本發(fā)明涉及生態(tài)綠化領(lǐng)域，尤其涉及全自動化噴草綠化方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著我國對環(huán)境保護意識的增強，很多破損山體及受損邊坡都采用噴播綠化手段來進行植被恢復。目前，國內(nèi)外大多數(shù)都采用噴播機設(shè)備作為綠化種植的設(shè)備。

噴播機是一種常用的植被綠化的機械設(shè)備，主要用于高速公路(鐵路)邊坡綠化、邊坡防護、山體治理、礦山復綠、荒漠治理、垃圾填埋處理等工程。而現(xiàn)有的噴播機都是將草類的種子溶于各種混合物溶液中，噴播機通過液壓作用將含有草類種子的液體噴出，以實現(xiàn)草類種子的種植。而以這種形式噴播的草種子由于種子發(fā)芽率、環(huán)境等因數(shù)的影響，會出現(xiàn)種子不發(fā)芽，導致生長出來的草密度不均勻，影響綠化效果。

現(xiàn)有技術(shù)中的佛甲草為景天科景天屬多年生草本植物。佛甲草為多漿植物，含水量極高，其葉、莖表皮的角質(zhì)層具有超常的防止水分蒸發(fā)的特性。佛甲草生長適應性強，耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠，抗病蟲害，莖肉多汁，碧綠的小葉宛如翡翠，整齊美觀，既可作為盆栽欣賞，也可作為露天觀賞地被栽植。目前各大城市主要將其用于屋頂綠化，其良好的抗旱性、降溫和節(jié)水效果已得到證實，顯示了良好的市場前景。將佛甲草生長旺盛的莖葉剪成草段，均勻的撒種在整好的土壤上，即可快速的生長。

然而現(xiàn)有的噴播機只適合于對液體的噴播，并不適合于直接對草段的種植，故開發(fā)出一種可直接噴草的噴草機，及利用該噴草機實現(xiàn)噴草綠化的方法顯得尤為迫切。

但是，由于佛甲草植株為多漿植物，含水量極高，較為稚嫩，植株根部、中部與稍部切斷的長度不一致，這些問題都需要考慮解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種全自動化噴草綠化方法及其設(shè)備，在綜合考慮佛甲草植株為多漿植物、含水量極高、較為稚嫩，植株根部、中部與稍部切斷的長度不一致等約束條件下，實現(xiàn)快速、有序、均勻地噴射草段及實現(xiàn)全自動化運作的目的。

本發(fā)明為達到上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種全自動化噴草綠化方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)預備一噴草機，其包括控制系統(tǒng)、輸送機構(gòu)、高壓管、將輸送機構(gòu)與高壓管相連接的支管，其中，所述輸送機構(gòu)包括驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動箱、將驅(qū)動機構(gòu)與轉(zhuǎn)動箱相連接的輸送帶，該轉(zhuǎn)動箱內(nèi)部設(shè)置有凸輪、杠桿與內(nèi)部設(shè)置有復位彈簧的頂桿，該輸送帶上設(shè)置有若干6cm長的凹槽，該杠桿包括輸入端與輸出端；同時所述高壓管的一端與一空氣壓縮機連接，另一端設(shè)置有一高壓槍，該高壓槍的端部設(shè)置有一噴射頭；

(2)清理種植地基質(zhì)層，將種植地基質(zhì)層上的雜物清除，突出部位整平；

(3)將草切割成1～5cm長的草段；

(4)草段輸送過程：

(41)將草段放置于輸送帶的凹槽中，并通過驅(qū)動機構(gòu)將草段輸送至轉(zhuǎn)動箱上，該輸送帶與轉(zhuǎn)動箱一起轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動箱內(nèi)部的凸輪轉(zhuǎn)動至與杠桿的輸入端接觸，并推動杠桿擺動，以致杠桿的輸出端克服頂桿內(nèi)復位彈簧的阻力，而推動頂桿以0.6～0.7m/s的平均速度作加速直線運動，快速地將轉(zhuǎn)動到頂出位置的草段頂出，頂桿的行程為17～19mm；

(42)該凸輪與杠桿輸入端脫離接觸后，該凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，而頂桿在復位彈簧作用下回到初始位置處，復位時間為0.03～0.4s，等待下一個頂出動作；

(5)從輸送帶上被頂出的草段依次進入支管與高壓管，同時空氣壓縮機提供氣源動力，在恒壓的條件下通過高氣壓輸送方式將草段輸送至高壓槍，同時該高壓槍的噴射頭以與地平面呈15～90°的傾斜角將草段噴出至種植地基質(zhì)層上，噴出速度為480～520m/s，且該噴射頭的射程為1～10m，完成 噴播草段。

(6)對所述空氣壓縮機進行恒壓調(diào)節(jié)控制：

(61)所述空氣壓縮機與一變頻器相連，且該空氣壓縮機中設(shè)置有一電動機、儲氣罐、及設(shè)置于儲氣罐中的壓力變送器，并在所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一PID控制單元；

(62)通過控制系統(tǒng)的PID控制單元對空氣壓縮機設(shè)定一壓力給定值，恒壓給定值為0.8～1MPa；

(63)所述壓力變送器檢測空氣壓縮機內(nèi)的壓力，并將檢測到的壓力變換成電信號傳送至PID控制單元，該PID控制單元將該壓力與壓力給定值進行比較，并根據(jù)比較得到的偏差大小與方向，按預定的PID控制運算規(guī)律運算后產(chǎn)生控制信號以改變變頻器的輸出，以使該變頻器改變電動機的轉(zhuǎn)速，使儲氣罐內(nèi)的實際壓力始終維持與壓力給定值相同。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(2)中種植地基質(zhì)層通過以下物質(zhì)組份配比而成：泥炭20～40份；花泥20～40份；沙10～30份；椰糠5～15份；砂質(zhì)壤土2～8份；稻殼2～8份。

作為本發(fā)明的進一步改進，該種植地基質(zhì)層的厚度為3～8cm。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(1)中的復位彈簧為鋼絲彈簧，該復位彈簧的鋼絲直徑為0.6～1.4mm，圈數(shù)為7～18圈。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟(3)中草的種類為佛甲草。

一種實施上述全自動化噴草綠化方法的噴草機，包括機輪、依次設(shè)置于機輪上的底座與機架、及設(shè)置于機架內(nèi)部相互連接的動力機與變速箱，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)、輸送機構(gòu)、高壓管、將輸送機構(gòu)與高壓管相連接的支管，其中，所述控制系統(tǒng)包括一PID控制單元；所述輸送機構(gòu)包括驅(qū)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動箱、將驅(qū)動機構(gòu)與轉(zhuǎn)動箱相連接的輸送帶，該轉(zhuǎn)動箱內(nèi)部設(shè)置有凸輪、杠桿與內(nèi)部設(shè)置有復位彈簧的頂桿，該輸送帶上設(shè)置有若干6cm長的凹槽，該凸輪設(shè)置于轉(zhuǎn)動箱的中心軸處，該杠桿包括輸入端與輸出端；所述高壓管的一端與一空氣壓縮機連接，另一端設(shè)置有一高壓槍，該高壓槍的端部設(shè)置有一噴射頭。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述空氣壓縮機與一變頻器相連，且該空氣壓縮機中設(shè)置有一電動機、儲氣罐、及設(shè)置于儲氣罐中的壓力變送器。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述高壓槍為萬向旋轉(zhuǎn)高壓槍。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述杠桿的輸入端設(shè)置有一杠桿軸，且在該杠桿的中部設(shè)置有一限位桿。

本發(fā)明全自動化噴草綠化方法，綜合考慮佛甲草植株為多漿植物、含水量極高、較為稚嫩，植株根部、中部與稍部切斷的長度不一致等約束條件，噴草過程中對草段的摩擦、損耗小，噴草效率高，噴草密度均勻，噴草綠化效果好；通過對種植地基質(zhì)層進行配比混合，制備出最適合草段生長的基質(zhì)層，實現(xiàn)更好的生態(tài)復率效果；通過合理控制空氣壓縮機恒壓輸出，保證進入高壓管的草段能夠在恒壓條件下穩(wěn)定、快速、有序的進入高壓槍，從而保證高壓槍的噴草效果；同時合理控制高壓槍與地平面的角度，使從高壓槍噴出的草段與種植地基質(zhì)層接觸后能夠更好更快速的生長，有利于綠化效果。

本發(fā)明提供的全自動化噴草機結(jié)構(gòu)簡單合理，操控簡單，操作省力，節(jié)省人工，安全性高，同時提高了噴草效率，實現(xiàn)全自動化運作；通過噴草機中輸送機構(gòu)的設(shè)置，保證不同長度的草段被有序的從輸送帶上頂出，從而有序的進入高壓管，防止草段進入高壓管后出現(xiàn)堆積堵塞的現(xiàn)象，保證不同長度的草段能夠有序不間斷的進入高壓槍，從而實現(xiàn)快速、有序、均勻的從高壓槍中噴出，且在噴草過程中，減少對草段的摩擦、損害。

上述是發(fā)明技術(shù)方案的概述，以下結(jié)合附圖與具體實施方式，對本發(fā)明做進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明噴草機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明噴草機內(nèi)部輸送機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明噴草機內(nèi)部輸送帶的俯視圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達到預定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的具體實施方式詳細說明。

實施例一：

請參照圖1至圖3，本發(fā)明實施例一提供的全自動化噴草綠化方法，包括以下步驟：

(1)預備一噴草機，其包括控制系統(tǒng)、輸送機構(gòu)6、高壓管7、將輸送機構(gòu)6與高壓管7相連接的支管8，其中，所述輸送機構(gòu)6包括驅(qū)動機構(gòu)61、轉(zhuǎn)動箱62、將驅(qū)動機構(gòu)61與轉(zhuǎn)動箱62相連接的輸送帶63，該轉(zhuǎn)動箱62內(nèi)部設(shè)置有凸輪621、杠桿622與內(nèi)部設(shè)置有復位彈簧6231的頂桿623，該輸送帶63上設(shè)置有若干6cm長的凹槽631，該杠桿622包括輸入端6221與輸出端6222；同時所述高壓管7的一端與一空氣壓縮機9連接，另一端設(shè)置有一高壓槍10，該高壓槍10的端部設(shè)置有一噴射頭101；

(2)清理種植地基質(zhì)層，將種植地基質(zhì)層上的雜物清除，突出部位整平；

(3)將草切割成1～5cm不同長度的草段632；具體的，植株根部的切段長度為1～2cm，中部為2～3cm，稍部為3～5cm，才能保障各草段噴播后具有較高的活性；

(4)草段輸送過程：

(41)將草段632放置于輸送帶63的凹槽631中，并通過驅(qū)動機構(gòu)61將草段632輸送至轉(zhuǎn)動箱62上，該輸送帶63與轉(zhuǎn)動箱62一起轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動箱62內(nèi)部的凸輪621轉(zhuǎn)動至與杠桿622的輸入端6221接觸，并推動杠桿622擺動，以致杠桿622的輸出端6222克服頂桿623內(nèi)復位彈簧6231的阻力，而推動頂桿623以0.6～0.7m/s的平均速度作加速直線運動，快速地將轉(zhuǎn)動到頂出位置的草段632頂出，頂桿623的行程為17～19mm；

(42)該凸輪621與杠桿622輸入端6221脫離接觸后，該凸輪621繼續(xù)轉(zhuǎn)動，而頂桿623在復位彈簧6231作用下回到初始位置處，復位時間為0.03～0.4s，等待下一個頂出動作；

(5)從輸送帶63上被頂出的草段632依次進入支管8與高壓管7，同時空氣壓縮機9提供氣源動力，在恒壓的條件下通過高氣壓輸送方式將草段632輸送至高壓槍10，同時該高壓槍10的噴射頭101以與地平面呈15～90°的傾斜角將草段632噴出至種植地基質(zhì)層上，噴出速度為480～520m/s，且 該噴射頭101的射程為1～10m。

所述步驟(2)中種植地基質(zhì)層通過以下物質(zhì)組份配比而成：泥炭20～40份；花泥20-40份；沙10-30份；椰糠5-15份；砂質(zhì)壤土2-8份；稻殼2-8份；該種植地基質(zhì)層的厚度為3～8cm。上述種植地基質(zhì)層的組份配比最適合用于屋頂建植佛甲草草坪，土層深厚有利于佛甲草的生長。

所述步驟(1)中的復位彈簧6231為鋼絲彈簧，該復位彈簧6231的鋼絲直徑為0.6～1.4mm，圈數(shù)為7～18圈。由于輸送帶需要連續(xù)送草段632，為避免頂桿623干涉輸送帶63的運動，實現(xiàn)頂桿623迅速復位，復位彈簧6231剛度不能太小，但若復位彈簧剛度太大，會使頂桿623工作行程中的阻力增大。因此，復位彈簧6231結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確選擇對整個機構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)有重要影響。本實施例中對復位彈簧6231的直徑、圈數(shù)與復位時間做了進一步的優(yōu)化，保證了機構(gòu)運動的可靠性。

所述步驟(3)中草的種類為佛甲草。

本實施例提供的全自動化噴草綠化方法，尤其適用于種植佛甲草，其為多漿植物，含水量極高，其葉、莖表皮的角質(zhì)層具有超常的防止水分蒸發(fā)的特性。佛甲草生長適應性強，耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠，抗病蟲害，莖肉多汁，碧綠的小葉宛如翡翠，整齊美觀，既可作為盆栽欣賞，也可作為露天觀賞地被栽植。目前各大城市主要將其用于屋頂綠化，其良好的抗旱性、降溫和節(jié)水效果已得到證實，顯示了良好的市場前景。

佛甲草適應性極強，耐干旱能力極強，耐寒力亦較強。喜陰涼、濕潤環(huán)境。以疏松、肥沃、排水良好的夾沙土較好，可以生長在較薄的基質(zhì)上，過粘或積水的地不宜栽培。其夏天屋頂溫度高達50～60℃、連續(xù)20天不下雨，該草也不會死亡。將佛甲草應用于屋頂綠化，可取代傳統(tǒng)的隔熱層和防水保護層。佛甲草生長在僅為3～8cm厚的特殊的生長基質(zhì)上，種植成活后，無需施肥、管理，不會生蟲，具有良好的綠化和隔熱效果，可降低屋頂外表面溫度8℃左右，室內(nèi)溫度5℃左右。

通過本實施例的噴草方法對佛甲草進行噴種，主要適合于雨季或陰天進行，要求地勢平坦，土壤疏松，已耕耙的濕潤地塊，做畦不宜過大，過大操 作不便。首先將生長旺盛的佛甲草莖葉剪成1～5cm長的草段，通常在佛甲草根部的地方，可以剪成1cm長的草段即可生長，優(yōu)選的，將佛甲草莖葉剪成3～4cm長的草段，同時，由于草段需要防止滯留在輸送帶的凹槽中，故凹槽的長度不能小于草段的長度，優(yōu)選的凹槽長度為6cm長。再通過噴草機，均勻的將草段噴撒在種植地基質(zhì)層上。由于與地平面平行的噴撒在種植地基質(zhì)層上，會不利于草段的正常生長，故以與地平面呈15～90°的傾斜角噴撒在種植地基質(zhì)層上有利于草段快速的生長，優(yōu)選的，60°傾斜角為最佳草段的生長角度。

實施例二：

本實施例與實施例一基本相同，其不同之處在于，其還包括以下步驟：

(6)對所述空氣壓縮機9進行恒壓調(diào)節(jié)控制：

(61)所述空氣壓縮機9與一變頻器91相連，且該空氣壓縮機9中設(shè)置有一電動機92、儲氣罐93、及設(shè)置于儲氣罐93中的壓力變送器94，并在所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置一PID控制單元；

(62)通過控制系統(tǒng)的PID控制單元對空氣壓縮機9設(shè)定一壓力給定值，恒壓給定值為0.8～1MPa；

(63)所述壓力變送器94檢測空氣壓縮機9內(nèi)的壓力，并將檢測到的壓力變換成電信號傳送至PID控制單元，該PID控制單元將該壓力與壓力給定值進行比較，并根據(jù)比較得到的偏差大小與方向，按預定的PID控制運算規(guī)律運算后產(chǎn)生控制信號以改變變頻器91的輸出，以使該變頻器91改變電動機92的轉(zhuǎn)速，使儲氣罐93內(nèi)的實際壓力始終維持與壓力給定值相同。其他步驟與實施例一相同，在此不再贅述。

本發(fā)明實施例提供的全自動化噴草綠化方法，是通過空氣壓縮機9提供提供氣源動力的，同時為了保證噴草機噴出的不同長度的草段932均能夠快速、穩(wěn)定、均勻的接觸種植地基質(zhì)層，必須保證空氣壓縮機9能夠提供恒定的空氣壓力。該空氣壓縮機9是通過電動機92拖動旋轉(zhuǎn)使之產(chǎn)生壓縮空氣，并存儲于儲氣罐93中，儲氣罐93中的空氣壓力的大小取決于空氣壓縮機9產(chǎn)生壓縮空氣的能力，即取決于電動機92的轉(zhuǎn)速。

PID控制單元控制的目的是要取得較好的靜態(tài)與動態(tài)控制指標，當比例增益很大時，會發(fā)生調(diào)節(jié)過頭又反向調(diào)節(jié)導致振蕩。為防止超調(diào)、避免振蕩，適當減小比例增益增加積分環(huán)節(jié)，能有效消除偏差。對于容易發(fā)生振蕩的系統(tǒng)，比例增益只能設(shè)定得小一些，這又會發(fā)生當用氣量急劇變化時，被控量(壓力)難以迅速恢復的情況，微分控制能根據(jù)偏差變化的趨勢迅速做出反應，提前給出一個相應的調(diào)節(jié)動作。

本實施例通過控制系統(tǒng)中的PID控制單元對空氣壓縮機9儲氣罐93中壓力的檢測比較，同時通過變頻器91來改變電動機92的轉(zhuǎn)速，以保證空氣壓縮機9能夠提供恒定的壓力，使草段632能夠在恒壓的條件下噴出，從而保證不同長度的草段632能夠快速、穩(wěn)定、均勻的接觸種植地基質(zhì)層，有利于其快速生長。

實施例三：

本實施例與實施例一、二基本相同，其不同之處在于：所述步驟(2)中種植地基質(zhì)層通過以下物質(zhì)組份配比而成：泥炭20份；花泥20份；沙10份；椰糠5份；砂質(zhì)壤土2份；稻殼2份；該種植地基質(zhì)層的厚度為3cm。其他步驟與實施例一相同，在此不再贅述。

實施例四：

本實施例與實施例一、二或三基本相同，其不同之處在于：所述步驟(2)中種植地基質(zhì)層通過以下物質(zhì)組份配比而成：泥炭40份；花泥40份；沙30份；椰糠15份；砂質(zhì)壤土8份；稻殼8份；該種植地基質(zhì)層的厚度為8cm。其他步驟與實施例一相同，在此不再贅述。

實施例五：

本實施例與實施例一至四均基本相同，其不同之處在于：所述步驟(2)中種植地基質(zhì)層通過以下物質(zhì)組份配比而成：泥炭30份；花泥30份；沙20份；椰糠10份；砂質(zhì)壤土5份；稻殼5份；該種植地基質(zhì)層的厚度為5cm。其他步驟與實施例一相同，在此不再贅述。

本發(fā)明實施例還提供了實施上述噴草綠化方法的全自動化噴草機，請參照圖1至圖3，其包括機輪1、依次設(shè)置于機輪1上的底座2與機架3、及設(shè) 置于機架3內(nèi)部相互連接的動力機4與變速箱5，同時，還包括控制系統(tǒng)、輸送機構(gòu)6、高壓管7、將輸送機構(gòu)6與高壓管7相連接的支管8。所述控制系統(tǒng)包括一PID控制單元。

所述輸送機構(gòu)6包括驅(qū)動機構(gòu)61、轉(zhuǎn)動箱62、將驅(qū)動機構(gòu)61與轉(zhuǎn)動箱62相連接的輸送帶63，其中，該驅(qū)動機構(gòu)61包括輸送滾筒611與設(shè)置于輸送滾筒611外部的傳動輪612；該轉(zhuǎn)動箱62內(nèi)部設(shè)置有凸輪621、杠桿622與內(nèi)部設(shè)置有復位彈簧6231的頂桿623，該凸輪621設(shè)置于轉(zhuǎn)動箱62的中心軸624處，該杠桿622包括輸入端6221與輸出端6222，在該杠桿622的輸入端6221設(shè)置有一杠桿軸6223，且在該杠桿622的中部設(shè)置有一限位桿6224；該輸送帶63上設(shè)置有若干6cm長的凹槽631。

所述高壓管7的一端與一空氣壓縮機9連接，另一端設(shè)置有一高壓槍10，該高壓槍10的端部設(shè)置有一噴射頭101。

所述空氣壓縮機9與一變頻器91相連，且該空氣壓縮機9中設(shè)置有一電動機92、儲氣罐93、及設(shè)置于儲氣罐93中的壓力變送器94。

所述高壓槍10為萬向旋轉(zhuǎn)高壓槍。本發(fā)明實施例提供萬向旋轉(zhuǎn)高壓槍，可以旋轉(zhuǎn)至任意角度方向，噴出草段，回轉(zhuǎn)靈活、密封可靠；同時，所述高壓管7與高壓槍10的一端連接，即與高壓槍10的入口連接，優(yōu)選的，將所述高壓管7與高壓槍10設(shè)置在同一直線上，即兩者的中心軸重合，以保證進入高壓管7的不同長度的草段632，都能夠直接更快速、順暢，無阻隔的進入高壓槍10，從而噴出。

本發(fā)明實施例提供的輸送機構(gòu)工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的機構(gòu)。

本發(fā)明全自動化噴草機結(jié)構(gòu)簡單合理，操控簡單，操作省力，節(jié)省人工，安全性高，同時提高了噴草效率，實現(xiàn)全自動化運作；通過噴草機中輸送機構(gòu)的設(shè)置，保證不同長度的草段被有序的從輸送帶上頂出，從而有序的進入高壓管，防止草段進入高壓管后出現(xiàn)堆積堵塞的現(xiàn)象，保證各草段均能夠有序不間斷的進入高壓槍，從而實現(xiàn)快速、有序、均勻的從高壓槍中噴出，且在噴草過程中，對草段的摩擦、損害小。

本發(fā)明全自動化噴草綠化方法，適合于佛甲草草段的作業(yè)，噴草效率高， 噴草密度均勻，噴草綠化效果好；通過對種植地基質(zhì)層進行配比混合，制備出最適合草段生長的基質(zhì)層，實現(xiàn)更好的生態(tài)復率效果；通過合理控制空氣壓縮機恒壓輸出，保證進入高壓管的不同長度的草段，均能夠在恒壓條件下穩(wěn)定、快速、有序的進入高壓槍，從而保證高壓槍的噴草效果；同時合理控制高壓槍與地平面的角度，使從高壓槍噴出的草段與種植地基質(zhì)層接觸后能夠更好更快速的生長，有利于綠化效果。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故采用與本發(fā)明上述實施例相同或近似的技術(shù)特征，而得到的其他全自動化噴草綠化方法及其設(shè)備，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。