專利名稱：一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執(zhí)行器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蔬果嫁接技術領域，具體是蔬果嫁接機上用于剪切和調整嫁接苗子葉方向的振動式上苗執(zhí)行器。
背景技術：
嫁接是一種人工營養(yǎng)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(yǎng)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(guī)模的嫁接作業(yè)時更是如此。
嫁接機器人技術是近年在國際上出現(xiàn)的一種集機械、自動控制與設施園藝技術于一體的高新技術。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，對于促進蔬菜瓜果的規(guī)?；a有重要的意義。目前國際上嫁接機械化研究發(fā)展到一定階段，已逐漸由半自動化嫁接向全自動化方向發(fā)展。其中，如何實現(xiàn)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(guī)的蔬果嫁接機中，上苗執(zhí)行器的機械手爪在完成取苗、切苗操作后，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，由于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。

發(fā)明內容
本發(fā)明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(zhí)行器，該上苗執(zhí)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。本發(fā)明采用的技術方案是—種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執(zhí)行器，包括對嫁接苗進行剪切和取回作業(yè)的氣爪裝置、驅動氣爪裝置前后運動的雙桿氣缸，以及用于調節(jié)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(lián)動手指上；其特征在于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(lián)動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向桿，半弧形導向片與聯(lián)動手指之間的振蕩導向桿上套設有彈簧，兩根振蕩導向桿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桿的上端以對所述半弧形導向片限位。
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(lián)動氣爪，以及一固定在所述聯(lián)動氣爪下方且對嫁接苗進行剪切的八字型氣爪；所述聯(lián)動氣爪由固定在所述雙桿氣缸活塞桿前端的聯(lián)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(lián)動手爪安裝座的上下兩邊相互平行地向前延伸，并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(lián)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(lián)動手指，所述聯(lián)動手指的阻力臂分別往前方伸出用于夾持嫁接苗；另有一定位于所述聯(lián)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桿的一端，每個連桿的另一端又分別與前述的一個聯(lián)動手指的動力臂鉸接；所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿穿過聯(lián)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，有一水平導向桿依次穿過所述豎板上的小孔、王字形連接架的孔洞后與所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿連接,所述水平導向桿的前端制有軸肩，小孔的直徑大于軸肩的直徑以利于水平導向桿自由滑動，水平導向桿與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，并且水平導向桿 的軸肩直徑大于該孔洞的直徑；所述王字形連接架與聯(lián)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，兩個弧形擋條位于聯(lián)動手爪安裝座上側的一對聯(lián)動手指和下側的一對聯(lián)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(lián)動手爪安裝座上側的其中一個聯(lián)動手指的底面，另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座上側的另一聯(lián)動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯(lián)動手爪安裝座下側的其中一個聯(lián)動手指的頂面，該聯(lián)動手指與前述固定上側弧形擋條的聯(lián)動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座下側的另一聯(lián)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。所述雙桿氣缸通過頂部的安裝板與一豎直方向的外部安裝軸固定。本發(fā)明的工作原理是本發(fā)明提供的子葉方向可調的上苗執(zhí)行器，通過活動爪夾實現(xiàn)嫁接苗的定位與抓取、八字型氣爪實現(xiàn)嫁接苗的莖干分離以及導向裝置實現(xiàn)嫁接苗子葉方向的調整；工作時，聯(lián)動氣爪和八字形氣爪張開，雙桿氣缸伸出，推動聯(lián)動氣爪和八字形氣爪，到達取苗位置，然后聯(lián)動氣爪和八字形氣爪閉合；由于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，然后八字形氣爪張開，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。由于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(xiàn)精準子葉方向調整。本發(fā)明的有益效果是該導向器結構簡單并且使用效果明顯，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；本發(fā)明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，為后續(xù)將嫁接苗提供至砧木臺和穗木臺做好了準備，因此本發(fā)明完全達到了預期的效果。


圖I是本發(fā)明的立體結構示意圖。圖2是本發(fā)明中氣爪裝置的立體結構示意圖。圖3是本發(fā)明中聯(lián)動手爪安裝座的立體結構示意圖。圖4是本發(fā)明中聯(lián)動手指的立體結構示意圖。圖5是本發(fā)明弧形擋條的俯視結構示意圖。圖6是本發(fā)明中王字形連接架的立體結構示意圖(鉸接著連桿)。 圖7是本發(fā)明中王字形連接架的剖視結構示意圖。圖8是本發(fā)明中半弧形導向片的立體結構示意圖。圖9是本發(fā)明中半弧形導向片的主視結構示意圖。圖10是本發(fā)明中半弧形導向片的剖視示意圖。圖11是本發(fā)明中彈性擋片的俯視結構示意圖。圖12是本發(fā)明中聯(lián)動氣爪的結構原理圖。圖13是本發(fā)明中水平導向桿的結構示意圖。圖14是本發(fā)明中活動爪夾的剖視結構示意圖。圖15是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖之一。圖16是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖之二。圖17是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖之三。圖18是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖之四。
具體實施例方式如圖所示，一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執(zhí)行器，包括氣爪裝置、推進裝置和導向裝置。推進裝置為一雙桿氣缸3，可驅動氣爪裝置進行前后運動。雙桿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。本發(fā)明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(xiàn)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(lián)動氣爪和八字型氣爪；該聯(lián)動氣爪通過第二安裝板4固定在雙桿氣缸的活塞桿前端；該八字型氣爪通過第三安裝板5固定在聯(lián)動氣爪的下方。聯(lián)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桿氣缸活塞桿前端的聯(lián)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(lián)動手指7-3和四根連桿7-8 ;所述聯(lián)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(jù)需要確定)，并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(lián)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(lián)動手指，該聯(lián)動手指的阻力臂7-3-1分別往前方伸出用于夾持嫁接苗。所述王字形連接架位于所述聯(lián)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桿的一端(如圖6所示)，每個連桿的另一端又分別與前述的一個聯(lián)動手指的動力臂7-3-2鉸接；所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿穿越過聯(lián)動手爪安裝座中部的通孔7-2-1。
所述聯(lián)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，有一水平導向桿7-6依次穿過所述豎板上的小孔、王字形連接架的孔洞后與所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿連接。如圖14所示，所述水平導向桿的前端制有軸肩
7-6-1(軸肩部位的直徑大于其他部位)，小孔的直徑大于軸肩的直徑以利于水平導向桿自由滑動(該水平導向桿對王字形連接架導向)，水平導向桿與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，并且水平導向桿的軸肩直徑大于孔洞直徑，因此當聯(lián)動手爪氣缸的活塞桿帶動水平導向桿朝后收縮時，王字形連接架在軸肩的作用下會向后一起運動，通過連桿拉動兩對聯(lián)動手指開啟。如圖3、圖6、圖14所示，所述王字形連接架與聯(lián)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(lián)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(lián)動氣爪氣缸的活塞桿·朝前伸出時，軸肩不再對王字形連接架施加向后的壓力，復位彈簧推動王字形連接架朝前復位，從而使聯(lián)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(tǒng)一控制。本發(fā)明中，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(huán)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(huán)體，同時該圓環(huán)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后的方向，通常該方向與雙桿氣缸的伸縮方向相同；在該對聯(lián)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(xiàn)有蔬果嫁接機的上苗執(zhí)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于聯(lián)動手爪安裝座上側的一對聯(lián)動手指和下側的一對聯(lián)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(lián)動手爪安裝座上側的其中一個聯(lián)動手指的底面，另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座上側的另一聯(lián)動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯(lián)動手爪安裝座下側的其中一個聯(lián)動手指的頂面，該聯(lián)動手指與前述固定上側弧形擋條的聯(lián)動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座下側的另一聯(lián)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(lián)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，更有利于子葉方向順利調整。由于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(lián)動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向桿7-3-3，半弧形導向片與聯(lián)動氣爪之間的振蕩導向桿上套設有彈簧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桿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，沿著振蕩導向桿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(zhí)行器，包括對嫁接苗進行剪切和取回作業(yè)的氣爪裝置、驅動氣爪裝置前后運動的雙桿氣缸(3)，以及用于調節(jié)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(lián)動手指(7-3)上；其特征在于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(lián)動手指上各固定有至少兩根豎直朝上布置的振蕩導向桿(7-3-3)，半弧形導向片與聯(lián)動手指之間的振蕩導向桿上套設有彈簧(8-5)，兩根振蕩導向桿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桿的上端以對所述半弧形導向片限位。
2.根據(jù)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(zhí)行器，其特征在于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(jù)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(zhí)行器，其特征在于所述氣爪裝置包括一聯(lián)動氣爪，以及一固定在所述聯(lián)動氣爪下方且對嫁接苗進行剪切的八字型氣爪；所述聯(lián)動氣爪由固定在所述雙桿氣缸活塞桿前端的聯(lián)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(lián)動手爪安裝座(7-2)的上下兩邊相互平行地向前延伸，并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(lián)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(lián)動手指，所述聯(lián)動手指的阻力臂(7-3-1)分別往前方伸出用于夾持嫁接苗；另有一定位于所述聯(lián)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桿(7-8)的一端，每個連桿的另一端又分別與前述的一個聯(lián)動手指的動力臂(7-3-2)鉸接；所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿穿越過聯(lián)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)，有一水平導向桿(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)后與所述聯(lián)動氣爪氣缸的活塞桿連接，所述水平導向桿的前端制有軸肩(7-6-1),小孔的直徑大于軸肩的直徑以利于水平導向桿自由滑動，水平導向桿與王字形連接架的孔洞形成滑動配合，并且水平導向桿的軸肩直徑大于該孔洞的直徑；所述王字形連接架與聯(lián)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(jù)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(zhí)行器，其特征在于所述導向裝置還包括兩個弧形擋條(7-5)，兩個弧形擋條位于聯(lián)動手爪安裝座上側的一對聯(lián)動手指和下側的一對聯(lián)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(lián)動手爪安裝座上側的其中一個聯(lián)動手指的底面，另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座上側的另一聯(lián)動手指；下側弧形擋條的一端固定在聯(lián)動手爪安裝座下側的其中一個聯(lián)動手指的頂面，該聯(lián)動手指與前述固定上側弧形擋條的聯(lián)動手指上下對應，下側弧形擋條的另一端水平伸出并橫跨過聯(lián)動手爪安裝座下側的另一聯(lián)動手指。
5.根據(jù)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(zhí)行器，其特征在于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(jù)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(zhí)行器，其特征在于所述雙桿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 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執(zhí)行器。目的是提供的上苗執(zhí)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(zhí)行器，包括氣爪裝置、雙桿氣缸，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(lián)動手指上；其特征在于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(lián)動手指上各固定有至少兩根振蕩導向桿，振蕩導向桿上套設有彈簧，兩根振蕩導向桿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桿的上端以對半弧形導向片限位。
文檔編號B25J15/02GK102837319SQ20121032528
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權日2012年9月5日
發(fā)明者賀磊盈, 楊蒙愛, 王哲祿, 武傳宇 申請人:浙江理工大學