孙 群，赵栋杰，赵 颖

(聊城大学汽车与交通工程学院，山东聊城252059)

0 引言

树苗嫁接可加快优良树种繁育、增强抗病能力、改善果实品质、提高其环境适应能力。但迄今为止，树苗嫁接作业仍然延续传统的手工方式，导致劳动强度大、生产效率低、嫁接苗木的成活率也不高，而且不适应种植业季节性强的特点，难以实现树苗育苗工厂化生产[1-5］。有关树苗嫁接机器人的研究在国际上尚未见到报道，中国见诸文献报道的研究主要集中在苗木力学特性试验[6-7］和苗木嫁接机构设计[8-15］两个方面。“劈接法”是树苗嫁接的一种主要方式，多用于杨木、葡萄、枣、梨、苹果、柿子等树苗，其手工操作流程为:①将穗木削成正双面楔形切口;②砧木劈成一字形劈口;③将穗木插入砧木劈口，使砧木横断面形成层和穗木楔形切削面形成层紧密接合，若松动，可以捆绑。本文以杨树苗劈接嫁接为研究对象，模拟手工嫁接作业，研制出一种树苗嫁接机器人样机。

1 树苗劈接嫁接机器人机械系统设计

1.1 机械系统总体设计

树苗劈接嫁接机器人的工作流程为:砧木、穗木供苗→砧木、穗木夹持→穗木、砧木切削→穗木、砧木接合→嫁接苗排出，其中，砧木、穗木供苗与嫁接苗排出为人工操作。根据以上流程，确定树苗嫁接机器人的工位为:砧木、穗木取苗工位→穗木切削工位→砧木切削工位→穗木砧木接合工位→嫁接苗排出工位。各工位的时间分配为

其中，tz为单次循环总时间;tg为砧木、穗木供苗时间;ty为砧木、穗木在各工位间移动时间;tq为穗木、砧木切削时间;tj为穗木、砧木结合时间;tp为嫁接苗排出时间。……