一种用于瓜果嫁接的砧木上料方法及其装置与流程

1.本发明属于瓜科嫁接设备技术领域，特别是涉及一种用于瓜果嫁接的砧木上料方法及其装置。


背景技术：

2.目前上料模块有全自动上料与手动上料两种方式。全自动上料方式目前的设备是采用成品机械手分别对砧木以及穗苗进行上料，其缺点是目前采用成品机械手动作的速度慢，不能满足嫁接速度要求，其次，采用的成品机械手成本太高。手动上料方式在便捷性以及苗的适配性存在优劣好坏之分。
3.韩国设备需要手动上料到两个穗苗夹缝中，存在上料的定位要求，而且在取料机械手到达前，操作人员不能离手，还有一个缺点就是砧木苗上料的子叶方向需要上料人员调整到需要的方向，设备本身不能调整子叶的切割方向。
4.荷兰的砧木上料是使用穴盘批量上料，但是其嫁接方式为平接法，嫁接方式本身不好。
5.中国台湾的砧木上料方式是由人工将砧木放入切割位置进行上料，其上料方式依然需要上料定位，而且其嫁接方式只能针对茄科类，无法嫁接瓜科类穗苗。
6.由于上料方式与设备随后的操作密切相关，上料方式影响后面的设备操作能力，为此好的上料方式具有重要的意义。
7.本技术文件针对上料便捷，可以满足瓜科类以及茄科类嫁接对象为设计目标，为了实现瓜科类植株贴接嫁接的要求，需要对砧木进行旋转并调节方位找到合适的切割位置，这个过程全靠手工完成，因此导致切割效率低下、切割位置精准度不足的问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种用于瓜果嫁接的砧木上料方法及其装置，通过公转电机带动公转臂转动，实现砧木在上料工位和接料工位的切换，二个穴盘的交替切换提高了工作效率，自转电机通过齿轮带动砧木自转，并利用基质限位气缸的向上伸出，来确定砧木基质方位，同时跟自转机构一起自转，以保证砧木有效自转，通过相机拍摄及数字图像处理，确定砧木叶展方向，进而确保切削器的刀口切割准确，保证嫁接效率及成活率。解决了现有的砧木嫁接切割效率低下、切割位置精准度不足的问题。
9.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
10.本发明为一种用于瓜果嫁接的砧木上料方法，包括如下步骤：
11.步骤s1：将待嫁接的砧木连同根部的基质放置到装置的限位台上；
12.步骤s2：公转电机转动，带动公转臂进行旋转；
13.步骤s3：公转臂旋转的同时，自转电机转动；
14.步骤s4：自转电机的第一齿轮带动第二齿轮转动，使第一转轴跟着转动；
15.步骤s5：限位台上的砧木跟着转动；
16.步骤s6：摄像机在砧木转动的过程中，拍摄以投影板为背景的多张不同角度的砧木照片；
17.步骤s7：通过图像处理技术计算出砧木的切割最优角度；
18.其中，步骤s7中，砧木的切割最优角度计算步骤如下：
19.步骤s71：砧木转动，并间隔角度拍摄砧木，图像处理计算砧木叶展尺寸，得到系列数据：
20.{(x0,y0),(x1,y1),...(x
i
,y
i
),},i∈[0,n
‑
1]
[0021]
式中，x为图像采集角度，y为叶展尺寸；
[0022]
步骤s72：通过上述数据实现函数拟合；
[0023]
步骤s73：设线性函数如下y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3+a4* x^4，通过多组采样计算最优系数；
[0024]
步骤s74：得到最优系数，计算函数函数的极值x_max；
[0025]
步骤s75：根据x_max的值得出砧木切割最优角度。
[0026]
本发明为一种用于瓜果嫁接的砧木上料装置，包括公转电机、砧木公转结构、公转臂和限位支撑平板；
[0027]
所述公转电机上表面固定有“几”型支架；所述“几”型支架的顶端固定安装有砧木公转结构；
[0028]
所述砧木公转结构为一管体；所述管体顶端转动安装有一轴承；所述轴承内转动安装有一轴杆；所述轴杆底端穿过“几”型支架与公转电机的输出轴固定连接；所述轴杆顶端固定在公转臂下表面中部；
[0029]
所述公转臂上表面中部竖直设置有一限位支撑立板；所述限位支撑立板顶端固定有限位支撑平板；所述公转臂两侧下表面对称安装有自转电机；所述自转电机的输出轴一端穿过公转臂安装有第一齿轮；所述公转臂两端转动安装有第一转轴；所述第一转轴上套设有第二齿轮；所述第一转轴顶端设置有限位台；所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合；
[0030]
所述限位支撑平板两端下表面安装有限位电机；所述限位支撑平板两端安装有限位夹。
[0031]
作为一种优选的技术方案，所述公转电机上表面四个拐角均开设有螺孔；所述“几”型支架两端通过螺栓与螺孔相互配合，将“几”型支架固定在公转电机上。
[0032]
作为一种优选的技术方案，所述第一转轴上设置有第一l型板；所述第一l型板的竖板上安装有基质限位气缸；所述基质限位气缸的活塞上固定有第二l型板；所述第二l型板的竖板顶端固定有一限位框；所述限位框套设在第一转轴上。
[0033]
作为一种优选的技术方案，所述限位电机输出轴的一端设置有蜗杆；所述限位电机输出轴上套设有第三l型板；所述第三l型板的横板上转动安装有第二转轴；所述第二转轴上安装第三齿轮；所述第三齿轮与蜗杆相互啮合。
[0034]
作为一种优选的技术方案，所述限位夹包括从动夹和主动夹；所述从动夹一端一侧设有限位杆；所述主动夹一端开设与限位杆相互配合的限位槽；所述主动夹另一端固定安装在第二转轴顶端。
[0035]
作为一种优选的技术方案，所述从动夹的限位杆与主动夹之间形成夹持腔；所述夹持腔用于夹持砧木的主干；所述砧木根部包裹有基质；所述基质放置在限位台上。
[0036]
作为一种优选的技术方案，所述基质为一倒置梯形台；所述基质随限位框升降实现对砧木的高度调节。
[0037]
作为一种优选的技术方案，所述限位支撑平板呈z字型；所述限位支撑平板的横板与两竖板的连接处开设有卡槽；所述卡槽用于卡接投影板，所述投影板正前方设置有摄像机。
[0038]
本发明具有以下有益效果：
[0039]
本发明通过公转电机带动公转臂转动，实现砧木在上料工位和接料工位的切换，二个穴盘的交替切换提高了工作效率，自转电机通过齿轮带动砧木自转，并利用基质限位气缸的向上伸出，来确定砧木基质方位，同时跟自转机构一起自转，以保证砧木有效自转，通过相机拍摄及数字图像处理，确定砧木叶展方向，进而确保切削器的刀口切割准确，保证嫁接效率及成活率。
[0040]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0041]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]
图1为一种用于瓜果嫁接的砧木上料装置结构示意图；
[0043]
图2为公转电机结构示意图；
[0044]
图3为砧木公转结构示意图；
[0045]
图4为公转臂的结构示意图；
[0046]
图5为限位支撑立板的结构示意图；
[0047]
图6为限位支撑平板的结构示意图；
[0048]
图7为限位电机的结构示意图；
[0049]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0050]1‑
公转电机，2
‑
砧木公转结构，3
‑
公转臂，4
‑
限位支撑平板，5
‑
限位支撑立板，6
‑
自转电机，7
‑
限位电机，8
‑
限位夹，9
‑
基质限位气缸，10
‑
砧木，11
‑
摄像机，101
‑“
几”型支架，102
‑
输出轴，103
‑
螺孔，201
‑
轴承， 202
‑
轴杆，301
‑
第一转轴，302
‑
第二齿轮，303
‑
限位台，304
‑
第一l型板，401
‑
卡槽，601
‑
第一齿轮；701
‑
蜗杆，702
‑
第三l型板，703
‑
第二转轴， 704
‑
第三齿轮，801
‑
从动夹，802
‑
主动夹，803
‑
限位杆，804
‑
限位槽，901
‑ꢀ
活塞，902
‑
第二l型板，903
‑
限位框，1001
‑
基质。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
本发明为一种用于瓜果嫁接的砧木上料方法，包括如下步骤：
[0053]
步骤s1：将待嫁接的砧木连同根部的基质放置到装置的限位台上；
[0054]
步骤s2：公转电机转动，带动公转臂进行旋转；
[0055]
步骤s3：公转臂旋转的同时，自转电机转动；
[0056]
步骤s4：自转电机的第一齿轮带动第二齿轮转动，使第一转轴跟着转动；
[0057]
步骤s5：限位台上的砧木跟着转动；
[0058]
步骤s6：摄像机在砧木转动的过程中，拍摄以投影板为背景的多张不同角度的砧木照片；
[0059]
步骤s7：通过图像处理技术计算出砧木的切割最优角度；
[0060]
其中，步骤s7中，砧木的切割最优角度计算步骤如下：
[0061]
步骤s71：砧木转动，并间隔角度拍摄砧木，图像处理计算砧木叶展尺寸，得到系列数据：
[0062]
{(x0,y0),(x1,y1),...(x
i
,y
i
),},i∈[0,n
‑
1]
[0063]
式中，x为图像采集角度，y为叶展尺寸；
[0064]
步骤s72：通过上述数据实现函数拟合；
[0065]
步骤s73：设线性函数如下y＝a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3+a4* x^4，通过多组采样计算最优系数；
[0066]
步骤s74：得到最优系数，计算函数函数的极值x_max；
[0067]
步骤s75：根据x_max的值得出砧木切割最优角度。
[0068]
请参阅图1所示，本发明为一种用于瓜果嫁接的砧木上料装置，包括公转电机1、砧木公转结构2、公转臂3和限位支撑平板4；
[0069]
请参阅图2所示，公转电机1上表面固定有“几”型支架101；“几”型支架101的顶端固定安装有砧木公转结构2；公转电机1上表面四个拐角均开设有螺孔101；“几”型支架101两端通过螺栓与螺孔103相互配合，将“几”型支架101固定在公转电机1上。
[0070]
请参阅图3所示，砧木公转结构2为一管体；管体顶端转动安装有一轴承201；轴承201内转动安装有一轴杆202；轴杆202底端穿过“几”型支架101与公转电机1的输出轴102固定连接；轴杆202顶端固定在公转臂3下表面中部；
[0071]
请参阅图4
‑
5所示，公转臂3上表面中部竖直设置有一限位支撑立板5；限位支撑立板5顶端固定有限位支撑平板4；公转臂3两侧下表面对称安装有自转电机6；自转电机6的输出轴一端穿过公转臂3安装有第一齿轮601；公转臂3两端转动安装有第一转轴301；第一转轴301上套设有第二齿轮 302；第一转轴301顶端设置有限位台303；第一齿轮601和第二齿轮302 相互啮合；第一转轴301上设置有第一l型板304；第一l型板304的竖板上安装有基质限位气缸9；基质限位气缸9的活塞901上固定有第二l型板 902；第二l型板902的竖板顶端固定有一限位框903；限位框903套设在第一转轴301上。
[0072]
请参阅图6所示，限位支撑平板4两端下表面安装有限位电机7；限位支撑平板4两端安装有限位夹8；限位支撑平板4呈z字型；限位支撑平板 4的横板与两竖板的连接处开设有卡槽401；卡槽401用于卡接投影板，投影板正前方设置有摄像机11，摄像机11采集投影板上的砧木10的投影，根据投影中叶展长度的变化，计算出最佳的切割角度，从而控制砧木10转动到最佳位置。
[0073]
请参阅图7所示，限位电机7输出轴的一端设置有蜗杆701；限位电机 7输出轴上套
设有第三l型板702；第三l型板702的横板上转动安装有第二转轴703；第二转轴703上安装第三齿轮704；第三齿轮704与蜗杆701 相互啮合。
[0074]
限位夹8包括从动夹801和主动夹802；从动夹801一端一侧设有限位杆803；主动夹802一端开设与限位杆803相互配合的限位槽804；主动夹 802另一端固定安装在第二转轴703顶端。
[0075]
从动夹801的限位杆803与主动夹802之间形成夹持腔；夹持腔用于夹持砧木10的主干；砧木10根部包裹有基质1001；基质1001放置在限位台303上；基质1001为一倒置梯形台；基质1001随限位框903升降实现对砧木10的高度调节；由于基质1001为一个倒置梯形台，倒置梯形台的最小端能够穿过限位框903，而倒置梯形台的最大端大于限位框903的面积，所以限位框903在抬升的过程中，基质1001会被限位框903脱离限位台303 并随着限位台303的提升调整砧木10的高度，直至砧木10达到最佳的切割高度，当限位框903下降时会带着基质1001下降，直至基质1001落在限位台303上。
[0076]
本实施例的一个具体应用为：
[0077]
将待嫁接的砧木10连同根部的基质1001放置到装置的限位台303上，公转电机1转动，控制公转臂3进行旋转，用于将砧木10旋转到拍摄位置；当待嫁接的砧木10旋转到拍摄位置时，自转电机6启动，自转电机6的第一齿轮601带动第二齿轮302转动，从而使第一转轴301跟着转动，限位台303上的砧木10也跟着转动；
[0078]
摄像装置根据砧木10转动的不同角度，以投影板为背景拍摄多张不同角度的砧木10照片；在旋转拍摄过程中，每次旋转的角度是控制产生的，就是说是已知数据，如果计算得出叶展方向，就是计算得出初始角度，就可以知道在当前位置如何旋转，最后将叶展旋转到需要的切割位置。在根据计算出的切割位置，启动基质限位气缸9，由限位框903托起砧木10上下移动至需要切割的位置，并通过砧木切削器完成对砧木10的切割。
[0079]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0080]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。