[发明专利]嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器及相应栽植机构和方法

权利要求书

1.一种嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器，其特征在于，包括：连接盘、气爪、夹苗爪、夹苗海绵和压土机构，所述气爪包括气缸、气管、气缸直线滑动导轨和爪手，所述气缸一端与所述连接盘连接，另一端连接所述爪手；所述气缸直线滑动导轨与所述气缸连接，所述爪手与所述气缸连接的一端与所述气缸直线滑动导轨连接，所述爪手的另一端与所述夹苗爪一端连接，所述压土机构与所述气缸连接，所述夹苗海绵与所述夹苗爪的另一端连接；所述气管包括进气管和出气管，所述进气管和出气管的一端均与所述气缸连接。

2.根据权利要求1所述的嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器，其特征在于，所述压土机构的压土工作面由两个相对的斜面和连接两个斜面的一个平面构成。

3.根据权利要求2所述的嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器，其特征在于，所述两个斜面的坡度为37度，所述平面的宽度为16毫米。

4.根据权利要求2所述的嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器，其特征在于，所述压土工作面与夹苗爪具有固定的相对位置，压土工作面与夹苗爪最底面竖直方向上的最短距离为14毫米，压土工作面与夹苗爪最前面水平方向上的最短距离为18毫米。

5.根据权利要求1所述的嫁接苗穴盘栽植机械手末端执行器，其特征在于，所述夹苗爪与所述爪手之间、所述压土机构与所述气缸之间螺栓连接。

6.一种嫁接苗穴盘栽植机构，其特征在于，包括：机械手、机械手末端执行器、机械手机架、机器视觉模块、栽植穴盘和皮带机，所述机械手末端执行器采用如权利要求1-5所述的任一机械手末端执行器，所述机械手一端固定在机械手机架上，另一端与所述机械手末端执行器连接；所述皮带机与所述机械手机架相邻设置；所述栽植穴盘设置在所述皮带机上，所述机器视觉模块连接至所述皮带机侧面且设置在所述栽植穴盘上方。

7.根据权利6所述的嫁接苗穴盘栽植机构的栽植方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)夹苗

当嫁接好的秧苗需送栽植时，嫁接机将嫁接苗放至使嫁接苗生长点位于机械手抓取的指定位置，嫁接机传感系统将信息传递给嫁接苗穴盘栽植机构，栽植机构的机械手告知末端执行器做好夹苗准备，当机械手移动至夹苗指定地点时，栽植机械手末端执行器的夹苗爪闭合，同时嫁接机端的夹苗爪张开，完成夹苗过程；

2)插苗

夹苗过程完成后，夹紧嫁接苗的机械手退后，并快速移动到已填充基质土且打好洞穴的穴盘上方，同时，机器视觉模块图像处理系统快速将空穴信息传输给机械手，机械手优化路径后，快速移到空穴上方并下移，精确地将嫁接苗插入洞穴中，完成插苗过程；

3)松苗

当嫁接苗插入洞穴中时，机械手末端执行器夹苗爪松开嫁接苗，完成松苗过程；

4)压土

当机械手末端执行器夹苗爪松开嫁接苗时，机械手向前再向下移动一小段距离，使得压土机构与基质土相互作用，将土压紧，同时由于变形，洞穴填满，固定住嫁接苗，完成压土过程；

5)离苗

当嫁接苗被基质土固定好后，机械手末端执行器整体上移适当距离，然后后退出穴盘，使机械手末端执行器在不伤苗、不带苗的情况下离开嫁接苗，快速回到嫁接机落苗处，为下一次接苗做好准备，以完成嫁接苗的全程自动化栽植过程。

8.根据权利7所述的嫁接苗穴盘栽植机构的栽植方法，其特征在于，所述夹苗过程中，机械手末端执行器的气缸通过气管向外排气，在气压作用下，气爪沿着气缸直线滑动导轨向内滑动，与气爪相连接的夹苗爪和夹苗海绵相互靠拢夹住苗。

9.根据权利7所述的嫁接苗穴盘栽植机构的栽植方法，其特征在于，所述松苗过程中，外接气泵通过机械手末端执行器的气管向气缸内压入气体，气压增大，在气压作用下，气爪沿着气缸直线滑动导轨向外张开，与气爪相连接的夹苗爪和夹苗海绵相互远离松开苗。