一种石蒜鳞茎扦插自动切割装置
技术领域
本发明涉及石蒜扦插技术领域，尤其涉及一种石蒜鳞茎扦插自动切割装置。
背景技术
石蒜是多年生草本植物，鳞茎（也叫石蒜种球）近球形，秋季出叶，叶狭带状，顶端钝，深绿色，中间有粉绿色带。由于石蒜属植物自然繁殖率很低，为了提高石蒜扩繁率，一般都是通过人工分球、播种、鳞茎基底切割和组织培养等方法扩繁，从而满足石蒜属植物的大面积种植。目前石蒜属植物最常用的扩繁方法是鳞茎基底切割法，即通过刀具根据需要将石蒜鳞茎进行一字型、十字形、星形切割，又称为二分法、四分法、六分法或八分法切割，切割时，从鳞茎的基底向颈部切割，切割深度为鳞茎球茎的2/3左右。目前都是人工采用切刀对石蒜鳞茎进行切割，一些体积较大的石蒜鳞茎需要六分法、八分法切割时，这样每个石蒜鳞茎需要切三刀或四刀，人工切割效率较低，切割工作量大，无法满足大面积种植需求，而且切口角度、深度都难以控制，进而影响石蒜种植的成活率。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的石蒜鳞茎种植切割时存在的上述问题，提供了一种石蒜鳞茎扦插自动切割装置，该装置能实现石蒜鳞茎的自动切割，极大的提高了石蒜鳞茎的切割效率，而且切口角度、深度一致性好，有利于提高石蒜鳞茎的扩繁效率和种植成活率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种石蒜鳞茎扦插自动切割装置，包括底板、与底板平行的基板，所述基板的底面两端通过侧板与底板固定，所述基板上设有定位环，所述基板上位于定位环的正下方设有避让孔，所述定位环的上方两侧均设有弧形夹持板，弧形夹持板的顶面设有若干让刀槽，所述基板的底部设有用于驱动两块弧形夹持板同步靠近、同步远离的夹持驱动机构；所述基板的顶面固定有两根竖直滑杆，两根竖直滑杆之间设有升降支架，两根竖直滑杆的上端设有连接板，连接板与基板之间设有竖直螺杆，所述竖直螺杆与升降支架螺纹连接，所述连接板上设有用于驱动竖直螺杆转动的升降电机，所述升降支架上设有切刀组件。夹持驱动机构将两块弧形夹持板同步向外移动，将待切割的石蒜鳞茎倒插入定位环中，从而实现石蒜鳞茎的预定位，夹持驱动机构控制两块弧形夹持板同步靠近夹持石蒜鳞茎，升降电机带动升降支架（切刀组件）下降，从而实现对石蒜鳞茎的自动切割；切割后切刀组件上升与石蒜鳞茎分离，弧形夹持板向外移动，最后将切割后的石蒜鳞茎取出并放入待切割的石蒜鳞茎，整个切割过程自动完全，极大的提高了石蒜鳞茎的切割效率，而且切口角度、深度一致性好，有利于提高石蒜鳞茎的扦插种植成活率。
作为优选，所述的夹持驱动机构包括与两块弧形夹持板的下端外侧一一对应固定连接的连接支架、水平滑杆、双螺纹螺杆，所述水平滑杆的两端与侧板固定连接，双螺纹螺杆的两端与侧板转动连接，双螺纹螺杆与水平滑杆平行分布，双螺纹螺杆上的两段螺纹的旋向相反；所述基板上与连接支架的对应处设有通槽，所述连接支架的下端穿过通槽与水平滑杆滑动连接，双螺纹螺杆穿过连接支架与连接支架螺纹连接，所述侧板上设有用于驱动双螺纹螺杆转动的驱动电机。通过驱动电机带动栓螺纹螺杆的转动以实现弧形夹持板的同步靠近、远离，结构稳定，石蒜鳞茎夹持稳定。
作为优选，所述弧形夹持板内设有弧形腔，所述弧形腔内设有弧形气囊，所述弧形夹持板的内弧面设有若干竖通槽，所述弧形气囊的内弧面设有一一对应穿过竖通槽的气囊夹持条；所述底板上设有自动供气机构，自动供气机构与弧形气囊通过气管连接。由于每个石蒜鳞茎并非是规则的球体，而且石蒜鳞茎的大小也存在差异，仅通过弧形夹持板对于部分石蒜鳞茎难以稳定夹持，因此本结构中，石蒜鳞茎预定位后，两块弧形夹持板同步靠近移动至适宜的位置，然后自动供气机构为弧形气囊中的气囊夹持条充气，每个气囊夹持条充气膨胀后与石蒜鳞茎的外表面接触、压紧、定位，定位非常稳定，能适应不同大小、外形差异的石蒜鳞茎定位，通用性强。
作为优选，所述气囊夹持条的外侧面设有防滑槽。防滑槽进一步提高气囊加持条与石蒜鳞茎的定位稳定性。
作为优选，所述的自动供气机构包括储气缸、设在储气缸内的电缸，所述电缸的轴端固定有活塞，活塞与储气缸之间形成储气腔，所述储气缸的上端设有两个气嘴，两个气嘴分别通过两根气管与弧形气囊一一对应连接。电缸带动活塞向上移动时，储气腔内的气体通过气管进入弧形气囊内，使得气囊加持条膨胀，从而对石蒜鳞茎定位；石蒜鳞茎切割好之后，电缸带动活塞向下移动，弧形气囊内的气体被吸入储气腔内。
作为优选，所述弧形夹持板的弧面对应的圆心角为96°-114°，每块弧形夹持板上的让刀槽有三道，其中一道让刀槽位于弧形夹持板的顶面中心，其余两道让刀槽对称分布在两侧且与中心的让刀槽构成45°夹角。该种让道槽能适应石蒜鳞茎的二分法、四分法、六分法、八分法的切割，通用性强。
作为优选，所述的切刀组件包括切刀本体、切刀定位支架，所述切刀定位支架与升降支架可拆卸连接，所述的切刀本体呈十字形或星形或米字形。根据石蒜鳞茎的切割需要选择对应的切刀本体，例如需要四分法切割时，选择用十字形切刀本体，实现一次性切割就完成石蒜鳞茎的切割；需要八分法切割时，选择用米字形切刀本体。
作为优选，所述的切刀组件包括切刀本体、切刀定位支架，所述升降支架上设有角度调节电机，所述切刀定位支架的中心设有连接套，所述连接套与调节电机的轴端通过螺栓固定，所述的切刀本体呈一字形。切刀本体采用一字形结构，二分法切割时，只需要且一刀；四分法切割时，先切一刀后，切刀本体上升与石蒜鳞茎分离，角度调节电机的电机轴转动90度后，再切一刀，从而实现四分法切割；同理可以实现六分法、八分法的切割。
作为优选，所述定位环包括定位内环、定位外环，所述定位内环的中心设有上大下小的喇叭口，所述定位内环的上端外侧设有上法兰，定位外环的下端内侧设有下法兰，所述上法兰与下法兰之间通过滑销连接，所述滑销上设有压簧，所述上法兰、下法兰之间的部位设有压力传感器；所述定位外环的底部设有若干滑动柱，所述滑动柱竖直穿过基板与基板滑动连接，所述滑动柱的下端与支撑板固定连接，所述底板上固定有调节电缸，所述调节电缸的轴端与支撑板固定连接；当压力传感器检测值大于设定值时，调节电缸带动支撑板向上位移微调，当压力传感器的检测值小于设定值时，调节电缸带动支撑板向下位移微调。石蒜鳞茎未放入定位环内时，压力传感器不承受压力，此时升降电机无法启动，从而防止装置被误启动而造成人身伤害；由于石蒜鳞茎的大小存在差异，那么切割深度也自然存在差异，取一个接近平均大小的石蒜鳞茎（作为标准）作为设定值（重量值），切刀组件每次下降的距离都是相等的（初始设置一次）；当检测值大于设定值时，表示该石蒜鳞茎的体积比设置定大，石蒜鳞茎定位后的上端高度比标准的石蒜鳞茎的上端高度要高，如果直接切割会导致切割深度过大，因此需要调节石蒜鳞茎的上端高度，通过调节电缸带动定位环（石蒜鳞茎）向下移动一段位移，这样该石蒜鳞茎切入的深度落入需求的范围内，同理，当检测值小于设定值时，通过调节电缸带动定位环（石蒜鳞茎）向上移动一段位移，从而确保石蒜鳞茎切入的深度在需求的范围内。
作为优选，所述定位环的外侧面与连接支架的对应处设有接近传感器，所述连接支架上与接近传感器的对应处固定有感应块；两个连接支架同步靠近过程中，当接近传感器检测到感应块时，驱动电机停止转动。通过接近传感器与感应块限定弧形夹持板的夹持位置，防止弧形夹持板用力过大而夹坏石蒜，使用更加安全。
因此，本发明能自动对石蒜鳞茎定位、切割，可以实现二分法、四分法、六分法、八分法切割，切割角度、深度一致性好，切割效率高，极大的提高了石蒜鳞茎的扩繁效率和种植成活率。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图。
图2为升降支架、竖直滑杆、竖直螺杆的连接示意图。
图3 为弧形夹持板夹持石蒜鳞茎后六分法切割状态示意图。
图4为八分法的切割状态示意图。
图5为弧形夹持板、弧形气囊、气囊夹持条的连接示意图。
图6为弧形夹持板、连接支架、水平滑杆、双螺纹螺杆的连接示意图。
图7为图5中A处局部放大示意图。
图8为定位环的结构示意图。
图9为图1中B处局部放大示意图。
图10为切刀组件的另一种实施方式示意图。
图中：底板1、基板2、通槽200、侧板3、定位环4、定位内环400、定位外环401、喇叭口402、上法兰403、下法兰404、滑销405、压簧406、压力传感器407、滑动柱408、支撑板409、调节电缸410、避让孔5、弧形夹持板6、竖通槽60、让刀槽7、夹持驱动机构8、连接支架80、水平滑杆81、双螺纹螺杆82、驱动电机83、弧形气囊9、气囊夹持条90、防滑槽91、自动供气机构10、储气缸100、电缸101、活塞102、储气腔103、气嘴104、竖直滑杆11、升降支架12、连接板13、竖直螺杆14、升降电机15、切刀组件16、切刀本体160、切刀定位支架161、连接套162、角度调节电机163、接近传感器17、感应块18、石蒜鳞茎19。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
如图1、图2、图3和图6所示的一种石蒜鳞茎扦插自动切割装置，包括底板1、与底板平行的基板2，基板2的底面两端通过侧板3与底板固定，基板2上设有定位环4，基板2上位于定位环的正下方设有避让孔5，定位环的上方两侧均设有弧形夹持板6，弧形夹持板6的顶面设有若干让刀槽7，弧形夹持板6的弧面对应的圆心角为96°-114°，每块弧形夹持板6上的让刀槽7有三道，其中一道让刀槽位于弧形夹持板的顶面中心，其余两道让刀槽对称分布在两侧且与中心的让刀槽构成45°夹角；
基板2的底部设有用于驱动两块弧形夹持板6同步靠近、同步远离的夹持驱动机构8，夹持驱动机构8包括与两块弧形夹持板的下端外侧一一对应固定连接的连接支架80、水平滑杆81、双螺纹螺杆82，水平滑杆81的两端与侧板3固定连接，双螺纹螺杆82的两端与侧板转动连接，双螺纹螺杆82与水平滑杆81平行分布，双螺纹螺杆82上的两段螺纹的旋向相反；基板2上与连接支架的对应处设有通槽200，连接支架80的下端穿过通槽200与水平滑杆81滑动连接，双螺纹螺杆82穿过连接支架80与连接支架螺纹连接，侧板3上设有用于驱动双螺纹螺杆转动的驱动电机83。
如图1、图5和图7所示，弧形夹持板6内设有弧形腔，弧形腔内设有弧形气囊9，弧形夹持板6的内弧面设有若干竖通槽60，弧形气囊9的内弧面设有一一对应穿过竖通槽的气囊夹持条90，气囊夹持条的外侧面设有防滑槽91；底板1上设有自动供气机构10，自动供气机构10包括储气缸100、设在储气缸内的电缸101，电缸的轴端固定有活塞102，活塞与储气缸之间形成储气腔103，储气缸的上端设有两个气嘴104，两个气嘴分别通过两根气管（图1中虚线所示为气管）与弧形气囊9一一对应连接。
如图1和图2所示，基板2的顶面固定有两根竖直滑杆11，两根竖直滑杆11之间设有升降支架12，两根竖直滑杆11的上端设有连接板13，连接板13的中心与基板2之间设有竖直螺杆14，竖直螺杆14与升降支架12螺纹连接，连接板13上设有用于驱动竖直螺杆转动的升降电机15，升降支架上设有切刀组件16，切刀组件16包括切刀本体160、切刀定位支架161，升降支架上设有角度调节电机163，切刀定位支架161的中心设有连接套162，连接套与调节电机的轴端通过螺栓固定，切刀本体呈一字形，切刀本体每切一次后上升复位，角度调节电机带动切刀本体转动一个角度后再次切割，石蒜鳞茎二分法切割时，只需要切一刀，四分法切割时需要切两刀，同理六分法、八分法分别需要切三刀和四刀。切刀组件的另一种实施方法如图10所示，切刀组件16包括切刀本体、切刀定位支架161，切刀定位支架161的中心设有连接套162，连接套直接与升降支架可拆卸连接，第二种实施方式中省去了角度调节电机，同时切刀本体呈十字形或星形或米字形，石蒜鳞茎需要四分法切割时选用十字形的切刀本体，需要六分法切割时选用星形切刀本体，需要八分法切割时选用米字型切刀本体，这样每个石蒜鳞茎只需要切割一次。
如图1和图8所示，定位环4包括定位内环400、定位外环401，定位内环400的中心设有上大下小的喇叭口402，定位内环400的上端外侧设有上法兰403，定位外环401的下端内侧设有下法兰404，上法兰403与下法兰404之间通过滑销405连接限位，滑销上设有压簧406，当定位内环400的轴向受压时，定位内环400、定位外环401之间可相对沿轴向滑动，上法兰403、下法兰404之间的部位设有压力传感器407；定位外环401的底部设有若干滑动柱408，滑动柱408竖直穿过基板2与基板滑动连接，滑动柱408的下端与支撑板409固定连接，底板1上固定有调节电缸410，调节电缸410的轴端与支撑板固定连接；如图9所示，定位环4的外侧面与连接支架的对应处设有接近传感器17，连接支架80上与接近传感器的对应处固定有感应块18；两个连接支架同步靠近过程中，当接近传感器检测到感应块时，驱动电机停止转动。
结合附图，本发明的原理如下：初始状态，两块弧形夹持板处于远离状态，升降支架位于竖直滑杆的上端，将一个大小适宜的石蒜鳞茎19（选取的石蒜鳞茎大致处于需要切割的所有石蒜鳞茎中的平均大小），将该石蒜鳞茎倒插入定位内环中的喇叭口中，此时定位内环受到压力作用而向下位移，压力传感器检测到压力值，该压力值作为基准值，然后弧形夹持板同步向内移动至适宜的位置，自动供气机构为弧形气囊供气，气囊加持条充气膨胀后压紧石蒜鳞茎，然后调节升降支架的下降位移（即切入石蒜鳞茎的球状体三分之二的深度位置），该位移调节好之后，后续的切割中始终保持相同的位移，切割好之后，整体复位到初识状态；正常切割时，将石蒜鳞茎倒插入喇叭口内，压力传感器检测到压力值，若该压力值大于基准值，表示该石蒜鳞茎的体积比基准大，调节电缸带动定位环（石蒜鳞茎）向下移动一段位移（具体位移量根据多次试验可以获得一个标准），这样该石蒜鳞茎切入的深度与总体高度之比就落入合适的范围内；同理，当压力值小于基准值时，表示该石蒜鳞茎的体积比基准小，调节电缸带动定位环（石蒜鳞茎）向上移动一段位移，确保该石蒜鳞茎切入的深度与总体高度之比就落入合适的范围内。切刀组件的具体结构可以根据需要进行选择，可以选择如图2所示的一字形切刀本体，二分法切割时切一刀，四分法、六分法（如图3所示）、八分法（如图4所示）时分别需要切两刀、三刀、四刀，一把刀具能适用于各种类型的切割法；切刀组件也可以根据实际切割方法选择对应的刀具，例如需要如图3所示的六分法切割时，直接选用图10所示的星形切刀本体，一次切割就能切割六分法，切割效率更高。本发明能自动对石蒜鳞茎定位、切割，可以实现二分法、四分法、六分法、八分法切割，切割角度、深度一致性好，切割效率高，极大的提高了石蒜鳞茎的扩繁效率和种植成活率。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
