2 0 2 5年1月農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)第56卷第1期 doi 10 6041 j issn 1000鄄1298 2025 01 015 對稱式蔬菜單株自動嫁接機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn) 王家勝搖李洋鵬搖高春風(fēng)搖王東偉 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 青島266109 摘要 根據(jù)茄科蔬菜貼接法嫁接工藝要求 設(shè)計(jì)了一種對稱式蔬菜單株自動嫁接機(jī) 在PLC系統(tǒng)控制下 可以連續(xù) 自動完成對砧穗木苗株的夾取傳送 切削 對接以及對嫁接夾裁切 持夾上夾 夾苗固定等功能 重點(diǎn)設(shè)計(jì)了構(gòu)成 嫁接機(jī)的取送苗機(jī)械臂 夾持苗機(jī)械手 砧穗木切削裝置 裁夾上夾裝置以及控制系統(tǒng) 確定了各機(jī)構(gòu)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參 數(shù)以及控制流程 選擇辣椒苗為嫁接對象 開展了蔬菜單株自動嫁接機(jī)樣機(jī)性能試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果表明 各環(huán)節(jié)執(zhí)行 時(shí)間越短 即加快執(zhí)行速度 嫁接合格率均會下降 影響程度由大到小依次為對接苗時(shí)間 上夾時(shí)間和取送切苗時(shí) 間 嫁接苗損傷率的影響則集中在取送切苗環(huán)節(jié) 該環(huán)節(jié)執(zhí)行速度越快 嫁接苗損傷率會有所上升 在各環(huán)節(jié)執(zhí) 行時(shí)間優(yōu)化基礎(chǔ)上 分別對主夾指高度和砧穗木切削裝置刀刃傾角進(jìn)行單因素結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn) 獲得最優(yōu)主夾指高 度和刀刃傾角分別為13 mm和25毅 優(yōu)化后蔬菜單株自動嫁接機(jī)嫁接效率為300株 h 損傷率為2郾 5 嫁接合格 率為94郾 8 達(dá)到了設(shè)計(jì)要求 關(guān)鍵詞 嫁接機(jī) 茄科蔬菜 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 自動取苗 嫁接夾裁切 中圖分類號 S223郾 1 S616文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1000鄄1298 2025 01鄄0141鄄10 OSID 收稿日期 2024 02 02搖修回日期 2024 04 12 基金項(xiàng)目 山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 重大科技創(chuàng)新工程 項(xiàng)目 2022CXGC010611 2021CXGC010813 作者簡介 王家勝 1976 男 教授 主要從事智能農(nóng)機(jī)裝備與技術(shù)研究 E鄄mail jiasheng0813 163 com 通信作者 王東偉 1981 男 教授 主要從事智能農(nóng)機(jī)裝備研究 E鄄mail w88030661 163 com Design and Test of Symmetrical Structure Vegetable Grafting Robot for Single Plant WANG Jiasheng搖 LI Yangpeng搖 GAO Chunfeng搖 WANG Dongwei College of Mechanical and Electrical Engineering Qingdao Agricultural University Qingdao 266109 China Abstract A symmetrical structure automatic grafting robot for Solanaceae vegetables was designed according to the grafting process requirements of Solanaceae vegetables Under the control of a PLC system it can continuously and automatically achieve functions such as picking conveying cutting docking of rootstock and scion seedlings as well as cutting clamping and fixing the grafting clamp The key structural parameters and control process algorithms of each mechanism were determined with a focus on designing the seedling picking and delivery mechanical arm seedling clamping mechanical arm rootstock cutting device cutting and clamping device and control system that make up the grafting robot Pepper seedlings were selected as the grafting object and the performance tests on the prototype of an automatic vegetable grafting robot were carried out The experimental results showed that the faster the execution speed was the lower the grafting qualification rate was The degree of influence in descending order was the docking time clamping time and seedling picking time The main impact of grafting seedling damage rate was concentrated in the process of picking delivering and cutting seedlings The faster the execution speed of this process was the higher the grafting seedling damage rate would be On the basis of optimizing the execution time of each link single factor structural optimization experiments were conducted on the height of the main gripper finger and the inclination angle of the cutting edge in the rootstock cutting device and the optimal parameters for the height of the main gripper finger and the inclination angle of the cutting edge were obtained as 13 mm and 25毅 respectively The grafting efficiency of the optimized single plant vegetable automatic grafting machine was 300 plants h with damage rate of 2郾 5 and grafting qualification rate of 94郾 8 which met the design requirements Key words grafting robot Solanaceous vegetable mechanism design seedling picking automatically grafting clips cutting 0搖引言 蔬菜嫁接是抵御土傳病害 提高蔬菜產(chǎn)量和品 質(zhì)最有效的手段 1 目前我國茄科類和瓜科類蔬菜 嫁接苗每年生產(chǎn)量達(dá)5 伊 1010株 2 蔬菜嫁接時(shí)效 性強(qiáng) 3 每培育一批苗株需在短時(shí)間段內(nèi)完成嫁 接 然而當(dāng)前國內(nèi)蔬菜嫁接主要靠人工完成 存在作 業(yè)效率低 用人成本高 嫁接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題 限 制了蔬菜種苗商品化規(guī)模 因此 實(shí)現(xiàn)蔬菜苗自動 化嫁接對于推動蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大 日本最早開始蔬菜自動嫁接技術(shù)研究 4 典型 機(jī)型如井關(guān)公司的GR800系列半自動蔬菜嫁接 機(jī) 5 6 效率可達(dá)800株 h 成功率95 在此基 礎(chǔ)上 井關(guān)公司開發(fā)出具有自動取苗和上苗功能的 GRF800 U型葫蘆科蔬菜全自動嫁接機(jī) 7 8 韓 國HRC公司開發(fā)的利用振動排序送夾和人工輔助 上苗半自動蔬菜嫁接機(jī) 9 效率達(dá)600株 h 荷蘭 ISO公司研發(fā)的半自動蔬菜嫁接機(jī) 10 通過旋轉(zhuǎn)盤 結(jié)構(gòu)完成嫁接苗的切削和上夾固定 意大利和西班 牙合作開發(fā)的EMP 300型和GR300型半自動蔬 菜嫁接機(jī) 11 12 在人工喂苗輔助下嫁接效率約 300株 h 國內(nèi)方面 張鐵中團(tuán)隊(duì) 13 15 先后開發(fā)出 單子葉貼接法 雙臂式旋切機(jī)構(gòu)等多款半自動蔬菜 嫁接機(jī) 嫁接效率超過600株 h 辜松團(tuán)隊(duì) 16 17 研 制出采用插接法的半自動葫蘆科蔬菜嫁接機(jī) 嫁接 效率300株 h以上 姜凱等 18 19 設(shè)計(jì)一種柔性夾 持搬運(yùn)機(jī)構(gòu) 保持較低傷苗率下實(shí)現(xiàn)了上苗 切削 對接同步高效嫁接 王家勝等 20 21 設(shè)計(jì)了劈接法 的蔬菜多株同步嫁接機(jī) 在穴盤內(nèi)完成自動嫁接 嫁 接效率超過700株 h 童俊華等 22 設(shè)計(jì)了一種單 人貼接式半自動蔬菜嫁接機(jī) 采用仿形導(dǎo)向塊和氣 缸夾持手 嫁接成功率為89 國外自動化程度較高的蔬菜嫁接機(jī)在技術(shù)上更 為成熟和先進(jìn) 但結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜 價(jià)格昂貴 且對 育苗標(biāo)準(zhǔn)化要求極高 并不適應(yīng)國內(nèi)蔬菜育苗生產(chǎn) 模式 國內(nèi)蔬菜自動嫁接技術(shù)研究整體并不成熟 絕大部分處于試驗(yàn)和樣機(jī)階段 由于穴盤內(nèi)蔬菜苗 株柔嫩易傷和個(gè)性化差異 全自動蔬菜嫁接技術(shù)仍 是突破的難點(diǎn) 研發(fā)裝備主要是靠人工喂苗的半自 動嫁接機(jī) 用工成本較高 本文針對貼接法嫁接工 藝流程 設(shè)計(jì)蔬菜單株全自動嫁接機(jī) 為自動化蔬菜 嫁接裝備開發(fā)提供支撐 1搖整機(jī)方案設(shè)計(jì) 1郾 1搖嫁接方法選擇 茄科蔬菜常用嫁接方法有貼接法 劈接法 靠接 法等 其中貼接法嫁接工藝如圖1所示 先分別用 刀具在砧木第1片子葉上1 cm和穗木真葉下1 cm 處斜切 切面與垂面夾角約30毅 取切后砧木下半根 莖部和穗木上半莖葉部 將兩者切面貼合 用嫁接夾 固定 完成嫁接 貼接法工藝相對簡單 適合機(jī)械化 操作 因此選貼接法為自動嫁接方法 圖1搖貼接法嫁接工藝示意圖 Fig 1搖 Schematic of pith鄄cambium grafting process 搖 1郾 2搖整機(jī)結(jié)構(gòu)與原理 依照貼接法的嫁接工序 設(shè)計(jì)蔬菜單株全自動 嫁接機(jī) 整機(jī)結(jié)構(gòu)方案如圖2所示 主要由砧 穗 木取送苗機(jī)械臂 砧 穗 木夾持苗機(jī)械手 砧 穗 木切削裝置 裁夾上夾裝置 砧 穗 木盤輸送帶和 嫁接苗輸送帶等組成 砧 穗木工作部件呈對稱結(jié)構(gòu) 布置 圖2搖對稱式蔬菜單株自動嫁接機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)圖 Fig 2搖 Structural diagram of single鄄plant vegetable automatic grafting robot 1 穗木取送苗機(jī)械臂搖 2 砧木取送苗機(jī)械臂搖 3 砧木夾持苗機(jī) 械手搖 4 砧木切削裝置搖 5 砧木盤輸送帶搖 6 嫁接苗輸送帶搖 7 裁夾上夾裝置搖 8 穗木盤輸送帶搖 9 穗木切削裝置搖 10 穗木 夾持苗機(jī)械手 搖 工作過程中 砧木 穗木輸送帶同時(shí)將苗盤輸送 到既定位置后 砧木 穗木取送苗機(jī)械臂帶動砧木 穗木夾持苗機(jī)械手將穴盤內(nèi)砧木 穗木苗夾持取出 然后輸送至切削工位 由砧木 穗木切削裝置完成斜 切 接著將切后的砧木 穗木向中間聚合 實(shí)現(xiàn)砧木 穗木對接 與此同時(shí) 裁夾上夾裝置先將長的夾條 裁切為單個(gè)嫁接夾 再由上夾機(jī)械手打開嫁接夾后 上夾 將對接好的砧木 穗木夾持固定在一起 砧 241農(nóng)搖業(yè)搖機(jī)搖械搖學(xué)搖報(bào)搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 2 0 2 5年 穗 木夾持苗機(jī)械手松開 嫁接苗落到柔性嫁接苗 輸送帶上 輸出后進(jìn)行碼盤 完成一組苗株嫁接 之 后夾持苗機(jī)械手再退至穴盤處重復(fù)下一組蔬菜苗嫁 接 在PLC控制單元統(tǒng)一控制下分別由氣動元件 和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動完成 2搖關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2郾 1搖取送苗機(jī)械臂 砧 穗 木取送苗機(jī)械臂結(jié)構(gòu)如圖3所示 主要 由3組滑動模組構(gòu)成 每組滑動模組在步進(jìn)電機(jī) 絲 杠滑臺和滑塊的作用下實(shí)現(xiàn)橫向 縱向和垂向三維 方向的組合運(yùn)動 帶動夾持苗機(jī)械手將蔬菜苗株從 穴盤中取出 并送至切削工位和貼接工位完成嫁接 作業(yè)流程 圖3搖取送苗機(jī)械臂結(jié)構(gòu)圖 Fig 3搖 Structural diagram of robotic arm for picking and delivering seedlings 1 橫向絲杠滑臺搖 2 橫向滑塊搖 3 垂向驅(qū)動電機(jī)搖 4 垂向絲杠 滑臺搖 5 橫向驅(qū)動電機(jī)搖 6 縱向滑塊搖 7 縱向絲杠滑臺搖 8 縱 向驅(qū)動電機(jī)搖 9 垂向滑塊 搖 橫向滑動模組運(yùn)動行程取決于橫向運(yùn)動的最大 長度 即穴盤最遠(yuǎn)端苗株到嫁接機(jī)縱向中心線間的 距離 結(jié)合本嫁接機(jī)整體結(jié)構(gòu)及6 伊12規(guī)格穴盤結(jié) 構(gòu)尺寸 取橫向滑動模組運(yùn)動行程L1 420 mm 縱 向滑動模組是驅(qū)動夾持苗機(jī)械手縱向插入穴盤苗株 之間后夾取苗 其運(yùn)動行程理論上應(yīng)大于穴間距 43 mm 但由于苗株葉冠外展 為防止夾持苗機(jī)械手 對苗株葉冠的碰觸干涉 取縱向滑動模組運(yùn)動行程 L2 70 mm 垂向運(yùn)動行程是確保苗株從穴盤垂向 拔起且基質(zhì)底部高于穴盤高度 根據(jù)穴盤垂向高度 為45 mm 基質(zhì)底部高出穴盤65 mm 則取垂向滑動 模組運(yùn)動行程L3 110 mm 2郾 2搖夾持苗機(jī)械手 2郾 2郾 1搖夾持苗機(jī)械手結(jié)構(gòu) 砧 穗 木夾持苗機(jī)械手主要由攏苗輔助夾指 機(jī)構(gòu)和主夾指機(jī)構(gòu)組成 圖4 由于蔬菜苗株生長 的個(gè)體差異 莖稈存在不同方向的歪斜 為精準(zhǔn)夾 持 在機(jī)械手縱向插入穴盤苗間后 先通過攏苗輔助 夾指機(jī)構(gòu)的2個(gè)吁形夾指將苗株合攏到中心位置 再由主夾指機(jī)構(gòu)將苗稈夾緊拔起 由于砧木與穗木 夾持位置不同 砧木夾持苗機(jī)械手?jǐn)n苗輔助夾指機(jī) 構(gòu)在上 主夾指機(jī)構(gòu)在下 穗木夾持苗機(jī)械手主夾指 機(jī)構(gòu)在上 攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu)在下 另外 攏苗輔助 夾指機(jī)構(gòu)除了聚攏定位外 還起到輔助夾持苗株的 作用 可達(dá)到雙支撐切割的條件 完成切割后 攏苗 輔助夾指機(jī)構(gòu)與主夾指機(jī)構(gòu)夾持的苗株分離 砧 穗 木對接氣缸推送主夾持機(jī)構(gòu)橫向移動 完成砧 穗 木對接 圖4搖夾持苗機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖 Fig 4搖 Structural diagram of clamping seedling manipulator 1 攏苗電機(jī)搖 2 砧 穗 木對接氣缸搖 3 主夾指機(jī)構(gòu)搖 4 攏苗輔 助夾指機(jī)構(gòu) 搖2郾 2郾 2搖攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu) 攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu) 圖5 主要由中央曲柄 連 桿 上 下攏苗夾指 攏苗滑塊和滑軌等組成 工作 過程中 中央曲柄在攏苗電機(jī)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn) 經(jīng)兩端連 桿帶動上 下攏苗夾指沿導(dǎo)軌相對橫向滑動 實(shí)現(xiàn)攏 苗輔助夾持動作 由于吁形夾指在同一平面布置則 無法夾緊 需將兩夾指上下交錯布置 夾緊狀態(tài)下兩 夾指不會干涉 圖5搖攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 Fig 5搖 Structural diagram of auxiliary finger clamping mechanism for seedling collection 1 下攏苗夾指搖 2 攏苗滑塊搖 3 滑軌搖 4 連桿搖 5 中央曲柄搖 6 上攏苗夾指 搖 攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖6所示 實(shí)線 部分為夾指張開狀態(tài) 虛線部分為夾指夾緊狀態(tài) 根據(jù)圖6幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系 建立中央曲柄旋轉(zhuǎn)角茲與 夾指位移xA關(guān)系的數(shù)學(xué)模型為 341第1期搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖王家勝等 對稱式蔬菜單株自動嫁接機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn) 圖6搖攏苗輔助夾指機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 Fig 6搖 Kinematic diagram of auxiliary finger clamping mechanism for seedling collection 搖 xA 12 l1cos茲 l22 12 l1sin 茲 2 1 式中搖 l1 中央曲柄總長度 mm l2 連桿長度 mm 結(jié)合機(jī)構(gòu)空間和苗株生長間隔 取l1 40mm l2 20 mm 利用Matlab數(shù)值計(jì)算對式 1 求解可得xA 與茲為0毅 90毅間的關(guān)系曲線 如圖7所示 夾指插 入穴盤苗株行間后 為了避免對臨行苗株的碰觸 單 個(gè)夾指從張開狀態(tài)到夾緊狀態(tài)的行程應(yīng)小于穴間 距 即 駐x RC RA 影響程度由大到小依次為對接苗時(shí)間 上夾時(shí) 間和取送切苗時(shí)間 嫁接苗損傷率的主要影響則集 中在取送切苗環(huán)節(jié) 該環(huán)節(jié)的執(zhí)行速度越快 嫁接苗 損傷率會有所上升 相對而言 對接苗與上夾兩個(gè) 環(huán)節(jié)時(shí)間對苗株的損傷率影響很小 表4搖嫁接性能正交試驗(yàn)結(jié)果 Tab 4搖 Orthogonal test results of grafting performance 序號因素A B C損傷率 合格率 嫁接效率 株 h 1 1 1 1 1 6郾 5 70郾 6 450 2 1 2 2 5郾 4 89郾 4 360 3 1 3 3 5郾 9 90郾 3 240 4 2 1 2 3郾 1 83郾 3 327 5 2 2 3 2郾 2 93郾 8 257 6 2 3 1 2郾 9 87郾 4 276 7 3 1 3 1郾 7 85郾 6 225 8 3 2 1 1郾 9 86郾 1 257 9 3 3 2 1郾 5 94郾 2 211 搖 搖在取送切苗環(huán)節(jié) 設(shè)定時(shí)間變短 執(zhí)行速度加 快 苗株損傷率上升 嫁接合格率有所下降 由于主 夾指內(nèi)口粘有柔性材料 直接夾持致傷的幾率非常 小 通過觀察分析 導(dǎo)致苗株損傷的原因主要在橫向 移動過程中 苗株根部基質(zhì)塊在較大的加速慣性作 用下發(fā)生搖擺致使臨近夾持位的莖稈彎曲變形大而 發(fā)生折傷 另外 切苗環(huán)節(jié)切刀較大的縱向推力沖 擊也會產(chǎn)生莖稈的撕裂損傷 對于嫁接合格率 盡 管取送切苗的結(jié)果不是判定的直接依據(jù) 但苗株夾 持穩(wěn)定性以及苗株切削面規(guī)整性是保障砧穗木高質(zhì) 量對接和上夾固定的條件基礎(chǔ) 在攏苗機(jī)構(gòu)輔助 下 主夾指能夠較精準(zhǔn)地將苗株穩(wěn)定夾持 但因盤內(nèi) 苗株生長的個(gè)體差異性 不能保持一致的直立度 取 苗執(zhí)行速度加快后會因接觸碰撞導(dǎo)致夾持質(zhì)量下 降 是影響后續(xù)嫁接質(zhì)量降低的重要因素 試驗(yàn)中 發(fā)現(xiàn) 切苗速度越大 苗株切面越光滑平整 有利于 保障對接質(zhì)量 但速度過大 整機(jī)受到更強(qiáng)的振動沖 擊 反而影響嫁接合格率 在砧穗木對接環(huán)節(jié) 兩苗株切削面貼合質(zhì)量和 對接精準(zhǔn)性是影響嫁接合格率最重要的因素 除了 設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)誤差外 切面對接不夠精準(zhǔn)與苗株 生長的個(gè)體形態(tài)尺寸的差異性有較大關(guān)系 特別是 對接苗速度提高后 嫁接合格率會出現(xiàn)明顯下降 在該環(huán)節(jié)應(yīng)盡量降低速度 保障對接質(zhì)量 在上夾環(huán)節(jié) 開夾和縱向送夾速度對嫁接合格 率影響較小 而松夾固定嫁接苗的動作過快對嫁接 成功率有較大影響 通過調(diào)節(jié)持夾手指氣缸的節(jié)流 孔獲得合適的松夾速度有利于砧穗木苗株的穩(wěn)定 夾持 綜合以上試驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)一步優(yōu)化各環(huán)節(jié)時(shí)間 設(shè)定 取送切苗時(shí)間 對接苗時(shí)間 上夾時(shí)間和回位時(shí)間分別 為6 2 2 2 s 嫁接試驗(yàn)得到嫁接效率為300株 h 損傷 率為2郾 7 嫁接合格率為93郾 5 4郾 2郾 2搖結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn) 在保持各環(huán)節(jié)時(shí)間優(yōu)化基礎(chǔ)上 即嫁接效率為 300株 h不變的情況下 不同主夾指高度下試驗(yàn)結(jié) 果如表5所示 表5搖不同主夾指高度下試驗(yàn)結(jié)果 Tab 5搖 Test results at different heights of main clamp finger 指標(biāo)主夾指高度 mm5 7 10 13 15 損傷率4郾 1 3郾 1 2郾 9 2郾 6 2郾 8 合格率83郾 7 87郾 8 93郾 3 94郾 2 94郾 3 搖 搖由表5可知 主夾指高度變大 苗株的夾持面也 越大 被夾持得越穩(wěn)固 苗株在輸送 切削及對接過 程中不易歪斜變位 因此嫁接合格率也隨之升高 損 傷率也有一定降低 但主夾指高度從13 mm到 15 mm 嫁接合格率變化不再顯著 而且主夾指高度 過大 可能會夾傷穗木苗的子葉 因此主夾指高度 取13 mm 在保持該主夾指高度下 測定不同刀刃 傾角下的嫁接試驗(yàn)結(jié)果 如表6所示 表6搖不同刀刃傾角下試驗(yàn)結(jié)果 Tab 6搖 Test results at different blade angles 指標(biāo)刀刃傾角 毅 20 25 30 35 40 損傷率2郾 9 2郾 5 2郾 4 3郾 2 2郾 3 合格率90郾 1 94郾 8 93郾 1 90郾 2 86郾 5 搖 搖由表6可知 刀刃傾角變化對苗株損傷率影響 不大 但刀刃傾角變化對嫁接合格率影響較為顯著 在刀刃傾角由25毅變大時(shí) 嫁接合格率逐漸降低 這是因?yàn)榈度袃A角變大則苗株切削面面積變小 在 841農(nóng)搖業(yè)搖機(jī)搖械搖學(xué)搖報(bào)搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 搖 2 0 2 5年 砧木 穗木對接時(shí) 兩切削面貼合度變差 導(dǎo)致嫁接 合格率降低 但刀刃傾角為20毅時(shí) 嫁接合格率也 有所下降 主要原因?yàn)榈度袃A角過小導(dǎo)致對苗株切 削質(zhì)量降低 從而影響了苗株的對接質(zhì)量 因此 當(dāng) 主夾指高度取13 mm 刀刃傾角為25毅時(shí) 損傷率為 2郾5 嫁接合格率為94郾8 能得到較好的嫁接效果 5搖結(jié)論 1 基于茄科蔬菜貼接法嫁接工藝 設(shè)計(jì)了一 種實(shí)現(xiàn)全自動嫁接的對稱式蔬菜單株嫁接機(jī) 可連 續(xù)完成砧穗木的夾持取送苗 切削 對接以及嫁接夾 裁切 上夾固定苗株等功能 設(shè)計(jì)了取送苗機(jī)械臂 夾持苗機(jī)械手 苗株切削裝置 裁夾上夾裝置及穴盤 輸送帶等關(guān)鍵裝置 確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 2 選擇辣椒苗為嫁接對象 以砧穗木取送切 苗時(shí)間 砧穗木對接苗時(shí)間和嫁接夾上夾時(shí)間為因 素 以損傷率 嫁接合格率和嫁接效率為試驗(yàn)指標(biāo)開 展了蔬菜單株自動嫁接機(jī)性能試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果表 明 各環(huán)節(jié)執(zhí)行時(shí)間越短 即加快執(zhí)行速度 嫁接合 格率均會下降 影響程度由大到小依次為對接苗時(shí) 間 上夾時(shí)間和取送切苗時(shí)間 嫁接苗損傷率主要 影響則集中在取送切苗環(huán)節(jié) 該環(huán)節(jié)執(zhí)行速度越快 嫁接苗損傷率會有所上升 在各環(huán)節(jié)執(zhí)行時(shí)間優(yōu)化 基礎(chǔ)上 分別對主夾指高度和砧穗木切削裝置刀刃 傾角進(jìn)行單因素結(jié)構(gòu)優(yōu)化試驗(yàn) 獲得最優(yōu)主夾指高 度和刀刃傾角分別為13 mm和25毅 優(yōu)化后蔬菜單 株自動嫁接機(jī)嫁接效率為300株 h 損傷率為 2郾 5 嫁接合格率為94郾 8 參考文獻(xiàn) 1 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3冶 EB OL http 椅 tech atlanticgroup it en prod鄄ucts semi鄄 automatic鄄grafting鄄machine鄄gr鄄3003鄄patented 2016 3 11 2017 8 27 13 搖楊麗 劉長青 張鐵中 雙臂蔬菜嫁接機(jī)設(shè)計(jì)與試 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2009 40 9 175 181 YANG Li LIU Changqing ZHANG Tiezhong Design and experiment of vegetable grafting machine with double manipulators J Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2009 40 9 175 181 in Chinese 14 搖褚佳 張立博 張鐵中 等 葫蘆科穴盤苗單人操作嫁接機(jī)器人設(shè)計(jì)與試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2017 48 1 7 13 CHU Jia ZHANG Libo ZHANG Tiezhong et al Design and experiment of grafting robot operated by one person for cucurbitaceous seedlings cultivated in plug trays J Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery 2017 48 1 7 13 in Chinese 15 搖李軍 張鐵中 褚佳 等 全自動整排蔬菜嫁接機(jī)嫁接夾輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2017 48 1 14 20 LI Jun ZHANG Tiezhong CHU Jia et al Design and experiment of grafting鄄clip transporting mechanism of full 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