CN115399176B - 一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置，包括设置在流水线上的机架，机架上设置有机械手组以及驱动所述机械手组动作的驱动机构；机械手组包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，第一机械手、第二机械手铰接于机架上且位于流水线同一侧，所述驱动机构包括移动凸轮、凸轮推杆以及动力组件；移动凸轮通过凸轮推杆驱动第一机械手、第二机械手交错摆动；第三机械手滑动设置于第二机械手上，机架上还设置有滑块连杆机构，第二机械手摆动过程中，第三机械手通过所述滑块连杆机构在第二机械手上来回滑动；本发明还公开了一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘方法。本发明能够实现花盆自动供给，同时移动凸轮设计巧妙，驱动稳定、可靠。

Description

一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置及方法

技术领域

本发明涉及农业技术技术领域，具体涉及一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置及方法。

背景技术

随着近现代农业经济、科技的发展，各种各样的花卉作为观赏植物被人为种植。在种植花丼时，市面上大都采用播种流水线对花卉植物进行播种。而目前市场上的花卉播种流水线在放置花盆的时候，大都采用人力进行放盘操作。人工放盘增加了工人的劳动量，工作效率不高，影响播种的效率。

目前出现了许多精密花卉播种自动放盘装置，例如公开号为CN113401671A的一种花盆自动分离装置，包括花盆定位机构、花盆止动机构、花盆抓取机构等。其中花盆定位机构包括主要底座、转盘、锁紧螺钉、轴瓦滑动杆。花盆止动机构主要包括线性模组、滑动板、止动固定板、凸轮推杆机构步进电机。花盆抓取机构主要包括Z向气缸、夹持臂、机架、真空吸盘。花盆限位机构主要包括限位固定板、限位板和螺栓。该方案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，但是结构较为复杂，工作效率丢低。

公开号为CN114014024A的专利说明书中公开了一种适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置，包括定位与承载机构、花盆分离机构和单个花盆运输机构；定位与承载机构用于限制花盆只能在竖直方向上移动；花盆分离机构将成叠花盆分离成单个落到单个花盆运输机构；花盆分离机构包括四根双线变螺距螺杆；双线变螺距螺杆设有螺距由上至下逐渐变大的两条螺旋线，且两条螺旋线之间较小的那侧间距沿双线变螺距螺杆的轴向保持不变；每相邻两根双线变螺距螺杆安装的相位角相差90°，且四根双线变螺距螺杆安装的相位角均不相等。本发明能实现相邻两花盆的逐步缓慢分离，保证花盆以稳定姿态下落，间距一致地排列在传送带上。该方案能实现相邻两花盆的逐步缓慢分离，保证花盆以稳定姿态下落，间距一致地排列在传送带上，该方案虽然能实现自动化作业，但是花盆分离效率较低。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置，能够实现花盆自动供给，同时移动凸轮设计巧妙，驱动稳定、可靠。

一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置，包括设置在流水线上的机架，所述机架上设置有机械手组以及驱动所述机械手组动作的驱动机构；

所述机械手组包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，所述第一机械手、第二机械手铰接于机架上且位于流水线同一侧，所述驱动机构包括移动凸轮、凸轮推杆以及驱动所述移动凸轮往复运动的动力组件；所述凸轮推杆具有与移动凸轮抵靠的第一端以及与第一机械手或第二机械手活动连接的第二端；移动凸轮上对应设置有行程和回程，使得移动凸轮通过凸轮推杆驱动第一机械手、第二机械手交错摆动；

所述第三机械手滑动设置于第二机械手上，机架上还设置有滑块连杆机构，第二机械手摆动过程中，第三机械手通过所述滑块连杆机构在第二机械手上来回滑动。

本方案通过移动凸轮、凸轮推杆驱动第一机械手和第二机械运动，通过第二机械手驱动第三机械手在随着第二机械摆动的同时独立地上下移动，能够协调完成托盘、放盘动作，装置一个工作行程周期短，提高了落盘速度，实现自动放盘，具有原理简便、自动化等特点。

本方案的工作步骤；流水线静止时，一摞花盆由第一机械手从底部托住；当流水线开始工作时，第一机械手松开，同时第二机械和第三机械运动，第二机械托住倒数第二及以上的花盆，同时第三机械手下压，把最底部一个花盆推到流水线上。

作为优选，所述第一机械手和第二机械手分别连接有两个所述凸轮推杆，所述移动凸轮上对应设有四个行程和回程，位于两侧的两个行程和回程用于驱动第一机械手动作，位于中间的两个行程和回程用于驱动第二机械手动作；另外，在移动凸轮上布置的第一机械手和第二机械手的运动行程之间各自留有余量，避免引起干涉干扰机械手运动。

进一步优选，在所述移动凸轮所有的行程和其相邻的回程之间均设置有一段休止处。休止处的作用是当凸轮推杆运动到此处时，由推杆带动的机械手能够分别保持托起和松开动作一段时间，完成放盘和托盘动作。

作为优选，所述机架上还设置有用于所述移动凸轮往复运动的导槽，位于所述导槽的上方对应每个凸轮推杆位置设置有用于对凸轮推杆进行导向支撑的支架。

作为优选，所述机械手组设置有两组，沿流水线前进方向在放盘区域对称分布；所述移动凸轮对应设置有两个，两组所述凸轮推杆对称设置，使得两第一机械手、第二机械手相向或背向运动。

本方案的工作步骤；

流水线静止时，花盆组由一对第一机械手托住边缘并保持不动；当流水线开始工作时，一对移动凸轮分别驱动一对第一机械手背向转动，松开对花盆组的支撑；同时一对移动凸轮分别驱动一对第二机械相向转动，安装在第二机械手上的第三机械手随第二机械手转动，并向下运动，花盆组最底部花盆在重力及第三机械手的推动下，放置在传送带上，并随传送带一起运动，倒数第二层花盆被第二机械手托住；第一机械手重新竖直闭合，第二机械手旋转打开，第三机械手随第二机械手运动复位，花盆组倒数第二层成为新的最下面一层花盆随重力下落被第一机械手托住边缘并保持不动。

作为优选，所述第二机械手上设置有第一导轨，所述第三机械手具有与所述第一导轨配合的第一滑块；

所述滑块连杆机构包括设置于机架上的第二导轨，所述第二导轨上配合设置有第二滑块；滑块连杆机构还包括第一杆、第二杆；所述第一杆的一端与第二机械手固连，另一端与所述第二滑块滑动连接；所述第二杆的一端与第二滑块固连，另一端与所述第一滑块滑动连接。

作为优选，所述第一杆、第二杆与对应所述第二滑块、第一滑块配合的一端均开设有槽口，第二滑块、第一滑块上设置有与所述槽口配合的凸柱。

本发明的另一目的在于提供一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘方法，采用上述的花盆自动放盘装置，方法如下：

流水线静止时，所有与机械手组相连的凸轮推杆在移动凸轮其中的一侧休止处起点保持相对静止不动，第一机械手托住所有花盆，第二机械手松开；流水线工作时，移动凸轮开始做往复直线运动，首先向上推动与第一机械手相连的凸轮推杆、向下推动与第二机械手相连的凸轮推杆到第二个休止处，带动第一机械手向外转动，松开所有花盆，花盆开始下落；第二机械手开始向内转动，准备托起下落的花盆，第三机械手开始沿第二机械手向下移动；接下来移动凸轮推动所有凸轮推杆在第二个休止处内运动，第二机械手伸入底部两个花盆边缘的中间，托住除最底部外的其余花盆并保持不动，第三机械手推动最底部花盆落到流水线上；最后移动凸轮继续推动与第一机械手相连的凸轮推杆向下移动，与第二机械手相连的凸轮推杆向上移动，到第三个休止处，带动第二机械手松开所托住的花盆，第一机械手回位托住剩余花盆，第三机械手滑动回位，完成一次放盘动作。

本发明的有益效果：

(1)本发明结构简便，设计布置合理，便于后期拆卸检查维修。

(2)机械手组特殊的三层选择设计，由移动凸轮及凸轮推杆驱动，相互独立交错实施打开、闭合运动以及第三机械手同步完成推动，能够协调完成塑料花盆的托盘、放盘动作。

(3)移动凸轮、凸轮推杆设计巧妙，驱动稳定、可靠。

(4)装置的一个工作行程周期短，提高了花盆的落盘速度，实现自动放盘，能有效提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为机械手组的结构示意图；

图3为机械手组X方向上的示意图；

图4为驱动机构以及部分机架的结构示意图；

图5为本发明工作的初始状态图；

图6为本发明将花盆推入流水线上的示意图；

图7为本发明机械手组复位完成一次工作的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置，包括机架3、机械手组1和驱动机构2；机架3安置在流水线上方，两组机械手组1沿流水线前进方向对称布置在机架3内部空间，两组机械手组1之间为放盘区域，驱动机构2整体布置在机架3顶部。

如图2-4所示，机械手组1包括第一机械手101、第二机械手102和第三机械手103，各机械手均包括垂直设置的连接杆和支撑板，连接杆包括两根且平行设置；第一机械手101、第二机械手102均通过铰链连接在机架3上的立板上且位于流水线同一侧。

驱动机构2包括与每组机械手组1对应的移动凸轮104、凸轮推杆105以及动力组件；第一机械手101和第二机械手102的连接杆上分别连接有一个凸轮推杆105。

移动凸轮104上对应设有四个行程和回程，位于两侧的两个行程和回程的形状为上凸下平，用于驱动第一机械手101做松开和托举动作，位于中间的两个行程和回程形状为上平下凸，用于驱动第二机械手102做松开和托举动作，同时能实现第一机械手101、第二机械手102的交错摆动。

凸轮推杆105结构为一根横杆连接两平行的竖杆，其中一个竖杆的端部抵靠在移动凸轮104的运动行程端面上，另一个竖杆的端部通过滚子与第一机械手101或第二机械手102活动连接，第一机械手101或第二机械手102上具有与滚子配合的槽口；另外，两组凸轮推杆105对称设置，使得两第一机械手101、第二机械手102相向或背向运动。

本实施例中，在移动凸轮104所有的行程和其相邻的回程之间均设置有一段休止处，作用是当凸轮推杆105运动到此处时，由凸轮推杆105带动的机械手能够分别保持托起和松开动作一段时间，完成放盘和托盘动作；另外，在同一个移动凸轮104上布置的第一机械手101和第二机械手102的运动行程之间各自留有余量，避免引起干涉干扰机械手运动。

动力组件包括电机201和传动轴203，电机201与传动轴203通过链轮组202传动，传动轴203的两端分别设置曲柄204连杆205结构，连杆205的一端与移动凸轮104转动连接，电机201的动力通过传动轴203、曲柄204连杆205传递到移动凸轮104上，以驱动移动凸轮104往复运动。

机架3包括框架301，框架301顶部设置有支撑板302；电机201固定在支撑板302上，支撑板302上还设置有导槽303，移动凸轮104在导槽303内做往复运动，位于导槽303的上方对应每个凸轮推杆105位置设置有支架106，用于对凸轮推杆105进行导向支撑，具体地，凸轮推杆105与移动凸轮104抵靠的竖杆穿过该支架106；支撑板302还设置有支座107，传动轴203转动设置于支座107上。

第二机械手102上设置有第一导轨，第三机械手103具有与第一导轨配合的第一滑块，第一滑块的背部设置有一凹槽，与第二机械手102上的第一导轨配合。

机架3上还设置有滑块连杆机构，滑块连杆机构包括设置于机架3上、与第二机械手102的两根连接杆分别对应的第二导轨304，第二导轨304上配合设置有第二滑块108，第二机械手102的每个连接杆两侧各伸出第一杆1021，第一杆1021的一端与第二机械手102固接，另一端开槽口，与第二滑块108两侧的凸柱滑动配合；第二滑块108的两侧各伸出第二杆1081，第二杆1081的一端与第二滑块108固连，另一端开槽口，与第一滑块两侧的凸柱滑动配合。第二机械手102的摆动，一边带动第三机械手103摆动，另一边通过第一杆1021上的槽口带动第二滑块108在第二导轨304上移动，第二滑块108的移动通过第二杆1081上的槽口带动第三机械手103在第二机械手102的第一导轨上移动，使得第三机械手103能够随着第二机械手102摆动的同时实现上下推动的功能。

一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘方法，采用上述的花盆自动放盘装置，工作步骤如下：

步骤一：如图5所示，所有与机械手组相连的凸轮推杆105在移动凸轮104其中的一侧休止处起点保持相对静止不动，第一机械手101保持竖直平衡状态，手部末端伸进花盆组倒数第一层边缘下方并托起；第二机械102保持一定的角度倾斜，第三机械手103贴在第二机械手102背部随第二机械手102一起倾斜保持平衡；

步骤二：如图6所示，移动凸轮开始做往复直线运动，首先向上推动与第一机械手相连的凸轮推杆、向下推动与第二机械手相连的凸轮推杆到第二个休止处，第一机械手101绕转轴向外转动到一定角度并保持不动，松开手部末端托起的盆组；同时第二机械手102开始向内相向转动，准备托起下落的花盆，第三机械手开始沿第二机械手向下移动；接下来移动凸轮推动所有凸轮推杆在第二个休止处内运动，第二机械手伸入底部两个花盆边缘的中间，托住除最底部外的其余花盆并保持不动，同时带动第二滑块108向下移动；第三机械手103在随第二机械手102做旋转运动，并且在第二机械手102的第一导轨上随第二滑块108同时向下运动，推动最底部花盆落到流水线上；

步骤三：如图7所示，移动凸轮继续推动与第一机械手相连的凸轮推杆向下移动，与第二机械手相连的凸轮推杆向上移动，到第三个休止处，第一机械手101向前做旋转运动直到其手部末端伸进花盆组倒数第二层边缘下方并托起，第二机械手102松开手部末端托起的盆组并且向后做旋转运动到一定角度并保持不动，同时其带动第二滑块108向上移动复位；第三机械手103随第二机械手102做旋转运动的同时第一滑块在第二机械手102的第一导轨上随第二滑块108同时向上移动复位，完成一次放盘作业。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘装置，包括设置在流水线上的机架，其特征在于，所述机架上设置有机械手组以及驱动所述机械手组动作的驱动机构；

所述机械手组包括第一机械手、第二机械手和第三机械手，所述第一机械手、第二机械手铰接于机架上且位于流水线同一侧，所述驱动机构包括与每组机械手组对应的移动凸轮、凸轮推杆以及动力组件；第一机械手和第二机械手的连接杆上分别连接有一个凸轮推杆；移动凸轮上对应设有四个行程和回程，位于两侧的两个行程和回程的形状为上凸下平，用于驱动第一机械手做松开和托举动作，位于中间的两个行程和回程形状为上平下凸，用于驱动第二机械手做松开和托举动作，同时能实现第一机械手、第二机械手的交错摆动；

凸轮推杆结构为一根横杆连接两平行的竖杆，其中一个竖杆的端部抵靠在移动凸轮的运动行程端面上，另一个竖杆的端部通过滚子与第一机械手或第二机械手活动连接，第一机械手或第二机械手上具有与滚子配合的槽口；

所述第三机械手滑动设置于第二机械手上，机架上还设置有滑块连杆机构，第二机械手摆动过程中，第三机械手通过所述滑块连杆机构在第二机械手上来回滑动；

第二机械手上设置有第一导轨，第三机械手具有与第一导轨配合的第一滑块，第一滑块的背部设置有一凹槽，与第二机械手上的第一导轨配合；

所述的滑块连杆机构包括设置于机架上、与第二机械手的两根连接杆分别对应的第二导轨，第二导轨上配合设置有第二滑块，第二机械手的每个连接杆两侧各伸出第一杆，第一杆的一端与第二机械手固接，另一端开槽口，与第二滑块两侧的凸柱滑动配合；第二滑块的两侧各伸出第二杆，第二杆的一端与第二滑块固连，另一端开槽口，与第一滑块两侧的凸柱滑动配合；第二机械手的摆动，一边带动第三机械手摆动，另一边通过第一杆上的槽口带动第二滑块在第二导轨上移动，第二滑块的移动通过第二杆上的槽口带动第三机械手在第二机械手的第一导轨上移动，使得第三机械手能够随着第二机械手摆动的同时实现上下推动的功能。

2.根据权利要求1所述的花盆自动放盘装置，其特征在于，所述第一机械手和第二机械手分别连接有两个所述凸轮推杆，所述移动凸轮上对应设有四个行程和回程，位于两侧的两个行程和回程用于驱动第一机械手动作，位于中间的两个行程和回程用于驱动第二机械手动作。

3.根据权利要求1或2所述的花盆自动放盘装置，其特征在于，在所述移动凸轮所有的行程和其相邻的回程之间均设置有一段休止处。

4.根据权利要求1或2所述的花盆自动放盘装置，其特征在于，所述机架上还设置有用于所述移动凸轮往复运动的导槽，位于所述导槽的上方对应每个凸轮推杆位置设置有用于对凸轮推杆进行导向支撑的支架。

5.根据权利要求1所述的花盆自动放盘装置，其特征在于，所述机械手组设置有两组，沿流水线前进方向在放盘区域对称分布；所述移动凸轮对应设置有两个，两组所述凸轮推杆对称设置，使得两第一机械手、第二机械手相向或背向运动。

6.一种基于移动凸轮驱动的花盆自动放盘方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的花盆自动放盘装置，方法如下：

流水线静止时，所有与机械手组相连的凸轮推杆在移动凸轮其中的一侧休止处起点保持相对静止不动，第一机械手托住所有花盆，第二机械手松开；流水线工作时，移动凸轮开始做往复直线运动，首先向上推动与第一机械手相连的凸轮推杆、向下推动与第二机械手相连的凸轮推杆到第二个休止处，带动第一机械手向外转动，松开所有花盆，花盆开始下落；第二机械手开始向内转动，准备托起下落的花盆，第三机械手开始沿第二机械手向下移动；接下来移动凸轮推动所有凸轮推杆在第二个休止处内运动，第二机械手伸入底部两个花盆边缘的中间，托住除最底部外的其余花盆并保持不动，第三机械手推动最底部花盆落到流水线上；最后移动凸轮继续推动与第一机械手相连的凸轮推杆向下移动，与第二机械手相连的凸轮推杆向上移动，到第三个休止处，带动第二机械手松开所托住的花盆，第一机械手回位托住剩余花盆，第三机械手滑动回位，完成一次放盘动作。