论文部分内容阅读
[摘 要]鉴于当前生活环境的恶劣情况，严重影响人们的身体健康、生活品质，现在倡导绿色家园、同一个地球，追求绿色生活。于是提出新型种树机，改变以往的种树方式，由人工、半机械化种树方法向全机械化、自动化方向改变，此新型种树机以太阳能发电供给系统电能，以直流电机为动力系统，以单片机为控制系统，完成挖坑、种树、填土、夯实、浇水等各项任务，以代替燃气机动力，实现零污染、零排放，达到高效节能，实现绿色环保的目的。
[关键词]节能减排 绿色环保 自动控制单片机系统 高效新型 简单实用
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0166-01
1、研制背景与目的
当今赖以生存的地球环境遭到人们的破坏，生活环境日益恶劣，空气污染、土地沙漠化、雾霾、温室效应等，严重威胁人类的生命安全，人们希望拥有良好的空气品质，大量种植树木可以缓解此种种迹象。以往传统的种树效率比较低，种树能力有限，适合种树的时间短，利用有限的时间实现高效率的种植正是此新型种树机的目的，并且以太阳能发电系统，由蓄电池储存、供给电力，实现自给自足的能源电力系统，无污染、无排放，利用单片机系统控制种树机，完成挖坑、栽树、围土、夯实、浇水各项动作，达到高效节能绿色环保的目的。
2、构造分析
2.1 挖坑装置
以直流电动机为动力来源，蓄电池提供电力，螺旋环状尺片附着在轴杆下部，轴杆采用螺纹轴杆，选用连接适当具有螺紋的管筒与轴杆相啮合，从而实现轴杆能上下螺旋移动，轴杆上部与直流电动机连接，电机高速旋转，带动轴杆以及螺旋环状尺片上下移动而实现挖坑目的，达到一定深度，供给电机反向电流，实现轴杆的上移。详见图1，图2。
2.2 栽树围土机构
由托板及夹持装置固定树木位置，主轴电机带动主轴旋转1800，托板由小型减速电动机带动偏心轮装置移开托板，树木落至坑中，夹持装置固定树木的竖直状态，防止偏斜。围土结构是由四片铝片组合成菱形结构，由减速电机组合偏心轮带动机器前方两片铝片合拢，反复进行，由于挖坑装置是在围土结构内完成，挖出的土壤，基本落在围土结构内部，铝片合拢恰能把土壤收进坑中，由此以来完成对树木的围土操作，简单快捷，结构简单，实用性强。详见图1.图2.
2.3 夯实浇水装置
夯实结构由废旧重型实体金属装置，呈环状开口状，开口和树木的直径大小合一，便于夯实结构从树木中间拉出。驱动装置由一个低速电动机带动偏心轮，偏心轮直径恰和夯实结构所能到达的最高和最低位置高度一致，偏心轮驱动夯实结构上下移动完成对树木周围土壤的夯实动作。后夯实机构达到最高位置。此夯实结构简单，实用性强，材料费用低，借以达到废物再利用，节能环保的目的。浇水系统由机车上盛水箱、控制挡板、电机、水管组成，控制系统给出信号，电机工作，驱动挡板，水箱里的水沿水管流到树旁边，完成对树的浇水动作，整个装置无需新材料，由废弃材料在加工利用，简单实用。详见图1，图2.
2.4 单片机控制以及电力系统
整个控制体系由单片机芯片控制，通过对单片机写入程序，由单片机提供给信号，由蓄电池提供电力，驱动整个系统中电机转动，完成各个电机先后顺序的开启与关闭以及运行的时间。由于种树机是在户外进行工作，完全可以利用太阳能发电系统，由太阳能板发电供给蓄电池充电，无需人工进行再充电等操作，现在太阳能发电系统发展的相当成熟，可以加以利用，可见整个系统完成自给自足的工作需求。
3.工作流程以及价值分析
①由单片机控制系统给出信号给出挖坑装置电机通电，控制电机的运行的时间；
②完成挖坑后，控制系统给挖坑电机接入反向电流完成挖坑装置的上移，运行完毕；
③控制主轴电机旋转180度；
④控制系统给托板电机接入电流，运行合适的时间；
⑤控制系统给围土电机接入电流，运行合适的时间后已达到外围铝片开口达到最大，控制系统给车底围土电机接入电流把围土机构拉进车身底部；
⑥控制系统给夯土结构接入电流完成夯土操作，最后夯土结构达到最高；
⑦控制系统给浇水电机接入电流，拉开挡板一段时间，后封闭出水口，完成浇水操作；
⑧控制系统给机车驱动电机接入电流，驱动机车，各装置恢复原位置，进行下一轮操作。
此种树机改变了以往的种树模式，由人工、半机械化向自动化、全机械化发展，运行效率高，环保无污染，不浪费能源，实现了零消耗、零排放的效果，符合节能减排，绿色环保的目的。
4.创新点及发展前景
⑴利用单片机控制整个系统，实行全部自动控制，并且可以实现等距离种树以及大小不同树木的种植；
⑵在以往的机器中新加入浇水系统，提高了所种树木的成活率；
⑶利用太阳能发电给整个系统供电能，充分利用自然清洁能源，实现节能减排、绿色环保的目的；
⑷新式围土与夯实结构，打破传统观念，实现机械化、新型化的特点；
⑸整个系统高效，结构简单，造价低，可实用强，安全性能高，可维护性高，维修方便快捷，符合现代人们对机械化的要求。
参考文献
[1] 郑文纬，吴克坚.机械原理. 第七版. 北京：高等教育出版社，1997；
[2] 邱宣怀.机械设计.第四版.北京：高等教育出版社，1997；
[3] 吴克坚，于晓红，钱瑞明.机械设计. 北京：高等教育出版社，2001；
[4] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004；
[关键词]节能减排 绿色环保 自动控制单片机系统 高效新型 简单实用
中图分类号：S210.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0166-01
1、研制背景与目的
当今赖以生存的地球环境遭到人们的破坏，生活环境日益恶劣，空气污染、土地沙漠化、雾霾、温室效应等，严重威胁人类的生命安全，人们希望拥有良好的空气品质，大量种植树木可以缓解此种种迹象。以往传统的种树效率比较低，种树能力有限，适合种树的时间短，利用有限的时间实现高效率的种植正是此新型种树机的目的，并且以太阳能发电系统，由蓄电池储存、供给电力，实现自给自足的能源电力系统，无污染、无排放，利用单片机系统控制种树机，完成挖坑、栽树、围土、夯实、浇水各项动作，达到高效节能绿色环保的目的。
2、构造分析
2.1 挖坑装置
以直流电动机为动力来源，蓄电池提供电力，螺旋环状尺片附着在轴杆下部，轴杆采用螺纹轴杆，选用连接适当具有螺紋的管筒与轴杆相啮合，从而实现轴杆能上下螺旋移动，轴杆上部与直流电动机连接，电机高速旋转，带动轴杆以及螺旋环状尺片上下移动而实现挖坑目的，达到一定深度，供给电机反向电流，实现轴杆的上移。详见图1，图2。
2.2 栽树围土机构
由托板及夹持装置固定树木位置，主轴电机带动主轴旋转1800，托板由小型减速电动机带动偏心轮装置移开托板，树木落至坑中，夹持装置固定树木的竖直状态，防止偏斜。围土结构是由四片铝片组合成菱形结构，由减速电机组合偏心轮带动机器前方两片铝片合拢，反复进行，由于挖坑装置是在围土结构内完成，挖出的土壤，基本落在围土结构内部，铝片合拢恰能把土壤收进坑中，由此以来完成对树木的围土操作，简单快捷，结构简单，实用性强。详见图1.图2.
2.3 夯实浇水装置
夯实结构由废旧重型实体金属装置，呈环状开口状，开口和树木的直径大小合一，便于夯实结构从树木中间拉出。驱动装置由一个低速电动机带动偏心轮，偏心轮直径恰和夯实结构所能到达的最高和最低位置高度一致，偏心轮驱动夯实结构上下移动完成对树木周围土壤的夯实动作。后夯实机构达到最高位置。此夯实结构简单，实用性强，材料费用低，借以达到废物再利用，节能环保的目的。浇水系统由机车上盛水箱、控制挡板、电机、水管组成，控制系统给出信号，电机工作，驱动挡板，水箱里的水沿水管流到树旁边，完成对树的浇水动作，整个装置无需新材料，由废弃材料在加工利用，简单实用。详见图1，图2.
2.4 单片机控制以及电力系统
整个控制体系由单片机芯片控制，通过对单片机写入程序，由单片机提供给信号，由蓄电池提供电力，驱动整个系统中电机转动，完成各个电机先后顺序的开启与关闭以及运行的时间。由于种树机是在户外进行工作，完全可以利用太阳能发电系统，由太阳能板发电供给蓄电池充电，无需人工进行再充电等操作，现在太阳能发电系统发展的相当成熟，可以加以利用，可见整个系统完成自给自足的工作需求。
3.工作流程以及价值分析
①由单片机控制系统给出信号给出挖坑装置电机通电，控制电机的运行的时间；
②完成挖坑后，控制系统给挖坑电机接入反向电流完成挖坑装置的上移，运行完毕；
③控制主轴电机旋转180度；
④控制系统给托板电机接入电流，运行合适的时间；
⑤控制系统给围土电机接入电流，运行合适的时间后已达到外围铝片开口达到最大，控制系统给车底围土电机接入电流把围土机构拉进车身底部；
⑥控制系统给夯土结构接入电流完成夯土操作，最后夯土结构达到最高；
⑦控制系统给浇水电机接入电流，拉开挡板一段时间，后封闭出水口，完成浇水操作；
⑧控制系统给机车驱动电机接入电流，驱动机车，各装置恢复原位置，进行下一轮操作。
此种树机改变了以往的种树模式，由人工、半机械化向自动化、全机械化发展，运行效率高，环保无污染，不浪费能源，实现了零消耗、零排放的效果，符合节能减排，绿色环保的目的。
4.创新点及发展前景
⑴利用单片机控制整个系统，实行全部自动控制，并且可以实现等距离种树以及大小不同树木的种植；
⑵在以往的机器中新加入浇水系统，提高了所种树木的成活率；
⑶利用太阳能发电给整个系统供电能，充分利用自然清洁能源，实现节能减排、绿色环保的目的；
⑷新式围土与夯实结构，打破传统观念，实现机械化、新型化的特点；
⑸整个系统高效，结构简单，造价低，可实用强，安全性能高，可维护性高，维修方便快捷，符合现代人们对机械化的要求。
参考文献
[1] 郑文纬，吴克坚.机械原理. 第七版. 北京：高等教育出版社，1997；
[2] 邱宣怀.机械设计.第四版.北京：高等教育出版社，1997；
[3] 吴克坚，于晓红，钱瑞明.机械设计. 北京：高等教育出版社，2001；
[4] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004；