CN108184466B - 一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机 - Google Patents
一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及穴盘苗移栽和嫁接技术领域。目的是提供一种能提高嫁接效率和嫁接苗成活率的移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机。技术方案是：一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，包括机架；其特征在于：该机架上设置有用于分别输送砧木苗盘与穗苗盘并且并排设置的第一输送机构与第二输送机构、用于分别切削砧木与接穗苗的第一斜切机构与第二斜切机构、用于夹持接穗苗的夹取机构、用于固定砧木与接穗苗的供夹机构以及用于分别移动夹取机构与供夹机构的第一运动机构与第二运动机构。
Description
技术领域
本发明涉及穴盘苗移栽和嫁接技术领域，具体是一种将移栽和嫁接接合在一起的穴盘苗移栽和整排并行式嫁接一体机。
背景技术
自动化育苗和移苗是现代育苗产业的关键技术，通过移栽可将穴盘中不健康的苗剔除并补上健康的苗，保证穴盘中的苗全部健康，有效提高穴盘苗的成活率和产量。目前我国还是依靠人工移栽为主，但是人工移栽存在效率低、工作量大的缺点，为提高移栽效率从国外引进了自动移栽机进行移栽作业，而所购买的移栽机价格昂贵且由于育苗和穴盘的不同使得相当一部分的移栽机不适合我国国情。
嫁接，也就是无性繁殖中的营养生殖的一种，接上去的枝或芽叫做接穗，被接的植物体叫做砧木或台木。利用嫁接可以增强植株抗病能力、植株耐低温能力、有利于克服连作危害、扩大了根系吸收范围和能力并提高产量。常见的嫁接方式有靠接法、插接法、劈接法、套接法等。目前我国的嫁接机研究主要集中在高校，发展较迟。现在的嫁接机多采用单株苗木嫁接，效率较低，且大多未能实现全自动。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种能提高嫁接效率和嫁接苗成活率的移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机。
本发明的技术方案是：
一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，包括机架；其特征在于：该机架上设置有用于分别输送砧木苗盘与穗苗盘并且并排设置的第一输送机构与第二输送机构、用于分别切削砧木与接穗苗的第一斜切机构与第二斜切机构、用于夹持接穗苗的夹取机构、用于固定砧木与接穗苗的供夹机构以及用于分别移动夹取机构与供夹机构的第一运动机构与第二运动机构；
所述两个斜切机构均包括倾斜设置在斜切平台上的一对刀片以及驱动刀片开合的两个斜切气缸，刀片上制有若干个弧形刀刃；
所述夹取机构包括设置在夹取平台上的若干对夹取抓手、驱动夹取抓手开合的夹取气缸；
所述供夹机构包括供夹平台、倾斜设置在供夹平台上输送板、制于输送板上的若干平行布置的输送槽、定位在输送槽中的若干夹推杆、推动夹推杆在输送槽中移动的夹推气缸；所述输送槽的宽度从上往下逐渐减小；
所述第一斜切机构固定在第一输送机构上，第二斜切机构固定在夹取机构的夹取平台底部。
机架上还设置有用于分别输送砧木补苗盘与接穗补苗盘的第三输送机构与第四输送机构、用于抓取砧木和接穗苗的移栽手、用于移动移栽手的第三运动机构；四个输送机构并排设置。
所述第一运动机构包括第一升降单元、第一Y平移单元、第一X平移单元；所述第二运动机构包括第二升降单元、第二Y平移单元；所述第三运动机构包括第三升降单元、第三Y平移单元、第三X平移单元；所述第三运动机构、第一运动机构、第二运动机构沿着第一输送机构的输送方向依次布置。
所述第一X平移单元、第三X平移单元均包括固定在机架上的X导轨、可绕水平轴线转动地定位在机架上且平行于X导轨的X丝杆、与X丝杆配合的X丝杆螺母、通过X滑块定位在X导轨上并与X丝杆螺母连接的X平台以及驱动X丝杆的X电机；
所述第一Y平移单元、第二Y平移单元、第三Y平移单元均包括水平布置并垂直于X导轨的Y导轨、通过Y滑块定位在Y导轨上的Y平台、可转动地定位在Y平台上的同步带轮和张紧轮、与同步带轮和张紧轮配合的同步带以及驱动同步带轮的Y电机；
所述第一升降单元、第二升降单元、第三升降单元均包括可绕竖直轴线转动地定位在Y平台上的升降丝杆、与升降丝杆配合的升降螺母、驱动升降丝杆转动的升降电机、可竖直滑动地定位在Y平台上的升降杆、与升降螺母及升降杆固定的升降螺母安装块；
所述夹取机构与第一升降单元的升降杆固定，供夹机构与第二升降单元的升降杆固定，移栽手与第三升降单元的升降杆固定。
所述第一运动机构中，第一Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在第一X平移单元的X平台上；所述第三运动机构中，第三Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在第三X平移单元的X平台上；所述第二运动机构中，第二Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在机架上。
所述移栽手包括移栽平台、可绕竖直轴线转动地定位在移栽平台中的移栽丝杠、与移栽丝杠配合的移栽螺母、驱动移栽丝杠转动的移栽电机、与移栽螺母固定的推板以及布置在移栽平台四周的四条手指；
所述移栽手的手指包括可竖直滑动地定位在移栽平台上并且顶端与推板固定的推杆、可水平滑动地定位在移栽平台上的手指滑块、两端分别可转动地铰接在手指滑块与推杆上的抓杆、设置在抓杆底端的抓针；每条手指中，手指滑块的滑动轴线方向垂直于推杆的滑动轴线方向并且还垂直于连杆的铰接轴轴线方向；相邻手指中，手指滑块的滑动轴线方向互相垂直。
所述四个输送机构均包括输送平台、可绕水平轴线转动地定位在输送机构平台上的主动辊和从动辊、连接主动辊和从动辊的输送带、通过传动单元驱动主动辊转动的输送电机、设置在输送机构平台上的传感器。
本发明的有益效果是：
本发明将用于嫁接的穴盘苗预先进行移栽处理，剔除不健康的苗并补上适合嫁接的苗后再进行整排并行式嫁接，不仅提高了嫁接的成功率和嫁接苗的成活率,而且提升了生产效率与自动化程度，还降低了工作量。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视结构示意图。
图3是本发明的左视结构示意图。
图4是本发明的俯视结构示意图。
图5是第一输送机构的立体结构示意图。
图6是第一X平移单元的立体结构示意图。
图7是第一Y平移单元的立体结构示意图。
图8是第一升降单元的立体结构示意图。
图9是第一斜切机构的立体结构示意图之一。
图10是第一斜切机构的立体结构示意图之二。
图11是夹取机构与第二斜切机构的立体结构示意图。
图12是供夹机构的立体结构示意图。
图13是供夹机构的主视结构示意图。
图14是供夹机构的俯视结构示意图。
图15是供夹机构的左视结构示意图。
图16是移栽手的左视结构示意图。
图17是本发明的布局示意图。
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。
一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，包括机架10、输送机构1、斜切机构、夹取机构6、供夹机构7、移栽手8以及运动机构。
所述输送机构（参见图4、图5）包括用于输送砧木苗盘91的第一输送机构11、用于输送接穗苗盘92的第二输送机构12、用于输送砧木补苗盘93的第三输送机构13与用于输送接穗补苗盘94的第四输送机构14。这四个输送机构并排设置并且结构相同，第三输送机与第四输送机布置在第一输送机构与第二输送机构的外侧，每个输送机构均包括输送平台1-1、通过轴承1-7可绕水平轴线转动地定位在输送机构平台上的主动辊1-2与从动辊1-3、连接主动辊和从动辊的输送带1-4、通过传动单元驱动主动辊转动的输送电机1-12、设置在输送平台上的传感器；输送电机通过输送电机安装板1-8固定在输送平台上；传动单元包括固定在主动辊上的大带轮1-10、固定在输送电机转轴上的小带轮1-11、连接大带轮与大带轮的输送同步带1-9；所述四个输送机构上均设置第一传感器1-5，第一输送机构与第二输送机构上还设置第二传感器1-6，第一传感器1-5与第二传感器1-6沿着输送平台的输送方向依次设置，四个第一传感器用于对砧木苗盘、接穗苗盘、砧木补苗盘、接穗补苗盘进行定位，两个第二传感器用于对经过处理的砧木苗、接穗苗盘进行定位。
所述斜切机构包括用于切削砧木的第一斜切机构51以及用于切削接穗苗的第二斜切机构52；这两个斜切机构结构相同，均包括斜切平台5-1、倾斜设置在斜切平台上的一对刀片5-2、固定在斜切平台上的两个斜切气缸5-3、分别连接斜切气缸活塞杆与刀片的两个斜切气缸连杆5-4；刀片的底部边沿制有若干个弧形刀刃，斜切平台上制有与刀刃形状相配合的卡口，刀刃的排列方向垂直于第一输送机构的输送方向，两个斜切气缸的伸缩方向相反，斜切气缸的伸缩方向垂直于第一输送机构的输送方向；斜切气缸的活塞杆收回时刀片合拢（如图9所示），卡口与刀刃上下对齐布置，斜切气缸的活塞杆伸出时刀片相向移动进行剪切（如图10所示）；每个刀片上制有5个刀刃，刀刃的大小和间距与穴盘穴孔间距相适合，可以保证同时对砧木与接穗苗进行整排切削。
所述夹取机构（参见图11）用于夹取经过切削的接穗苗；所述夹取机构包括夹取平台6-1、设置在长L连接板6-3上的5个短L夹取抓手6-4、设置在短L连接板6-5上的5个长L夹取抓手6-6、固定在夹取平台上用于分别驱动短L连接板与长L连接板相对运动的夹取气缸6-2；短L夹取抓手与长L夹取抓手间隔排列并且排列方向垂直于第一输送机构的输送方向（每对夹取抓手包括一个短L夹取抓手和一个长L夹取抓手），两个夹取气缸的伸缩方向相反，夹取气缸的伸缩方向垂直于第一输送机构的输送方向，夹取气缸驱动短L夹取抓手与长L夹取抓手开合来抓取整排接穗苗。
所述供夹机构（参见图12至图15）用于将经过切削的接穗苗与砧木固定为一体；所述供夹机构包括供夹平台7-1、倾斜设置在供夹平台上的输送板7-2、制于输送板上的5条平行布置的输送槽7-3（输送槽用于放入嫁接夹）、置于输送槽中的滑孔7-7、定位在供夹平台与输送板之间的推夹板7-6、缸体固定在供夹平台上用于推动推夹板移动的供夹气缸7-5（其活塞杆与推夹板连接）、固定在供夹平台上（与输送板连接）的供夹平台安装板7-8（用于连接运动机构），定位在输送槽中并且底端穿过滑孔后与夹推板固定的若干推夹杆7-4。
相邻输送槽的间距与穴盘穴孔间距相适合，输送槽的宽度与嫁接夹的尺寸相适合并且输送槽的宽度从上往下逐渐减小，输送槽排列方向垂直于第一输送机构的输送方向，供夹气缸的伸缩方向垂直于夹取气缸的伸缩方向；嫁接夹（图中省略）由外部装置放入输送槽中，供夹气缸通过夹推杆推动嫁接夹在输送槽中滑动，嫁接夹移动时逐渐收窄的槽壁会挤压嫁接夹的夹臂使其夹口打开，嫁接夹被推出输送槽后在自身弹力作用下关闭夹口。
所述移栽手（参见图16，现有技术）用于抓取砧木补苗与接穗补苗；所述移栽手包括移栽平台8-1、可绕竖直轴线转动地定位在移栽平台上的移栽丝杠8-2、与移栽丝杠配合的移栽螺母8-3、通过移栽电机支撑杆8-11固定在移栽平台上的移栽电机安装台8-10、固定在移栽电机安装台上驱动移栽丝杠转动的移栽电机8-4、连接移栽电机转轴与移栽丝杠的移栽电机套筒8-12、与移栽螺母固定的推板8-5以及布置在移栽平台四周的四条手指；每条手指中，推杆8-6可竖直滑动地定位在移栽平台上并且顶端与推板固定，手指滑块8-7可水平滑动地定位在移栽平台上，抓杆8-8两端分别可转动地铰接在手指滑块与推杆上，抓杆的底端设置抓针8-9；每条手指中，手指滑块的滑动轴线方向垂直于推杆的滑动轴线方向，抓杆的两个铰接轴的轴线方向互相平行并且同时垂直于手指滑块的滑动轴线方向与推杆的滑动轴线方向；相邻手指中，手指滑块的滑动轴线方向互相垂直，抓杆的铰接轴的轴线方向互相垂直。
所述运动机构设置在机架上用于分别移动夹取机构、供夹机构与移栽手。所述运动机构包括用于移动夹取机构的第一运动机构、用于移动供夹机构的第二运动机构、用于移动移栽手的第三运动机构。第三运动机构、第一运动机构、第二运动机构沿着第一输送机构的输送方向依次布置。所述第一运动机构包括第一升降单元4、第一Y平移单元3、第一X平移单元；所述第二运动机构包括第二升降单元、第二Y平移单元；所述第三运动机构包括第三升降单元、第三Y平移单元、第三X平移单元。
所述第一X平移单元、第三X平移单元的结构相同（参见图6），包括固定在机架上部的X导轨2-2、通过带座轴承2-7可绕水平轴线转动地定位在机架上且与X导轨平行的X丝杆2-1、平行于X丝杆的通过X电机安装板2-9固定在机架上的X电机2-3、连接X电机转轴与X丝杆的X电机连接套2-8、与X丝杆配合的X丝杆螺母2-5、通过X滑块2-4定位在X导轨上的X平台2-6、连接X平台与X丝杆螺母的X丝杆螺母安装板2-10。
所述第一Y平移单元、第二Y平移单元、第三Y平移单元的结构相同（参见图7），包括水平布置在X平台上并垂直于X导轨的Y导轨3-1、通过Y滑块3-2定位在Y导轨上的Y平台3-3、可转动地定位在Y平台上的同步带轮3-4与张紧轮3-5、与同步带轮和张紧轮配合并且两端与X平台固定的同步带3-6、驱动同步带轮转动的Y电机（图中省略）。
所述第一升降单元、第二升降单元、第三升降单元的结构相同（参见图8），包括可绕竖直轴线转动地定位在Y平台上的升降丝杆4-1、与升降丝杆配合的升降螺母4-2、通过升降电机支撑杆4-7固定Y平台上的升降电机安装台4-6、固定在升降电机安装台上的升降电机4-3、连接升降电机转轴与升降丝杆的升降电机连接套4-8、可竖直滑动地定位在Y平台上的两条升降杆4-4、与升降螺母及升降杆固定的升降螺母安装块4-5、设置在升降杆顶端的曲形连接件4-9、设置在升降杆的下部并且位于Y平台下方的限位板4-10。
所述第一X平移单元与第二X平移单元的X导轨互相平行（使用同一个X导轨），所述第一Y平移单元、第二Y平移单元与第三平移单元的Y导轨互相平行。所述第一运动机构中，第一Y平移单元的Y导轨固定在X平台上，第一Y平移单元的同步带的端部通过同步带安装板3-7固定在X平台上；所述第三运动机构中，第三Y平移单元的Y导轨固定在X平台上，第三Y平移单元的同步带的端部通过同步带安装板3-7固定在X平台上；所述第二运动机构中，第二Y平移单元的Y导轨固定在机架上，第二Y平移单元的同步带的端部固定在机架上。
所述夹取机构与第一升降单元的升降杆固定，供夹机构与第二升降单元的升降杆固定，移栽手与第三升降单元的升降杆固定；所述第一斜切机构固定在第一输送机构上并且位于第一传感器1-5与第二传感器之间，其高度与砧木苗盘上砧木的高度相适合，第二斜切机构固定在夹取机构的夹取平台底部。
本发明中，砧木苗盘、接穗苗盘、砧木补苗盘、接穗补苗盘均采用5*10孔的穴盘。本发明采用贴接法进行嫁接，即先将砧木苗和接穗苗斜切，再将其对准后用夹子连接固定。为实现对整排砧木苗、接穗苗的同时嫁接，以提高效率，根据5*10孔穴盘的尺寸设计了斜切机构、夹取机构、供夹机构，斜切机构的刀刃间距、短L夹取抓手与长L夹取抓手的间距、输送槽的间距均与穴盘的穴孔间距相同，以保证嫁接夹夹取固定的精度。
以上所有部件的运动，由PLC控制器结合传感器进行控制。
本发明的工作原理是：
将砧木苗盘和接穗苗盘放到第一输送机构和第二输送机构，将砧木补苗盘和接穗补苗盘放到第三输送机构和第四输送机构，四个苗盘移动到第一传感器位置时停止（四个苗盘处在同一直线上）；砧木苗盘和接穗苗盘经过外部的视觉检测找出穴盘中不健康苗所在的穴孔，通过移栽手进行剔苗和补苗（从砧木补苗盘和接穗补苗盘中补入）；完成剔苗和补苗处理后，砧木苗盘和接穗苗盘继续移动，砧木苗盘在经过第一斜切机构时每次前进一个穴孔的距离由第一斜切机构进行斜切；砧木苗盘和接穗苗盘移动至第二传感器位置时停止，第二斜切机构与夹取机构对接穗苗盘进行处理后将切下的接穗苗移动到砧木苗盘的最前排的穴盘上方，并将接穗苗与砧木上下对准；供夹机构调整位置后推出嫁接夹将砧木和接穗苗夹取固定；在进行后排嫁接时，供夹机构上升并且砧木苗盘移动一个穴孔的距离，然后供夹机构与夹取机构移动到第二排的穴盘上方进行嫁接；依次进行以上嫁接步骤，直至完成整盘苗的嫁接工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，包括机架(10)；其特征在于：该机架上设置有用于分别输送砧木苗盘与穗苗盘并且并排设置的第一输送机构(11)与第二输送机构(12)、用于分别切削砧木与接穗苗的第一斜切机构(51)与第二斜切机构(52)、用于夹持接穗苗的夹取机构(6)、用于固定砧木与接穗苗的供夹机构(7)以及用于分别移动夹取机构与供夹机构的第一运动机构与第二运动机构；
所述两个斜切机构均包括倾斜设置在斜切平台(5-1)上的一对刀片(5-2)以及驱动刀片开合的两个斜切气缸(5-3)，刀片上制有若干个弧形刀刃；
所述夹取机构包括设置在夹取平台(6-1)上的若干对夹取抓手、驱动夹取抓手开合的夹取气缸(6-2)；
所述供夹机构包括供夹平台(7-1)、倾斜设置在供夹平台上输送板(7-2)、制于输送板上的若干平行布置的输送槽(7-3)、定位在输送槽中的若干夹推杆(7-4)、推动夹推杆在输送槽中移动的夹推气缸(7-5)；所述输送槽的宽度从上往下逐渐减小；
所述第一斜切机构固定在第一输送机构上，第二斜切机构固定在夹取机构的夹取平台底部；
机架上还设置有用于分别输送砧木补苗盘与接穗补苗盘的第三输送机构(13)与第四输送机构(14)、用于抓取砧木和接穗苗的移栽手(8)、用于移动移栽手的第三运动机构；四个输送机构并排设置；
所述第一运动机构包括第一升降单元、第一Y平移单元、第一X平移单元；所述第二运动机构包括第二升降单元、第二Y平移单元；所述第三运动机构包括第三升降单元、第三Y平移单元、第三X平移单元；所述第三运动机构、第一运动机构、第二运动机构沿着第一输送机构的输送方向依次布置；
所述第一X平移单元、第三X平移单元均包括固定在机架上的X导轨(2-2)、可绕水平轴线转动地定位在机架上且平行于X导轨的X丝杆(2-1)、与X丝杆配合的X丝杆螺母(2-5)、通过X滑块(2-4)定位在X导轨上并与X丝杆螺母连接的X平台(2-6)以及驱动X丝杆的X电机(2-3)；
所述第一Y平移单元、第二Y平移单元、第三Y平移单元均包括水平布置并垂直于X导轨的Y导轨(3-1)、通过Y滑块(3-2)定位在Y导轨上的Y平台(3-3)、可转动地定位在Y平台上的同步带轮(3-4)和张紧轮(3-5)、与同步带轮和张紧轮配合的同步带(3-6)以及驱动同步带轮转动的Y电机；
所述第一升降单元、第二升降单元、第三升降单元均包括可绕竖直轴线转动地定位在Y平台上的升降丝杆(4-1)、与升降丝杆配合的升降螺母(4-2)、驱动升降丝杆转动的升降电机(4-3)、可竖直滑动地定位在Y平台上的升降杆(4-4)、与升降螺母及升降杆固定的升降螺母安装块(4-5)；
所述夹取机构与第一升降单元的升降杆固定，供夹机构与第二升降单元的升降杆固定，移栽手与第三升降单元的升降杆固定；
所述第一运动机构中，第一Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在第一X平移单元的X平台上；所述第三运动机构中，第三Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在第三X平移单元的X平台上；所述第二运动机构中，第二Y平移单元的Y导轨与同步带的端部均固定在机架上；
所述移栽手包括移栽平台(8-1)、可绕竖直轴线转动地定位在移栽平台中的移栽丝杠(8-2)、与移栽丝杠配合的移栽螺母(8-3)、驱动移栽丝杠转动的移栽电机(8-4)、与移栽螺母固定的推板(8-5)以及布置在移栽平台四周的四条手指。
2.根据权利要求1所述的移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，其特征在于：所述移栽手的手指包括可竖直滑动地定位在移栽平台上并且顶端与推板固定的推杆(8-6)、可水平滑动地定位在移栽平台上的手指滑块(8-7)、两端分别可转动地铰接在手指滑块与推杆上的抓杆(8-8)、设置在抓杆底端的抓针(8-9)；每条手指中，手指滑块的滑动轴线方向垂直于推杆的滑动轴线方向并且还垂直于连杆的铰接轴轴线方向；相邻手指中，手指滑块的滑动轴线方向互相垂直；相对应的两个手指滑块，所配合的滑槽轴线同轴。
3.根据权利要求2所述的移栽与整排并行式穴盘苗嫁接一体机，其特征在于：所述四个输送机构均包括输送平台(1-1)、可绕水平轴线转动地定位在输送机构平台上的主动辊(1-2)和从动辊(1-3)、连接主动辊和从动辊的输送带(1-4)、通过传动单元驱动主动辊转动的输送电机(1-12)、设置在输送机构平台上的传感器。
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