适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置与方法与流程

1.本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置与方法。


背景技术：

2.花盆大多为口大底端小的倒圆台或倒棱台形状，形式多样，大小不一，材质不同。花盆广泛应用于园林绿化和景观工程当中，是一种在农业生产和日常生活中的常用品。而且，花盆是用质地为泥、瓷、塑料、石及木制品等材料制作的盆形容器。其中应用最广泛、性价比最高和可塑性最强的花盆材料为塑料花盆。
3.在塑料花盆的自动生产线、盆栽的自动栽培生产线以及很多需要用到塑料花盆的生产线，都需要将成叠的塑料花盆分离成单个塑料花盆之后才能进行下一步操作。而将塑料花盆以及类似材质的花盆分离成单个花盆这一看似简单的工序，在实际生产中却并不容易解决，其原因有三点：一是花盆与花盆个体之间由于紧压产生形变，从而导致盆壁之间产生正压力，分离花盆时需要克服较大的静摩擦力。二是由于花盆与花盆个体之间紧压，盆底与盆底以及一部分碰壁形成了密闭空间，从而导致花盆之间产生负压，分离花盆时需要克服较大的阻力。三是由于花盆与花盆之间分离时摩擦作用下将会产生一定静电，静电的吸附作用将会对花盆下落的位姿造成一定影响。市场上现有的分离装置大都成本高昂、结构复杂、操作繁琐，而且大多数机构仅能够分离圆形花盆，针对方形花盆则没有足够高效的分离装置。同时一些分离机构，采用过快的分离方式，导致盆体带有过大自转以及摩擦静电，综合导致下落位姿不可控，影响后续流水线进程。而采用人工分离的方式虽然能达到分离目的，但是会增加人工成本、加大工人劳动强度。
4.因此，推出一款能自动分离多种形状塑料花盆及类似物品叠堆，且分离后花盆及类似物品下落位姿可控的装置，才能有效解决这一困扰厂家许久的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置与方法。
6.本发明采用的技术方案是：
7.本发明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。所述的定位与承载机构包括垂直定位导杆组、水平制动端盖、顶板和底座；所述的垂直定位导杆组由固定在安装板底部且平行设置的两根导杆组成；所述的水平制动端盖固定在顶板上；所述的顶板与底座通过安全挡板固定连接；垂直定位导杆组置于水平制动端盖的中心孔内，安装板由水平制动端盖支撑；所述的顶板开设有上通道，底座开设有下通道；单个花盆运输机构的输入端位于底座的下通道下方。
8.所述的花盆分离机构包括双线变螺距螺杆、驱动电机、同步带和同步带轮；四根双线变螺距螺杆竖直且沿周向均布在顶板和底座之间；双线变螺距螺杆的两端分别与顶板和
底座构成转动副，且双线变螺距螺杆的底端固定有同步带轮；各双线变螺距螺杆底端的同步带轮通过同步带连接；其中一根双线变螺距螺杆的底端由驱动电机驱动；所述的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。
9.优选地，所述的顶板还开设有位于上通道外沿且周向均布的四个支承孔；每根双线变螺距螺杆的顶端通过滚子轴承和推力轴承支承在顶板对应的支承孔内，底端与螺杆垫台构成转动副，所述的螺杆垫台由底座支承。
10.优选地，所述的双线变螺距螺杆上位于上方的螺旋线底面开设有沿螺旋方向盘绕的滚珠槽，所述的滚珠槽内嵌有等距排布且布满滚珠槽的滚珠。
11.更优选地，所述的双线变螺距螺杆上位于下方的螺旋线顶面也开设有沿螺旋方向盘绕的滚珠槽，该滚珠槽内也嵌有等距排布且布满滚珠槽的滚珠。
12.优选地，所述的双线变螺距螺杆上位于上方的螺旋线顶端起始段比位于下方的螺旋线顶端起始段短。
13.更优选地，所述的双线变螺距螺杆上位于上方的螺旋线螺纹高度高于位于下方的螺旋线螺纹高度。
14.更优选地，所述双线变螺距螺杆的两条螺旋线顶部侧面均为外高内低的倾斜面。
15.优选地，所述的单个花盆运输机构包括输送电机、主动轮、传送带底座、从动轮和传送带；所述的主动轮和从动轮均铰接在传送带底座上，且通过传送带连接；主动轮由输送电机驱动；传送带的输入端位于底座的下通道下方。
16.更优选地，所述的主动轮和从动轮之间设有若干滚动轮；滚动轮与传送带底座通过连接架固定连接；所述的传送带内设有张紧装置。
17.该适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置分离花盆的方法，具体如下：
18.步骤一、先取出成叠的花盆，将垂直定位导杆组的两根导杆插入成叠花盆对应的漏水孔内；然后，将串有成叠花盆的垂直定位导杆组嵌入顶板的上通道内，水平制动端盖由顶板支撑。
19.步骤二、启动驱动电机，驱动电机经同步带轮和同步带带动四根双线变螺距螺杆等速转动。
20.步骤三、每次四根双线变螺距螺杆的螺旋线顶端起始段均朝内时，最底部的花盆在重力作用下从顶板的上通道下落，花盆边缘被旋转的双线变螺距螺杆自动卡入两条螺旋线之间较小的那侧间距内；随着双线变螺距螺杆的不断旋转，不断有花盆卡入双线变螺距螺杆的两条螺旋线之间较小的那侧间距内。
21.步骤四、卡入双线变螺距螺杆的两条螺旋线之间较小的那侧间距内的花盆随双线变螺距螺杆的旋转逐渐下降，且由于双线变螺距螺杆的变螺距作用，下面的花盆与上一个花盆之间的间距逐渐变大；当下面的花盆被双线变螺距螺杆的螺旋线底端结束段旋出时，实现与上一个花盆的分离，并在重力作用下从底座的下通道落入单个花盆运输机构上，被单个花盆运输机构输出。
22.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
23.1.本发明基于传送效率考虑，采用传送带连续运转的输送模式，而本发明的花盆
定位机构采用两根平行的导杆，保证了花盆仅在竖直方向运动，在水平面上不会因摩擦力旋转，从而保证花盆以稳定姿态下落，间距一致地排列在传送带上，有利于后续流水线生产；显然，若花盆下落到传送带上时发生自转，花盆在传送带上的位置必然是不稳定和不确定的，从而影响排列在传送带上的一致性。而为了进一步消除摩擦产生的静电吸附作用力以及相邻两花盆间的真空负压产生的吸附力对花盆相对于传送带的自转和倾斜角度的影响，本发明的花盆分离机构中，双线变螺距螺杆设计成拥有双线、多圈、线性增大的螺纹，能实现相邻两花盆的逐步缓慢分离，分离过程平稳、柔和。
24.2.本发明的花盆分离机构中，对四根双线变螺距螺杆应用了同步带传动，使得四根双线变螺距螺杆拥有同样的转速，加上四根双线变螺距螺杆的安装相位角差别，使得花盆与各双线变螺距螺杆的接触点都在同一相位，进一步保证了花盆一直水平、匀速地顺着螺杆被向下输送，最终间距一致地排列在传送带上。
25.3.本发明的花盆分离机构中，双线变螺距螺杆拥有双螺线结构，沿双螺线排列的螺齿之间距离恒定且有一定倾斜角，能稳定卡住花盆边缘。同时上方螺线的螺齿高于下方螺线的螺齿，使得花盆在随双线变螺距螺杆运动时有更大的有效受力面积，能有效保护花盆表面。
26.4.本发明的花盆分离机构专门设计四个变螺距螺杆，具备同时分离正方形成叠花盆和圆形成叠花盆的功能，填补了一定的市场空白。
27.5.本发明的花盆分离机构的驱动电机和单个花盆输送机构的输送电机由控制器关联控制，其速度相关联，保证传送带上的花盆不会间距过大降低效率，也不会间距过小造成花盆磕碰甚至重叠，并可根据生产需要协调调节速度，且调节方便。
28.6.本发明机构简单、成本低，且操作简单，仅涉及花盆放入、关电机两种人工操作；电机均为低速转动，装置整体安全可靠。
附图说明
29.图1为本发明适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置的整体结构示意图；
30.图2为本发明中定位与承载机构的结构示意图；
31.图3为本发明中垂直定位导杆组插入花盆漏水孔的结构示意图；
32.图4为本发明中花盆分离机构的结构示意图；
33.图5为本发明中双线变螺距螺杆上的滚珠分布示意图；
34.图6为本发明中花盆分离机构分离圆形花盆和方形花盆的示意图；
35.图7为本发明中单个花盆运输机构的结构示意图；
36.图中：01、定位与承载机构；02、花盆分离机构；03、单个花盆运输机构；0201、安装板；0202、水平制动端盖；0203、顶板；0204、安全挡板；0205、底座；0301、推力轴承；0302、滚子轴承；0303、双线变螺距螺杆；0304、驱动电机；0305、同步带；0306、同步带轮；0307、螺杆垫台；0308、滚珠；0401、主动轮；0402、限位板；0403、传送带底座；0404、滚动轮；0405、连接架；0406、从动轮；0407、张紧装置；0408、传送带。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
38.如图1所示，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01、花盆分离机构02和单个花盆运输机构03；定位与承载机构01用于限制花盆只能在竖直方向上移动，或在水平平面内轻微偏转；花盆分离机构02用于将成叠的花盆分离成单个下落到单个花盆运输机构03上；单个花盆运输机构03用于运输花盆分离机构02分离下来的单个花盆。
39.如图2和3所示，定位与承载机构01包括垂直定位导杆组、水平制动端盖0202、顶板0203和底座0205；基于塑料花盆大多采用多漏水孔的结构，垂直定位导杆组由固定在安装板0201底部且平行设置的两根导杆组成；两根导杆分别穿过成叠花盆对应位置的漏水孔后，花盆只能在竖直方向移动，但设计时将导杆的直径做成比漏水孔孔径略小，使花盆在水平方向能发生轻微的偏转，避免分离塑料花盆时压裂漏水孔；水平制动端盖0202固定在顶板0203上；顶板0203与底座0205通过安全挡板0204固定连接；垂直定位导杆组置于水平制动端盖0202的中心孔内，安装板0201由水平制动端盖0202支撑；顶板0203开设有上通道；底座0205开设有下通道；单个花盆运输机构03的输入端位于底座0205的下通道下方。
40.如图4、5和6所示，花盆分离机构02包括双线变螺距螺杆0303、驱动电机0304、同步带0305和同步带轮0306；四根双线变螺距螺杆0303竖直且沿周向均布在顶板0203和底座之间；双线变螺距螺杆0303的两端分别与顶板0203和底座0205构成转动副，且双线变螺距螺杆0303的底端固定有同步带轮0306；各双线变螺距螺杆0303底端的同步带轮0306通过同步带0305连接；其中一根双线变螺距螺杆0303的底端由驱动电机0304驱动；其中，驱动电机0304采用盘式电机；双线变螺距螺杆0303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0303的轴向保持不变；四根双线变螺距螺杆0303的结构和尺寸完全一致，但每相邻两根双线变螺距螺杆0303安装的相位角相差90
°
，且四根双线变螺距螺杆0303安装的相位角均不相等，使得其中一根双线变螺距螺杆0303的螺旋线顶端起始段朝内时，其余三根双线变螺距螺杆0303的螺旋线顶端起始段也均朝内。
41.作为一个优选实施例，如图4所示，顶板0203还开设有位于上通道外沿且周向均布的四个支承孔；每根双线变螺距螺杆0303的顶端通过滚子轴承0302和推力轴承0301支承在顶板0203对应的支承孔内，底端与螺杆垫台0307构成转动副，螺杆垫台0307由底座0205支承。
42.作为一个优选实施例，如图5所示，双线变螺距螺杆0303上位于上方的螺旋线底面开设有沿螺旋方向盘绕的滚珠槽，滚珠槽内嵌有等距排布且布满滚珠槽的滚珠0308。
43.作为一个更优选实施例，如图5所示，双线变螺距螺杆0303上位于下方的螺旋线顶面也开设有沿螺旋方向盘绕的滚珠槽，该滚珠槽内也嵌有等距排布且布满滚珠槽的滚珠0308。
44.作为一个优选实施例，如图4所示，双线变螺距螺杆上位于上方的螺旋线顶端起始段比位于下方的螺旋线顶端起始段短，使得花盆直接落在下方螺旋线的顶端起始段上，花盆边缘更容易进入两条螺旋线之间较小的那侧间距内。
45.作为一个优选实施例，如图4所示，双线变螺距螺杆上位于上方的螺旋线螺纹高度高于位于下方的螺旋线螺纹高度，有利于将花盆边缘卡入两条螺旋线之间较小的那侧间距内，且有利于增大花盆与螺旋线的接触面积，减少花盆边缘的损坏。
46.作为一个优选实施例，如图4所示，双线变螺距螺杆的两条螺旋线顶部侧面均为外
高内低的倾斜面，可防止工作时花盆边缘脱出。
47.作为一个优选实施例，如图7所示，单个花盆运输机构03包括输送电机、主动轮0401、传送带底座0403、从动轮0406和传送带0408；主动轮0401和从动轮0406均铰接在传送带底座0403上，且通过传送带0408连接；主动轮由输送电机驱动；传送带0408的输入端位于底座0205的下通道下方。
48.作为一个更优选实施例，如图7所示，主动轮和从动轮0406之间设有若干滚动轮0404；滚动轮0404与传送带底座0403通过连接架0405固定连接，用于支撑传送带，协同滚动；传送带内设有张紧装置0407，用于张紧传送带。
49.作为一个更优选实施例，如图7所示，传送带两侧均设有限位板0402，限位板0402与传送带底座0403通过连接架0405固定，用于避免花盆掉出传送带。
50.该适应于多种形状塑料花盆叠堆的花盆分离装置分离花盆的方法，具体如下：
51.步骤一、先取出成叠的花盆，将垂直定位导杆组的两根导杆插入成叠花盆对应的漏水孔内；然后，将串有成叠花盆的垂直定位导杆组嵌入顶板0203的上通道内，水平制动端盖0202由顶板0203支撑。
52.步骤二、启动驱动电机0304，驱动电机0304经同步带轮0306和同步带0305带动四根双线变螺距螺杆0303等速转动。
53.步骤三、每次四根双线变螺距螺杆0303的螺旋线顶端起始段均朝内时，最底部的花盆在重力作用下从顶板0203的上通道下落，花盆边缘被旋转的双线变螺距螺杆0303自动卡入两条螺旋线之间较小的那侧间距内；随着双线变螺距螺杆0303的不断旋转，不断有花盆卡入双线变螺距螺杆0303的两条螺旋线之间较小的那侧间距内。
54.步骤四、卡入双线变螺距螺杆0303的两条螺旋线之间较小的那侧间距内的花盆随双线变螺距螺杆0303的旋转逐渐下降，且由于双线变螺距螺杆0303的变螺距作用，下面的花盆与上一个花盆之间的间距逐渐变大；当下面的花盆被双线变螺距螺杆0303的螺旋线底端结束段旋出时，实现与上一个花盆的分离，并在重力作用下从底座0205的下通道落入单个花盆运输机构03上，被单个花盆运输机构03输出，可以输至后续的栽植等设备上。
55.其中，当步骤一加入的成叠花盆全部被分离后，停止驱动电机0304，取出水平制动端盖0202和垂直定位导杆组，重复步骤一到步骤四，即可实现新一批成叠花盆的分离工作。可见，本发明兼顾生产安全性，防止旋转的双线变螺距螺杆0303与操作人员直接接触。
56.其中，由于花盆受垂直定位导杆组的两根导杆限位，在双线变螺距螺杆0303上传输时不会发生自转，掉落到单个花盆运输机构03上时，即使单个花盆运输机构03有运输速度，花盆也不容易发生位置偏移甚至倾倒的情况，保证了单个花盆运输机构03上相邻花盆的间距一致性，使花盆排列整齐；另外，花盆边缘主要与螺旋线上的滚珠0308接触，进行滚动摩擦，进一步减小花盆偏转的趋势，避免双线变螺距螺杆0303输送塑料花盆时导杆压裂花盆的漏水孔，且能减小双线变螺距螺杆0303对花盆边缘的损伤。