专利名称：子叶方向可调式上苗执行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蔬果嫁接机的装置，具体是用于剪切和调整嫁接苗子叶的子叶方向可调式上苗执行器。
背景技术：
嫁接是一种植物的人工营养繁殖方法，即把一种植物的枝或芽嫁接到另一种植物的茎或根上，使两个部分长成一个完整的植株。而在这两个部分中，通常把开花结果的苗叫穗木，把扎在土中吸收水分营养的苗叫砧木。蔬果的幼苗非常纤细，穗木的直径一般只有I 毫米左右，砧木的直径也只有3、4毫米左右，而且蔬菜嫁接的适时期较短，一般只有几天时间，因此操作者需要具有较高技术水准，将两棵幼苗准确快速地嫁接到一起，以提高嫁接苗的成活率，在进行大规模地嫁接作业时更是如此。嫁接机器人技术是近年在国际上出现的一种集机械、自动控制与设施园艺技术于一体的高新技术。嫁接机器人可在极短时间内，将砧木和穗木的切口嫁接为一体，不仅避免了切口长时间的氧化和苗内液体的流失，可以大大提高嫁接成活率，同时也大大提高了工作效率，对于促进蔬菜瓜果的规模化生产有重要的意义。目前国际上嫁接机械化研究发展到一定阶段，已逐渐由半自动化嫁接向全自动化方向发展。其中，如何实现穴盘中瓜科和葫芦科植物(如图10)的自动嫁接、上苗以及对其的子叶方向进行准确调整，是瓜科穴盘苗全自动嫁接的关键，也是国际研究的先进技术领域。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种新型的子叶方向可调式上苗执行器，该上苗执行器应具有对穴盘中嫁接苗进行自动取苗的功能以及调整所取嫁接苗子叶方向的功能。本发明采用的技术方案是子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于
该上苗执行器包括一对嫁接苗进行剪切和取回作业的气爪装置、一驱动气爪装置前后运动的推进装置、还包括一用于调节嫁接苗子叶方向的导向装置；
所述推进装置为一双杆气缸；
所述气爪装置包括一通过第二安装板固定在所述双杆气缸的活塞杆顶端且对嫁接苗进行夹持和取回作业的联动气爪以及一通过第三安装板固定在所述联动气爪下方且对嫁接苗进行剪切的八字型气爪；
所述联动气爪包括一通过所述第二安装板固定在所述双杆气缸活塞杆顶端的联动气爪气缸以及由该气缸驱动的活动爪夹；
所述活动爪夹中第四安装板固定在所述联动气爪气缸缸体上，其上下两边各有一靠板相互平行地往前方伸出，两个靠板上分别铰接一对可开合的气爪手指，该气爪手指的阻力臂分别往前方伸出用于夹持嫁接苗；另有一定位于所述靠板之间的王字形连接架，该连接架的两边支架上各铰接着两个连杆的一端，每个连杆的另一端又分别与前述的一个气爪手指的动力臂铰接；所述联动气爪气缸的活塞杆还穿越过第四安装板中部的通孔后与所述王字形连接架连接；
所述导向装置包括一导向器和一竖直布置的弹性定位销；
所述导向器包括一对闭合的半弧形导向片；每个半弧形导向片均为一竖直往上伸展的片状半圆柱面，柱面的中心突起而两边往下倾斜；所述导向器为一上端面具有两个突起的圆环体；
所述弹性定位销通过一 L形连杆与所述双杆气缸的缸体连接固定，所述弹性定位销垂直定位在所述导向器的外侧边，所述弹性定位销的顶点略高于所述导向器的顶点。所述每个气爪手指的阻力臂闭合端面上都制有用于定位嫁接苗且直径略大于嫁接苗茎干的半圆形凹槽，且上下两对半圆形凹槽在气爪手指闭合时形成两个具有同一轴线的圆形通孔。所述两个半弧形导向片的下端面分别与一对位于上方的气爪手指的上端面连接固定，以在该对气爪手指闭合时使所述两个半弧形导向片组成所述导向器。所述八字型气爪上制有一对通过所述联动气爪气缸驱动进行开合的切刀。所述双杆气缸通过顶部的安装板与一竖直方向的外部安装轴固定。本发明的有益效果是本发明提供的子叶方向可调式上苗执行器，通过活动爪夹实现嫁接苗的定位与抓取、八字型气爪实现嫁接苗的茎干分离以及导向装置实现嫁接苗子叶方向的调整；其中导向装置的工作原理是在八字型气爪剪断嫁接苗的茎干后，嫁接苗将向下坠落，在坠落过程中嫁接苗的子叶沿着导向器的弧形表面上滑动，从而带动嫁接苗的整体转动；该导向器结构简单并且使用效果明显，可以简单快速地调整子叶的方向，也不会对幼嫩的嫁接苗造成损伤；本发明通过以上方式完成自动取苗及自动调整嫁接苗的子叶方向，不仅结构简单而且效果明显，为后续将嫁接苗提供至砧木台和穗木台做好了准备，因此本发明完全达到了预期的效果。
图I是本发明的立体结构示意图。图2是本发明中联动气爪的立体结构示意图。图3是本发明中王字形连接架和连杆的立体结构示意图。图4是本发明中半弧形导向片的立体结构示意图。图5是本发明中导向器的立体结构示意图。图6是本发明中气爪手指的主视结构示意图。图7是本发明中八字型气爪的结构原理图。图8是本发明中气爪装置固定和剪切嫁接苗时的立体结构示意图。图9是本发明中嫁接苗子叶调整后的立体结构示意图。图10是栽培着植物幼苗的穴盘的立体结构示意图。
具体实施例方式如图I所示，子叶方向可调式上苗执行器，包括气爪装置、推进装置和导向装置。推进装置为一双杆气缸3，可驱动气爪装置进行前后运动。双杆气缸的顶部固定有一安装板2，该安装板上安装有一竖直方向的外部安装轴I。本发明通过该外部安装轴可安装在与其配套的各种自动上苗的机械臂上，从而实现全自动的嫁接。气爪装置主要对嫁接苗进行剪切和取回操作；该气爪装置包括联动气爪和八字型气爪7 ;该联动气爪通过第二安装板5固定在双杆气缸的活塞杆顶端；该八字型气爪通过第三安装板6固定在联动气爪的下方。如图2所示，该联动气爪主要对嫁接苗进行定位和取回操作，包括一通过第二安装板固定在双杆气缸活塞杆顶端的联动气爪气缸11-1以及由该气缸驱动的活动爪夹。该活动爪夹主要包括第四安装板11-7、王字形连接架11-6、两对气爪手指11_4和四个连杆11-5 ;第四安装板固定在联动气爪气缸缸体上，其上下两边各有一靠板11-2相互平行地往前方伸出，两个靠板相对的两个端面上分别铰接一对平行布置且可开合的气爪手指11-4 ;该气爪手指的阻力臂11-10分别往前方伸出用于夹持嫁接苗；两个靠板之间定位一王字形连接架11-6，该连接架的两边支架11-9上各铰接着两个连杆11-5的一端，每个连杆的另一端又分别与前述的一个气爪手指的动力臂11-12铰接；联动气爪气缸的活塞杆还穿越过第四安装板中部的通孔后与所述王字形连接架连接(穿入孔11-8固定);王字形连接架在联动气爪气缸的推动下，可通过连杆拉动两对气爪手指开启或闭合。如图6所示，每个气爪手指的阻力臂闭合端面上都制有用于定位嫁接苗的半圆形凹槽11-11，该半圆形凹槽的直径略大于嫁接苗茎干的直径，同时每个气爪手指的凹槽与该气爪手指的铰接点之间都具有相同距离；当两对气爪手指闭合时，上下两对半圆形凹槽所形成的两个圆形通孔都位于同一轴线上。如图7所示，八字型气爪可对嫁接苗进行剪切，该八字型气爪为外购设备，主要包括八字型气爪气缸7-3、一对八字型气爪连杆7-2和切刀7-1 ;八字型气爪气缸通过第三安装板固定在联动气爪气缸的下方，八字型气爪气缸的活塞杆通过两个八字型气爪连杆分别铰接在切刀的两个动力臂上，切刀通过支点7-4铰接在八字型气爪气缸的气缸体上；八字型气爪气缸驱动切刀进行开合，该切刀的切割线位于两对半圆形凹槽所形成的两个圆形通孔的正下方。八字型气爪气缸的驱动气管连通外界的电磁阀，进行统一控制。导向装置可调节嫁接苗的子叶方向，包括一导向器10 (如图I、图5所示)和一弹性定位销9 ;该导向器包括一对闭合的半弧形导向片；每个半弧形导向片(如图4所示)为一个底面为半圆环状且竖直往上伸展的片状体，该片状体上端面的中心突起而两边往下倾斜；该对半弧形导向片组成的导向器为一上端面具有两个突起的圆环体，同时该圆环体上端面还形成两个向下的凹陷，这两个凹陷的连线方向为嫁接苗子叶调整后的方向，通常该方向与双杆气缸的伸缩方向相同；每个半弧形导向片的下端面分别与一对位于上侧的气爪手指的上端面连接固定；在该对气爪手指闭合时，该对半弧形导向片便可组成导向器。该弹性定位销为一竖直方向的长杆，通过一 L形连杆4与双杆气缸连接固定；该弹性定位销垂直地定位于导向器外侧边，且弹性定位销的顶点位置要高于所述导向器的最高点位置(即突起的位置)；该弹性定位销与气爪手指闭合所形成的圆形通孔的最短距离(即嫁接苗茎干被取回时，与弹性定位销的最短距离)要小于嫁接苗子叶尖端到嫁接苗茎干轴心的距离。本发明的工作过程如下
首先双杆气缸启动，推动气爪装置(即联动气爪和八字型气爪)向前移动并靠近嫁接苗；然后联动气爪上的联动气爪气缸推动王字形连接架前进，王字形连接架通过连杆拉动两对气爪手指闭合，使嫁接苗的茎干被限制在半圆形凹槽闭合而成的圆形通孔内，嫁接苗的子叶位于导向器的上方；同时八字型气爪的八字型气爪气缸也推动切刀闭合并剪断嫁接苗的根部；此时双杆气缸再次启动并取回嫁接苗，嫁接苗在被取回时由于底部失去支撑将向下坠落，在坠落时嫁接苗子叶碰到导向器的上端面，并顺着上端面旋转下滑至两个向下凹陷为止；若嫁接苗在下落时子叶刚好卡在导向器上端面的两个突起位置而无法下滑旋转，导向器上的嫁接苗的子叶在经过弹性定位销时将会被拨动，从而顺利旋转下滑至预定位置完成子叶的调整。
权利要求
1.子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于该上苗执行器包括一对嫁接苗进行剪切和取回作业的气爪装置、一驱动气爪装置前后运动的推进装置、还包括一用于调节嫁接苗子叶方向的导向装置；所述推进装置为一双杆气缸(3)；所述气爪装置包括一通过第二安装板(5)固定在所述双杆气缸的活塞杆顶端且对嫁接苗进行夹持和取回作业的联动气爪以及一通过第三安装板(6 )固定在所述联动气爪下方且对嫁接苗进行剪切的八字型气爪(7)；所述联动气爪包括一通过所述第二安装板固定在所述双杆气缸活塞杆顶端的联动气爪气缸(11-1)以及由该气缸驱动的活动爪夹；所述活动爪夹中第四安装板(11-7)固定在所述联动气爪气缸缸体上，其上下两边各有一靠板(11-2)相互平行地往前方伸出，两个靠板上分别铰接一对可开合的气爪手指 (11-4)，该气爪手指的阻力臂(11-10)分别往前方伸出用于夹持嫁接苗；另有一定位于所述靠板之间的王字形连接架(11-6)，该连接架的两边支架上各铰接着两个连杆(11-5)的一端，每个连杆的另一端又分别与前述的一个气爪手指的动力臂(11-12)铰接；所述联动气爪气缸的活塞杆还穿越过第四安装板中部的通孔(11-8)后与所述王字形连接架连接；所述导向装置包括一导向器(10)和一竖直布置的弹性定位销(9);所述导向器包括一对闭合的半弧形导向片；每个半弧形导向片均为一竖直往上伸展的片状半圆柱面，柱面的中心突起而两边往下倾斜；所述导向器为一上端面具有两个突起的圆环体；所述弹性定位销通过一 L形连杆(4)与所述双杆气缸的缸体连接固定，所述弹性定位销垂直定位在所述导向器的外侧边，所述弹性定位销的顶点略高于所述导向器的顶点。
2.根据权利要求I所述的子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于，所述每个气爪手指的阻力臂闭合端面上都制有用于定位嫁接苗且直径略大于嫁接苗茎干的半圆形凹槽 (11-11)，且上下两对半圆形凹槽在气爪手指闭合时形成两个具有同一轴线的圆形通孔。
3.根据权利要求2所述的子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于，所述两个半弧形导向片的下端面分别与一对位于上方的气爪手指的上端面连接固定，以在该对气爪手指闭合时使所述两个半弧形导向片组成所述导向器。
4.根据权利要求3所述的子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于，所述八字型气爪上制有一对通过所述联动气爪气缸驱动进行开合的切刀(7-1)。
5.根据权利要求4所述的子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于，所述双杆气缸通过顶部的安装板(2)与一竖直方向的外部安装轴(I)固定。
全文摘要
本发明涉及一种上苗执行器。目的是提供的上苗执行器应具有对穴盘中嫁接苗进行自动取苗的功能以及调整所取嫁接苗子叶方向的功能。技术方案是子叶方向可调式上苗执行器，其特征在于该上苗执行器包括一对嫁接苗进行剪切和取回作业的气爪装置、一驱动气爪装置前后运动的推进装置、还包括一用于调节嫁接苗子叶方向的导向装置；推进装置为一双杆气缸；所述气爪装置包括一通过第二安装板固定在所述双杆气缸的活塞杆顶端且对嫁接苗进行夹持和取回作业的联动气爪以及一通过第三安装板固定在所述联动气爪下方且对嫁接苗进行剪切的八字型气爪；联动气爪包括一通过所述第二安装板固定在所述双杆气缸活塞杆顶端的联动气爪气缸以及由该气缸驱动的活动爪夹。
文档编号A01G1/06GK102599008SQ20121004352
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者张雷, 杜小强, 杨蒙爱, 武传宇, 王哲禄, 蔡丽苑 申请人:浙江理工大学