CN105460626A - 一种设施园艺花盆自动卸放装置和方法 - Google Patents

一种设施园艺花盆自动卸放装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于设施园艺领域的提供了一种设施园艺花盆自动卸放装置和方法，所述装置包括机架、花盆托架、夹持手爪、升降装置、锁止手爪、检测装置、输送装置和控制系统；所述控制系统分别与所述夹持手爪、升降装置、锁止手爪和检测装置电连接；所述检测装置用于检测所述托板之间依次堆叠的花盆盆口边距的变化信号并将信号传送到所述控制系统，所述控制系统根据信号协调控制锁止手爪解除和执行对花盆的锁止功能，夹持手爪对花盆夹持和下放的功能，能自动地将圆形或方形的花盆放置到传输装置上输运，可大大减轻人工放置花盆的劳动强度，提高作业效率。本发明结构简单，使用性能可靠，可应用于设施园艺育苗移栽生产线花盆自动放置流水线作业上。

Description

一种设施园艺花盆自动卸放装置和方法
技术领域
本发明属于设施园艺领域，尤其涉及设施园艺花盆自动卸放装置和方法。
背景技术
自20世纪80年代以来，我国设施园艺得到了前所未有的发展，其中设施蔬菜的面积已达到330万亩，总面积世界第一，其中代表设施园艺现代化水平的连栋温室面积的比例逐年增加。农业装备的最核心任务之一是解放劳动生产率，而目前设施农业除了温室大棚框架和小型园艺管理机外，严重缺乏主要生产环节机械化装备，设施园艺作物平均单产不足荷兰的1/8，最高产量也仅有荷兰的一半；人均管理面积仅相当于荷兰的1/4～1/5。因此，我国设施农业应由传统的粗放型向现代集约化转变，由单纯追求数量向追求质量效益型转变。这就要求建立高效的设施设备成套技术体系，采用先进的设施生产工艺，将机械工程技术、信息技术融入设施农业的研究和开发之中，以重点产品开发为抓手，提升设施农业装备整体水平。
自动化移栽设备，是近年来在国际上发展起来的新设备，目前已成为欧美、日韩许多国家专业化商品苗生产中的一道重要工序，研制出机械式、机器人式移栽设备，如荷兰飞梭PC-21型温室穴盘苗自动移栽机，可以实现穴盘苗从穴盘移栽到花盆，配置12个取苗手爪，每小时可移栽12000～16800株穴盘苗，是人工移栽的15～20倍，这就要求配置很多人工放置移栽花盆，也有相应的花盆自动分配装置(MHD-LB型花盆分配器)，但结构庞大，系统复杂。我国的设施园艺用穴盘苗移栽机械正在积极研究阶段，已出现了多种型式移栽机，如一种穴盘苗移栽机，申请号为200910187621.4，以机器代替手工操作自动完成蔬菜和花卉穴盘苗移栽到花盆里，这样可以大大提高设施园艺生产效率。但与之配套的花盆自动分配器空白，如果穴盘育苗移栽靠机器完成，即育苗移栽生产线，但采用人工放置花盆，受劳动强度大、作业疲劳等人工因素影响，整个移栽作业效率会很低，人工放置花盆将是整个育苗移栽生产线上劳动强度最大的工作之一。为此，开发简单实用的设施园艺盆栽作物花盆自动分配器尤为重要，也极为迫切。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提出了一种专门用于不同规格尺寸的花盆自动卸放的装置和方法，可自动地将圆形或方形的花盆放置到传输装置上输运，以配套育苗移栽等设施园艺流水线生产。
本发明的技术方案是：一种设施园艺花盆自动卸放装置，包括机架、花盆托架、卸放机构、锁止手爪、检测装置、输送装置和控制系统；
所述机架固定在所述输送装置的正上方；所述机架包括两个立柱和平框，所述立柱垂直固定在所述平框上、且呈对称分布；
所述花盆托架包括两个托板，所述托板分别紧固在所述立柱上、且对称分布；
所述卸放机构包括至少两组夹持手爪和升降装置，所述夹持手爪和升降装置分别对称分布在所述平框上，所述升降装置包括直线驱动机构A和升降杆，所述升降杆与所述直线驱动机构A的输出端连接；所述直线驱动机构A的一端分别垂直固定在所述机架的平框上；所述夹持手爪包括直线驱动机构B和夹持杆，所述夹持杆与所述直线驱动机构B的输出端连接，所述直线驱动机构B的一端与所述升降杆垂直固定连接；
所述锁止手爪对称分布在所述平框上，所述锁止手爪包括直线驱动机构C和锁止杆，所述锁止杆与所述直线驱动机构C的输出端连接；所述直线驱动机构C的一端垂直固定在所述机架的平框上；所述锁止手爪位于所述夹持手爪的上方、且与所述夹持手爪相互平行；
所述检测装置垂直紧固在所述机架的平框上；
所述控制系统分别与所述直线驱动机构A、直线驱动机构B、直线驱动机构C和检测装置电连接；所述检测装置用于检测所述托板之间依次堆叠的花盆盆口边距的变化信号并将信号传送到所述控制系统，所述控制系统根据信号分别通过所述直线驱动机构A控制所述升降杆的升降，通过所述直线驱动机构B控制所述夹持杆的伸缩，通过所述直线驱动机构C控制所述锁止杆的伸缩。
上述方案中，所述托板通过两组螺栓紧固在所述立柱上。
上述方案中，所述托板的形状是月牙形或者凹形。
进一步的，所述托板与花盆接触面的弧度和花盆的外壁弧度一致。
上述方案中，所述夹持杆和锁止杆的末端还设有片状结构，所述片装结构与花盆接触面的弧度与花盆的外壁弧度一致。
上述方案中，所述直线驱动机构A、直线驱动机构B、直线驱动机构C是直线气缸、液压缸、电动伸缩杆或直线电机中的任意一种。
上述方案中，所述检测装置为对射式光电传感器，所述对射式光电传感器的发射部分和接收部分分别垂直紧固在所述机架的平框上、且对称分布。
一种根据所述设施园艺花盆自动卸放装置的方法，所述方法包括以下步骤：
S1、控制系统控制所述升降装置的升降杆上升到上极限位，所述夹持手爪的夹持杆伸出，同时所述锁止手爪的锁止杆处于缩回状态；
S2、将依次堆叠的花盆装进所述托板之间的空腔，所述夹持手爪的夹持杆夹持最底层的花盆；
S3、所述升降装置的升降杆开始下放所述夹持手爪，所述夹持手爪带动其夹持的花盆往下落；
S4、当依次堆叠的花盆滑落一个花盆的盆口边距时，所述检测装置的发射部分与接收部分之间的光线被挡住，所述检测装置便将信号传送到所述控制系统，控制系统根据信号控制所述锁止手爪的锁止杆伸出对倒数第二的花盆进行锁止，使倒数第二的花盆停止滑落；
S5、控制系统控制所述升降装置的升降杆下降到下极限位时，最底层堆叠的花盆完全脱离堆叠状态，所述夹持手爪的夹持杆缩回解除对最底层花盆的夹持，使得最底层堆叠的花盆自由滑落至所述输送装置的输送平面上，进行流水线输运；
S6、控制系统控制所述提升机构的升降杆上升到上极限位，所述夹持手爪的夹持杆伸出夹持最底层的花盆，同时所述锁止手爪的锁止杆缩回解除对最底层花盆的锁止；
S7、重复步骤S3至步骤S6，继续执行下一个花盆的自动卸放。
有益效果：本发明提供的一种设施园艺花盆自动卸放装置和方法，通过检测装置监测依次堆叠的花盆盆口边距的变化信号并将信号传送到所述控制系统，控制系统协调控制锁止手爪解除和执行对花盆的锁止功能，夹持手爪对花盆夹持和下放的功能，能自动地将圆形或方形的花盆放置到传输装置上输运，可大大减轻人工放置花盆的劳动强度，提高作业效率。本发明结构简单，使用性能可靠，可应用于设施园艺育苗移栽生产线花盆自动放置流水线作业上。
附图说明
图1是本发明一实施方式的整体结构示意图。
图2是本发明一实施方式的花盆托架结构示意图。
图3是本发明一实施方式的夹持手爪夹持花盆状态图。
图4是本发明一实施方式的锁止手爪锁止花盆状态图。
图5是本发明一实施方式的夹持手爪下放花盆状态图。
图6是本发明一实施方式的夹持手爪释放花盆状态图。
图7是本发明一实施方式的最底层花盆滑落状态图。
图8是本发明一实施方式的夹持手爪提升状态图。
图中：1、机架；101、立柱；102、平框；2、夹持手爪；201、直线驱动机构B；202、夹持杆；3、升降装置；301、直线驱动机构A；302、升降杆；4、锁止手爪；401、直线驱动机构C；402、锁止杆；5、螺栓；6、托板；7、片状结构；8、检测装置；9、输送装置。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式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。
图1所示为所述设施园艺花盆自动卸放装置的一种实施方式，所述设施园艺花盆自动卸放装置包括机架1、花盆托架、卸放机构、锁止手爪4、检测装置8、输送装置9和控制系统。
所述机架1固定在所述输送装置9的正上方；所述机架1包括两个立柱101和平框102,所述立柱101垂直固定在所述平框102上、且呈对称分布；所述立柱101垂直于所述输送装置9的输送平面；所述平框102平行与所述输送装置9的输送平面。
所述花盆托架包括两个托板6，所述托板6分别通过两组螺栓5紧固在所述立柱101上、且对称分布；通过调整两组螺栓5对托板6的安装距离，可以调节所述托板6对称内腔空间大小，以满足不同规格尺寸的花盆堆叠安放。所述托板6的形状是月牙形或者凹形，可满足圆形或方形的花盆的形状要求，所述托板6与花盆接触面的弧度和花盆的外壁弧度一致，可增大所述托板6与花盆之间的摩擦力。所述托板6底端相距所述输送装置9的输送平面至少两个花盆的高度处安装，使得卸放下来的花盆能在输送装置9的输送平面输运。
所述卸放机构包括至少两组夹持手爪2和升降装置3，所述夹持手爪2和升降装置3分别对称分布在所述平框102上，所述升降装置3包括直线驱动机构A301和升降杆302，所述升降杆302与所述直线驱动机构A301的输出端连接；所述直线驱动机构A301的一端垂直固定在所述机架1的平框102上、且互相对称；所述夹持手爪2包括直线驱动机构B201和夹持杆202，所述夹持杆202与所述直线驱动机构B201的输出端连接，所述直线驱动机构B201的一端与所述升降杆301垂直固定连接；所述夹持手爪2与所述输送装置9的输送平面保持平行。
所述锁止手爪4对称分布在所述平框102上，所述锁止手爪4包括直线驱动机构C401和锁止杆402，所述锁止杆402与所述直线驱动机构C401的输出端连接；所述直线驱动机构C401的一端垂直固定在所述机架1的平框102上、且互相对称；所述锁止手爪4位于所述夹持手爪2的上方、且与所述夹持手爪2相互平行。所述夹持杆202和锁止杆402的末端还设有片状结构7，所述片状结构7与花盆接触面的弧度与花盆的外壁弧度一致，使夹持效果和锁止效果更好。
所述直线驱动机构A301、直线驱动机构B201、直线驱动机构C401可以是直线气缸、液压缸、电动伸缩杆或直线电机等直线运动部件中的任意一种。
优选的，所述检测装置8为对射式光电传感器，所述对射式光电传感器的发射部分和接收部分分别垂直紧固在所述机架1的平框102上、且对称分布。大部分花盆呈圆台形，两侧都有斜度，发射部分和发射部分的光线可从花盆的侧边连通，当依次堆叠的花盆滑落一个花盆的盆口边距时，所述检测装置8的发射部分与接收部分之间的光线被挡住，所述检测装置8便将信号传送到所述控制系统。如果是两侧没有斜度的花盆，可以监测盆底。
所述控制系统分别与所述直线驱动机构A301、直线驱动机构B201、直线驱动机构C401和检测装置8电连接；所述检测装置8用于检测所述托板6之间依次堆叠的花盆盆口边距的变化信号并将信号传送到所述控制系统，所述控制系统根据信号分别通过所述直线驱动机构A301控制所述升降杆302的升降，通过所述直线驱动机构B201控制所述夹持杆202的伸缩，实现对花盆的夹持和下放，通过所述直线驱动机构C401控制所述锁止杆402的伸缩，实现对花盆的锁止和松开。
一种根据所述设施园艺花盆自动卸放装置的方法，包括以下步骤：
S1、如图3所示，控制系统控制所述升降装置3的升降杆302上升到上极限位，所述夹持手爪2的夹持杆202伸出，同时所述锁止手爪4的锁止杆402处于缩回状态；
S2、将次堆叠的花盆装进所述托板6之间的空腔，所述夹持手爪2的夹持杆202夹持最底层花盆的盆体侧边；
S3、如图4所示，所述升降装置3的升降杆302开始下放所述夹持手爪2，所述夹持手爪2带动其夹持的花盆往下落；
S4、如图4所示，当依次堆叠的花盆滑落一个花盆的盆口边距时，所述检测装置8的发射部分与接收部分之间的光线被挡住，所述检测装置8便将信号传送到所述控制系统，控制系统根据信号控制所述锁止手爪4的锁止杆402伸出对倒数第二的花盆进行锁止，锁止位处于花盆的盆口边缘，使倒数第二的花盆停止滑落；
S5、如图5所示，控制系统控制所述升降装置3的升降杆302下降到下极限位时，最底层堆叠的花盆完全脱离堆叠状态，所述夹持手爪2的夹持杆202缩回解除对最底层花盆的夹持，使得最底层堆叠的花盆自由滑落至所述输送装置9的输送平面上，进行流水线输运；
S6、控制系统控制所述升降装置3的升降杆302上升到上极限位，所述夹持手爪2的夹持杆202伸出夹持最底层的花盆，同时所述锁止手爪4的锁止杆402缩回解除对花盆的锁止；
S7、重复步骤S3至步骤S6，继续执行下一个花盆的自动卸放。
上述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，包括机架(1)、花盆托架、卸放机构、锁止手爪(4)、检测装置(8)、输送装置(9)和控制系统；
所述机架(1)固定在所述输送装置(9)的正上方；所述机架(1)包括两个立柱(101)和平框(102)，所述立柱(101)垂直固定在所述平框(102)上、且呈对称分布；
所述花盆托架包括两个托板(6)，所述托板(6)分别紧固在所述立柱(101)上、且对称分布；
所述卸放机构包括至少两组夹持手爪(2)和升降装置(3)，所述夹持手爪(2)和升降装置(3)分别对称分布在所述平框(102)上，所述升降装置(3)包括直线驱动机构A(301)和升降杆(302)，所述升降杆(302)与所述直线驱动机构A(301)的输出端连接；所述直线驱动机构A(301)的一端分别垂直固定在所述机架(1)的平框(102)上；所述夹持手爪(2)包括直线驱动机构B(201)和夹持杆(202)，所述夹持杆(202)与所述直线驱动机构B(201)的输出端连接，所述直线驱动机构B(201)的一端与所述升降杆(301)垂直固定连接；
所述锁止手爪(4)对称分布在所述平框(102)上，所述锁止手爪(4)包括直线驱动机构C(401)和锁止杆(402)，所述锁止杆(402)与所述直线驱动机构C(401)的输出端连接；所述直线驱动机构C(401)的一端垂直固定在所述机架(1)的平框(102)上；所述锁止手爪(4)位于所述夹持手爪(2)的上方、且与所述夹持手爪(2)相互平行；
所述检测装置(8)垂直紧固在所述机架(1)的平框(102)上；
所述控制系统分别与所述直线驱动机构A(301)、直线驱动机构B(201)、直线驱动机构C(401)和检测装置(8)电连接；所述检测装置(8)用于检测所述托板(6)之间依次堆叠的花盆盆口边距的变化信号并将信号传送到所述控制系统，所述控制系统根据信号分别通过所述直线驱动机构A(301)控制所述升降杆(302)的升降，通过所述直线驱动机构B(201)控制所述夹持杆(202)的伸缩，通过所述直线驱动机构C(401)控制所述锁止杆(402)的伸缩。
2.根据权利要求1所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述托板(6)通过两组螺栓(5)紧固在所述立柱(101)上。
3.根据权利要求1所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述托板(6)的形状是月牙形或者凹形。
4.根据权利要求3所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述托板(6)与花盆接触面的弧度和花盆的外壁弧度一致。
5.根据权利要求1所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述夹持杆(202)和锁止杆(402)的末端还设有片状结构(7)，所述片装结构(7)与花盆接触面的弧度与花盆的外壁弧度一致。
6.根据权利要求1所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述直线驱动机构A(301)、直线驱动机构B(201)、直线驱动机构C(401)是直线气缸、液压缸、电动伸缩杆或直线电机中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的设施园艺花盆自动卸放装置，其特征在于，所述检测装置(8)为对射式光电传感器，所述对射式光电传感器的发射部分和接收部分分别垂直紧固在所述机架(1)的平框(102)上、且对称分布。
8.一种根据权利要求1所述设施园艺花盆自动卸放装置的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、控制系统控制所述升降装置(3)的升降杆(302)上升到上极限位，所述夹持手爪(2)的夹持杆(202)伸出，同时所述锁止手爪(4)的锁止杆(402)处于缩回状态；
S2、将依次堆叠的花盆装进所述托板(6)之间的空腔，所述夹持手爪(2)的夹持杆(202)夹持最底层的花盆；
S3、所述升降装置(3)的升降杆(302)开始下放所述夹持手爪(2)，所述夹持手爪(2)带动其夹持的花盆往下落；
S4、当依次堆叠的花盆滑落一个花盆的盆口边距时，所述检测装置(8)的发射部分与接收部分之间的光线被挡住，所述检测装置(8)便将信号传送到所述控制系统，控制系统根据信号控制所述锁止手爪(4)的锁止杆(402)伸出对倒数第二的花盆进行锁止，使倒数第二的花盆停止滑落；
S5、控制系统控制所述升降装置(3)的升降杆(302)下降到下极限位时，最底层堆叠的花盆完全脱离堆叠状态，所述夹持手爪(2)的夹持杆(202)缩回解除对最底层花盆的夹持，使得最底层堆叠的花盆自由滑落至所述输送装置(9)的输送平面上，进行流水线输运；
S6、控制系统控制所述提升机构(3)的升降杆(302)上升到上极限位，所述夹持手爪(2)的夹持杆(202)伸出夹持最底层的花盆，同时所述锁止手爪(4)的锁止杆(402)缩回解除对最底层花盆的锁止；
S7、重复步骤S3至步骤S6，继续执行下一个花盆的自动卸放。
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