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摘要：沙漠化是一个全球化生态问题，我国近几年已经在努力治理这类问题并且取得一定的成绩，但是仍需要进一步加大对荒漠化的治理。本文设计了一种防沙植物种植机，对行走机构、动力装置、钻坑机构、防塌免回沙护臂装置、树苗传送装置等进行了设计。通过计算确定各主要零部件的尺寸，利用SolidWords三维软件绘制出防沙植物种植机的三维模型，以满足设计需要。
关键词：防沙种植机;防回沙护臂;螺旋叶片
0前言
荒漠化是当今全世界许多国家都存在的问题。根据现有的数据调查可知，非洲、澳大利亚占比一半以上;北美和中美占五分之一左右;而亚洲占比达到了三分之一。荒漠化地区的土地极其贫瘠，植物树木很难生存，不能及时防治会造成我国大面积水土流失。但现有的沙漠植树大部分人力挖洞，效率低下且植物还不容易存活，所以设计开发出一种快速种植防沙植物的种植机就显得格外重要。
1 设计要求及目标
（1）设计的种植机器采用履带式行走方式，这种方式可以增大机器在沙漠中行走时的受力面积，防止轮子陷入沙子中。
（2）设计树苗传输装置，在尽量避免根部伤害的前提下将树苗输送并种植。
（3）设计覆土灌溉装置，在树苗处于豎直状态下浇水并进行覆土压实。
2 防沙植物种植机的方案设计
防沙植物种植机主要在行走和钻孔装置进行方案设计。
（1）履带式行走机构。
履带式行走机构，所采用的是多个叶片组合的形式，其支承面较大，接地比压小，一般在0.05MPa左右，所以在比较松软的土壤上作业挖坑时，机器下陷的深度较小、滚动的阻力很小，并且在大多数的履带板上都会具有履齿，可以深入土壤内，能够拥有较强的牵引性能和通过性能。履带式行走机构较轮式机构所体现的缺点是结构复杂，质量大，价格高。
（2）防回沙装置的钻坑机构。
在沙土中进行钻孔的钻头和螺旋叶片应根据沙漠土质的特殊性，在打孔时，考虑到沙子互相之间的粘接性差，设计一款能够在沙漠种植时，保证沙土不会塌陷的护臂装置，在用螺旋叶片和钻头进行钻孔时，这款护壁就能够及时的跟随叶片进入孔内，防止后期输送带输送树木时，螺旋叶片抽出导致所打孔壁四周的的沙土回陷，将孔埋没，种植完后，将护壁抽出，无需回土，利用沙子自身塌陷，自动回土，非常方便，大幅提升种植效率。
3 防沙植物种植机三维建模
（1）行走机构三维模型设。
利用三维建模软件绘制零部件的草图，草图完成后运用拉伸、切除、阵列等方式依次完成履带底盘装置的履带片、大轮轴承、大轴承平、弹垫、履带体、带中小轮、底盘架、后轮、履带叶片连接轴、小轮档头、主轴螺帽、小轮轴承、小轮螺母、小轮固定螺栓、小轮固定架等零件的三维建模，并使用重合、同轴心、距离等普通配合以及机械配合完成整个履带底盘装置的装配，履带底盘装配如图1所示。
（2）主体支撑架三维模型设计。
利用SolidWorks绘制零部件的草图，草图绘制完成以后点击并运用特征里面的拉伸、切除、圆角等方式依次完成轴、护臂前端、主架上挡板、钻头大小臂等零件的三维建模，后使用重合、同轴心、距离等普通配合完成整个主体支撑的装配。
（3）钻头及螺旋叶片三维模型设计
利用SolidWorks绘制零部件的草图，完成草图后点击并运用特征里面的拉伸、切除、螺旋线、圆角等方式依次完成螺旋叶片和钻尖零件的三维建模，并使用重合、同轴心等配合完成整个钻片的装配体。
（4）护壁装置的三维模型设计
绘制草图→拉伸切除→螺旋线→倒角。完成小板、合页固定丝、护臂、上固定套筒等零件的三维，装配体中选择使用重合、同轴心等普通配合以及机械配合完成护壁结构装配。
（5）防沙植物种植机总体装配
建立新的装配体，点击插入部件后插入履带底盘、主体支撑、护壁装置、钻片装置、电机、齿轮齿条装置等子装配体。利用同轴、重合、距离配合等配合完成防沙植物种植机结构设计的总体装配，总体装配图如图2所示。
4 结论
在防沙植物种植机的设计中，主要针对该种植机的构架、主要零部件、关键机构进行了设计研究。防沙植物种植机具有防塌陷免回沙装置，运用履带作为行走机构;对防沙植物种植机整体划分成不同的功能机构进行分析，主要由行走机构、钻坑机构、树苗传送装置、扶正、灌溉机构和覆土压实机构组成;通过计算数据确定尺寸，利用SolidWorks三维软件完成了防沙植物种植机各个零件的建模并完成装配。
参考文献
[1]房强.挖坑机在林业发展中的应用[J].农业科技与装备，2020（02）：56-58.
[2]潘迎珍.开启新时代防沙治沙新征程[J].国土绿化，2018（06）：21-24.
[3]赵忠松，卢博友，王天赐.基于ANSYS的悬挂式挖坑机钻头静力学分析[J].农机化研究，2016，32（6）：87-89，113.
[4]王警梁.自动进给挖坑机设计与参数化研究[D].湖北.华中农业大学，2016.
[5]一种适用于多种地形的自动挖坑机[D].湖北省，华中农业大学，2018-01-01.
[6]张克彪，季德生，韩雨哲，陈相竹，丁宁.黄杨树苗自动化种植机的开发与应用[J].现代制造技术与装备，2020，56（08）：11-13.
基金项目：2021年校级大学生创新创业训练重点项目;项目名称：防沙植物种植机结构设计（202113320291）
作者简介：马晨博，汉，男，河北省保定市莲池区长城北大街115号，2002年2月，本科在读，机械设计制造及其自动化。
关键词：防沙种植机;防回沙护臂;螺旋叶片
0前言
荒漠化是当今全世界许多国家都存在的问题。根据现有的数据调查可知，非洲、澳大利亚占比一半以上;北美和中美占五分之一左右;而亚洲占比达到了三分之一。荒漠化地区的土地极其贫瘠，植物树木很难生存，不能及时防治会造成我国大面积水土流失。但现有的沙漠植树大部分人力挖洞，效率低下且植物还不容易存活，所以设计开发出一种快速种植防沙植物的种植机就显得格外重要。
1 设计要求及目标
（1）设计的种植机器采用履带式行走方式，这种方式可以增大机器在沙漠中行走时的受力面积，防止轮子陷入沙子中。
（2）设计树苗传输装置，在尽量避免根部伤害的前提下将树苗输送并种植。
（3）设计覆土灌溉装置，在树苗处于豎直状态下浇水并进行覆土压实。
2 防沙植物种植机的方案设计
防沙植物种植机主要在行走和钻孔装置进行方案设计。
（1）履带式行走机构。
履带式行走机构，所采用的是多个叶片组合的形式，其支承面较大，接地比压小，一般在0.05MPa左右，所以在比较松软的土壤上作业挖坑时，机器下陷的深度较小、滚动的阻力很小，并且在大多数的履带板上都会具有履齿，可以深入土壤内，能够拥有较强的牵引性能和通过性能。履带式行走机构较轮式机构所体现的缺点是结构复杂，质量大，价格高。
（2）防回沙装置的钻坑机构。
在沙土中进行钻孔的钻头和螺旋叶片应根据沙漠土质的特殊性，在打孔时，考虑到沙子互相之间的粘接性差，设计一款能够在沙漠种植时，保证沙土不会塌陷的护臂装置，在用螺旋叶片和钻头进行钻孔时，这款护壁就能够及时的跟随叶片进入孔内，防止后期输送带输送树木时，螺旋叶片抽出导致所打孔壁四周的的沙土回陷，将孔埋没，种植完后，将护壁抽出，无需回土，利用沙子自身塌陷，自动回土，非常方便，大幅提升种植效率。
3 防沙植物种植机三维建模
（1）行走机构三维模型设。
利用三维建模软件绘制零部件的草图，草图完成后运用拉伸、切除、阵列等方式依次完成履带底盘装置的履带片、大轮轴承、大轴承平、弹垫、履带体、带中小轮、底盘架、后轮、履带叶片连接轴、小轮档头、主轴螺帽、小轮轴承、小轮螺母、小轮固定螺栓、小轮固定架等零件的三维建模，并使用重合、同轴心、距离等普通配合以及机械配合完成整个履带底盘装置的装配，履带底盘装配如图1所示。
（2）主体支撑架三维模型设计。
利用SolidWorks绘制零部件的草图，草图绘制完成以后点击并运用特征里面的拉伸、切除、圆角等方式依次完成轴、护臂前端、主架上挡板、钻头大小臂等零件的三维建模，后使用重合、同轴心、距离等普通配合完成整个主体支撑的装配。
（3）钻头及螺旋叶片三维模型设计
利用SolidWorks绘制零部件的草图，完成草图后点击并运用特征里面的拉伸、切除、螺旋线、圆角等方式依次完成螺旋叶片和钻尖零件的三维建模，并使用重合、同轴心等配合完成整个钻片的装配体。
（4）护壁装置的三维模型设计
绘制草图→拉伸切除→螺旋线→倒角。完成小板、合页固定丝、护臂、上固定套筒等零件的三维，装配体中选择使用重合、同轴心等普通配合以及机械配合完成护壁结构装配。
（5）防沙植物种植机总体装配
建立新的装配体，点击插入部件后插入履带底盘、主体支撑、护壁装置、钻片装置、电机、齿轮齿条装置等子装配体。利用同轴、重合、距离配合等配合完成防沙植物种植机结构设计的总体装配，总体装配图如图2所示。
4 结论
在防沙植物种植机的设计中，主要针对该种植机的构架、主要零部件、关键机构进行了设计研究。防沙植物种植机具有防塌陷免回沙装置，运用履带作为行走机构;对防沙植物种植机整体划分成不同的功能机构进行分析，主要由行走机构、钻坑机构、树苗传送装置、扶正、灌溉机构和覆土压实机构组成;通过计算数据确定尺寸，利用SolidWorks三维软件完成了防沙植物种植机各个零件的建模并完成装配。
参考文献
[1]房强.挖坑机在林业发展中的应用[J].农业科技与装备，2020（02）：56-58.
[2]潘迎珍.开启新时代防沙治沙新征程[J].国土绿化，2018（06）：21-24.
[3]赵忠松，卢博友，王天赐.基于ANSYS的悬挂式挖坑机钻头静力学分析[J].农机化研究，2016，32（6）：87-89，113.
[4]王警梁.自动进给挖坑机设计与参数化研究[D].湖北.华中农业大学，2016.
[5]一种适用于多种地形的自动挖坑机[D].湖北省，华中农业大学，2018-01-01.
[6]张克彪，季德生，韩雨哲，陈相竹，丁宁.黄杨树苗自动化种植机的开发与应用[J].现代制造技术与装备，2020，56（08）：11-13.
基金项目：2021年校级大学生创新创业训练重点项目;项目名称：防沙植物种植机结构设计（202113320291）
作者简介：马晨博，汉，男，河北省保定市莲池区长城北大街115号，2002年2月，本科在读，机械设计制造及其自动化。