现代设施农业重大引领性推广技术：茄果类全自动嫁接机器人

　　全国蔬菜种苗需求 5000 多亿株,其中嫁接苗多达 1500亿株且逐年增加。现阶段人工嫁接育苗是国内外育苗企业普遍采用的生产方式,然而人工嫁接存在嫁接工老龄化、嫁接效率低、嫁接苗质量不稳定、价格成本高等诸多问题。为解决这一问题,合肥佳富特机器人科技有限责任公司(以下简称佳富特公司)从农业机械化角度寻求突破口,设计研发出一种数字化、智能化的茄果类全自动嫁接机器人。 

　　茄果类全自动嫁接机器人能解决以下嫁接育苗问题:一是作业对象个体差异大,嫁接精度、角度容错要求苛刻,嫁接夹上夹不稳定等导致嫁接成功率不高的问题;二是夹持、切割、贴接、送夹、上夹、包扎、回栽节奏不匹配,半自动模式限制整体效率的问题;三是种苗成品和废料的分类收集等问题;四是育苗企业用工难、嫁接不规范、种苗时效性规模生产能力不足等问题。 

　　二、技术要点及成效  

　　1.技术要点 

　　(1)智能上苗系统。采用机器视觉、AI 算法与高精度机械执行机构相互配合,实现从整盘原料苗穴盘上精准取苗,精准移送至嫁接模块;将人力从手动上苗的繁重劳动中解放出来,降低成本,提高效率。 

　　(2)多工位高速高精度嫁接模块。整个嫁接单元将嫁接过程中的上苗、切割、剔除废料、贴接、包扎、下料等各种动作进行分解,由 4 个相同的切割贴接模组在不同工位同步进行,减少单个工位工作时长,提高嫁接速度,进而提高效率,进一步提高嫁接机价值比重。 

　　(3)自动下料系统。嫁接好的成品苗通过机械机构精准地取出嫁接模块,并依次码放到空穴盘指定穴孔中,保证成品苗不脱落,码入穴盘不歪斜。进一步消除了人工码盘的工作,减少了人力成本,提高了效率。 

　　2.降本增效方面 

　　(1)减少人工成本。嫁接效率高于人工 3 倍以上,单株种苗嫁接成本比人工嫁接减少 60%—70%。 

　　(2)实现全天候生产。嫁接机器人可实现 24 小时不间断工作,嫁接效率≧1200 株/小时,保障了种苗时效性规模化生产。每台嫁接机每天的嫁接量相当于 8 个熟练嫁接工人一天的嫁接总量。 

　　(3)保障种苗质量稳定。嫁接成功率达到 98%以上(嫁接精度在±0.2mm),成活率 96%以上,壮苗率 95%以上,分别比人工嫁接提高 12、10、14 个百分点以上。机器人嫁接苗整齐一致,根系发达、茎叶健壮,种苗质量显著提高。 

　　三、应用条件及要求  

　　1.场地及资源要求 

　　工作场地环境:避雨、遮阳、明亮,电力运行安全稳定,空气温度 18℃～28℃,空气相对湿度 60%～70%;环境整洁,器具干净,定期用 2000 倍次氯酸钠溶液喷雾消毒。　　 

　　待嫁砧木、接穗苗质量要求:幼苗直立,子叶完整,叶绿色,无病虫害;砧木苗茎粗 2.5mm～5mm、株高 60mm～100mm;接穗苗茎粗 1.5mm～3mm、株高 40mm～70mm。 

       2.人才及管理要求 

　　操作人员应通过培训,详细了解嫁接机使用说明书,掌握操作和使用技术要点。