CN103053342A - 一种嫁接苗回栽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种嫁接苗回栽装置。目的是提供的装置应能从另一夹持手上成功夹取嫁接完成的苗，然后插栽到对应的穴盘里，并且在此过程中，不会伤到嫁接苗，以保证嫁接苗的成活率。技术方案是：一种嫁接苗回栽装置，包括一基座，其特征在于该装置还包括安装在基座上的曲柄摇杆机构、安装在曲柄摇杆机构连杆上的同步带轮机构以及由同步带轮机构上的复合凸轮提供夹持动力的夹持机械手；所述夹持机械手的臂架后端与所述连杆连为一体，而臂架前端通过一安装板安装着一对用于夹持嫁接苗的夹持连杆，臂架中定位着两个将复合凸轮的推力转换为夹持连杆夹持力的凸轮杆。
Description
技术领域
本发明涉及一种果蔬嫁接机中的嫁接苗回载装置。
背景技术
嫁接是一种人工营养繁殖植物的方法，即把一种植物的枝或芽嫁接到另一种植物的茎或根上，使两个部分长成一个完整的植株。而在这两个部分中，通常把开花结果的苗叫穗木，把扎在土中吸收水分营养的苗叫砧木。蔬果的幼苗非常纤细，穗木的直径一般只有1毫米左右，砧木的直径也只有3-4毫米左右，而且蔬菜嫁接的合适时期较短，一般只有几天时间，因此操作者需要具有较高技术水准，将两棵幼苗准确快速地嫁接到一起，以提高嫁接苗的成活率，在进行大规模的嫁接作业时更是如此。
嫁接机器人技术是近年在国际上出现的一种集机械、自动控制与设施园艺技术于一体的高新技术。嫁接机器人可在极短时间内，将砧木和穗木的切口嫁接为一体，不仅避免了切口长时间的氧化和苗内液体的流失，可以大大提高嫁接成活率，同时也大大提高了工作效率，对于促进蔬菜瓜果的规模化生产有重要的意义。目前国际上嫁接机械化研究发展到一定阶段，逐渐由半自动化嫁接机向全自动化方向发展，其中能否实现自动夹取嫁接完成的苗，并能自动回栽到穴盘中是能否实现瓜科穴盘苗全自动嫁接的关键，也是国际研究的先进技术领域。
发明内容
本发明的目的是要提供一种适用于果蔬嫁接机中的嫁接苗回栽装置，该装置应能从另一夹持手上成功夹取嫁接完成的苗，然后插栽到对应的穴盘里，并且在此过程中，不会伤到嫁接苗，以保证嫁接苗的成活率。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种嫁接苗回栽装置，包括一基座，其特征在于该装置还包括安装在基座上的曲柄摇杆机构、安装在曲柄摇杆机构连杆上的同步带轮机构以及由同步带轮机构上的复合凸轮提供夹持动力的夹持机械手；所述夹持机械手的臂架后端与所述连杆连为一体，而臂架前端通过一安装板安装着一对用于夹持嫁接苗的夹持连杆，臂架中定位着两个将复合凸轮的推力转换为夹持连杆夹持力的凸轮杆。
所述两个凸轮杆相互平行且可轴线滑动地定位在臂架中，两个凸轮杆的后端与分别与复合凸轮的两个周向工作面顶压啮合，两个凸轮杆的前端分别与推动夹持连杆的夹持推板固定以及与安装板固定。
所述安装板上固定着夹持连杆安装板，所述一对夹持连杆可转动地铰接在夹持连杆安装板上，每个夹持连杆的后端分别与短连杆的一端铰接，短连杆的另一端则铰接在所述夹持推板上；夹持连杆以及短连杆上的全部铰接轴之间均相互平行。
所述安装板上还固定着两个用于导向的滑动杆，两个滑动杆分别可滑动地定位在所述臂架的两个轴线与凸轮杆轴线平行的滑孔中。
所述曲柄摇杆机构包括一一依序首尾铰接相连的基座、曲柄、连杆以及摇杆。
本发明的工作原理是：外部执行器带动曲柄2-1转动，第一同步带轮3-1由于与曲柄固定连接，因而保持与曲柄相同的转速；第一同步带轮3-1通过同步带3-2带动第二同步带轮3-3转动，与第二同步带轮3-3固定连接的复合凸轮4-2也因此转动（第一同步带轮3-1与第二同步带轮3-3节圆半径相同，所以复合凸轮4-2与曲柄2-1转速相同）；第一凸轮杆4-3的一端与复合凸轮4-2中的一个凸轮工作面啮合形成凸轮副，另一端与安装板4-7固连，可驱使该安装板与臂架滑动，从而控制夹持连杆的伸缩。第二凸轮杆4-4的一端与复合凸轮4-2的另一个凸轮工作面啮合形成凸轮副，另一端与推杆5-2连接，控制夹持手的闭合。
调整曲柄摇杆机构（四连杆机构）、凸轮的不同尺寸，可以得到符合要求的工作轨迹与夹取点（图6所示）；图6中显示的夹持连杆运动轨迹中，箭头表示运动方向，由下而上运动至接近最高点时从外部的另一夹持手上成功夹取嫁接完成的茎苗，而由上而下的运动则是将铰接苗回栽至穴盘。
本发明的有益效果是：通过一个外部动力输入，就能实现连续的嫁接苗夹取、回栽功能。为高效全自动嫁接机的实现奠定了基础。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明拆去夹持机械手臂架后的立体结构示意图。
图3是本发明拆去夹持机械手后另一立体结构示意图。
图4是本发明的夹持机械手的立体放大结构示意图。
图5是本发明的夹持连杆的结构示意图。
图6是本发明的夹持机械手夹持连杆的工作轨迹示意图。
图中：1-基座；2-1曲柄；2-2连杆；2-3摇杆；3-1第一同步带轮；3-2同步带；3-3第二同步带轮；4-1臂架；4-2复合凸轮；4-3第一凸轮杆；4-4第二凸轮杆；4-5弹簧；4-6滑动杆；4-7安装板；5-1夹持连杆安装板；5-2夹持推板；5-3短连杆；5-4夹持连杆；6-外部夹持手；7-穴盘。
具体实施方式
如图所示，本发明提供的装置是针对已嫁接完成的嫁接苗的抓取与回栽。
断根嫁接完成的嫁接苗，需要重新回载到穴盘中。该装置可通过一个自由度输入，完成嫁接苗的夹取、回栽，可以大大提高果蔬嫁接机的自动化水平。
所述嫁接苗回栽装置，具有基座1；基座上装有一曲柄摇杆机构，该曲柄摇杆机构包括一一依序首尾铰接相连的基座、曲柄2-1、连杆2-2以及摇杆2-3。该曲柄摇杆机构的连杆上安装着由第一带轮3-1、第二带轮3-3以及同步带3-2组成的同步带轮机构；图中可见，曲柄与连杆的铰接轴还与第一带轮共轴，摇杆与连杆的铰接轴又与第二带轮共轴，并且第二带轮上还固结着复合凸轮4-2（复合凸轮由两个小凸轮叠合固定后形成）。
所述连杆上还固定一用于夹持嫁接苗的夹持机械手；所述夹持机械手的臂架后端与所述连杆连为一体，臂架前端通过一安装板4-7安装着一对用于夹持嫁接苗的夹持连杆5-4，臂架中定位着两个将复合凸轮的推力转换为夹持连杆夹持力的凸轮杆（复合凸轮为夹持机械手提供夹持动力）。
所述两个凸轮杆（第一凸轮杆4-3，第二凸轮杆4-4）相互平行且可轴线滑动地定位在臂架中，两个凸轮杆的后端与分别与复合凸轮的两个周向工作面顶压啮合（每个凸轮杆分别与对应一个小凸轮的周向工作面顶压啮合），两个凸轮杆的前端分别与推动夹持连杆的夹持推板固定以及与安装板固定（图中可见：第一凸轮杆4-3的前端与与安装板固定，第二凸轮杆4-4的前端与与推动夹持连杆的夹持推板5-2固定）。
所述安装板上固定着夹持连杆安装板5-1；所述一对夹持连杆5-4可转动地铰接在夹持连杆安装板上，每个夹持连杆的后端分别与短连杆5-3的一端铰接，短连杆的另一端则铰接在所述推板上；夹持连杆以及短连杆上的全部铰接轴之间均相互平行。
所述安装板上还固定着两个用于导向的滑动杆4-6，两个滑动杆分别可滑动地定位在臂架上的两个滑孔中；两个滑孔的轴线与凸轮杆轴线平行，使得安装板的滑动路径与凸轮杆轴线平行，并且安装板只有一个自由度（仅滑动而不发生转动）因而动作平稳。
Claims (5)
1.一种嫁接苗回栽装置，包括一基座(1)，其特征在于该装置还包括安装在基座上的曲柄摇杆机构、安装在曲柄摇杆机构连杆(2-2)上的同步带轮机构以及由同步带轮机构上的复合凸轮提供夹持动力的夹持机械手；所述夹持机械手的臂架(4-1)后端与所述连杆连为一体，而臂架前端通过一安装板(4-7）安装着一对用于夹持嫁接苗的夹持连杆(5-4)，臂架中定位着两个将复合凸轮(4-2)的推力转换为夹持连杆夹持力的凸轮杆(4-3,4-4)。
2.根据权利要求1所述的一种嫁接苗回栽装置，其特征在于：所述两个凸轮杆相互平行且可轴线滑动地定位在臂架中，两个凸轮杆的后端与分别与复合凸轮的两个周向工作面顶压啮合，两个凸轮杆的前端分别与推动夹持连杆的夹持推板(5-2)固定以及与安装板固定。
3.根据权利要求2所述的一种嫁接苗回栽装置，其特征在于：所述安装板上固定着夹持连杆安装板(5-1)，所述一对夹持连杆可转动地铰接在夹持连杆安装板上，每个夹持连杆的后端分别与短连杆(5-3)的一端铰接，短连杆的另一端则铰接在所述夹持推板上；夹持连杆以及短连杆上的全部铰接轴之间均相互平行。
4.根据权利要求3所述的一种嫁接苗回栽装置，其特征在于：所述安装板上还固定着两个用于导向的滑动杆（4-6），两个滑动杆分别可滑动地定位在所述臂架的两个轴线与凸轮杆轴线平行的滑孔中。
5.根据权利要求4所述的一种嫁接苗回栽装置，其特征在于：所述曲柄摇杆机构包括一一依序首尾铰接相连的基座、曲柄、连杆以及摇杆（2-3）。
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