CN105501775B - 一种菌菇栽培框自动存取设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种菌菇栽培框自动存取设备，包括货架和菌菇栽培框，两两相邻的货架之间为巷道，每个货架上布置设定层数的栽培框架，所述菌菇栽培框位于所述栽培框架内，所述自动存取设备还包括搬运小车，所述搬运小车位于所述巷道内，所述搬运小车包括前存取单元、后转运单元和输送机构；所述前存取单元包括升降机构和存取框架，所述后转运单元包括沿前后方向布置的后升降机构，所述前存取单元有并排的两个，分别为前左存取单元和前右存取单元；所述后升降机构顶部固定转运机构；所述输送机构包括输送横杆、输送滚筒和移动支架；本发明可以实现在狭窄的巷道内进行作业，收缩后，体积小，工作效率高，成本低，性能可靠。

Description

一种菌菇栽培框自动存取设备

技术领域

本发明涉及农业机械，具体涉及一种菌菇栽培框自动存取设备。

背景技术

随着金针菇产业的蓬勃发展，开始了金针菇立体栽培，金针菇的栽培已经实现了机械化的生产，但是在菌菇栽培框的存取这个环节，还是通过人工搬运的形式，其工作环境阴暗，潮湿，工作强度大；急需一套菌菇栽培框自动存取设备。

发明内容

为了克服现有菌菇栽培框人工存取方式的工作效率较低、工作强度较大的不足，本发明提供一种菌菇栽培框自动存取设备，能够克服上述的缺陷，能够在狭窄的贯通式轨道内进行作业，能够完成立体货架存在高度差条件下的存取。并且能够实现上部与下部同时存取，提高工作效率，节省空间，节约成本，机构的灵活性较大。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种菌菇栽培框自动存取设备，包括货架和菌菇栽培框，两两相邻的货架之间为巷道，每个货架上布置设定层数的栽培框架，所述菌菇栽培框位于所述栽培框架内，所述自动存取设备还包括搬运小车，所述搬运小车位于所述巷道内，所述搬运小车包括前存取单元、后转运单元和输送机构；

所述前存取单元包括升降机构和存取框架，所述存取框架固定在升降机构的动作端的上部，所述存取框架包括两根沿前后方向设置并且带有均匀布置的小孔的横杆和与横杆通过小孔连接的纵向布置的存取滚筒，所述横杆的后部固定有两根竖直的支撑杆，所述的横杆的上部设置有横板，所述横板的上部与升降机构动作端的顶部平齐，所述横板的下部固定有行程倍增装置，所述行程倍增机构的下部固定连接着存取机构；

所述后转运单元包括沿前后方向布置的后升降机构，所述后升降机构顶部固定转运机构，所述转运机构包括两根前后布置且带有均匀小孔的转运横杆和与转运横杆通过小孔连接的纵向布置的转运滚筒，在所述转运横杆和转运滚筒的下部固定着转运横板；所述的转运机构分为上下两层。

所述输送机构包括沿前后方向布置的均匀带有小孔的输送横杆和与输送横杆通过小孔连接的纵向布置的输送滚筒；所述输送横杆和输送滚筒的下部连接移动支架。

进一步：所述前存取单元有并排的两个，分别为前左存取单元和前右存取单元；所述的前左存取单元位于动作端的上部；所述的前右存取单元位于动作端的下部。

再进一步：所述后转运单元中，转运横杆、转运滚筒和转运横板形成转运组件，上下两套转运组件安装在转运支撑杆上，所述转运支撑杆安装在所述后升降机构上。

更进一步：所述行程倍增装置包括上板，在上板上设有可水平移动的中板，在中板上设有可水平移动的下板，中板上设有行程倍增机构，中板由驱动机构驱动水平移动，所述中板及所述下板分别通过一组或两组滑轮机构在所述上板及所述中板上水平移动；所述滑轮机构包括Z型板，Z型板固定在所述上板或所述中板上，可自由滚动的滚轮分别固定在所述中板或所述下板上，位于中板上的滚轮与位于上板上的Z型板相配合，位于下板上的滚轮与位于中板上的Z型板相配合。

优选的：所述行程倍增机构包括下板上表面的齿条和上板下表面的齿条，在所述中板上设有可自由旋转的倍增齿轮，倍增齿轮与下板上表面的齿条和上板下表面的齿条相啮合；所述的驱动机构包括电机，所述的电机通过齿轮齿条机构驱动所述中板水平移动；所述的齿轮齿条机构包括固定中板上的在齿条，在所述电机的转轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮与固定中板上的在齿条相啮合。

进一步：所述栽培框架包括底面和围栏，所述围栏位于底面的四周，所述围栏比底面高。

进一步：所述菌菇栽培框的四周设有翻边。

进一步：所述存取机构包括电动丝杠、传感器、滑块、双向爪和伸缩装置；所述的两个电动丝杠设置在行程倍增机构下板下表面的两边侧，所述的两个电动丝杠之间设置有滑块，所述的滑块下部设置有至少2个伸缩装置，所述的伸缩装置的另一端连接有双向爪，所述的双向爪的两边侧都设置有至少2个传感器。

进一步：所述的货架分为4排，每排11列，每列设置8层，每层放置2排栽培框，每排为4个菌菇框。

进一步：所述的传感器为接近开关，所述的伸缩装置为电磁铁或电动推杆。

本发明中，所述前存取单元有并排的两个，分别为前左存取单元和前右存取单元；所述的前左存取单元位于动作端的上部，由于货架的最底层离地高度小，所述的前右存取单元位于动作端的下部，能够顺利地抓到最底层；前右存取单元负责下部1～4层的抓取，前左存取单元负责下部5～8层的抓取，所述的前左存取单元位于动作端的上部，能够更容易的抓取到第8层的菌菇栽培框；进一步缩小了升降机构的尺寸，降低了成本；此外，通过2套存取单元同时作业，大大地提高了工作效率；

所述后转运单元包括升降机构和转运机构，转运机构分为上下2层，与前左存取单元和前右存取单元配合使用，前右存取单元的菌菇栽培框转运给转运机构的下层，前左存取单元的菌菇栽培框转运给转运机构的上层，两者同时工作互不干扰；升降机构通过升降来调节转运机构的上层或下层的菌菇栽培框转运到输送机构上；

所述巷道的宽度为800mm，所述的栽培框架地宽度为960mm；两两相邻的货架之间为巷道；栽培框架上放置有2排菌菇栽培框，采用双向爪的方式去抓菌菇栽培框的其中一个翻边，然后抬升一定高度，把拖出菌菇栽培框至存取框架；这样的抓取方式使得存取机构的伸出的长度缩短一半，大大增加了效率，也减小了整体重量，制造成本降低。抬升一定高度后拖出，完美的解决了围栏比底面高的问题；因为抓取完一个菌菇栽培框后，例如抓完了左侧的菌菇栽培框，此时的双向爪在存取框架的最右侧，能够更加快速地抓取右侧的菌菇栽培框；采用了行程倍增装置，更进一步加快了抓取的效率。

所述的输送机构分为上下两层，上下两侧可以相对运动，是的运输过程更加灵活。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：提高工作效率，节省空间，节约成本，机构的灵活性较大。

附图说明

图1是货架及搬运机构的结构示意图。

图2是存取框架左侧伸出的结构示意图

图3是存取框架右侧伸出的结构示意图

图4是货架及搬运机构的俯视图。

图5是货架及搬运机构的结构示意图。

图6是图5的Ⅰ局部放大示意图。

图7是转运机构的结构示意图。

图8和图9是行程倍增机构展开状态的结构示意图。

图10是抓取机构抓取内层菌菇栽培框的示意图。

图11是抓取机构抓取外层菌菇栽培框的示意图。

图12是抓取机构的双向爪抓取内层菌菇栽培框翻边的示意图。

图13是抓取机构拖菌菇栽培框的示意图。

图14是菌菇栽培框的结构示意图。

图15是图14的剖视结构示意图。

图16是左存取单元向上层转运机构转运菌菇栽培框的过程示意图。

图17是右存取单元向下层转运机构转运菌菇栽培框的过程示意图。

图18是下层转运机构向输送机构转运菌菇栽培框的过程示意图。

其中，1、货架；11、菌菇栽培框；111、翻边；12、栽培框架；121、底面；122、围栏；2、存取单元；2a、前右存取单元；2b、前左存取单元；20、升降机构；21、横板；22、电动丝杠；23、横杆；24、行程倍增装置；241、上板；242、中板；243、下板；244、滚轮；245、齿条；246、电机；247、驱动齿轮；248、Z型板；249、倍增齿轮；25、传感器；26、伸缩装置；27、滑块；28、存取滚筒；29、双向爪；4、后转运单元；41、后升降机构；42、转运机构；421、转运横板；422、转运横杆；423、转运滚筒；5、输送机构；51、输送横杆；52、输送滚筒；53、移动支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图18，一种菌菇栽培框自动存取设备，包括货架1和菌菇栽培框11，两两相邻的货架1之间为巷道，每个货架上布置设定层数的栽培框架12，所述菌菇栽培框11位于所述栽培框架内，所述自动存取设备还包括搬运小车，所述搬运小车位于所述巷道内，所述搬运小车包括前存取单元2、后转运单元4和输送机构5；

所述前存取单元包括升降机构20和存取框架，所述存取框架固定在升降机构的动作端的上部，所述存取框架包括两根沿前后方向设置并且带有均匀布置的小孔的横杆23和与横杆通过小孔连接的纵向布置的存取滚筒28，所述横杆的后部固定有两根竖直的支撑杆，所述的横杆的上部设置有横板21，所述横板的上部与升降机构动作端的顶部平齐，所述横板的下部固定有行程倍增装置24，所述行程倍增机构的下部固定连接着存取机构；

所述后转运单元包括沿前后方向布置的后升降机构41，所述后升降机构顶部固定转运机构42，所述转运机构包括两根前后布置且带有均匀小孔的转运横杆和与转运横杆通过小孔连接的纵向布置的转运滚筒，在所述转运横杆和转运滚筒的下部固定着转运横板；所述的转运机构分为上下两层。

所述输送机构包括沿前后方向布置的均匀带有小孔的输送横杆51和与输送横杆通过小孔连接的纵向布置的输送滚筒52；所述输送横杆和输送滚筒的下部连接移动支架53。

进一步：所述前存取单元有并排的两个，分别为前左存取单元2a和前右存取单元2b；所述的前左存取单元位于动作端的上部；所述的前右存取单元位于动作端的下部。

再进一步：所述后转运单元中，转运横杆422、转运滚筒423和转运横板421形成转运组件，上下两套转运组件安装在转运支撑杆上，所述转运支撑杆安装在所述后升降机构上。

更进一步：所述行程倍增装置包括上板241，在上板上设有可水平移动的中板242，在中板上设有可水平移动的下板243，中板上设有行程倍增机构，中板由驱动机构驱动水平移动，所述中板及所述下板分别通过一组或两组滑轮机构在所述上板及所述中板上水平移动；所述滑轮机构包括Z型板，Z型板固定在所述上板或所述中板上，可自由滚动的滚轮244分别固定在所述中板或所述下板上，位于中板上的滚轮与位于上板上的Z型板248相配合，位于下板上的滚轮与位于中板上的Z型板相配合。

优选的：所述行程倍增机构包括下板上表面的齿条和上板下表面的齿条245，在所述中板上设有可自由旋转的倍增齿轮249，倍增齿轮与下板上表面的齿条和上板下表面的齿条相啮合；所述的驱动机构包括电机246，所述的电机通过齿轮齿条机构驱动所述中板水平移动；所述的齿轮齿条机构包括固定中板上的在齿条，在所述电机的转轴上设有驱动齿轮247，驱动齿轮与固定中板上的在齿条相啮合。

进一步：所述栽培框架包括底面121和围栏122，所述围栏位于底面的四周，所述围栏比底面高。

进一步：所述菌菇栽培框的四周设有翻边111。

进一步：所述存取机构包括电动丝杠22、传感器25、滑块27、双向爪29和伸缩装置；所述的两个电动丝杠设置在行程倍增机构下板下表面的两边侧，所述的两个电动丝杠之间设置有滑块，所述的滑块下部设置有至少2个伸缩装置26，所述的伸缩装置的另一端连接有双向爪，所述的双向爪的两边侧都设置有至少2个传感器。

进一步：所述的货架分为4排，每排11列，每列设置8层，每层放置2排栽培框，每排为4个菌菇框。

进一步：所述的传感器为接近开关，所述的伸缩装置为电磁铁或电动推杆。

本实施例的工作过程为：搬运小车开进巷道，到达预定位置停下，存取单元的升降机构都位于最低的位置；右存取单元的升降机构开始上升，直到横杆的上表面和最底层栽培框的架围栏上表面相齐平时，升降机构停止升降，存取框架开始工作，存取框架中的行程倍增装置向左伸出，直到双向爪的传感器检测到双向爪左侧的爪子已到达菌菇栽培框翻边的下方，行程倍增装置停止动作，伸缩装置开始伸缩一定距离(例如：3cm)，从而抬升双向爪，使菌菇栽培框一侧的底部边线高于栽培框架的围栏，然后，行程倍增装置收回，拉动菌菇栽培框向右，当行程倍增装置运动到初始状态时，电动丝杠开始动作，带动菌菇栽培框继续向右，直到菌菇栽培框到达存取框架的中间位置，电动丝杠停止动作，伸缩装置带动双向爪向下运动一定距离(例如：3cm)，此时，电动丝杠继续带动双向爪向右运动至最右端；升降机构开始上升，存取框架上升到与转运机构下层齐平时，滚轮开始滚动，将菌菇栽培框从存取框架转运至转运机构下层；转运完成后，左存取单元回到最底层抓取右侧的菌菇栽培框；抓取过程和抓取左侧的菌菇栽培框一致；完成右侧抓取，进行转运，转运完成后；再回到最底层抓取左侧里面一排的菌菇栽培框，完成右侧抓取，进行转运，转运完成后；再回到最底层抓取右侧里面一排的菌菇栽培框的抓取，再进行转运；这样就完成了最底层(第一层)抓取工作。右存取单元的抓取顺序依次为：第一层、第二层、第三层、第四层。

在右存取单元抓取最底层的时候，左存取单元也同时在进行抓取动作；左存取单元的升降机构开始上升，直到横杆的上表面和最顶层(第八层)栽培框的架围栏上表面相齐平时，升降机构停止升降，存取框架开始工作，存取框架中的行程倍增装置向右伸出，直到双向爪的传感器检测到双向爪右侧的爪子已到达菌菇栽培框翻边的下方，行程倍增装置停止动作，伸缩装置开始伸缩一定距离(例如：3cm)，从而抬升双向爪，使菌菇栽培框一侧的底部边线高于栽培框架的围栏，然后，行程倍增装置收回，拉动菌菇栽培框向左，当行程倍增装置运动到初始状态时，电动丝杠开始动作，带动菌菇栽培框继续向左，直到菌菇栽培框到达存取框架的中间位置，电动丝杠停止动作，伸缩装置带动双向爪向下运动一定距离(例如：3cm)，此时，电动丝杠继续带动双向爪向左运动至最左端；升降机构开始下降，存取框架下降到与转运机构上层齐平时，滚轮开始滚动，将菌菇栽培框从存取框架转运至转运机构上层；转运完成后，左存取单元回到最顶层抓取左侧的菌菇栽培框；抓取过程和抓取右侧的菌菇栽培框一致；完成左侧抓取，进行转运，转运完成后；再回到最顶层抓取右侧里面一排的菌菇栽培框，完成右侧抓取，进行转运，转运完成后；再回到最底层抓取左侧里面一排的菌菇栽培框的抓取，再进行转运；这样就完成了最顶层抓取工作。左存取单元的抓取顺序依次为：第八层、第七层、第六层、第五层；

右存取单元先抓取第一层左侧的菌菇栽培框，左存取单元先抓取第八层右侧的菌菇栽培框，这样避免了右存取单元和左存取单元抓取同一侧时侧向力过大，一个先抓第一层，一个先抓第八层，也降低了搬运小车的重心，如果右存取单元的抓取顺序依次为：第一层、第二层、第三层、第四层；左存取单元的抓取顺序依次为：第五层、第六层、第七层、第八层；那么当左存取单元的抓取第八层，右存取单元的抓取第四层，重心就会很高，很不稳定。

所述的行程倍增装置的方案与专利号为“zl2012100627771”的专利公开的技术方案相类似，工作过程为：工作时，电机转动，带动中板运动，从而倍增齿轮滚动，倍增齿轮与上板下表面的齿条的节点为二者的速度瞬心，当倍增齿轮相对于上板下表面的齿条滚动时，下板上表面的齿条将沿倍增齿轮中心运动相同的方向，以倍增齿轮中心两倍的速度平行移动。这样，就实现了行程倍增的效果。

后转运单元通过后升降机构调节转运机构的高度，从而来控制转运机构上下两层，实现转运机构上下两层的菌菇栽培框向输送机构的转运，输送机构将菌菇栽培框输送到仓库外。

输送机构为两层，可以相对滑动来增加长度；下部的移动支架可以方便输送机构移动，移动支架下面的滚轮可以锁定。

小车的停下位置的设定、升降机构的定位和双向爪的定位等，都是均采用现有的常规技术。

Claims (10)

1.一种菌菇栽培框自动存取设备，包括货架和菌菇栽培框，两两相邻的货架之间为巷道，每个货架上布置设定层数的栽培框架，所述菌菇栽培框位于所述栽培框架内，其特征在于：所述自动存取设备还包括搬运小车，所述搬运小车位于所述巷道内，所述搬运小车包括前存取单元、后转运单元和输送机构；

所述前存取单元包括升降机构和存取框架，所述存取框架固定在升降机构的动作端的上部，所述存取框架包括两根沿前后方向设置并且带有均匀布置的小孔的横杆和与横杆通过小孔连接的纵向布置的存取滚筒，所述横杆的后部固定有两根竖直的支撑杆，所述的横杆的上部设置有横板，所述横板的上部与升降机构动作端的顶部平齐，所述横板的下部固定有行程倍增装置，所述行程倍增机构的下部固定连接着存取机构；

所述后转运单元包括沿前后方向布置的后升降机构，所述后升降机构顶部固定转运机构，所述转运机构包括两根前后布置且带有均匀小孔的转运横杆和与转运横杆通过小孔连接的纵向布置的转运滚筒，在所述转运横杆和转运滚筒的下部固定着转运横板；所述的转运机构分为上下两层；

所述输送机构包括沿前后方向布置的均匀带有小孔的输送横杆和与输送横杆通过小孔连接的纵向布置的输送滚筒；所述输送横杆和输送滚筒的下部连接移动支架。

2.如权利要求1所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述前存取单元有并排的两个，分别为前左存取单元和前右存取单元；所述的前左存取单元位于动作端的上部；所述的前右存取单元位于动作端的下部。

3.如权利要求1或2所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述后转运单元中，转运横杆、转运滚筒和转运横板形成转运组件，上下两套转运组件安装在转运支撑杆上，所述转运支撑杆安装在所述后升降机构上。

4.权利要求1或2所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述行程倍增装置包括上板，在上板上设有可水平移动的中板，在中板上设有可水平移动的下板，中板上设有行程倍增机构，中板由驱动机构驱动水平移动，所述中板及所述下板分别通过一组或两组滑轮机构在所述上板及所述中板上水平移动；所述滑轮机构包括Z型板，Z型板固定在所述上板或所述中板上，可自由滚动的滚轮分别固定在所述中板或所述下板上，位于中板上的滚轮与位于上板上的Z型板相配合，位于下板上的滚轮与位于中板上的Z型板相配合。

5.如权利要求4所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述行程倍增机构包括下板上表面的齿条和上板下表面的齿条，在所述中板上设有可自由旋转的倍增齿轮，倍增齿轮与下板上表面的齿条和上板下表面的齿条相啮合；所述的驱动机构包括电机，所述的电机通过齿轮齿条机构驱动所述中板水平移动；所述的齿轮齿条机构包括固定中板上的在齿条，在所述电机的转轴上设有驱动齿轮，驱动齿轮与固定中板上的在齿条相啮合。

6.如权利要求1或2所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述栽培框架包括底面和围栏，所述围栏位于底面的四周，所述围栏比底面高。

7.如权利要求1或2所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述菌菇栽培框的四周设有翻边。

8.如权利要求7所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述存取机构包括电动丝杠、传感器、滑块、双向爪和伸缩装置；两个所述的电动丝杠设置在行程倍增机构下板下表面的两边侧，两个所述的电动丝杠之间设置有滑块，所述的滑块下部设置有至少2个伸缩装置，所述的伸缩装置的另一端连接有双向爪，所述的双向爪的两边侧都设置有至少2个传感器。

9.如权利要求1或2所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述的货架分为4排，每排11列，每列设置8层，每层放置2排栽培框，每排为4个菌菇框。

10.如权利要求8所述的菌菇栽培框自动存取设备，其特征在于：所述的传感器为接近开关，所述的伸缩装置为电磁铁或电动推杆。