孔德榮， 孫步功， 張克平， 張 鵬， 祁 淵， 張 林

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

荒漠化現(xiàn)象是全球亟待解決的重要生態(tài)問題，干旱、風(fēng)沙危害和水土流失的災(zāi)害致使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低而不穩(wěn)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢、人民生活水平低下，對(duì)糧食安全、生態(tài)安全乃至生命安全造成了嚴(yán)重威脅。我國(guó)荒漠化防治工作相對(duì)于世界其他國(guó)家開展時(shí)間較早。1958年，中央政府在成立治沙領(lǐng)導(dǎo)小組并進(jìn)行防治調(diào)查和監(jiān)測(cè)工作后，動(dòng)員和帶領(lǐng)群眾走上了防沙治沙之路[1]。同時(shí)積極開展國(guó)際合作，推廣國(guó)內(nèi)成熟的防治技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，成為全球荒漠化治理的參與者、貢獻(xiàn)者、引領(lǐng)者[2]。在60多年的荒漠化治理中我國(guó)取得了較為顯著的成績(jī)，推進(jìn)科學(xué)防沙治沙工作成為全社會(huì)共識(shí)。減少裸露地表面積、減緩沙表風(fēng)速、阻止流沙遷徙是防沙治沙的根本要求。草方格沙障因其對(duì)風(fēng)沙流具有較好防阻作用而應(yīng)用廣泛。研究表明，風(fēng)沙流過境時(shí)輸沙率沿草方格布置的方向逐層降低，最初四層草方格單元可阻擋95%以上的來流沙粒，沙粒落入草方格沙障中就會(huì)沉積下來，從而為沙障內(nèi)植被的生長(zhǎng)提供了相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，促進(jìn)了植物物種的入侵和生長(zhǎng)[3]。傳統(tǒng)草方格沙障鋪設(shè)由人工完成，作業(yè)人員采用鐵锨等工具將稻草等植物秸稈插入沙層，形成半隱蔽式沙障以起到降低或阻擋風(fēng)沙流動(dòng)的作用，如圖1所示。但由于防治地區(qū)遠(yuǎn)離城市，交通條件差、環(huán)境惡劣，每人每天平均最多僅可鋪設(shè)300 m2左右(以1 m×1 m草方格沙障為例)[4]，勞動(dòng)強(qiáng)度大、鋪設(shè)速度慢、沙障不均勻且質(zhì)量不穩(wěn)定。在此背景下，更多的人們意識(shí)到，采用機(jī)械化鋪設(shè)草方格沙障，更具科學(xué)性和高效性，是我國(guó)荒漠化治理技術(shù)水平提升的關(guān)鍵所在，更是環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)趨向成熟、達(dá)到更高水平的必經(jīng)之途。因此，對(duì)草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械研究進(jìn)行基礎(chǔ)性地梳理、辨析與反思十分必要。

圖1 人工鋪設(shè)草方格作業(yè)

1 草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械的研究現(xiàn)狀

1.1 防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機(jī)器人的研究

東北林業(yè)大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目《防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機(jī)器人研究》(課題編號(hào)2002AA 422170)，開啟了草沙障鋪設(shè)機(jī)械研發(fā)的先河[5]，為我國(guó)草沙障鋪設(shè)機(jī)械研發(fā)提供了有力的理論支撐，具有奠基性作用。

陸懷民[6]等給出了該機(jī)器人的切線牽引力和行駛阻力的計(jì)算公式，趙志國(guó)[7]等建立了預(yù)測(cè)牽引力系數(shù)和牽引效率的理論模型，并指出提高機(jī)器人通過能力應(yīng)采用大型寬斷面超低壓輪胎[8]。舒慶[9]分析了牽引車主要性能并編寫了輪胎文件和路譜文件，并采用理論分析與模擬計(jì)算驗(yàn)證了機(jī)器人通過性。

潘海兵[10]在車輛振動(dòng)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上分析了草方格鋪設(shè)機(jī)器人各大主要振動(dòng)來源及其影響，并以該機(jī)器人垂直方向的振動(dòng)為研究重點(diǎn)，建立了6自由度振動(dòng)力學(xué)模型以分析其振動(dòng)特性，對(duì)后續(xù)研究提供了參考和借鑒。

劉永臣[11]等確定了草方格鋪設(shè)機(jī)器人鋪設(shè)輪系仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方案，楊博[12]等對(duì)機(jī)器人縱向鋪設(shè)輪系在特定沙質(zhì)條件下進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出草的折斷率與壓入深度以及輪寬之間的關(guān)系，并在進(jìn)行尺寸優(yōu)化和有限元分析之后得出了最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了牽引車與縱向鋪設(shè)機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)力匹配[13]。

李躍娟[14]基于動(dòng)力學(xué)仿真分析，通過優(yōu)化鋪設(shè)機(jī)器人橫向氣動(dòng)插草機(jī)構(gòu)氣缸的位置參數(shù)，得出了最終優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。姜雪松[15]對(duì)機(jī)器人縱向壓草機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真后，分析了沙地切入阻力沖擊變化或軟硬不同的沙地情況下對(duì)縱向壓草深度變化及草破折率的影響情況。

孫術(shù)發(fā)[16-18]等應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)成功設(shè)計(jì)出應(yīng)用于草方格鋪設(shè)機(jī)器人的非標(biāo)準(zhǔn)剪切機(jī)構(gòu)，并通過對(duì)關(guān)鍵部位的速度及位移等參數(shù)的測(cè)定和動(dòng)力性、受力變形方面模擬仿真后進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在理論上確保了剪切機(jī)構(gòu)的可行性和合理性。

劉晉浩、王寶昌[19-20]等設(shè)計(jì)完成了基于PLC的草方格鋪設(shè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種功能進(jìn)行過程控制，對(duì)倒車?yán)走_(dá)進(jìn)行改造使其與PLC兼容，使機(jī)器人能自動(dòng)測(cè)距并實(shí)時(shí)調(diào)整橫向隨動(dòng)機(jī)構(gòu)高度。龐博[21]提出了防風(fēng)固沙機(jī)器人整體的控制方案，研制了基于嵌入式單片機(jī)的高度模糊控制器從而控制橫向機(jī)構(gòu)距地面的高度，并設(shè)計(jì)給出了一種基于電液伺服控制草方格縱向插草系統(tǒng)的自動(dòng)控制方案。

1.2 大型草方格鋪設(shè)固沙車的研發(fā)

2010年，北京林業(yè)大學(xué)在防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機(jī)器人研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行整機(jī)技術(shù)優(yōu)化，提出功能更加完善的多功能立體固沙車[22]。劉晉浩[23]等發(fā)明了一種將工程治沙與生物治沙結(jié)合的多功能立體固沙車，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)沙漠化地區(qū)的綜合治理；一種固沙車底盤副車架，以改善固沙車主車架的承載情況，避免了集中載荷的產(chǎn)生[24]；一種用于固沙車的多功能車身，以此提高固沙車空間利用率、增加載草量，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單高效、大面積植草的功能[25]；一種間歇式固沙機(jī)橫向插草機(jī)構(gòu)，理論上解決了固沙車行進(jìn)過程中橫向鋪設(shè)草沙障的問題[26]；一種多間距自適應(yīng)滾壓式沙障鋪設(shè)裝置，以此實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜沙地情況下路面自適應(yīng)、多間距可調(diào)鋪設(shè)的功能[27]；一種對(duì)地表破壞小、可進(jìn)行大面積高效治理的牽引式單節(jié)助力行走固沙機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)沙漠化地區(qū)流動(dòng)沙丘的固定和綜合治理[28]。

唐偉國(guó)[29]等將六連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用在立體固沙車橫向插草系統(tǒng)中，建立了橫向插刀機(jī)構(gòu)模型，并以此為研究對(duì)象進(jìn)行仿真，直觀地描述了該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律并為其動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。隋婷婷[30]等對(duì)步進(jìn)式橫向插刀機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析后認(rèn)為，步進(jìn)式插刀機(jī)構(gòu)具有良好的作業(yè)效率與精度，能夠滿足鋪設(shè)草方格的作業(yè)要求。易躍[31]等針對(duì)沙土-草帶-刀盤構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)問題，基于離散元法建立了其數(shù)值模型，定性分析了插草阻力與刀盤運(yùn)動(dòng)速度間的關(guān)系，為立體固沙車合理工作參數(shù)的選取提供了可靠的理論依據(jù)。

雷凱龍[32]等設(shè)計(jì)的固沙車工作原理是利用草料裝載模塊將散草裝載好后由輸送模塊持續(xù)輸出，再由作業(yè)裝置壓入草料形成草方格以實(shí)現(xiàn)防風(fēng)固沙目的。趙增耀[33]等針對(duì)固沙車插草機(jī)構(gòu)液壓回路中液壓缸運(yùn)動(dòng)速度快、換向頻率高、負(fù)載變化劇烈、系統(tǒng)沖擊振動(dòng)大的現(xiàn)象，搭建了基于AMESim模型仿真的液壓回路，為固沙車液壓回路中相關(guān)液壓元件選型設(shè)計(jì)及優(yōu)化匹配提供了參考。

2014年，甘肅建投聯(lián)合北京林業(yè)大學(xué)共同研制的世界首臺(tái)LGSV-200型多功能立體固沙車，如圖2所示，在騰格里沙漠中通過了樣機(jī)試驗(yàn)，正式引領(lǐng)了機(jī)械化治沙的革命[34]。甘肅建投通過技術(shù)改進(jìn)研制了第二代產(chǎn)品GSDQ750-132L單項(xiàng)牽引式固沙機(jī)，如圖3所示，該設(shè)備每小時(shí)可鋪設(shè)8.5畝草方格，每天可鋪設(shè)草方格約50畝，效率可達(dá)到人工治沙的50～80倍[35]，大幅節(jié)省了人力、減少了人工成本、提高了草方格鋪設(shè)的效率。

圖2 LGSV-200型多功能立體固沙車

圖3 GSDQ750-132L單項(xiàng)牽引式固沙機(jī)

王述洋[36]等發(fā)明了一種既能完成連續(xù)縱向多行草方格沙障鋪設(shè)又可完成按一定間距橫向草沙障的全自動(dòng)鋪設(shè)栽植聯(lián)合機(jī)，佘永衛(wèi)[37]等發(fā)明了一種可在坡度小于25°的坡面上完成作業(yè)的懸掛式散長(zhǎng)草草方格固沙機(jī)，牛向輝[38]等開發(fā)出一種可在大范圍沙漠作業(yè)的新型沙漠固沙網(wǎng)格鋪設(shè)機(jī)，洪晶[39]發(fā)明了一種可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的機(jī)械式麥草方格機(jī)，張吉樹[40]等發(fā)明了一種沙障鋪設(shè)機(jī)，柳軍[41]等提供了一種簡(jiǎn)單高效的草方格種植機(jī)械，張彪[42]等發(fā)明了一種牽引式草卷草方格鋪設(shè)機(jī)，韓琪[43]等發(fā)明了一種可鋪設(shè)菱形草方格的鋪草機(jī)，李妍[44]發(fā)明了一種自動(dòng)化生態(tài)修復(fù)用草方格輔助成型機(jī)。上述草沙障鋪設(shè)機(jī)械工作時(shí)，都需要與外接的牽引設(shè)備配合使用。

1.3 小型草沙障鋪設(shè)機(jī)械的研發(fā)

近幾年來，針對(duì)大型機(jī)械化鋪設(shè)機(jī)器體型笨重、造價(jià)昂貴、無法適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境等問題，實(shí)用型、小型草沙障鋪設(shè)機(jī)械成為更多科研工作者的研究重點(diǎn)。張永紅[45]等針對(duì)輪式固沙車牽引附著性能較差的問題發(fā)明了一種沙漠履帶式固沙機(jī)。高懷智[46]等發(fā)明了一種采用手扶式拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)并安裝帶有幾個(gè)缺口的圓盤型輪刀的輪刀式治沙草方格機(jī)。周永升[47]設(shè)計(jì)了一種單行固沙麥稈鋪設(shè)裝置，可以連續(xù)完成一行固沙麥秸的鋪設(shè)作業(yè)。欒飛等發(fā)明了一種草方格治沙機(jī)[48]、一種草方格治沙用輔助設(shè)備[49]，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低、適應(yīng)性較強(qiáng)。常同立[50]等發(fā)明了一種基于PLC控制器、太陽能供電的無人駕駛式防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機(jī)。陶志豪[51]等發(fā)明了一種可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鋪設(shè)功能的較小型紅外遙控草方格鋪設(shè)車。李偉[52]等發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于沙漠地帶運(yùn)輸?shù)娜詣?dòng)便攜式草方格鋪種裝置。白國(guó)動(dòng)[53]針對(duì)人工鋪設(shè)草方格易倒伏的問題發(fā)明了一種具有側(cè)固功能的草方格沙障種植裝置。張偉剛[54]等發(fā)明了一種避免壓倒已鋪設(shè)草方格的履帶式草方格生成車。王良[55]等發(fā)明了一種可替換不同種軋刀的草方格沙障全自動(dòng)鋪設(shè)裝置。

由甘肅省治沙研究所研發(fā)的A型202001-300手扶式沙障機(jī)，如圖4所示，已投入八步沙林場(chǎng)治沙使用。該裝置操作簡(jiǎn)單，可大大提高麥草沙障的鋪設(shè)速度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，具有靈活高效、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，產(chǎn)品可推廣面廣[56]。在民勤縣沙漠地帶對(duì)該設(shè)備進(jìn)行的沙丘坡度通過性測(cè)試和移動(dòng)風(fēng)洞測(cè)試表明，該設(shè)備可在33°以下迎風(fēng)坡沙丘上作業(yè)，草方格沙障在風(fēng)洞達(dá)到8級(jí)風(fēng)力時(shí)質(zhì)量依然穩(wěn)定。

圖4 A型202001-300手扶式沙障機(jī)

小型草沙障鋪設(shè)機(jī)械工作過程中需要人工提前輔助劃線鋪草，為將麥草鋪設(shè)與壓沙耦合一體化，徐先英[57]等發(fā)明了一種適用于在不同地形條件下各種面積大小沙丘完成草方格沙障鋪設(shè)的微型鋪草壓沙一體機(jī)。程穩(wěn)[58]等發(fā)明了一種帶有鋪平組件和篩選較短較碎劣質(zhì)麥草功能的防風(fēng)固沙草方格鋪設(shè)機(jī)。常橋墩[59]結(jié)合草方格作業(yè)模式，研究設(shè)計(jì)了一款以散長(zhǎng)草為原材料、地輪作為驅(qū)動(dòng)力并一次性完成取草、輸送、栽插和鎮(zhèn)壓的小型草方格固沙機(jī)，并對(duì)草方格固沙機(jī)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了取草均勻性和連續(xù)性試驗(yàn)以及壓草盤壓草效果的性能試驗(yàn)。朱英杰[60]等發(fā)明了一種可防止麥草在出料通道內(nèi)發(fā)生堵塞和卡頓現(xiàn)象的新型草方格治沙機(jī)。

2 草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械研發(fā)存在的主要問題

近年來，一大批草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械相繼問世，部分也已進(jìn)入樣機(jī)測(cè)試階段，并且在不斷實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)中取得了較好的成績(jī)，但距應(yīng)用推廣仍有較長(zhǎng)的路要走。

2.1 理論成果豐富，實(shí)際應(yīng)用較少

科研院所是草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械研發(fā)的主力軍，但國(guó)內(nèi)對(duì)草沙障鋪設(shè)機(jī)械的研發(fā)組織相比于其他機(jī)械仍然零散單薄、研發(fā)后續(xù)人才難以補(bǔ)充，同時(shí)缺乏持續(xù)資金的支撐等問題使得研發(fā)多止于理論和專利成果，科技成果轉(zhuǎn)化較慢。另一方面，大部分研發(fā)團(tuán)隊(duì)還未開始真正關(guān)注草沙障鋪設(shè)機(jī)械的實(shí)際使用情況，特別是草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械與沙漠復(fù)雜地形地貌環(huán)境之間的復(fù)雜交互情況，致使裝備研發(fā)與實(shí)踐脫節(jié)、投入使用的機(jī)械效用不佳、推廣應(yīng)用程度低等諸多問題，絕大多數(shù)草方格沙障鋪設(shè)工作仍由人工完成。

2.2 現(xiàn)有機(jī)械適應(yīng)性較弱，產(chǎn)品推廣較難

草方格鋪設(shè)機(jī)器人可在坡度最大達(dá)20°的沙漠地區(qū)以30 km/h的最高行駛速度、1.5 km/h的作業(yè)速度鋪設(shè)草方格沙障，每小時(shí)鋪設(shè)1 m×1 m草方格5 706 m2，除在啟動(dòng)初期有較大振動(dòng)外，在行駛和工作中有較好的通過性和平順性[61]。但機(jī)器人全長(zhǎng)達(dá)15.52 m，最小轉(zhuǎn)彎半徑也達(dá)到了9.5 m，在鋪設(shè)過程中需要反復(fù)調(diào)整機(jī)器人與草方格之間的距離，對(duì)鋪設(shè)效率具有一定影響。該機(jī)器人適用于大面積平原式沙漠地帶鋪設(shè)作業(yè)。

大型固沙車在鋪設(shè)效率上高于人工鋪設(shè)和小型鋪設(shè)機(jī)，鋪設(shè)質(zhì)量也得到一定保證，但是由于沙區(qū)風(fēng)沙活動(dòng)頻繁、地形高低落差大、破碎化程度高、面積大小不一等復(fù)雜的地形條件使其作業(yè)范圍受到限制。以甘肅建投新能源科技股份有限公司研制的GSDQ750-132L單項(xiàng)牽引式固沙機(jī)為例，該設(shè)備在草沙障鋪設(shè)工作時(shí)使用的是草簾子，需要采用草簾編織機(jī)對(duì)散草進(jìn)行編制預(yù)制成草簾，且在完成一道草沙障鋪設(shè)工作后需要停車人工剪斷草簾，工序較為復(fù)雜、既不方便又增加了治沙成本；在大規(guī)模項(xiàng)目作業(yè)時(shí)，草簾供給速度慢于作業(yè)速度，工作效率受到一定的影響[62]；其龐大的體型使得轉(zhuǎn)彎半徑大，在調(diào)整草沙障鋪設(shè)路徑時(shí)耗費(fèi)大量時(shí)間；在沙丘之間的溝底或沙丘坡度大于20°等較為復(fù)雜的沙地環(huán)境中難以施展身手，固沙車在通過時(shí)輪胎陷入沙中出現(xiàn)刨沙現(xiàn)象，使其爬坡和作業(yè)能力受到限制，且設(shè)備在兩山丘間的沙溝里作業(yè)時(shí)，由于溝底形成的空隙，固沙車只能以緩慢速度通過，鋪設(shè)質(zhì)量也有所下降；大型固沙車昂貴的價(jià)格也限制了其推廣應(yīng)用。

小型草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械在一定程度上提高了鋪設(shè)效率但仍然較低，其功能較為單一。以甘肅省治沙研究所設(shè)計(jì)的A型202001-300手扶式沙障機(jī)為例，該裝置解決了人工鐵锨壓草勞動(dòng)強(qiáng)度大、稻草壓入深度不穩(wěn)定的問題，但設(shè)備在工作前還存在人工劃線確定草方格鋪設(shè)間距和劃線后人工鋪放稻草的環(huán)節(jié)，人工鋪草速度慢使得設(shè)備作業(yè)效率受到制約；雖然小巧的體型優(yōu)勢(shì)使其在作業(yè)時(shí)更加靈活，但因沙子流動(dòng)性較大，所采用的汽車輪胎在較大坡度沙地工作時(shí)設(shè)備刨沙導(dǎo)致行進(jìn)受阻，設(shè)備的效率依然較低；盡管設(shè)備可操作性較高，但由于操作人員行走操作才能維持設(shè)備行進(jìn)工作，人力消耗依然很大，機(jī)械化程度較低且設(shè)備在運(yùn)輸時(shí)極不方便。三種草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械對(duì)比表見表1。

表1 三種草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械對(duì)比表

目前大多數(shù)草方格鋪設(shè)機(jī)械不能一次性完成鋪設(shè)稻草方格，只能鋪設(shè)縱向的干草，在鋪設(shè)橫向的草沙障時(shí)需要轉(zhuǎn)變方向，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且行駛過程中會(huì)對(duì)已經(jīng)鋪設(shè)好的草沙障造成破壞，導(dǎo)致草方格沙障不穩(wěn)固、防風(fēng)固沙效果不強(qiáng)，恢復(fù)沙漠生態(tài)系統(tǒng)的效果較差。部分草方格沙障鋪設(shè)機(jī)所設(shè)計(jì)的取草器為傳送帶或鏈傳動(dòng)，取草裝置在抓取散長(zhǎng)草過程中容易出現(xiàn)散長(zhǎng)草纏繞在傳動(dòng)輪或鏈條上而導(dǎo)致機(jī)器卡死無法工作的現(xiàn)象。

3 草沙障鋪設(shè)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 注重實(shí)用功能的集成，加快科技成果轉(zhuǎn)化

越來越多的研究人員已經(jīng)深入調(diào)研沙漠實(shí)際情況，也更加注重與林業(yè)主管部門及治沙一線工作者之間的溝通合作。未來，將結(jié)合沙漠地形復(fù)雜、質(zhì)地松軟、機(jī)械行走困難等影響因素，著重突破現(xiàn)有鋪設(shè)機(jī)械存在的技術(shù)問題，研發(fā)出更多經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的草沙障鋪設(shè)機(jī)械。草沙障鋪設(shè)機(jī)械將也將會(huì)朝著功能集成化方向發(fā)展，在完成草方格取草、輸送、栽插和鎮(zhèn)壓鋪設(shè)沙障的同時(shí)向裸沙地播撒先鋒草本植物的種子，加速其向穩(wěn)定灌木群落的演替進(jìn)程，為開展大苗深植等造林工作起到整體的鋪墊作用。隨著國(guó)家對(duì)科學(xué)防沙治沙、生態(tài)安全建設(shè)和沙區(qū)鄉(xiāng)村振興的重視，對(duì)沙產(chǎn)業(yè)的政策鼓勵(lì)和資金支持持續(xù)加大，產(chǎn)學(xué)研深度融合發(fā)展，科技成果轉(zhuǎn)化速度也將持續(xù)加快。

3.2 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化鋪設(shè)

不同沙漠地區(qū)所采用的草方格鋪設(shè)規(guī)格不同，這就要求鋪設(shè)裝備能夠?qū)崿F(xiàn)在不同環(huán)境條件下鋪設(shè)出大小適合的草方格。在草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械的研發(fā)應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者已經(jīng)應(yīng)用了如PLC控制技術(shù)、光電傳感器、超聲波探測(cè)器、測(cè)距雷達(dá)等的數(shù)字化、智能化設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)不同沙漠微地形環(huán)境中更高效率的草方格智能鋪設(shè)作業(yè)，未來數(shù)字化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化技術(shù)將會(huì)在草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械裝備的精細(xì)化研發(fā)中得到更多應(yīng)用。通過使用射頻識(shí)別、傳感器、視頻監(jiān)控、全球定位系統(tǒng)等信息采集設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、聚合、分析與應(yīng)用，催生出更多具有計(jì)算、通信、控制、協(xié)同和自治性能的草沙障鋪設(shè)裝備，以達(dá)到智能化識(shí)別、定位、跟蹤和管理的目的，草沙障鋪設(shè)的質(zhì)量和效率也將會(huì)大大提升。

4 結(jié)束語

在60多年的荒漠化治理中我國(guó)取得了較為顯著的成績(jī)，但存在機(jī)械化程度布設(shè)不高、發(fā)展水平低等問題，推進(jìn)科學(xué)防沙治沙工作成為全社會(huì)共識(shí)。機(jī)械化鋪設(shè)草方格在降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高鋪設(shè)質(zhì)量和效率等方面發(fā)揮著重要作用，是我國(guó)荒漠化治理水平提升的必經(jīng)之途。通過對(duì)現(xiàn)有研究的梳理與反思，提出了草方格沙障鋪設(shè)機(jī)械存在的問題和解決辦法。將來，基于數(shù)字化、智能化技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)出適應(yīng)沙漠復(fù)雜地形條件下作業(yè)的草方格固沙車，對(duì)于防風(fēng)固沙、建設(shè)生態(tài)安全屏障、保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)沙區(qū)鄉(xiāng)村振興均具有重要的意義和作用。