一种花盆自动分离装置及其花盆分离方法
阅读说明：本技术 一种花盆自动分离装置及其花盆分离方法 (Flowerpot automatic separation device and flowerpot separation method thereof ) 是由 程迪 孙白杨 赵雄 吴磊 徐港吉 曹功豪 于 2021-06-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种花盆自动分离装置及其花盆分离方法。本发明的花盆定位机构包括底座、转盘、锁紧螺钉、轴瓦、滑动杆、限位柱和连接块；花盆止动机构包括线性模组、滑动板、止动固定板、凸轮推杆机构、步进电机和连接板；花盆抓取机构包括Z向气缸、夹持臂机架、夹持臂、真空吸盘、支撑板、弹簧柱和弹簧二；花盆限位机构包括限位固定板、限位杆和螺栓。本发明能适应不同直径的堆叠花盆分离,也适应于没有明显间隙的堆叠花盆分离,将花盆放在运动的传送带上,可以防止花盆后翻；花盆限位机构使得花盆在传送带上沿着限位杆直线输送,花盆调距机构在花盆沿限位杆输送时,调整相邻两个花盆之间的距离。(The invention discloses an automatic flowerpot separating device and a flowerpot separating method thereof. The flowerpot positioning mechanism comprises a base, a rotary table, a locking screw, a bearing bush, a sliding rod, a limiting column and a connecting block; the flowerpot stopping mechanism comprises a linear module, a sliding plate, a stopping fixed plate, a cam push rod mechanism, a stepping motor and a connecting plate; the flowerpot grabbing mechanism comprises a Z-direction cylinder, a clamping arm rack, a clamping arm, a vacuum chuck, a supporting plate, a spring column and a spring II; the flowerpot limiting mechanism comprises a limiting fixing plate, a limiting rod and a bolt. The invention can be suitable for the separation of stacked flowerpots with different diameters and the separation of stacked flowerpots without obvious gaps, and the flowerpots are placed on a moving conveyor belt, so that the flowerpots can be prevented from turning backwards; the flowerpot limiting mechanism enables the flowerpot to be conveyed on the conveyor belt along the limiting rod in a straight line mode, and the distance between every two adjacent flowerpots is adjusted when the flowerpot is conveyed along the limiting rod through the flowerpot distance adjusting mechanism.)
技术领域
本发明属于农业机械
技术领域
，具体涉及一种花盆自动分离装置及其花盆分离方法。背景技术
花盆分离是花卉育苗生产线上的第一步，将堆叠起来的花盆一一分离输送，便于后续基质填充、基质打穴、花卉育苗等工序顺利进行。目前，国内花卉育苗作业大多依靠人工完成，对于堆叠状态较为紧凑的花盆，传统的人工分盆手段容易受到劳动强度大、作业疲劳等人工因素影响，工作时间越长，生产线工序越多，效率就越低。为此，设计一种自动花盆分离装置成为花卉育苗生产线上亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种花盆自动分离装置及其花盆分离方法。
本发明采用的技术方案是：
本发明一种花盆自动分离装置，包括花盆定位机构、花盆止动机构、花盆抓取机构和花盆输送机构；所述的花盆止动机构和花盆抓取机构设置在花盆定位机构两侧；花盆输送机构的输入端位于花盆抓取机构下方；花盆输送机构两侧对称设有两个花盆限位机构。
所述的花盆定位机构包括底座、转盘、锁紧螺钉、轴瓦、滑动杆、限位柱和连接块；所述的底座固定在分盆工作台上；中空的转盘置于底座顶部开设的圆弧槽内；转盘外圈与轴瓦内圈过渡配合，轴瓦外圈与底座的圆弧槽外侧壁构成摩擦副；所述的底座开设有n个径向槽，转盘开设有n个弧形槽，n≥3；所述的滑动杆设有n根，每根滑动杆分别穿过对应一个径向槽以及对应一个弧形槽；滑动杆的顶端设有一体成型的限位块，限位块的底面由转盘顶面限位；每根滑动杆的底端与一块连接块外端固定；每块连接块内端固定一根限位柱，所有限位柱均竖直穿过底座的中心孔；所述的转盘还开设有竖直螺纹孔一，锁紧螺钉与竖直螺纹孔一连接。
所述的花盆止动机构包括线性模组、滑动板、止动固定板、凸轮推杆机构、步进电机和连接板；所述的线性模组竖直设置，并固定在分盆工作台上；所述的滑动板由线性模组驱动升降；两块止动固定板均与滑动板开设的水平滑槽通过螺栓和螺母连接；凸轮推杆机构设有两个；所述的凸轮推杆机构包括止动板、盘型凸轮、滚子推杆、弹簧一和凸轮机架；所述的盘型凸轮与凸轮机架构成转动副；所述的滚子推杆与凸轮机架构成滑动副，并与凸轮机架通过弹簧一连接；所述滚子推杆的一端铰接有滚子，另一端固定有止动板；所述的滚子与盘型凸轮构成凸轮副；止动板的内侧面为弧形槽；两个凸轮推杆机构的凸轮机架分别经一块连接板固定在对应一块止动固定板上；两个凸轮推杆机构的止动板内侧面正对；两个凸轮推杆机构的盘型凸轮分别由一个步进电机驱动。
所述的花盆抓取机构包括Z向气缸、夹持臂机架、夹持臂、真空吸盘、支撑板、弹簧柱和弹簧二；Z向气缸的缸体固定在分盆工作台上，夹持臂机架与Z向气缸的推杆固定；夹持臂机架两侧与两个夹持臂中部分别铰接；固定在夹持臂机架两侧的两根弹簧柱上均套置有弹簧二；两根弹簧二与两个夹持臂分别固定；所述的夹持臂中空设置，头部固定有真空吸盘，尾部与真空发生装置连接；所述的支撑板固定在夹持臂机架底面，且支撑板朝向花盆定位机构的一端设有斜坡；支撑板朝向花盆定位机构的一端端面与花盆定位机构中底座的中心孔中心轴线对齐。
所述的花盆限位机构包括限位固定板、限位杆和螺栓；两块限位固定板沿花盆输送机构输送方向间距固定在花盆输送机构的输送架上；所述的限位固定板开设有水平通孔和竖直螺纹孔二，且竖直螺纹孔二的底端与水平通孔的孔壁贯通；限位杆两端一体成型的两根伸出杆嵌入两块限位固定板的水平孔通内；两个螺栓与两块限位固定板的竖直螺纹孔二分别连接，压紧限位杆的两根伸出杆，且该两螺栓的头部均固定有手柄；两个花盆限位机构的限位杆正对且间距设置。
优选地，所述的花盆输送机构包括传送带、托辊和输送架；两个托辊间距设置，且均与输送架铰接；所述的传送带连接两个托辊；传送带的输入端位于花盆抓取机构下方。
优选地，所述的花盆输送机构在输入端的其中一侧设有花盆调距机构；所述的花盆调距机构包括Y向气缸和调距杆；Y向气缸的缸体经L型固定板固定在花盆输送机构的输送架上；所述的调距杆垂直于花盆输送机构的输送方向，且与Y向气缸的推杆固定。
更优选地，所述的调距杆设有弧形杆段。
该花盆自动分离装置的花盆分离方法，具体如下：
步骤一、拧松锁紧螺钉，手动旋转转盘，经各连接块带动所有限位柱分离；然后，将堆叠的花盆放入所有限位柱之间形成的限位腔中，且堆叠的花盆底部由花盆抓取机构的支撑板托住；接着，手动旋转转盘，经各连接块带动所有限位柱合拢，使花盆轴线与转盘轴线对齐，完成堆叠花盆的定位；最后，拧紧锁紧螺钉。
步骤二、拧松滑动板上的螺母，根据花盆直径调节两块止动固定板在滑动板的水平滑槽内位置，从而调节两块止动板的初始间距；然后，拧紧滑动板上的螺母，从而固定两块止动固定板；接着，通过两个花盆限位机构的各手柄拧松各限位固定板上的螺栓，根据花盆直径调节两个花盆限位机构的限位杆间距后，再通过各手柄拧紧各限位固定板上的螺栓。
步骤三、线性模组驱动止动板上升至与倒数第二个花盆的翻边下沿对齐；然后，两个步进电机同步驱动两个凸轮推杆机构的盘型凸轮转动，使两个凸轮推杆机构的滚子推杆带动止动板伸出，嵌入到最底端两个花盆的间隙中，或挤压最底端花盆的翻边，而止动板的上端面支撑除最底端花盆外的其余花盆。
步骤四、启动真空发生装置，两个夹持臂向内合拢，真空吸盘吸附在最底端花盆表面，实现对最底端花盆的抓取；然后，Z向气缸驱动夹持臂机架和支撑板下降到支撑板贴合在花盆输送机构上，同时线性模组驱动止动板下降复位，其余花盆跟随止动板下降。
步骤五、关闭真空发生装置，两个夹持臂在弹簧二作用下松开花盆，由于支撑板上设有斜坡，且支撑板只支撑到花盆的一半，所以花盆向前倾斜，花盆的另一半接触花盆输送机构后，花盆被向前输送脱离支撑板，并在花盆输送机构上沿着两个花盆限位机构的限位杆输出。
步骤六、Z向气缸驱动夹持臂机架和支撑板上升复位，支撑板托住其余花盆；然后，两个步进电机同步驱动两个凸轮推杆机构的盘型凸轮转动，使两个凸轮推杆机构的止动板在弹簧一作用下缩回。
步骤七、重复步骤三至步骤六，自下而上依次分离所有花盆。
优选地，花盆调距机构的调距杆初始时处于伸出状态，且Y向气缸驱动调距杆做缩回和伸出的周期性运动；调距杆处于伸出状态时，利用弧形杆段接触花盆，限制花盆向前输送，从而调整被限制花盆与前一个花盆之间的距离；调距杆处于缩回状态时，被限制花盆继续前行。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的花盆定位机构在工作时，首先旋松锁紧螺钉并旋转转盘，将所有限位柱之间形成的限位腔扩大至能够容纳下堆叠花盆，之后随着堆叠花盆放入限位腔，旋转转盘并旋紧锁紧螺钉，将不同规格尺寸的堆叠花盆中心轴线对齐转盘中心轴线；此机构能够有效限制花盆下落的方位，并扩大本发明的适用范围，既确保了花盆与花盆止动机构、花盆抓取机构的准确对接，又提高了花盆抓取机构抓盆的成功率。
2、本发明的花盆止动机构对于没有明显间隙的堆叠花盆，凸轮推杆机构仍能带动止动板挤压最底端花盆的翻边，用止动板上端面托住除最底端花盆外的其余花盆，为抓取花盆做好准备。
3、本发明的花盆抓取机构实现花盆的抓取，采用真空吸盘与夹持臂配合的方式，能够避免花盆自由落体于传送带上，还能有效提高夹持臂对花盆表面的贴合程度，减小夹持臂对花盆的磨损，抓盆稳固牢靠，成功率高；夹持臂机架上的支撑板设有斜坡，花盆置于传送带上且夹持臂松开花盆时，由于存在斜坡，花盆向前倾斜一个角度后底端一部分接触传送带，然后在传送带拖拽下逐渐从支撑板上脱离直至底端全部处于传送带上，此方法能够避免将静止的花盆直接放在运动的传送带上，可以有效减小惯性带来的影响，防止花盆后翻。
4、本发明的花盆限位机构，使得花盆在传送带上沿着限位杆直线输送，花盆调距机构在花盆沿限位杆输送时，调整相邻两个花盆之间的距离，调距后的花盆便于后续基质填充、基质打穴、花卉育苗等工序顺利进行。
附图说明
图1为本发明花盆自动分离装置的整体结构示意图；
图2为本发明中花盆定位机构合拢与分离各限位柱的示意图；
图3为本发明中花盆止动机构的结构示意图；
图4为本发明中花盆抓取机构的结构示意图；
图5为本发明中花盆输送机构、花盆限位机构和花盆调距机构的结构示意图；
图6为花盆置于本发明花盆自动分离装置中的初始状态图；
图7为本发明的花盆止动机构支撑花盆的状态示意图；
图8为本发明的花盆抓取机构抓取最底部花盆的状态示意图；
图9为本发明的花盆抓取机构将花盆放置于花盆输送机构上的状态图；
图中：01、分盆工作台；02、花盆定位机构；0201、底座；0202、转盘；0203、锁紧螺钉；0204、轴瓦；0205、滑动杆；0206、限位柱；0207、连接块；03、花盆止动机构；0301、线性模组；0302、滑动板；0303、止动固定板；0304、凸轮推杆机构；0305、步进电机；0306、连接板；0307、止动板；0308、盘型凸轮；0309、滚子推杆；0310、弹簧一；0311、凸轮机架；04、花盆抓取机构；0401、Z向气缸；0402、夹持臂机架；0403、夹持臂；0404、真空吸盘；0405、支撑板；0406、弹簧柱；05、花盆输送机构；0501、传送带；0502、托辊；06、花盆限位机构；0601、限位固定板；0602、限位杆；0603、手柄；07、花盆调距机构；0701、L型固定板；0702、Y向气缸；0703、调距杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，一种花盆自动分离装置，包括花盆定位机构02、花盆止动机构03、花盆抓取机构04和花盆输送机构05；花盆止动机构03和花盆抓取机构04设置在花盆定位机构02两侧；花盆输送机构05的输入端位于花盆抓取机构04下方；花盆输送机构05两侧对称设有两个花盆限位机构06。花盆定位机构02用于对堆叠花盆的侧部进行限位；花盆止动机构03对堆叠花盆进行整体支撑，且花盆止动机构03和花盆抓取机构04配合将堆叠花盆逐个放至花盆输送机构05上；花盆输送机构05将花盆传送出去；图1中，X方向为平行于花盆输送机构05输送方向的水平方向，Y方向为垂直于花盆输送机构05输送方向的水平方向，Z方向为竖直方向。
如图2所示，花盆定位机构02包括底座0201、转盘0202、锁紧螺钉0203、轴瓦0204、滑动杆0205、限位柱0206和连接块0207；底座0201固定在分盆工作台01上；中空的转盘0202置于底座0201顶部开设的圆弧槽内；转盘0202外圈与轴瓦0204内圈过渡配合，轴瓦0204外圈与底座0201的圆弧槽外侧壁构成摩擦副；底座0201开设有n个径向槽，转盘0202开设有n个弧形槽，n≥3；滑动杆0205设有n根，每根滑动杆0205分别穿过对应一个径向槽以及对应一个弧形槽；滑动杆0205的顶端设有一体成型的限位块，限位块的底面由转盘0202顶面限位，限制滑动杆0205竖直方向的位移；每根滑动杆0205的底端与一块连接块0207外端固定；每块连接块0207内端固定一根限位柱0206，所有限位柱0206均竖直穿过底座0201的中心孔；转盘0202还开设有竖直螺纹孔一，锁紧螺钉0203与竖直螺纹孔一连接；锁紧螺钉0203拧松时，可手动旋转转盘0202；锁紧螺钉0203拧紧时，将旋转转盘0202锁死。转盘0202转动时经连接块0207带动所有限位柱0206合拢或分离，以适应不同直径花盆的定位。
如图3所示，花盆止动机构03包括线性模组0301、滑动板0302、止动固定板0303、凸轮推杆机构0304、步进电机0305和连接板0306；线性模组0301竖直设置，并固定在分盆工作台上；滑动板0302由线性模组0301驱动升降；两块止动固定板0303均与滑动板0302开设的水平滑槽通过螺栓和螺母连接，止动固定板0303可在水平滑槽内调节位置，以适应不同直径花盆的定位；凸轮推杆机构0304设有两个；凸轮推杆机构包括止动板0307、盘型凸轮0308、滚子推杆0309、弹簧一0310和凸轮机架0311；盘型凸轮0308与凸轮机架0311构成转动副；滚子推杆0309与凸轮机架0311构成滑动副，并与凸轮机架0311通过弹簧一0310连接；滚子推杆0309的一端铰接有滚子，另一端固定有止动板0307；滚子与盘型凸轮0308构成凸轮副；止动板0307的内侧面为弧形槽；两个凸轮推杆机构0304的凸轮机架0311分别经一块连接板0306固定在对应一块止动固定板0303上；两个凸轮推杆机构0304的止动板0307内侧面正对；两个凸轮推杆机构0304的盘型凸轮0308分别由一个步进电机0305驱动。
如图4所示，花盆抓取机构04包括Z向气缸0401、夹持臂机架0402、夹持臂0403、真空吸盘0404、支撑板0405、弹簧柱0406和弹簧二；Z向气缸0401的缸体固定在分盆工作台上，夹持臂机架0402与Z向气缸0401的推杆固定；夹持臂机架0402两侧与两个夹持臂0403中部分别铰接；固定在夹持臂机架0402两侧的两根弹簧柱0406上均套置有弹簧二；两根弹簧二与两个夹持臂0403分别固定；夹持臂0403中空设置，头部固定有真空吸盘0404，尾部与真空发生装置连接；支撑板0405固定在夹持臂机架0402底面，且支撑板朝向花盆定位机构02的一端设有斜坡；支撑板0405朝向花盆定位机构02的一端端面与花盆定位机构02中底座0201的中心孔中心轴线对齐。
如图5所示，花盆限位机构06包括限位固定板0601、限位杆0602和螺栓；两块限位固定板0601沿花盆输送机构输送方向间距固定在花盆输送机构的输送架上；限位固定板0601开设有水平通孔和竖直螺纹孔二，且竖直螺纹孔二的底端与水平通孔的孔壁贯通；限位杆0602两端一体成型的两根伸出杆嵌入两块限位固定板0601的水平孔通内；两个螺栓与两块限位固定板0601的竖直螺纹孔二分别连接，压紧限位杆0602的两根伸出杆，且该两螺栓的头部均固定有手柄0603；两个花盆限位机构06的限位杆0602正对且间距设置。通过手柄0603拧松螺栓，可调节限位杆0602的伸出杆伸出距离，从而调节两个花盆限位机构06的限位杆0602间距，对花盆输送时的位置进行限制。
其中，Z向气缸0401经换向阀与气泵连接；线性模组0301、步进电机0305、真空发生装置和换向阀均由控制器控制。
作为一个优选实施例，如图5所示，花盆输送机构05包括传送带0501、托辊0502和输送架；两个托辊0502间距设置，且均与输送架铰接；传送带0501连接两个托辊0502；传送带的输入端位于花盆抓取机构04下方。
作为一个优选实施例，如图5所示，花盆输送机构05在输入端的其中一侧设有花盆调距机构07；花盆调距机构07包括Y向气缸0702和调距杆0703；Y向气缸0702的缸体经L型固定板0701固定在花盆输送机构的输送架上；调距杆0703垂直于花盆输送机构05的输送方向，且与Y向气缸的推杆固定；Y向气缸0702经换向阀与气泵连接。
作为一个更优选实施例，如图5所示，调距杆0703设有弧形杆段。
如图6、图7、图8和图9所示，该花盆自动分离装置的花盆分离方法，具体如下：
步骤一、如图6所示，拧松锁紧螺钉0203，手动旋转转盘0202，经各连接块0207带动所有限位柱0206分离；然后，将堆叠的花盆放入所有限位柱0206之间形成的限位腔中，且堆叠的花盆底部由花盆抓取机构04的支撑板0405托住；接着，手动旋转转盘0202，经各连接块0207带动所有限位柱0206合拢，使花盆轴线与转盘0202轴线对齐，完成堆叠花盆的定位，对于不同直径的花盆均能适应；最后，拧紧锁紧螺钉0203。
步骤二、拧松滑动板0302上的螺母，根据花盆直径调节两块止动固定板0303在滑动板0302的水平滑槽内位置，从而调节两块止动板0307的初始间距；然后，拧紧滑动板0302上的螺母，从而固定两块止动固定板0303；接着，通过两个花盆限位机构06的各手柄0603拧松各限位固定板0601上的螺栓，根据花盆直径调节两个花盆限位机构06的限位杆0602间距后，再通过各手柄0603拧紧各限位固定板0601上的螺栓。
步骤三、如图7所示，线性模组0301驱动止动板0307上升至与倒数第二个花盆的翻边下沿对齐；然后，两个步进电机0305同步驱动两个凸轮推杆机构0304的盘型凸轮0308转动，使两个凸轮推杆机构0304的滚子推杆0309带动止动板0307伸出，嵌入到最底端两个花盆的间隙中；对于没有明显间隙的堆叠花盆组，止动板0307挤压最底端花盆的翻边，而止动板0307的上端面支撑除最底端花盆外的其余花盆。
步骤四、如图8所示，启动真空发生装置，两个夹持臂0403向内合拢，真空吸盘0404吸附在最底端花盆表面，实现对最底端花盆的抓取；然后，Z向气缸0401驱动夹持臂机架0402和支撑板0405下降到支撑板0405贴合在花盆输送机构05上，如图9所示，同时线性模组0301驱动止动板0307下降复位，其余花盆跟随止动板0307下降。
步骤五、如图9所示，关闭真空发生装置，两个夹持臂0403在弹簧二作用下松开花盆，由于支撑板0405上设有斜坡，且支撑板0405只支撑到花盆的一半，所以花盆向前倾斜，花盆的另一半接触花盆输送机构后，花盆被向前输送脱离支撑板0405，并在花盆输送机构上沿着两个花盆限位机构06的限位杆0602输出。
步骤六、Z向气缸0401驱动夹持臂机架0402和支撑板0405上升复位，支撑板0405托住其余花盆；然后，两个步进电机0305同步驱动两个凸轮推杆机构0304的盘型凸轮0308转动，使两个凸轮推杆机构0304的止动板0307在弹簧一0310作用下缩回。
步骤七、重复步骤三至步骤六，自下而上依次分离所有花盆。
作为一个优选实施例，花盆调距机构07的调距杆0703初始时处于伸出状态，且Y向气缸0702驱动调距杆0703做缩回和伸出的周期性运动；调距杆0703处于伸出状态时，利用弧形杆段接触花盆，限制花盆向前输送，从而调整被限制花盆与前一个花盆之间的距离，和后续基质填充、基质打穴、花卉育苗等工序顺利对接；调距杆0703处于缩回状态时，被限制花盆继续前行。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种轻质箱装货品码垛机器人