CN108076882A - 一种智能化果蔬嫁接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种智能化果蔬嫁接机器人，用于解决果蔬的砧木与接穗之间高效嫁接的技术问题。一种智能化果蔬嫁接机器人，它包括移动系统，安装在移动系统上的切割系统、插接系统、粘结固定系统和控制系统，切割系统、插接系统、粘结固定系统分别与控制系统电连接。发明内容有益效果：能够实现接穗与砧木的快速嫁接；嫁接效率高，可以明显降低劳动力。

Description

一种智能化果蔬嫁接机器人

技术领域

本发明涉及嫁接器技术领域，具体地说是一种智能化果蔬嫁接机器人。

背景技术

嫁接机器人技术，是近年在国际上出现的一种集机械、自动控制与园艺技术于一体的高新技术，它可在极短的时间内，把果蔬苗茎杆直径为几毫米的砧木、穗木的切口嫁接为一体，使嫁接速度大幅度提高；同时由于砧、穗木接合迅速，避免了切口长时间氧化和苗内液体的流失，从而又可大大提高嫁接成活率。因此，嫁接机器人技术被称为嫁接育苗的一场革命。

我国也开始了对自动化嫁接技术进行研究，但其研究开发的技术，只是完成部分嫁接作业的机械操作，自动化水平较低，速度慢，而且对砧、穗木苗的粗细程度有较严格的要求。所以嫁接作业，大部分仍采用手工嫁接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化果蔬嫁接机器人，用于解决果蔬的砧木与接穗之间高效嫁接的技术问题

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种智能化果蔬嫁接机器人，它包括移动系统，安装在移动系统上的切割系统、插接系统、粘结固定系统和控制系统，切割系统、插接系统、粘结固定系统分别与控制系统电连接；

所述切割系统包括切割底座、切割刀、切割驱动气缸和切割辅助固定架，切割刀可移动的安装在切割底座上，切割刀的动力输入端与切割气缸的动力输出端连接，切割辅助固定架与切割刀外端对应设置；切割辅助固定架上设有切割槽，切割槽与切割刀外端的切割头对应设置，切割辅助固定架上设有切割光电检测开关；

所述的插接系统包括插接横向驱动机构、接穗输送机构和接穗插接机构；所述的插接横向驱动机构包括插接横向驱动底板、插接横向驱动座和插接横向驱动气缸，插接横向驱动座可移动的安装在插接横向驱动底板，插接横向驱动座的动力输入端与插接横向驱动气缸的动力输出端连接；接穗输送机构安装在插接横向驱动机构的上端，它包括接穗储料机构和接穗输送驱动机构；接穗储料机构包括接穗储料仓和出料振动器，出料振动器安装在接穗储料仓的底端，接穗储料仓上设有与接穗输送驱动机构后端对应设置的接穗出料口；

接穗插接机构安装在所述插接横向驱动机构的的前端，它包括接穗插接缓存腔、接穗压持腔、接穗压持光电检测开关、接穗压持驱动气缸、接穗插接驱动气缸、接穗插接固定架；所述接穗插接缓存腔的上端与所述接穗输送驱动机构的前端对应设置，接穗插接缓存腔的下端与所述接穗压持腔连通；所述接穗压持腔包括接穗压持固定半腔和接穗压持活动半腔，接穗压持固定半腔的外侧通过支架与所述接穗插接固定架固定连接，接穗压持活动半腔的外侧与所述接穗压持驱动气缸的动力输出端固定连接；所述接穗压持驱动气缸固定安装在接穗插接固定架上；所述接穗压持光电检测开关通过连接架安装在所述接穗压持固定半腔的下端外侧；所述接穗插接驱动气缸通支撑板安装在所述插接支架的前端，接穗插接驱动气缸的动力输出端与所述接穗插接固定架的上端固定连接；

所述粘结固定系统安装在所述的切割辅助固定架上，它包括储胶腔、微型压力泵、胶水喷头和喷胶电控阀，所述储胶腔、微型压力泵、喷胶电控阀和胶水喷头之间通过管路连接；胶水喷头与切割辅助固定架上的切割槽处对应设置。

进一步的，所述切割刀外端的切割头采用“Y”型结构。

进一步的，所述接穗储料仓的底端为斜面，接穗出料口设置在接穗储料仓底端斜面的最低处。

进一步的，所述接穗出料口的宽度大于接穗的宽度但小于接穗宽度的两倍。

进一步的，所述接穗输送驱动机构包括接穗输送架、接穗输送带、反向接穗检测光电开关、反向接穗剔除驱动气缸、反向接穗储存箱，所述接穗输送架的前后两端分别设有皮带输送主动辊和皮带输送从动辊，皮带输送主动辊连接有皮带输送驱动电机，接穗输送带的两端分别套装在皮带输送主动辊和皮带输送从动辊上；接穗输送带的后端与所述接穗出料口的下端对应设置，接穗输送带的前端与所述接穗插接机构的入料口对应设置；反向接穗检测光电开关通过支架安装在所述接穗输送架的一侧，所述反向接穗剔除驱动气缸通过支座安装在所述接穗输送架的一侧，并位于所述反向接穗检测光电开关的后方，反向接穗剔除驱动气缸的动力输出外端上设有用于推动剔除反向接穗的剔除板，所述反向接穗储存箱安装在接穗输送架的另一侧，反向接穗储存箱与所述的反向接穗剔除驱动气缸对应设置。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

能够实现接穗与砧木的快速嫁接；嫁接效率高，可以明显降低劳动力。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为图1中B处局部放大示意图；

图4为本发明中切割辅助固定架与粘结固定系统安装关系的侧视示意图；

图5为本发明中切割辅助固定架与粘结固定系统安装关系的前视示意图；

图6为本发明切割系统中切割驱动腔处的剖视示意图；

图中：1.切割底座；101.切割驱动腔；2.切割刀；3.切割驱动气缸；4.切割辅助固定架；5.切割驱动柄；6.切割头；7.切割驱动导轨；8.切割驱动滑槽；9.切割辅助前固定板；10.切割辅助上连接板；11.切割辅助后固定板；12.切割槽；13.切割光电检测开关；14.插接横向驱动底板；15.插接横向驱动座；151.插接支架；16.插接横向驱动气缸；17.接穗储料仓；18.出料振动器；19.接穗输送架；20.接穗输送带；21.反向接穗检测光电开关；22.反向接穗剔除驱动气缸；23.反向接穗储存箱；24.剔除板；25.接穗插接缓存腔；26.接穗压持腔；27.接穗压持光电检测开关；28.接穗压持驱动气缸；29.接穗插接驱动气缸；30.接穗插接固定架；31.控制箱；32.移动车体；33.储胶腔；34.微型压力泵；35.胶水喷头；36.喷胶电控阀。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和技术描述以避免不必要地限制本发明。

如图1至6所示，一种智能化果蔬嫁接机器人，它包括移动系统，安装在移动系统上的切割系统、插接系统、粘结固定系统和控制系统。所述的移动系统包括移动车体32，所述移动车体32的底部设有行走轮，移动车体32的后方设有推力把手；移动系统可以实现移动至预先埋置在土地上的砧木位置。

所述的切割系统用于在砧木上切割出用于接穗插入的嫁接口，它包括切割底座1、切割刀2、切割驱动气缸3和切割辅助固定架4。所述切割底座1安装在移动车体32的上端，切割底座1的上端设有切割驱动腔101，切割驱动腔101的两侧设有切割驱动滑槽8。所述切割刀2包括切割驱动柄5和切割头6，切割驱动柄5的后端两侧设有切割驱动导轨7，切割驱动导轨7可滑动的安装在切割驱动滑槽8内。所述切割头6固定设置在切割驱动柄5的前端，切割头6采用“Y”型结构；“Y”型切割头6不仅能在砧木上切割出方便与接穗结合的上端“V”型嫁接口，而且在“V”型嫁接口下方同时切割出与“V”型插接口连通的方便接穗下端尖头插入的竖向插接口。所述的切割驱动气缸3安装在切割底座1的外侧，切割驱动气缸3的动力输出端与所述切割驱动柄5的后端固定连接；切割驱动气缸3通过电控阀和管路与供气装置连接，切割驱动气缸3的电控阀与所述控制系统电连接。在切割刀2切割砧木时，所述的切割辅助固定架4用于在切割刀2的相对侧辅助抵挡固定砧木，防止砧木受到切割力时弯曲甚至折断；切割辅助固定架4安装在所述切割底座1的内侧，与所述切割头6对应设置。切割辅助固定架4包括切割辅助前固定板9、切割辅助上连接板10和切割辅助后固定板11，切割辅助前固定板9的上端和切割辅助后固定板11的上端通过切割辅助上连接板10连接，切割辅助前固定板9和切割辅助后固定板11之间存在允许砧木通过的空间；切割辅助前固定板9与切割底座1的内侧连接；切割辅助后固定板11上设有切割槽12，切割槽12与所述切割头6对应设置；所述切割辅助后固定板11上设有切割光电检测开关13，切割光电检测开关13位于所述切割槽12的下方，切割光电检测开关13与所述控制系统电连接。当切割光电检测开关13检测到砧木后，所述的切割刀2在切割驱动气缸3的驱动下将砧木切割，切割头6进入所述切割槽12内；在砧木切割过程中，所述切割辅助后固定板11对砧木起到辅助阻挡固定作用；当砧木被切割后，所述的切割刀2在切割驱动气缸3的驱动下复位。

当砧木被切割形成嫁接口后，所述的插接系统用于将接穗插接在砧木的嫁接口上；插接系统包括插接横向驱动机构、接穗输送机构和接穗插接机构。所述的插接横向驱动机构用于将接穗对准所述的砧木，它包括插接横向驱动底板14、插接横向驱动座15和插接横向驱动气缸16。插接横向驱动底板14安装在所述的移动车体32上，并位于所述切割系统的后方内侧，插接横向驱动底板14的上端设有插接横向驱动槽；所述插接横向驱动座15位于所述插接横向驱动底板14的上方，插接横向驱动座15的下端设有插接横向驱动导轨，所述插接横向驱动导轨可滑动的安装在所述插接横向驱动槽内；所述插接横向驱动气缸16安装在所述插接横向驱动底板14上的后端，插接横向驱动气缸16的动力输出端与所述插接横向驱动座15的后端连接，插接横向驱动气缸16通过电控阀以及气管与供气装置连接，插接横向驱动气缸16的电控阀与所述控制系统电连接。

所述接穗输送机构通过插接支架151安装在所述插接横向驱动座15的上端后部，用于向接穗插接机构输送接穗，它包括接穗储料机构和接穗输送驱动机构。接穗储料机构包括接穗储料仓17和出料振动器18，出料振动器18安装在接穗储料仓17的底端，通过振动方式，使接穗储料仓17内的接穗逐渐陆续落入接穗输送驱动机构上；所述接穗储料仓17的底端为斜面，底端斜面的最低处设有接穗出料口，接穗出料口的宽度大于接穗的宽度但小于接穗宽度的两倍。所述接穗输送驱动机构安装在所述插接支架151的上端，包括接穗输送架19、接穗输送带20、反向接穗检测光电开关21、反向接穗剔除驱动气缸22、反向接穗储存箱23，所述接穗输送架19的前后两端分别设有皮带输送主动辊和皮带输送从动辊，皮带输送主动辊连接有皮带输送驱动电机，皮带输送驱动电机采用步进电机并与所述控制系统电连接；接穗输送带20的两端分别套装在皮带输送主动辊和皮带输送从动辊上；接穗输送带20的后端与所述接穗出料口的下端对应设置，接穗输送带20的前端与所述接穗插接机构的入料口对应设置。反向接穗检测光电开关21通过支架安装在所述接穗输送架19的一侧，用于检测接穗输送带20上的接穗是否处于接头朝前的状态；反向接穗检测光电开关21与所述控制系统电连接。当反向接穗检测光电开关21检测到接穗处于反向输送状态时，所述反向接穗剔除驱动气缸22用于将接穗输送带20上的反向接穗剔除至反向接穗储存箱23内。所述反向接穗剔除驱动气缸22通过支座安装在所述接穗输送架19的一侧，并位于所述反向接穗检测光电开关21的后方，反向接穗剔除驱动气缸22的动力输出外端上设有用于推动剔除反向接穗的剔除板24，反向接穗剔除驱动气缸22通过电控阀和气管与供气装置连接，反向接穗剔除驱动气缸22的电控阀与所述控制系统电连接。所述反向接穗储存箱23安装在接穗输送架19的另一侧，反向接穗储存箱23与所述的反向接穗剔除驱动气缸22对应设置。

所述的接穗插接机构通过支撑板安装在所述插接支架151的前端，用于将接穗输送驱动机构输送的接穗插接在砧木上端的嫁接口上；接穗插接机构的高度低于所述切割辅助固定架4上端的高度，以便于接穗插接机构进入切割辅助固定架4的下方；它包括接穗插接缓存腔25、接穗压持腔26、接穗压持光电检测开关27、接穗压持驱动气缸28、接穗插接驱动气缸29、接穗插接固定架30。所述接穗插接缓存腔25采用漏斗状，接穗插接缓存腔25的上端与所述接穗输送带20的前端对应设置，用于承接输送来的接穗；接穗插接缓存腔25通过连接架安装在接穗插接固定架30上，接穗插接缓存腔25的下端与所述接穗压持腔26连通。所述接穗压持腔26包括接穗压持固定半腔和接穗压持活动半腔，接穗压持固定半腔的外侧通过支架与所述接穗插接固定架30固定连接，接穗压持活动半腔的外侧与所述接穗压持驱动气缸28的动力输出端固定连接。所述接穗压持驱动气缸28固定安装在接穗插接固定架30上，接穗压持驱动气缸28通过电控阀和气管与供气装置连接，接穗压持驱动气缸28的电控阀与所述控制系统电连接。所述接穗压持光电检测开关27通过连接架安装在所述接穗压持固定半腔的下端外侧，接穗压持光电检测开关27与所述控制系统电连接，用于检测接穗的下端是否已经穿出接穗压持腔26的下端；进而，控制系统通过接穗压持驱动气缸28驱动接穗压持活动半腔将接穗夹持。所述接穗插接驱动气缸29通支撑板安装在所述插接支架151的前端，接穗插接驱动气缸29的动力输出端与所述接穗插接固定架30的上端固定连接；接穗插接驱动气缸29通过电控阀和气管与供气装置连接，接穗插接驱动气缸29的电控阀与所述控制系统电连接。当接穗压持腔26将接穗夹持后，所述的接穗插接驱动气缸29通过接穗插接固定架30带动接穗向下移动，进而实现接穗的下端插入下方砧木的嫁接口内。接穗的下端插入下方砧木的嫁接口内后，接穗压持驱动气缸28驱动接穗压持活动半腔与接穗压持固定半腔远离；然后接穗插接驱动气缸29复位，接穗插接固定架30上移。接着，下一棵砧木进入切割系统，开始下次嫁接工作。

当砧木和接穗插接后，所述的粘结固定系统用于对砧木和接穗的插接口进行喷涂胶水，使砧木和接穗插接后进一步固定；粘结固定系统通过支撑板安装在所述的切割辅助固定架4上，它包括储胶腔33、微型压力泵34、胶水喷头35和喷胶电控阀36。所述储胶腔33、微型压力泵34和喷胶电控阀36安装在所述切割辅助后固定板11的后端，微型压力泵34安装在所述储胶腔33和喷胶电控阀36之间，分别通过管路连接；微型压力泵34将储胶腔33内的胶水通过喷胶电控阀36输送至胶水喷头35；所述胶水喷头35安装在所述切割辅助后固定板11的前端上部，胶水喷头35朝向切割槽位置，胶水喷头35通过管路与所述喷胶电控阀36连接。所述的微型压力泵34通过电控开关与控制系统电连接，喷胶电控阀36与所述的控制系统电连接。

所述的控制系统包括控制器、控制箱31和操控板，操控板和控制器通过控制箱31安装在所述的移动车体32的前端上；所述的控制器分别与所述的各控制部件电连接。

本发明实施例的优点在于：能够实现接穗与砧木的快速嫁接；嫁接效率高，可以明显降低劳动力。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能化果蔬嫁接机器人，其特征是，包括移动系统，安装在移动系统上的切割系统、插接系统、粘结固定系统和控制系统，切割系统、插接系统、粘结固定系统分别与控制系统电连接；

所述切割系统包括切割底座、切割刀、切割驱动气缸和切割辅助固定架，切割刀可移动的安装在切割底座上，切割刀的动力输入端与切割气缸的动力输出端连接，切割辅助固定架与切割刀外端对应设置；切割辅助固定架上设有切割槽，切割槽与切割刀外端的切割头对应设置，切割辅助固定架上设有切割光电检测开关；

所述的插接系统包括插接横向驱动机构、接穗输送机构和接穗插接机构；所述的插接横向驱动机构包括插接横向驱动底板、插接横向驱动座和插接横向驱动气缸，插接横向驱动座可移动的安装在插接横向驱动底板，插接横向驱动座的动力输入端与插接横向驱动气缸的动力输出端连接；接穗输送机构安装在插接横向驱动机构的上端，它包括接穗储料机构和接穗输送驱动机构；接穗储料机构包括接穗储料仓和出料振动器，出料振动器安装在接穗储料仓的底端，接穗储料仓上设有与接穗输送驱动机构后端对应设置的接穗出料口；

接穗插接机构安装在所述插接横向驱动机构的的前端，它包括接穗插接缓存腔、接穗压持腔、接穗压持光电检测开关、接穗压持驱动气缸、接穗插接驱动气缸、接穗插接固定架；所述接穗插接缓存腔的上端与所述接穗输送驱动机构的前端对应设置，接穗插接缓存腔的下端与所述接穗压持腔连通；所述接穗压持腔包括接穗压持固定半腔和接穗压持活动半腔，接穗压持固定半腔的外侧通过支架与所述接穗插接固定架固定连接，接穗压持活动半腔的外侧与所述接穗压持驱动气缸的动力输出端固定连接；所述接穗压持驱动气缸固定安装在接穗插接固定架上；所述接穗压持光电检测开关通过连接架安装在所述接穗压持固定半腔的下端外侧；所述接穗插接驱动气缸通支撑板安装在所述插接支架的前端，接穗插接驱动气缸的动力输出端与所述接穗插接固定架的上端固定连接；

所述粘结固定系统安装在所述的切割辅助固定架上，它包括储胶腔、微型压力泵、胶水喷头和喷胶电控阀，所述储胶腔、微型压力泵、喷胶电控阀和胶水喷头之间通过管路连接；胶水喷头与切割辅助固定架上的切割槽处对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种智能化果蔬嫁接机器人，其特征是，所述切割刀外端的切割头采用“Y”型结构。

3.根据权利要求1所述的一种智能化果蔬嫁接机器人，其特征是，所述接穗储料仓的底端为斜面，接穗出料口设置在接穗储料仓底端斜面的最低处。

4.根据权利要求1所述的一种智能化果蔬嫁接机器人，其特征是，所述接穗出料口的宽度大于接穗的宽度但小于接穗宽度的两倍。

5.根据权利要求1所述的一种智能化果蔬嫁接机器人，其特征是，所述接穗输送驱动机构包括接穗输送架、接穗输送带、反向接穗检测光电开关、反向接穗剔除驱动气缸、反向接穗储存箱，所述接穗输送架的前后两端分别设有皮带输送主动辊和皮带输送从动辊，皮带输送主动辊连接有皮带输送驱动电机，接穗输送带的两端分别套装在皮带输送主动辊和皮带输送从动辊上；接穗输送带的后端与所述接穗出料口的下端对应设置，接穗输送带的前端与所述接穗插接机构的入料口对应设置；反向接穗检测光电开关通过支架安装在所述接穗输送架的一侧，所述反向接穗剔除驱动气缸通过支座安装在所述接穗输送架的一侧，并位于所述反向接穗检测光电开关的后方，反向接穗剔除驱动气缸的动力输出外端上设有用于推动剔除反向接穗的剔除板，所述反向接穗储存箱安装在接穗输送架的另一侧，反向接穗储存箱与所述的反向接穗剔除驱动气缸对应设置。