CN103202180A - 一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置。目的是提供的装置能自动对穴盘里的整排的嫁接苗进行定位、断根、夹取、子叶调向操作，将无序的子叶方向自动调整到适于嫁接的方向，并将嫁接苗提供给砧木台或穗木台，为后续的全自动的嫁接作业提供更高效率。技术方案是：所述上苗装置包括安装在机架上的夹持机构、切刀机构、约束挡板以及子叶导向机构；所述夹持机构，包括用于夹持嫁接苗的一对固定手指以及一对活动手指，所述滑移平台包括两个丝杆螺母机构，所述子叶导向机构，包括竖直固定在龙门架上的固定板，所述约束挡板，水平固定在机架的苗盘通道上侧，所述切苗机构包括一水平布置并由外部执行器驱动的切刀。

Description

一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置

技术领域

本发明涉及果蔬嫁接技术领域，具体是果蔬嫁接机的子叶方向可调式上苗装置。

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。蔬果的嫁接苗非常纤细，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，将两棵嫁接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，已逐渐由半自动化嫁接向全自动化方向发展。其中，如何实现穴盘中嫁接苗的自动嫁接、上苗以及对其子叶方向进行准确调整，是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。以及如何将嫁接效率与成功率进一步提高有待深入研究。

发明内容

本发明目的是要提供一种适用于果蔬嫁接机的子叶可调式的上苗装置，能自动对穴盘里的整排的嫁接苗进行定位、断根、夹取、子叶调向操作，将无序的子叶方向自动调整到适于嫁接的方向，并将嫁接苗提供给砧木台或穗木台，为后续的全自动的嫁接作业提供更高效率。

本发明采用的技术方案是：

一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述上苗装置包括安装在机架上的夹持机构、切刀机构、约束挡板以及子叶导向机构；

所述夹持机构，包括用于夹持嫁接苗的一对固定手指以及一对活动手指，该固定手指以及活动手指在一气爪的驱动下进行水平方向的开闭动作，所述活动手指另在一气缸的驱动下进行竖直方向的升降动作，所述气缸和气爪均通过安装架安装在一滑移平台上；

所述滑移平台包括两个丝杆螺母机构，其中第一丝杆螺母机构的第一丝杆沿水平方向布置，并与固定手指以及活动手指同向伸展；第二丝杆螺母机构的第二丝杆竖直固定在第一丝杆螺母机构的第一螺母上，第二丝杆螺母机构的第二螺母上固定着前述安装架以安装所述气缸和气爪；

所述子叶导向机构，包括竖直固定在龙门架上的固定板，该固定板朝向夹持机构的一侧安装有一组子叶导向器；

所述约束挡板，水平固定在机架的苗盘通道上侧，与苗盘的运动方向垂直布置，约束挡板上制有一组朝着嫁接苗布置的定位口；

所述切苗机构包括一水平布置并由外部执行器驱动的切刀，该切刀安装在所述约束挡板顶面的安装槽内，切刀上制有一组朝着嫁接苗伸出的切割齿，所述切割齿与定位口配合将嫁接苗切断。

所述子叶导向器包括一个沿竖直方向呈S形伸展的导向挡板以及两个子叶调节挡板，所述两个子叶调节挡板呈V形对称布置在导向挡板上方。

所述气缸竖直朝下固定在安装架上，气缸活塞杆的底端固定有一竖直控制滑块，该竖直控制滑块开设有一条贯通其左右并延伸至底部开槽，形成倒置的U形结构，所述开槽前后两侧的竖直侧板的下部分别开设有一条沿其左右方向水平伸展的滑槽。

所述竖直控制滑块的开槽内对称插入有两个水平控制滑块，两个水平控制滑块的外端分别与所述气爪左右两端的两个夹块连接以受其驱动，每个水平控制滑块的插入端分别开设有沿竖直方向伸展的调节滑槽，该调节滑槽内安装有一水平布置的滑杆，所述滑杆的前后两端分别安装在所述竖直控制滑块前后两侧的滑槽内。

所述一对固定手指平行布置并与苗盘运动方向垂直，分别固定在两个水平控制滑块上，位于水平控制滑块底端的前侧且靠近两个水平控制滑块对称中心线的位置，两个固定手指开设有一组相向而对的弧形口，闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。

所述一对活动手指固定在所述滑杆的前端并与苗盘运动方向垂直，两个活动手指分别与两个固定手指上下对应；两个活动手指开设有一组相向而对的弧形口，闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。

所述夹持孔的孔径大于嫁接苗的苗径。

本发明的工作原理是：工作时，穴盘移动到相应位置，嫁接苗在约束挡板的作用下，移动到约束挡板的定位口内；夹持机构在滑移平台的带动下，从与穴盘移动方向垂直的方向进入，运动到对应位置后气爪闭合，带动两个水平控制滑块相向运动，一对固定手指和一对滑动手指分别闭合，从而夹取嫁接苗；

夹取嫁接苗后气缸收缩，竖直控制滑块上移，带动滑杆沿着水平控制滑块的调节滑槽上升，从而活动手指朝上抬升一定距离；之后通过外部执行器，使切刀工作，对嫁接苗进行断根，由于固定手指和滑动手指上的夹持孔半径大于苗径，嫁接苗可以在保持竖直的条件下转动，夹持装置在滑移平台的第二丝杆螺母机构带动下上升，嫁接苗通过子叶导向器自动调整方向。

本发明的有益效果是：本发明可以自动地将需要嫁接的苗进行定位、夹取、切断处理，并可以同时对多株苗进行操作，可以大大提高果蔬嫁接机的自动化水平；本装置可以实现多株瓜科苗的同时自动上苗，对苗盘里无序的嫁接苗子叶方向进行自动定向调整，不仅结构简单而且效果明显，为高效全自动嫁接机的设计奠定了基础。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中滑移平台的立体结构示意图。

图3-图7是本发明的工作状态示意图（省略滑移平台）。

图8是本发明中夹持机构的立体结构示意图之一（打开状态）。

图9是本发明中夹持机构的立体结构示意图之二（合拢状态）。

图10是本发明中夹持机构的立体结构示意图之三（提升状态）。

图11是本发明中夹持机构的立体结构示意图之四（提升状态）。

图12是本发明中竖直控制滑块的立体结构示意图。

图13是本发明中两个水平控制滑块的立体结构示意图。

图14是图13中右侧水平控制滑块的立体结构示意图之一。

图15是图13中右侧水平控制滑块的立体结构示意图之二。

图16是图13中滑杆的立体结构示意图之一。

图17是图13中滑杆的立体结构示意图之二。

图18是本发明中安装架的立体结构示意图。

图19是本发明中子叶导向机构与机架的安装结构示意图之一。

图20是本发明中子叶导向机构与机架的安装结构示意图之二。

图21是图19、图20中子叶导向机构的立体结构示意图。

图22是本发明中约束挡板的立体结构示意图。

图23是本发明中切刀的立体结构示意图。

图24是本发明中固定手指的立体结构示意图。

图25是本发明中活动手指的立体结构示意图。

图26-图29是幼苗在状态一下的导向原理示意图。

图30-图34是幼苗在状态二下的导向原理示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1、图3-图7所示，本发明所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，包括安装在机架12上的夹持机构、切刀机构、约束挡板11以及子叶导向机构。

如图8-图11所示，所述夹持机构，包括用于夹持嫁接苗的一对固定手指9以及一对活动手指8，该固定手指以及活动手指在一气爪3的驱动下进行水平方向的开闭动作（气爪横向布置），所述活动手指另在一气缸5的驱动下进行竖直方向的升降动作，所述气缸和气爪均通过安装架2安装在一滑移平台上。

所述气缸竖直朝下固定在安装架上，气缸活塞杆的底端固定有一竖直控制滑块15，该竖直控制滑块开设有一条贯通其左右并延伸至底部开槽15-2，形成倒置的U形结构（如图12所示），所述开槽前后两侧的竖直侧板的下部分别开设有一条沿其左右方向水平伸展的滑槽15-1。

所述竖直控制滑块的开槽内对称插入有两个水平控制滑块7，两个水平控制滑块的外端分别与所述气爪左右两端的两个夹块6连接以受其驱动，每个水平控制滑块的插入端分别开设有沿竖直方向伸展的调节滑槽7-1，该调节滑槽内安装有一水平布置的滑杆16，所述滑杆的前后两端分别安装在所述竖直控制滑块前后两侧的滑槽内，为方便安装，可以将滑杆分成滑杆主体16-1和滑杆尾端16-2两部分，并用螺栓连接成一体。

所述一对固定手指平行布置并与苗盘14运动方向垂直，分别固定在两个水平控制滑块上，位于水平控制滑块底端的前侧且靠近两个水平控制滑块对称中心线的位置，两个固定手指开设有一组相向而对的弧形口8A，闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。

所述一对活动手指固定在所述滑杆的前端并与苗盘运动方向垂直，两个活动手指分别与两个固定手指上下对应；两个活动手指开设有一组相向而对的弧形口，闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。显然所述夹持孔的孔径大于嫁接苗的苗径以利于嫁接苗转向。

如图2所示，所述滑移平台包括两个丝杆螺母机构，其中第一丝杆螺母机构的第一丝杆1-1沿水平方向布置，并与固定手指以及活动手指同向伸展（沿着与苗盘运动方向垂直的方向伸展）；第二丝杆螺母机构的第二丝杆1-2竖直固定在第一丝杆螺母机构的第一螺母1-4上（第一丝杆和第二丝杆正交布置），第二丝杆螺母机构的第二螺母1-5上固定着前述安装架以安装所述气缸和气爪；显然，每个丝杆螺母机构均配置有导向轴1-3,；图中，第一丝杆和第二丝杆的驱动电机均予以省略不画。

如图19-图21所示，所述子叶导向机构，包括竖直固定在龙门架13上的固定板4-2（通过支撑杆4-1固定），该固定板朝向夹持机构的一侧安装有一组子叶导向器4；图中有5个子叶导向器，每个分别独立对一株苗进行导向。

所述子叶导向器包括一个沿竖直方向呈S形伸展的导向挡板4-4以及两个子叶调节挡板4-3，所述两个子叶调节挡板呈V形对称布置在导向挡板上方。该导向器为被动式的导向器，在夹持机构带动嫁接苗上升的过程中，嫁接苗的子叶受到导向挡板的阻力，会在上升过程中进行旋转，最终在两个子叶调节挡板处完成导向，图26-29所示的状态与图30-图34所示的状态，其导向原理是相同的，都是被动式导向，区别在于嫁接苗的转动方向相反。

如图22所示，所述约束挡板11的作用是引导嫁接苗进入预定的位置，该嫁接苗水平固定在机架的苗盘通道12-1上侧，与苗盘的运动方向垂直布置，约束挡板上制有一组朝着嫁接苗布置的定位口11-1。

如图23所示，所述切苗机构包括一水平布置并由外部执行器驱动的切刀10（外部驱动器省略不画），该切刀安装在所述约束挡板顶面的安装槽内（由两个导向块11-2进行导向），切刀上制有一组朝着嫁接苗伸出的切割齿10-1，所述切割齿与定位口配合将嫁接苗切断。

所述气缸推荐采用标准双作用气缸，所述气爪可以采用平行开关式宽形气爪，均可外购获得。

Claims (7)

1.一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述上苗装置包括安装在机架（12）上的夹持机构、切刀机构、约束挡板（11）以及子叶导向机构；

所述夹持机构，包括用于夹持嫁接苗的一对固定手指（9）以及一对活动手指（8），该固定手指以及活动手指在一气爪（3）的驱动下进行水平方向的开闭动作，所述活动手指另在一气缸（5）的驱动下进行竖直方向的升降动作，所述气缸和气爪均通过安装架（2）安装在一滑移平台上；

所述滑移平台包括两个丝杆螺母机构，其中第一丝杆螺母机构的第一丝杆（1-1）沿水平方向布置，并与固定手指以及活动手指同向伸展；第二丝杆螺母机构的第二丝杆（1-2）竖直固定在第一丝杆螺母机构的第一螺母（1-4）上，第二丝杆螺母机构的第二螺母（1-5）上固定着前述安装架以安装所述气缸和气爪；

所述子叶导向机构，包括竖直固定在龙门架（13）上的固定板（4-2），该固定板朝向夹持机构的一侧安装有一组子叶导向器（4）；

所述约束挡板，水平固定在机架的苗盘通道（12-1）上侧，与苗盘的运动方向垂直布置，约束挡板上制有一组朝着嫁接苗布置的定位口（11-1）；

所述切苗机构包括一水平布置并由外部执行器驱动的切刀（10），该切刀安装在所述约束挡板顶面的安装槽内，切刀上制有一组朝着嫁接苗伸出的切割齿（10-1），所述切割齿与定位口配合将嫁接苗切断。

2.根据权利要求1所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述子叶导向器包括一个沿竖直方向呈S形伸展的导向挡板（4-4）以及两个子叶调节挡板（4-3），所述两个子叶调节挡板呈V形对称布置在导向挡板上方。

3.根据权利要求1或2所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述气缸竖直朝下固定在安装架上，气缸活塞杆的底端固定有一竖直控制滑块（15），该竖直控制滑块开设有一条贯通其左右并延伸至底部开槽（15-2），形成倒置的U形结构，所述开槽前后两侧的竖直侧板的下部分别开设有一条沿其左右方向水平伸展的滑槽（15-1）。

4.根据权利要求3所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述竖直控制滑块的开槽内对称插入有两个水平控制滑块（7），两个水平控制滑块的外端分别与所述气爪左右两端的两个夹块（6）连接以受其驱动，每个水平控制滑块的插入端分别开设有沿竖直方向伸展的调节滑槽（7-1），该调节滑槽内安装有一水平布置的滑杆（16），所述滑杆的前后两端分别安装在所述竖直控制滑块前后两侧的滑槽（15-1）内。

5.根据权利要求4所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述一对固定手指平行布置并与苗盘运动方向垂直，分别固定在两个水平控制滑块上，位于水平控制滑块底端的前侧且靠近两个水平控制滑块对称中心线的位置，两个固定手指开设有一组相向而对的弧形口（8A），闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。

6.根据权利要求5所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述一对活动手指固定在所述滑杆的前端并与苗盘运动方向垂直，两个活动手指分别与两个固定手指上下对应；两个活动手指开设有一组相向而对的弧形口（8A），闭合后形成一个圆柱状的夹持孔。

7.根据权利要求6所述的一种嫁接苗子叶方向可调的上苗装置，其特征在于：所述夹持孔的孔径大于嫁接苗的苗径。

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