CN107667695B - 一种自动嫁接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业机械技术领域，涉及一种自动嫁接装置，包括砧木夹持搬送机械手、穗木夹持搬送机械手、切苗装置、自动供夹装置、机架和嫁接夹自动排列输送装置；切苗装置和自动供夹装置相对应地分别布置在机架的前部和中部；砧木夹持搬送机械手和穗木夹持搬送机械手相对应地分别布置在机架的左侧和右侧中的一侧以及左侧和右侧中的另一侧且位于机架的前部与中部之间；嫁接夹自动排列输送装置布置在机架的后部，将嫁接夹有序地输送至自动供夹装置。本发明结构简单，嫁接速度快、精度高，供苗简捷可靠、减少幼苗夹持损伤，对砧木和穗木幼苗既能实现供苗定位、又能实现切苗支点、又能实现嫁接拨苗入夹，嫁接夹输送、夹持可靠。

Description

一种自动嫁接装置

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种自动嫁接装置，适用于培育优良种苗。

背景技术

国内现有的嫁接蔬菜幼苗的嫁接装置以及日本、韩国的同类自动嫁接装置都需要砧木供苗台和穗木供苗台，即需要人工先将幼苗放到供苗台上，然后嫁接机的搬送机械手从供苗台上将幼苗夹持取出，再进行下一步切苗嫁接作业。机器结构比较复杂、作业工序多，不但致使机器作业效率难以提高，也使机器的安装调试较为繁杂。

另外，目前手工嫁接作业中广泛使用一种无弹簧塑料嫁接夹，嫁接固定效果好、成本低。但是，该种嫁接夹与现有已经实现了机器自动供夹的弹簧式嫁接夹相比，夹子尾部短、夹口浅、开口小，存在嫁接苗不易入夹的问题。如若能解决上述问题，实现该类型夹子的自动供给、结合固定，将对降低生产成本、促进我国蔬菜、瓜果嫁接的自动化具有重要意义。

发明内容

为进一步提高机器的工作效率、简化机器结构、并提高嫁接质量，本发明提供一种使用成本低廉、可靠耐用的自动嫁接装置，采用无簧嫁接夹，取消砧木和穗木供苗台，采用直接供苗方式，使机器结构更为简单、嫁接作业更为高效；减少了供苗台机械爪对砧木和穗木的夹持挤压造成的幼苗夹持、搬送损伤；砧木和穗木供苗位置更精确，提高了嫁接质量。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种自动嫁接装置，包括砧木夹持搬送机械手1、穗木夹持搬送机械手2、切苗装置3、自动供夹装置4、机架5和嫁接夹自动排列输送装置6；

所述嫁接夹自动排列输送装置6将方向无序的嫁接夹7有序排列成方向一致的姿态并将其输送至所述自动供夹装置4；

所述砧木夹持搬送机械手1包括一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体；所述穗木夹持搬送机械手2包括一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体；

所述砧木夹持搬送机械手1进一步包括砧木驱动电机11、砧木电机转动位置传感器14、砧木电机转动磁铁15和砧木电机转轴连接板16；

所述砧木驱动电机11与砧木电机转轴连接板16的下端固接；

所述一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体分别固接在砧木电机转轴连接板16的左端面和右端面上；

所述砧木电机转动位置传感器14布置在机架5的侧部之上；所述砧木电机转动磁铁15固接在砧木电机转轴连接板16的下端；当砧木电机转动磁铁15位于砧木电机转动位置传感器14的正上方时，砧木夹持搬送机械手1与机架5的侧部垂直；

所述砧木夹持机械手单体包括砧木搬送气缸17、沿水平方向开合夹持的砧木夹持气爪19、沿竖直方向开合的砧木定位拨叶气爪112、砧木定位拨叶板113、砧木供苗传感器114和砧木挡苗板115；

所述砧木挡苗板115的前端中部设置有砧木挡苗豁口1151；

所述砧木定位拨叶气爪112固接在砧木夹持气爪19的上部，砧木定位拨叶板113固接在砧木定位拨叶气爪112的上机械爪上；

所述砧木供苗传感器114设置在砧木定位拨叶气爪112上；

所述砧木定位拨叶板113的前端中部设置有砧木定位浅槽1131；

所述穗木夹持搬送机械手2进一步包括穗木驱动电机21、穗木驱动电机支撑立柱22、穗木驱动电机支撑板23、穗木电机转动位置传感器24、穗木电机转动磁铁25和穗木电机转轴连接板26；

所述穗木驱动电机21与穗木电机转轴连接板26的下端固接；

所述一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体分别固接在穗木电机转轴连接板26的左端面和右端面上；

所述穗木电机转动位置传感器24布置在机架5的侧部之上；所述穗木电机转动磁铁25固接在穗木电机转轴连接板26的下端；当穗木电机转动磁铁25位于穗木电机转动位置传感器24的正上方时，穗木夹持搬送机械手2与机架5的侧部垂直；

所述穗木夹持机械手单体包括穗木搬送气缸27、穗木供苗定位板211和穗木供苗传感器219；

所述穗木供苗定位板211的前端中部设置有穗木定位豁口2111；

所述穗木供苗传感器219设置在穗木搬送气缸27上。

所述嫁接夹7由具有弹性的塑料制成，其包括一个夹苗口和两个用于扩张夹苗口的翼尾；夹苗口依靠塑料的回弹力复位。

所述砧木供苗传感器114和穗木供苗传感器219为猫须接触式传感器。

所述切苗装置3包括刀梁310，所述切苗装置3进一步包括推苗组件；所述推苗组件设置在刀梁310的中部，与自动供夹装置4的出夹口相对应；所述推苗组件包括推苗气缸连接板311、推苗气缸312和推苗板313；推苗气缸312通过推苗气缸连接板311固接在刀梁310的中部，推苗气缸312的伸缩臂上固接有与自动供夹装置4的出夹口相对应的推苗板313。

所述自动供夹装置4包括：送夹台立柱41、送夹台43、送夹气缸45、送夹气缸固定件47、落夹板49、挡片410、嫁接夹夹持气缸411、嫁接夹止推片414和嫁接夹托板415；

所述送夹台立柱41固接在机架5的中部；

所述送夹台43通过高度可调的送夹台支撑件42水平地固接在送夹台立柱41上；

所述送夹气缸固定件47为“Z”字形结构，包括上水平部、下水平部以及分别与上水平部和下水平部垂直的竖直部；

所述送夹气缸45固接在送夹气缸固定件47的上水平部的下表面；所述送夹气缸固定件47的下水平部，沿送夹气缸45伸缩方向，位置可调地固接于送夹台43的后部；送夹气缸45的伸缩臂通过送夹气缸头部连接件46连接于嫁接夹夹持气缸411，嫁接夹夹持气缸411通过其下表面设置的滑动部件417与送夹台43上表面设置的滑轨44相配合，与送夹台43构成滑动连接；

送夹气缸45在收缩状态时，嫁接夹夹持气缸411的左夹持爪412和右夹持爪413位于嫁接夹自动排列输送装置6的落夹通道61下方；

所述落夹板49的后端通过连接板48固接在送夹气缸固定件47的上水平部的上表面，落夹板49的前端位于送夹气缸45收缩状态时嫁接夹夹持气缸411的左夹持爪412和右夹持爪413的下方；落夹板49前端的上表面上设置有一对左右对称的挡片410，两个挡片410呈前窄后宽的八字形分布；左夹持爪412和右夹持爪413上分别设置有与前进纵轴方向呈一定角度的嫁接夹止推片414；嫁接夹止推片414和挡片410共同构成容纳嫁接夹7的落夹空间，在夹持嫁接夹7的过程中，左夹持爪412和右夹持爪413限制嫁接夹7的左右位移；

左夹持爪412和右夹持爪413上分别开有用于容纳对侧嫁接夹止推片414的豁口槽，且左夹持爪412和右夹持爪413上的嫁接夹止推片414在竖直方向上呈上下分布；

左夹持爪412和右夹持爪413的上表面设置有嫁接夹托板415。

所述左夹持爪412和右夹持爪413的上表面与夹持面之间有一段倾斜过渡面；所述左夹持爪412和右夹持爪413的上表面的高度等于或大于落在落夹板49上的嫁接夹7的高度；嫁接夹托板415的前部的上边缘具有呈一定角度的斜面。

所述送夹气缸头部连接件46为“L”形结构，包括相互垂直的水平部和竖直部，送夹气缸头部连接件46的水平部与送夹气缸45的伸缩臂固接，送夹气缸头部连接件46的竖直部沿竖直方向开有一对开口向下的螺栓槽孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)结构简单

与现有同类机型相比，由于取消了砧木和穗木的供苗台，使机器的体积和结构大为简化。

2)嫁接速度快、精度高

由于本发明取消了供苗台，采用直接供苗方式再加上步进电机驱动的双向嫁接机构，使得整个嫁接精度高、速度快，大幅提高了工作效率。

3)供苗简捷可靠、减少幼苗夹持损伤

由于直接将砧木和穗木送给到夹持机械手，且机械手处都安置有送苗定位标记，便可直接将幼苗一步送到位，免去了供苗台的中间交接过程，减少了供苗台对幼苗的夹持损伤和夹持搬送机械手的中转供苗误差，提高了供苗位置精度。

4)设置有砧木定位浅槽的砧木定位拨叶板对砧木幼苗既能实现供苗精准定位、又能实现切苗支点、又能实现嫁接拨苗入夹。

设置有穗木定位豁口的穗木供苗定位板，实现对砧木幼苗精准定位。

5)嫁接夹输送、夹持可靠。

无簧嫁接夹由于没有弹簧，有结构简单、造价便宜的优点，但也有夹口浅、张口小的不利因素，由于自动供夹装置的左右夹持爪、嫁接夹止推片和挡片的设计合理，对幼苗的夹持固定稳定、可靠。

6)可靠的推苗组件确保夹持成功率

切苗装置上设置的推苗组件确保处于贴合状态的砧木苗和穗木苗完全封闭在嫁接夹的夹苗口内。

附图说明

图1a为本发明自动嫁接装置的主视图；

图1b为本发明自动嫁接装置(省略了嫁接夹自动排列输送装置6)的立体结构示意图；

图1c为本发明自动嫁接装置的切苗示意图；

图2为嫁接夹7的结构示意图；

图3a为砧木夹持搬送机械手1的结构示意图；

图3b为砧木电机转轴连接板16的结构示意图；

图3c为砧木电机转动位置传感器14和砧木电机转动磁铁15的安装位置示意图；

图3d为砧木夹持机械手单体的结构示意图；

图4a为穗木夹持搬送机械手2的主示意图；

图4b为穗木夹持搬送机械手2的立体结构示意图；

图4c为穗木电机转动位置传感器24和穗木电机转动磁铁25的安装位置示意图；

图5为切苗装置3的结构示意图；

图6a为自动供夹装置4的主视图；

图6b为自动供夹装置4的俯视图；

图7a为嫁接夹7落入自动供夹装置4(省略了嫁接夹托板415)的状态图；

图7b为嫁接夹7被自动供夹装置4(省略了嫁接夹托板415)夹持的状态图；

图8为砧木苗被砧木夹持搬送机械手1夹持的状态图；

图9为穗木苗被穗木夹持搬送机械手2夹持的状态图；

图10a为砧木苗被切苗后的示意图；

图10b为穗木苗被切苗后的示意图；

图11为砧木苗和穗木苗被嫁接到一起的示意图；

图12为砧木苗和穗木被嫁接到一起的俯视图(省略了嫁接夹托板415)。

其中的附图标记为：

1砧木夹持搬送机械手 11砧木驱动电机

12砧木驱动电机支撑立柱 13砧木驱动电机支撑板

14砧木电机转动位置传感器 141砧木电机转动位置传感器固定板

15砧木电机转动磁铁 16砧木电机转轴连接板

17砧木搬送气缸 18砧木搬送气缸头部连接板

19砧木夹持气爪 110砧木夹持手爪

111砧木夹持手爪上连接板 112砧木定位拨叶气爪

113砧木定位拨叶板 1131砧木定位浅槽

114砧木供苗传感器 115砧木挡苗板

1151砧木挡苗豁口 1152砧木苗

2穗木夹持搬送机械手 21穗木驱动电机

22穗木驱动电机支撑立柱 23穗木驱动电机支撑板

24穗木电机转动位置传感器 241穗木电机转动位置传感器固定板

25穗木电机转动磁铁 26穗木电机转轴连接板

27穗木搬送气缸 28穗木搬送气缸头部连接板

29穗木夹持气爪 210穗木夹持手爪

211穗木供苗定位板 2111穗木定位豁口

212穗木供苗定位切苗支撑件 213穗木滑板滚轮安装板

214穗木滑板滚轮 215穗木切苗支点轴承座

216穗木切苗支点轴承 217穗木切苗支点调节板

218穗木切苗支点“L”形板 219穗木供苗传感器

220弹簧 221穗木苗

3切苗装置 31穗木切刀

32穗木刀座 33穗木刀轴

34穗木刀轴座 35砧木切刀

36砧木刀座 37砧木刀轴

38砧木刀轴座 39砧木切苗拨叶杆

391砧木切苗拨叶杆固定座

310刀梁 311推苗气缸连接板

312推苗气缸 313推苗板

314切苗气缸 315切苗气缸座

316切苗气缸安装板 4自动供夹装置

41送夹台立柱 42送夹台支撑件

43送夹台 44滑轨

45送夹气缸 46送夹气缸头部连接件

47送夹气缸固定件 48连接板

49落夹板 410挡片

411嫁接夹夹持气缸 412左夹持爪

413右夹持爪 414嫁接夹止推片

415嫁接夹托板 417滑动部件

5机架 6嫁接夹自动排列输送装置

61落夹通道 7嫁接夹

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1a和图1b所示，一种自动嫁接装置包括砧木夹持搬送机械手1、穗木夹持搬送机械手2、切苗装置3、自动供夹装置4、机架5和嫁接夹自动排列输送装置6。

切苗装置3和自动供夹装置4相对应地分别布置在所述机架5的前部和中部；砧木夹持搬送机械手1和穗木夹持搬送机械手2相对应地分别布置在所述机架5的左侧和右侧中的一侧以及左侧和右侧中的另一侧且位于所述机架5的前部与中部之间。

所述砧木夹持搬送机械手1的一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体中，以及所述穗木夹持搬送机械手2的一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体中，相向的一个砧木夹持机械手单体和一个穗木夹持机械手单体通过搬送气缸将被切好的砧木苗和穗木苗向内推送至相互贴合，此时的砧木夹持机械手单体和穗木夹持机械手单体所处的位置即为嫁接位置；砧木苗和穗木苗刀口的贴合点即为嫁接点，该嫁接点在切苗装置3和自动供夹装置4的纵轴线上；靠近(朝向)嫁接点、且搬送气缸未伸出的一个砧木夹持机械手单体和一个穗木夹持机械手单体所处的位置即为切苗位置，此时，处于切苗位置的砧木夹持机械手单体和穗木夹持机械手单体所夹持的砧木苗和穗木苗处于切苗装置3的切苗路径内，如图1c所示(圆形线段为切苗路径)；远离(背向)嫁接点的另一个砧木夹持机械手单体和另一个穗木夹持机械手单体所处的位置即为供苗位置。

所述嫁接夹自动排列输送装置6布置在所述机架5的后部，用于将方向无序的嫁接夹7有序排列成方向一致的姿态并将其输送至所述自动供夹装置4。

如图2所示，所述嫁接夹7由具有弹性的塑料制成，其包括一个夹苗口和两个用于扩张夹苗口的翼尾；夹苗口依靠塑料的回弹力复位。优选地，嫁接夹7高度为14.0-15.0mm，翼尾长7mm，两翼尾的夹角为108°±2°，夹苗口内径2.5-3.0mm。

如图3a所示，所述砧木夹持搬送机械手1包括砧木驱动电机11、砧木驱动电机支撑立柱12、砧木驱动电机支撑板13、砧木电机转动位置传感器14、砧木电机转动磁铁15、砧木电机转轴连接板16和一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体。

所述砧木驱动电机支撑立柱12固接在机架5的外侧。

所述砧木驱动电机11通过与砧木驱动电机支撑立柱12顶部固接的砧木驱动电机支撑板13固定设置在砧木驱动电机支撑立柱12内部；砧木驱动电机11的转轴垂直向上穿过砧木驱动电机支撑板13，并与砧木电机转轴连接板16的下端固接。

一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体分别固接在砧木电机转轴连接板16的左端面和右端面上。

如图3c所示，所述砧木电机转动位置传感器14布置在机架5的侧部之上，具体地，通过砧木电机转动位置传感器固定板141固定在砧木驱动电机支撑板13的上表面。所述砧木电机转动磁铁15固接在砧木电机转轴连接板16的下端。砧木电机转动磁铁15能够随着砧木电机转轴连接板16旋转。当砧木电机转动磁铁15位于砧木电机转动位置传感器14的正上方时，砧木夹持搬送机械手1与机架5的侧部垂直，此时，一个砧木夹持机械手单体处于供苗位置，另一个反向180°的砧木夹持机械手单体处于切苗位置。

砧木驱动电机11带动砧木电机转轴连接板16转动，当砧木电机转动磁铁15移动到砧木电机转动位置传感器14的正上方时，砧木电机转动位置传感器14控制砧木驱动电机11停止转动，使得一个砧木夹持机械手单体处于供苗位置，另一个反向180°的砧木夹持机械手单体处于切苗位置。

处于供苗位置的砧木夹持机械手单体完成供苗后，随即砧木驱动电机11转动180°，将完成供苗的砧木夹持机械手单体送至切苗位置；另一个反向180°的砧木夹持机械手单体，同时被送回供苗位置。

如图3b所示，优选地，所述砧木电机转轴连接板16的下端具有一对竖直的固定耳，所述固定耳内侧开有用于容纳砧木驱动电机11转轴的凹槽；所述凹槽的两侧设置有螺栓孔；砧木驱动电机11的转轴插入砧木电机转轴连接板16的固定耳的凹槽中，并通过穿过所述螺栓孔的螺栓将固定耳与砧木驱动电机11的转轴夹紧固定。

如图3d所示，砧木夹持机械手单体包括砧木搬送气缸17、砧木搬送气缸头部连接板18、沿水平方向开合夹持的砧木夹持气爪19、砧木夹持手爪110、砧木夹持手爪上连接板111、沿竖直方向开合的砧木定位拨叶气爪112、砧木定位拨叶板113、砧木供苗传感器114和砧木挡苗板115。

所述砧木搬送气缸17固接在砧木电机转轴连接板16的一个侧面上。砧木搬送气缸17的伸缩臂与砧木搬送气缸头部连接板18固接，砧木搬送气缸头部连接板18的下端与水平设置的砧木挡苗板115的末端固接；所述砧木夹持气爪19固接在砧木挡苗板115的上表面上，砧木夹持手爪110固接在砧木夹持气爪19的机械爪上。

优选地，所述砧木夹持手爪110的夹持面上贴有海绵状柔软材料。

所述砧木挡苗板115的前端中部设置有砧木挡苗豁口1151，用于放苗时便于定位砧木茎秆。

所述砧木定位拨叶气爪112通过砧木夹持手爪上连接板111固接在砧木夹持气爪19的上部，砧木定位拨叶板113固接在砧木定位拨叶气爪112的上机械爪上。

所述砧木供苗传感器114设置在砧木定位拨叶气爪112上，用于控制完成砧木供苗后的砧木夹持手爪110的机械爪的闭合。

所述砧木供苗传感器114为猫须接触式传感器。

所述砧木定位拨叶板113的前端中部设置有砧木定位浅槽1131。

所述砧木定位拨叶板113具有如下三重作用：

第一，在进行砧木供苗时，砧木定位拨叶气爪112的机械爪处于闭合状态，砧木定位拨叶板113处于低位定位支撑状态，起到砧木放苗定位作用；

第二，在切苗时，砧木定位拨叶气爪112的机械爪仍处于闭合状态，砧木定位拨叶板113仍处于低位定位支撑状态，起到切苗支撑作用；

第三，在嫁接固定时，砧木定位拨叶气爪112的机械爪处于张开状态，砧木定位拨叶板113处于高位拨叶状态，将砧木子叶拨起，起到将砧木子叶拨直的作用，以利于砧木进入嫁接夹7的夹苗口中，实现顺利夹合固定。

如图4a和图4b所示，所述穗木夹持搬送机械手2包括穗木驱动电机21、穗木驱动电机支撑立柱22、穗木驱动电机支撑板23、穗木电机转动位置传感器24、穗木电机转动磁铁25、穗木电机转轴连接板26和一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体。

所述穗木驱动电机支撑立柱22固接在机架5的外侧。

所述穗木驱动电机21通过与穗木驱动电机支撑立柱22顶部固接的穗木驱动电机支撑板23设置在两穗木驱动电机支撑立柱22之间；穗木驱动电机21的转轴垂直向上穿过穗木驱动电机支撑板23，并与穗木电机转轴连接板26的下端固接。

一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体分别固接在穗木电机转轴连接板26的左端面和右端面上。

如图4c所示，所述穗木电机转动位置传感器24布置在机架5的侧部之上，具体地，通过穗木电机转动位置传感器固定板241固定在穗木驱动电机支撑板23的上表面。所述穗木电机转动磁铁25固接在穗木电机转轴连接板26的下端。穗木电机转动磁铁25能够随着穗木电机转轴连接板26旋转。当穗木电机转动磁铁25位于穗木电机转动位置传感器24的正上方时，穗木夹持搬送机械手2与机架5的侧部垂直，此时，一个穗木夹持机械手单体处于供苗位置，另一个反向180°的穗木夹持机械手单体处于切苗位置。

穗木驱动电机21带动穗木电机转轴连接板26转动，当穗木电机转动磁铁25移动到穗木电机转动位置传感器24的正上方时，穗木电机转动位置传感器24控制穗木驱动电机21停止转动，使得一个穗木夹持机械手单体处于供苗位置，另一个反向180°的穗木夹持机械手单体处于切苗位置。

处于供苗位置的穗木夹持机械手单体完成供苗后，随即穗木驱动电机21转动180°，将完成供苗的穗木夹持机械手单体送至切苗位置；另一个反向180°的穗木夹持机械手单体，同时被送回供苗位置。

优选地，所述穗木电机转轴连接板26与砧木电机转轴连接板16具有相同的结构，穗木电机转轴连接板26的下端具有一对竖直的固定耳，所述固定耳内侧开有用于容纳穗木驱动电机21转轴的凹槽；所述凹槽的两侧分别设置有螺栓孔；穗木驱动电机21的转轴插入穗木电机转轴连接板26的固定耳的凹槽中，并通过穿过所述螺栓孔的螺栓将固定耳与穗木驱动电机21的转轴夹紧固定。

所述穗木夹持机械手单体包括穗木搬送气缸27、穗木搬送气缸头部连接板28、沿水平方向开合夹持的穗木夹持气爪29、穗木夹持手爪210、穗木供苗定位板211、穗木供苗定位切苗支撑件212、穗木滑板滚轮安装板213、穗木滑板滚轮214、穗木切苗支点轴承座215、穗木切苗支点轴承216、穗木切苗支点调节板217、穗木切苗支点“L”形板218、穗木供苗传感器219和弹簧220。

所述穗木搬送气缸27固接在穗木电机转轴连接板26的一个侧面上。穗木搬送气缸27的伸缩臂与穗木搬送气缸头部连接板28固接，穗木搬送气缸头部连接板28的上端与水平设置的穗木夹持气爪29固接，所述穗木夹持手爪210固接在穗木夹持气爪29的机械爪上；所述穗木供苗定位板211固接在穗木夹持气爪29的上部，穗木供苗定位板211的前端中部设置有穗木定位豁口2111，用于定位穗木茎秆。

所述穗木供苗传感器219设置在穗木搬送气缸27上，用于控制完成穗木供苗后的穗木夹持气爪29的闭合。

所述穗木供苗传感器219为猫须接触式传感器。

所述穗木滑板滚轮安装板213与穗木搬送气缸头部连接板28固接，穗木滑板滚轮安装板213的下部设置有可滚动的穗木滑板滚轮214。

所述穗木切苗支点轴承216通过设置在穗木电机转轴连接板26的一个侧面上的穗木切苗支点轴承座215布置在穗木搬送气缸27的下方；所述穗木切苗支点调节板217与穗木切苗支点轴承216固接，穗木切苗支点调节板217上沿其长度方向设置有调节长度的长孔，所述穗木切苗支点“L”形板218包括相互呈一定角度的长臂部和短臂部，穗木切苗支点“L”形板218的长臂部的下表面开有与穗木切苗支点调节板217形状相吻合的浅槽，通过螺钉、长度可调地与穗木切苗支点调节板217连接；穗木切苗支点“L”形板218的短臂部通过螺钉、高度可调地与设置有调节高度槽孔的穗木供苗定位切苗支撑件212连接。

穗木供苗定位切苗支撑件212设置有过刀开口，该过刀开口下端具有与穗木切苗角度相应的斜面，当穗木夹持机械手单体处于切苗位置时，切苗装置3的穗木切刀31能够从所述过刀开口中顺利通过。

所述弹簧220的一端与穗木切苗支点轴承座215连接，另一端固定在穗木电机转轴连接板26的端面下部；在弹簧220的作用下，所述穗木切苗支点“L”形板218的长臂部的上表面始终与所述穗木滑板滚轮214接触。

优选地，穗木夹持手爪210的夹持面贴有海绵状柔软材料。

如图5所示，切苗装置3包括切苗气缸314、刀梁310、穗木切刀组件、砧木切刀组件和推苗组件。

所述切苗气缸314通过切苗气缸安装板316水平地与固接在机架5前部的切苗气缸座315固接。

所述切苗气缸314的驱动轴垂直固接在刀梁310的中心处，刀梁310的两端分别对应所述砧木夹持搬送机械手1和穗木夹持搬送机械手2设置有砧木切刀组件和穗木切刀组件。

所述推苗组件设置在刀梁310的中部，与自动供夹装置4的出夹口相对应。所述推苗组件包括推苗气缸连接板311、推苗气缸312和推苗板313。推苗气缸312通过推苗气缸连接板311固接在刀梁310的中部，推苗气缸312的伸缩臂上固接有与自动供夹装置4的出夹口相对应的推苗板313。

所述穗木切刀组件包括穗木切刀31、穗木刀座32、穗木刀轴33和穗木刀轴座34。

所述砧木切刀组件包括砧木切刀35、砧木刀座36、砧木刀轴37、砧木刀轴座38、砧木切苗拨叶杆39和砧木切苗拨叶杆固定座391。

设置有长孔和槽沿的穗木刀轴座34和砧木刀轴座38，位置可调地分别设置在刀梁310的两端，穗木刀轴座34和砧木刀轴座38上分别固接有与刀梁310垂直的穗木刀轴33和砧木刀轴37；穗木刀轴33上通过穗木刀座32设置有穗木切刀31，砧木刀轴37上通过砧木刀座36设置有砧木切刀35。

砧木切苗拨叶杆39通过砧木切苗拨叶杆固定座391固接在砧木刀轴座38上，砧木切苗拨叶杆39平行于砧木切刀35，且位于砧木切刀35内侧的斜上方，在切苗过程中将砧木苗子叶拨起，提高砧木苗茎秆切割的均匀性和质量。

如图6a至图7b所示，所述自动供夹装置4包括：送夹台立柱41、送夹台43、送夹气缸45、送夹气缸固定件47、落夹板49、挡片410、嫁接夹夹持气缸411、嫁接夹止推片414和嫁接夹托板415。

所述送夹台立柱41固接在机架5的中部。

所述送夹台43通过高度可调的送夹台支撑件42水平地固接在送夹台立柱41上。

所述送夹气缸固定件47为“Z”字形结构，包括上水平部、下水平部以及分别与上水平部和下水平部垂直的竖直部；

所述送夹气缸45固接在送夹气缸固定件47的上水平部的下表面；所述送夹气缸固定件47的下水平部，沿送夹气缸45伸缩方向，位置可调地固接于送夹台43的后部；送夹气缸45的伸缩臂通过送夹气缸头部连接件46连接于嫁接夹夹持气缸411，嫁接夹夹持气缸411通过其下表面设置的滑动部件417与送夹台43上表面设置的滑轨44相配合，与送夹台43构成滑动连接。

优选地，所述送夹气缸头部连接件46为“L”形结构，包括相互垂直的水平部和竖直部，送夹气缸头部连接件46的水平部与送夹气缸45的伸缩臂固接，送夹气缸头部连接件46的竖直部沿竖直方向开有一开口向下的螺栓槽孔，用于方便地与嫁接夹夹持气缸411后端的可紧固螺栓配合连接，减少嫁接夹夹持气缸411在竖直方向上的应力。安装时，送夹气缸头部连接件46的竖直部从上至下插入可紧固螺栓与嫁接夹夹持气缸411后端之间的空隙，调整送夹气缸头部连接件46与嫁接夹夹持气缸411的相对位置，然后将可紧固螺栓旋紧，使送夹气缸头部连接件46与嫁接夹夹持气缸411固接。

送夹气缸45在收缩状态时，嫁接夹夹持气缸411的左夹持爪412和右夹持爪413位于嫁接夹自动排列输送装置6的落夹通道61下方。

所述落夹板49的后端通过连接板48固接在送夹气缸固定件47的上水平部的上表面，落夹板49的前端位于送夹气缸45收缩状态时嫁接夹夹持气缸411的左夹持爪412和右夹持爪413的下方；落夹板49前端的上表面上设置有一对左右对称的挡片410，两个挡片410呈前窄后宽的八字形分布；左夹持爪412和右夹持爪413上分别设置有与前进纵轴方向呈一定角度的嫁接夹止推片414；嫁接夹止推片414和挡片410共同构成容纳嫁接夹7的落夹空间，在夹持嫁接夹7的过程中，左夹持爪412和右夹持爪413限制嫁接夹7的左右位移，并且在嫁接夹止推片414的作用下保证嫁接夹7在被左夹持爪412和右夹持爪413夹持的过程中，到达所要求的位置后以正确的姿态被夹紧。

左夹持爪412和右夹持爪413上分别开有用于容纳对侧嫁接夹止推片414的豁口槽，且左夹持爪412和右夹持爪413上的嫁接夹止推片414在竖直方向上呈上下分布，使得在夹持过程中，两个嫁接夹止推片414之间、以及嫁接夹止推片414与左夹持爪412和右夹持爪413之间不发生干涉。

所述左夹持爪412和右夹持爪413的上表面与夹持面之间有一段倾斜过渡面，在夹持落夹板49上的嫁接夹7时，不会同时夹持到在其上面的下一个嫁接夹7。所述左夹持爪412和右夹持爪413的上表面的高度等于或大于落在落夹板49上的嫁接夹7的高度。

左夹持爪412和右夹持爪413的上表面设置有嫁接夹托板415，嫁接夹托板415的前部的上边缘具有呈一定角度的斜面，为方便向前推送的过程中顺畅地伸插到下一个嫁接夹7的底部。嫁接夹托板415用于在送夹气缸45向前推送已经夹持了嫁接夹7的嫁接夹夹持气缸411的过程中，暂时封堵住落夹通道61的出夹口，阻止落夹通道61内的嫁接夹7的掉落。

本发明的工作过程如下：

(1)将多个嫁接夹7放入嫁接夹自动排列输送装置6的料斗中，嫁接夹自动排列输送装置6将方向无序的嫁接夹7有序排列成方向一致的姿态，并通过落夹通道61将嫁接夹7输送至自动供夹装置4的落夹板49的落夹空间内；

(2)如图7a和图7b所示，当嫁接夹7落到自动供夹装置4的落夹板49的落夹空间后，随即嫁接夹夹持气缸411闭合，带动左夹持爪412和右夹持爪413夹持嫁接夹7的两个尾翼，即两个尾翼彼此接近，使嫁接夹7的夹苗口呈张开状态，在夹持过程中，左夹持爪412和右夹持爪413限制了嫁接夹7的左右位移、嫁接夹止推片414保证嫁接夹以正确的姿态到达所要求的位置。

在送夹气缸45向前移动的整个过程中，嫁接夹托板415封堵住落夹通道61的出夹口，阻止落夹通道61内的下一嫁接夹7的掉落。

与此同时，操作人员将砧木苗1152和穗木苗221分别放置到处于张开状态的砧木夹持手爪110和穗木夹持手爪210上。

如图8所示，将砧木苗1152的子叶根部放在砧木定位拨叶板113的砧木定位浅槽1131的位置，将砧木苗1152的茎秆放入砧木挡苗板115的砧木挡苗豁口1151内；随后操作人员轻触一下砧木供苗传感器114的猫须，砧木夹持手爪110立即闭合将砧木苗1152夹住，接着，砧木驱动电机11转动180°将砧木苗1152送至切苗位置。

如图9所示，将穗木苗221的茎秆放入穗木供苗定位板211的穗木定位豁口2111内，将穗木苗221的子叶根部放在穗木定位豁口2111的上边缘，并将穗木苗221的下部茎秆靠在穗木供苗定位切苗支撑件212上；随后操作人员轻触一下穗木供苗传感器219的猫须，穗木夹持手爪210立即闭合将穗木苗221夹住，接着，穗木驱动电机21转动180°将穗木苗221送至切苗位置。

(3)如图10a、图10b所示，当砧木苗1152和穗木苗221被送到切苗位置后，切苗装置3的切苗气缸314带动穗木切刀31和砧木切刀35旋转，砧木切刀35将砧木苗1152的一片子叶连同生长点切掉；穗木切刀31将穗木苗221的茎秆下部切掉。砧木苗1152和穗木苗221的切口斜面的角度为25°～30°。

随后，砧木搬送气缸17和穗木搬送气缸27相前伸出，将切苗后的砧木苗1152和穗木苗221送到嫁接位置，砧木苗1152和穗木苗221的切口斜面在此处贴合；同时，砧木定位拨叶气爪112张开，使得砧木定位拨叶板113抬起至高位拨叶状态，将砧木苗1152留下的子叶拨起来，并维持拨起状态，如图11所示。

此时，自动供夹装置4的送夹气缸45向前方移动，带动左夹持爪412和右夹持爪413所夹持的夹苗口呈张开状态的嫁接夹7向前伸出至嫁接位置，将贴合在一起的砧木苗1152和穗木苗221容纳入夹苗口中；与此同时，切苗装置3的推苗气缸312伸出，以确保处于贴合状态的砧木苗1152和穗木苗221完全封闭在嫁接夹7的夹苗口内，如图12所示。

随后自动供夹装置4的嫁接夹夹持气缸411的左夹持爪412和右夹持爪413松开，自动供夹装置4完成一个供夹作业；嫁接夹7依靠自身的弹力使夹苗口闭合，将砧木苗和穗木苗夹持固定到一起。

接着，推苗气缸312缩回，穗木夹持手爪210张开，砧木夹持手爪110张开，夹持有嫁接完成苗的嫁接夹7落下至输送带上并被输送至下一工序。

砧木搬送气缸17和穗木搬送气缸27回缩，砧木定位拨叶气爪112闭合，砧木定位拨叶板113回到低位定位状态，至此完成了一个嫁接作业。

(4)当完成一个供夹作业的同时，送夹气缸45回缩，嫁接夹托板415在落夹通道61的出夹口向后滑动，当送夹气缸45回缩到位时，嫁接夹托板415恰好回缩到落夹通道61的后侧，落夹通道61不再被遮挡，因此，落夹通道61内的下一个嫁接夹7随即落到落夹板49的落夹空间，下一次送夹开始。

在上一组砧木和穗木苗进行切苗、嫁接和固定的同时，两边的操作人员又完成了位于放苗位置的砧木夹持手爪110和穗木夹持手爪210的放苗作业，随即砧木驱动电机11和穗木驱动电机21分别转动180°，重复之前的作业动作，如此周而复始的连续工作。

Claims (6)

1.一种自动嫁接装置，包括砧木夹持搬送机械手(1)、穗木夹持搬送机械手(2)、切苗装置(3)、自动供夹装置(4)、机架(5)和嫁接夹自动排列输送装置(6)；

所述嫁接夹自动排列输送装置(6)将方向无序的嫁接夹(7)有序排列成方向一致的姿态并将其输送至所述自动供夹装置(4)；

所述砧木夹持搬送机械手(1)和穗木夹持搬送机械手(2)相对应地分别布置在所述机架(5)的两侧；

所述砧木夹持搬送机械手(1)包括一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体和布置在机架(5)侧部的砧木电机转动位置传感器(14)；所述穗木夹持搬送机械手(2)包括一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体和布置在机架(5)侧部的穗木电机转动位置传感器(24)；

其特征在于：

所述砧木夹持搬送机械手(1)进一步包括砧木驱动电机(11)、砧木电机转动磁铁(15)和砧木电机转轴连接板(16)；

所述砧木驱动电机(11)与砧木电机转轴连接板(16)的下端固接；

所述一对反向180°设置的砧木夹持机械手单体分别固接在砧木电机转轴连接板(16)的左端面和右端面上；

所述砧木电机转动磁铁(15)固接在砧木电机转轴连接板(16)的下端；当砧木电机转动磁铁(15)位于砧木电机转动位置传感器(14)的正上方时，砧木夹持搬送机械手(1)与机架(5)的侧部垂直；

所述砧木夹持机械手单体包括砧木搬送气缸(17)、沿水平方向开合夹持的砧木夹持气爪(19)、沿竖直方向开合的砧木定位拨叶气爪(112)、砧木定位拨叶板(113)、砧木供苗传感器(114)和砧木挡苗板(115)；

所述砧木挡苗板(115)的前端中部设置有砧木挡苗豁口(1151)；

所述砧木定位拨叶气爪(112)固接在砧木夹持气爪(19)的上部，砧木定位拨叶板(113)固接在砧木定位拨叶气爪(112)的上机械爪上；

所述砧木供苗传感器(114)设置在砧木定位拨叶气爪(112)上；

所述砧木定位拨叶板(113)的前端中部设置有砧木定位浅槽(1131)；

所述穗木夹持搬送机械手(2)进一步包括穗木驱动电机(21)、穗木驱动电机支撑立柱(22)、穗木驱动电机支撑板(23)、穗木电机转动磁铁(25)和穗木电机转轴连接板(26)；

所述穗木驱动电机(21)与穗木电机转轴连接板(26)的下端固接；

所述一对反向180°设置的穗木夹持机械手单体分别固接在穗木电机转轴连接板(26)的左端面和右端面上；

所述穗木电机转动磁铁(25)固接在穗木电机转轴连接板(26)的下端；当穗木电机转动磁铁(25)位于穗木电机转动位置传感器(24)的正上方时，穗木夹持搬送机械手(2)与机架(5)的侧部垂直；

所述穗木夹持机械手单体包括穗木搬送气缸(27)、穗木供苗定位板(211)和穗木供苗传感器(219)；

所述穗木供苗定位板(211)的前端中部设置有穗木定位豁口(2111)；

所述穗木供苗传感器(219)设置在穗木搬送气缸(27)上；

所述自动供夹装置(4)包括：送夹台立柱(41)、送夹台(43)、送夹气缸(45)、送夹气缸固定件(47)、落夹板(49)、挡片(410)、嫁接夹夹持气缸(411)、嫁接夹止推片(414)和嫁接夹托板(415)；

所述送夹台立柱(41)固接在机架(5)的中部；

所述送夹台(43)通过高度可调的送夹台支撑件(42)水平地固接在送夹台立柱(41)上；

所述送夹气缸固定件(47)为“Z”字形结构，包括上水平部、下水平部以及分别与上水平部和下水平部垂直的竖直部；

所述送夹气缸(45)固接在送夹气缸固定件(47)的上水平部的下表面；所述送夹气缸固定件(47)的下水平部，沿送夹气缸(45)伸缩方向，位置可调地固接于送夹台(43)的后部；送夹气缸(45)的伸缩臂通过送夹气缸头部连接件(46)连接于嫁接夹夹持气缸(411)，嫁接夹夹持气缸(411)通过其下表面设置的滑动部件(417)与送夹台(43)上表面设置的滑轨(44)相配合，与送夹台(43)构成滑动连接；

送夹气缸(45)在收缩状态时，嫁接夹夹持气缸(411)的左夹持爪(412)和右夹持爪(413)位于嫁接夹自动排列输送装置(6)的落夹通道(61)下方；

所述落夹板(49)的后端通过连接板(48)固接在送夹气缸固定件(47)的上水平部的上表面，落夹板(49)的前端位于送夹气缸(45)收缩状态时嫁接夹夹持气缸(411)的左夹持爪(412)和右夹持爪(413)的下方；落夹板(49)前端的上表面上设置有一对左右对称的挡片(410)，两个挡片(410)呈前窄后宽的八字形分布；左夹持爪(412)和右夹持爪(413)上分别设置有与前进纵轴方向呈一定角度的嫁接夹止推片(414)；嫁接夹止推片(414)和挡片(410)共同构成容纳嫁接夹(7)的落夹空间，在夹持嫁接夹(7)的过程中，左夹持爪(412)和右夹持爪(413)限制嫁接夹(7)的左右位移；

左夹持爪(412)和右夹持爪(413)上分别开有用于容纳对侧嫁接夹止推片(414)的豁口槽，且左夹持爪(412)和右夹持爪(413)上的嫁接夹止推片(414)在竖直方向上呈上下分布；

左夹持爪(412)和右夹持爪(413)的上表面设置有嫁接夹托板(415)。

2.根据权利要求1所述的自动嫁接装置，其特征在于：所述嫁接夹(7)由具有弹性的塑料制成，其包括一个夹苗口和两个用于扩张夹苗口的翼尾；夹苗口依靠塑料的回弹力复位。

3.根据权利要求1所述的自动嫁接装置，其特征在于：所述砧木供苗传感器(114)和穗木供苗传感器(219)为猫须接触式传感器。

4.根据权利要求1所述的自动嫁接装置，其特征在于：所述切苗装置(3)包括刀梁(310)，所述切苗装置(3)进一步包括推苗组件；所述推苗组件设置在刀梁(310)的中部，与自动供夹装置(4)的出夹口相对应；所述推苗组件包括推苗气缸连接板(311)、推苗气缸(312)和推苗板(313)；推苗气缸(312)通过推苗气缸连接板(311)固接在刀梁(310)的中部，推苗气缸(312)的伸缩臂上固接有与自动供夹装置(4)的出夹口相对应的推苗板(313)。

5.根据权利要求1所述的自动嫁接装置，其特征在于：所述左夹持爪(412)和右夹持爪(413)的上表面与夹持面之间有一段倾斜过渡面；所述左夹持爪(412)和右夹持爪(413)的上表面的高度等于或大于落在落夹板(49)上的嫁接夹(7)的高度；嫁接夹托板(415)的前部的上边缘具有呈一定角度的斜面。

6.根据权利要求1所述的自动嫁接装置，其特征在于：所述送夹气缸头部连接件(46)为“L”形结构，包括相互垂直的水平部和竖直部，送夹气缸头部连接件(46)的水平部与送夹气缸(45)的伸缩臂固接，送夹气缸头部连接件(46)的竖直部沿竖直方向开有一对开口向下的螺栓槽孔。