CN110040479B - 一种堆叠柔性穴盘的分离装置及其分离方法 - Google Patents

一种堆叠柔性穴盘的分离装置及其分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种堆叠柔性穴盘的分离装置及其分离方法。现有穴盘分离机适用于硬质穴盘。本发明的上料机构包括穴盘托板、穴盘推板和穴盘压板；抓取机构包括抓取杆固定板；抓取杆固定板上阵列排列固接有抓取杆；夹紧翻转机构包括固定板和夹紧爪。本发明分离方法：堆叠穴盘正面朝向穴盘推板倒放在穴盘托板上，穴盘压板对堆叠穴盘施加压力，穴盘推板推动堆叠穴盘，抓取杆抓取最外层穴盘并后退至被抓取的穴盘与固定板接触，夹紧爪将穴盘夹紧在夹紧爪与固定板之间，抓取杆和夹紧爪依次复位，穴盘以正面朝上的姿态落下。本发明用于堆叠的柔性播种穴盘的分离作业。

Description

一种堆叠柔性穴盘的分离装置及其分离方法
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，具体为涉及一种柔性材料的播种穴盘的分离装置及其分离方法，主要用于对堆叠在一起的柔性穴盘进行分离作业。
背景技术
工厂化穴盘育苗是设施农业的重要组成部分，生产中大量使用育苗穴盘，通常简称穴盘。穴盘的分离工作枯燥费时，属于简单重复劳动，所以有必要实现机械化和自动化。
现有的穴盘分离机种类较少，且较多都为硬质穴盘或专用穴盘分离机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种针对柔性穴盘的新型的穴盘分离装置及其分离方法，可实现大部分类型穴盘的快速分离。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种堆叠柔性穴盘的分离装置，包括支撑机架、上料机构、抓取机构和夹紧翻转机构；所述的抓取机构设置在上料机构的输出端。所述的上料机构包括穴盘托板、穴盘推板、滚珠丝杠一、步进电机一、穴盘压板和电动推杆。所述的穴盘托板固接在支撑机架上；穴盘推板与滚珠丝杠一的滚珠固定，并与导轨一构成滑动副；所述的导轨一固接在支撑机架上；滚珠丝杠一的丝杠与导轨一平行且均水平设置；步进电机一的输出轴与滚珠丝杠一的丝杠固接，步进电机一的底座固接在支撑机架上；所述的穴盘压板设置在穴盘推板顶部，并由电动推杆驱动，电动推杆竖直设置。
所述的抓取机构包括滚珠丝杠二、抓取杆固定板、抓取杆和步进电机二。所述的抓取杆固定板与滚珠丝杠二的滚珠固接，抓取杆固定板两端与间距设置的两个导轨二分别构成滑动副；所述的导轨二固接在支撑机架上；滚珠丝杠二的丝杠与导轨二平行且均水平设置；步进电机二的输出轴与滚珠丝杠二的丝杠固接；步进电机二的底座固接在支撑机架上；抓取杆固定板上设置有一个m行n列的固接位阵列，m≥4，n≥4，且m和n均为偶数，除距离固接位阵列中心最近的四个固接位不设置抓取杆外，其余每个固接位固接一根水平设置的抓取杆；所述的抓取杆为轴径由一端至另一端逐渐减小的阶梯轴状圆柱杆，且最大轴径轴段与取杆固定板固定，最小轴径轴段采用橡胶材料。
所述的夹紧翻转机构包括固定板、夹紧爪、水平气缸和竖直气缸；所述的固定板与支撑机架固接，且设置在穴盘托板与抓取杆固定板之间；固定板的顶面高于穴盘托板顶面，且低于抓取杆固定板底面；两个竖直气缸的缸体均固接在支撑机架上，两个竖直气缸的活塞杆均与水平支座固接；水平气缸的缸体固接在水平支座上，水平气缸的活塞杆与夹紧爪的支撑块固接；夹紧爪的夹爪与夹紧爪的支撑块上开设的竖直调节槽通过螺栓连接；夹紧爪设置在固定板靠近穴盘托板的一侧；所述的夹爪固定设有间距设置的两个夹紧杆组，所述的夹紧杆组包括间距设置的两个夹紧杆，两个夹紧杆组的间距大于同个夹紧杆组中的两个夹紧杆间距。
所述的支撑机架由固定在一起的若干型材组成。
所述的步进电机一、电动推杆、步进电机二、水平气缸和竖直气缸均由控制器控制。
该堆叠柔性穴盘的分离装置进行穴盘分离的方法，具体如下：
步骤一、将堆叠的柔性穴盘正面朝向穴盘推板倒放在穴盘托板上；穴盘压板在电动推杆的带动下向下运动直到接触堆叠的穴盘，对堆叠的穴盘施加压力。
步骤二、步进电机一转动，穴盘推板在滚珠丝杠一的带动下沿着导轨一推动堆叠的穴盘前进预设距离后步进电机一停止；接着步进电机二转动，抓取杆固定板在滚珠丝杠二的带动下向穴盘运动，各抓取杆嵌入最外层穴盘背面相邻穴口的间隙内，从而抓取最外层穴盘，然后步进电机二反转，直到抓取杆固定板后退至被抓取的穴盘与固定板接触时步进电机二停转；此时，竖直气缸推动夹紧爪上升到与穴盘的最底部一排穴口平齐的位置，接着水平气缸向前推动夹紧爪将穴盘夹紧在夹紧爪与固定板之间。随后步进电机二驱动抓取杆固定板继续后退至初始位置，柔性穴盘逐渐从抓取杆固定板的各抓取杆上剥离出来并由竖直状态逐渐趋于水平；最后，水平气缸和竖直气缸依次复位，穴盘以正面朝上的姿态落下。
步骤三、重复步骤二，直到堆叠的各穴盘分离结束。
步骤一中，最开始先调节夹爪在支撑块的竖直调节槽上的位置来适应不同尺寸穴盘。
本发明具有的有益效果：
本发明可以用于堆叠的柔性播种穴盘的分离作业，其中，电动推杆驱动穴盘压板进行高度调节，可以适应不同宽度的柔性穴盘；通过改变调节夹爪在支撑块的竖直调节槽上的位置可以适应不同柔性穴盘最底部一排穴口的不同位置；改变各电机转速以及各气缸的动作速度，可以在一定范围内调整分离的效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中上料机构的结构示意图；
图3是本发明中抓取机构的结构示意图；
图4是本发明中夹紧翻转机构的结构示意图；
图中：1-穴盘托板，2-穴盘推板，3-滚珠丝杠一，4-步进电机一，5-导轨一，6-穴盘压板，7-电动推杆，8-抓取杆固定板，9-抓取杆，10-导轨二，11-步进电机二，12-滚珠丝杠二，13-固定板，14-夹紧爪，15-水平气缸，16-竖直气缸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种堆叠柔性穴盘的分离装置，包括支撑机架、上料机构、抓取机构和夹紧翻转机构；支撑机架由固定在一起的若干型材组成；抓取机构设置在上料机构的输出端。
如图2所示，上料机构包括穴盘托板1、穴盘推板2、滚珠丝杠一3、步进电机一4、穴盘压板6和电动推杆7。穴盘托板1固接在支撑机架上；穴盘推板2与滚珠丝杠一3的滚珠固定，并与导轨一5构成滑动副；导轨一5固接在支撑机架上；滚珠丝杠一3的丝杠与导轨一5平行且均水平设置；步进电机一4的输出轴与滚珠丝杠一的丝杠固接，步进电机一4的底座固接在支撑机架上；滚珠丝杠一3的滚珠与滚珠丝杠一3的丝杠构成螺旋副；穴盘压板6设置在穴盘推板2顶部，并由电动推杆7驱动，电动推杆7竖直设置。
如图3所示，抓取机构包括滚珠丝杠二12、抓取杆固定板8、抓取杆9和步进电机二11。抓取杆固定板8与滚珠丝杠二12的滚珠固接，并与导轨二10构成滑动副；导轨二10固接在支撑机架上；滚珠丝杠二12的丝杠与导轨二10平行且均水平设置；本实施例设置有两个导轨二10，与抓取杆固定板8的两端分别构成滑动副；步进电机二11的输出轴与滚珠丝杠二12的丝杠固接；步进电机二11的底座固接在支撑机架上；滚珠丝杠二12的滚珠与滚珠丝杠二12的丝杠构成螺旋副；抓取杆固定板8上设置有一个m行n列的固接位阵列，m≥4，n≥4，且m和n均为偶数，除距离固接位阵列中心最近的四个固接位不设置抓取杆9外，其余每个固接位固接一根水平设置的抓取杆；抓取杆为轴径由一端至另一端逐渐减小的阶梯轴状圆柱杆，且最大轴径轴段与取杆固定板8固定，最小轴径轴段采用橡胶或其它高弹性高摩擦材料。
如图4所示，夹紧翻转机构包括固定板13、夹紧爪14、水平气缸15和竖直气缸16；固定板13与支撑机架固接，且设置在穴盘托板1与抓取杆固定板8之间；固定板13的顶面高于穴盘托板1顶面，且低于抓取杆固定板8底面；竖直气缸16的缸体固接在支撑机架上，竖直气缸16的活塞杆与水平支座固接；本实施例设置有两个竖直气缸16；水平气缸15的缸体固接在水平支座上，水平气缸15的活塞杆与夹紧爪的支撑块固接；夹紧爪14的夹爪与夹紧爪的支撑块上开设的竖直调节槽通过螺栓连接；夹爪在竖直调节槽上的位置可调，从而夹爪的高度可调节；夹紧爪14设置在固定板13靠近穴盘托板1的一侧；夹爪固定设有间距设置的两个夹紧杆组，夹紧杆组包括间距设置的两个夹紧杆，两个夹紧杆组的间距大于同个夹紧杆组中的两个夹紧杆间距；每根夹紧杆可以夹紧穴盘的一个穴口，则两个夹紧杆组可以夹紧穴盘的四个穴口。
步进电机一4、电动推杆7、步进电机二11、水平气缸15和竖直气缸16均由控制器控制。
该堆叠柔性穴盘的分离装置进行穴盘分离的方法，具体如下：
步骤一、首先，通过调节夹爪在支撑块的竖直调节槽上的位置来适应不同尺寸穴盘；然后，将堆叠的柔性穴盘正面朝向穴盘推板2倒放在穴盘托板1上；穴盘压板6在电动推杆7的带动下向下运动直到接触堆叠的穴盘，对堆叠的穴盘施加压力，但压力不能太大，尽量避免分离时一次带出多个穴盘，并保持穴盘的竖立状态，增加堆叠穴盘的稳定性。
步骤二、步进电机一4转动，穴盘推板2在滚珠丝杠一3的带动下沿着导轨一5推动堆叠的穴盘前进预设距离后步进电机一4停止；接着步进电机二11转动，抓取杆固定板8在滚珠丝杠二12的带动下向穴盘运动，各抓取杆9嵌入最外层穴盘背面相邻穴口的间隙内，从而抓取最外层穴盘，然后步进电机二11反转，直到抓取杆固定板8后退至被抓取的穴盘与固定板13接触时步进电机二11停转；此时，竖直气缸16推动夹紧爪14上升到与穴盘的最底部一排穴口平齐的位置，紧接着水平气缸15向前推动夹紧爪14将穴盘夹紧在夹紧爪与固定板13之间。随后步进电机二11驱动抓取杆固定板8继续后退至初始位置，柔性穴盘逐渐从抓取杆固定板8的各抓取杆9上剥离出来并由竖直状态逐渐趋于水平；最后，水平气缸15和竖直气缸16依次复位，穴盘以正面朝上的姿态落下。
步骤三、重复步骤二，直到堆叠的各穴盘分离结束。

Claims (5)

1.一种堆叠柔性穴盘的分离装置，包括支撑机架、上料机构、抓取机构和夹紧翻转机构，其特征在于：所述的抓取机构设置在上料机构的输出端；所述的上料机构包括穴盘托板、穴盘推板、滚珠丝杠一、步进电机一、穴盘压板和电动推杆；所述的穴盘托板固接在支撑机架上；穴盘推板与滚珠丝杠一的滚珠固定，并与导轨一构成滑动副；所述的导轨一固接在支撑机架上；滚珠丝杠一的丝杠与导轨一平行且均水平设置；步进电机一的输出轴与滚珠丝杠一的丝杠固接，步进电机一的底座固接在支撑机架上；所述的穴盘压板设置在穴盘推板顶部，并由电动推杆驱动，电动推杆竖直设置；
所述的抓取机构包括滚珠丝杠二、抓取杆固定板、抓取杆和步进电机二；所述的抓取杆固定板与滚珠丝杠二的滚珠固接，抓取杆固定板两端与间距设置的两个导轨二分别构成滑动副；所述的导轨二固接在支撑机架上；滚珠丝杠二的丝杠与导轨二平行且均水平设置；步进电机二的输出轴与滚珠丝杠二的丝杠固接；步进电机二的底座固接在支撑机架上；抓取杆固定板上设置有一个m行n列的固接位阵列，m≥4，n≥4，且m和n均为偶数，除距离固接位阵列中心最近的四个固接位不设置抓取杆外，其余每个固接位固接一根水平设置的抓取杆；所述的抓取杆为轴径由一端至另一端逐渐减小的阶梯轴状圆柱杆，且最大轴径轴段与抓取杆固定板固定，最小轴径轴段采用橡胶材料；
所述的夹紧翻转机构包括固定板、夹紧爪、水平气缸和竖直气缸；所述的固定板与支撑机架固接，且设置在穴盘托板与抓取杆固定板之间；固定板的顶面高于穴盘托板顶面，且低于抓取杆固定板底面；两个竖直气缸的缸体均固接在支撑机架上，两个竖直气缸的活塞杆均与水平支座固接；水平气缸的缸体固接在水平支座上，水平气缸的活塞杆与夹紧爪的支撑块固接；夹紧爪的夹爪与夹紧爪的支撑块上开设的竖直调节槽通过螺栓连接；夹紧爪设置在固定板靠近穴盘托板的一侧；所述的夹爪固定设有间距设置的两个夹紧杆组，所述的夹紧杆组包括间距设置的两个夹紧杆，两个夹紧杆组的间距大于同个夹紧杆组中的两个夹紧杆间距。
2.根据权利要求1所述的一种堆叠柔性穴盘的分离装置，其特征在于：所述的支撑机架由固定在一起的若干型材组成。
3.根据权利要求1所述的一种堆叠柔性穴盘的分离装置，其特征在于：所述的步进电机一、电动推杆、步进电机二、水平气缸和竖直气缸均由控制器控制。
4.根据权利要求1、2或3所述一种堆叠柔性穴盘的分离装置进行穴盘分离的方法，其特征在于：该方法具体如下：
步骤一、将堆叠的柔性穴盘正面朝向穴盘推板倒放在穴盘托板上；穴盘压板在电动推杆的带动下向下运动直到接触堆叠的穴盘，对堆叠的穴盘施加压力；
步骤二、步进电机一转动，穴盘推板在滚珠丝杠一的带动下沿着导轨一推动堆叠的穴盘前进预设距离后步进电机一停止；接着步进电机二转动，抓取杆固定板在滚珠丝杠二的带动下向穴盘运动，各抓取杆嵌入最外层穴盘背面相邻穴口的间隙内，从而抓取最外层穴盘，然后步进电机二反转，直到抓取杆固定板后退至被抓取的穴盘与固定板接触时步进电机二停转；此时，竖直气缸推动夹紧爪上升到与穴盘的最底部一排穴口平齐的位置，接着水平气缸向前推动夹紧爪将穴盘夹紧在夹紧爪与固定板之间；随后步进电机二驱动抓取杆固定板继续后退至初始位置，柔性穴盘逐渐从抓取杆固定板的各抓取杆上剥离出来并由竖直状态逐渐趋于水平；最后，水平气缸和竖直气缸依次复位，穴盘以正面朝上的姿态落下；
步骤三、重复步骤二，直到堆叠的各穴盘分离结束。
5.根据权利要求4所述一种堆叠柔性穴盘的分离装置进行穴盘分离的方法，其特征在于：步骤一中，最开始先调节夹爪在支撑块的竖直调节槽上的位置来适应不同尺寸穴盘。
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