本發(fā)明涉及自動(dòng)嫁接機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種嫁接機(jī)自動(dòng)上夾裝置及其方法。

背景技術(shù)：

1、隨著人口需求的增加，蔬菜等作物的栽培面積在逐年增多，產(chǎn)生的蔬菜連作障礙等難題也隨著產(chǎn)生，嚴(yán)重阻礙了蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，人們通常借助土壤化學(xué)處理的手段來(lái)解決此難題，但是處于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的保護(hù)來(lái)說(shuō)，該方法不適用于大規(guī)模推廣。蔬菜嫁接技術(shù)是指將一種蔬菜的苗穗嫁接到另一種蔬菜的根莖上，使其結(jié)合生長(zhǎng)為一個(gè)新的植株的栽培技術(shù)。該技術(shù)能夠增強(qiáng)蔬菜的抗病能力，提高蔬菜對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)性，也有助于提高蔬菜的品質(zhì)和質(zhì)量，得到了普遍的認(rèn)可。但當(dāng)前國(guó)內(nèi)的蔬菜苗嫁接工作大多依靠人工完成，用工成本高、勞動(dòng)效率低，現(xiàn)有的半自動(dòng)嫁接機(jī)在夾持過(guò)程中存在著對(duì)準(zhǔn)困難、成功率低的問(wèn)題。因此，特別需要研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)夾持、穩(wěn)定嫁接的嫁接機(jī)自動(dòng)上夾裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中半自動(dòng)嫁接機(jī)在夾持過(guò)程中存在著對(duì)準(zhǔn)困難、成功率低的問(wèn)題，并提供一種嫁接機(jī)自動(dòng)上夾裝置及其方法，以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)嫁接機(jī)的精準(zhǔn)夾持、穩(wěn)定嫁接。

2、本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種嫁接機(jī)自動(dòng)上夾裝置，其包括機(jī)架以及安裝于機(jī)架上的送料單元、定位夾緊單元、切料單元和遞送上夾單元；

4、所述送料單元用于以螺旋纏繞方式存儲(chǔ)并向下游輸送長(zhǎng)條線材形式的料夾；

5、所述定位夾緊單元安裝于所述送料單元的下游，用于將固定長(zhǎng)度的料夾從所述送料單元上解卷并送入切料單元，同時(shí)對(duì)位于切料口下游的料夾進(jìn)行定位；

6、所述切料單元用于在切料口位置對(duì)定位狀態(tài)下的料夾進(jìn)行切割，形成用于夾緊嫁接對(duì)象的料夾單體；

7、所述遞送上夾單元用于對(duì)切割得到的料夾單體的雙側(cè)翼端施加壓力使原本閉合的料夾單體打開，再將打開狀態(tài)下的料夾單體遞送至嫁接苗處，完成對(duì)嫁接對(duì)象的固定后回退至初始狀態(tài)。

8、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述送料單元包括安裝于機(jī)架上的存料倉(cāng)、第一送夾通道和第二送夾通道；

9、所述存料倉(cāng)安裝于機(jī)架的頂部，用于以螺旋纏繞形式存儲(chǔ)嫁接所需的料夾；

10、所述第一送夾通道和第二送夾通道依次安裝在機(jī)架上，且料夾從存料倉(cāng)中解卷后依次穿過(guò)第一送夾通道和第二送夾通道；

11、第一送夾通道的出口和第二送夾通道的入口之間保持一段間隔區(qū)間，所述定位夾緊單元在機(jī)架上的安裝高度位于該間隔區(qū)間的高度范圍內(nèi)。

12、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述定位夾緊單元包括送夾氣缸、送夾夾緊氣缸、料夾夾緊塊、氣缸調(diào)整塊、防退夾緊氣缸、料夾防退夾緊塊、頂針定位氣缸、定位針調(diào)整平臺(tái)、定位針；

13、所述送夾氣缸安裝于機(jī)架上，且其氣缸的驅(qū)動(dòng)方向與所述間隔區(qū)間中料夾的延伸方向平行；所述送夾夾緊氣缸安裝于所述送夾氣缸的驅(qū)動(dòng)端上，隨所述送夾氣缸的驅(qū)動(dòng)端同步伸縮；所述料夾夾緊塊為一組可控的夾緊機(jī)構(gòu)，用于在所述送夾夾緊氣缸控制下對(duì)所述間隔區(qū)間中的料夾進(jìn)行夾緊和松開；

14、所述防退夾緊氣缸安裝于機(jī)架上，所述料夾防退夾緊塊為一組可控的夾緊機(jī)構(gòu)，用于在所述防退夾緊氣缸控制下對(duì)所述間隔區(qū)間中的料夾進(jìn)行夾緊和松開，且所述料夾防退夾緊塊對(duì)料夾的夾持位置位于所述料夾夾緊塊對(duì)料夾的夾持位置的上游；

15、所述送夾氣缸、所述送夾夾緊氣缸與所述防退夾緊氣缸聯(lián)動(dòng)控制，在所述防退夾緊氣缸控制所述料夾防退夾緊塊處于初始的松開狀態(tài)下，所述送夾夾緊氣缸控制所述料夾夾緊塊處于夾緊狀態(tài)，所述送夾氣缸通過(guò)定量伸長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)端帶動(dòng)所述送夾夾緊氣缸以及由所述料夾夾緊塊夾緊的料夾向下游移動(dòng)，然后再控制所述料夾防退夾緊塊處于夾緊狀態(tài)而所述料夾夾緊塊恢復(fù)松開狀態(tài)；

16、所述頂針定位氣缸安裝于機(jī)架下部，且其氣缸的驅(qū)動(dòng)方向與所述間隔區(qū)間中料夾的延伸方向平行；所述定位針調(diào)整平臺(tái)以水平姿態(tài)安裝于所述頂針定位氣缸的驅(qū)動(dòng)端上，所述定位針垂直安裝于所述定位針調(diào)整平臺(tái)上，且所述定位針調(diào)整平臺(tái)具有對(duì)所述定位針的空間位置的微調(diào)功能，使所述定位針能夠剛好插入從所述第二送夾通道出口輸出的料夾的套圈孔道，且所述定位針的頂部高度低于所述切料口。

17、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述定位針調(diào)整平臺(tái)包括通過(guò)定位針調(diào)整塊擋板連接裝配的第一定位針調(diào)整塊和第二定位針調(diào)整塊，第一定位針調(diào)整塊和第二定位針調(diào)整塊分別提供水平面上兩個(gè)垂直方向的調(diào)整自由度。

18、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述切料單元包括切斷氣缸、刀片固定座、切斷刀片、切斷刀片壓板和料夾限長(zhǎng)塊；

19、所述料夾限長(zhǎng)塊安裝于機(jī)架上，且位于所述定位針調(diào)整平臺(tái)和第二送夾通道的出口端面之間，料夾限長(zhǎng)塊的頂面與第二送夾通道的出口端面之間構(gòu)成的縫隙作為切料口；

20、所述切斷氣缸安裝于機(jī)架上，切斷刀片通過(guò)刀片固定座安裝于切斷氣缸的驅(qū)動(dòng)端上；切斷刀片的刀刃側(cè)朝向所述切料口中的料夾，能在所述切斷氣缸的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入所述切料口切斷料夾形成料夾單體后再退回初始位置。

21、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述遞送上夾單元包括送夾限位塊、線軌滑道、捏夾爪手氣缸、捏夾手指、推送氣缸；

22、所述線軌滑道和推送氣缸安裝于機(jī)架上，送夾限位塊位于所述線軌滑道遠(yuǎn)離機(jī)架的末端；所述捏夾手指為一組用于在所述捏夾爪手氣缸控制下對(duì)所述料夾單體的雙側(cè)翼端施加壓力，使原本閉合的料夾單體打開；所述捏夾爪手氣缸和捏夾手指整體安裝于推送氣缸的驅(qū)動(dòng)端上，能由推送氣缸沿所述線軌滑道整體推送至送夾限位塊所在的極限位置；

23、所述推送氣缸、所述捏夾爪手氣缸和所述頂針定位氣缸聯(lián)動(dòng)控制，在所述捏夾爪手氣缸控制捏夾手指夾住并打開料夾單體后，且在所述推送氣缸整體推送所述捏夾爪手氣缸和捏夾手指之前，所述頂針定位氣缸需回到所述定位針脫離料夾單體的初始位置；所述推送氣缸通過(guò)推送將打開狀態(tài)下的料夾單體隨捏夾手指同步遞送至夾限位塊所在的極限位置后，所述捏夾爪手氣缸需控制捏夾手指放開料夾單體完成對(duì)嫁接對(duì)象的固定，所述推送氣缸再控制所述捏夾爪手氣缸和捏夾手指回退至初始位置。

24、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述機(jī)架包括轉(zhuǎn)盤支架和供夾支架，轉(zhuǎn)盤支架安裝于供夾支架上方，所述存料倉(cāng)安裝于轉(zhuǎn)盤支架上，其余部件均安裝于供夾支架上。

25、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述存料倉(cāng)包括料夾旋軸、料夾旋轉(zhuǎn)軸套、深溝球軸承、轉(zhuǎn)盤，料夾旋軸安裝在料夾旋轉(zhuǎn)軸套中，深溝球軸承安裝在料夾旋轉(zhuǎn)軸套兩側(cè)，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤平行且間隔安裝于料夾旋轉(zhuǎn)軸套兩側(cè)的深溝球軸承上，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤之間的空間作為螺旋纏繞存儲(chǔ)料夾的空間；整個(gè)存料倉(cāng)通過(guò)料夾旋軸以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在轉(zhuǎn)盤支架上。

26、作為上述第一方面的優(yōu)選，所述切斷刀片通過(guò)可拆卸的切斷刀片壓板壓緊安裝于刀片固定座上，且切斷刀片傾斜安裝，使其刀刃以斜切方式對(duì)切料口處的料夾進(jìn)行切割。

27、第二方面，本發(fā)明提供了一種根據(jù)上述第一方面所述嫁接機(jī)自動(dòng)上夾裝置的嫁接自動(dòng)上夾方法，其步驟如下：

28、第一步送料準(zhǔn)備階段：將長(zhǎng)條線材形式且處于自由閉合狀態(tài)的料夾以螺旋纏繞方式存儲(chǔ)在存料倉(cāng)中，將料夾一端依次穿過(guò)第一送夾通道、料夾防退夾緊塊和料夾夾緊塊后伸入第二送夾通道；在初始狀態(tài)下，送夾氣缸控制料夾夾緊塊位于上極限位置處，料夾夾緊塊和料夾防退夾緊塊均處于松開狀態(tài)，頂針定位氣缸控制定位針處于下極限位置處，捏夾手指初始處于打開狀態(tài)；

29、第二步夾緊定位階段：送夾夾緊氣缸啟動(dòng)，首先控制料夾夾緊塊夾緊料夾；隨后，送夾氣缸啟動(dòng)，在送夾氣缸的驅(qū)動(dòng)下，送夾夾緊氣缸、料夾夾緊塊以及被夾緊的料夾同步向下移動(dòng)預(yù)設(shè)的固定長(zhǎng)度，料夾穿出第二送夾通道的出口進(jìn)入切料口下方；然后防退夾緊氣缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)料夾防退夾緊塊夾緊料夾，防止料夾回退，隨后送夾夾緊氣缸控制料夾夾緊塊松開料夾，送夾氣缸控制送夾夾緊氣缸和料夾夾緊塊回退至初始位置；送夾氣缸驅(qū)動(dòng)料夾進(jìn)入第二送夾通道后，頂針定位氣缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)定位針向上移動(dòng)至料夾限長(zhǎng)塊下方，等待從第二送夾通道出口輸出的料夾滑入；

30、第三步切料階段：切斷氣缸啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)刀片固定座上的切斷刀片向前推送，在料夾限長(zhǎng)塊上方的切料口處完成對(duì)料夾的切割，隨后切斷氣缸控制切斷刀片退回，被切割下的料夾單體暫存于料夾限長(zhǎng)塊中；

31、第四步捏夾階段：不斷重復(fù)第二步夾緊定位階段和第三步切料階段，使后一個(gè)切割得到的料夾單體推送前一個(gè)切割得到的料夾單體脫離料夾限長(zhǎng)塊，且料夾單體的套圈套于定位針上實(shí)現(xiàn)臨時(shí)固定；所述捏夾爪手氣缸控制捏夾手指夾住料夾單體的雙側(cè)翼端并使原本閉合的料夾單體保持打開狀態(tài)，然后頂針定位氣缸控制定位針向下移動(dòng)至脫離料夾的初始位置；

32、第五步送夾夾緊階段：外部機(jī)構(gòu)事先將需要設(shè)置料夾的嫁接苗移動(dòng)至目標(biāo)位置后，推送氣缸啟動(dòng)，沿線軌滑道驅(qū)動(dòng)捏夾手指將處于打開狀態(tài)的料夾單體向前移動(dòng)至送夾限位塊處，嫁接苗的嫁接位置剛好處于料夾單體張開的開口內(nèi)，控制所述捏夾爪手氣缸松開捏夾手指，料夾套圈開口縮小恢復(fù)至閉合狀態(tài)，完成對(duì)嫁接位置兩側(cè)植株體的上夾固定，推送氣缸再帶動(dòng)所述捏夾爪手氣缸和捏夾手指退回到初始位置，繼續(xù)對(duì)下一個(gè)料夾單體進(jìn)行上夾固定作業(yè)。

33、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下有益效果：

34、本發(fā)明通過(guò)在機(jī)架上安裝相互配合的送料單元、定位夾緊單元、切料單元和遞送上夾單元，先由送料單元以螺旋纏繞方式存儲(chǔ)并向下游輸送長(zhǎng)條線材形式的料夾；再由定位夾緊單元將固定長(zhǎng)度的料夾從送料單元上解卷并送入切料單元，同時(shí)對(duì)位于切料口下游的料夾進(jìn)行定位；然后由切料單元在切料口位置對(duì)定位狀態(tài)下的料夾進(jìn)行切割，形成用于夾緊嫁接對(duì)象的料夾單體，最后由遞送上夾單元用于對(duì)切割得到的料夾單體的雙側(cè)翼端施加壓力使原本閉合的料夾單體打開，并將打開狀態(tài)下的料夾單體遞送至嫁接苗處，完成對(duì)嫁接對(duì)象的固定后回退至初始狀態(tài)。本發(fā)明可以全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)料夾的出料、切割、打開和遞送，能夠?qū)崿F(xiàn)嫁接機(jī)在蔬菜嫁接種植場(chǎng)景中的精準(zhǔn)上夾，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)將一種蔬菜的苗穗嫁接到另一種蔬菜的根莖上。本發(fā)明可顯著提高嫁接機(jī)在上夾過(guò)程中的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性，降低人力成本，提高工作效率。