到树坑中，将树苗进行固定，如图2-6所示。图图2-6移苗装置4.覆土装置由一对向内倾斜的凹形圆盘组成的覆土轮，它将捧土装置在树苗根部的土进行覆土作业，把表面松土软土覆盖到树苗根部，对所盖软土稍微压实，达到生长时所需的拔苗力，保证树苗成活率。如图2-7所示。图图2-7压土轮图2-8软管支撑装置5.滴管灌溉作业：利用导向滑轮的导向作用，把滴管带铺设在相应位置，确保水能准确无误的灌溉在新树苗的周围，如图2-8所示。破沟器的设计种树的步骤首先是开沟，其作业质量直接影响接下来的植树工作，所以破沟器的设计尤为重要，根据实地调查，设备的学习，最终采用二次开沟形式装置。因种植的地形地势不同，破沟器需要破出宽而浅的植树沟，再由扩沟器在树沟中扩出窄而深的树沟。通过事实证明：二次破沟的破沟方式，能很好的完成树苗种植所需的树坑，有沟形整齐、平直窄而深、深浅一致的优点，且结构简单，易于操作，便于维修。由于我国地势情况复杂，对于多沙石、多山地地区，工作难度也增大，对破沟器的要求就要更高，所以想破出完美的植树沟，破沟器需具备以下要求：一、破沟作业高质高效，沟形平直顺畅，沟深浅而窄；二、破沟器通过自身运作，将干土打碎，湿土翻上，确保软湿土覆盖在树苗根部；三、破沟器结构要巧妙，不仅要做到工作稳定，不会因地表的土块、石块等防碍工作，还要开出适合种植的树坑，做到结构紧凑，作业效果完美可靠；四、破沟器布局合理，在整个植树机设备中，破沟器的位置安排合理，既不能因为体积过大而耽误其他功能运作，也不能因位置不合适导致破出的树坑不适合树苗的种植。破沟方案设计植树作业的第一步便是开沟，开沟的成功与否将直接影响到后面的种植工作。国内开沟形式较单一，自动化水平不高，另一方面，机械化开沟不适合大面积种植树木，开沟植树效率慢，工作质量低，劳动力的浪费严重。1.开沟方式：前置式破沟装置:破沟器位于牵引车头的前方，距离其他设备较远，且体积较大，机械设备特殊，通用性较差，如图3-1所示。图3-1图3-1破沟器前置（2）链条式破沟装置:破沟装置借鉴链条的形式，如图3-2所示，在工作过程循环连续作业，达到高效作业的目的。由牵引装置带动完成破沟工作，大大提高了破沟作业的效率和质量，但这种链条式开沟设备体积庞大，链条部分也定制，加工成本太高，出现故障，后期维修比较复杂，零件的通用性不高。图图3-2链条式开沟装置重复式破沟器:重复指装置设计为二次开沟，由液压装置启动，带动破沟器、扩沟器进行开沟作业。二次开沟的设计主要是防止在地理条件较为恶劣的情况下，开沟没有达到种植所需的要求，要用扩沟器进行二次开沟。如下图3-3所示。图图3-3重复式破沟器纵观上述破沟机器，整体来说还是重复式破沟器[2]更加适用于我国大部分地区的种植作业。结构简单，分布紧凑，既改变现有破沟器装置体积偏大，操作不方便的现状，又能很好的将土有层次的分开，硬土部分远离根部，将软松土很好的覆盖在树苗根部。破沟器的受力分析犁头的开沟器作为动载承受部件，应力承受情况尤为重要。由加速度产生的负载，如下：a=vtF=ma（3-2）其中：a--牵引加速度；v--牵引速度；t--单位植树时间；F--破沟器受力；m--树苗质量。设上升的加速度为0.5m/s速度为5m/s，，那加速负载为：F=8.5×10=85N破沟器的转动惯量J：J=M其中：J--转动惯量；mi--l--轴线与前端距离。加速力矩β：β=ωt（3-4）QUOTEβ=ωtτ=I×β(3-5)其中：ω--最大角速度；β--角加速度；τ--加速力矩；t--加速时间。借助SolidWorks软件，其应力承受情况如图3-4所示。图图3-4应力分析液压控制系统的设计液压控制系统对开沟器、扩沟器的下行深度进行控制，将装置改为机械化，完成连续作业的要求，另一方面，液压装置体积小、结构紧凑、几乎不需人工控制，可以节省大量劳动力，提高种植效率。后期零部件的拆卸或者维修都比较方便，互换性较好，综合以上几个优点，液压装置作为开沟、扩沟装置的控制系统是合理的。活塞拉杆力在机构工作的时侯受力最多，通过提前分析机构的受力，可让设计更为合理。1.负载最大值Wa：Wa=pkS其中：S:安全系数（1.5～2.5）；:最大负载；pk:压曲负载。2.压曲负载Pk：整个液压系统有压弯情况的为活塞单独受力和缸体受力,压曲公式为:固定--自由：Pk=K2π固定--回转：Pk=K1π其中：l：活塞杆的长度l：活塞端面力矩E：弹性模量P：活塞杆的截面积K：端末系数K值选择如下图3-5所示：图3-5图3-5K值的选择本章主要讲了开沟装置的设计，是采用前开沟加后扩沟的形式，液压装置控制深度，并计算了主要的参数。破沟器开出的沟宽而浅，而扩沟器则是窄而深，两次开沟相互配合，确保了沟渠的适用性，既能满足根系比较小的植物，也能满足根系较发达的植物，保证植物种植的多样性。另外经过了两次开沟，土壤被打碎、变细，有利于提高树苗根部通透性，确保植被生长的存活率。液压控制系统控制了开沟深度，省去了人工控制的步骤，且机械控制的稳定性较好，又解放了劳动力，进一步实现了自动化。取苗装置的设计顾名思义，取苗就是将之前放进苗库的树苗有规律的、一颗颗的取出来，放置到传送带上，经传送带运送到预先开好的树沟中。这个过程中也会有很多要求，既要能够保证树苗一颗颗有序的取出，又要保证取出过程中不能伤及幼苗，不能给幼苗后期的成活制造问题。取苗方案设计我国植树机械技术发展至今，主要有机械手臂取苗和运动构件取苗这两种方式。一、机械手臂取苗。机械手臂目前是工业生产制造的强大助力，节省了大量人力，若在取苗装置上运用，会使得取苗工作完成的更加精确，工作效率将会大大提高，但机械手臂设计比较复杂，对于取苗、放苗这两个极限的位置，就需要在原有机械设备上在安装两个极限开关去控制行程。另外机械手臂属于精密仪器，面对各种各样不稳定的植树环境，机械手臂容易损坏，然而后期的维修又需要一个大工程。如下图4-1所示：图图4-1机械手臂取苗装置二、运动构件来取苗。凭借连杆之间运动的特性，将齿轮作动力源，齿轮-转轴-连杆组成了曲柄摇杆机构。如下图4-2所示：转轴齿轮-连杆机架苗箱转轴齿轮-连杆机架苗箱图图4-2齿轮-连杆组成曲柄摇杆机构相比于两种取苗方式，结合我国植树环境的具体情况来看，还是第二种曲柄摇杆机构的取苗方式比较合适。适用于大面积植树，工作效率有效提高，其本身的结构较简单，自动化程度较高，方便维修。取苗装置曲柄摇杆机构的结构分析曲柄摇杆机构结构，如图4-3所示。图图4-3曲柄摇杆机构1.机架2.曲柄3.连杆4.摇杆如图结构所示，连杆是连接树苗和齿轮的一个关键部分，在取苗工作过程中是一个很重要的环节，将树苗按照要求一颗颗的落到指定的位置，需要巧妙的结构设计，具体结构如4-4图所示。图4-4图4-4连杆结构曲柄摇杆机构的运动分析取苗装置为曲柄摇杆机构，摇杆为从动件，做急回运动，取苗要求速度平稳，回来时要快速准确，最终能高效的完成取苗工作环节。曲柄摇杆机构运动分析如下。图图4-5曲柄摇杆示意图矢量方程式为：tgβ=位移方程式为：AB+BC=ADAE=AB+BEQUOTEAE=AB+BE其中B点的坐标：在（1）方程中：ϕ2和ϕ3在（2）方程中：χE和y3.位移方程：在ΔABCD中，∠BDC=β−所以β−ϕ30⟨β−ϕ34.速度方程：(4-3)由（1）、（2）对时间t求导：这其中：5.速度方程为：6.加速度方程为：由(3)、(4)对时间t求导：得：A=B=y递苗装置的设计递苗装置是紧跟着取苗装置下来的装置，把从苗箱里取出来的树苗，平稳顺畅的将树苗送到地面。既要保证树苗准确无误的落入之前开好的树沟中，还要使树苗直立放在树坑中。递苗装置的结构设计递苗装置如图5-1所示，按照顺序依次为1齿轮组、2转轴、3传送带、4滑道、5带轮、6机架。拨苗装置将苗箱中树苗取出，紧接着递苗装置将树苗递放到传送带上，让传送带将小树苗准确的送到地面的树坑中。如图5-2所示。滑沟是保证准确无误的落到地面的树坑中，对于树苗也是起到一个导向作用，其材料选用的是由橡胶材料制成，具有良好的弹性，使得树苗能够从滑道的缝隙中脱离，从而准确的落到地面上。如下图5-3所示。图5-2图5-2递苗装置图5-1递苗装置图图5-3滑沟递苗装置运动分析全自动植树机的递苗装置满足一边取苗一边递苗同进行，其具体的构造和运动进程，如下图5-4所示。图图5-4传动结构如果要想树苗按照指定位置落入树坑，这就要保证递苗装置的传送带速度与车速度相等，方向相反。这样树苗相对于传送带向后运动，才能传送到树坑中，从而完成递苗工作。递苗装置上的滑沟与取苗机构互相配合，这同时进行取苗和递苗，实现预先设定的工作要求。覆土盖土装置的设计覆土盖土装置是将放入树坑中树苗根部进行土掩填实，所盖土的软硬程度会直接影响到树苗的存活率，所以对覆土盖土装置来说，要保证树苗的存活率是必不可少要满足的要求。覆土盖土方案设计覆土盖土装置设计现有农机市场上已经存在的大多是圆盘式和锥形滚子两种，如下图6-1所示。圆盘式覆土装置大多呈现钝角形式，从而保证开沟形成的稀土碎土能全部覆盖在树苗的根部位置，进而才能最大程度的保证树苗后期的健康生长情况。锥形滚子覆土装置往往都与锐角破沟器配合使用，工作时锐角破沟器破出的土壤会朝向开沟的两侧放置，而锥形滚子覆土装置正好是将两侧的土壤翻到沟内，从而完成给树苗根部盖土覆土的工作。图图6-1圆盘式和锥形滚目前能够在农机市场中找到的压土装置主要就是锥形和圆柱形这两种压实器，如下图6-2所示。依照上文中的介绍，锥型压实器按形状来说有覆土的功能，它可以在树苗根部两侧进行覆土盖土，同时还可以仿照人手的功能在树苗两侧进行压实；而圆柱型压实器则是利用其外表对根部土进行滚压，通常选用铸铁做材料从而增大其自身的重力，更好的压实根部土壤。还有些商贩会通过自己的改装，将实心轮子改为充气轮胎，以减小操作者使用的劳动强度；或者换作震动压实器，以便更好均匀的分布树苗根部受力情况。设计过程中，由于考虑到我国较为复杂的地理环境，而直接借鉴目前已有的覆土盖土机械设备有可能会满足不了设计的植树要求，从而出现土壤分布不均或者覆土过少的情况，影响树苗的存活率。出于以上的考虑，终确定将覆土装置定为仿人手状，如下图6-3所示。捧土幅度大小是由液压系统控制调节，大面积的捧土板即保证了有充足的土壤覆盖在树苗根部，也完成了覆盖均匀的要求，这同时，当捧土装置在两侧进行覆土时，也会给根部土壤一个向下的分力，对树苗根部土壤压实。压实装置是结合圆柱形压实器和锥形压实器各自的优点，将圆柱形压实器安装时向内倾斜一定角度，形成锥角，随着压实轮不断向前滚动从而完成压实工作，如下图6-4所示。图6-3捧土机构图6-3捧土机构图6-4压实装置盖土覆土机构的设计为充分保证植苗的成活率，后期覆土盖土、压实工作必不可少，一方面要将一部分细软土覆盖到树苗根部，另一方面还需要对土壤施加一定压力，来防止树苗歪倒。捧土装置的设计为机架、仿手板、机械连杆和液压装置相组合，如下图6-5所示。该捧土装置是由液压装置控制，用作拢土的工作板面积要大，从而实现根部土壤均匀覆盖。如下图6-6所示。图6-图6-6捧土机构三维模型图6-5捧土机构1.机架2.液压缸3.连杆4.仿手板压实轮轮毂为橡胶材料，如图6-7所示。再完成盖土工作，通过轮子的滚动，还可以再破碎一些大土块，减少土壤之间有缝隙的空间，可以充分保留根部土壤的水分，从而进行复杂地表的种植。因考虑到地表受力平衡的问题，在设计时机械连杆装置上装备压力弹簧，即通过压力弹簧的受力情况进而控制镇压轮对底部压力的大小，以防止压力过小或过大而影响树苗正常生长。图6-图6-7覆土镇压轮镇压轮的制造材料是硬性橡胶轮，宽度为B2=100mm。根据实际情况，镇压轮的半径取220mm。保证树苗根部被湿土覆盖的前提下，镇压轮对湿土进行压实。设压强为400N／m，下陷深度z与压强P=K•Zn（其中：P为单位压力；K为常数,K=α1+0.27B2,α取1Z为下陷深度，一般土壤取0.5，得下限深度Z=18.990mm。正常工作时，压强400N／m，预紧力F为F=PRR为镇压轮半径；W为镇压轮质量。浇灌装置设计灌溉是树苗能够健康生长的不可缺少的步骤，既需要满足树苗生长所需的水源，还要做到节约用水，灌溉装置采用的是低压管道系统。他的工作过程是通过灌溉口，将水送到需要种苗的土壤附近，达到树苗正常生长的湿度要求后便关闭水流，直到下个植树点时再将水流重新打开。低压管道系统灌溉，满足了上文的灌溉要求。引流装置图7-1软管铺设设备灌溉装置是在引导管引流下、卷轴支撑和支撑架固定共同完成，如下图7-1图7-1软管铺设设备水管引流软管铺设沿着结构支架，这样不会被损伤水管，一定程度上保证了树苗的成活率，提高效率，节省成本。灌溉装置植树机采用自动低压灌溉技术，解决目前面临的普遍问题：一方面是灌溉不到位，浇水不充分、位置不准确等问题；另一方面是资源浪费问题，有的植树装置为保证效率，水压调节过高，会导致水资源浪费，甚至还会因高压水流使树苗种植不充分，影响成活率，不利于绿色发展。设计一种集节水喷头、连接软管、水箱、电泵于一体的灌溉装置；如下图7-2所示；图7-2节水喷头喷头满足了上述节水以及灌溉的要求，搭配步进式电动机，经连接软水管连接，可以实现间接式供水需求，保证每颗树苗及时得到水分，又不至于水压过大冲倒树苗，节约了水资源。传动装置和液压辅助装置的设计传动线路的设计此机械设备在传动路线安排上，采用拖拉机作为牵引装置，通过联轴器、离合器，然后将动力传递给锥齿轮变速箱，如下图8-1所示。然后由齿轮变速箱再向下传递，一部分则通过带传动齿轮油泵、转轴，提供整个机械的液压能源；另一部分是经带传动进入减速箱，经减速后提供拨苗动力，如下图8-2所示。图8-1锥齿轮变速箱图8-1锥齿轮变速箱图8-2图8-2动力传动路线液压辅助机构的设计液压辅助系统装置主要是液压缸和液压泵，结构、位置、作用如下图8-3、8-4、8-5、8-6所示。图8-4控制扩沟犁的液压缸图8-4控制扩沟犁的液压缸图8-3控制开沟器的液压缸图8-5图8-5控制捧土动作的液压缸图8-6齿轮油泵按照实际工作情况不同，每棵树苗之间的适宜距离1-3m也不同，工作时驱动速度一般为2-6Km/h。即递苗的速度为5s/棵。设移苗装置能存放6棵树苗的话，那每棵树苗间的距离一般约为1、2mm，由此可得：递苗速度V1：V1移苗转速W：W=V牵引速度V2：V2由计算可得，速度范围约为0.86-2.25Km/h。设液压马达流量为400Ml/r，带轮的转速为57.61r/min。正常工作，液压马达排量达q=1000Qn1n其中：Q：液压泵的理论流量（L/m）;n：输出轴转速（r/min）;n1：液压泵的容积效率，柱塞泵为0.96；齿轮泵为0.88n2：控制阀的容积效率，0.98-0.99n3再代入参数，可得q=1000Q马达输出扭矩为M=0.159ΔPqη=333.9N.m结论在面对较为复杂的种植方式、市场较简单的机械设备，根据自己所学，研发出了一款集机构拨苗、二次开沟、传送带移苗、低压灌溉、覆土盖土多种功能于一体的全自动植树装置。设备主要分为以下几部分：（1）开沟装置重复式二次开沟；（2）拨苗装置由连杆-齿轮组成，易于控制，结构简单、后期维修也是比较方便，并对连杆机构进行运动学具体分析；（3）移苗装置用传送带。选用橡胶作为材料；（4）覆土盖土仿真人形。液压系统作为控制部分；（5）滴管灌溉采用低压灌溉装置。导向管对灌溉装置进行导向工作，准确的将水流浇灌到挖好树坑中。此全自动植树设备的研究，对目前植树工作做出了巨大改变，面对大面积植树工作，确实可以高效快速的完成好植树工作，对我国的植树造林发展提供了高效的机械设备，使得中国的林业种植跨入了全自动化的时代。参考文献[1]For.MelanieP.Moncada.ImpactofNationalGreeningSchemesontheEnvironmentalandEconomicWell-beingofTheirBene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