一种用于枣树嫁接的换刀装置

技术领域

本发明属于植物嫁接技术领域，具体涉及一种用于枣树嫁接的换刀装置。

背景技术

枣树嫁接，具有繁殖率高，育苗速度快，遗传性状稳定，结果较早等优点，是目前常用的培育良种枣苗的方法之一。嫁接过程中使用刀具繁多，携带不方便，导致工作效率低下，同时使用过程中刀刃裸露，拿取时容易划伤手，刀具长时间暴露在空气中，降低了刀具寿命。

在进行枣树嫁接时，通常需要经过刮皮、破口、接穗和薄膜包裹几个步骤。涉及的刀具种类繁多，需要频繁更换刀具，并随身携带塑料薄膜，操作人员在工作时切换刀具时具有安全隐患，效率低下。多数类似装置都是针对单一刀具，或者嫁接辅助装置展开设计，存在一定的局限性，同时不同地区对刀具的使用要求不同。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于枣树嫁接的换刀装置，该换刀装置换刀平顺，安全可靠，操作简单，体积小巧便于携带，功能齐全，可完成全套枣树嫁接操作，实用性强，可推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于枣树嫁接的换刀装置，其特征在于，包括刀具组、刀盘、凸轮机构、动力组件、刀盘外壳和连接外壳，所述刀盘为圆环金属件，所述刀具组包括刮刀、第一破口刀、第二破口刀和切断刀四种刀具，所述刀盘上等距设置有四个导轨槽，四个所述导轨槽内分别滑动安装所述刮刀、第一破口刀、第二破口刀和切断刀，所述凸轮机构包括凸轮和连接杆，所述连接杆的一端与连接外壳固定连接，连接杆的另一端与凸轮固定连接，所述连接杆穿过所述刀盘的中空位置，所述凸轮与导轨槽处于同一水平位置，四种刀具的尾部与所述凸轮接触顶压，所述刀盘外壳转动套接在连接外壳外周侧，所述刀盘外壳与刀盘之间通过螺栓连接，所述刀盘外壳上开设有用于伸出刀具的出刀口，所述出刀口为矩形平口；

所述动力组件包括舵机和传动齿轮组，所述舵机固定安装在所述连接杆上，所述传动齿轮组包括内齿环、第一齿轮、第二齿轮、齿轮轴和第三齿轮，所述内齿环与所述刀盘固定连接，所述第二齿轮通过齿轮轴与第三齿轮固定连接，所述第一齿轮设置在所述舵机的输出转轴上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合传动连接，所述第三齿轮与所述内齿环啮合传动连接。舵机转动带动传动齿轮组运转，从而带动刀盘转动，凸轮固定不动，当刀具运动到凸轮顶端时，刀具被顶出出刀口，方便使用，其余三个刀具接触凸轮的短径，仍然停留在刀盘外壳内部，舵机继续转动时刀盘再次转动，下一把刀具被顶出，往复循环，完成换刀的过程。

优选地，四种所述刀具与凸轮接触的尾部均设置有防止刀具脱出导轨槽的限位件，所述刮刀由一体成型的刮刀刀刃、弯曲体和连接体构成，所述刮刀刀刃长12mm、宽27mm，刮刀刀刃的刀刃倾角为20°刮刀主要是将多年生的砧木外表皮刮落，漏出新皮方便包膜，防止包膜出现间隙漏气；所述第一破口刀主体形状为三角形，第一破口刀的刀刃倾角为20°，主切削刃长50mm，刀厚2mm，刀面平滑过渡，第一破口刀主要是将砧木外皮切开，切口形状为20x20mm的方形开口，漏出木质，方便嫁接，第一破口刀刀面平滑过渡，使刀口更加锋利，后刀面便于排屑，连接部分内侧半径为5mm圆弧，外侧为7mm圆弧过渡使刀具过渡更加自然；所述第二破口刀主体形状为四边形，刀刃倾角为20°，主切削刃长60mm，副切削刀长5mm，刀厚2mm，第二破口刀主要适用于较粗的枣树开口，破口形状30x30mm的方形开口，漏出木质，方便嫁接，副切屑刃方便切入树皮，主切削刃方便切割开口形状，刀具与连接部分为5mm圆弧过渡，连接部分长60mm；所述切断刀的刀刃倾角为30°，刃面宽30mm，刀面宽35mm，切断刀主要用于切割接穗，切断刀形状类似矩形，力量更加平均，方便切削接穗，露出木质，平整的木质可以增加嫁接的成活率，嫁接需要将接穗与砧木表皮充分接触，接穗木质与砧木木质形成层充分接触。表皮传递嫁接部位所需的水分和养分，木质接触方便两者更好的融合。

优选地，四个导轨槽之间夹角为90°，导轨槽的开口方向远离刀盘，导轨槽能限制刀具只做径向运动，四个导轨槽的形状和宽度与各刀具尺寸一一对应，防止左右摆动。

优选地，所述连接外壳的外侧开设有安装口，安装口内固定设置有薄膜装置，所述薄膜装置包括薄膜容器和薄膜卷轴，所述薄膜卷轴回转安装在薄膜容器内，所述薄膜卷轴上设置用于缠绕保护嫁接部位的薄膜，所述薄膜容器上开设有薄膜出口，所述薄膜出口处设置有一排用于切断薄膜的刀齿。薄膜装置的作用是待嫁接结束后，对嫁接部位缠绕薄膜保护愈伤组织，保证枣树需要的水分和养分不被蒸发。

优选地，刀盘上设置有四个柱状刀盘固定销，四把刀具上均设置有呈L型刀具固定销，刀具固定销通过复位弹簧与对应的刀盘固定销连接，所述刮刀和切断刀上沿刀具移动方向开设有弹簧槽口，所述刀盘上在对应弹簧槽口的位置设置刀盘固定销，所述刮刀和切断刀在弹簧槽口的端头率位置设置刀具固定销，所述刀盘上位于第一破口刀和第二破口刀的一侧固定刀盘固定销，第一破口刀和第二破口刀的侧面固定设置刀具固定销，用于安装第一破口刀和第二破口刀的导轨槽侧面开设有弹簧限位槽，防止弹簧晃动。当凸轮将某一刀具顶出时，复位弹簧处于压缩状态，当舵机再次转动时被顶出的刀具在复位弹簧的回弹作用下缩回刀盘外壳内。

优选地，所述刀盘的外周侧与连接外壳的内壁底部嵌套接触，所述连接外壳上设置有便于手持携带的手柄。

优选地，所述连接外壳包裹在动力组件外侧，所述连接外壳内设置有为舵机供电的蓄电池，连接外壳上设置有为蓄电池充电的充电口。利用连接外壳进行保护防止使用装置时触电，同时防止电线老化增长使用寿命，保护传动齿轮组在一个密闭的空间内运转，防止颗粒物进入齿轮，造成齿面磨损，齿面点蚀。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单，操作方便，体积小巧便于携带，换刀平顺，能大大提高枣树嫁接的工作效率，功能齐全，能辅助完成枣树嫁接的全套操作，可在枣树嫁接方面推广使用。

2、本发明采用电力驱动，完成自动换刀过程，舵机转动带动传动齿轮组运转，从而带动刀架转动完成换刀。该传动齿轮组减速比大，体积小，结构紧凑，效率高，功率损耗低，传动更加精确，传动更加平稳，使用寿命长，便于维护保养。

3、本发明中的刀盘外壳为刀具提供一个保护空间，能有效保护刀具，防止刀具裸露在空气中，腐蚀生锈，同时有比较高的安全性。出刀口开口是平口，可以使刀具充分伸出，舵机保护壳能保护舵机和蓄电池，将电线包裹在内部，防止使用时触电，同时防止电线老化，增加刀具使用寿命。连接外壳上安装薄膜装置，保持愈伤组织所需的水分和营养物质不被蒸发，方便薄膜使用，合理优化结构，充分利用空间。该装置将多种功能集为一体，方便操作者使用，结构简单，小巧轻便，方便田间使用，功能齐全，可以实现整个嫁接工作的顺利完成。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明中刀盘、刀具组、凸轮机构的连接结构示意图。

图3是本发明的正视剖视结构示意图。

图4是本发明中动力组件的结构示意图。

图5是本发明中薄膜装置的结构示意图。

图6是本发明中刀盘和刀具之间的复位弹簧布置示意图。

图7是本发明中切断刀和刀盘之间的复位弹簧的连接结构示意图。

图8是本发明中第二破口刀和刀盘之间的复位弹簧连接结构示意图。

附图标记说明：

1—刀盘； 2—刀盘外壳； 3—连接外壳；

4—刮刀； 5—第一破口刀； 6—第二破口刀；

7—切断刀； 8—导轨槽； 9—凸轮；

10—连接杆； 11—出刀口； 12—舵机；

13—内齿环； 14—第一齿轮； 15—第二齿轮；

16—齿轮轴； 17—第三齿轮； 18—限位件；

19—薄膜装置； 20—薄膜容器； 21—薄膜卷轴；

22—刀齿； 23—手柄； 24—复位弹簧；

25—刀具固定销； 26—刀盘固定销。

具体实施方式

如图1至图8所示，本发明包括刀具组、刀盘1、凸轮机构、动力组件、刀盘外壳2和连接外壳3，所述刀盘1为圆环金属件，所述刀具组包括刮刀4、第一破口刀5、第二破口刀6和切断刀7四种刀具，所述刀盘1上等距设置有四个导轨槽8，四个所述导轨槽8内分别滑动安装所述刮刀4、第一破口刀5、第二破口刀6和切断刀7，所述凸轮机构包括凸轮9和连接杆10，所述连接杆10的一端与连接外壳3固定连接，连接杆10的另一端与凸轮9固定连接，所述连接杆10穿过所述刀盘1的中空位置，所述凸轮9与导轨槽8处于同一水平位置，四种刀具的尾部与所述凸轮9接触顶压，所述刀盘外壳2转动套接在连接外壳3外周侧，所述刀盘外壳2与刀盘1之间通过螺栓连接，所述刀盘外壳2上开设有用于伸出刀具的出刀口11，所述出刀口11为矩形平口；

所述动力组件包括舵机12和传动齿轮组，所述舵机12固定安装在所述连接杆10上，所述传动齿轮组包括内齿环13、第一齿轮14、第二齿轮15、齿轮轴16和第三齿轮17，所述内齿环13与所述刀盘1固定连接，所述第二齿轮15通过齿轮轴16与第三齿轮17固定连接，所述第一齿轮14设置在所述舵机12的输出转轴上，所述第一齿轮14与第二齿轮15啮合传动连接，所述第三齿轮17与所述内齿环13啮合传动连接。舵机12转动带动传动齿轮组运转，从而带动刀盘1转动，凸轮9固定不动，当刀具运动到凸轮9顶端时，刀具被顶出，方便使用，其余三个刀具接触凸轮9的短径，仍然停留在刀盘外壳2内部，舵机12继续转动时刀盘1再次转动，下一把刀具被顶出，往复循环，完成换刀的过程。

本实施例中，四种所述刀具与凸轮9接触的尾部均设置有防止刀具脱出导轨槽8的限位件18，所述刮刀4由一体成型的刮刀刀刃、弯曲体和连接体构成，所述刮刀刃长12mm、宽27mm，刮刀刀刃的刃倾角为20°刮刀4主要是将多年生的砧木外表皮刮落，漏出新皮方便包膜，防止包膜出现间隙漏气；所述第一破口刀5主体形状为三角形，第一破口刀5的刃倾角为20°，主切削刃长50mm，刀厚2mm，刀面平滑过渡，第一破口刀5主要是将砧木外皮切开，切口形状为20x20mm的方形开口，漏出木质，方便嫁接，第一破口刀5刀面平滑过渡，使刀口更加锋利，后刀面便于排屑，连接部分内侧半径为5mm圆弧，外侧为7mm圆弧过渡使刀具过渡更加自然；所述第二破口刀6主体形状为四边形，刃倾角为20°，主切削刃长60mm，副切削刀长5mm，刀厚2mm，第二破口刀主要适用于较粗的枣树开口，破口形状30x30mm的方形开口，漏出木质，方便嫁接，副切屑刃方便切入树皮，主切削刃方便切割开口形状，刀具与连接部分为5mm圆弧过渡，连接部分长60mm；所述切断刀7的刃倾角为30°，刃面宽30mm，刀面宽35mm，切断刀7主要用于切割接穗，切断刀7形状类似矩形，力量更加平均，方便切削接穗露出木质，平整的木质可以增加嫁接的成活率，嫁接需要将接穗与砧木表皮充分接触，接穗木质与砧木木质形成层充分接触。表皮传递嫁接部位所需的水分和养分，木质接触方便两者更好的融合。

本实施例中，四个导轨槽8之间夹角为90°，导轨槽的开口方向远离刀盘1，导轨槽8能限制刀具只做径向运动，四个导轨槽8的形状和宽度与各刀具尺寸一一对应，防止左右摆动，导轨槽8中开设有与各刀具适配的滑动通道，保证刀具不晃动，凸轮9的长轴端正对出刀口11。

本实施例中，所述连接外壳3的外侧开设有安装口，安装口内固定设置有薄膜装置19，所述薄膜装置19包括薄膜容器20和薄膜卷轴21，所述薄膜卷轴21回转安装在薄膜容器20内，所述薄膜卷轴21上设置用于缠绕保护嫁接部位的薄膜，所述薄膜容器20上开设有薄膜出口，所述薄膜出口处设置有一排用于切断薄膜的刀齿22。薄膜装置19的作用是待嫁接结束后，对嫁接部位缠绕薄膜保护愈伤组织，保证枣树需要的水分和养分不被蒸发。

本实施例中，所述刀盘1的外周侧与连接外壳3的内壁底部嵌套接触，所述连接外壳3上设置有便于手持携带的手柄23。

本实施例中，刀盘1上端面设置有圆柱形接触面，圆柱形接触面与连接外壳的内壁嵌套回转连接，在圆柱形接触面上涂抹润滑油使刀盘1能自由转动且能由连接外壳3提供一定的支撑，保证刀盘1不会移位脱落。

本实施例中，刀盘1上设置有四个柱状刀盘固定销26，四把刀具上均设置有呈L型刀具固定销25，刀具固定销25通过复位弹簧24与对应的刀盘固定销26连接，所述刮刀4和切断刀7上沿刀具移动方向开设有弹簧槽口，所述刀盘1上在对应弹簧槽口的位置设置刀盘固定销26，所述刮刀4和切断刀7在弹簧槽口的端头率位置设置刀具固定销25，所述刀盘1上位于第一破口刀5和第二破口刀6的一侧固定刀盘固定销26，第一破口刀5和第二破口刀6的侧面固定设置刀具固定销25，用于安装第一破口刀5和第二破口刀6的导轨槽8侧面开设有弹簧限位槽，防止弹簧晃动。当刀具被顶出时，复位弹簧24处于最长拉伸状态，最大距离由刀具位移限制，避免超出弹簧的拉伸范围，当刀具收回时，复位弹簧24自身的长度和压缩极限限制了最短距离，刀具的伸出长度也得到了精确地控制。这样设计的复位结构简单合理，能很好实现刀具收回，弹簧拉力适中，不会使装置变形扭曲，弹簧寿命长，成本低，装配方便，机械性能稳定，安全可靠。

本实施例中，所述连接外壳3包裹在动力组件外侧，所述连接外壳3内设置有为舵机12供电的蓄电池，连接外壳3上设置有为蓄电池充电的充电口。利用连接外壳3进行保护防止使用装置时触电，同时防止电线老化增长使用寿命，保护传动齿轮组在一个密闭的空间内运转，防止颗粒物进入齿轮，造成齿面磨损，齿面点蚀。舵机12是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，控制性能好，启动、停车、翻转都在少数脉冲内完成，在一定频率范围内运行时，任何运动方式都不会丢失一步，扭矩大，启动平稳，精度高，能良好实现换刀动作。

使用时，启动舵机12使刀盘1转动，当某一个刀具转动到凸轮9的长轴端时被顶出，便于操作人员拿取使用进行枣树嫁接操作，通过刮刀4将砧木外表皮刮落，漏出新皮方便包膜；通过第一破口刀5将砧木外皮切开，漏出木质，方便嫁接；对较粗的枣树开口使用第二破口刀6；使用切断刀7切割接穗。嫁接完成后使用薄膜装置19内的薄膜对愈伤组织进行缠绕保护。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。