CN109479548B - 一种全自动机械嫁接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动机械嫁接设备，包括机架，机架下方设有第一传送带与第二传送带，第一传送带一侧设有第四翻转供苗机构、第二传送带一侧第五翻转供苗机构，机架上设有抓取砧木与接穗并使两者呈同轴间隔设置的对接机构，机架上设有切割砧木与接穗的切割机构，架上设有用于拖动热缩带的驱动机构，带盘与驱动机构之间设有用于切割热缩带的剪切机构，机架上设有将热缩带抓取并放置于砧木与接穗之间的机械手，机架上设有驱动砧木对接接穗的第一驱动件，机架上设有热烘件，第二传送带的上方设有输出传送带，机械手将已嫁接好的嫁接苗移栽于穴盘中，由输出传送带整盘输出。本发明具有以下优点和效果：本发明能实现嫁接苗自动供苗、机械嫁接，然后移栽的嫁接全自动化，从而大大提高提升嫁接效率和自动化、降低劳动强度和人工成本。

Description

一种全自动机械嫁接设备

技术领域

本发明涉及一种嫁接技术，特别涉及一种全自动机械嫁接设备。

背景技术

嫁接，是植物的人工繁殖方法之一，即把一种植物的枝或芽，嫁接到另一种植物的茎或根上，使接在一起的两个部分长成一个完整的植株，嫁接的方式分为芽接、嵌芽接、腹接法、舌接法和插皮接等，嫁接是利用植物受伤后具有愈伤的机能来进行的。

然而传统的嫁接方式都是人工手动嫁接，人工手动嫁接时，工人手持嫁接刀分别在砧木和接穗上斜削出贴接面，将削好的两个插接面贴合在一起，用塑料薄膜对两者进行缠绕固定。由于传统的方式都是人工，导致植物嫁接的效率低；且植物的嫁接需要有经验的嫁接师傅才能胜任，这样才能保证嫁接植物的成活率。如此，就使得传统的嫁接方式需要较高的人工成本，同时由于嫁接的时令性，嫁接强度非常大，且嫁接效率还偏低，现代农业需要嫁接技术的机械化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动机械嫁接设备，该全自动机械嫁接设备能实现自动穴盘供苗、机械嫁接和移栽的嫁接全自动化，从而提升嫁接效率、降低劳动强度和人工成本。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种全自动机械嫁接设备，包括机架，位于所述机架的下方设有用于传输砧木的第一传送带与传送接穗的第二传送带，所述第一传送带的一侧设有用于翻转砧木的第四翻转供苗机构、第二传送带的一侧设有用于翻转接穗的第五翻转供苗机构，所述机架上设有用于抓取第四翻转供苗机构上砧木与第五翻转供苗机构上接穗并使两者呈同轴间隔设置的对接机构，所述机架上设有用于同步切割砧木与接穗的切割机构，所述机架上设有用于绕卷筒状热缩带的带盘，所述机架上靠近于带盘输出端的位置设有用于拖动热缩带的驱动机构，所述带盘与驱动机构之间设有用于切割热缩带的剪切机构，所述机架上设有将被切割的环状热缩带抓取并放置于砧木与接穗之间且与砧木成同轴设置的机械手，所述机架上设有驱动砧木对接接穗的第一驱动件，所述机架上设有使环状热缩带收缩的热烘件，位于所述第二传送带的上方设有输出传送带，所述的机械手将嫁接后的植物抓取自动移植于输出传送带上的穴盘中。

通过采用上述技术方案，将砧木穴盘苗放于第一传送带、接穗穴盘苗立放于第二传送带实现分别传输，当砧木传输至靠近第四翻转供苗机构的位置时，通过第四翻转供苗机构将砧木抓取并将砧木旋转至平躺状态，实现自动供苗；接穗传输至靠近第五翻转供苗机构的位置时，通过第五翻转供苗机构将接穗抓取并将接穗旋转至平躺状态，实现自动供苗。再通过对接机构分别对平躺状态的砧木与接穗进行抓取，并使两者之间处于同轴间隔设置的固定状态，切割机构对砧木和接穗进行同步切割出贴接面，驱动机构将筒状的热缩带从带盘中拉出并在剪切机构的切割下形成环状的热缩带，环状的热缩带在机械手的抓取下移动至砧木和接穗两者之间的位置。第一驱动件驱动砧木穿过环状的热缩带朝向接穗移动，完成两个插接面之间的对接，此时机械手放开热缩带；热烘件工作，热缩带受热烘件的热量发生收缩，从而束紧在砧木与接穗两者之间的连接位置，实现对两者的固定。最后通过机械手将嫁接完成的植物抓取移植于输出传送带上的穴盘中，以此往复实现全自动机械嫁接，从而降低劳动强度和人工成本，提升工作效率。

进一步设置为：所述对接机构包括用于抓取砧木的第一抓取构件以及用于抓取接穗的第二抓取构件，所述第一抓取构件包括滑移设置于机架的第一滑座、固设于第一滑座的第一滑轨、滑移设置于第一滑轨的第一滑块、固设于第一滑块的第一滑道以及滑移设置于第一滑道的第一夹爪，所述第一驱动件驱动第一滑座朝向第二抓取构件往复滑移，所述第一滑块在第一传送带与第二传送带两者之间往复滑移，所述第一滑轨上设有驱动第一滑块滑移的第二驱动件，所述第一夹爪沿机架的高度方向滑移，所述第一滑道上设有驱动第一夹爪滑移的第三驱动件。

通过采用上述技术方案，第三驱动件驱动第一夹爪朝向第一传送带方向移动，对位于第四翻转供苗机构上的砧木进行抓取，通过第二驱动件驱动第一滑块滑移用于对准砧木与接穗两者的嫁接面，最后通过第一驱动件驱动第一滑座朝向第二抓取构件滑移的方式，实现两个嫁接面两者之间的对接贴合。

进一步设置为：所述第二抓取构件包括滑移设置于机架的第二滑块、固设于第二滑块的第二滑道以及滑移设置于第二滑道的第二夹爪，所述第二滑块的滑移方向与第一滑块的滑移方向平行，所述第二夹爪的滑移方向与第一夹爪的滑移方向平行，所述机架上设有驱动第二滑块往复滑移的第四驱动件，所述第二滑道上设有驱动第二夹爪往复滑移的第五驱动件。

通过采用上述技术方案，第五驱动件驱动第二夹爪朝向第二传送带方向移动，对位于第五翻转供苗机构上的接穗进行抓取，通过第四驱动件与第二滑块滑移的方式用于对准砧木与接穗两者的嫁接面，实现两者之间的嫁接。

进一步设置为：所述切割机构包括滑移设置于机架的刀架、驱动刀架朝向对接机构往复滑移的第六驱动件以及设置于刀架的第一切刀与第二切刀。

通过采用上述技术方案，第六驱动件驱动刀架实现滑移，滑移中的刀架带动第一切刀与第二切刀同步移动，第一切刀对砧木进行切割、第二切刀对接穗进行切割。

进一步设置为：所述机架上位于对接机构相对于刀架的另一侧设有第五气缸，所述第五气缸的伸缩方向与刀架的滑移方向平行设置，所述第五气缸的活塞杆上固设有限位挡板。

通过采用上述技术方案，切割机构在切割砧木与接穗的过程中，会对砧木与接穗施加朝向第五气缸方向的作用力，为了在砧木与接穗上形成更加完整的贴接面，通过第五气缸驱动限位挡板抵触砧木与接穗背对刀架的一侧，从而使切割出的贴接面更加平整光滑。

进一步设置为：所述驱动机构包括滑移设置于的第三夹爪以及驱动第三夹爪朝向带盘输出端往复滑移的第七驱动件。

通过采用上述技术方案，第七驱动件驱动第三夹爪朝向带盘的输出位置移动，第三夹爪对热缩带进行夹持，从而将热缩带从带盘中拉出。

进一步设置为：所述剪切机构包括一侧铰接于机架的裁刀以及驱动裁刀围绕于铰接处转动的第八驱动件。

通过采用上述技术方案，第八驱动件驱动裁刀围绕于铰接位置进行转动，对条状的热缩带进行裁剪。

进一步设置为：所述热烘件为热风机。

通过采用上述技术方案，热风机对热缩带提供热风，使热缩带受热发生收缩。

进一步设置为：所述第四翻转供苗机构包括滑移设置于第一传送带侧壁的第四滑块、固设于第四滑块的第四滑道、滑移设置于第四滑道第四电机以及固设于第四电机转轴的第五夹爪，所述第五夹爪的数量设置为多个，所述架上设有驱动第四滑块沿机架高度方向往复滑移的第九驱动件，所述第四滑道上设有驱动第四电机朝向第一传送带往复滑移的第十驱动件。

通过采用上述技术方案，第十驱动件初始状态是驱动第四电机带动第五夹爪朝向第一传送带滑移，通过第五夹爪对输送的穴盘砧木进行夹持；再通过第九驱动件驱动第四滑块进行滑移，使抓取砧木的第五夹爪能远离第一传送带，最后第四电机转动，将砧木从立放的状态旋转至平躺状态。

进一步设置为：所述第五翻转供苗机构的结构与第四翻转供苗机构的结构相同。

通过采用上述技术方案，通过相同的结构将接穗从立放的状态旋转至平躺状态。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明能实现嫁接苗自动供苗、机械嫁接，然后移栽的嫁接全自动化，从而大大提高提升嫁接效率和自动化、降低劳动强度和人工成本。

附图说明

图1为实施例的立体图；

图2为实施例的另一立体图；

图3为实施例的局部结构示意图；

图4为实施例的另一局部结构示意图；

图5为实施例的局部剖面图；

图6为实施例中第一抓取构件的结构示意图；

图7为实施例中第二抓取构件的结构示意图；

图8为实施例的嫁接面对接原理图。

图中：1、机架；2、第一传送带；3、第二传送带；4、第四翻转供苗机构；41、第四滑块；42、第四滑道；43、第四电机；44、第五夹爪；45、第九驱动件；46、第十驱动件；5、第五翻转供苗机构；6、切割机构；61、刀架；62、第六驱动件；63、第一切刀；64、第二切刀；7、带盘；8、驱动机构；81、第三夹爪；82、第七驱动件；9、剪切机构；91、裁刀；92、第八驱动件；10、机械手；11、第一驱动件；12、热烘件；13、输出传送带；14、第一抓取构件；141、第一滑座；142、第一滑轨；143、第一滑块；144、第一滑道；145、第一夹爪；146、第二驱动件；147、第三驱动件；15、第二抓取构件；151、第二滑块；152、第二滑道；153、第二夹爪；154、第四驱动件；155、第五驱动件；16、第五气缸；17、限位挡板；18、热缩带。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参考图1至图8，一种全自动机械嫁接设备，包括机架1，位于机架1的下方设有第一传送带2以及位于第一传送带2一侧的第二传送带3，第一传送带2背对第二传送带3的一侧壁设有第四翻转供苗机构4，第二传送带3背对第一传送带2的一侧壁设有第五翻转供苗机构5，第四翻转供苗机构4与第五翻转供苗机构5的结构相同，本申请只对第四翻转供苗机构4的具体结构进行进一步说明。机架1上方设有对接机构，对接机构包括第一抓取构件14以及第二抓取构件15，机架1上位于第一抓取构件14相对于第二抓取构件15的另一侧设有第一驱动件11，机架1上位于第一抓取构件14的一侧设有切割机构6。机架1上位于第一抓取构件14相对于切割机构6的另一侧固设有第五气缸16，第五气缸16的活塞杆上固设有限位挡板17，第五气缸16、切割机构6、第一抓取构件14与第二抓取构件15四者之间呈十字分布设置。

机架1上方转动设置有带盘7，机架1上靠近带盘7输出端的位置设有驱动机构8，机架1上位于驱动机构8与带盘7之间的位置设有剪切机构9，机架1上固设有机械手10，机械手10在众宏自动化股份有限公司有所生产，为现有技术，在此不做过多阐述。机架11上固设有热烘件12，热烘件12为热风机，热风机在上海青沃实业有限公司有所生产，为现有技术，在此不做过多阐述，第二传送带3的上方固设有输出传送带13。

第四翻转供苗机构4包括沿竖直方向滑移设置于第一传送带2侧壁的第四滑块41、固设于第四滑块41的第四滑道42、滑移设置于第四滑道42的第四电机43以及固设于第四电机43转轴的第五夹爪44，第五夹爪44的数量为多个。第四电机43沿水平方向滑移且滑移方向与第一传送带2的传输方向垂直设置，第一传送带2侧壁与第四滑块41之间连接有第九驱动件45，第九驱动件45为气缸。第四滑道42与第四电机43之间连接有第十驱动件46，第十驱动件46为气缸。

剪切机构9包括一侧通过铰链铰接于机架1的裁刀91以及驱动裁刀91转动的第八驱动件92，第八驱动件92为气缸，气缸的缸体与机架1铰接、活塞缸与裁刀91远离铰链的一侧铰接。驱动机构8包括滑移设置于机架1的第三夹爪81以及驱动第三夹爪81滑移的第七驱动件82，第三夹爪81的滑移方向与热缩带的输出方向平行设置，第七驱动件82为气缸，气缸的缸体与机架1固定连接、活塞杆与第三夹爪81固定连接。

第一抓取构件14包括滑移设置于机架1的第一滑座141、固设于第一滑座141的第一滑轨142、滑移设置于第一滑轨142的第一滑块143、固设于第一滑块143的第一滑道144以及滑移设置于第一滑道144的第一夹爪145。第一驱动件11连接于机架1与第一滑座141之间，第一驱动件11为气缸；第一滑块143在第一传送带2与第二传送带3两者之间往复滑移，所述第一滑轨142上设有驱动第一滑块143滑移的第二驱动件146，第二驱动件146包括转动设置于第一滑轨142的螺杆以及驱动螺杆转动的电机，螺杆的轴向与第一滑轨142的滑移方向平行设置且螺杆与第一滑块143螺纹连接。第一夹爪145沿机架1的高度方向滑移，第一滑道144与第一夹爪145之间连接有第三驱动件147，第三驱动件147为气缸。

第二抓取构件15包括滑移设置于机架1的第二滑块151、固设于第二滑块151的第二滑道152以及滑移设置于第二滑的第二夹爪153；第二滑块151的滑移方向与第一滑块143的滑移方向平行，第二夹爪153的滑移方向与第一夹爪145的滑移方向平行。机架1与第二滑块151之间设有第四驱动件154，第四驱动件154包括转动设置于机架1的螺杆以及驱动螺杆转动的电机，螺杆与第二滑块151螺纹连接。第二滑道152与第二夹爪153之间连接有第五驱动件155，第五驱动件155为气缸。

工作过程：砧木穴盘苗立放于第一传送带2、接穗穴盘苗立放于第二传送带3进行同步传送，当砧木穴盘传送到靠近于第五夹爪44的位置时，第五夹爪44对穴盘中的整排砧木进行抓取并在第四电机43的作用下将砧木转动至平躺的状态，等待嫁接抓取；而接穗在第五翻转供苗机构5的作用下同样转动至平躺的状态，等待嫁接抓取。第一夹爪145朝向第四翻转供苗机构4移动对平躺的砧木进行抓取、第二夹爪153朝向第五翻转供苗机构5移动对平躺的接穗进行抓取并将砧木与接穗两者移动至同轴的状态。当砧木与接穗处于同轴间隔设置时，第五气缸1611驱动限位挡板17同时抵触砧木与接穗的一侧，第六驱动件62驱动第一切刀63与第二切刀64朝向砧木与接穗移动，在砧木与接穗上切割形成贴接面。第七驱动件82驱动第三夹爪81朝向带盘7输出端移动，将热缩带拉出，拉出的热缩带在经过裁刀91时，第八驱动件92驱动裁刀91对热缩带进行切割。机械手10对被切割后的热缩带进行抓取并移动至砧木与接穗之间，第一驱动件11驱动砧木穿过环形的热缩带朝向接穗移动，使两个贴接面贴合，贴合后机械手10放下热缩带，热风机工作将热风输送至热缩带，热缩带发生收缩从而包裹在砧木与接穗两者之间。砧木接穗两者在完成嫁接后，机械手10将完成嫁接的植物抓取并移植于输出传送带13穴盘中，实现自动移栽输出。热缩带为PE热缩带，上述的工作过程是通过PLC控制器控制实现具体操作，PLC控制器为本领域的常规技术手段，PLC控制器的型号为西门子S-300，而PLC控制器能对气缸的行程、电机的转轴、传送带的传输、机械手10的工作、热风机的工作进行控制的手段也均为本领域的常规技术手段。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：包括机架(1)，位于所述机架(1)的下方设有用于传输砧木的第一传送带(2)与传送接穗的第二传送带(3)，所述第一传送带(2)的一侧设有用于翻转砧木的第四翻转供苗机构(4)、第二传送带(3)的一侧设有用于翻转接穗的第五翻转供苗机构(5)，所述机架(1)上设有用于抓取第四翻转供苗机构(4)上砧木与第五翻转供苗机构(5)上接穗并使两者呈同轴间隔设置的对接机构，所述机架(1)上设有用于同步切割砧木与接穗的切割机构(6)，所述机架(1)上设有用于绕卷筒状热缩带的带盘(7)，所述机架(1)上靠近于带盘(7)输出端的位置设有用于拖动热缩带的驱动机构(8)，所述带盘(7)与驱动机构(8)之间设有用于切割热缩带的剪切机构(9)，所述机架(1)上设有将被切割的环状热缩带抓取并放置于砧木与接穗之间且与砧木成同轴设置的机械手(10)，所述机架(1)上设有驱动砧木对接接穗的第一驱动件(11)，所述机架(1)上设有使环状热缩带收缩的热烘件(12)，位于所述第二传送带(3)的上方设有输出传送带(13)，所述的机械手(10)将嫁接后的植物抓取移栽于输出传送带(13)穴盘里，所述对接机构包括用于抓取砧木的第一抓取构件(14)以及用于抓取接穗的第二抓取构件(15)，所述第一抓取构件(14)包括滑移设置于机架(1)的第一滑座(141)、固设于第一滑座(141)的第一滑轨(142)、滑移设置于第一滑轨(142)的第一滑块(143)、固设于第一滑块(143)的第一滑道(144)以及滑移设置于第一滑道(144)的第一夹爪(145)，所述第一驱动件(11)驱动第一滑座(141)朝向第二抓取构件(15)往复滑移，所述第一滑块(143)在第一传送带(2)与第二传送带(3)两者之间往复滑移，所述第一滑轨(142)上设有驱动第一滑块(143)滑移的第二驱动件(146)，所述第一夹爪(145)沿机架(1)的高度方向滑移，所述第一滑道(144)上设有驱动第一夹爪(145)滑移的第三驱动件(147)，所述第二抓取构件(15)包括滑移设置于机架(1)的第二滑块(151)、固设于第二滑块(151)的第二滑道(152)以及滑移设置于第二滑道(152)的第二夹爪(153)，所述第二滑块(151)的滑移方向与第一滑块(143)的滑移方向平行，所述第二夹爪(153)的滑移方向与第一夹爪(145)的滑移方向平行，所述机架(1)上设有驱动第二滑块(151)往复滑移的第四驱动件(154)，所述第二滑道(152)上设有驱动第二夹爪(153)往复滑移的第五驱动件(155)，所述切割机构(6)包括滑移设置于机架(1)的刀架(61)、驱动刀架(61)朝向对接机构往复滑移的第六驱动件(62)以及设置于刀架(61)的第一切刀(63)与第二切刀(64)，所述机架(1)上位于对接机构相对于刀架(61)的另一侧设有第五气缸(16)，所述第五气缸(16)的伸缩方向与刀架(61)的滑移方向平行设置，所述第五气缸(16)的活塞杆上固设有限位挡板(17)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：所述驱动机构(8)包括滑移设置的第三夹爪(81)以及驱动第三夹爪(81)朝向带盘(7)输出端往复滑移的第七驱动件(82)。

3.根据权利要求1所述的一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：所述剪切机构(9)包括一侧铰接于机架(1)的裁刀(91)以及驱动裁刀(91)围绕于铰接处转动的第八驱动件(92)。

4.根据权利要求1所述的一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：所述热烘件(12)为热风机。

5.根据权利要求1所述的一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：所述第四翻转供苗机构(4)包括滑移设置于第一传送带(2)侧壁的第四滑块(41)、固设于第四滑块(41)的第四滑道(42)、滑移设置于第四滑道(42)的第四电机(43)以及固设于第四电机(43)转轴的第五夹爪(44)，所述第五夹爪(44)的数量设置为多个，所述机架(1)上设有驱动第四滑块(41)沿机架(1)高度方向往复滑移的第九驱动件(45)，所述第四滑道(42)上设有驱动第四电机(43)朝向第一传送带(2)往复滑移的第十驱动件(46)。

6.根据权利要求5所述的一种全自动机械嫁接设备，其特征在于：所述第五翻转供苗机构(5)的结构与第四翻转供苗机构(4)的结构相同。

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