本发明公开了一种全自动甜瓜贴接嫁接机,旨在提供一种嫁接效率高、嫁接质量好、性能可靠、使用方便的全自动甜瓜贴接嫁接机。包括主机架和安装在该主机架上的砧木苗视觉分级及移栽装置、电磁振动排序送夹装置、振动式喂夹装置、砧木苗定位搬运装置、砧木切削器、接穗定位搬运装置、接穗切削器、接穗取苗装置以及控制系统。该砧木苗视觉分级及移栽装置的砧木苗移栽机械手通过龙门架横跨设置在砧木苗盘输送带和苗盆输送带的上方,该苗盆推运气缸活塞杆端设置苗盆仿形模块,该苗盆仿形模块与砧木苗定位搬运装置的托盘相对。本发明适用于甜瓜苗全自动贴接嫁接作业。
1.一种全自动甜瓜贴接嫁接机,包括主机架和安装在该主机架上的砧木苗视觉分级及移栽装置(1)、电磁振动排序送夹装置(2)、振动式喂夹装置(3)、砧木苗定位搬运装置(4)、砧木切削器(5)、接穗定位搬运装置(6)、接穗切削器(7)、接穗取苗装置(8)以及控制系统,该电磁振动排序送夹装置(2)出口与振动式喂夹装置(3)入口相连接,该电磁振动排序送夹装置(2)设有电磁振动器(20),圆形筒状料斗(21)固装在电磁振动器(20)上,该圆形筒状料斗(21)内侧壁设有螺旋料道(22),在该螺旋料道(22)上表面沿螺旋上升方向依次设有前定向导板(23)、中间定向导板(24)、后定向导杆(25),在该振动式喂夹装置(3)的左右侧分别设置接穗取苗装置(8)和砧木苗视觉分级及移栽装置(1),该振动式喂夹装置(3)的出口下方设有嫁接苗输送带(18),该砧木苗视觉分级及移栽装置(1)设有砧木苗盘输送带(9)、砧木苗盘(10)、视觉分级光源(12)、机器视觉识别成像系统(13)、苗盆输送带(15),该接穗取苗装置(8)设有接穗苗盘输送带(17)、接穗苗盘(19),该嫁接苗输送带(18)右侧设置砧木苗定位搬运装置(4),该嫁接苗输送带(18)左侧设置接穗定位搬运装置(6),在该砧木苗定位搬运装置(4)前方对应设置砧木切削器(5),在该接穗定位搬运装置(6)前方对应设置接穗切削器(7),其特征在于:该砧木苗视觉分级及移栽装置(1)还包括砧木苗移栽机械手(11)、苗盆推运气缸(14)、苗盆仿形模块(16),该砧木苗移栽机械手(11)通过龙门架横跨设置在砧木苗盘输送带(9)和苗盆输送带(15)的上方,视觉分级光源(12)垂直设置在苗盆输送带(15)右侧,在苗盆输送带(15)左侧且与该视觉分级光源(12)垂直对应设置一个机器视觉识别成像系统(13),在苗盆输送带(15)上方与带面垂直设置另一个机器视觉识别成像系统(13),在苗盆输送带(15)末端侧上方沿横向设置苗盆推运气缸(14),该苗盆推运气缸(14)活塞杆端设置苗盆仿形模块(16),该苗盆仿形模块(16)与砧木苗定位搬运装置(4)的托盘(47)相对。
2.根据权利要求1所述的全自动甜瓜贴接嫁接机,其特征在于:所述砧木苗定位搬运装置(4)还包括固定板(45)、升降支架(46)、旋转电机(48)、滚珠丝杠(49)、升降电机(50)、摆动电机(51),升降电机(50)固装在垂直设置的固定板(45)上,滚珠丝杠(49)垂直支承设置在该固定板(45)上,该升降电机(50)输出轴垂直向上与该滚珠丝杠(49)下端联接,升降支架(46)水平配装在该滚珠丝杠(49)上,该升降支架(46)后端可垂直滑动地支撑在固定板(45)面上,该升降支架(46)前端设置旋转电机(48),该旋转电机(48)输出轴垂直向上联接托盘(47),该摆动电机(51)设置在所述主机架上,该摆动电机(51)输出轴垂直向上与该升降电机(50)下端联接。
3.根据权利要求1或2所述的全自动甜瓜贴接嫁接机,其特征在于:所述电磁振动排序送夹装置(2)的螺旋料道(22)末端设有输入滑道(26),该输入滑道(26)上表面为窄圆弧面形状,该输入滑道(26)内侧设有向螺旋料道(22)自上而下第二圈螺旋上表面倾斜的坡面,该输入滑道(26)上方设有筛选挡杆(27),该输入滑道(26)外接出夹口(28),该出夹口(28)由左右对称设置的开口向内的两个槽钢构成。
4.根据权利要求1或2所述的全自动甜瓜贴接嫁接机,其特征在于:所述振动式喂夹装置(3)由固定架(29)、电磁激振器(30)、喂夹滑道(31)、夹子检测光电传感器(32)、推夹气缸(33)、出口引导板(34)、推杆(35)组成,电磁激振器(30)设置在固定架(29)上,喂夹滑道(31)通过支座倾斜设置在电磁激振器(30)上,推夹气缸(33)水平设置在喂夹滑道(31)下端正下方,喂夹滑道(31)下端口处左右对称沿水平方向设置出口引导板(34),沿喂夹滑道(31)中心线方向,推杆(35)可水平滑动地设置在该两个出口引导板(34)构成的滑道内,推杆(35)后端与推夹气缸(33)活塞杆连接。
5.根据权利要求1或2所述的全自动甜瓜贴接嫁接机,其特征在于:所述砧木苗移栽机械手(11)包括驱动电机(36)、齿形带(37)、控制气缸(38)、主板(39)、导轨(40)、机械手指导向座(41)、机械手指(42)、手指导向支杆(43)、手指固定座(44),齿形带(37)、导轨(40)沿水平方向设置在龙门架横梁上,该齿形带(37)主动辊联接设有驱动电机(36),主板(39)垂直固装在该齿形带(37)下边,且该主板(39)可水平滑动地设置在导轨(40)上,控制气缸(38)垂直设置在该主板(39)上,位于该控制气缸(38)前端,该主板(39)上设置手指固定座(44),该控制气缸(38)活塞杆前端设置机械手指导向座(41),该机械手指导向座(41)左右两侧对称设置手指导向支杆(43),两个机械手指(42)的上端固装在手指固定座(44)两侧,该两个机械手指(42)前尖穿过该机械手指导向座(41)分别可滑动地支撑在左右两个手指导向支杆(43)下端。技术领域
本发明涉及一种甜瓜贴接嫁接机,更具体地说,是涉及一种能完成南瓜砧木和甜瓜接穗视觉分级和自动上苗并进行切削和嫁接的全自动甜瓜贴接嫁接机。
背景技术
目前,我国蔬菜、瓜果的生产和设施农业技术的发展很快。设施农业的面积正逐年增长。嫁接技术已被普遍应用在蔬菜的栽培之中。就是把需要嫁接的植株的砧木、穗木快速连为一体,大大提高了生产率和嫁接质量。比如,通过人工将南瓜砧木和甜瓜接穗嫁接,可以有效减少甜瓜病虫害,提高甜瓜的质量和产量。但是,由于采用人工嫁接的方法十分费工费时,一些地区就放弃了嫁接栽培,而是采取大量喷洒农药来预防病虫害。所以导致国内外普遍使用农药来保证嫁接作物生长的质量和产量。这样,不但浪费资源,而且还造成了环境污染,破坏了人类居住的生活环境。同时人工来嫁接的最重要的问题是嫁接效率比较低、而且劳动强度大、人工嫁接苗木的成活率比较低,人工嫁接已经不能适应我国现代农业发展的要求。
发明内容
本发明的目的是针对存在的上述问题,提供一种嫁接效率高、嫁接质量好、性能可靠、使用方便的全自动甜瓜贴接嫁接机。为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:本发明的全自动甜瓜贴接嫁接机,包括主机架和安装在该主机架上的砧木苗视觉分级及移栽装置、电磁振动排序送夹装置、振动式喂夹装置、砧木苗定位搬运装置、砧木切削器、接穗定位搬运装置、接穗切削器、接穗取苗装置以及控制系统,该电磁振动排序送夹装置出口与振动式喂夹装置入口相连接,该电磁振动排序送夹装置设有电磁振动器,圆形筒状料斗固装在电磁振动器上,该圆形筒状料斗内侧壁设有螺旋料道,在该螺旋料道上表面沿螺旋上升方向依次设有前定向导板、中间定向导板、后定向导杆,在该振动式喂夹装置的左右侧分别设置接穗取苗装置和砧木苗视觉分级及移栽装置,该振动式喂夹装置的出口下方设有嫁接苗输送带,该砧木苗视觉分级及移栽装置设有砧木苗盘输送带、砧木苗盘、视觉分级光源、机器视觉识别成像系统、苗盆输送带,该接穗取苗装置设有接穗苗盘输送带、接穗苗盘,该嫁接苗输送带右侧设置砧木苗定位搬运装置,该嫁接苗输送带左侧设置接穗定位搬运装置,在该砧木苗定位搬运装置前方对应设置砧木切削器,在该接穗定位搬运装置前方对应设置接穗切削器。该砧木苗视觉分级及移栽装置还包括砧木苗移栽机械手、苗盆推运气缸、苗盆仿形模块,该砧木苗移栽机械手通过龙门架横跨设置在砧木苗盘输送带和苗盆输送带的上方,视觉分级光源垂直设置在苗盆输送带右侧,在苗盆输送带左侧且与该视觉分级光源垂直对应设置一个机器视觉识别成像系统,在苗盆输送带上方与带面垂直设置另一个机器视觉识别成像系统,在苗盆输送带末端侧上方沿横向设置苗盆推运气缸,该苗盆推运气缸活塞杆端设置苗盆仿形模块,该苗盆仿形模块与砧木苗定位搬运装置的托盘相对。作为本发明的优选方案,所述砧木苗定位搬运装置还包括固定板、升降支架、旋转电机、滚珠丝杠、升降电机、摆动电机,升降电机固装在垂直设置的固定板上,滚珠丝杠垂直支承设置在该固定板上,该升降电机输出轴垂直向上与该滚珠丝杠下端联接,升降支架水平配装在该滚珠丝杠上,该升降支架后端可垂直滑动地支撑在固定板面上,该升降支架前端设置旋转电机,该旋转电机输出轴垂直向上联接托盘,该摆动电机设置在所述主机架上,该摆动电机输出轴垂直向上与该升降电机下端联接。作为本发明的优选方案,所述电磁振动排序送夹装置的螺旋料道末端设有输入滑道,该输入滑道上表面为窄圆弧面形状,该输入滑道内侧设有向螺旋料道自上而下第二圈螺旋上表面倾斜的坡面,该输入滑道上方设有筛选挡杆,该输入滑道外接出夹口,该出夹口由左右对称设置的开口向内的两个槽钢构成。作为本发明的改进,所述振动式喂夹装置由固定架、电磁激振器、喂夹滑道、夹子检测光电传感器、推夹气缸、出口引导板、推杆组成,电磁激振器设置在固定架上,喂夹滑道通过支座倾斜设置在电磁激振器上,推夹气缸水平设置在喂夹滑道下端正下方,喂夹滑道下端口处左右对称沿水平方向设置出口引导板,沿喂夹滑道中心线方向,推杆可水平滑动地设置在该两个出口引导板构成的滑道内,推杆后端与推夹气缸活塞杆连接。作为本发明的进一步改进,所述砧木苗移栽机械手包括驱动电机、齿形带、控制气缸、主板、导轨、机械手指导向座、机械手指、手指导向支杆、手指固定座,齿形带、导轨沿水平方向设置在龙门架横梁上,该齿形带主动辊联接设有驱动电机,主板垂直固装在该齿形带下边,且该主板可水平滑动地设置在导轨上,控制气缸垂直设置在该主板上,位于该控制气缸前端,该主板上设置手指固定座,该控制气缸活塞杆前端设置机械手指导向座,该机械手指导向座左右两侧对称设置手指导向支杆,两个机械手指的上端固装在手指固定座两侧,该两个机械手指前尖穿过该机械手指导向座分别可滑动地支撑在左右两个手指导向支杆下端。采用上述技术方案后,本发明提供的全自动甜瓜贴接嫁接机具有的有益效果是:本发明设有砧木苗视觉分级及移栽装置,该砧木苗视觉分级及移栽装置的砧木苗移栽机械手将南瓜砧木苗从砧木苗盘移栽到苗盆输送带上的空穴苗盆里。砧木苗盆被输送至苗盆输送带末端,这时砧木苗盆被苗盆推运气缸通过苗盆仿形模块沿横向向前推,砧木苗盆被准确推至砧木苗定位搬运装置的托盘上。接着砧木苗定位搬运装置将砧木苗盆旋转到切削工位,砧木切削器完成砧木的切削;与此同时接穗定位搬运装置的夹持气爪夹持住接穗苗将其旋转到接穗切削工位,接穗切削器完成接穗的切削,然后砧木苗定位搬运装置和接穗定位搬运装置分别将砧木苗盆和接穗旋转到嫁接工位准备嫁接。电磁振动排序送夹装置将嫁接夹按要求的方向整理排序,通过振动式喂夹装置将嫁接夹运送到嫁接工位,待砧木苗和接穗对接之后嫁接夹推出完成嫁接操作。嫁接苗经接缝视觉检测后由嫁接苗输送带送离嫁接机。整个嫁接过程是通过控制系统全自动控制完成的。嫁接过程无需人工操作,嫁接成功率、准确性都好于人工作业,与人工嫁接作业和半自动嫁接机相比,嫁接效率显著提高。所以,得到了嫁接效率高、嫁接质量好、性能可靠、使用方便的效果。
附图说明
图1是本发明全自动甜瓜贴接嫁接机的构造示意图;图2是本发明的砧木苗视觉分级及移栽装置构造示意图;图3是本发明的砧木苗定位搬运装置构造示意图;图4是本发明的电磁振动排序送夹装置构造示意图;图5是本发明的振动式喂夹装置构造示意图;图6是本发明的砧木苗移栽机械手构造示意图。图中:砧木苗视觉分级及移栽装置1;电磁振动排序送夹装置2;振动式喂夹装置3;砧木苗定位搬运装置4;砧木切削器5;接穗定位搬运装置6;接穗切削器7;接穗取苗装置8;砧木苗盘输送带9;砧木苗盘10;砧木苗移栽机械手11;视觉分级光源12;机器视觉识别成像系统13;苗盆推运气缸14;苗盆输送带15;苗盆仿形模块16;接穗苗盘输送带17;嫁接苗输送带18;接穗苗盘19;电磁振动器20;圆形筒状料斗21;螺旋料道22;前定向导板23;中间定向导板24;后定向导杆25;输入滑道26;筛选挡杆27;出夹口28;固定架29;电磁激振器30;喂夹滑道31;夹子检测光电传感器32;推夹气缸33;出口引导板34;推杆35;驱动电机36;齿形带37;控制气缸38;主板39;导轨40;机械手指导向座41;机械手指42;手指导向支杆43;手指固定座44;固定板45;升降支架46;托盘47;旋转电机48;滚珠丝杠49;升降电机50;摆动电机51。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述:如图1所示,给出了本发明全自动甜瓜贴接嫁接机的构造示意图,包括主机架和安装在该主机架上的砧木苗视觉分级及移栽装置1、电磁振动排序送夹装置2、振动式喂夹装置3、砧木苗定位搬运装置4、砧木切削器5、接穗定位搬运装置6、接穗切削器7、接穗取苗装置8以及控制系统,该电磁振动排序送夹装置2出口与振动式喂夹装置3入口相连接。在图4中,该电磁振动排序送夹装置2设有电磁振动器20,圆形筒状料斗21固装在电磁振动器20上,该圆形筒状料斗21内侧壁设有螺旋料道22,在该螺旋料道22上表面沿螺旋上升方向依次设有前定向导板23、中间定向导板24、后定向导杆25,在该振动式喂夹装置3的左右侧分别设置接穗取苗装置8和砧木苗视觉分级及移栽装置1,该振动式喂夹装置3的出口下方设有嫁接苗输送带18。在图1、图2中,该砧木苗视觉分级及移栽装置1设有砧木苗盘输送带9、砧木苗盘10、视觉分级光源12、机器视觉识别成像系统13、苗盆输送带15。在图1中,该接穗取苗装置8设有接穗苗盘输送带17、接穗苗盘19,该嫁接苗输送带18右侧设置砧木苗定位搬运装置4,该嫁接苗输送带18左侧设置接穗定位搬运装置6,在该砧木苗定位搬运装置4前方对应设置砧木切削器5,在该接穗定位搬运装置6前方对应设置接穗切削器7。当接穗定位搬运装置6处于与接穗取苗装置8的取苗机械手相对位置时为获取接穗苗工位,当接穗定位搬运装置6由获取接穗苗工位顺时针旋转90°处于与接穗切削器7相对位置时为接穗切削工位,当接穗定位搬运装置6由接穗切削工位继续顺时针旋转90°处于与砧木苗定位搬运装置4相对位置时为嫁接工位。该砧木苗视觉分级及移栽装置1还包括砧木苗移栽机械手11、苗盆推运气缸14、苗盆仿形模块16,该砧木苗移栽机械手11通过龙门架横跨设置在砧木苗盘输送带9和苗盆输送带(15)的上方,视觉分级光源12垂直设置在苗盆输送带15右侧,在苗盆输送带15左侧且与该视觉分级光源12垂直对应设置一个机器视觉识别成像系统13,在苗盆输送带15上方与带面垂直设置另一个机器视觉识别成像系统13,在苗盆输送带15末端侧上方沿横向设置苗盆推运气缸14,该苗盆推运气缸14活塞杆端设置苗盆仿形模块16,该苗盆仿形模块16与砧木苗定位搬运装置4的托盘47相对,托盘47用于放置推运气缸14通过苗盆仿形模块16推运过来的苗盆。作为本发明的优选实施例,在图3中,所述砧木苗定位搬运装置4还包括固定板45、升降支架46、旋转电机48、滚珠丝杠49、升降电机50、摆动电机51,升降电机50固装在垂直设置的固定板45上,滚珠丝杠49垂直支承设置在该固定板45上,该升降电机50输出轴垂直向上与该滚珠丝杠49下端联接,升降支架46水平配装在该滚珠丝杠49上,该升降支架46后端可垂直滑动地支撑在固定板45面上,该升降支架46前端设置旋转电机48,该旋转电机48输出轴垂直向上联接托盘47,该升降电机50驱动滚珠丝杠49旋转使该升降支架46沿固定板45面滑动带动托盘47实现升降高度调节,该旋转电机48驱动托盘47旋转得到要求的砧木苗叶角度,该摆动电机51设置在所述主机架上,该摆动电机51输出轴垂直向上与该升降电机50下端联接,该摆动电机51通过驱动该升降电机50和固定板45整体摆动使托盘47上放置的苗盆实现三个工位,当托盘47处于与苗盆仿形模块16相对位置时为获取苗盆工位,当托盘47由获取苗盆工位逆时针旋转90°处于与砧木切削器5相对位置时为砧木切削工位,当托盘47由砧木切削工位继续逆时针旋转90°处于与接穗定位搬运装置6相对位置时为嫁接工位。作为本发明的优选实施例,如图4所示,所述电磁振动排序送夹装置2的螺旋料道22末端设有输入滑道26,该输入滑道26上表面为窄圆弧面形状,该输入滑道26内侧设有向螺旋料道22自上而下第二圈螺旋上表面倾斜的坡面,该输入滑道26上方设有筛选挡杆27,该输入滑道26外接出夹口28,该出夹口28由左右对称设置的开口向内的两个槽钢构成。作为本发明的优选实施例,在图5中,所述振动式喂夹装置3由固定架29、电磁激振器30、喂夹滑道31、夹子检测光电传感器32、推夹气缸33、出口引导板34、推杆35组成,电磁激振器30设置在固定架29上,喂夹滑道31通过支座倾斜设置在电磁激振器30上,推夹气缸33水平设置在喂夹滑道31下端正下方,喂夹滑道31下端口处左右对称沿水平方向设置出口引导板34,沿喂夹滑道31中心线方向,推杆35可水平滑动地设置在该两个出口引导板34构成的滑道内,推杆35后端与推夹气缸33活塞杆连接。作为本发明的优选实施例,在图6中,所述砧木苗移栽机械手11包括驱动电机36、齿形带37、控制气缸38、主板39、导轨40、机械手指导向座41、机械手指42、手指导向支杆43、手指固定座44,齿形带37、导轨40沿水平方向设置在龙门架横梁上,该齿形带37主动辊联接设有驱动电机36,主板39垂直固装在该齿形带37下边,且该主板39可水平滑动地设置在导轨40上,控制气缸38垂直设置在该主板39上,位于该控制气缸38前端,该主板39上设置手指固定座44,该控制气缸38活塞杆前端设置机械手指导向座41,该机械手指导向座41左右两侧对称设置手指导向支杆43,两个机械手指42的上端固装在手指固定座44两侧,该两个机械手指42前尖穿过该机械手指导向座41分别可滑动地支撑在左右两个手指导向支杆43下端。本发明工作原理是:南瓜砧木苗视觉分级及移栽装置1将砧木苗盘10中的南瓜苗通过砧木苗移栽机械手11移栽到苗盆中,苗盆输送带15将砧木苗盆向前输送,接着视觉分级光源12和机器视觉识别成像系统13确定南瓜苗的级别、南瓜苗子叶的角度和苗的高度,把相应信息传递给控制系统的控制单元,控制系统向接穗取苗装置8发出相应的指令,接穗取苗装置8的取苗机械手从接穗苗盘19中取出相匹配的甜瓜接穗苗。之后,南瓜砧木苗盆被苗盆输送带15输送到末端位置,这时,苗盆推运气缸14通过苗盆仿形模块16将苗盆推运至砧木苗定位搬运装置4的托盘47上,根据切削要求砧木苗定位搬运装置4通过旋转南瓜苗盆调整角度、通过升降调整南瓜苗盆高度,使达到南瓜砧木适合切削的位置,此时砧木苗定位搬运装置4将苗盆旋转到砧木切削工位,砧木切削器5完成砧木的切削,与此同时接穗定位搬运装置6的夹持气爪夹持住接穗取苗装置8的取苗机械手送来的接穗苗,将其旋转到接穗切削工位,接穗切削器7完成接穗的切削,然后砧木苗定位搬运装置4和接穗定位搬运装置6分别将南瓜砧木和接穗苗旋转到嫁接工位准备嫁接。在南瓜砧木和接穗苗分级切削过程中,电磁振动排序送夹装置2将嫁接夹按要求的方向整理排序,通过倾斜直线振动式喂夹装置3将嫁接夹运送到嫁接工位,待南瓜砧木和接穗苗贴接之后由设置在推夹气缸33活塞杆前端的推杆35将嫁接夹推出完成嫁接操作,然后完成接缝视觉检测后的嫁接苗沿嫁接苗输送带18送离嫁接机,完成全自动嫁接过程。本发明以机器代替手工操作完成甜瓜接穗苗和南瓜砧木苗视觉自动分级、自动上苗及切削贴接,完成甜瓜苗自动嫁接过程,性能可靠,实用方便,能很好地实现嫁接作业要求。本发明适用于甜瓜苗全自动贴接嫁接作业。