CN111684940B - 一种苹果树自动化嫁接的削楔装置 - Google Patents

Abstract

一种针对苹果树嫁接的削楔装置。由削楔部分，穗木直径测量部分，穗木送进部分组成。尼龙块、穗木底部固定板和手指气缸伸长手爪分别把穗木的端面，底面和侧面定位。通过左、右切削气缸的切削进给方向与穗木轴线的夹角不同，来获得非对称切削平面的穗木。测量部分为手指气缸由张开到夹紧穗木过程中手指移动带动齿条移动，然后齿条带动大齿轮转动，再通过大齿轮与小齿轮啮合放大角位移的作用，使与小齿轮固连的角度传感器测得精确的角度，以达到测量穗木直径的目的。穗木的送进部分为送进气缸在导向装置的辅助下，直接将夹紧穗木的手指气缸和穗木直径测量部分送进至与砧木斜切面对接位置，保证对接精度，提高了嫁接成活率。

Description

一种苹果树自动化嫁接的削楔装置

技术领域

本发明涉及一种针对苹果树自动化嫁接的穗木削楔装置，且可将削楔完成的穗木削楔面与砧木斜切面完成对接，实现自动化嫁接。属于农业自动化领域和种植领域。

背景技术

果树嫁接是果树无性繁殖的方法之一，即采取优良品种植株上的枝或芽接到另一植株的适当部位，使两者结合而生成新的植株。嫁接在果树培养和农作物种植领域具有重要地位。在实地考察中发现，苹果树的嫁接主要是通过人工来实现的。人的体力劳动强度高且工作环境恶劣，有的甚至需要在田间跪行一整天。现今由于劳动力的成本较高，导致嫁接成本的提高。为了改善工人的工作环境和降低嫁接的成本，也为了满足市场的需求，设计了苹果树自动嫁接的削楔装置。

发明内容

本发明在于提供一种自动嫁接的削楔装置，被削楔完成的穗木的削楔面可与砧木斜切面进行对接来实现自动嫁接。为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明为苹果树嫁接时用于削楔的装置，由削楔部分，穗木直径测量部分和穗木送进部分组成。

本发明的削楔部分是通过将待削楔的穗木放在定位面上，夹紧之后进行削楔。具体步骤为：将待削楔的穗木放在穗木底部固定板上，端面与定位尼龙块接触，然后手指气缸夹紧穗木侧面，使穗木轴线处于左，右削楔气缸的中线处，完成对穗木的定位，最后削楔气缸带动刀具完成对穗木的削楔。

本发明的穗木直径测量部分是将齿条固定板固连在手指气缸的手指上，手指气缸带动齿条移动，齿条带动大齿轮转动，再通过大齿轮与小齿轮的啮合转动，使得与小齿轮固连的角度传感器的轴转动相应角度，从而测得相应的角度。此处的大齿轮与小齿轮的啮合结构是为了放大角位移，因为当穗木的直径接近手指气缸张开的最大距离时，则手指气缸的手指带动齿条移动的距离很小，若齿条直接与小齿轮啮合，则小齿轮转动角度也会很小，导致角度传感器不能准确测量角度，从而影响对穗木直径的测量，所以此处的大齿轮与小齿轮啮合是为了放大角位移，从而可以精确测量穗木直径，为破砧提供准确的进刀位置。

本发明的穗木送进部分包括送进气缸，直线滑块和导杆轴等。将手指气缸及穗木直径测量部分固定在送进气缸的活塞杆顶端，直线滑块与被运送的部分固连，起到对气缸活塞杆的导向和支撑作用。最终，送进气缸将夹紧穗木的手指气缸及测量部分送进至砧木处，使穗木削楔面与砧木斜切面完成对接。保证了穗木削楔面与砧木斜切面对接的精度，实现了自动化嫁接。

附图说明

图1是该发明的整体三维图，图2是该发明的穗木直径测量部分细节图，图3是该发明削楔完成的穗木示意图，图4是该发明的气缸固定板示意图。

图中：1.送进气缸，2右切削气缸，3. 切削气缸固定板，4.固定底板，5.端面固定气缸固定板，6.端面固定气缸，7.固定端面连接板，8.刀架，9.刀片，10.穗木底部固定板，11.尼龙固定板，12. 尼龙块，13手指气缸伸长手爪，14手指气缸，15.导杆轴，16.导杆轴固定支座，17. 导向固定板，18. 直线滑块，19.连接与固定板，20.齿条固定板，21.齿条，22.角度传感器，23.小齿轮，24.大齿轮，25.左切削气缸。

具体实施方式

如图1，2，3，4，所示，首先端面固定气缸（6）伸出，带动尼龙固定板（11）运动到相应的位置，此时固连在尼龙固定板（11）上的尼龙块（12）为穗木提供端面定位，然后将穗木装夹在穗木底部固定板（10）上，装夹时穗木非靠近芽一侧的端面顶紧尼龙块（12）且有芽一侧朝上，防止装夹和切削对于穗木的芽的损伤。手指气缸（14）带动手指气缸伸长手爪（13）将穗木夹紧，使穗木轴线处于左，右削楔气缸的中线处，从而完成对穗木的定位。手指气缸（14）收紧的同时，固定在手指气缸（14）手指上的齿条固定板（20）带着齿条（21）移动，从而带动大齿轮（24）转动，通过大齿轮（24）与小齿轮（23）的啮合传动，使固连在角度传感器（22）上的小齿轮（23）转动相应的角度，从而角度传感器（22）测得的角度即为小齿轮（23）转动的角度，通过角度传感器测得的角度来计算穗木的直径。其测量原理为手指气缸（14）不工作时，手指气缸（14）处于张开到最大距离的状态，此时的角度传感器（22）处于人为规定的0°位置，当手指气缸（14）夹紧穗木时，手指气缸（14）的手指移动的线位移转化为角度传感器（22）的角位移，通过角度传感器（22）测量的角位移与齿轮齿条的啮合关系可以反推出手指气缸（14）的手指移动的线位移，进而可以得出穗木的直径。当穗木直径接近手指气缸（14）张开最大距离时，手指气缸（14）的手指在夹紧穗木的过程中移动的距离较小，若齿条（21）直接与小齿轮（23）啮合，则线位移较小导致角度传感器（22）测得的角度过于微小而不能精确测量穗木的直径。为了可以精确测量穗木直径，通过大齿轮（24）与小齿轮（23）啮合放大角位移的作用，来达到精确测量穗木直径的目的。当穗木被定位后，左切削气缸（25）伸出，完成对穗木的左侧切削，左切削气缸（25）收回，此时右切削气缸（2）伸出，完成对穗木的右侧切削，切削完成后收回。切削穗木时，刀片的刀刃要少许切入尼龙块（12）中以保证穗木被切削部分可以顺利被切除掉。苹果树嫁接时穗木的切削面应为非对称的，如图3所示。为了达到此目的，左切削气缸（25）切削进给方向与穗木轴线夹角为17.5°，右切削气缸（2）切削进给方向与穗木轴线夹角为22.5°。切削气缸固定板（3）的气缸固定平面与水平面有夹角，切削时穗木受到垂直向下的压力，使穗木的定位更加稳定，所以本发明的切削气缸固定板（3）的气缸固定平面与水平面夹角为15°，如图4所示。完成对穗木的切削后，送进气缸（1）将直接把夹紧穗木的手指气缸和穗木直径测量部分送进至与砧木斜切面对接位置，避免二次定位，保证了穗木削楔面与砧木斜切面的对接精度。在送进之前，端面固定气缸（6）应先收回，带动尼龙固定板（11）和尼龙块（12）离开端面位置，以保证穗木的顺利送进。最终，送进气缸（1）在导向装置的辅助下使穗木的削楔面与砧木的斜切面完成对接，实现自动化嫁接。

Claims (1)

1.一种苹果树自动化嫁接的削楔装置，其特征在于：由削楔部分，穗木直径测量部分和穗木送进部分组成，包括送进气缸（1），右切削气缸（2），切削气缸固定板（3），刀架（8），刀片（9），手指气缸（14），导杆轴（15），直线滑块（18），齿条固定板（20），齿条（21），角度传感器（22），小齿轮（23），大齿轮（24），左切削气缸（25）；右切削气缸（2）、左切削气缸（25）的切削进给方向与穗木轴线呈不同夹角，左切削气缸（25）的切削进给方向与穗木轴线夹角为17.5°，右切削气缸（2）的切削进给方向与穗木轴线夹角为22.5°；穗木送进部分包括送进气缸（1），直线滑块（18）和导杆轴（15）；手指气缸（14）及穗木直径测量部分固定在送进气缸（1）的活塞杆顶端，直线滑块（18）与被运送部分固连；穗木直径测量部分结构为手指气缸（14）的手指与齿条固定板（20）固连，齿条固定板（20）与齿条（21）连接，齿条（21）与大齿轮（24）啮合，大齿轮（24）与固连在角度传感器上的小齿轮（23）啮合。

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