[发明专利]一种高效卧式自动嫁接机

说明书

本发明公开了一种高效卧式自动嫁接机，涉及农业机械领域。本发明包括机架，机架上安装有旋转电机；旋转电机的输出轴上两转盘之间均匀安装有四组切割贴接部件；四组切割贴接部件随旋转电机输出轴转动方向依次对应上料工位、切割工位、包扎工位和下料工位；上料工位用于将砧木和穗苗固定到嫁接机上；切割工位用于完成对砧木和穗苗的切割；包扎工位用于将切割后的砧木和穗苗相互贴合并用捏取的夹嫁夹包扎固定；下料工位用于将包扎后的砧木放置到下方的传输带上。本发明通过在机架上布置水平的旋转轴，在旋转轴上部署四个持续同向间歇旋转的工位，实现多工位流水协同，有利于双人操作和自动出成品，提高嫁接效率。

技术领域

本发明属于农业机械领域，特别是涉及一种高效卧式自动嫁接机，应用于智能农机装备工程领域，可自动完成基于贴接法嫁接过程的上料、切割、贴接和下料动作，可同时嫁接多株幼苗，显著提高嫁接生产效率；该发明可用于智能农机作业农场、育苗产业基地、新型智慧农场等。

背景技术

人们追求更高的生活需求和相关科学技术的快速发展促进了农业生产方式的改变，面向改善品质和生产效率的嫁接技术正在兴起。农业生产中的嫁接技术有利于克服作物连作障碍、增强植株抗病性、改善品质提高产量。伴随着流程自动化及智能控制技术的快速发展，智能农机领域自动瓜果蔬菜嫁接机器人的研究越来越受到重视。以现有农业生产中的西瓜嫁接种植为例，自动嫁接的生产效率较人工嫁接能提高3倍，其成长期的健壮性也具有明显的提高。

嫁接技术是植物人工繁殖方法之一，其提出并发展已经有较长的历史。嫁接的基本原理是把一种植物的枝或芽，嫁接到另一种植物的茎或根上，使接在一起的两个部分长成一个完整的植株。嫁接时为了确保接穗的成活率，应当使接穗与砧木的形成层紧密结合。形成的完整植株的上半部分叫做接穗；下半部分叫做砧木。已有的文献和大量实践也促进了嫁接方式的发展，目前常见的嫁接方式有靠接法、插接法、劈接法、贴接法、套管嫁接、针式嫁接等。嫁接方式对成活率和生产效率具有一定的影响，为减少劳动机械重复性和提高生产效率，嫁接机器人已被提出并快速发展。

目前，嫁接机器被提出及研究尚处在快速发展过程中，从国内外的嫁接机器人开发情况来看，用于瓜果蔬菜类的农业自动嫁接机技术基本上处于实验研究和开发推广的阶段。已有的嫁接机器人操作对象主要是瓜果类作物，以茄科类植物较多；嫁接方式以贴接法为主，嫁接固定所用材料一般为塑料夹子、套管等。绝大多数的嫁接机器人基本上只能完成接穗砧木的过程，即实现自动切削与辅助嫁接；实现全自动化嫁接的机器人几乎没有相关产品。同时，嫁接机器人在工作过程中对于嫁接苗也有一定的要求，如国外嫁接苗一般采用育苗盘种植、国内蔬菜基地一般采用营养钵育。

在国内外现有相关研究进展中，提出的嫁接机器人结构方案较为广泛，部分也具有明显的特色，如日本井关公司GRF800-U的瓜类全自动嫁接机，该机适用于瓜类作物，以节省人工为研发目标，开发了基于穴盘苗的自动上苗装置代替人工上苗作业，且可实现穴盘内缺苗自动检测仅需一人供给穴盘上苗，生产效率可达800株/小时，嫁接成功率为95％，尚处在实验阶段的此类全自动机器人系统结构相对复杂，价格昂贵，用户难以接受，并且该嫁接机对秧苗的标准化要求很高，推广应用难度很大。如专利CN209964697U和CN109716949A发明了一种嫁接机器人，该嫁接机器人包括底座、旋转切削机构、送夹机构、穗木送苗机构和砧木送苗机构；其中旋转切削机构包括刀头固定块，且采用机械手的形式实现对嫁接对象的抓取等。该结构形式复杂，且单株嫁接的效率并不高，操作控制难度较大。褚佳等(褚佳,张立博,张铁中,张文波,王粮局,刘展.葫芦科穴盘苗单人操作嫁接机器人设计与试验[J].农业机械学报,2017,48(1):7-13.)发展优化了单株嫁接机器人，采用机械手的方式实现对单株苗的嫁接；但该结构复杂且不能显著提高农业嫁接效率。此外，也有基于视觉的嫁接机器人的方案被提出(张健视觉驱动的自动嫁接机样机的试制研究[D].浙江理工大学,2018.)，但其对识别和定位精度要求过高，在农业生产中适用性较差。结合我国实际农机装备发展需求，本发明提供了一种能多工位流水协同、自动出成品的高效卧式自动嫁接机。

发明内容