CN107173073B - 蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，包括机架、以及安装到机架上的输送带组件、以及安装到输送带组件上方的龙门架，输送带组件方向为X向、水平面内与X向垂直的方向为Y、垂直于XY平面的竖直向为Z向；龙门架前方设有Z向定位夹持机构、Y向定位机构，龙门架上设有X向单株定位夹持机构，在X向单株定位夹持机构上方设有斜切组件，输送带组件将苗穴盘按要求进给输送到Z向定位夹持机构，Z向定位夹持机构将苗穴盘内一整行砧木苗沿Z向扶正，并由Y向定位机构将整排的砧木苗沿Y向定位，再由X向单株定位夹持机构将单株砧木苗一一夹持定位；由斜切组件将单株砧木苗同步斜切。

Description

蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体涉及一种蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置。

背景技术

蔬菜嫁接种植具有防止土传病害、提高抗逆性和增加产量等优点，当前大多数蔬菜采用嫁接种植方式。由于嫁接工序繁琐、嫁接苗易损伤，实现机械化和自动化嫁接较为困难，目前国内蔬菜嫁接主要靠人工完成，工作效率低、成本高。当前国内市场还没有成熟的蔬菜自动嫁接装备，国外产品和国内在研的蔬菜嫁接机主要针对单株蔬菜完成嫁接，结构比较复杂，工作效率不高。而蔬菜规模化种植多采用穴盘育苗后再进行移栽的方式，嫁接环节通常在穴盘成苗后、苗株移栽前进行，针对穴盘多株蔬菜同步嫁接的设备研究较少。蔬菜嫁接过程中，砧木和穗木的切削是最重要的环节之一，尤其对于多株同步嫁接设备来说，如何保证切削质量和一致性是提高嫁接成活率、实现成功嫁接的关键，而切削质量和一致性与切削的准确定位密不可分。

发明内容

针对现有技术中的多株植物误差累计等原因，存在多株同步定位困难、定位不准确的问题，导致砧木苗株切削质量差，而提出的用于多株同步自动嫁接机的砧木斜切装置，实现穴盘内一行蔬菜砧木嫁接苗多株同时准确夹持定位后自动化斜切，有效提高嫁接效率，从而提高嫁接苗的成活率。

本发明所采取的技术方案如下：

蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，包括机架、以及安装到机架上的输送带组件、以及安装到输送带组件上方的龙门架，输送带组件方向为X向、水平面内与X向垂直的方向为Y、垂直于XY平面的竖直向为Z向；龙门架前方设有Z向定位夹持机构、Y向定位机构，龙门架上设有X向单株定位夹持机构，在X向单株定位夹持机构上方设有斜切组件。

所述输送带组件将苗穴盘按要求进给输送到Z向定夹持机构，所述Z向定位夹持机构将苗穴盘内一整行砧木苗沿Z向扶正，并由Y向定位机构将整排的砧木苗沿Y向定位，再由X向单株定位夹持机构将单株砧木苗一一夹持定位；由斜切组件将单株砧木苗同步斜切。

进一步的：所述Z向定位夹持机构包括：固定板，安装座以及夹持杆；所述固定板固定到机架两侧，所述安装座固定到固定板上方，所述安装座上方对称倾斜设置有第一滑道；所述第一滑道上卡合有由第一气缸带动的第一滑块；所述夹持杆可滑动的穿在位于机架两侧相对应的第一滑块内，滑动过程中不与第一滑块脱离。

进一步的：所述Y向定位机构包括：导向板、第二气缸、导向杆，所述导向板设置在机架其中一侧固定板的外侧，所述导向板上设有与第一滑道平行的第二滑道，第二滑道上卡有第二滑块，所述第二滑块与夹持杆固定连接；所述第二气缸位于机架下方，其活塞杆穿过固定板与导向板连接；所述导向杆可滑动的穿过与导向板同侧的固定板与导向板连接。

进一步的：所述X向单株定位夹持机构包括：夹持爪和联动组件，所述夹持爪包括左夹持爪和右夹持爪；所述联动组件包括安装板，所述安装板下方设有双滑道，每一滑道内设有一根滑杆，在第一滑杆末端设有第三气缸推动滑杆沿滑道滑动；所述左夹持爪固定到其中一根滑杆上，所述右夹持爪固定到另一根滑杆上，左、右夹持爪交替成对设置。

进一步的：所述左、右夹持爪结构相同，左夹持爪或右夹持爪包括爪柄以及夹持垫；所述爪柄前端具有导向面，在导向端后部具有内凹的钳面，所述钳面设有轴孔；

所述夹持垫为与钳面凹面相同的垫体，所述夹持垫的内凹面为正面，在其背面设有导向轴，所述导向轴可活动的穿在钳面的轴孔内，其末端连接螺母，所述螺母直径大于轴孔直径，所述螺母与爪柄之间设有复位弹簧。

进一步的：所述夹持垫为软橡胶材料加工而成。

进一步的：所述钳面与夹持垫之间具有缓冲装置，所述缓冲装置包括对称设在轴孔两侧的盲孔；在盲孔内固定有弹簧，滑动销后端插入盲孔内与弹簧连接，前端与夹持垫相触。

进一步的：所述斜切组件包括：运动机构，所述运动机构主要由横向气缸、纵向气缸组成；

以及刀具组件，所述刀具组件包括刀具安装座，所述刀具安装座上固定有刀柄，所述刀柄与竖直面之间具有倾斜角；所述刀柄下端安装有刀片，所述刀具组件与运动机构连接。

进一步的：所述刀柄与竖直面的倾斜角为30°～45°。

进一步的：所述运动机构的横向气缸固定到龙门架横梁上，在横向气缸两侧对称设有第三滑道，所述第三滑道内设有第三滑杆，在第三滑杆前端连接有横杆，所述横向气缸的活塞杆与机架平行固定到横杆中间，所述横杆的两端对称设有纵向气缸，纵向气缸活塞杆竖直向下与安装底座固定连接。

有益效果：

本发明可实现在穴盘内完成砧木苗切削，节省了切削前将砧木苗从穴盘中取出、切削后再栽植到穴盘的两个作业环节。

采用Z、Y、X三向夹持定位相结合，提高夹持定位准确率，提高同步斜切率；切削装置采用30-45°之间的斜切，根据砧木苗的不同调节，保证切削面积更大，嫁接成活率高。本发明自动化程度高、操作精确、可靠性强，质量稳定。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是Z向定位夹持机构、Y向定位机构结合示意图；

图3是Z向定位夹持机构示意图；

图4是图3的左视结构示意图；

图5是Y向定位机构结构示意图；

图6是X向单株定位夹持机构俯视结构示意图；

图7是图6中夹持爪的连接方式结构示意图；

图8是图6夹持爪结构剖视结构示意

图9是夹持垫结构示意图；

图10是斜切组件结构示意图；

以上各图中：机架100、输送带组件200、龙门架300，光电感应传感器800；

Z向定位夹持机构400、固定板401，安装座402，夹持杆403；第一滑道404；第一气缸405、第一滑块406；

Y向定位机构500，导向板501、第二气缸502、导向杆503，第二滑道504，第二滑块505；

X向单株定位夹持机构600，夹持爪610、爪柄611、夹持垫612；钳面613，轴孔614；导向轴615，螺母616、盲孔617；弹簧618，滑动销619；

联动组件620，安装板621，滑道622，滑杆623，第三气缸624；

斜切组件700，刀具组件710、刀具安装座711，刀柄712，刀片713；

运动机构720、横向气缸721、第三滑道722，第三滑杆723，横杆724，纵向气缸725。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，包括机架100、以及安装到机架上的输送带组件200、以及安装到输送带组件上方的龙门架300，输送带组件方向为X向、水平面内与X向垂直的方向为Y、垂直于XY平面的竖直向为Z向；龙门架前方设有Z向定位夹持机构400、Y向定位机构500，龙门架300上设有X向单株定位夹持机构600，在X向单株定位夹持机构600上方设有斜切组件700，输送带组件200将苗穴盘按要求进给输送到Z向定夹持机构400，Z向定位夹持机构400将苗穴盘内一整行砧木苗沿Z向扶正，并由Y向定位机构500将整排的砧木苗沿Y向定位，再由X向单株定位夹持机构600将单株砧木苗一一夹持定位；由斜切组件700将单株砧木苗同步斜切。

如图2、图3、图4所示，Z向定位夹持机构包括：固定板401，安装座402以及夹持杆403；所述固定板401固定到机架100两侧，所述安装座402固定到固定板401上方，安装座402上方对称倾斜设置有第一滑道404；第一滑道404上卡合有由第一气缸405带动的第一滑块406；夹持杆403可滑动的穿在位于机架两侧相对应的第一滑块406内，滑动过程中不与第一滑块406脱离。

如图3所示，固定板401为T形，在T形固定板上方设有安装座402，安装座402中间向上凸起，形成倾斜对称的第一滑道404，推动第一滑道的第一气缸405活塞杆与滑道平行的推动第一滑块406沿着第一滑道404运动。

Z向定位夹持机构主要针对砧木苗在生长过程中，不一定保持竖直向上，会发生倾斜、秧苗行间交叉的现象，在穴盘运输时，前后排的砧木苗无法准确分开，造成斜切不准。

Z向定位夹持机构的工作过程如下：

砧木苗纵向夹持定位组件在夹持定位过程中，两根夹持杆403同步相对运动，紧贴穴盘上表面沿每行砧木行间插入，由第一气缸405推动第一滑块406带动夹持杆403沿着第一滑道404相对的运动，由于滑道是向上倾斜的，因此夹持杆403在上升过程中，两夹持杆403之间的间隙逐渐变小，实现对一整行的砧木苗夹紧，使其竖直向上，既避免了漏夹同时也保证了砧木苗在Z向上的竖直，定位夹持准确可靠。

如图2、图5所示，Y向定位机构包括：导向板501、第二气缸502、导向杆503，导向板501设置在机架其中一侧固定板401的外侧，导向板501上设有与第一滑道404平行的第二滑道504，第二滑道504上卡有第二滑块505，第二滑块505与夹持杆403固定连接；第二气缸502位于机架100下方，其活塞杆穿过固定板401与导向板501连接；导向杆503可滑动的穿过与导向板同侧的固定板401与导向板501连接。

在导向板501上方设有与第一滑道404平行的第二滑道504，其作用是保证不影响Z向定位夹持机构的工作，在第一气缸405推动第一滑块406沿着第一滑道404运动时，与夹持杆403固定的第二滑块505在第二滑道504上联动，而且在第二气缸502推动导向板501移动的时候，导向板501移动，同时导向板501由于与导向杆503固定连接，而导向杆穿固定板上，这样第二气缸502对于Y向具有二次定位的作用，Y向定位机构将砧木苗第二次校正，进一步确保切削砧木苗位置的准确性。

在Y向定位机构二次校正时，并不会影响Z向定位夹持机构的夹持与定位，两机构彼此之间相互无影响，可以联动或是彼此各自独立运动。

如图6、图7、图8、图9所示，X向单株定位夹持机构600包括：夹持爪610和联动组件，夹持爪610包括左夹持爪和右夹持爪；联动组件包括安装板621，安装板下方设有双滑道，每一滑道内设有一根滑杆623，在第一滑杆末端设有第三气缸624推动滑杆沿滑道滑动；左夹持爪固定到其中一根滑杆623上，右夹持爪固定到另一根滑杆623上，左、右夹持爪交替成对设置。

为了进一步提高砧木苗位置定位的准确性，增加了X向单株定位夹持机构600，对每行砧木苗中单株的砧木苗进行夹持扶正，作为第三次的位置校正，实现了一行多株秧苗同步定位切削，提高了嫁接效率。

夹持爪的数量通常由穴盘苗盘列数来确定的，根据实际的需要或增或减，在本实施例中采用的是6对夹持爪。而本发明的夹持爪夹取结构只是众多中的一个优选实施例，可以根据实际工况或是其他需要进行结构的修改，在此不做限定。夹持爪的具体结构通常可以根据实际的需要而进行设定，在此不做限定。

如图7、图8所示，在本实施例中，增加了保证在夹持过程中，不损伤秧苗的结构，进一步保证切削砧木苗的成品率。

在本夹持爪的具体结构实施例中：左、右夹持爪结构相同，左夹持爪或右夹持爪包括爪柄611以及夹持垫612；爪柄611前端具有导向面，导向面为喇叭口形，便于砧木苗进入。

在导向端后部具有内凹的钳面613，钳面设有轴孔614；夹持垫612为与钳面凹面相同的垫体，夹持垫为软橡胶材料加工而成。夹持垫的内凹面为正面，在其背面设有导向轴615，导向轴可活动的穿在钳面的轴孔内，其末端连接螺母616，螺母直径大于轴孔直径，螺母与爪柄之间设有复位弹簧618。

夹持爪610具有内凹的钳面，左右两侧的夹持爪相对形成圆形，将砧木苗固定在其中，凹面的大小根实际砧木苗的直径进行调节设定。

为了保证柔性接触，降低对砧木苗的损伤，本发明增加了软橡胶材质的夹持垫612，所述夹持垫与凹面相同形状，在接触砧木苗时，可以有效的降低硬接触带来的损伤。既能保证每行单株砧木苗精确夹紧定位，又能确保不损伤秧苗。

如图7所示，所述钳面613与夹持垫612之间具有缓冲装置，所述缓冲装置包括对称设在轴孔两侧的盲孔617；在盲孔内固定有弹簧618，滑动销619后端插入盲孔内与弹簧618连接，前端与夹持垫612相触。

在本实施例中，增加了缓冲装置，缓冲装置可以代替上述实施例中的复位弹簧使用，进一步提高柔性的接触效果，在保证接触面是软面，在夹持的过程中也同样是软接触，避免了苗木的进一步损伤。

如图10所示，斜切组件包括：运动机构，运动机构主要由横向气缸721、纵向气缸组成；

以及刀具组件，刀具组件包括刀具安装座711，刀具安装座711上固定有刀柄712，刀柄712与竖直面之间具有倾斜角；刀柄下端安装有刀片713，刀具组件与运动机构连接。

根据嫁接成活率，统计来说，斜切面的角度在45°左右时，嫁接成活率最佳，因此将刀柄712与竖直面的倾斜角为30°～45°。刀片713相应也会与竖直面倾斜30°～45°，砧木苗的斜切面将达到最佳合理化。

如图10所示，运动机构的横向气缸721固定到龙门架300横梁上，在横向气缸721两侧对称设有第三滑道722，所述第三滑道722内设有第三滑杆723，在第三滑杆723前端连接有横杆724，所述横向气缸的活塞杆与机架平行固定到横杆中间，所述横杆的两端对称设有纵向气缸725，纵向气缸活塞杆竖直向下与安装底座固定连接。

除了对砧木苗的定位夹持以外，本发明中还采用横向、纵向两气缸增加了斜切组件的切点定位，可根据农艺要求方便调整砧木切削高度以及切削斜面的角度，运动机构与以上的X、Y、Z向的定位机构配合，保证斜切的效果最佳。

在本发明中，输送组件的两侧设有光电感应控制装置，进一步增加输送、夹持定位、斜切的准确性，提高斜切效率，增加嫁接率。

本发明中使用的各个气缸的类型不做限定，根据实际工况进行常规选择即可；其中输送组件、光电感应传感器、气缸等部件的运动，通过PLC实现，也可用其他同类产品代替，在此不做限定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，包括机架、以及安装到机架上的输送带组件、以及安装到输送带组件上方的龙门架，输送带组件方向为X向、水平面内与X向垂直的方向为Y、垂直于XY平面的竖直向为Z向；其特征在于：龙门架前方设有Z向定位夹持机构、Y向定位机构，龙门架上设有X向单株定位夹持机构，在X向单株定位夹持机构上方设有斜切组件；

所述输送带组件将苗穴盘按要求进给输送到Z向定夹持机构，所述Z向定位夹持机构将苗穴盘内一整行砧木苗沿Z向扶正，并由Y向定位机构将整排的砧木苗沿Y向定位，再由X向单株定位夹持机构将单株砧木苗一一夹持定位；由斜切组件将单株砧木苗同步斜切；

所述Z向定位夹持机构包括：固定板，安装座以及夹持杆；所述固定板固定到机架两侧，所述安装座固定到固定板上方，所述安装座上方对称倾斜设置有第一滑道；所述第一滑道上卡合有由第一气缸带动的第一滑块；所述夹持杆可滑动的穿在位于机架两侧相对应的第一滑块内，滑动过程中不与第一滑块脱离；

所述Y向定位机构包括：导向板、第二气缸、导向杆，所述导向板设置在机架其中一侧固定板的外侧，所述导向板上设有与第一滑道平行的第二滑道，第二滑道上卡有第二滑块，所述第二滑块与夹持杆固定连接；所述第二气缸位于机架下方，其活塞杆穿过固定板与导向板连接；所述导向杆可滑动的穿过与导向板同侧的固定板与导向板连接；

所述X向单株定位夹持机构包括：夹持爪和联动组件，所述夹持爪包括左夹持爪和右夹持爪；所述联动组件包括安装板，所述安装板下方设有双滑道，每一滑道内设有一根滑杆，在第一滑杆末端设有第三气缸推动滑杆沿滑道滑动；所述左夹持爪固定到其中一根滑杆上，所述右夹持爪固定到另一根滑杆上，左、右夹持爪交替成对设置；

所述左、右夹持爪结构相同，左夹持爪或右夹持爪包括爪柄以及夹持垫；所述爪柄前端具有导向面，在导向端后部具有内凹的钳面，所述钳面设有轴孔；

所述钳面与夹持垫之间具有缓冲装置，所述缓冲装置包括对称设在轴孔两侧的盲孔；在盲孔内固定有弹簧，滑动销后端插入盲孔内与弹簧连接，前端与夹持垫相触；

所述斜切组件包括：运动机构，所述运动机构主要由横向气缸、纵向气缸组成；以及刀具组件，所述刀具组件包括刀具安装座，所述刀具安装座上固定有刀柄，所述刀柄与竖直面之间具有倾斜角；所述刀柄下端安装有刀片，所述刀具组件与运动机构连接；

所述刀柄与竖直面的倾斜角为30°～45°；

所述运动机构的横向气缸固定到龙门架横梁上，在横向气缸两侧对称设有第三滑道，所述第三滑道内设有第三滑杆，在第三滑杆前端连接有横杆，所述横向气缸的活塞杆与机架平行固定到横杆中间，所述横杆的两端对称设有纵向气缸，纵向气缸活塞杆竖直向下与安装底座固定连接。

2.根据权利要求1所述蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，其特征在于：所述夹持垫为与钳面凹面相同的垫体，所述夹持垫的内凹面为正面，在其背面设有导向轴，所述导向轴可活动的穿在钳面的轴孔内，其末端连接螺母，所述螺母直径大于轴孔直径，所述螺母与爪柄之间设有复位弹簧。

3.根据权利要求2所述蔬菜自动嫁接用多株砧木同步斜切装置，其特征在于：所述夹持垫为软橡胶材料加工而成。

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