CN113753568A - 扁平栽培容器自动拆垛装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种扁平栽培容器自动拆垛装置，包括底架、多个抓取单元、与抓取单元相配套的拖板，拖板设置在底架上并可沿垂直于所述底架的长度方向滑动，抓取单元设在拖板上，抓取单元可沿拖板的长度方向滑动、并可相对拖板进行旋转运动；抓取单元与拖板相互配合用于抓取扁平栽培容器容置框中的扁平栽培容器并放置在输送线上。本发明通过抓取单元抓取扁平栽培容器，抓取单元可沿拖板的长度方向滑动、并可相对拖板进行旋转运动、拖板可沿垂直于所述底架的长度方向滑动，用于抓取单元上的扁平栽培容器在容置框和输送线之间的运移，实现了扁平栽培容器在输送线与容置框之间的高通量运移。
Description
技术领域
本发明涉及一种栽培容器自动拆垛系统，特别涉及一种用于将扁平栽培容器抓取至输送线后用于成像的扁平栽培容器自动拆垛装置。
背景技术
根系是一株植物全部根总称。根系有两类，直根系和须根系之分。直根系（taprootsystem）特点是主根明显而发达，并且方向为竖直向下，侧根呈葡萄状分布于主根周围。大多数的裸子植物和双子叶植物具有直根系；如双子叶植物棉、蒲公英、大豆、番茄、桃等。直根系植物的栽培容器采用扁平栽培容器，扁平栽培容器无法直立起来，通常把多个扁平栽培容器放置在容置框中，对容置框进行整体遮光处理。
植物表型是受基因和环境因素决定或影响的，反映植物结构与组成、植物生长发育过程及结果的全部物理、生理、生化特征和性状。植物表型主要包括叶片表型、茎秆表型、果实表型、种子表型以及穗表型等。所涉及的具体表型参数为叶长、叶宽、叶面积、株高、茎粗、果把长度、种子萌发率、直/弯穗等。现有的表型数据的获取主要是通过照相后软件分析进行，照相后软件分析可以获取植物的叶长、叶宽、叶面积、叶倾角等指标。
扁平栽培容器中的作物在生长过程中为了研究其植物表型，需要将容置框中的扁平栽培容器输送至成像区进行成像，如何高通量的将容置框中的扁平栽培容器放置在传送带上进入成像区进行成像，以及将成像后的扁平栽培容器从传送带上取下后放置在容置框中是急需解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种扁平栽培容器自动拆垛装置，能够高通量的将容置框中的扁平栽培容器放置在传送带上或者将传送带上的扁平栽培容器取下并放置在容置框中。
本发明的具体技术方案如下：
一种扁平栽培容器自动拆垛装置，包括底架、多个抓取单元、与抓取单元相配套的拖板，
拖板设置在底架上并可沿垂直于所述底架的长度方向滑动，抓取单元设在拖板上，抓取单元可沿拖板的长度方向滑动、并可相对拖板进行旋转运动；
抓取单元与拖板相互配合用于抓取扁平栽培容器容置框中的扁平栽培容器并放置在输送线上。
优选的，所述抓取单元包括2个。
优选的，所述底架包括长方形框架，设在长方形框架两端并且与其垂直的竖向架体，竖向架体上设有挂座。
优选的，所述拖板可沿底架的长度方向滑动。
优选的，所述拖板与长方形框架之间设有移动基板，长方形框架沿其长度方向设有第一滑轨和正反滚珠丝杆，移动基板通过螺母座与正反滚珠丝杆连接、并且通过第一滑块与第一滑轨滑动连接；拖板底部沿其长度方向设有第二滑轨，移动基板的顶部通过第二滑块与第二滑轨滑动连接。
优选的，所述抓取单元包括固定板、回转支撑轴承、回转支撑板、回转支架和抓取机构，所述固定板可沿拖板的长度方向滑动，回转支撑轴承设在固定板上，回转支撑板设在回转支撑轴承的上方，回转支架连接在回转支撑板上，抓取机构设在回转支架上并可沿回转支架上下运动。
优选的，所述抓取机构包括抓取支架，抓取支架连接在回转支架的一侧并可沿回转支架上下运动，抓取支架远离回转支架的一侧连接有成对设置的、用于托起扁平栽培容器的挂钩。
优选的，所述挂钩呈V形设置。
优选的，所述抓取支架上位于成对设置的两个挂钩之间设有两个L形推板，两个L形推板的开口朝向抓取支架内侧，L形推板的水平段与抓取支架上的推板座连接、其竖直段外侧与挂钩相贴合，所述推板座可沿抓取支架上下运动。
本发明通过抓取单元抓取扁平栽培容器，抓取单元可沿拖板的长度方向滑动、并可相对拖板进行旋转运动、拖板可沿垂直于所述底架的长度方向滑动，用于抓取单元上的扁平栽培容器在容置框和输送线之间的运移，实现了扁平栽培容器在输送线与容置框之间的高通量运移。整个自动拆垛装置基于模块化高效率的设计理念，达到扁平栽培容器在输送线与容置框之间的自动抓取与运移的目的，满足高通量和自动化的运移要求，提高了运移效率。
附图说明
图1为本发明所述扁平栽培容器自动拆垛装置及输送线的结构示意图；
图2为本发明所述扁平栽培容器自动拆垛装置的结构示意图；
图3为图2中的A部放大图；
图4为本发明所述扁平栽培容器容置框的结构示意图；
图5为本发明所述扁平栽培容器的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。另外，本发明未提交部分均为现有技术。
参见图4，本发明涉及的扁平栽培容器容置框4包括两个容置通道4-4，每个容置通道4-4上可以放置一排扁平栽培容器3，扁平栽培容器3嵌设在容置通道4-4顶部的容置槽4-3内。扁平栽培容器容置框4位于容置通道4-4一侧的挡板4-1可拆卸的挂接在扁平栽培容器容置框4上，每个容置通道4-4对应一个挡板4-1，挡板4-1位于扁平栽培容器容置框4一侧的顶部设有挂耳（图中未画出），挡板4-1远离扁平栽培容器容置框4的一侧设有四个挂孔4-2。
参见图5，扁平栽培容器3包括两片钢化玻璃3-1、间隔条以及遮光板3-5；所述间隔条夹放在两片钢化玻璃3-1之间，间隔条包括两根垂直间隔条3-2和一根水平间隔条（图中未画出），垂直间隔条3-2位于钢化玻璃3-1的两侧，水平间隔条位于钢化玻璃3-1的底部（图中未画出），间隔条和钢化玻璃3-1组成中空的栽培容器，垂直间隔条3-2的外侧边还设置有一个以上的挂槽3-3，挂槽3-3位于中空容器外部；所述遮光板3-5位于钢化玻璃3-1的顶部，遮光板3-5中部开设有遮光板槽3-4，遮光板槽3-4的形状与栽培容器顶部开口处的形状相同且位置对应，遮光板3-5的面积大于容器顶部面积。为了让遮光板3-5安装更加稳定，两根垂直间隔条3-2上还分别安装有遮光板卡片3-6和弹簧3-7，遮光板卡片3-6卡入垂直间隔条3-2的端部，旋转90°后完成对遮光板3-5的固定，弹簧3-7位于二者中间，起到减震缓冲作用。
参加图1至图3，本发明提供的扁平栽培容器自动拆垛装置，包括底架5、多个抓取单元2、与抓取单元2相配套的拖板7，拖板7设置在底架5上并可沿垂直于所述底架5的长度方向滑动，抓取单元2设在拖板7上，抓取单元2可沿拖板7的长度方向滑动、并可相对拖板7进行旋转运动；抓取单元2与拖板7相互配合用于抓取扁平栽培容器容置框4中的扁平栽培容器3并放置在输送线1上的扁平栽培容器支撑架6上。本发明中输送线1位于拖板7的一端，扁平栽培容器容置框4位于拖板7的另一端。拖板7的宽度以及抓取单元2的宽度小于容置通道4-4的宽度，便于拖板7以及抓取单元2伸入容置通道4-4内将扁平栽培容器3取出。
抓取单元2的个数与扁平栽培容器容置框4中的容置通道4-4相匹配，本发明扁平栽培容器容置框4中的容置通道4-4有两个，优选的所述抓取单元2包括2个。
进一步的，所述底架5包括长方形框架5-1，设在长方形框架5-1两端并且与其垂直的竖向架体5-2，竖向架体5-2顶部设有挂座5-3；该挂座5-3与挡板4-1顶部的挂耳（图中未画出）相适配，将挂耳（图中未画出）放置在挂座5-3上即可将挡板4-1挂接在竖向架体5-2上。
进一步的，所述拖板7可沿底架5的长度方向滑动，当抓取单元2抓取扁平栽培容器容置框4上的挡板4-1后，拖板7带动抓取单元2沿底架5的长度方向滑动，将挡板4-1挂接在竖向架体5-2上；自动完成挡板4-1的拆卸和挂接，从而实现扁平栽培容器容置框4内扁平栽培容器3的抓取。
进一步的，所述每个拖板7与长方形框架5-1之间设有移动基板7-5，长方形框架5-1沿其长度方向设有第一滑轨5-5和正反滚珠丝杆5-4，移动基板7-5通过螺母座（图中未画出）与正反滚珠丝杆5-4连接、并且通过第一滑块5-7与第一滑轨5-5滑动连接；长方形框架5-1上设有第一电机5-6，第一电机5-6驱动正反滚珠丝杆5-4带动两个移动基板7-5沿长方形框架5-1上的第一滑轨5-5滑动，带动两个拖板7以及两个抓取单元2沿长方形框架5-1的长度方向做相向运动或者背向运动。拖板7底部沿其长度方向设有第二滑轨（图中未画出），移动基板7-5的顶部通过第二滑块7-6与第二滑轨滑动（图中未画出）连接；拖板7上设有第二电机7-3，第二电机7-3驱动第二滑块7-6沿拖板7上的第二滑轨（图中未画出）滑动，从而使得拖板7沿垂直于长方形框架5-1的长度方向滑动。
进一步的，所述抓取单元2包括固定板2-1、回转支撑轴承2-2、回转支撑板2-3、回转支架2-4和抓取机构2-5，所述固定板2-1可沿拖板7的长度方向滑动，回转支撑轴承2-2设在固定板2-1上，回转支撑板2-3设在回转支撑轴承2-2的上方，回转支架2-4连接在回转支撑板2-3上，抓取机构2-5设在回转支架2-4上并可沿回转支架2-4上下运动。回转支撑板2-3上设有第三电机2-15，第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5旋转。拖板7顶部沿其长度方向设有滑轨7-1，固定板2-1通过滑块（图中未画出）与滑轨7-1滑动连接，拖板7上设有电机7-2，电机7-2与同步带7-4传动连接，同步带7-4与滑块（图中未画出）连接，电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动固定板2-1及其上方的回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动。
进一步的，参见图3，所述抓取机构2-5包括抓取支架2-6，抓取支架2-6连接在回转支架2-4的一侧并可沿回转支架2-4上下运动，抓取支架2-6远离回转支架2-4的一侧连接有成对设置的、用于托起扁平栽培容器3的挂钩2-11。优选的，回转支架2-4的一侧沿竖直方向设有第三滑轨2-7、以及与第三滑轨2-7平行的滚珠丝杆2-9，抓取支架2-6与第三滑轨2-7滑动连接，抓取支架2-6通过升降螺母座（图中未画出）与滚珠丝杆2-9连接，回转支架2-4上设有第四电机2-8，第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4上的第三滑轨2-7上下运动。挂钩2-11的个数与挂槽3-3的个数相匹配，挂钩2-11之间的距离与扁平栽培容器3上挂槽3-3的位置相适配。挂钩2-11的个数优选为4个，左右两端各两个。
进一步的，所述挂钩2-11呈V形设置，便于将挂槽3-3放置在挂钩2-11上。
进一步的，所述抓取支架2-6上位于成对设置的两个挂钩2-11之间设有两个L形推板2-12，两个L形推板2-12的开口朝向抓取支架2-6内侧，L形推板2-12的水平段与抓取支架2-6上的推板座2-13连接、其竖直段外侧与挂钩2-11相贴合，L形推板2-12的个数与挂钩2-11的个数相匹配，所述推板座2-13可沿抓取支架2-6上下运动。优选的，抓取支架2-6竖直方向设有第四滑轨2-10，两个推板座2-13与第四滑轨2-10滑动连接，两个推板座2-13之间设有加强筋2-16，加强筋2-16上设有气缸2-14，气缸2-14驱动加强筋2-16带动两个推板座2-13沿第四滑轨2-10上下滑动。采用抓取单元2抓取扁平栽培容器容置框4中的扁平栽培容器3时，先用L形推板2-12托起扁平栽培容器3上的挂槽3-3将扁平栽培容器3抬起，然后控制L形推板2-12向下运动直至挂槽3-3滑入挂钩2-11内，对挂槽3-3滑入挂钩2-11时进行适当调整并进行精确定位，使得挂槽3-3顺利滑入挂钩2-11中。
本发明所述扁平栽培容器自动拆垛装置的工作过程如下：
控制第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5旋转，直至抓取机构2-5旋转至扁平栽培容器容置框4的一侧。
控制电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动滑向扁平栽培容器容置框4，当滑动至拖板7靠近扁平栽培容器容置框4一端的端部、抓取机构2-5依然无法够着扁平栽培容器容置框4上的挡板4-1时，控制第二电机7-3驱动第二滑块7-6沿拖板7上的第二滑轨（图中未画出）滑动，从而使得拖板7沿垂直于长方形框架5-1的长度方向滑动；同时控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4上下运动，直至抓取支架2-6上的挂钩2-11位于挡板4-1上挂孔4-2的正下方；控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向上运动，带动抓取支架2-6上的挂钩2-11向上运动插入挡板4-1上的挂孔4-2中并将挡板4-1抬起。
控制电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动滑向长方形框架5-1，同时控制第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取支架2-6和挡板4-1旋转，直至抓取支架2-6上的挡板4-1正对着其临近的竖向架体5-2。
控制第一电机5-6驱动正反滚珠丝杆5-4带动两个移动基板7-5沿长方形框架5-1上的第一滑轨5-5滑动，两个拖板7以及抓取单元2上的抓取支架2-6和挡板4-1沿长方形框架5-1的长度方向做背向运动；同时控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向上运动，直至挡板4-1顶部的挂耳（图中未画出）位于竖向架体5-2上挂座5-3的正上方；控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向下运动，挡板4-1顶部的挂耳（图中未画出）挂接在竖向架体5-2的挂座5-3上。控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向下运动，带动抓取支架2-6上的挂钩2-11向下从挡板4-1上的挂孔4-2中抽出。
控制第一电机5-6驱动正反滚珠丝杆5-4带动两个移动基板7-5沿长方形框架5-1上的第一滑轨5-5滑动，两个拖板7以及抓取单元2上的抓取机构2-5沿长方形框架5-1的长度方向做相向运动，直至两个拖板7正对着扁平栽培容器容置框4的两个容置通道4-4。
控制第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5旋转，直至两个抓取机构2-5正对着扁平栽培容器容置框4的两个容置通道4-4。
控制电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动滑向扁平栽培容器容置框4，当滑动至拖板7靠近扁平栽培容器容置框4一端的端部、抓取机构2-5依然无法够着扁平栽培容器容置框4中的扁平栽培容器3时，控制第二电机7-3驱动第二滑块7-6沿拖板7上的第二滑轨（图中未画出）滑动，从而使得拖板7沿垂直于长方形框架5-1的长度方向滑动；同时控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4上下运动，直至抓取支架2-6上的挂钩2-11位于扁平栽培容器3上挂槽3-3的正下方；控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向上运动，同时控制气缸2-14驱动两个推板座2-13向上滑动，推板座2-13上的L形推板2-12托起扁平栽培容器3上的挂槽3-3将扁平栽培容器3抬起；控制气缸2-14驱动两个推板座2-13沿第四滑轨2-10向下滑动，直至L形推板2-12上的挂槽3-3滑入挂钩2-11内。
控制电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动滑向输送线1；同时控制第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5和扁平栽培容器3旋转；同时控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4上下运动，直至抓取机构2-5上的扁平栽培容器3位于输送线1上扁平栽培容器支撑架6的正上方，控制第四电机2-8驱动滚珠丝杆2-9转动，带动抓取支架2-6沿回转支架2-4向下运动，将抓取机构2-5上的扁平栽培容器3放置在输送线1上的扁平栽培容器支撑架6上，扁平栽培容器支撑架6带动扁平栽培容器3沿输送线1移动至成像区进行成像。
控制电机7-2驱动同步带7-4转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5沿拖板7的长度方向滑动滑向扁平栽培容器容置框4，同时控制第三电机2-15驱动回转支撑轴承2-2转动，从而带动回转支架2-4以及抓取机构2-5旋转，直至两个抓取机构2-5正对着扁平栽培容器容置框4的两个容置通道4-4。重复前面步骤。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于包括底架、多个抓取单元、与抓取单元相配套的拖板，
拖板设置在底架上并可沿垂直于所述底架的长度方向滑动，抓取单元设在拖板上，抓取单元可沿拖板的长度方向滑动、并可相对拖板进行旋转运动；
抓取单元与拖板相互配合用于抓取扁平栽培容器容置框中的扁平栽培容器并放置在输送线上。
2.根据权利要求1所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述抓取单元包括2个。
3.根据权利要求2所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述底架包括长方形框架，设在长方形框架两端并且与其垂直的竖向架体，竖向架体上设有挂座。
4.根据权利要求1至3任一项所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述拖板可沿底架的长度方向滑动。
5.根据权利要求4所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述拖板与长方形框架之间设有移动基板，长方形框架沿其长度方向设有第一滑轨和正反滚珠丝杆，移动基板通过螺母座与正反滚珠丝杆连接、并且通过第一滑块与第一滑轨滑动连接；拖板底部沿其长度方向设有第二滑轨，移动基板的顶部通过第二滑块与第二滑轨滑动连接。
6.根据权利要求1至3任一项所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述抓取单元包括固定板、回转支撑轴承、回转支撑板、回转支架和抓取机构，所述固定板可沿拖板的长度方向滑动，回转支撑轴承设在固定板上，回转支撑板设在回转支撑轴承的上方，回转支架连接在回转支撑板上，抓取机构设在回转支架上并可沿回转支架上下运动。
7.根据权利要求4所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述抓取机构包括抓取支架，抓取支架连接在回转支架的一侧并可沿回转支架上下运动，抓取支架远离回转支架的一侧连接有成对设置的、用于托起扁平栽培容器的挂钩。
8.根据权利要求7所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述挂钩呈V形设置。
9.根据权利要求8所述的扁平栽培容器自动拆垛装置，其特征在于，所述抓取支架上位于成对设置的两个挂钩之间设有两个L形推板，两个L形推板的开口朝向抓取支架内侧，L形推板的水平段与抓取支架上的推板座连接、其竖直段外侧与挂钩相贴合，所述推板座可沿抓取支架上下运动。
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