[发明专利]一种全自动草方格沙障铺种装置及方法

说明书

本发明涉及一种全自动草方格沙障铺种装置及方法，全自动草方格沙障铺种装置包括对插入沙地的草帘进行覆土并压实的覆土机构，覆土机构沿铺种装置的行进方向的中轴线对称布置有覆土组件和连杆组件，覆土组件通过连杆组件与动力设备的输出端连接；在动力设备的输出端向下运动的第一阶段，连杆组件带动覆土组件向中轴线靠拢完成覆土操作；在动力设备的输出端向下运动的第二阶段，连杆组件带动覆土组件向下挤压沙土。全自动草方格沙障铺种方法包括以下步骤：基于铺种装置的位置参数和接收到的指令制定铺种装置的行走计划，基于电机参数和行走计划制定作业计划以控制铺种装置进行插草和控制覆土机构进行覆土和压实，以完成草沙障的稳定布置。

技术领域

本发明涉及机械固沙技术领域，尤其涉及一种全自动草方格沙障铺种装置及方法。

背景技术

荒漠化是环境退化的标志，是环境不稳定的正反馈过程。极端干旱、干旱、半干旱和半湿润地区等受气候变异和人为活动等多种因素影响，区域土地退化严重。荒漠化使得土地中的土壤有机质、氮、磷、钾等大量损失，使得土地生产力严重衰退；自然灾害加剧，例如沙尘暴频繁发生使得成千上万的牧民被迫改变居住地，成为“生态难民”；同时人类可利用的土地资源减少，大量的草地和林地变为荒漠，人类生存的压力加剧。

荒漠化治理方向主要为防风固沙，主要方式具体有设置沙障、植物治理和节水灌溉等。草方格沙障使用麦草、稻草、芦苇等材料，在流动沙丘上扎成挡风墙，以削弱风力的侵蚀，同时草方格沙障有截留降雨的作用，能提高沙层的含水量，有利于沙生植物的生长。实践证明，在工程治沙技术中最有效的方法之一是铺设草方格沙障。铺设使用的麦草、稻草、芦苇等秸秆材料容易得到且质量轻，材料运输和种植成本较低。人工铺设草方格沙障首先需要使用线或石灰等在沙坡面上打线放出正方形的方格网，随后沿着草方格网线平铺秸秆，进而使用平头铣等钝刃材料在草中部用力将平铺的秸秆压入沙层内，随后使用周围的沙土将秸秆扶直。操作过程工序多，耗费人力；由于人员的精力有限，铺设的草沙障的质量均匀性无法保证。

为便于沙漠铺设草沙障，节约人力，现有技术CN102021902B公开了一种步进式横向插草装置，包括横向草箱，横向草箱的下方设有剪切分层装置和间歇送草装置，间歇送草装置的前方设有刮草棘轮和辅助滚轮，刮草棘轮和辅助滚轮处设有输送同步带，输送同步带沿倾斜送草板和水平送草板延伸至步进式横向插刀处。横向草箱内设有压草装置和抖草装置。该专利公开的技术方案中采用的剪切分层机构能够对散草输送量和厚度进行控制，用于将草压入沙地的步进式横向插刀靠液压油缸的伸缩实现压草时的插刀伸出与快速缩回，通过机械的方式实现草沙障铺设。但通过液压油缸控制的插刀在伸出时容易将草料切断而无法正常将草料压入沙土中，进而无法实现草沙障的正常铺设，甚至出现草料浪费的现象。

针对切断草料的问题，公告号为CN106149669B的专利公开的技术方案则在插草刀作用于草的一面设计有梯形齿，梯形齿不仅可以在将草插入沙地的过程中限定草的位置，使得草料被插草刀顺利带入沙土中，并且不易将草直接切断。

CN210315492U公开了一种固沙插草车。该专利的技术方案中，履带作为行进装置的同时还作为干草的输送带，干草在由货厢转运至地面的过程由于缺乏结构对其进行约束，干草易散落并影响履带的行进功能。滚动压草圆盘也仅能将固沙草格在沙面上压实，而无法将固沙草格插入沙面以起到有效的防风固沙作用。

上述的技术方案虽解决了草料容易被截断的问题，但使用仅依靠由连杆或液压装置驱动的插草刀将草料插入沙地的方式草料的插入深度取决于作用力度和沙地的硬度，对于不同硬度的沙地，草料的插入深度难以控制，使得草料的固定效果不稳定，需要对其进行改进。