一种植物茎秆柔性夹持装置及控制方法

本发明属于植物夹持装置，尤其涉及一种植物茎秆柔性夹持装置。

背景技术：

1、目前，许多传统夹持装置都是固定行程，夹持力不可调，夹持不稳定，夹持方式复杂，对于植物作物等茎秆无法很好适用，不仅安装使用不便，还存在损伤，架夹不住等问题，本发明提针对上述问题提出了一种气动式植物茎秆柔性夹持装置，其夹持行程、夹持力柔性可调，夹持稳定，可多株夹持，适用性广，具体可以在植物茎秆力学性能试验、嫁接、种植、茎秆切割试验领域进行广泛应用，可进行自动化操作，生产等操作。

2、植物茎秆进行茎秆拉伸试验，以研究对应作物的力学性能时，夹持过松茎秆会滑动，夹持过紧时又会造成茎秆损伤，甚至直接夹断，无法适应脆弱茎秆的夹持；嫁接是蔬果种植经常会采用的方式，传统各种方式用胶带直接缠绕，这种做法不仅会造成枝条的不稳定，同时不利于蔬果嫁接的正常生长，很不方便；采用夹子进行固定时，在固定的过程中，人工无法控制其夹持力度，这就导致在固定过程中，会对植物本体造成过度夹持，损坏嫁接部位；切割试验时通常需要对不同植物茎秆进行夹持固定以达到模拟植株竖直生长目的，但由于植物茎秆种类生长特性不同，其植株间间距不同，且茎秆粗细不均。而现有的夹持装置结构和夹持方式复杂，并且夹持后位置难以进一步进行调整，难以调节植株间间距，从而影响整个试验过程的工作效率。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：人工无法控制其夹持力度，这就导致在固定过程中，会对植物本体造成过度夹持，损坏嫁接部位。现有的夹持装置结构和夹持方式复杂，并且夹持后位置难以进一步进行调整，难以调节植株间间距，从而影响整个试验过程的工作效率。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种植物茎秆柔性夹持装置。

2、本发明是这样实现的，一种植物茎秆柔性夹持装置设有：工作台、地脚螺栓、空压机、支撑架、电磁气动换向阀、反向行程气管、正向行程气管、气缸放置平台、防尘盖、竖直滑杆、横向滑杆、夹持手、同步阶梯圆柱、隔离板、连接螺栓，其中：所述空压机通过地脚螺栓固定于工作台桌面下方；所述电磁气动换向阀放置于支撑架上；所述电磁气动换向阀通过气管与空压机相连接；所述反向行程气管、正向行程气管一端与电磁气动换向阀的两个气体出口相连接，另一端与气缸放置平台下的气缸进气口相连；所述气缸放置平台通过连接螺栓与工作台桌面相连接；所述防尘盖置于气缸放置平台凹面内；所述夹持手通过横向滑杆固定于竖直滑杆上；所述同步阶梯圆柱在夹持部分使得上下夹持手保持同步移动以调节植物茎秆间距；所述隔离板防止切割流束及磨粒冲击夹持部分。

3、进一步，所述空压机输气部分包括电源开关、气压表、气道开关、输出气管；空压机输气部分与电磁气动换向阀的输入通道连接；电磁气动换向阀的反向输出通道、正向输出通道分别与反向行程气管、正向行程气管连接。

4、进一步，所述双作用气缸通过螺栓与气缸行程块箱相连接；所述气缸行程块箱内放置空行程调节螺杆、推板、拉板、推杆，其中空行程调节螺杆与推板通过螺纹固定连接，推杆与拉板过盈连接；所述双作用气缸正向运动时，推动空行程调节螺杆、推板与缸行程块箱向夹持部分运动，空行程调节螺杆可以调节空行程，达到控制夹持直径目的，经过一段空行程后，推动拉板与推杆，夹持部分夹紧；所述双作用气缸反向运动时，经过一段空行程后，缸行程块箱拉动拉板背离夹持部分运动，夹持部分松开。

5、进一步，所述夹持部分通过槽口板与推杆连接，槽口板，槽口板通过连接板上螺钉与长手柄连接，夹持部分通过斜滑槽将来自推杆的直线推进运动化为加持部分横向夹紧松开运动。

6、进一步，所述夹持部分包括竖直滑杆、横向滑杆、夹持手、同步阶梯圆筒、螺纹调节杆、间距调节螺母、紧固螺钉、滑槽保护罩；所述横向滑杆与长手柄通过紧固螺栓连接，传递来自连接板横向运动；所述竖直滑杆与横向滑杆过盈配合；所述夹持手、同步阶梯圆筒安装于横向滑杆上；所述横向滑杆上部分通过紧固螺钉固定于竖直滑杆上，紧固螺钉可调节上下横向滑杆距离；螺纹调节杆与夹持手连接，间距调节螺母可以调节夹持手之间间距。

7、进一步，所述夹持手包括长手柄、短手柄、内弹簧套、外弹簧套、夹持块、橡胶垫、内弹簧座、弹簧、外弹簧座、内六角螺栓，其中：长手柄、短手柄置于横向滑杆上，内弹簧套通过内六角螺栓固定于长手柄或短手柄上，外弹簧套套在内弹簧套外面，外弹簧套通过内六角螺栓连接夹持块，夹持块与橡胶垫粘结；内弹簧座、弹簧、外弹簧座置于内弹簧套与外弹簧套内，其中内弹簧座通过螺纹连接于长手柄、短手柄，外弹簧座通过螺纹连接于夹持块；夹持手有上下两对，共同夹持植物茎秆，夹持稳定；装置有多对夹持手，可实现多个植株夹持；夹持手内置弹簧可以在受力时收缩，实现植物茎秆柔性夹持，自动补偿夹持茎秆直径。

8、进一步，所述同步阶梯圆筒包括销钉、一级圆筒、二级圆筒、三级圆筒、四级圆筒，一级圆筒通过销钉固定于下横向滑杆上，四级圆筒通过销钉固定于上横向滑杆上，一级圆筒、二级圆筒、三级圆筒、四级圆筒之间通过内部滑道与圆筒突出块加以限制与移动，可以适应夹持手之间距离；同步阶梯圆筒连接上下夹持手使之同步在横向滑杆上移动，调节植物茎秆距离。

9、进一步，所述隔离板与夹持部分通过近缸螺钉及远缸螺钉连接于下横向滑杆上。

10、本发明的另一目的在于提供一种所述气动式植物茎秆柔性夹持装置的控制方法，所述控制方法包括：采用气动方式作为夹持装置动力，空压机接通电源后，打开电源开关，待气压合适后打开气道开关，气体进入电磁气动换向阀；调节电磁气动换向阀确定双作用气缸行程方向，双作用气缸正向运动时，推动空行程调节螺杆、推板与缸行程块箱向夹持部分运动，空行程调节螺杆可以调节空行程，达到控制夹持直径目的，经过一段空行程后，推动拉板与推杆，夹持部分夹紧；双作用气缸反向运动时，经过一段空行程后，缸行程块箱拉动拉板背离夹持部分运动，夹持部分松开，夹持部分通过斜滑槽将来自推杆的直线推进运动化为加持部分横向夹紧松开运动；

11、紧固螺钉可调节上下横向滑杆距离；螺纹调节杆与夹持手连接，间距调节螺母可以调节夹持手之间间距，夹持手有上下两对，共同夹持植物茎秆，夹持稳定；装置有多对夹持手，可实现多个植株夹持；夹持手内置弹簧在受力时收缩，实现植物茎秆柔性夹持，自动补偿夹持茎秆直径；

12、同步阶梯圆筒包括销钉、一级圆筒、二级圆筒、三级圆筒、四级圆筒，各部分通过内部滑道与圆筒突出块加以限制与移动，适应夹持手之间距离；同步阶梯圆筒连接上下夹持手使之同步在横向滑杆上移动，调节植物茎秆距离。

13、结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

14、第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

15、本发明实施例提供的一种植物茎秆柔性夹持装置，通过设有气动式植物茎秆柔性夹持装置有多对夹持手，可实现多个植株夹持，夹持手有上下两对，共同夹持植物茎秆，夹持稳定，夹持手内置弹簧可以在受力时收缩，实现植物茎秆柔性夹持，自动补偿夹持茎秆直径，适合植物茎秆夹持。本发明不仅适用上述植物茎秆力学性能试验、嫁接、种植、茎秆切割试验情况，在其他类似需要进行植物茎秆夹持场景均可适用。

16、第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

17、本本发明气动式植物茎秆柔性夹持装置有多对夹持手，可实现多个植株夹持，夹持手有上下两对，共同夹持植物茎秆，夹持稳定，夹持手内置弹簧可以在受力时收缩，实现植物茎秆柔性夹持，自动补偿夹持茎秆直径，适合植物茎秆夹持。

18、第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

19、本发明的技术方案解决了许多传统夹持装置都是固定行程，夹持力不可调，夹持不稳定，夹持方式复杂，对于植物作物等茎秆无法很好适用，安装使用不便，存在损伤，架夹不住等问题本发明提针对上述问题提出了一种气动式植物茎秆柔性夹持装置，其夹持行程、夹持力柔性可调，夹持稳定，可多株夹持，适用性广，具体可以在植物茎秆力学性能试验、嫁接、种植、茎秆切割试验领域进行广泛应用，可进行自动化操作，生产等操作。