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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:基于物联网的多栖发展光伏供电全自动种植机器人
学校名称:山西工程技术学院
参赛队伍:辰兴绿源
参赛学生:王昱叡 张雨洁 王嘉怡  
指导老师:郭郁  

详细说明

随着人类活动的不断扩大和生产方式的改变,土地的覆盖和保护能力逐渐减弱,导致了大量的土地受到水土流失和荒漠化的影响。这些问题不仅会影响到土地的生产力和生态功能,还会造成水资源的浪费和环境的恶化,进而影响到人类的生存和发展。根据权威数据显示2022年,全国共有水土流失面积达到356.92万平方公里 ,占国土土地面积的37.2%,荒漠化土地面积达到263.62万平方公里 ,超过国土总面积的四分之一。然而,现阶段我国的生态修复手段较为单一,基本依靠人工等传统方式开展生态环境修复工作,依靠新兴科技出现的相关装置也存在不智能、耗能高、无法适应复杂的工作环境等问题,基于此,本团队设计了一款基于物联网技术的多栖发展光伏供电全自动种植机器人,该装置主要由太阳能供能模块、自主植树模块、拢土夯实模块、智能控制模块等部分构成,通过各个模块相互配合,协同工作,使得装置能够为生态环境的修复出力,提供了一种新的生态环境修复方案。装置操作简单、易维护、成本低、高效作业,符合生态环境修复政策,市场前景广阔。

产品技术:

团队研究了传统人工栽苗的方式,将栽树苗的动作分解为:松土挖苗坑、 栽苗、灌溉、填土夯实四个动作,分析各个动作的运动实质并应用机械化部件设计,进一步将人工的栽苗过程集于全自动一体化机械,部分技术如下。

光伏供电系统:包括太阳能板和电池组,用于收集太阳能并转化为电力,为机器人提供稳定电力;

智能控制系统:通过物联网技术实现各个部件的智能联动,包括传感器、执行器、控制器和通信模块,用于监测和控制机器人的种植过程;

多功能设计:包括自动种植、养护、灌溉等功能,能够根据作物的需求自动调整种植参数,并根据环境条件进行自主决策。

项目优势:

(1)采用太阳能光伏板对所有模块进行供能,无需外接动力源,节能减排;

(2)装置采用履带化行进作业方式,能够适应各种复杂的工作环境,适应性强;

(3)采用智能植树技术,栽苗速度提升,装置工作效率大大提高且进一步降低了人工工作强度及成本;

(4)巧妙采用多种机构(送苗盘间歇送苗机构、铰接菱形多杆机构、曲柄滑块机构)实现树苗栽种全过程,节能减排;

(5)拢土夯实模块可替换不同直径中空管, 自适应不同种类树苗的栽种,确保树苗与地面垂直且移栽稳固;

(6)装置结构简单、易维护、成本低、高效作业,符合生态环境修复政策,市场前景广阔。

 

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