阅读说明：本技术 一种烟苗嫁接用砧木切割装置 (Stock cutting device is used in tobacco seedling grafting ) 是由 薛刚 李洪臣 徐世晓 李晓辉 张谦 张希 段杜薇 田培 杨铁钊 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于烟草种植领域,尤其涉及一种烟苗嫁接用砧木切割装置。所述装置包括机架、切割机构和砧木夹具,所述砧木夹具的长度中段两侧设有截面呈T字形的限位滑块；所述切割机构包括平行设置的第一、第二切割架,两切割架的对向侧面于等高处均固设有滑轨,滑轨上方的切割架上设有夹具传动机构。本发明针对烟苗特性,能够实现砧木烟苗的切割生产的机械化作业,大幅度降低了烟苗嫁接对人工作业的依赖程度,尽可能减少了人工参与的环节,提高嫁接烟苗的生产效率,可以有效供给大田试验以及工业化生产需要的嫁接前砧木烟苗消耗量。(The invention belongs to the field of tobacco planting, and particularly relates to a stock cutting device for tobacco seedling grafting. The device comprises a frame, a cutting mechanism and a chopping block clamp, wherein two sides of the middle section of the chopping block clamp are provided with limiting slide blocks with T-shaped sections; the cutting mechanism comprises a first cutting frame and a second cutting frame which are arranged in parallel, sliding rails are fixedly arranged on the opposite side surfaces of the two cutting frames at equal heights, and a clamp transmission mechanism is arranged on the cutting frames above the sliding rails. Aiming at the characteristics of the tobacco seedlings, the mechanical operation of cutting production of the stock tobacco seedlings can be realized, the dependence degree of tobacco seedling grafting on manual operation is greatly reduced, the links of manual participation are reduced as much as possible, the production efficiency of the grafted tobacco seedlings is improved, and the stock tobacco seedling consumption before grafting required by field test and industrial production can be effectively supplied.)

一种烟苗嫁接用砧木切割装置

技术领域

本发明属于烟草种植领域，尤其涉及一种烟苗嫁接用砧木切割装置。

背景技术

烟草是一种经济价值较高的作物，对于烤烟型品种的烟叶而言，其最终收购价格受到多方面因素影响，一方面是大田种植阶段的生长品质，另一方面是烘烤调制的水平。大田种植阶段主要考虑烟株对各种病、虫害的抗性，目前而言，虫害可以通过以虫制虫或者提前管控进行防治，对于病害而言，由于其病发原因较为多元化，有依靠蚜虫传播，也有自身抗性较差并受外界环境诱导导致发病等等情形，因此病害的预防很难实现。但是基于嫁接方式，可以将对青枯病等高发病症具有良好抗性的烟苗品种之间进行嫁接，或者将对病症抗性好的品种与烟叶品质高的品质之间进行嫁接，使得嫁接后的烟苗实现高抗、高品质的特性。目前而言，烟苗的嫁接研究已经取得实际性进展和应用，效果良好。

现有技术中的烟苗嫁接以人工作业为主，这是由于烟苗不同木本作物，木本作物本身木质化程度高，具有一定强度而且能够承受机械化作业产生的挤压和碰撞，但烟苗本身体积较小，而且木质化程度很低且质地柔弱，现有技术中的工业化设备无法应用于烟苗的嫁接。现有技术中的人工作业主要依靠人工先将作为砧木的烟苗切留包括根系在内的烟株下半部分，然后对作为接穗的烟苗切留包括叶片在内的烟株上半部分，最后将砧木和接穗的切口对接并利用嫁接夹夹持，待嫁接后的烟苗生长一定时间后，即可去除嫁接夹。现有技术中的烟苗嫁接方式，一方面耗工耗时，而且效率很低，人为出错率也居高不下，极其不利于嫁接烟苗的工厂化生产。另一方面，由于采用人工剪接，人工操作对剪切工具更容易引入污物，很容易造成烟苗之间的交叉感染，加之作业环境多在育苗大棚内进行以及受到人员影响，很难做到作业环境内保持灭菌消毒状态。以上种种原因都影响了烟苗嫁接的工业化生产应用工作的推进。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟苗嫁接用砧木切割装置，本发明针对烟苗特性，能够实现砧木烟苗的切割生产的机械化作业，大幅度降低了烟苗嫁接对人工作业的依赖程度，尽可能减少了人工参与的环节，提高嫁接烟苗的生产效率，可以有效供给大田试验以及工业化生产需要的嫁接前砧木烟苗消耗量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种烟苗嫁接用砧木切割装置，所述装置包括机架、切割机构、砧木夹具和烟苗传送机构，所述砧木夹具的长度中段两侧设有截面呈T字形的限位滑块；所述切割机构包括平行设置的第一、第二切割架，两切割架的对向侧面于等高处均固设有与限位滑块滑动配合的滑轨，滑轨上方的切割架上设有夹具传动机构，第一切割架于夹具传动机构上方开设有通孔，切刀倾斜设置且其刃部穿过通孔位于夹具传动机构上方、刀背部与第一切割架背向滑轨的侧面上设置的切刀传动机构连接；所述烟苗传送机构包括位于切割机构下方并用于运载烟苗的传送带，所述传送带的带体上等间距设有数个用于盛放烟苗根部的固定框以及底部与固定框插配的基质框。

优选的，所述砧木夹具整体呈长方型且顶面呈与切刀平行的斜切面状，砧木夹具由水平等高设置的第一、第二夹块对接组成，所述夹块包括槽钢以及固定设置于槽钢槽道内的曲面板，第一、第二夹块的曲面板对接组成顶部呈与切刀平行的斜切面状的圆管。

优选的，所述限位滑块设置于第一、第二夹块槽钢背向的侧面中段处，且限位滑块上方的槽钢侧面上设有沿竖直方向延伸的驱动块。

优选的，所述曲面板的内壁粘贴设有海绵层，第一、第二夹块的槽钢对接边沿以及曲面板的相互对接边沿均一体设有相互吸附的磁石层。

优选的，所述基质框呈由两结构相同的第一、第二框体对接组成的顶部敞口的中空结构，基质框截面呈梯形，且第一、第二框体于对接处顶部一体延伸设有折弯状凸块，第一、第二框体顶部对应的折弯状凸块对接组成截面为T型的卡块；第一、第二夹块槽钢的对接边沿底部开设有与对应框体上的折弯状凸块配合的缺口。

优选的，所述相邻固定框的中心点间距与传动带上相邻拨动块的中心点间距相同。

优选的，所述夹具传动机构包括设置于滑轨上方的安装板，安装板的长度方向两端设有从动轮以及电机驱动的主动轮，主动轮与从动轮通过传动带传动连接，传动带的带体上等间距设有数个拨动块。

优选的，所述切刀传动机构包括倾斜设置且与切刀处于同一平面的气缸，气缸的缸筒通过支架与第一切割架连接，气缸的输出端与切刀长度方向两端延伸的耳板连接。

优选的，所述机架包括平行于第一、第二切割架设置的第一、第二支撑板，支撑板上对应设有推动气缸，推动气缸的输出端与对应的切割架连接，且支撑板两端还设有滑孔，滑孔与垂直连接对应切割架的限位滑杆滑动配合，限位滑杆远离切割架的端部设有限位板。

优选的，所述限位滑杆的限位板与对应支撑板接触状态下，第一、第二切割架间距与砧木夹具的驱动块的最大间距相同，且砧木夹具的限位滑块可与切割架的对应滑轨滑动配合，且拨动块可接触并驱动驱动块，且切刀在气缸驱动下可贴靠砧木夹具的顶面移动。该状态的描述，隐含了夹具上两限位滑块的间距大于相应两驱动块的间距这一隐藏技术特征，当然如果夹具上两限位滑块的间距小于相应两驱动块的间距，那么相应的切割架结构应当满足两滑轨的间距小于两安装板的间距，以保证限位滑块与滑轨配合的同时，拨动块能够接触驱动块。但是由于驱动块作为夹块的延伸并仅用于接触并被拨动块传动，所以其体积不易过大，不然会提高夹具的自重以及耗材。

本发明的工作过程如下：

首先需要说明的是，采用斜切面进行嫁接的烟苗，作为砧木和接穗的待处理烟苗需要长势一致，尤其是直径和高度，这样可以提高嫁接后烟苗的成活率。同时作为本申请上个步骤的育苗阶段在对烟苗出苗时，或者在烟苗嫁接之前，需要利用基质框将每个烟苗的根系以及自带的基质进行夹持锁扣，在对烟苗进行支撑的基础上，实现对烟苗根系的保护。具体的是利用第一、第二框体对接面上的磁石层吸附，使得第一、第二框体组成的中空结构能够包持烟苗根部以及附带的基质，并使得烟苗茎秆从中空结构的顶部敞口处外露，由于现代烟草育苗均采用漂浮育苗，所以其根部及基质体积差别不大，也变相实现了第一、第二框体的标准化制式生产。

砧木切割装置：

1）砧木夹具上料作业，首先控制推动气缸的输出端将第一、第二切割架推动至两者处于最小间距，即第一、第二切割架间距与砧木夹具的驱动块的最大间距相同，然后将数个砧木夹具两侧的限位滑块同时与第一、第二切割架上的滑轨配合，该过程中的优选操作为：使得第一、第二切割架上的夹具传动机构的传动带缓慢且同速传动，同时人工操作使得砧木夹具与滑轨配合，当传动带上的拨动块接触砧木夹具两侧的驱动块并带动砧木夹具沿滑轨移动时，即可快速将下一砧木夹具与滑轨配合，如此重复操作直至切割架上布满砧木夹具，然后控制推动气缸带动第一、第二切割架复位，由于滑轨与限位滑块的配合，使得砧木夹具的第一、第二夹块克服磁石层的吸附力而分开；

2）砧木烟苗上料作业，将烟苗传送带上位于切割装置进料端方向且非处于切割机构下方的带体部位装载烟苗：即将烟苗根部的基质框底部与相应带体部位上的固定框插接即可；

3）砧木切割作业，控制烟苗传送带转动并使得烟苗移动到切割机构下方，烟苗移动到位的标准为每个烟苗正处于砧木夹具的第一、第二夹块之间，因为传动带上相邻拨动块的中心点间距与相邻固定框的中心点间距相同，所以只要保证烟苗传送带上端点处的烟苗位于对应处砧木夹具的夹块之间时，其他位置处的烟苗皆位于对应处砧木夹具的夹块之间，然后控制推动气缸的输出端带动第一、第二切割架对向移动至最小间距并使得第一、第二夹块对向夹持烟苗茎秆，同时夹块底部的缺口顺势与对应基质框顶面的卡块实现插配，然后控制气缸的输出端带动切刀移动，切刀在移动过程中接触砧木夹具顶面处的烟苗茎秆并将茎秆切断，然后控制气缸的输出端带动切刀复位；

然后控制烟苗传送带和传动带同速转动并带动仅留茎秆及根部的烟苗完全移出切割架，当砧木夹具移出切割架后，由于其底部缺口与对应基质框的卡块插配，所以由基质框对砧木夹具实现支撑。最后由烟苗传送带将基质框连带其内的相应烟苗传送并被人工收集，并与采用类似方法获得接穗进行嫁接即可。作为废弃物的被切割烟苗茎秆，自然掉落或者掉落在烟苗传送带上并在烟苗传送带的带动下移动至带体下方实现掉落，因此可以在烟苗传送带下方设置收集机构，如此可以统一收集掉落的的烟苗茎秆作发酵堆肥等处理。

上述作业中气缸、传送带、传动带等操作可以人工控制也可以在具体切割架、传动带、烟苗传送带的尺寸、安装位置以及相应砧木夹具、拨动块以及基质框的数量后，可以确定每次烟苗传送带以及传动带的传送速度和位移，进而通过程序控制或设置行程开关或/和延时器对传送带、传动带以及各个气缸进行自动化控制，上述过程仅对本发明工作过程作原理性描述。需要说明的，本发明作业过程中气缸、传动带、传送带的控制均可以通过数控技术实现，例如PLC控制装置等实现对上述驱动机构的控制，完全实现工厂化作业。同时烟苗的上料以及相应夹具的上料，尤其是烟苗的上料可能依靠人工更为稳妥。

夹具主要依靠其槽钢内的曲面板来夹持烟苗，通过对夹具的尺寸设计，可以使其尺寸尽可能符合待处理烟苗的外径夹持需求，同时为了尽可能实现对烟苗的稳定夹持以及降低对烟苗的夹持所造成的挤压伤害，本发明在曲面板的内壁粘贴设有海绵层，海绵层具有良好的透气性以及弹性，海绵层不仅可以降低对烟苗的硬性挤压作业力，还可以提高其对烟苗的摩擦把持力，同时由于烟苗的外径不可能完全一致，所以海绵层的适当形变可以提高夹具对范围内呈外径数值变化的多棵烟苗的夹持适应能力。

作为砧木切割装置的一个完整作业流程的完毕是以其切割架上的相应夹具以及夹具内的烟苗部位全部移出切割架为准。完成一个作业流程后的砧木切割装置的切割架在相应的推动气缸作用下复位，并进行下一个完整的作业流程，即再次进行上料和切割。

同时需要说明的是，现代工业可以尽可能保证推动气缸输出端的作业平稳性，可以尽可能保证切割架仅做水平对向移动而确保切割架上滑轨内的夹具夹块不会产生晃动，加之拨动块与夹块上驱动块的接触又保证了夹块在一个水平方向的限位，所以已经可以保证夹具夹块在随切割架移动并夹持烟苗茎秆时不会产生沿滑轨长度方向的移动，当然出于保险，可以对夹块上的限位滑块或/和滑轨的接触面进行表面的粗糙度处理，在不影响传动带带动夹块移动的基础上，合理提高限位滑块与滑轨的接触摩擦力。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：实现了工厂化作业，本发明通过夹具赋予烟苗在切割时的强度支撑和切割方向、位置的限定，确保作为砧木烟苗具有完全相同的切口和有效地保护，同时通过各个传动机构相互间的协同配合，完全可以实现批量化烟苗切割作业。而且切刀机械化控制，整体作业环境固定且可以引入无菌化管理，降低了烟苗因为切割而导致的病菌感染率。

附图说明

图1为

具体实施方式

中烟苗嫁接用砧木切割装置的工作状态结构示意图；

图2为具体实施方式中切割机构的结构示意图；

图3为具体实施方式中砧木夹具的工作状态结构示意图；

图4为具体实施方式中砧木夹具的结构示意图；

图5为具体实施方式中第一夹块的结构示意图；

图6为具体实施方式中基质框的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，一种烟苗嫁接用砧木切割装置，所述装置包括机架、切割机构、砧木夹具和烟苗传送机构，

所述切割机构包括平行设置的第一切割架301、第二切割架302，两切割架的对向侧面于等高处均固设有滑轨303，滑轨303上方的切割架上设有安装板304，安装板304的长度方向两端设有从动轮305以及电机驱动的主动轮，主动轮与从动轮305通过传动带307传动连接，传动带307的带体上等间距设有数个拨动块308；

第一切割架301于安装板304上方开设有通孔，切刀309倾斜设置且其刃部穿过通孔位于安装板304上方、刀背部与第一切割架301背向滑轨的侧面上设置的切刀传动机构连接，所述切刀传动机构包括倾斜设置且与切刀309处于同一平面的气缸310，气缸310的缸筒通过支架与第一切割架301连接，气缸310的输出端与切刀309长度方向两端延伸的耳板311连接；

所述机架包括平行于第一、第二切割架设置的第一支撑板313、第二支撑板314，支撑板上对应设有推动气缸315，推动气缸315的输出端与对应的切割架连接，且支撑板两端还设有滑孔，滑孔与垂直连接对应切割架的限位滑杆316滑动配合，限位滑杆316远离切割架的端部设有限位板317。

所述砧木夹具1整体呈长方型且顶面呈与切刀平行的斜切面状，砧木夹具1由水平等高设置的第一夹块11、第二夹块12对接组成，所述夹块包括槽钢13以及固定设置于槽钢槽道内的曲面板17，第一、第二夹块的曲面板17对接组成顶部呈与切刀309平行的斜切面状的圆管，所述曲面板17的内壁粘贴设有海绵层18，第一、第二夹块的槽钢13对接边沿以及曲面板的相互对接边沿均一体设有相互吸附的磁石层；所述砧木夹具的第一、第二夹块槽钢13背向的侧面于长度中段处均设有截面呈T字形的限位滑块14，所述限位滑块14与滑轨303滑动配合，且限位滑块14上方的槽钢13侧面上设有沿竖直方向延伸的驱动块15。

所述烟苗传送机构包括位于切割机构下方并用于运载烟苗的传送带312，所述传送带312的带体上等间距设有数个用于盛放烟苗根部的固定框4以及底部与固定框4插配的基质框2。所述基质框2呈由两结构相同的第一框体21、第二框体22对接组成的顶部敞口的中空结构，基质框2截面呈梯形，且第一、第二框体于对接处顶部一体延伸设有折弯状凸块23，第一、第二框体顶部对应的折弯状凸块23对接组成截面为T型的卡块；第一、第二夹块槽钢13的对接边沿底部开设有与对应框体上的折弯状凸块23配合的缺口16。所述相邻固定框4的中心点间距与传动带上相邻拨动块308的中心点间距相同。

所述限位滑杆316的限位板317与对应支撑板接触状态下，第一、第二切割架间距与砧木夹具1的驱动块15的最大间距相同，且砧木夹具的限位滑块14可与切割架的对应滑轨303滑动配合，且拨动块308可接触并驱动驱动块15，且切刀309在气缸310驱动下可贴靠砧木夹具1的顶面移动。

本发明的工作过程如下：

首先需要说明的是，采用斜切面进行嫁接的烟苗，作为砧木和接穗的待处理烟苗需要长势一致，尤其是直径和高度，这样可以提高嫁接后烟苗的成活率。同时作为本申请上个步骤的育苗阶段在对烟苗出苗时，或者在烟苗嫁接之前，需要利用基质框将每个烟苗的根系以及自带的基质进行夹持锁扣，在对烟苗进行支撑的基础上，实现对烟苗根系的保护。具体的是利用第一、第二框体对接面上的磁石层吸附，使得第一、第二框体组成的中空结构能够包持烟苗根部以及附带的基质，并使得烟苗茎秆从中空结构的顶部敞口处外露，由于现代烟草育苗均采用漂浮育苗，所以其根部及基质体积差别不大，也变相实现了第一、第二框体的标准化制式生产。

砧木切割装置：

1）砧木夹具上料作业，首先控制推动气缸的输出端将第一、第二切割架推动至两者处于最小间距，即第一、第二切割架间距与砧木夹具的驱动块的最大间距相同，然后将数个砧木夹具两侧的限位滑块同时与第一、第二切割架上的滑轨配合，该过程中的优选操作为：使得第一、第二切割架上的夹具传动机构的传动带缓慢且同速传动，同时人工操作使得砧木夹具与滑轨配合，当传动带上的拨动块接触砧木夹具两侧的驱动块并带动砧木夹具沿滑轨移动时，即可快速将下一砧木夹具与滑轨配合，如此重复操作直至切割架上布满砧木夹具，然后控制推动气缸带动第一、第二切割架复位，由于滑轨与限位滑块的配合，使得砧木夹具的第一、第二夹块克服磁石层的吸附力而分开；

2）砧木烟苗上料作业，将烟苗传送带上位于切割装置进料端方向且非处于切割机构下方的带体部位装载烟苗：即将烟苗根部的基质框底部与相应带体部位上的固定框插接即可；

3）砧木切割作业，控制烟苗传送带转动并使得烟苗移动到切割机构下方，烟苗移动到位的标准为每个烟苗正处于砧木夹具的第一、第二夹块之间，因为传动带上相邻拨动块的中心点间距与相邻固定框的中心点间距相同，所以只要保证烟苗传送带上端点处的烟苗位于对应处砧木夹具的夹块之间时，其他位置处的烟苗皆位于对应处砧木夹具的夹块之间，然后控制推动气缸的输出端带动第一、第二切割架对向移动至最小间距并使得第一、第二夹块对向夹持烟苗茎秆，同时夹块底部的缺口顺势与对应基质框顶面的卡块实现插配，然后控制气缸的输出端带动切刀移动，切刀在移动过程中接触砧木夹具顶面处的烟苗茎秆并将茎秆切断，然后控制气缸的输出端带动切刀复位；

然后控制烟苗传送带和传动带同速转动并带动仅留茎秆及根部的烟苗完全移出切割架，当砧木夹具移出切割架后，由于其底部缺口与对应基质框的卡块插配，所以由基质框对砧木夹具实现支撑。最后由烟苗传送带将基质框连带其内的相应烟苗传送并被人工收集，并与采用类似方法获得接穗进行嫁接即可。作为废弃物的被切割烟苗茎秆，自然掉落或者掉落在烟苗传送带上并在烟苗传送带的带动下移动至带体下方实现掉落，因此可以在烟苗传送带下方设置收集机构，如此可以统一收集掉落的的烟苗茎秆作发酵堆肥等处理。

上述作业中气缸、传送带、传动带等操作可以人工控制也可以在具体切割架、传动带、烟苗传送带的尺寸、安装位置以及相应砧木夹具、拨动块以及基质框的数量后，可以确定每次烟苗传送带以及传动带的传送速度和位移，进而通过程序控制或设置行程开关或/和延时器对传送带、传动带以及各个气缸进行自动化控制，上述过程仅对本发明工作过程作原理性描述。需要说明的，本发明作业过程中气缸、传动带、传送带的控制均可以通过数控技术实现，例如PLC控制装置等实现对上述驱动机构的控制，完全实现工厂化作业。同时烟苗的上料以及相应夹具的上料，尤其是烟苗的上料可能依靠人工更为稳妥。

夹具主要依靠其槽钢内的曲面板来夹持烟苗，通过对夹具的尺寸设计，可以使其尺寸尽可能符合待处理烟苗的外径夹持需求，同时为了尽可能实现对烟苗的稳定夹持以及降低对烟苗的夹持所造成的挤压伤害，本发明在曲面板的内壁粘贴设有海绵层，海绵层具有良好的透气性以及弹性，海绵层不仅可以降低对烟苗的硬性挤压作业力，还可以提高其对烟苗的摩擦把持力，同时由于烟苗的外径不可能完全一致，所以海绵层的适当形变可以提高夹具对范围内呈外径数值变化的多棵烟苗的夹持适应能力。

作为砧木切割装置的一个完整作业流程的完毕是以其切割架上的相应夹具以及夹具内的烟苗部位全部移出切割架为准。完成一个作业流程后的砧木切割装置的切割架在相应的推动气缸作用下复位，并进行下一个完整的作业流程，即再次进行上料和切割。

同时需要说明的是，现代工业可以尽可能保证推动气缸输出端的作业平稳性，可以尽可能保证切割架仅做水平对向移动而确保切割架上滑轨内的夹具夹块不会产生晃动，加之拨动块与夹块上驱动块的接触又保证了夹块在一个水平方向的限位，所以已经可以保证夹具夹块在随切割架移动并夹持烟苗茎秆时不会产生沿滑轨长度方向的移动，当然出于保险，可以对夹块上的限位滑块或/和滑轨的接触面进行表面的粗糙度处理，在不影响传动带带动夹块移动的基础上，合理提高限位滑块与滑轨的接触摩擦力。