技术领域
本发明涉及一种自动嫁接装置领域，具体地讲，涉及一种营养钵茄苗自动嫁接方法。
背景技术：
我国蔬菜嫁接栽培大多还是手工作业，今后随着蔬菜栽培区规模化、产业化的发展和农民现代化经营、生产方式意识的提高，以高效优质、快速、省里为特征的自动嫁接技术也必将在我国和世界得到深入开发和推广应用。现阶段蔬菜的手工嫁接已远远不能适应我国农业生产的要求，蔬菜嫁接栽培迫切需要实现机械化、自动化。
技术实现要素：
：
本发明要解决的技术问题是提供一种营养钵茄苗自动嫁接方法，实现茄苗嫁接的自动化，提高嫁接效率。
本发明采用如下技术手段实现发明目的：
一种营养钵茄苗自动嫁接方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)在振动盘存有杂乱的嫁接夹，通过振动盘的作用使嫁接夹顺序运动到嫁接夹滑道内，并定时滑向自动推夹组件的滑块，下滑时挡板气缸伸出，完成对嫁接夹的阻挡然后立即收缩；
(2)砧木机械手组件的砧木推动气缸动作推送营养钵砧木夹持机构到前端，在砧木机械手组件的营养钵抓手内人工放入一带有待嫁接茄科苗的营养钵，并控制营养钵抓手和砧木抓手夹持住营养钵和茄科苗到适当位置；
(3)接穗机械手组件的接穗推动气缸动作推送接穗夹持机构到前端，在接穗机械手组件的接穗抓手内人工放入待嫁接的接穗并控制接穗抓手夹持住接穗苗到适当位置；
(4)开始嫁接作业，砧木机械手组件的转动支架一首先在步进电机一的带动下逆时针旋转90度，到达切削位置，砧木切削组件的砧木去苗抓手气缸夹持住砧木苗的上半部分，砧木切削气缸动作，完成切削动作后立即收缩，砧木去苗气缸动作，使砧木的上下两部分彻底分离；
(5)砧木机械手组件的步进电机一继续逆时针旋转90度，而后砧木推动气缸动作，将切削完成的砧木苗推送到待嫁接位置，砧木去苗抓手气缸和砧木去苗气缸复位，弃除砧木多余的部分；
(6)接穗机械手组件的转动支架二在步进电机二的带动下顺时针旋转90度，到达切削位置，接穗切削组件的接穗去根抓手夹持住接穗的下半部分，接穗切削气缸动作，完成切削动作后立即收缩，接穗去根气缸动作，使接穗的上下两部分彻底分离；
(7)接穗机械手组件的步进电机二继续顺时针旋转90度，而后接穗推动气缸动作，将切削完成的接穗苗推送到待嫁接位置，接穗去根抓手气缸和接穗去根气缸复位，弃除接穗苗多余的部分；
(8)嫁接夹由振动盘经过滑道落入所述滑块的滑道上，嫁接夹的钢丝环落在滑道的平面上，嫁接夹头部的前半部分落入两个滑块之间，嫁接夹尾部落在滑块平面上，定苗组件首先动作，双轴气缸一和双轴气缸二收缩使两橡胶垫对齐，随即双轴气缸三和双轴气缸四收缩使两橡胶垫上的凹槽对接，完成定苗动作，然后双轴气缸一、双轴气缸二、双轴气缸三、双轴气缸四分别复位，定苗抓手一和定苗抓手二分离；推杆组件在单轴气缸的推动下向前运动，推杆头上的凹口推动嫁接夹的钢丝环同时推杆主体的两侧的斜面与所述滑块相互作用以推动滑块向外运动，此时在拐角组件的作用下滑块将作用力传递给导槽块，使导槽块向里运动；嫁接夹继续前行其钢丝环还进入导槽块的通槽二内直至到达最前端即嫁接位置，此时嫁接夹已处于张开状态；单轴气缸带动推杆组件收回，滑块和导槽块在复位弹簧一和复位弹簧二的作用下复位，嫁接夹夹住嫁接苗；完成嫁接夹的夹持动作；
(9)砧木机械手组件的营养钵抓手、砧木抓手和接穗机械手组件的接穗抓手同时复位，使嫁接完成的嫁接苗落在传送带上，砧木推动气缸和接穗推动气缸同时收缩，传送带组件的步进电机三转动一定角度后停止使嫁接好的嫁接苗传送到下一位置；
(10)砧木机械手组件的步进电机一顺时针旋转180度，接穗机械手组件的步进电机二逆时针旋转180度，完成所有嫁接动作。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明所述营养钵茄苗嫁接机器人，具有结构简单、成本低的优点，能够实现营养钵茄苗自动嫁接作业，自动化程度高，节省大量人力物力。
附图说明
图1为本发明实施例的总体结构示意图。
图2为本发明实施例的砧木机械手组件结构示意图。
图3为本发明实施例的砧木切削组件结构示意图。
图4为本发明实施例的接穗机械手组件结构示意图。
图5为本发明实施例的接穗切削组件结构示意图。
图6为本发明实施例的传送带组件结构示意图。
图7为本发明实施例的自动顺夹组组件示意图。
图8为本发明实施例的自动推夹组件结构示意图。
图9为本发明实施例的自动推夹组件的底座结构示意图。
图10为本发明实施例的自动推夹组件的推杆组件结构示意图。
图11为本发明实施例的自动推夹组件的定苗组件组件结构示意图。
图12为本发明实施例的自动推夹组件的滑块、拐角与导槽块配合结构示意图。
图13为本发明实施例的机架结构示意图。
图14为本发明实施例所对应的嫁接夹结构示意图。
图中，1.1、机架，1.2、砧木机械手组件，1.3、砧木切削组件，1.4、接穗机械手组件，1.5、接穗切削组件，1.6、传送带组件,1.7、自动顺夹组件，1.8、自动推夹组件；2.1、支撑架一，2.2、步进电机一，2.3、步进电机支架一，2.4、联轴器一，2.5、压力轴承一，2.6、转动支架一，2.7、转动支撑板一，2.8、直动导槽一，2.9、砧木推动气缸，2.10、营养钵气缸，2.11、营养钵抓手，2.12、砧木气缸，2.13、砧木抓手，2.14、支撑竖板一，2.15、连接板一，2.16、连接板二，2.17、连接板三，2.18、滚动轴承一，2.19、切削垫板一，2.20、垫板横杆一，2.21、垫板竖板一；3.1、支架一，3.2、砧木切削气缸，3.3、砧木切削刀，3.4、砧木去苗气缸，3.5、砧木去苗抓手气缸，3.6、砧木去苗抓手；4.1、支撑架二，4.2、步进电机二，4.3、步进电机支架二，4.4、联轴器二，4.5、压力轴承三，4.6、转动支架二，4.7、转动支撑板二，4.8、直动导槽二，4.9、接穗推动气缸，4.10、接穗抓手，4.11、接穗抓手气缸，4.12、支撑竖板二，4.13、连接板四，4.14、连接板五，4.15、滚动轴承二，4.16、切削垫板二，4.17、垫板横杆二，4.18、垫板竖板二，5.1、支架二，5.2、接穗切削气缸，5.3、接穗切削刀，5.4、接穗去根气缸，5.5、接穗去根抓手气缸，5.6、接穗去根抓手，6.1、步进电机三，6.2、传动链，6.3、轴承座，6.4、传送带，6.5从动滚筒，6.6、主动滚筒；7.1、振动盘，7.2、滑道，7.3、挡板气缸，7.4、滑道支撑架一，7.5、滑道支撑架二，7.6、挡板支撑架；8.1、底座支架，8.2、底座，8.3、单轴气缸，8.4、气缸支架，8.5、推杆组件，8.6、滑块，8.7、拐角组件，8.8、导槽块，8.9、复位弹簧一，8.10、挡板，8.11、复位弹簧二，8.12、定苗组件；9.1、燕尾槽一，9.2、燕尾槽二,9.3、槽孔；10.1、通槽一，10.2、推杆主体，10.3、推杆座，10.4、推杆头，10.5、推杆附件，10.6、凹口；11.1、角架，11.2、双轴气缸一，11.3、双轴气缸二，11.4、双轴气缸三，11.5、双轴气缸四，11.6、定苗抓手一，11.7、定苗抓手二，11.8、橡胶垫，11.9、凹槽；12.1、滑道,12.2、通槽二，12.3梯形块一，12.4、梯形块二，12.5、固定螺栓，12.6、拐角，12.7、轴承,12.8、滑块平面；13.1、塑料板一，13.2、塑料板二，13.3、铝型材，13.4、铝型材角件，13.5、万向轮；14.1、钢丝环，14.2、嫁接夹头部，14.3、嫁接夹尾部。
具体实施方式:
下面结合实施例，进一步说明本发明。
参见图1-图14，一种营养钵茄苗自动嫁接装置包括机架1.1，所述机架1.1上设置有砧木机械手组件1.2和砧木切削组件1.3，所述砧木机械手组件1.2和砧木切削组件1.3的一侧设置有传送带组件1.6，所述传送带组件1.6的另一侧设置有接穗机械手组件1.4和接穗切削组件1.5,在所述传送带1.6的后方是自动推夹组件1.8和自动顺夹组件1.7。
所述砧木机械手组件1.2包括支撑架一2.1，所述支撑架一2.1的内部设置有步进电机一2.2、联轴器一2.4和步进电机支架一2.3，所述步进电机一2.2通过步进电机支架一2.3连接在支撑架一2.1的下表面，所述步进电机一2.2的上端连接联轴器一2.4，所述联轴器一的上端设置有压力轴承一2.5和压力轴承二，压力轴承一2.5和压力轴承二分布在支撑架一2.1上下表面的两侧，压力轴承二位于支撑架一2.1的下侧，图中未示出。所述压力轴承一2.5的上端连接转动支架一2.6，联轴器一2.4和转动支架一2.6通过一根轴连接起来，使转动支架一2.6跟随步进电机一2.2的轴转动，所述转动支架一2.6通过两个转动支撑板一2.7分别连接对称的直动导槽一2.8，所述两个直动导槽一2.8内侧设置有营养钵砧木夹持机构，营养钵砧木夹持机构通过滚动轴承2.18置于所述直动导槽一2.8上，所述两个直动导槽一2.8的上面设置有砧木推动气缸2.9，所述营养钵砧木夹持机构上部设置有切削垫板一2.19，切削垫板一2.19通过垫板横杆一2.20和垫板竖板一2.21固定在所述直动导槽一2.8上。
所述营养钵砧木夹持机构包括营养钵夹持机构和砧木夹持机构。所述营养钵夹持机构包括营养钵气缸2.10和营养钵抓手2.11，营养钵气缸2.10通过连接板一2.15连接在支撑竖板一2.14的下半部分，营养钵气缸2.10的开合运动带动营养钵抓手2.11夹持和放开营养钵，所述砧木夹持机构包括砧木气缸2.12和砧木抓手2.13，砧木气缸通过连接板二2.16连接在支撑竖板一2.14的上半部分，砧木气缸2.12的开合带动砧木抓手2.13夹持和放开砧木苗，所述支撑竖板一2.14的中间通过滚动轴承一2.18与所述直动导槽一2.8连接，所述砧木推动气缸2.9的前端通过连接板三2.17连接在所述支撑竖板一2.14上。
所述砧木切削组件1.3包括支架一3.1，所述支架一3.1上设置有砧木切削气缸3.2，所述砧木切削气缸3.2的前端连接有砧木切削刀3.3，所述砧木切削刀3.3为V型，所述砧木切削刀3.3位置与所述切削垫板一2.19位置相匹配，所述支架一3.1上还设置有砧木去苗气缸3.4，所述砧木去苗气缸3.4的前端设置有砧木去苗抓手气缸3.5和砧木去苗抓手3.6。
所述接穗机械手组件1.4包括支撑架二4.1，所述支撑架二4.1的内部设置有步进电机二4.2、联轴器二4.4、步进电机支架二4.2，所述步进电机二4.2通过步进电机支架4.3二连接在支撑架二4.1上，所述联轴器二4.4上端设置有压力轴承三4.5和压力轴承四，压力轴承三4.5和压力轴承四分布在支撑架二4.1上下表面的两侧，压力轴承四位于支撑架二4.1的下侧，图中未示出。所述压力轴承三4.5的上端连接转动支架二4.6，联轴器二4.4和转动支架二4.6通过一根轴连接起来，使转动支架二4.6跟随步进电机二4.2的轴转动，所述转动支架二4.6通过两个转动支撑板二4.7分别连接对称的直动导槽二4.8，所述两个直动导槽二4.8内侧设置有接穗夹持机构，接穗夹持机构通过滚动轴承二4.15置于所述直动导槽二4.8上，所述两个直动导槽二4.8的上面设置有接穗推动气缸4.9，所述接穗夹持机构下部设置有切削垫板二4.16，切削垫板二4.16通过垫板横杆二4.17和垫板竖板二4.18固定在所述直动导槽二4.8上。
所述接穗夹持机构包括接穗抓手4.10和接穗抓手气缸4.11，所述接穗抓手气缸4.11通过连接板四4.13固定在支撑竖板二4.12上，接穗抓手气缸4.11的开合运动带动接穗抓手4.10夹持和放开接穗，所述支撑竖板二4.12的上端通过滚动轴承二4.15与所述直动导槽二4.8接触，所述接穗推动气缸4.9的前端通过连接板五4.14连接在所述支撑竖板二4.12上。
所述接穗切削组件1.5包括支架二5.1，所述支架二5.1上设置有接穗切削气缸5.2，所述接穗切削气缸5.2的前端设置有接穗切削刀5.3，所述接穗切削刀5.3为V型，所述接穗切削刀5.3位置与所述切削垫板二4.16位置相匹配，所述支架二5.1上还设置有接穗去根气缸5.4，所述接穗去根气缸5.4上连接有接穗去根抓手气缸5.5和接穗去根抓手5.6。
所述传送带组件1.6包括步进电机三6.1、传动链6.2、轴承座6.3、传送带6.4、主动滚筒6.6、从动滚筒6.5。主动滚筒6.6和从动滚筒6.5分别通过两个轴承座6.3固定在机架1.1上，步进电机三6.1通过传动链6.2带动主动滚筒6.6转动，主动滚筒6.6带动传送带6.4转动。
所述自动顺夹组件1.7包括振动盘7.1、滑道7.2、挡板气缸7.3、滑道支撑架一7.4、滑道支撑架二7.5、挡板支撑架7.6。所述振动盘7.1连接滑道7.2，所述滑道7.2的末端设置有挡板气缸7.3，所述滑道7.2下侧设置有滑道支撑架一7.4和滑道支撑架二7.5，所述挡板气缸7.3连接在挡板支撑架7.6上，滑道支撑架一7.4固定在机架1.1上，滑到支撑架二7.5和挡板支撑架7.6固定在所述自动推夹组件的底座支架8.1上。
所述自动推夹组件1.8包括底座支架8.1，所述底座支架8.1上设置有底座8.2，所述底座8.2上设置有推杆组件8.5，所述推杆组件8.5的一端设置有带动推杆组件8.5运动的单轴气缸8.3，单轴气缸8.3通过气缸支架8.4固定在所述底座8.2上，所述推杆组件8.5的另一端设置有能够沿所述底座8.2纵向滑动的两个滑块8.6，每个滑块8.6的外侧都与传递作用力的拐角组件8.7的一端接触，每个所述拐角组件8.7的另一端与能够沿所述底座8.2纵向滑动的导槽块8.8接触，所述导槽块8.8的前端设置有定苗组件8.12，两个所述滑块8.6的外侧设置有复位弹簧一8.9和挡板8.10，两个所述导槽块8.8之间设置有复位弹簧二8.11，两个所述滑块8.6之间以及两个所述导槽块8.8之间设置有配合所述推杆组件进出的通道。
所述推杆组件8.5包括两个推杆座10.3，所述推杆座10.3均固定在所述底座8.2上，每个所述推杆座10.3上设置有通槽一10.1，两个所述通槽一10.1之间设置有推杆主体10.2，所述推杆主体10.2的前端设置有推杆头10.4，所述推杆头10.4上设置有凹口10.6，所述推杆主体10.2的后端设置有推杆附件10.5。所述滑块8.6上设置有滑道12.1、滑块平面12.8和梯形块一12.3，所述梯形块一12.3恰好位于所述底座8.2的燕尾槽一9.1内。所述导槽块8.8包括通槽二12.2和梯形块二12.4，所述梯形块二12.4恰好位于所述底座8.2的燕尾槽二9.2内。
所述拐角组件8.7包括拐角12.6，所述拐角12.6通过固定螺栓12.5固定在所述底座8.2上且能够沿所述固定螺栓12.5旋转，所述拐角12.6的两端分别设置有轴承12.7。
所述定苗组件8.12包括设置在角架11.1上的双轴气缸一11.2、双轴气缸二11.3、双轴气缸三11.4和双轴气缸四11.5，所述角架11.1通过螺栓与所述底座8.2上的槽孔9.3固定在底座8.2的下面，双轴气缸一11.2和双轴气缸二11.3通过螺钉背向固定在角架11.1上，所述双轴气缸一11.2前端连接双轴气缸四11.5，所述双轴气缸二11.3前端连接双轴气缸三11.4，所述双轴气缸四11.5前端连接定苗抓手一11.6，双轴气缸三11.4前端连接定苗抓手二11.7，定苗抓手一11.6和定苗抓手二11.7的末端分别连接有一个橡胶垫11.8，每个所述橡胶垫上设置有凹槽11.9，所述滑道12.1上表面、通槽二12.2的上表面与定苗机械抓上橡胶垫11.8的中心处于同一水平位置。
一种营养钵茄苗自动嫁接方法，包括如下步骤：
(1)在振动盘7.1存有杂乱的嫁接夹，通过振动盘7.1的作用使嫁接夹顺序运动到嫁接夹滑道7.2内，并定时滑向自动推夹组件1.8的滑块8.6，下滑时挡板气缸7.3伸出，完成对嫁接夹的阻挡然后立即收缩；
(2)砧木机械手组件1.2的砧木推动气缸2.9动作推送营养钵砧木夹持机构到前端，在砧木机械手组件1.2的营养钵抓手2.11内人工放入一带有待嫁接茄科苗的营养钵，并控制营养钵抓手2.11和砧木抓手2.13夹持住营养钵和茄科苗到适当位置；
(3)接穗机械手组件1.4的接穗推动气缸4.9动作推送接穗夹持机构到前端，在接穗机械手组件1.4的接穗抓手4.10内人工放入待嫁接的接穗并控制接穗抓手4.10夹持住接穗苗到适当位置；
(4)开始嫁接作业，砧木机械手组件1.2的转动支架一2.6首先在步进电机一2.2的带动下逆时针旋转90度，到达切削位置，砧木切削组件1.3的砧木去苗抓手3.6夹持住砧木苗的上半部分，砧木切削气缸3.2动作，完成切削动作后立即收缩，砧木去苗气缸3.4动作，使砧木的上下两部分彻底分离；
(5)砧木机械手组件1.2的步进电机一2.2继续逆时针旋转90度，而后砧木推动气缸2.9动作，将切削完成的砧木苗推送到嫁接位置，砧木去苗抓手气缸3.5和砧木去苗气缸3.4复位，弃除砧木多余的部分；
(6)接穗机械手组件1.4的转动支架二4.6在步进电机二4.2的带动下顺时针旋转90度，到达切削位置，接穗切削组件1.5的接穗去根抓手5.6夹持住接穗的下半部分，接穗切削气缸5.2动作，完成切削动作后立即收缩，接穗去根气缸5.4动作，使接穗的上下两部分彻底分离；
(7)接穗机械手组件1.4的步进电机二4.2继续顺时针旋转90度，而后接穗推动气缸4.9动作，将切削完成的接穗苗推送到嫁接位置，接穗去根抓手气缸5.5和接穗去根气缸5.4复位，弃除接穗苗多余的部分；
(8)嫁接夹由振动盘7.1经过滑道7.2落入所述滑块8.6的滑道12.1上，嫁接夹的钢丝环14.1落在滑道12.1的平面上，嫁接夹头部14.2的前半部分落入两个滑块8.6之间，嫁接夹14.3尾部落在滑块平面12.8上。定苗组件8.12首先动作，双轴气缸一11.2和双轴气缸二11.3收缩使两橡胶垫11.8对齐，随即双轴气缸三11.4和双轴气缸四11.5收缩使两橡胶垫11.8上的凹槽11.9对接，完成定苗动作，然后双轴气缸一11.2、双轴气缸二11.3、双轴气缸三11.4、双轴气缸四11.5分别复位，定苗抓手一11.6和定苗抓手二11.7分离，定苗组件8.12的作用是对嫁接苗的位置进行微调，使得嫁接夹更容易夹持住嫁接苗；推杆组件8.5在单轴气缸8.3的推动下向前运动，推杆头10.4上的凹口10.6推动嫁接夹的钢丝环14.1同时推杆主体10.2的两侧的斜面与所述滑块8.6相互作用以推动滑块8.6向外运动，此时在拐角组件8.7的作用下滑块8.6将作用力传递给导槽块8.8，使导槽块8.8向里运动；嫁接夹继续前行其钢丝环14.1进入导槽块8.8的通槽二12.2内直至到达最前端即嫁接位置，此时嫁接夹已处于张开状态；单轴气缸8.3带动推杆组件8.5收回，滑块8.6和导槽块8.8在复位弹簧一8.9和复位弹簧二8.11的作用下复位，嫁接夹夹住嫁接苗。完成嫁接夹的夹持动作；
(9)砧木机械手组件1.2的营养钵抓手2.11、砧木抓手2.13和接穗机械手组件1.4的接穗抓手4.10同时复位，使嫁接完成的嫁接苗落在传送带6.4上，砧木推动气缸2.9和接穗推动气缸4.9同时收缩，传送带组件1.6的步进电机三6.1转动一定角度后停止使嫁接好的嫁接苗传送到下一位置；
(10)砧木机械手组件1.2的步进电机一2.2顺时针旋转180度，接穗机械手组件1.4的步进电机二4.2逆时针旋转180度，完成所有嫁接动作。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。