自动化软盆分离装置、系统及分离方法与流程

本发明涉及花卉移栽装置技术领域，具体而言涉及自动化软盆分离装置、系统及分离方法。

背景技术：

在花卉移栽过程中，需要将单个软盆从一摞软盆中分离出来，而将软盆逐个分离是工作量非常大的一环。使用人工分离存在效率低下、劳动强度大、环境恶劣等问题，因此将机械自动化设备引入花卉产业势在必行。

现有的分盆方式主要有：

利用螺旋叶片旋转递进放落，螺旋叶片递进式结构简单、稳定、效率高，主要用于不易变形且盆与盆之间边缘有空隙的类型的盆组，尤其适用于硬质盆组。配合吸盘吸附，使盆与盆之间分离的方式，这种方式对盆外形是否规整要求较高。

而目前主流的塑料软盆轻薄易变形，且由于生产工艺问题导致其盆与盆边缘之间甚至有粘黏，在生产运输过程中往往被紧密压实堆叠，缝隙很小，且盆与盆之间的间距也不均匀，不容易使用上述设备分离使用。因此亟需一种自动化软盆分离装置。

现有技术文献：

专利文献1：cn209554354u盆栽装盆机的自动分盆机构

专利文献2：cn109729794a一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机的取分盆机构

专利文献3：cn109757166a一种盆栽花卉穴盘苗全自动移栽机及其控制系统

技术实现要素：

本发明目的在于提供自动化软盆分离装置，能够克服盆与盆之间在边缘粘连，不从盆边缘分离软盆，从目标盆的内壁吸引软盆，使其发生变形，消除盆与盆之间的负压，达到分离软盆的目的。

为了实现上述目的，本发明提供自动化软盆分离装置，包括：

设置于盆组分离方向的增阻部件，在盆组分离时提供对盆组边沿的阻力；

设置于盆组分离方向的驱动件，其驱动端设有吸盘，所述吸盘能被所述驱动件驱动至第一位置状态、第二位置状态或第三位置状态，所述吸盘连接负压源；

其中，所述吸盘被设置成能在第一位置状态贴附于盆组待分离目标盆的内壁，并能吸住该目标盆运动至第二位置状态，使目标盆内壁形变，破坏目标盆与盆组之间的负压状态；

由所述驱动件驱动吸盘吸附单盆移动至第三位置状态脱离盆组。

优选的，所述增阻部件包括能与盆组边沿接触的刚性或弹性凹凸结构。

优选的，所述增阻部件包括弹片或刚性片，被设置于盆组的上方，在目标盆被分离时阻止盆组持续向分离方向运动。

优选的，所述增阻部件包括齿板或毛刷，被设置成位于盆组的上方或至少与目标盆的边沿接触，以在目标盆被分离时阻止盆组持续向分离方向运动。

优选的，所述增阻部件被设置成具有能与盆组边沿接触的弧面或平面。

优选的，还包括设置于盆组底部的治具，具有设置于吸盘贴合方向的支撑壁，以限制目标盆被吸盘贴合时向外产生形变。

优选的，所述支撑壁被设置成自盆组底部单盆被吸附高度位置延伸至盆组底部，用于支撑盆组侧壁，阻止其在纵向上发生形变。

优选的，所述吸盘被设置成平行于同一径向平面交错分布的两个，所述吸盘的吸附端向外，使吸盘能从内部贴附于目标盆内壁。

优选的，所述驱动件包括驱动吸盘往复于第一位置状态和第二位置状态的往复式驱动部件驱动，以及驱动吸盘往复于第二位置状态和第三位置状态的第一线性驱动件。

优选的，所述往复式驱动部件包括y型夹指气缸。

本发明提出另外一种软盆分离方法，使用上述的自动化软盆分离装置，包括以下步骤：

步骤s1，使用驱动件控制吸盘移动至盆组待分离目标盆处的预定位置；

步骤s2，驱动吸盘贴附目标单盆的内壁，待吸盘连通负压源吸住目标单盆后，向内收缩吸盘，使被吸附的单盆发生形变，破坏盆与盆之间的负压环境；

步骤s3，使用驱动件沿盆组轴向提拉吸盘，同时，使用增阻部件在盆组边沿提供摩擦阻力，以限制整个盆组跟随运动，使被吸附的单盆与盆组分离；

步骤s4，重复上述步骤直至盆组被分离完毕。

在步骤s3中，增阻部件在盆组分离之前即贴触盆组的边沿。

在步骤s3中，增阻部件在盆组分离时与盆组贴触。

本发明提供另外一种技术方案，一种自动化软盆分离系统，包括：

多个上述方案中的自动化软盆分离装置；

承托板，定义用于承托盆组的承载面；

承载框架，具有能使所述承托板沿分离方向运动的空间，多个所述增阻部件被设置到所述承载框架上；

第二线性驱动部件，被固定到所述承载框架上，用于驱动承托板沿分离方向运动，使盆组运动至所述增阻部件下方；

第三驱动部件，能带动自动化软盆分离装置往复于取盆位置和放盆位置。

优选的，所述增阻部件被设置成能与所述承载框架滑动连接，以改变所述增阻部件与盆组边沿在径向方向的间距。

优选的，所述第三驱动部件包括线性轨迹的驱动部件或环形轨迹的驱动部件。

优选的，还包括设置于承托板上的治具，具有设置于吸盘贴合方向的支撑壁，以限制目标盆被吸盘贴合时向外产生形变。

本发明提供另外一种软盆分离方法，使用上述方案中的自动化软盆分离系统，包括以下步骤：

步骤s1，将多个盆组放置在对应数量的承托板治具中；

步骤s2，使用驱动件控制吸盘移动至盆组待分离目标盆处的预定位置，在此过程中，承托板被第二线性驱动部件驱动持续或间续性的移动至增阻部件下方；

步骤s3，驱动吸盘贴附目标单盆的内壁，待吸盘连通负压源吸住目标单盆后，向内收缩吸盘，使被吸附的单盆发生形变，破坏盆与盆之间的负压环境；

步骤s4，使用驱动件沿盆组轴向提拉吸盘，同时，使用增阻部件在盆组边沿提供摩擦阻力，以限制整个盆组跟随运动，使被吸附的单盆与盆组分离；

步骤s5，使用第三驱动部件将已分离的目标单盆由分离位置转移至释放位置，吸盘负压源断开释放目标单盆；

步骤s6，重复步骤s2至步骤s5，直至盆组被分离完毕。

优选的，在步骤s2中，多个盆组中的目标盆交替或同时的与盆组分离。

优选的，在步骤s5中，第三驱动部件带动第一线性驱动件以往复式或循环式方式由分离位置/释放位置转移至释放位置/分离位置。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明自动化软盆分离装置的结构示意图；

图2是本发明自动化软盆分离装置的原理结构示意图；

图3是本发明自动化软盆分离装置中吸盘吸附软盆变形时的示意图；

图4是本发明自动化软盆分离装置分离软盆时的示意图；

图5是本发明自动化软盆分离装置中承载框架的结构示意图；

图6是本发明自动化软盆分离装置中承载框架框体的结构示意图；

图7是本发明自动化软盆分离装置中承载框架底座的结构示意图；

图8是本发明自动化软盆分离装置中承托板的结构示意图；

图9是本发明自动化软盆分离装置中增阻部件的结构示意图；

图10是本发明自动化软盆分离装置中吸盘及其驱动件的结构示意图；

图11是本发明自动化软盆分离装置中第三驱动部件的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意自动化软盆分离装置及分离方法来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

目前主流的塑料软盆轻薄易变形，且由于生产工艺问题导致其盆与盆边缘之间甚至有粘黏，在生产运输过程中往往被紧密压实堆叠，盆与盆之间会形成负压不容易分离，另外盆与盆边沿之间的间距也不均匀，现有技术中的分离装置主要是利用盆与盆边沿之间的间隙来分离，往往达不到很好的分离效果，本发明旨在实现，通过吸附目标单盆的内壁，使其变形，破坏盆与盆之间的负压环境，使盆容易分离，而不是采用嵌入到盆沿间隙的方式，以提高分离效果。

结合图2所示，设置于盆组100分离方向的第一线性驱动件21，第一线性驱动件21伸缩端设有能沿盆组100径向运动的吸盘24，其中，吸盘24具有第一位置状态和第二位置状态，吸盘24连接负压源。

第一线性驱动件21目的在于驱动吸盘24沿盆组100轴线方向运动，具体为，当吸盘24吸附软盆内壁时，并向内位移一定距离，使软盆形变后，驱动吸盘24向上运动至第三位置状态，使软盆与盆组分离，当吸盘24上未吸附软盆时，驱动吸盘24向下运动，待吸附软盆内壁。

在可选的示例中，第一线性驱动件21为电动缸或气缸等线性驱动件，由于吸盘24需要气源驱动，第一线性驱动件21优选为气缸，以下以气缸为例，气缸包括缸体和伸缩杆，吸盘24被设置在气缸的伸缩杆上，通过连接在气缸进/出气端的电磁阀控制气缸的伸缩。

进一步的，结合图9所示，在气缸的伸缩端设置了能控制吸盘24在盆组100径向(优选为垂直于软盆内壁方向)伸缩的驱动件，尤其是往复式的驱动部件，气缸、电动缸或连杆机构等。

本实施例中，由于软盆内空间有限，优选为y型夹指气缸23，两个吸盘24在空间内平行交错，以减小在直径方向占用的空间，能控制吸盘24处于第一位置状态和第二位置状态，其中，吸盘24被设置成能在第一位置状态贴附于盆组待分离单盆的内壁，并能吸住该单盆运动至第二位置状态，使单盆内壁形变。

如此，本实施例中由第一线性驱动件21和y型夹指气缸23组成驱动件，驱动吸盘24在第一位置状态、第二位置状态和第三位置状态之间转换。

具体的，在y型夹指气缸23的动作端使用螺纹连接在动作端231的连接座22，连接座22能微调与动作端231之间的角度，吸盘24被设置成通过螺纹安装在连接座22上，以使吸盘24适应不同软盆内壁的角度，连接座22上具有与吸盘24连通的气管。

优选的，吸盘24被设置成呈对称分布的两个，吸盘24的吸附端向外，使吸盘24能从内部贴附于盆组内壁，吸盘24选用薄唇边型，能更好的贴附在盆的内壁。

可选的，吸盘24也可以被设置成大于两个，即软盆直径较大时，可以容纳更多的吸盘24。

进一步的，在盆组100分离方向设置增阻部件35，增阻部件35被设置成，在盆组100分离时提供对盆组100边沿的阻力，其可以在分离之前并不与盆组100边沿接触，也可以设置成在分离之前就已经和盆组100边沿预接触。

如此，结合图2所示，y型夹指气缸23驱动吸盘24贴附在软盆内壁，吸盘24连接负压源，吸盘24吸附住软盆内壁。结合图3所示，y型夹指气缸23复位，使吸盘24向内收缩，使软盆产生形变，空气进入到盆与盆之间，破坏之前盆与盆之间的负压环境，使盆与盆之间容易被分离。结合图4所示，第一线性驱动件21向上提拉吸盘24，吸盘24带动软盆向上运动，增阻部件35则对盆组的边缘提供摩擦力，阻止非目标软盆向上运动，而目标软盆提拉力大于其阻力则被分离，实现分离软盆。

进一步的，如图8所示，在盆组100下方设有能对盆组100外壁进行支撑的治具331，治具331被设置成至少包括位于盆组外侧的支撑壁，支撑壁对应吸盘24的吸附方向，能防止吸盘24抵触在盆组100中最后一个或几个软盆内壁时导致软盆变形，防止增阻部件35无法与盆沿接触，或无法通过增阻部件35。

进一步的，为了防止吸盘24吸附软盆时由于向外的张开导致软盆发生变形，在盆组的外侧设置支撑壁，支撑壁被设置成自盆组底部单盆被吸附高度位置延伸至盆组底部，用于支撑盆组侧壁，阻止其在纵向上发生形变。

如此，当最后一个或几个软盆支撑力不足时，当吸盘24向外张开时，由于支撑壁的限制作用，阻止软盆变形，也在纵向上形成支撑，避免由于盆组进给使对软盆纵向上的挤压变形。

优选的，治具331被设置成仿盆型，尤其是如图8所示的薄壁圆台形状，具有一个容腔332，用来容纳盆组。

在可选的实施例中，治具331还可以被设置成其他形状，但至少具有位于盆组底部边缘的支撑环，以及自支撑环延伸至最后一个单盆被吸盘吸附的高度位置的支撑壁，其中支撑壁内壁是弧面。

本实施例中，吸盘24吸引软盆的形变量根据软盆实际工艺试验获得，保持软盆在盆口不变形的情况下，而能破坏盆与盆之间的负压状态。

进一步的，增阻部件35具有与盆组100边沿接触的刚性或弹性凹凸结构，旨在能在盆组中目标软盆被分离时，在盆组的边缘提供摩擦力，以阻止其他软盆向上运动，达到好的分离效果。

可选的示例中，增阻部件35为弹片或刚性片，最好是在与盆组100的接触端具有1-3mm的刃部，被设置于盆组的上方，在目标盆被分离时，由于阻挡盆沿，使其变形，并在通过刃部时，将两个相贴合的边沿分离，阻止盆组持续向分离方向运动。

可选的示例中，增阻部件35包括齿板或毛刷，被设置成位于盆组的上方或至少与目标盆的边沿接触，以在目标盆被分离时阻止盆组持续向分离方向运动，如此，当目标盆被吸附向上运动时，其边沿与下方盆边沿粘附，随之向上，受到齿板或毛刷面的阻挡作用，使粘连的盆边沿被分离，并由于齿板或毛刷接触面大，对下方的盆组中盆与盆边沿具有更好的分离效果。

在上述实施例中，增阻部件35被设置在软盆边沿的一侧，增阻部件35被设置成具有能与盆组100边沿接触的弧面或平面，其中，增阻部件35的厚度以及与软盆的接触面积，依据选择的材料确定。

本发明提供一种软盆分离方法，使用上述方案中的自动化软盆分离装置，包括以下步骤：

包括以下步骤：

步骤s1，使用驱动件控制吸盘24移动至盆组100待分离目标盆处的预定位置；

步骤s2，驱动吸盘24贴附目标单盆的内壁，待吸盘连通负压源吸住目标单盆后，向内收缩吸盘，使被吸附的单盆发生形变，破坏盆与盆之间的负压环境；

步骤s3，使用驱动件沿盆组轴向提拉吸盘，同时，使用增阻部件35在盆组边沿提供摩擦阻力，以限制整个盆组跟随运动，使被吸附的单盆与盆组分离；

步骤s4，重复上述步骤直至盆组被分离完毕。

本发明还提出一种自动化软盆分离系统，结合图1所示，送盆机构3、取盆机构2和转移机构1，送盆机构3主要是用于盛放盆组，并向取盆机构2方向送盆，取盆机构2利用吸盘从内壁吸附住盆内壁并向上提取，使盆分离，转移机构1将分离后的软盆转移并释放，再重新分离盆组中的软盆。

结合图5所示，为了能补偿被分离后盆组100高度下降，在可选的实施例中，可以驱动吸盘24随软盆减少而逐步下降其吸附高度。

本实施例中，在盆组下方设置承托板33，承托板33定义承托盆组的承载面。进一步的，承载框架31具有能使承托板33沿分离方向运动的空间，增阻部件35被固定到承载框架31上。第二线性驱动部件34被固定到承载框架31上。

如此，第二线性驱动部件34驱动承托板31沿分离方向运动，使盆组100运动至增阻部件35内侧，使吸盘24每次下降到预定高度即可吸附到软盆的内壁，再提拉分离软盆。

进一步的，第二线性驱动部件34可以采用步进式或持续进给式的方式驱动盆组100向上运动。

在可选的实施例中，第二线性驱动部件34选用电动缸、带传动机构、链传动机构或重物配合滑轮组的方式，优选的，本实施例中第二线性驱动部件34为气缸。

结合图5-图7所示，本实施例中，承载框架31的底部设有底板32，其下端面向下延伸到底板32上的有支撑杆312和限位杆313(图6所示)，上部设有用于安装第二线性驱动部件34的安装端面311，第二线性驱动部件34的输出端设有滑块331，其中，底板32上设有安装支撑杆312的插槽321，以及安装支撑杆312的插孔322。另外，还设有固定承托板33的螺栓孔323。

进一步的，结合图8所示，承托板33上设有被支撑杆312贯穿的孔335，承托板33有能对盆组100外壁进行支撑的治具331，治具331被设置成至少包括位于盆组外侧的支撑壁，支撑壁对应吸盘24的吸附方向，能防止吸盘24抵触在盆组100中最后一个或几个软盆内壁时导致软盆变形，防止增阻部件35无法与盆沿接触，或无法通过增阻部件35。

进一步的，为了防止吸盘24吸附软盆时由于向外的张开导致软盆发生变形，在盆组的外侧设置支撑壁，支撑壁被设置成自盆组底部单盆被吸附高度位置延伸至盆组底部，用于支撑盆组侧壁，阻止其在纵向上发生形变。

如此，当最后一个或几个软盆支撑力不足时，当吸盘24向外张开时，由于支撑壁的限制作用，阻止软盆变形，也在纵向上形成支撑，避免由于盆组进给使对软盆纵向上的挤压变形。

优选的，治具331被设置成仿盆型，尤其是如图8所示的薄壁圆台形状，具有一个容腔332，用来容纳盆组。

在可选的实施例中，治具331还可以被设置成其他形状，但至少具有位于盆组底部边缘的支撑环，以及自支撑环延伸至最后一个单盆被吸盘吸附的高度位置的支撑壁，其中支撑壁内壁是弧面。

结合图6和图9所示，进一步的，增阻部件35被设置成能与承载框架31滑动连接，以改变增阻部件与盆组100边沿在径向方向的间距。

本实施例中，增阻部件35包括带有圆槽的板材，板材的一侧设有把手351，在板材圆槽的内壁形成摩擦壁面352，其直径大于软盆的直径，拉动把手351即可控制摩擦壁面352与盆组边缘的间距，改变摩擦力大小以及适应不同直径的盆组100，优选的，增阻部件35的滑动方向和盆组分离方向垂直。

结合图1和图11所示，第三驱动部件能带动第一线性驱动件21往复于取盆位置和放盆位置，第三驱动部件包括无杆气缸11，在无杆气缸11上设置固定座13用于固定无杆气缸11的位置，其移动端安装有滑台12，第一线性驱动件21安装在滑台上。

如此，能驱动第一线性驱动件21往复于取盆位置和放盆位置，实现取盆-分盆-放盆，其中滑台12可以安装多个第一线性驱动件21。

在可选的实施例中，无杆气缸11可以替换为其他驱动件，例如，环形轨迹的驱动件，具体为电机驱动的齿圈或其他环形构件，或使用传送带或传动链等实现环形运动轨迹，带有多个第一线性驱动件21驱动的由吸盘24组成的分盆机构，如此，第一线性驱动件21不需要进行往复运动，可以进行循环取盆，达到更高的分盆速度。

本发明提供另一种技术方案，一种自动化软盆分离方法，利用上述的自动化软盆分离系统，包括以下步骤：

步骤s1，将多个盆组放置在对应数量的承托板治具中；

步骤s2，使用驱动件控制吸盘移动至盆组待分离目标盆处的预定位置，在此过程中，承托板33被第二线性驱动部件驱动持续或间续性的移动至增阻部件35下方；

步骤s3，驱动吸盘24贴附目标单盆的内壁，待吸盘连通负压源吸住目标单盆后，向内收缩吸盘，使被吸附的单盆发生形变，破坏盆与盆之间的负压环境；

步骤s4，使用驱动件沿盆组轴向提拉吸盘24，同时，使用增阻部件35在盆组边沿提供摩擦阻力，以限制整个盆组跟随运动，使被吸附的单盆与盆组分离；

步骤s5，使用第三驱动部件将已分离的目标单盆由分离位置转移至释放位置，吸盘负压源断开释放目标单盆；

步骤s6，重复步骤s2至步骤s5，直至盆组被分离完毕。

进一步的，在步骤s2中，多个盆组中的目标盆交替或同时的与盆组分离，结合图1所示，转移机构1被替换成单独驱动取盆机构2时，两个盆组可以被上方的取盆机构2交替式的分盆。

进一步的，在步骤s5中，第三驱动部件带动第一线性驱动件以往复式由分离位置/释放位置转移至释放位置/分离位置，如，第一线性驱动件为气缸，气缸驱动第一线性驱动件往返与分离位置和释放位置。或以循环式方式，如，第三驱动部件为环形轨迹的驱动件，带有多个第一线性驱动件21驱动其下方的吸盘24循环的取盆分盆，如此，第一线性驱动件21不需要进行往复运动，循环取盆能达到更高的分盆速度。

以上述自动化软盆分离系统为例，结合图1、5、8、10所示，将增阻部件35从承载框架31中取出，向承托板33上的治具331内放置适量的盆组100，随后将增阻部件35放回。分盆装置各部分回到初始位置；

第一线性驱动件21驱动y型夹指气缸23以及气缸上装有的吸盘24至盆组最上方待分离单个盆内的指定高度；

随后控制y型夹指气缸23带动吸盘24张开，使吸盘24贴合软盆内壁；紧接着在外置真空发生装置作用下使得吸盘24吸附在盆内壁上。待些许时间后y型夹指气缸23收回，拉扯软盆内壁使之产生一定量的形变、破坏该盆与邻盆之间的真空环境以及边缘的黏结；

第一线性驱动件21沿竖直方向将盆拉扯出，使目标分离的盆脱离盆组；

无杆气缸11带动第一线性驱动件21线性运动至指定放盆点，随后第一线性驱动件21将盆竖直送至指定位置；

y型夹指气缸23张开，断开真空吸力从而单盆得以在重力作用下和吸盘24分离；

随后第一线性驱动件21竖直复位，紧接着各部件逐一复位，循环工作直至放入的盆被完全分离。

具体的，增阻部件35位于盆组100外沿，具有与盆组100接触的增阻部件，在盆组分离时提供对盆组边沿的阻力，增阻部件具有与盆组边沿接触的刚性或弹性凹凸结构。

结合以上实施例，本发明利用吸盘能吸附盆组的内壁，通过吸附目标单盆的内壁，使其变形，破坏盆与盆之间的负压环境，使盆容易分离，而不是采用嵌入到盆沿间隙的方式，因此对盆组生产工艺要求低，对不同盆组的质量适应好，达到好的软盆分离效果。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。