一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，包括雙桿氣缸、安裝板一、取苗調向裝置和氣爪裝置。取苗調向裝置中：安裝板一固定在雙桿氣缸的活塞桿上，兩裝有吸盤的支板通過滑塊和導桿對稱地安裝在安裝板三上，支板夾角可調，安裝板三與電機主軸連接，工作時吸盤利用負壓吸附幼苗，電機帶動安裝板三在水平面內轉動調整幼苗子葉方向；氣爪裝置中：剪切手爪安裝在平行開合氣爪的手指上，高度定位扶持手爪下端固定在剪切手爪內側邊緣，兩對手爪的高度距離固定；平行開合氣爪的缸體固定在單桿氣缸的活塞桿上。本實用新型可以對幼苗進行柔性抓取，精確調整幼苗子葉方向，保證幼苗斷根后莖桿高度一致，適用于子葉大小和夾角不同的幼苗，結構簡單，調整方便，適應性強。
【專利說明】一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種果蔬嫁接機供苗執行器，特別是涉及一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器。
【背景技術】
[0002]嫁接是一項技術性很強的工種，需要操作人員在短時間內嫁接完成大量的嫁接苗。目前國際上嫁接機械化的研究逐漸由半自動化向全自動方向發展。
[0003]單子葉斷根嫁接法操作簡單，嫁接速度快，切面較大，斷根時保證嫁接苗的莖桿高度一致，嫁接苗成活率和整齊度好，適于機械化作業，它要求嫁接苗砧木和穗木的子葉伸展方向呈十字形，便于見光。由于機械嫁接工序中供苗工序仍由人工完成，需要實現自動化，其關鍵點為保證所供幼苗莖桿高度和子葉方向的一致性。
[0004]申請號為201210213966.4的專利“基于視覺的子葉方向可調式上苗末端執行器”，采用手指相對運動調整嫁接苗子葉方向；傳統的手指式機械爪，在夾持幼苗時容易損傷幼苗莖桿，影響嫁接苗成活率。申請號為201010151597.1的專利“氣吸式接穗夾持插入機構”，采用真空吸盤手實現對嫁接接穗的柔性夾持；該專利中的抓取幼苗的真空吸盤手，采用在剛性結構上開氣孔吸附幼苗的方式，無法適用不同子葉夾角和大小的幼苗，且容易將幼苗吸破，同時工作過程為手工上苗，無法實現自動供苗。
[0005]申請號為201210043521.6的專利“子葉方向可調式上苗執行器”，使幼苗自重下落過程中沿著導向器弧形表面滑動，實現調向；申請號為201210325772.3的專利“一種嫁接苗子葉方向可調的氣動式上苗末端執行器”，采用半弧形導向片加左右氣管吹氣的方式調整幼苗子葉方向；申請號為201210325286.1的專利“一種嫁接苗子葉方向可調的振動式上苗執行器”，采用半弧形導向片加機械振動的方式調整幼苗子葉方向；申請號為201010578343.8的專利“瓜類嫁接苗子葉定向取苗裝置”，采用使幼苗自重在對稱斜邊或尖峰形邊導套上滑動，和導套頂端邊沿的氣口間斷吹氣輔助幼苗滑落的方式，調整幼苗子葉方向。以上專利對子葉方向的調整，采取靠幼苗自重沿導套邊沿下滑調向的方式，或者配合氣吹，振動等措施輔助幼苗下滑調向，但幼苗莖桿高度不一致，未考慮到幼苗的等高斷根。
[0006]申請號為200910096211.9的專利“穴盤自動供苗裝置”，采用豎直布置的傳感器和旋轉電機，檢測和調整幼苗子葉方向，并采取二次切削的方式實現幼苗莖桿長度相同，效率較低。
【發明內容】
[0007]為了克服上述【背景技術】中的不足，本實用新型提出了一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，該末端執行器具有對穴盤中的嫁接苗進行柔性抓取，準確調整幼苗子葉方向，同時對幼苗進行等高斷根的功能，可適用于子葉夾角和大小不同的幼苗。
[0008]本實用新型的技術方案是:
[0009]一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，包括雙桿氣缸、安裝板一、取苗調向裝置和氣爪裝置；
[0010]所述雙桿氣缸安裝在嫁接機機械臂上,安裝板一固定在雙桿氣缸的活塞桿上，安裝板二用螺栓固定在安裝板一的上方，單桿氣缸缸體用螺栓固定在安裝板一的下方，安裝板一隨著雙桿氣缸的活塞桿前后運動。
[0011]所述取苗調向裝置，包括安裝板二、電機、安裝板三、滑塊、導桿、支板和吸盤；所述電機固定安裝在安裝板二上，電機主軸與安裝板三用鍵連接，帶動安裝板三在水平面上轉動，安裝板三上對稱地開有滑槽，兩個滑塊卡在滑槽內，滑塊下端與支板上端用鉸鏈連接，兩支板另一端及導桿下端用鉸鏈連接，同時導桿在安裝板三上的導向孔內上下運動，導桿上端有螺紋，調整好導桿位置后用螺母將導桿固定在安裝板三上，以確定兩支板的夾角。所述支板上開有長圓孔，通過螺栓將兩吸盤對稱地固定在兩支板上。
[0012]所述氣爪裝置，包括光電傳感器一、高度定位扶持手爪、切削刀片、光電傳感器二、剪切手爪、單桿氣缸和平行開合氣爪。所述平行開合氣爪的缸體固定在單桿氣缸活塞桿上，隨活塞桿上下運動。所述剪切手爪通過螺栓安裝在平行開合氣爪的手指上，兩只手爪內側邊緣分別裝有光電傳感器二，左側剪切手爪上有扶苗橫桿二，扶苗橫桿二橫跨兩個手爪，用于防止取苗時幼苗向后傾斜。切削刀片用螺栓安裝在右側剪切手爪上。所述高度定位扶持手爪下端開有長圓孔，用螺栓固定在剪切手爪內側邊緣；兩對手爪工作時的高度距離固定，根據需要可以調整；兩個高度定位扶持手爪上側分別裝有光電傳感器一，檢測高度定位扶持手爪上移時手爪距離幼苗子葉的高度。左側高度定位扶持手爪上有扶苗橫桿一，右側高度定位扶持手爪上開有對應橫槽，扶苗橫桿一橫跨兩個手爪，始終在橫槽中滑動，用于防止取苗時幼苗向后傾斜。
[0013]所述雙桿氣缸、電機、單桿氣缸和平行開合氣爪分別與嫁接機的控制主機連接。
[0014]所述雙桿氣缸、平行開合氣爪、單桿氣缸和吸盤分別與氣源相連。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，取苗調向裝置可以實現對幼苗的柔性抓取并準確調整幼苗子葉方向，氣爪裝置可以保證幼苗斷根后莖桿高度一致。該末端執行器適用于子葉大小和夾角不同的幼苗，結構簡單，調整方便，適應性強，可以為嫁接機提供滿足要求的砧木苗和接穗苗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的立體結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型中幼苗斷根調向前的工作示意圖。
[0018]圖3是本實用新型中幼苗斷根調向后的工作示意圖。
[0019]圖4是本實用新型中吸附子葉夾角小于180°的幼苗的工作示意圖。
[0020]圖5是本實用新型取苗調向裝置的立體結構示意圖。
[0021]圖6是本實用新型氣爪裝置的裝配分解視圖。
[0022]圖7是本實用新型中氣爪裝置打開時的立體結構示意圖。
[0023]圖8是本實用新型中氣爪裝置閉合時的立體結構示意圖。
[0024]以下是圖中各部件的標號說明:
[0025]I雙桿氣缸，2安裝板一，3安裝板二，4電機，5安裝板三，6滑塊，7導桿，8支板，9吸盤，10光電傳感器一，11扶苗橫桿一，12高度定位扶持手爪，12-1左側高度定位扶持手爪，12-2右側高度定位扶持手爪，13切削刀片，14光電傳感器二，15剪切手爪，15-1左側剪切手爪，15-2右側剪切手爪，16扶苗橫桿二，17單桿氣缸，18平行開合氣爪，19幼苗。
【具體實施方式】
[0026]下面結合說明書附圖，對本實用新型進行進一步說明。
[0027]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，所示，一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，包括雙桿氣缸(I)、安裝板一(2)、取苗調向裝置和氣爪裝置；
[0028]所述雙桿氣缸(I)安裝在嫁接機機械臂上，安裝板一(2)固定在雙桿氣缸的活塞桿上，安裝板二(3)用螺栓固定在安裝板一的上方，單桿氣缸(17)缸體用螺栓固定在安裝板一的下方。整個機構在雙桿氣缸活塞桿的驅動下前后運動。
[0029]如圖5所示，所述取苗調向裝置，包括安裝板二(3)、電機(4)、安裝板三(5)、滑塊
(6)、導桿(7)、支板(8)和吸盤(9)。所述電機(4)固定安裝在安裝板二(3)上，電機主軸與安裝板三(5)用鍵連接，帶動安裝板三(5)在水平面上轉動，安裝板三(5)上對稱地開有滑槽，兩個滑塊(6)卡在滑槽內，滑塊下端與支板(8)上端用鉸鏈連接，兩支板(8)另一端及導桿(7)下端用鉸鏈連接，同時導桿(7)在安裝板三上的導向孔內上下運動，導桿(7)上端有螺紋，調整好導桿(7)位置后用螺母將導桿(7)固定在安裝板三(5)上，以確定兩支板
(8)的夾角。支板(8)上開有長圓孔，通過螺栓將兩吸盤(9)對稱地固定在兩支板(8)上。取苗調向裝置用于實現對嫁接苗的柔性抓取和調向操作。吸盤可產生負壓，吸附幼苗子葉表面以實現對幼苗(19)的柔性抓取。吸盤支板用于實現支撐兩吸盤，并可調整兩吸盤的相對夾角和距離。調整導桿的上下位置，同時滑塊在安裝板三上的滑槽中移動到相應位置，由于支板的對稱結構和導桿的導向作用，以上機構可實現對支板夾角左右等角度調整，它可以適應不同夾角的幼苗子葉，角度調整范圍由導桿和滑槽的長度確定。支板上開有長圓孔，調整吸盤相對安裝距離，實現對子葉跨度不同的幼苗的吸附。吸盤直徑可根據需要更換，實現對不同子葉大小幼苗的吸附。吸盤采用硅膠材料的薄形吸盤，工作時吸盤與幼苗葉片的弧度貼合，實現柔性接觸，避免對葉片的損傷。
[0030]如圖6、圖7和圖8所不,所述氣爪裝置,包括光電傳感器一(10)、高度定位扶持手爪(12)、切削刀片(13)、光電傳感器二(14)、剪切手爪(15)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18)。平行開合氣爪(18)的缸體固定在單桿氣缸(17)的活塞桿上，隨活塞桿上下運動。剪切手爪(15)通過螺栓安裝在平行開合氣爪(18)的手指上，兩只剪切手爪內側邊緣分別裝有光電傳感器二(14),左側剪切手爪(15-1)上有扶苗橫桿二(16),扶苗橫桿二(16)橫跨兩個剪切手爪，防止取苗時幼苗向后傾斜。切削刀片(13)用螺栓安裝在右側剪切手爪(15-2)上。高度定位扶持手爪(12)下端開有長圓孔，用螺栓固定在剪切手爪(15)內側邊緣；高度定位扶持手爪和剪切手爪工作時的高度距離固定，根據需要可以調整；兩個高度定位扶持手爪(12)上側分別裝有光電傳感器一(10)，檢測高度定位扶持手爪上移時該手爪距離幼苗子葉的位置。左側高度定位扶持手爪(12-1)上有扶苗橫桿一(11)，右側高度定位扶持手爪(12-2)上開有對應橫槽，扶苗橫桿一(11)橫跨兩個高度定位扶持手爪，始終在橫槽中滑動，防止取苗時幼苗向后傾斜。氣爪裝置用于實現對嫁接苗進行高度定位和剪切操作。工作時，高度定位扶持手爪和剪切手爪的相對高度距離固定，保證幼苗斷根后莖桿高度一致。剪切手爪上的光電傳感器二(14)，檢測幼苗是否進入手爪。當幼苗進入剪切手爪時，剪切手爪合攏，剪斷幼苗莖桿，刀片超過合攏中心線位置，實現剪切后對幼苗莖桿底端的支撐。高度扶持手爪合攏后留有一U形槽，槽寬度大于幼苗莖桿直徑，避免幼苗向左右傾斜。高度扶持手爪安裝孔為長圓孔，可以根據需要調整其相對剪切手爪的高度距離，剪切時獲得不同幼苗莖桿長度。
[0031]所述雙桿氣缸⑴、電機(4)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18)分別與嫁接機的控制主機連接；
[0032]所述雙桿氣缸(I)、吸盤(9)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18)分別與氣源相連。
[0033]本實用新型的工作過程如下:
[0034]首先在嫁接機控制器的控制下，雙桿氣缸啟動，通過安裝板一推動取苗調向裝置和氣爪裝置向前移動并靠近嫁接苗；剪切手爪上的光電傳感器二檢測到幼苗莖桿進入剪切手爪之后，單桿氣缸帶動氣爪裝置相對于取苗調向裝置豎直向上移動；裝在高度定位扶持手爪上的光電傳感器一檢測到高度定位扶持手爪到幼苗子葉的高度達到規定值時，單桿氣缸停止運動，氣爪裝置閉合，剪切氣爪帶動切削刀片切斷幼苗莖桿；嫁接機上攝像頭可俯視拍攝幼苗圖像，經圖像處理獲得幼苗子葉方向與水平線的夾角，為電機提供轉角信息，由控制器控制電機旋轉相應角度，真空發生器打開，吸盤利用負壓吸附幼苗；最后取苗調向裝置帶動幼苗回復到水平位置，實現幼苗調向。
[0035]根據上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內，進行多樣的變更與修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，凡在本實用新型的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種子葉方向可調的氣吸式供苗末端執行器，其特征在于:所述末端執行器包括雙桿氣缸(I)、安裝板一(2)、取苗調向裝置和氣爪裝置； 所述雙桿氣缸(I)安裝在嫁接機機械臂上，安裝板一(2)固定在雙桿氣缸(I)的活塞桿上，安裝板二(3)用螺栓固定在安裝板一(2)的上方，單桿氣缸(17)的缸體用螺栓固定在安裝板一(2)的下方，安裝板一(2)隨著雙桿氣缸(I)的活塞桿前后運動； 所述取苗調向裝置，包括安裝板二⑶、電機(4)、安裝板三(5)、滑塊(6)、導桿(7)、支板⑶和吸盤(9);所述電機⑷固定在安裝板二(3)上，電機主軸與安裝板三(5)用鍵連接，帶動安裝板三(5)在水平面上轉動，安裝板三(5)上對稱地開有滑槽，兩個滑塊(6)卡在滑槽內，滑塊下端與支板(8)上端用鉸鏈連接，兩支板(8)另一端及導桿(7)下端用鉸鏈連接，同時導桿(7)在安裝板三(5)上的導向孔內上下運動，導桿(7)上端有螺紋，調整好導桿(7)位置后用螺母將導桿(7)固定在安裝板三(5)上，以確定兩支板(8)的夾角；所述支板(8)上開有長圓孔，通過螺栓將兩吸盤(9)對稱地固定在兩支板(8)上； 所述氣爪裝置，包括光電傳感器一(10)、高度定位扶持手爪(12)、切削刀片(13)、光電傳感器二(14)、剪切手爪(15)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18);所述平行開合氣爪(18)的缸體固定在單桿氣缸(17)的活塞桿上，隨活塞桿上下運動；所述剪切手爪(15)通過螺栓安裝在平行開合氣爪(18)的手指上，兩只剪切手爪內側邊緣分別裝有光電傳感器二(14)，左側剪切手爪(15-1)上有扶苗橫桿二(16)，扶苗橫桿二(16)橫跨兩個剪切手爪，用于防止取苗時幼苗向后傾斜；切削刀片(13)用螺栓安裝在右側剪切手爪(15-2)上；所述高度定位扶持手爪(12)下端開有長圓孔，用螺栓固定在剪切手爪(15)內側邊緣；兩個高度定位扶持手爪(12)上側裝有光電傳感器一(10)，檢測高度定位扶持手爪(12)上移時該手爪距離幼苗子葉的高度；左側高度定位扶持手爪(12-1)上有扶苗橫桿一(11)，右側高度定位扶持手爪(12-2)上開有對應橫槽，扶苗橫桿一(11)橫跨兩個高度定位扶持手爪，始終在橫槽中滑動，用于防止取苗時幼苗向后傾斜； 所述雙桿氣缸(I)、電機(4)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18)分別與嫁接機的控制主機連接； 所述雙桿氣缸(I)、吸盤(9)、單桿氣缸(17)和平行開合氣爪(18)分別與氣源相連。
【文檔編號】A01G1/06GK203399545SQ201320394966
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月29日 優先權日:2013年6月29日
【發明者】崔永杰, 田玉鳳, 周渝, 余偉芬, 李少華, 張發年, 陳同, 王霞霞 申請人:西北農林科技大學