种植机旨在破解我国荒漠化治理中的种植难题。当前我国荒漠化问题严峻,荒漠化土地面积达 262.2 万平方公里,占国土面积 27.4%,近 4 亿人口受影响。沙蒿虽耐寒、抗旱、生命力强,适合沙漠种植,但其传统种植以人工加辅助机械为主,机械化水平低,现有机械故障率和沙漠误车率高,且传统种植浇灌技术导致水土流失严重、种子成活率低。
针对这些问题,团队创新采用 “草绳埋种 + 定点浇灌” 种植技术,将沙蒿种子置于草绳中埋种,沿草绳定点浇灌形成草方格,同时设计出适配该技术的种植机。
种植机整体方案含机械结构与电控设计。机械结构有车架、行走、开沟、平沟、放料五大机构。行走机构用螺旋推进式,304 钢焊接的螺旋滚筒接地比压约 0.05MPa,适配沙地,还能通过差速转向实现灵活移动;开沟机构为圆盘式,两圆盘呈 20° 夹角,切入沙土 100mm 开沟,避免沙土回填;平沟机构随开沟机构动作,实现开沟、平沟同步;放料机构保障草绳平稳铺设;车架用 20 欧标铝型材搭建,精度高、拆装方便。
电控设计以西门子 S7-200 CPU224 PLC 为核心,搭配 8612N 步进电机、XC800 电推杆、E3F-DS30C4-B-P-Y123 光电传感器等元件,实现手动与自动两种控制模式,满足行驶和工作模式需求,可完成启停、换向、避障等功能。
该种植机通过样机实验验证,能高效适应沙漠工况,降低误车率,提升沙蒿种植效率,降低人工强度,为荒漠治理提供可靠设备支持,兼具生态与一定经济价值。