一种适用于海草床生态修复的自动化装置的制作

本技术属于海洋生态修复，更具体地说，是涉及一种适用于海草床生态修复的自动化装置与方法。背景技术：1、海草床具有降碳产氧、调节气候的功能，可以有效吸收固定海水中的碳、氮、磷等物质，净化水环境，具有重要的海洋碳汇功能。海草床具有极高的生产力，是海洋生物的栖息场、索饵场、育幼场，也有削弱海浪、海流的作用。然而由于近百年来人类对近海海域频繁的干扰活动如海水养殖、非法渔具渔法等,再加上气候变化、风暴潮、环境污染、疾病、动物取食、种间竞争等因素，自1990年后全球海草床以每年7％的速率在减少,到目前为止已约有高达29％的海草场消失。海草床保护与修复已引起人们的高度重视，并成为当今生态修复的热点之一。2、种子法、移植法和生境修复法是海草床修复的主要方法，其中生境修复法，修复周期长，种子法的成苗率低，移植法是目前应用最广泛的方法，其根据移植对象又可分为移植株根状茎法、草皮法和草块法。上述移植方法目前存在的最大瓶颈就在于缺少自动化作业装备，大多依靠人工作业，受限条件多，作业效率低，作业成本高。3、国外研究者提出了多种机械辅助设施，如轮插苗机械移植船、草皮移植机器“ecosub1”、液压草块移植机械“guts”等，但这些机械体型笨拙，作业不够灵活，并不能大幅提高作业速度。专利cn112449815a提出了一种海草植株移植装置及移植方法，专利cn112314124a提出了一种海草种子播种装置，上述两个装置大大提高了海草移植和海草种子的播种速率，但这两种装置的作业仍然受到作业区域潮位的限制，必须要在低潮位或裸露出海面的位置作业，无法在深水区作业，每天的作业时间有限，作业灵活性不够，对于大规模海草移植和海草种子播种，提升工程进度的能力有限。技术实现思路1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于海草床生态修复的自动化装置，工程适用性强，不受潮位高低、海流速度大小的影响，每天的作业时间长，作业质量高，移植效率快。2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：3、一种适用于海草床生态修复的自动化装置，包括：4、海草移植作业船，上部船板为平板，船体设置有向下贯通的长方形凹槽，在凹槽相对两边分别沿凹槽边对应固定两条平行的轨道；5、海草缓存与推送结构，固定连接在第二大底板的上面，所述第二大底板的两端分别滑动连接在两条平行的轨道上；6、作业吊挂结构，固定连接在第一大底板的上面，第一大底板与第二大底板平行，且第一大底板的两端分别滑动连接在两条平行的轨道上；7、海草栽种结构，固定连接在作业吊挂结构的下面，能够通过海草移植作业船上的凹槽深入海底进行移植作业；8、拉杆驱动机构，固定连接在海草栽种结构上，驱动海草栽种结构完成海草的移植作业；9、电控箱及操作面板，安装在海草移植作业船的上部船板上，控制作业船完成海草移植作业。10、优选地，所述海草缓存与推送结构包括海草缓存箱、海草缓存箱支架、海草缓存箱水平移动轨道、海草束推杆、弹片、海草给料门框架、海草给料门；11、海草缓存箱支架的底部固定连接在第二大底板的上面，海草缓存箱支架的顶面为斜面平板，斜面平板与水平面夹角大于或等于45°，斜面平板的上下两边各设有一条海草缓存箱水平轨道，海草缓存箱水平轨道的长度方向垂直轨道的长度方向；在海草缓存箱支架的斜面平板的低端并紧邻下侧水平轨道的外侧的位置固定有一直立的海草给料门框架，海草给料门框架上间隔设有多个海草给料门，海草给料门为海草给料门框架的缺失部分或缺口；海草缓存箱为倾斜的空间箱体，连接在海草缓存箱支架的斜面平板上，海草缓存箱的前侧只有框架没有围板，其余三侧均设置直立围板，底板采用易滑动材质，底板与水平面的夹角，同海草缓存箱支架与水平面的夹角相等，海草缓存箱的底板两侧各设有一个卡槽，卡槽卡接在水平轨道上，使得海草缓存箱可以在海草缓存箱支架的顶面上水平滑动；海草缓存箱沿水平轨道长度方向分割成多个独立的隔箱，用于盛装预制的海草移植束，隔箱的数目与海草给料门的数目相对应，海草缓存箱的前侧上框架高度大于海草的高度，海草移植束在重力作用下自动靠近前侧上框架并随着海草缓存箱水平移动时，海草缓存箱的前侧上框架可以托住海草移植束；海草给料门框架的高度和海草给料门的高度均大于或等于海草缓存箱的前侧上框架的高度；在紧邻下侧水平轨道的上方并紧贴海草缓存箱支架顶部的斜面平板设有海草束推杆，海草束推杆与水平轨道平行，海草束推杆上间隔固定有弹片，弹片的位置与海草给料门相对应，每一个海草给料门对应匹配一个弹片，海草束推杆转动时带动弹片转动，弹片能够将移动至在海草给料门位置处的预制的海草移植束推出海草给料门。12、优选地，所述作业吊挂结构包括折行吊杆、固定梁、液压伸缩杆，折行吊杆的一端固定连接第一大底板，另一端固定连接固定梁，固定梁水平设置，固定梁刚性固定连接有多个平行竖直的液压伸缩杆。13、优选地，海草栽种结构包括一个横梁、多个海草种植桶，每个海草种植桶的下端对应匹配一个海草种植尖嘴；横梁通过液压伸缩杆与固定梁连接，即液压伸缩杆的上端与固定梁刚性固定连接，液压伸缩杆的下端与横梁刚性固定连接；多个液压伸缩杆可同时做同方向的伸缩运动；多个平行排列的海草种植桶通过桶的外侧面与横梁刚性固定连接，海草种植桶呈圆柱空腔结构，每一个海草种植桶与一个海草给料门对应，海草种植桶与海草给料门一一对应并位于海草给料门的斜下方，使得被弹片推出海草给料门的预制海草移植束能够落入对应的海草种植桶内。14、优选地，所述海草种植尖嘴呈锥形空腔结构，分为对称的两瓣，采用硬质材料制成，海草种植桶的下端在直径的两端分别设有柱状转动铰接结构，海草种植尖嘴的两瓣均通过直径的两个端点的柱状转动铰接结构与海草种植桶转动连接，使得海草种植尖嘴的每一瓣都可以围绕直径转动从而进行开合动作，同时每一瓣上外侧面均刚性连接有开合拉环，一个瓣上的开合拉环与第一拉杆刚性连接，另一个瓣上的开合拉环与第二拉杆刚性连接，第一拉杆的一端与第三拉杆的一端刚性连接，第二拉杆的一端与第四拉杆的一端刚性连接；第三拉杆、第四拉杆的另一端分别通过拉杆驱动机构进行驱动。15、优选地，所述拉杆驱动机构的外侧设有防护壳体，防护壳体的外表面与刚性支撑件焊接连接，刚性支撑件与横梁焊接连接，支撑于横梁的上方；所述拉杆驱动机构的内部上方设置直立的吊杆，吊杆的上端焊接于防护壳体的内侧上壁，吊杆的下端与竖直的液压缸的上端焊接在一起，液压缸内配有活塞，活塞的中心轴下方与第一连杆的一端铰接，第一连杆的另一端与第一曲柄的一端铰接，第一曲柄的另一端与第一轴的一端刚性连接，第一轴穿过主动齿轮中心并伸出主动齿轮端面，第一轴与主动齿轮刚性固定配合，设置同样尺寸的从动齿轮与主动齿轮啮合；第一轴伸出主动齿轮端面后，与第二曲柄的一端刚性连接，第二曲柄的另一端与第二连杆的一端铰接，第二连杆的另一端与前述第三拉杆的另一端铰接；从动齿轮的中心刚性连接第二轴，第二轴伸出从动齿轮的端面，并与第三曲柄的一端刚性连接，第三曲柄的另一端与第三连杆的一端铰接，第三连杆的另一端与前述第四拉杆的另一端铰接；所述拉杆驱动机构还设置竖直方向导向槽，导向槽有中间割板分割为两个导向空间，第二连杆与第三拉杆的铰接点在导向槽一侧的导向空间内做垂直运动，第三连杆与第四拉杆的铰接点在导向槽另一侧的导向空间内做垂直运动。16、优选地，所述海草移植作业船的四角设置液压桩腿伸缩结构，用于在移植作业时，将海草移植作业船锚固在海床上。17、一种基于海草生态修复自动化装置的海草自动移植方法，具体包括以下步骤：18、第一步，预制海草移植束：即从原生海草床或人工培育海草苗基地取得要移植的海草植株或海草苗，如果海草植株过高，适当修剪植株叶片，将要移植的海草植株或海草苗2-3株一组，配重后形成一个移植束，配重方式采用泥丸包裹根茎配重、石头绑缚配重，或以上两种方式的组合；19、第二步，移植前准备：移植作业前，将预制好的海草移植束放置于海草缓存箱内，海草移植束的行列均需排列整齐，海草缓存箱的箱底采用易滑动材质；海草缓存箱通过水平轨道卡在海草缓存箱支架的上斜面上，并处于一侧起始位置；20、第三步，移植作业：首先依据要移植海草的种类和移植密度要求，布局海草移植点位，利用海洋导航定位装置和船体驱动，驱动海草移植作业船至移植点位；到达移植点位后，利用液压驱动装置驱动桩腿伸缩结构，直达海底，锚固移植作业船，作业吊挂机构连同海草栽种结构、海草缓存与推送结构均处于船板上轨道一头的起始位置，液压伸缩杆也处于收缩的起始位置；开启操作面板上的“自动作业”或“手动作业”开始移植作业；海草束推杆在驱动机构作用下转动弹片，将靠近海草给料门的海草移植束推出，海草移植束落入下方的海草种植桶内，并滑向海草种植尖嘴；液压伸缩杆在液压驱动下向下延伸，将海草种植桶和海草种植尖嘴送入海床，并继续驱动海草种植尖嘴掘入海底深3～5cm，拉杆驱动机构带动拉环由闭合a位置向两侧打开至c位置，形成移植穴位，同时海草种植尖嘴内的海草移植束落入穴位，拉杆驱动机构再次作用拉环收合至b位置，挖掘时穴位周围的底质回拢，将海草移植束根部掩埋，液压伸缩杆在液压驱动下向上收缩，回至起始高度，同时拉杆驱动机构再次作用拉环收合至a初始位置，由此完成海床上一列海草移植束的种植过程；海草缓存箱内的海草移植束，行列排置整齐，每列中，当前一个海草移植束被推出后，后一个海草移植束在重力作用下自动移向海草给料门，当一列海草移植束栽种完成后，海草缓存箱在驱动机构作用下水平移动，将新的一列海草移植束对齐海草给料门；缓存箱内的隔箱数、液压伸缩杆的数目、海草给料门的数目、海草种植桶和海草种植尖嘴的数目一一对应，可设置一个或多个，多个海草种植桶之间的间距依据种植密度设定，为20～25cm；当海床上一列海草移植束种植完成后，第一大底板、第二大底板在驱动机构作用下沿轨道同时向前移动，移动距离依据种植密度设定，为20～25cm，到达位置后，依照前一列海草移植束的栽种过程完成此列海草移植束的栽种，然后再进入下一列，以此往复，直至该点位移植完毕；而后再回收桩腿伸缩结构，驱动海草移植作业船至下一个种植点位，以此往复。21、优选地，当用此方法播种海草种子时，预制阶段采用质量比3：1的粘土和细沙加水制成底泥，裹入10～15颗海草种子，团成直径1～2cm的泥丸，将预制泥丸放入海草缓存箱内；栽种时，海草种植尖嘴掘入海底深3～5cm；其余播种步骤同海草移植束移植步骤。22、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：23、1、该装置可以自动作业，人力消耗少，不仅适用于移植株的移植，还适用于海草种子播种，海草床生态修复的工程适用性强；24、2、使用该自动化装置作业，不受潮位高低、海流速度大小的影响，每天的作业时间长，作业质量高，移植效率加快，移植成本大大降低。