多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机的制作方法

本发明涉及人工卵卡制作技术领域，具体涉及一种多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机。

背景技术：

利用自然天敌防治农业病虫害，是减少环境污染、减少农产品农药残留、保护自然生态环境、保障人类身体健康的重要手段。目前，科学家已经成功研制出某些昆虫，例如寄生蜂的人工养殖方法。通过将能够吸引这种昆虫并促使其发育成长的营养液，人工注入到事先在塑料薄膜(底膜)上压制成型的卵穴中，再用塑料薄膜(面膜)将盛放有营养液的卵穴进行密封，制成人工卵卡。该昆虫将卵产在人工卵卡的卵穴中，吸取其中的营养液孵化为成虫，最后通过在农田或果园里大面积地扩散，从而有效消灭害虫。

在卵卡制作过程中，营养液的注入量会影响到寄生蜂的寄生和发育，赤眼蜂作为一种很有利用价值的寄生蜂，其对营养液注入量要求更为严格。实验证实每穴注液4μL±10％是赤眼蜂寄生和发育需要的确定注液量。经观察分析，由营养液表面张力效应决定，微升级的液滴不能在重力作用下自行滴落。

目前已知注液方式有两种：其一，使用医用移液枪，用手工操作方法对卵卡上的卵穴逐点定量注入营养液。显而易见，此法生产效率极低，劳动强度大，质量不够规范，很难大量生产，在产量和质量上均远远不能满足大面积推广应用的实际需要。

其二，使用专门的注液装置，通过驱动气缸带动活塞上移形成负压，将营养液吸入到储液槽中，然后通过驱动气缸带动活塞下移形成正压，将营养液从储液槽中压入下方的分液器，分液器具有与卵卡卵穴数量和排列尺寸一致的注液管，最后通过注液管将营养液注入到卵穴中。可以看出，此法虽能一次性完成多点注液，提高产量和减轻劳动强度，但是由于是集中配压、自然分流的方式，因此每个卵穴注液量无法单独控制，导致注液不均匀，从而无法保证形成合格的批量卵粒。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机，通过对每个注液点进行独立的进出量控制，保证注入到每个卵穴中的营养液均匀一致，从而提高人工卵卡的制作质量和效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机，包括设置在工作台上的压穴机构、注液机构和封口机构，所述压穴机构用于在塑料薄膜上压制出可盛放营养液的卵穴，所述封口机构用于对储有营养液的卵穴进行密封，

所述注液机构包括多个注液组件、一储液容器以及一注液驱动组件：

所述注射组件包括注液筒和注液杆，所述注液筒包括筒体以及与筒体一端连通的注射嘴，所述注液杆的一端伸入筒体的另一端且能够轴向移动，该注液杆周缘与筒体的内壁面气密接触；

所述注射驱动组件包括第一底座、注液基座、注液驱动板、第一驱动器、第二驱动器以及第三驱动器：

所述第一底座可升降位移地设置于所述工作台上，所述第一驱动器设置在该工作台上，该第一驱动器以其线性活动端部连接所述第一底座，用以带动该第一底座升降位移；

所述注液基座可水平位移地设置于所述第一底座上，所述注液筒固定在该注液基座上，所述第二驱动器设置在该第一底座上，该第二驱动器以其线性活动端部连接所述注液基座，用以带动该注液基座水平位移；

所述注液驱动板是能够平行于所述注射筒轴向直线移动地设置于所述注液基座上，所述第三驱动器设置在该注射基座上，该第三驱动器以其线性活动端部连接注液驱动板，用以带动该注液驱动板沿所述注射筒轴向位移；

所述注液杆是能够平行于所述注射筒轴线直线移动地设置于所述注液驱动板上，所述注液驱动板上还设有可单独调整每个注液杆在该注液驱动板上的自由移动距离的调节件。

进一步地，所述注液驱动板具有一中空部，该中空部的底部设有多个供所述注液杆自由穿过的通孔，所述注液杆位于中空部的一端形成一无法穿过该通孔的限位凸台，所述限位凸台的高度小于所述中空部的高度，所述中空部的顶面设有与所述通孔位置相对应的螺纹通孔，所述调节件为设置在该螺纹通孔中第一调节螺丝。

进一步地，所述封口机构包括第二底座、压板、底板、第四驱动器、第五驱动器以及第六驱动器：

所述第二底座可水平位移地设置于所述工作台上，所述第四驱动器设置在该工作台上，该第四驱动器以其线性活动端部连接所述第二底座，用以带动该第二底座水平位移；

所述底板可升降位移地设置于所述第二底座上，所述第五驱动器设置在该第二底座上，该第五驱动器以其线性活动端部连接所述底板，用以带动该底板升降位移；

所述压板是能够升降位移地设置于所述底板上，所述第六驱动器设置在所述第二底座上，该第六驱动器以其线性活动端部连接所述压板，用以带动该压板相对于所述底板升降位移。

进一步地，所述压穴机构包括凹模和凸模，所述凹模固定在所述底板上，该凹模设有多个用于形成卵穴的凹部；

所述凸模固定在所述注液基座上，该凸模底部设有多个相应于所述凹部的凸部，该凸模还具有能够加热所述凸部的加热部；

所述凹模和凸模分别在所述第二底座和注液基座的带动下进行对正，并在所述底板和第一底座的带动下相互配合以压制出卵穴。

进一步地，还包括设置在工作台上的压膜机构，所述压膜机构设置在封口机构的下游端，用于在所述封口机构向远离该压膜机构的运动过程中固定住所述人工卵卡，该压膜机构包括活动板和第七驱动器，所述活动板可升降位移地设置于所述工作台上，所述第七驱动器设置在该工作台上，该第七驱动器以其线性活动端部连接所述活动板，用以带动该活动板压紧或远离位于工作台上的人工卵卡。

进一步地，还包括设置在工作台上切卡机构，所述切卡机构包括刀座、刀头以及第八驱动器，所述刀座设置于所述工作台上，该刀座上具有一长形凹槽，所述刀头能够升降位移地设置于所述刀座上，该刀头底部设有相应于所述长形凹槽的锯齿形刀片，所述人工卵卡位于该刀头与刀座之间，所述第八驱动器设于所述工作台上，该第八驱动器以其线性活动端部连接该刀头，用以带动该刀头升降位移。

所述注液筒的筒体与注液嘴为可拆卸性连接。

进一步地，还包括设置在工作台上的上箱体，所述上箱体中设有紫外灯和空气过滤装置。

本发明多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机的有益效果在于：

1、通过将注液杆自由移动地设置在注液驱动板上，并且使注液杆的自由移动方向与注液驱动板的运动方向一致，从而使得注液杆的行程等于注液驱动板的行程减去注液杆的自由移动距离，通过在注液驱动板上设置可单独调整每个注液杆自由移动距离的第一调节螺丝，从而实现在相同的注液驱动板行程下，每一个注液杆的行程都不相同。这种可以对每个注液杆的行程进行单独调整的结构，能够有效避免由于注液筒之间的个体差异，导致在相同的注液杆行程下，注液量不一致的问题，实现了对每个卵穴的注液量的精确控制，具有构思巧妙，结构简单的优点。

2、通过将压穴机构分别设置在注液机构和封口机构上，从而实现吸液和压穴工序的同步进行，并在压穴、吸液、注液的过程中，一直保持封口状态，从而有效缩短了整个人工卵卡的制作时间。

3、通过将注液机构和封口机构垂直布置，并采用封口机构带动人工卵卡运动，相对于流水线式生产设备，本发明的制卡机整体结构精巧，体积小，重量轻，便于移动，制造成本低。

4、注液筒采用注液嘴和筒体的分体式结构，注液嘴位于注液机构的外部，便于拆卸清洗或更换，能够有效避免因营养液粘附在注液嘴上，影响注液机构的注液精度。

附图说明

图1是多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机的整体结构图；

图2是位于工作台上各执行机构的分布图；

图3是注液机构的剖视图；

图4是注液基座及其上的部件结构图；

图5是图4在注液组件处的剖视图；

图6是封口机构的剖视图；

图7是压膜机构的局部剖视图；

图8是切卡机构的局部剖视图；

图9是注液机构的吸液工位与注液工位的对比图；

附图标记说明：1-工作台；11-布线管；12-控制面板；13-出卡槽；14-转轮；15-拉手；101-上箱体；102-下箱体；

2-注液机构；21-储液容器；22-注液筒；23-注液杆；24-第一底座；25-注液基座；26-注液驱动板；27-第一驱动器；28-第二驱动器；29-第三驱动器；221-筒体；222-注液嘴；231-限位凸台；261-中空部；262-第一调节螺丝；291-第二调节螺丝；

3-封口机构；31-第二底座；32-压板；33-底板；34-第四驱动器；35-第五驱动器；36-第六驱动器；37-压紧机构；

4-压穴机构；41-凸模；42-凹模；411-凸部；412-加热部；421-凹部；

5-压膜机构；51-活动板；52-第七驱动器；

6-切卡机构；61-刀座；62-刀头；63-第八驱动器；611-长型凹槽；621-锯齿形刀片；

7-底膜供应机构；8-面膜供应机构；9-供液机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

图1示出了本实施例的多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机的结构，其整体为方形，包括上箱体101、下箱体102以及位于二者之间的工作台1。上箱体101的前、右、后三个侧面都设有玻璃面板，便于观察机器的工作状况，上箱体101内还设有空气过滤装置和紫外灯(图中未示出)，用于防尘和灭菌，确保人工卵卡成品不受微生物感染。下箱体102主要用于布置本机的电气组件，其中气管和线缆(图中未示出)穿过设置在工作台1上的布线管11与各个执行机构连接，控制面板12安装在下箱体102前侧面顶部，整机由采用16位微处理器的可编程控制器控制运行，各部件执行指令准确可靠，位于下箱体102右侧面顶部的向下倾斜的滑槽为出卡槽13，在下箱体102的底面还设置有转轮14，在工作台1的左右两个侧面均设有用于推拉本机的拉手15。

图2示出了布置在工作台1上各动作执行机构，主要包括注液机构2、封口机构3、分别设置在注液机构2和封口机构3上压穴机构4、压膜机构5、切卡机构6、底膜供应机构7、面膜供应机构8和供液机构9。其中，底膜供应机构7设置工作台1上，且位于压穴机构4的左侧(即上游端)，用于提供在其上进行压穴和注液的底膜，面膜供应机构8设置在封口机构3上且位于封口构件的左侧，提供用于将注好营养液的卵穴进行密封的面膜，压膜机构5设置在工作台1的最右侧(即封口机构3的下游端)，用于在封口机构3向左运动的时候，压住人工卵卡，切卡机构6设置在封口机构3和压膜机构5之间，用于在人工卵卡上的每组卵穴之间切出锯齿状的撕裂线，供液机构9用于向注液机构2的储液容器21中补充营养液。

图3至图5示出了注液机构2的结构，包括多个注液组件、储液容器21以及注液驱动组件。注射组件包括注液筒22和注液杆23，注液筒22为分体式结构，包括筒体221以及与筒体221底端连通的注液嘴222，注液杆23的底端伸入筒体221中，注液杆23周缘与筒体221的内壁面气密接触。由于人工卵卡的注液量为4μL±10％，其注液量非常细微，在吸液和注液过程中，营养液都处在注液嘴222的底部一小段距离，同时注液嘴222细小的截面变化，都会导致注液量的显著变化，而用于制作人工卵卡的营养液富含蛋白质，容易粘附在注液嘴222的内壁，需要经常对注液嘴222进行清洗或更换，因此，注液嘴222可拆卸地与筒体221连通，是最为合理的设计。

注射驱动组件包括第一底座24、注液基座25、注液驱动板26、第一驱动器27、第二驱动器28以及第三驱动器29。第一底座24包括活动安装在工作台1上的两块面板，第一驱动器27为两个，均设置在工作台1的底面，第一驱动器27的线性活动端部分别与第一底座24的两端连接，用以带动第一底座24相对于工作台1上下运动。注液基座25设置在第一底座24的两块面板之间，分为前后两个部分，其前半部分设有与注液筒22相配合的贯通孔，注液筒22的筒体221上端通过密封垫固定在贯通孔的底部，且筒体221的下端伸出注液基座25的底面，与注液嘴222可拆卸地连通，注液杆23穿过贯通孔伸入到筒体221中，注液杆23与贯通孔之间还设有密封圈。

注液基座25的后半部分用于固定压穴机构4的凸模41，凸模41底部设有多个用于成型卵穴的凸部411，该凸模41中部还设有能够加热凸部411的加热部412。加热部412可采用电热芯等电加热机构，实现对凸部411的加热，便于其在底膜上成型卵穴。

第二驱动器28设置在第一底座24的左边外侧，第二驱动器28的线性活动端部与注液基座25连接，带动注液基座25前后运动，实现注液组件在吸液工位和注液工位之间来回移动。同时压穴机构4的凸模41和注液组件共同设置在注液基座25上，从而实现吸液工序和压穴工序同步进行。

注液驱动板26设置在注液基座25前半部分的顶面，第三驱动器29设置在注液基座25后半部分的顶面，注液驱动板26具有一中空部261，该中空部261的底部设有多个供注液杆23自由穿过的通孔，注液杆23的一端穿过通孔伸入到筒体221中，注液杆23位于中空部261的一端形成一无法穿过通孔的限位凸台231，其高度小于中空部261的高度，从而使得注液杆23既能在注液驱动板26的带动下上下运动，又能够在注液驱动板26中自由移动。中空部261的顶面设有与通孔位置一一对应的螺纹通孔，其中旋有第一调节螺丝262。

其中，注液杆23行程的调节原理是：参照图9所示，注液驱动板26的行程为L0，注液杆23在注液驱动板26中的自由移动距离为L1，注液杆23的行程为L2，它们之间的关系为：L2＝L0-L1。调节注液驱动板26的行程L0，可同时调节全部注液滴大小，即一对多的关系；通过改变第一调节螺丝262的旋入深度，可调节注液杆23的自由移动距离L1，亦就是改变对应的单支注液杆23的行程L2，即一对一的关系。由于每个注液筒22的尺寸会存在偏差，而人工卵卡的注液量为4μL±10％，其注液量非常细微，因此注液筒22的细小尺寸偏差，在相同的注液杆23的行程下，就会导致每个卵穴中的注液量的不均匀，当采用传统的将注液杆23固定在注液驱动板26上的方式，不管事先注液杆23处于在注液筒22的何种位置，每个注液杆23的行程都是一致的，都等于注液驱动板26的行程，而注液量等于注液筒截面积与注液杆行程的乘积，因此传统的设计方式其每个卵穴中的注液量必然是不均匀。而本发明的这种设计的优势在于，可以对每个注液杆23的行程都能单独进行调节，根据每个注液筒22截面积的不同，调节每一个第一调节螺丝262的旋入深度，就可以改变对应的注液杆23的行程，从而使得每个卵穴中的注液量均匀一致，保证注液量在4μL±10％范围内。本设计构思巧妙，结构简单，只要在生产前，对每个第一调节螺丝262的旋入深度进行调节，就能保证在后续的生产过程制作出符合要求的人工卵卡，调节简单，使用方便，使用者可以十分简便地掌握该操作方法。

第三驱动器29设置在注液驱动板26的侧面，通过连杆机构带动注液驱动板26上下运动，如此设计，第三驱动器29不会妨碍对第一调节螺丝262的调节，为了更好的控制注液驱动板26的行程，第三驱动器29顶部还设有用以调节注液驱动板行程的第二调节螺丝291。

图6示出了封口机构3的结构，包括第二底座31、压板32、底板33、第四驱动器34、第五驱动器35以及第六驱动器36。第二底座31为可沿工作台左右移动的框架，第四驱动器34设置在工作台的底面，其线性活动端部连接第二底座31的底部，用以带动第二底座31沿工作台左右移动。压板32和底板33均设置在第二底座31的中间，且压板32和底板33的右半部分上下对正，用于将盛有营养液的卵穴封口。第五驱动器35设置在第二底座31的顶部，其线性活动端部连接压板32，用以带动压板32上下运动，第六驱动器36设置在第二底座31的底部，其线性活动端部连接底板33，用以带动底板33上下运动。带有盛有营养液的卵穴的底膜位于底板33的顶面，从面膜供应机构8引出的面膜位于压板32的底面，通过控制压板32和底板33将面膜和底膜压合在一起，从而形成人工卵卡。

底板33的左半部分设有压穴机构4的凹模42，在凹模42上设有多个与凸模41上的凸部411相对应的凹部421，通过注液基座25的前后运动与第二底座31的左右运动，实现凸模41和凹模42的上下对正，通过第一底座24的上下运动与底板33的上下运动，实现凸部411和凹部421的贴合，从而实现在底膜上压制出卵穴。将凹模42设置在底板33上，从而能够实现压穴工序和封口工序同时进行。

第二底座31左右运动地设置在工作台的目的在于牵引人工卵卡。第二底座31向左运动(在此过程中，压板32和底板33处于分离状态)到达工作位置，此时注液基座25处于初始位置(即注液基座25上的注液组件对准储液容器21，且凸模41对准凹模42)，通过控制相应的驱动器，就能实现：吸液-压穴-封口同步工作状态、注液-封口同步工作状态，然后在保持封口状态不变的情形下，注液基座25回到初始位置，第二底座31回退(向右运动)到初始位置，向右运动的距离就是凹模42和压板32之间的水平距离。可以看出第二底座31在向右运动的时候，一直保持封口状态，从而能够带动人工卵卡向右运动，实现牵引人工卵卡的作用。第二底座31也可以设计成固定的，这样就需要在封口机构3的右侧(即下游端)增设一个牵引机构，实现人工卵卡的连续制作。进一步地，为了保证在封口机构3向右运动的过程中，人工卵卡夹持的更稳定，在第二底座31的最右侧还设置有一压紧机构37，其动作时机需与压板32和底板33的动作时机相一致。

图7示出了压膜机构5的结构，包括活动板51和第七驱动器52，第七驱动器52通过弓形支架固定在工作台上，其线性活动端部连接活动板51的顶面，带动活动板51相对于工作台上下运动，成型好的人工卵卡位于活动板51与工作台之间，在封口机构3带动人工卵卡向右移动的时候，压膜机构5不工作，人工卵卡从活动板51下面通过，当封口机构3的压板32和底板33分开不再压住人工卵卡时，压膜机构5工作，活动板51将人工卵卡固定在工作台上，从而在封口机构3向左运动的过程保证人工卵卡不会被带动。

图8示出了切卡机构6的结构，包括刀座61、刀头62以及第八驱动器63，刀座62设置在工作台上，其上设有一长形凹槽611，第八驱动器63设置工作台的底面，其线性活动端部穿过工作台与设置在刀座61正上方的刀头62连接，用以带动刀头62相对于刀座62上下运动，刀头62底部设有相应于长形凹槽611的锯齿形刀片621，所述人工卵卡位于刀座61与刀头62之间。通过第八驱动器63带动锯齿形刀片621插入到长形凹槽611中，即能在人工卵卡上切出一条锯齿形的撕裂线。

本发明多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机的工作过程为：

①参考图2所示，制卡开始前，各执行机构所处的位置：

注液机构2的初始状态：第一底座24处于上止位、注液基座25处于前止位、注液驱动板26处于下止位；

封口机构3的初始状态：第二底座31处于右止位，压板32处于上止位，底板3处于下止位，压紧机构37分离；

此时，压膜机构5压住从底膜供应机构7牵引出来的底膜和从面膜供应机构8牵引出来的面膜，切卡机构6闭合。

②封口机构3先动作：第二底座31向左移动，将面膜覆盖在底膜上(由于是初次，此时的底膜上还没有卵穴)，当底板33上的凹模42对准注液基座25上的凸模41时，第二底座31停止，封口机构3到达工作位置。

③注液机构2动作：第一底座24向下运动，带动注液组件和凸模41同时向下移动，使注液嘴222伸入到储液容器21的营养液中，同时封口机构3的压板32向下运动，底板33向上运动，使凸模41的凸部411和凹模42的凹部421贴合在一起，在底膜上压制卵穴，同时压板31和底板32将底膜和面膜压合在一起。在压穴的同时，注液驱动板26带动注液杆23向上运动，注液筒22的筒体221体积变大，腔内形成负压，营养液被吸入到注液筒22中。在这一过程中，封口-压穴-吸液是同步进行的。

④封口机构3保持不动，第一底座24向上运动，注液嘴222离开注液容器21，凸模41离开凹模42。注液基座25向后移动，使得注液嘴222对准卵穴，第一底座24向下运动，使得注液嘴222接近卵穴，此时注液驱动板26带动注液杆23向下运动，将注液筒22中的营养液注入到卵穴中，完成注液动作。然后第一底座24向上运动，注液基座25向前运动，注液机构2回到初始状态，同时压膜机构5和切卡机构6在注液机构2回退过程中松开。在这一过程中，封口-注液是同步进行的。

⑤封口机构3的压板32和底板33继续保持压合状态，压紧机构37保持闭合状态，第二底座31向右运动，带动压合在一起的底膜和面膜回到初始位置，然后压板32和底板33分开，压紧机构37打开，封口机构3回到初始状态，此时注有营养液的卵穴的位置处于封口机构3在工作位置时压板32的正下方。

⑥重复步骤②，此时压膜机构5和切卡机构6压住的就是底膜和面膜贴合在一起的人工卵卡了，封口机构3向左移动，将面膜覆盖在底膜上(此时底膜上已有注有营养液的卵穴)，重复运动即可实现连续生产的目的。

本发明的多点可调式寄生蜂人工卵卡制卡机，通过将注液杆23自由移动地设置在注液驱动板26上，并且使注液杆23的自由移动方向与注液驱动板26的运动方向一致，从而使得注液杆23的行程等于注液驱动板26的行程减去注液杆23的自由移动距离，通过在注液驱动板26上设置可单独调整每个注液杆23自由移动距离的第一调节螺丝262，从而实现在相同的注液驱动板26行程下，每一个注液杆23的行程都不相同，这种可以对每个注液,23的行程进行单独调整的结构，能够有效避免由于注液筒22之间的个体差异，导致在相同的注液杆23行程下，注液量不一致的问题，实现了对每个卵穴的注液量的精确控制，具有构思巧妙，结构简单的优点。

通过将压穴机构4分别设置在注液机构2和封口机构3上，从而实现吸液和压穴工序的同步进行，并在压穴、吸液、注液的过程中，一直保持封口状态，从而有效缩短了整个人工卵卡的制作时间。

通过将注液机构2和封口机构3垂直布置，并采用封口机构3带动人工卵卡运动，相对于流水线式生产设备，本发明的制卡机整体结构精巧，体积小，重量轻，便于移动，制造成本低。

注液筒22采用注液嘴222和筒体221的分体式结构，注液嘴222位于注液机构2的外部，便于拆卸清洗或更换，能够有效避免因营养液粘附在注液嘴222上，影响注液机构2的注液精度。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。