蔬菜自动嫁接机夹持机构设计摘要上世纪年代末，日本大阪府立大学开发研究了“”嫁接装置。年大阪府立农林技术中心开发出纯手工作业的简易嫁接器具，由日本公司经销，该器具采用劈接法，适用于茄子番茄等蔬菜的嫁接作业，由砧木切削器和接穗切削器两个独立部分构成见图，完成切削的砧木和接穗用嫁接夹固定在起。图简易嫁接器.国外韩国嫁接机技术先进国家的发展现状上世纪年代初，韩国也开始研究嫁接机，开发出采用靠接法的小型半自动式嫁接机见图。该机采用凸轮传递动力，分别完成砧木夹持接穗夹持砧木和接穗切削和对插个动作，最高生产率为株•，嫁接成功率为。由于结构简单，操作方便，成本低廉，在韩国日本和我国有定销量，但是由于采用靠接法嫁接，推广使用受到限制。图韩国半自动嫁接机.继半自动式嫁接机之后，韩国公司开发出针式全自动嫁接机，该机采用防回转五角形陶瓷针作为砧木和接穗的固定物，利用穴盘整盘上砧木和接穗苗，操作方便，作业速度快，生产韩国半自动嫁接机率可达株•，适合茄科蔬菜的嫁接作业。国内嫁接机技术先进国家的发展现状型蔬菜自动嫁接机。中国农业大学张铁中教授率先在国内开展蔬菜嫁接机的研究，年成功研究制出型蔬菜自动嫁接机见图。该嫁接机采用单子叶贴接法，实现了砧木和接穗的取苗切削接合嫁接夹固定排苗作业的自动化。该机嫁接作业时砧木可直接带土团进行嫁接，生产率为株•，嫁接成功率高达，可进行黄瓜西瓜甜瓜等瓜菜苗的自动化嫁接作业。图中国农业大学开发的嫁接机.,型插接式自动嫁接机。年东北农业大学研制出型插接式自动嫁接机见图。该嫁接机采用人工上砧木和接穗苗，通过机械式凸轮传递动力，可完成砧木夹持砧木生长点切除砧木打孔接穗夹持接穗切削以及接穗和砧木对接动作。该机结构简单成本低，操作方便，生产率为株•。经改进目前生产率已达株•。由于采用插接法进行机械嫁接，不需嫁接夹等夹持物。适用黄瓜甜瓜和西瓜的嫁接作业，嫁接成功率达。图东北大学开发的嫁接机蔬菜嫁接机的设计特点设计的特点为了克服现有的机器自动化水平较低，速度慢，而且对砧木接穗苗的粗细程度有较严格的要求或体积庞大，结构复杂，价格昂贵等方面的不足,本设计的创新点在于直接在营养钵上嫁接，从而避免将幼苗从土壤基质中拔出。即避免了嫁接损伤，又缩短了嫁接消耗的时间和人力资源，提高了产量，节约了劳动成本。利用光电检测装置，反应灵敏，目标捕捉准确。利用单片机控制整个过程，性能稳定，成本低，兼容性好，便于升级。控制部分采用标准化，模块化设计，便于维修。采用气动装置夹持。由于气动元件的优点在于能够实现对压力的任意调节，所以在嫁接中有着非常重要的作用。通过调节气阀实现对夹持力的调整。由于嫁接机的夹持臂旋转角度定，为了精确实现对接，通过电磁铁的吸合，使嫁接机的两臂位置固定，从而使接穗与砧木重合。采用汽缸伸缩推动旋转刀片切割蔬菜幼苗，便于实现对切割角度的控制。采用高速电机带动刀片旋转切削蔬菜幼苗，所以砧木上部分可以省略夹持机构。包扎机构采用特殊的魔术贴包扎，所以能够实现快速准确包扎的作用。并且可以在魔术贴上添加愈合激素，实现提高成活率的目的。蔬菜幼苗由皮带送入，直接在营养钵上嫁接，便于实现流水线生产。采用步进电机，灵敏精确，容易实现编程控制。便携性好，可用于野外作业。蔬菜自动嫁接机设计结构示意图图俯视图.图正面视图.设计思路本设计思路来源于高英武教授给我们展示的由春裕丰自动化技术有限公司中国农业大学采用日本和韩国专利技术研制开发的“蔬菜半自动嫁接机”。如下图所示图蔬菜半自动嫁接机外观图.由于该机器自动化程度不高，只能起到切苗的作用，其它工作由人工完成，不能实现自动嫁接，效果不是很理想。于是就决定自行设计个功能更强的，能够实现自动嫁接全过程的嫁接机。本蔬菜自动嫁接机设计方案本作品设计在嫁接过程中砧木和接穗都采用营养钵培养。蔬菜幼苗营养钵由皮带输入，直接在营养钵上嫁接，从而避免将幼苗从土壤基质中拔出。这种嫁接方法即避免了嫁接损伤，又缩短了嫁接消耗的时间，节约了劳动成本。蔬菜营养钵在皮带的传送下向前运动，当到达光电检测装置时，蔬菜苗隔断光线传播，光电检测装置得到信号送入单片机，单片机驱动气缸，使夹持机构工作，当夹持动作完成，单片机命令切削汽缸顶端的电机，电机轴段装有刀片，快速切断接穗，同