一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器的製作方法

2023-04-22 19:21:06 2

專利名稱：一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及蔬果嫁接技術領域，具體是蔬果嫁接機上用於剪切和調整嫁接苗子葉方向的振動式上 苗執行器。
背景技術：
嫁接是一種人工營養繁殖植物的方法，即把一種植物的枝或芽嫁接到另一種植物的莖或根上，使兩個部分長成一個完整的植株。而在這兩個部分中，通常把開花結果的苗叫穗木，把扎在土中吸收水分營養的苗叫砧木。蔬果的幼苗非常纖細，穗木的直徑一般只有I毫米左右，砧木的直徑也只有3-4毫米左右，而且蔬菜嫁接的適時期較短，一般只有幾天時間，因此操作者需要具有較高技術水準，將兩棵幼苗準確快速地嫁接到一起，以提高嫁接苗的成活率，在進行大規模的嫁接作業時更是如此。嫁接機器人技術是近年在國際上出現的一種集機械、自動控制與設施園藝技術於一體的高新技術。嫁接機器人可在極短時間內，將砧木和穗木的切口嫁接為一體，不僅避免了切口長時間的氧化和苗內液體的流失，可以大大提高嫁接成活率，同時也大大提高了工作效率，對於促進蔬菜瓜果的規模化生產有重要的意義。目前國際上嫁接機械化研究發展到一定階段，已逐漸由半自動化嫁接向全自動化方向發展。其中，如何實現穴盤中瓜科和葫蘆科植物的自動嫁接、上苗以及對其子葉方向進行準確調整，是瓜科穴盤苗全自動嫁接的關鍵，也是國際研究的先進技術領域。常規的蔬果嫁接機中，上苗執行器的機械手爪在完成取苗、切苗操作後，利用嫁接苗自身的重力，使嫁接苗在具有一定弧度的導向器內調整子葉方向，由於嫁接苗自身的形狀限制以及摩擦力影響，嫁接苗在角度調整過程中會有轉向緩慢、角度不理想等問題，尚待解決。

實用新型內容本實用新型的目的是克服上述背景技術中的不足，提供一種新型的子葉方向可調的上苗執行器，該上苗執行器在具備對穴盤中嫁接苗進行自動取苗的功能基礎上，還應具備調整所取嫁接苗子葉方向的功能，而且具有子葉方向調整快速、角度準確的特點。本實用新型採用的技術方案是—種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，包括對嫁接苗進行剪切和取回作業的氣爪裝置、驅動氣爪裝置前後運動的雙杆氣缸，以及用於調節嫁接苗子葉方向的導向裝置；所述導向裝置包括一導向器，該導向器的兩個半弧形導向片分別定位在氣爪裝置上側的兩個聯動手指上；其特徵在於每個半弧形導向片的底板上分別固定有一激振器，底板上還開設有至少兩個通孔，所述兩個聯動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向杆，半弧形導向片與聯動手指之間的振蕩導向杆上套設有彈簧，兩根振蕩導向杆的上端穿越過所述半弧形導向片的通孔，半弧形導向片的底板上方另設有一彈性擋片，該彈性擋片的兩端分別固定在兩振蕩導向杆的上端以對所述半弧形導向片限位。[0008]所述的每個半弧形導向片均為一豎直往上伸展、底部中間制有一半圓孔的片狀半圓柱面，柱面的中心朝上突起而兩邊往下傾斜。所述氣爪裝置包括一聯動氣爪，以及一固定在所述聯動氣爪下方且對嫁接苗進行剪切的八字型氣爪；所述聯動氣爪由固定在所述雙杆氣缸活塞杆前端的聯動氣爪氣缸以及由該氣缸驅動的活動爪夾組成；所述活動爪夾中聯動手爪安裝座的上下兩邊相互平行地向前延伸，並在兩個延伸段的末端制有一豎板連接上下兩邊，形成工字形結構；所述豎板的中間開有一小孔；所述聯動手爪安裝座上下兩邊的延伸段分別鉸接一對可開合的所述聯動手指，所述聯動手指的阻力臂分別往前方伸出用於夾持嫁接苗；另有一定位於所述聯動手爪安裝座的上下兩邊延伸段之間的王字形連接架，該連接架的兩邊支架上各鉸接著兩個連杆的一端，每個連杆的另一端又分別與前述的一個聯動手指的動力臂鉸接；所述聯動氣爪氣缸的活塞杆穿過聯動手爪安裝座中部的通孔；所述王字形連接架的中間部位設有一孔·洞，有一水平導向杆依次穿過所述豎板上的小孔、王字形連接架的孔洞後與所述聯動氣爪·氣缸的活塞杆連接,所述水平導向杆的前端制有軸肩，小孔的直徑大於軸肩的直徑以利於水平導向杆自由滑動，水平導向杆與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，並且水平導向杆的軸肩直徑大於該孔洞的直徑；所述王字形連接架與聯動手爪安裝座的連接處分別還開有兩個相對應的且內設復位彈簧的安裝孔。所述導向裝置還包括兩個弧形擋條，兩個弧形擋條位於聯動手爪安裝座上側的一對聯動手指和下側的一對聯動手指之間，兩弧形擋條上下對應，上側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座上側的其中一個聯動手指的底面，另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座上側的另一聯動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座下側的其中一個聯動手指的頂面，該聯動手指與前述固定上側弧形擋條的聯動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座下側的另一聯動手指。所述八字型氣爪包括一氣動機械夾以及固定在該氣動機械夾的兩條夾臂上的裝刀塊，所述裝刀塊配置有切刀。所述雙杆氣缸通過頂部的安裝板與一豎直方向的外部安裝軸固定。本實用新型的工作原理是本實用新型提供的子葉方向可調的上苗執行器，通過活動爪夾實現嫁接苗的定位與抓取、八字型氣爪實現嫁接苗的莖幹分離以及導向裝置實現嫁接苗子葉方向的調整；工作時，聯動氣爪和八字形氣爪張開，雙杆氣缸伸出，推動聯動氣爪和八字形氣爪，到達取苗位置，然後聯動氣爪和八字形氣爪閉合；由於八字形氣爪上的裝刀塊裝有刀片，在閉合的同時刀片將嫁接苗底部切斷，然後八字形氣爪張開，外部安裝軸上升，嫁接苗由重力作用自由下落到半弧形導向片上，半弧形導向片對子葉方向進行初步定向調整。由於左右半弧形導向片存在兩個頂點且半弧形導向片與嫁接苗存在摩擦力，構成導向死點，所以通過激勵器使半弧形導向片振動，可使子葉順利旋轉至理想位置，克服轉向角度不足，實現精準子葉方向調整。本實用新型的有益效果是該導向器結構簡單並且使用效果明顯，可以精確地調整子葉的方向，也不會對幼嫩的嫁接苗造成損傷；本實用新型通過振蕩的方式完成嫁接苗的子葉方向調整，不僅結構簡單而且效果明顯，為後續將嫁接苗提供至砧木臺和穗木臺做好了準備，因此本實用新型完全達到了預期的效果。
圖I是本實用新型的立體結構示意圖。圖2是本實用新型中氣爪裝置的立體結構示意圖。圖3是本實用新型中聯動手爪安裝座的立體結構示意圖。圖4是本實用新型中聯動手指的立體結構示意圖。圖5是本實用新型弧形擋條的俯視結構示意圖。圖6是本實用新型中王字形連接架的立體結構示意圖(鉸接著連杆)。 圖7是本實用新型中王字形連接架的剖視結構示意圖。圖8是本實用新型中半弧形導向片的立體結構示意圖。圖9是本實用新型中半弧形導向片的主視結構示意圖。圖10是本實用新型中半弧形導向片的剖視示意圖。圖11是本實用新型中彈性擋片的俯視結構示意圖。圖12是本實用新型中聯動氣爪的結構原理圖。圖13是本實用新型中水平導向杆的結構示意圖。圖14是本實用新型中活動爪夾的剖視結構示意圖。圖15是本實用新型工作狀態示意圖之一。圖16是本實用新型工作狀態示意圖之二。圖17是本實用新型工作狀態示意圖之三。圖18是本實用新型工作狀態示意圖之四。
具體實施方式
如圖所示，一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，包括氣爪裝置、推進裝置和導向裝置。推進裝置為一雙杆氣缸3，可驅動氣爪裝置進行前後運動。雙杆氣缸的頂部固定有第一安裝板2，該第一安裝板上安裝有一豎直方向的外部安裝軸I。本實用新型通過該外部安裝軸可安裝在與其配套的各種自動上苗的機械臂上，從而實現全自動的上苗嫁接。氣爪裝置主要對嫁接苗進行剪切和取回操作；該氣爪裝置包括聯動氣爪和八字型氣爪；該聯動氣爪通過第二安裝板4固定在雙杆氣缸的活塞杆前端；該八字型氣爪通過第三安裝板5固定在聯動氣爪的下方。聯動氣爪主要對嫁接苗進行定位和取回操作，包括通過所述第二安裝板固定在雙杆氣缸活塞杆前端的聯動氣爪氣缸7-1以及由該氣缸驅動的活動爪夾。該活動爪夾主要包括王字形連接架7-7、兩對聯動手指7-3和四根連杆7-8 ;所述聯動手爪安裝座的上下兩邊相互平行地向前延伸一定長度(例如5-lOcm，根據需要確定)，並在兩個延伸段的末端制有一豎板7-9連接上下兩邊，形成工字形結構(如圖3所示)。所述聯動手爪安裝座的上下兩延伸段上分別鉸接一對可開合的聯動手指，該聯動手指的阻力臂7-3-1分別往前方伸出用於夾持嫁接苗。所述王字形連接架位於所述聯動手爪安裝座的上、下延伸段之間，該連接架的兩邊支架上各鉸接著兩根連杆的一端(如圖6所示)，每個連杆的另一端又分別與前述的一個聯動手指的動力臂7-3-2鉸接；所述聯動氣爪氣缸的活塞杆穿越過聯動手爪安裝座中部的通孔7-2-1。[0037]所述聯動手爪安裝座上的豎板中間開有一小孔7-4，所述王字形連接架的中間部位還設有孔洞7-7-2，有一水平導向杆7-6依次穿過所述豎板上的小孔、王字形連接架的孔洞後與所述聯動氣爪氣缸的活塞杆連接。如圖14所示，所述水平導向杆的前端制有軸肩
7-6-1(軸肩部位的直徑大於其他部位)，小孔的直徑大於軸肩的直徑以利於水平導向杆自由滑動(該水平導向杆對王字形連接架導向)，水平導向杆與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，並且水平導向杆的軸肩直徑大於孔洞直徑，因此當聯動手爪氣缸的活塞杆帶動水平導向杆朝後收縮時，王字形連接架在軸肩的作用下會向後一起運動，通過連杆拉動兩對聯動手指開啟。如圖3、圖6、圖1 4所示，所述王字形連接架與聯動手爪安裝座的連接處分別還開有兩個相對應的且內設復位彈簧7-10的安裝孔7-7-1，所述復位彈簧連接王字形連接架與聯動手爪安裝座，對王字形連接架施予一個復位閉合的力；當聯動氣爪氣缸的活塞杆朝前伸出時，軸肩不再對王字形連接架施加向後的壓力，復位彈簧推動王字形連接架朝前復位，從而使聯動手指閉合。八字型氣爪可對嫁接苗進行剪切，該八字形氣爪包括一氣動機械夾6-1 (外購)，以及分別通過切刀安裝板6-2固定在該氣動機械夾的兩條夾臂上的裝刀塊6-3 (配有切刀)；兩條夾臂呈八字形布置以驅動切刀進行開合。氣動機械夾的驅動氣管連通外界的電磁閥，進行統一控制。本實用新型中，所述導向裝置包括一導向器，該導向器的兩個半弧形導向片8-1均為一個底面為半圓環狀且豎直往上伸展、底部中間制有一半圓孔的片狀半圓柱面，該片狀體上端面的中心突起而兩邊往下傾斜；該對半弧形導向片組成的導向器為一上端面具有兩個突起的圓環體，同時該圓環體上端面還形成兩個向下的凹陷，這兩個凹陷的連線方向為嫁接苗子葉調整後的方向，通常該方向與雙杆氣缸的伸縮方向相同；在該對聯動手指閉合時，該對半弧形導向片便可對嫁接苗進行導向。上述結構與現有蔬果嫁接機的上苗執行器類似，其工作原理不作詳細介紹，所有氣缸均可外購獲得。所述導向裝置還包括兩個弧形擋條7-5，兩個弧形擋條位於聯動手爪安裝座上側的一對聯動手指和下側的一對聯動手指之間，兩弧形擋條上下對應，上側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座上側的其中一個聯動手指的底面，另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座上側的另一聯動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座下側的其中一個聯動手指的頂面，該聯動手指與前述固定上側弧形擋條的聯動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座下側的另一聯動手指。所述的兩個弧型擋板能保持嫁接苗垂直方向的直線度。抓取嫁接苗時，聯動手指與半圓弧型擋板共同作用，使嫁接苗有較好的直線度，為子葉的導向提供良好的旋轉條件，更有利於子葉方向順利調整。由於左右半弧形導向片存在兩個頂點且半弧形導向片與嫁接苗存在摩擦力，構成導向死點，為了進一步精確調整子葉方向，每個半弧形導向片的底板上通過激振器固定板
8-2固定有一激振器8-3(外購獲得)，底板上還開設有至少兩個通孔，所述兩個聯動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向杆7-3-3，半弧形導向片與聯動氣爪之間的振蕩導向杆上套設有彈簧8-5，半弧形導向片的底板上方另設有一彈性擋片8-4，該彈性擋片的兩端分別固定在兩振蕩導向杆的上端以對所述半弧形導向片限位。激振器工作使得半弧形導向片抵消彈簧力，沿著振蕩導向杆上下活動從而調整子葉方向。
權利要求1.一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，包括對嫁接苗進行剪切和取回作業的氣爪裝置、驅動氣爪裝置前後運動的雙杆氣缸(3)，以及用於調節嫁接苗子葉方向的導向裝置；所述導向裝置包括一導向器，該導向器的兩個半弧形導向片(8-1)分別定位在氣爪裝置上側的兩個聯動手指(7-3)上;其特徵在於每個半弧形導向片的底板上分別固定有一激振器(8-3)，底板上還開設有至少兩個通孔，所述兩個聯動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向杆(7-3-3)，半弧形導向片與聯動手指之間的振蕩導向杆上套設有彈簧(8-5)，兩根振蕩導向杆的上端穿越過所述半弧形導向片的通孔，半弧形導向片的底板上方另設有一彈性擋片(8-4)，該彈性擋片的兩端分別固定在兩振蕩導向杆的上端以對所述半弧形導向片限位。
2.根據權利要求I所述的一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，其特徵在於所述的每個半弧形導向片均為一豎直往上伸展、底部中間制有一半圓孔的片狀半圓柱面，柱面的中心朝上突起而兩邊往下傾斜。
3.根據權利要求I或2所述的一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，其特徵在於所述氣爪裝置包括一聯動氣爪，以及一固定在所述聯動氣爪下方且對嫁接苗進行剪切的八字型氣爪；所述聯動氣爪由固定在所述雙杆氣缸活塞杆前端的聯動氣爪氣缸(7-1)以及由該氣缸驅動的活動爪夾組成；所述活動爪夾中聯動手爪安裝座(7-2)的上下兩邊相互平行地向前延伸，並在兩個延伸段的末端制有一豎板(7-9 )連接上下兩邊，形成工字形結構；所述豎板的中間開有一小孔(7-4);所述聯動手爪安裝座上下兩邊的延伸段分別鉸接一對可開合的所述聯動手指，所述聯動手指的阻力臂(7-3-1)分別往前方伸出用於夾持嫁接苗；另有一定位於所述聯動手爪安裝座的上下兩邊延伸段之間的王字形連接架(7-7)，該連接架的兩邊支架上各鉸接著兩個連杆(7-8)的一端，每個連杆的另一端又分別與前述的一個聯動手指的動力臂(7-3-2)鉸接；所述聯動氣爪氣缸的活塞杆穿越過聯動手爪安裝座中部的通孔(7-2-1);所述王字形連接架的中間部位設有一孔洞(7-7-2)，有一水平導向杆(7-6)依次穿過所述豎板上的小孔(7-4)、王字形連接架的孔洞(7-7-2)後與所述聯動氣爪氣缸的活塞杆連接，所述水平導向杆的前端制有軸肩(7-6-1),小孔的直徑大於軸肩的直徑以利於水平導向杆自由滑動，水平導向杆與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，並且水平導向杆的軸肩直徑大於該孔洞的直徑；所述王字形連接架與聯動手爪安裝座的連接處分別還開有兩個相對應的且內設復位彈簧(7-10)的安裝孔(7-7-1)。
4.根據權利要求3所述的一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，其特徵在於所述導向裝置還包括兩個弧形擋條(7-5)，兩個弧形擋條位於聯動手爪安裝座上側的一對聯動手指和下側的一對聯動手指之間，兩弧形擋條上下對應，上側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座上側的其中一個聯動手指的底面，另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座上側的另一聯動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯動手爪安裝座下側的其中一個聯動手指的頂面，該聯動手指與前述固定上側弧形擋條的聯動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出並橫跨過聯動手爪安裝座下側的另一聯動手指。
5.根據權利要求4所述的一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，其特徵在於所述八字型氣爪包括一氣動機械夾(6-1)以及固定在該氣動機械夾的兩條夾臂上的裝刀塊(6-3)，所述裝刀塊配置有切刀。
6.根據權利要求5所述的一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，其特徵在於所述雙杆氣缸通過頂部的安裝板與一豎直方向的外部安裝軸(I)固定。
專利摘要本實用新型涉及一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器。目的是提供的上苗執行器應具備調整所取嫁接苗子葉方向的功能。技術方案是一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器，包括氣爪裝置、雙杆氣缸，以及導向裝置；導向裝置包括一導向器，該導向器的兩個半弧形導向片分別定位在氣爪裝置上側的兩個聯動手指上；其特徵在於每個半弧形導向片的底板上分別固定有一激振器，底板上還開設有至少兩個通孔，兩個聯動手指上各固定有至少兩根振蕩導向杆，振蕩導向杆上套設有彈簧，兩根振蕩導向杆的上端穿越過半弧形導向片的通孔，半弧形導向片的底板上方另設有一彈性擋片，該彈性擋片的兩端分別固定在兩振蕩導向杆的上端以對半弧形導向片限位。
文檔編號A01G1/06GK202781177SQ2012204507
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者賀磊盈, 楊蒙愛, 王哲祿, 武傳宇 申請人:浙江理工大學