CN108849253A - 一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置 - Google Patents

Abstract

一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，涉及食用菌栽培设备技术领域，包括基盘，基盘上圆周均布通孔，通孔下方设有固袋组件；在基盘圆周方向依次设有抓取组件、送气装置、装料器、压料器；抓取组件包括位于基盘上下两侧的送袋组件和接送组件，送气装置位于基盘上方，装料器包括一个由上向下指向基盘的物料通道，压料器包括一个可通过通孔向下运动的压料杆和驱动压料杆的第三驱动器。通过该抓取装料装置，可以自动地实现栽培基质袋的抓取‑打开‑装料‑压实的过程，并可保证流水作业中基质装填状态的质量稳定性和前后一致性，便于质量控制，具有自动化程度高、工作效率高、适应于稳定的自动化栽培基质装填流水线等优点。

Description

一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置

技术领域

本发明涉及食用菌栽培设备技术领域，尤其涉及一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置。

背景技术

在食用菌栽培生产的过程中，代料栽培开始得到广泛的应用，代料栽培即使用塑料袋内装填食用菌的栽培基质后种入菌丝的方式进行栽培。相对传统的段木栽培具有减少生产周期、提高空间利用率、提高生物效率且易于采摘的优势。

目前现有的的袋装基质生产一般通过工人手动灌装的方式进行，食用菌生产的自动化进程还主要停留在基质混合、菌丝培育这些工序中，如公开号为CN204697571U所述的一种菌种基质自动装瓶装置只能应用于培育菌种菌丝是的玻璃培养瓶的灌装；如公告号为CN203261812U所述的食用菌培养料混合灌装生产线其公开的内容也只有基质混合输送的机械装置。故在栽培基质装袋的生产工序中自动化程度还比较低，手工灌装具有效率低的问题。

同时，手工灌装具有装填密度、状态不确定、难以控制的问题，在一些较难栽培的菌种种植时无法满足其需求的栽培环境稳定性。如绣球菌 (sparassis crispa) ，该菌类是非褶孔菌目、绣球菌科、绣球菌属，又称绣球覃。绣球菌是一种珍稀名贵的食用菌，营养特别丰富，具有抗肿瘤、提高造血功能、提高免疫力等功效。但是其栽培对温度、湿度、酸碱度都有苛刻的要求，手动灌装无法满足这类菌类对栽培环境的需求。

尤其在栽培基质袋的装料过程中，稳定性、效率较低的手工装料方式对装料质量、装料效率都具有较大的影响。

故市场上亟需一种高自动化、高生产效率、高生产稳定性的食用菌栽培基质装料生产设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，通过该抓取装料装置，可以自动地实现栽培基质袋的抓取-打开-装料-压实的过程，并可保证流水作业中基质装填状态的质量稳定性和前后一致性，便于质量控制，具有自动化程度高、工作效率高、适应于稳定的自动化栽培基质装填流水线等优点。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，包括水平设于机架上的基盘，所述基盘上圆周均布有至少四个通孔，所述通孔下方设有固袋组件；在所述基盘周围沿竖直投影的圆周方向依次设有抓取组件、送气装置、装料器、压料器；所述抓取组件包括位于所述基盘上下两侧的送袋组件和接送组件，所述送袋组件包括备袋槽、第一驱动器、中枢转轴、转臂和取袋器，所述中枢转轴连接所述转臂的一端并横向铰接于所述机架上低于所述基盘的位置，且其端部连接所述第一驱动器，所述取袋器固接于所述转臂的另一端，所述备袋槽位于所述中枢转轴下方，所述接送组件包括一个受位于上端的第二驱动器驱动的接送轴和一个位于所述接送轴下端的机械爪；所述送气装置位于所述基盘上方，包括一个出风口指向所述基盘的喷气泵，所述装料器包括一个由上向下指向所述基盘的物料通道，所述物料通道下端距所述基盘中心的距离与所述通孔距所述基盘中心的距离相等；所述压料器包括一个可通过所述通孔向下运动的压料杆和驱动所述压料杆的第三驱动器。

作为本发明的优选，所述取袋器包括固接于所述转臂的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨上可动安装有第一取袋部，所述第二导轨上可动安装有第二取袋部，所述第一取袋部和第二取袋部相对的表面设有吸取部，所述吸取部管接有一气泵。

作为本发明的优选，所述备袋槽呈前侧与上侧开口的盒状，所述备袋槽底板具有由前侧向后延伸的取袋口。

作为本发明的优选，所述压料杆端部设有一个压头，所述压头直径小于等于所述通孔直径。

作为本发明的优选，所述压头设有若干个贯通的气孔。

作为本发明的优选，所述压料器还包括位于所述基盘下方与所述压料杆对应的夹持器，所述夹持器包括横向夹持部和纵向夹持部。

作为本发明的优选，所述装料器还包括送料绞龙和储料箱，所述储料箱位于地面，所述送料绞龙一端连接所述储料箱，另一端位于所述物料通道上方。

作为本发明的优选，所述固袋组件包括定环、动环及第一动作器，所述定环固接于所述通孔下端的孔周，所述动环为呈包围于所述定环外侧的开口环，所述动环的开口处安装有所述第一动作器。

作为本发明的优选，所述第一动作器包括固接于所述定环侧面的致动器，所述致动器向下延伸有致动部，所述致动部可转位于所述动环的开口处；所述动环的开口两端设有向上的导向部，所述导向部安装于一个具有导向槽的导向片，所述导向片固接于所述定环；所述动环的开口处两端连接有复位件。

作为本发明的优选，所述接送轴下端设有一个气动活塞缸，所述气动活塞缸的活塞杆指向下方，所述机械爪包括若干个绕所述接送轴轴线周向设置的爪片，所述爪片包括一个基体，所述基体上端设有与所述接送轴可转固接的连接部，所述基体侧面设有与所述活塞杆铰接的受动部，所述基体下端设有爪头。

本发明的有益效果在于：

1.通过基盘的转动和抓取组件、送气装置、装料器、压料器等的周向设置，实现转动的多工位流水式工作，自动化程度高；

2.送袋组件、接送组件和固袋组件配合实现对栽培基质袋的抓取-撑开-套装，自动化程度高、安装效率高；

3.装料器和压料器的配合实现向固定后的栽培基质袋内装填基质并压实的过程，自动化程度高、装填效果好。

附图说明

图1为本发明的三维示意图；

图2为本发明的抓取组件的局部三维示意图；

图3为本发明接送组件下穿于固袋组件时的局部三维示意图；

图4为本发明固袋组件处的放大示意图；

图5为本发明压料组件处的局部三维示意图；

图中各项分别为：1基盘，11通孔，2固袋组件，21定环，22动环，23第一动作器，231致动器，232致动部，233导向部，234导向片，235导向槽，24复位件，3抓取组件，31备袋槽，311取袋口，32第一驱动器，33中枢转轴，34转臂，35取袋器，351第一导轨，352第二导轨，353第一取袋部，354第二取袋部，355吸取部，36接送轴，37第二驱动器，38机械爪，381爪片，382连接部，383受动部，384爪头，39气动活塞缸，391活塞杆，4喷气泵，41出风口，5装料器，51物料通道，52送料绞龙，53储料箱，6压料器，61压料杆，62第三驱动器，63压头，631气孔，64横向夹持部，65纵向夹持部。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

如图1、2、3、4、5所示的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，包括水平设于机架上的受电机控制可转的圆盘形的基盘1，基盘1上圆周均布有八个通孔11，每一个通孔11下方都安装有固袋组件2，固袋组件2包括定环21、动环22及第一动作器23，定环21焊接于通孔11下端的孔周，动环22为呈包围于定环21外侧的开口环，动环22的开口处安装有第一动作器23。第一动作器23包括焊接于定环21侧面的伺服电机构成的致动器231，致动器231向下延伸有椭圆柱体形状的致动部232，致动部232可转位于动环22的开口处；动环22的开口两端设有向上的T型截面柱状的导向部233，导向部233安装于导向片234的两个导向槽235内，导向片234焊接于定环21的外表面；动环22的开口处两端连接有拉伸弹簧构成的复位件24。在基盘1周围沿竖直投影的圆周方向依次设有抓取组件3、送气装置、装料器5、压料器6，本实施例中的上述装置间依次呈45°、45°、90°的相位角差值，基盘1在电机的驱动下呈间隔一段时间转动45°的运动状态。抓取组件3包括位于基盘1上下两侧的送袋组件和接送组件，送袋组件包括备袋槽31、第一驱动器32、中枢转轴33、转臂34和取袋器35，中枢转轴33连接转臂34的一端并横向铰接于机架上低于基盘1的位置，且其端部连接第一驱动器32，第一驱动器32为转动角度为90°的转角气缸，取袋器35固接于转臂34的另一端，备袋槽31位于中枢转轴33下方，在工作时，转臂34在第一驱动器32的作用下以中枢转轴33为轴心90度转动，即在向下从备袋槽31中抓取栽培基质袋的竖直状态与横向位于通孔下方的水平状态下切换。取袋器35包括螺接于转臂34的第一导轨351和第二导轨352，上述两个导轨平行并列设置，同时其延伸方向为一中枢转轴33为圆心的径向。第一导轨351上可动安装有第一取袋部353，第二导轨352上可动安装有第二取袋部354，上述两个取袋部通过双向气缸可动连接在对应的导轨上。在指向转臂34的视角上看，第一导轨351相对第二导轨352更长且位于靠近转臂34边缘的一侧，第一取袋部353呈由转臂34边缘向其中心延伸的长方体，第二取袋部354呈由两个导轨接触的边缘向转臂中心延伸的长方体，第一取袋部353和第二取袋部354相对的表面设有吸取部355，吸取部355为两个孔周具有橡胶垫圈的气孔，气孔通过取袋部内的管道管接有气泵。备袋槽31呈前侧与上侧开口的盒状，备袋槽31底板具有由前侧向后延伸的取袋口311。接送组件包括一个受位于上端的第二驱动器37驱动的接送轴36和一个位于接送轴36下端的机械爪38，接送轴36在第二驱动器37的驱动下可进行穿过通孔11的竖直方向的直线运动，第二驱动器37为双向的气动活塞缸。接送轴36下端螺接有一个气动活塞缸39，气动活塞缸39的活塞杆391指向下方，机械爪38包括六个绕接送轴36轴线周向设置的爪片381，爪片381包括一个基体，基体上端设有与接送轴36铰接的连接部382，基体侧面设有受动部383，受动部383呈杆状，其两端分别于活塞杆391和基体铰接，基体下端设有爪头384。送气装置位于基盘1上方，包括一个出风口41指向基盘1的喷气泵4。装料器5包括一个由上向下指向基盘1的物料通道51，物料通道51下端距基盘1中心的距离与通孔11距基盘1中心的距离相等，装料器5还包括送料绞龙52和储料箱53，储料箱53位于地面，送料绞龙52倾斜设置，一端连接储料箱53，另一端受到支架的支撑且其端部位于物料通道51上方。压料器6包括一个可通过通孔11向下运动的压料杆61和驱动压料杆61的第三驱动器62，第三驱动器62为双向的气动活塞缸，压料杆61端部一体成型有一个圆柱状的压头63，压头63直径小于等于通孔11直径。压头63上机加工有多个上下贯通的气孔631。压料器6还包括位于基盘1下方与压料杆61对应的夹持器，夹持器包括两个水平方向间隔相对设置的圆弧板件形状的横向夹持部64和一个水平圆盘状的纵向夹持部65，横向夹持部64通过滑槽可动连接于支架并分别连接有一个双向的气动活塞缸实现相对接近/远离的运动，纵向夹持部65通过一个向上设置的双向气动活塞缸安装于支架上。

在工作时，以抓取组件3处为A工位，以送气装置处为B工位，以装料器5处为C工位，以压料器6处为D工位。

栽培基质袋为圆柱形的塑料袋，其圆柱顶部为开口，在进行装填前为压扁的矩形形状，其两侧贴合。通过输送带或吸盘等方式以一个个相继的方式进入备袋槽31处于A工位处，其袋口位于取袋口311的上方。此后，转臂34转动至向下的竖直位置，第一取袋部353和第二取袋部354在转下前移动至相互远离的状态，从而在转下后分别位于袋口的下方和上方。此后，第一取袋部353和第二取袋部354相向移动将袋口夹住，同时吸取部355连接的气泵工作抽气，形成吸取部355处的负压将袋口吸住，吸取部355处的橡胶圈可以提高形成负压区域的密封效果。此后，第一驱动器32驱动转臂34转动至水平位置，第一取袋部353和第二取袋部354相背移动将其分别吸附的袋口两侧拉开，此时袋口位于处于A工位处的通孔11下方。此后，第二驱动器37的气缸向下工作将接送轴36穿过该通孔11向下，其端部的机械爪38在竖直方向上进入被拉开的袋口。此后，气动活塞缸39向下推出活塞杆391，活塞杆391铰接的受动部383将爪片381撑开，其动作方式类似于雨伞的撑开方式，撑开的爪片381将袋口从内向外的撑起。此后吸取部355连接的气泵停止工作使得第一取袋部353和第二取袋部354与袋口停止吸附，转臂34带动其向下转动离开这一栽培基质袋并进行下一栽培基质袋的吸附。此后，第二驱动器37将接送轴36抬升，袋口在机械爪38的支撑作用下随升并套接在定环21的外侧。动环22的初始位置为致动部232的椭圆长轴方向横置于其开口间，从而处于最大的打开状态，升起的袋口即套接在定环21和动环22之间。此后，致动器231转动致动部232使得其短轴位于动环22的开口间，此时动环22在复位件24的回复收紧作用下收缩至开口与致动部232的短轴方向侧面止抵，收缩后的动环22内径与定环21外径相同，即形成对袋口的卡箍，同时机械爪38收起随接送轴36上升。此后，基盘1转动，卡箍完成的栽培基质袋随该通孔11转动至B工位，此时喷气泵4工作通过出风口41向通孔11内吹送气流，该气流进入袋口后将下方贴合的袋身的吹开，使得整个袋身呈应有的圆柱形状，便于后续基质装填。此后，基盘1转动，该栽培基质袋随通孔11转动至C工位，此时送料绞龙52工作将储料箱53内的生产完成的栽培基质向上输送，并在另一端部送出落入物料通道51中，基质最终通过物料通道51穿过通孔11落入栽培基质袋中，为保证基质不浪费，物料通道51呈由上到下渐小的截面面积，其底部的出料口面积小于通孔11面积，便于基质完全落入。此后，装填完成的栽培基质袋随该通孔11转动至D工位，此时栽培基质袋中的基质呈疏松的状态，横向夹持部64和纵向夹持部65在双向气动活塞缸的作用下分别合拢和升起，形成对栽培基质袋的限位。此后，点驱动器62工作将压料杆61向下穿过通孔11降入栽培基质袋中，其端部的压头63将袋中的基质压实，夹持器的限位可以提高压实效果，形成圆柱形的紧实的基质形状，同时疏松基质中被压出的空气通过气孔631向外逸出，提高基质压实的效果。此后，基盘1转动离开D工位，可通过其他自动化机械或人工将装填压实完成后的栽培基质袋取走进入后续封口、种菌等工序。

上述工作过程中的位置判断由形成开关或红外感应器等常用的工控元件检测，各零部件的动作控制由PLC伺服系统进行控制调节。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，包括水平设于机架上的基盘（1），所述基盘（1）上圆周均布有至少四个通孔（11），所述通孔（11）下方设有固袋组件（2）；在所述基盘（1）周围沿竖直投影的圆周方向依次设有抓取组件（3）、送气装置、装料器（5）、压料器（6）；所述抓取组件（3）包括位于所述基盘（1）上下两侧的送袋组件和接送组件，所述送袋组件包括备袋槽（31）、第一驱动器（32）、中枢转轴（33）、转臂（34）和取袋器（35），所述中枢转轴（33）连接所述转臂（34）的一端并横向铰接于所述机架上低于所述基盘（1）的位置，且其端部连接所述第一驱动器（32），所述取袋器（35）固接于所述转臂（34）的另一端，所述备袋槽（31）位于所述中枢转轴（33）下方，所述接送组件包括一个受位于上端的第二驱动器（37）驱动的接送轴（36）和一个位于所述接送轴（36）下端的机械爪（38）；所述送气装置位于所述基盘（1）上方，包括一个出风口（41）指向所述基盘（1）的喷气泵（4），所述装料器（5）包括一个由上向下指向所述基盘（1）的物料通道（51），所述物料通道（51）下端距所述基盘（1）中心的距离与所述通孔（11）距所述基盘（1）中心的距离相等；所述压料器（6）包括一个可通过所述通孔（11）向下运动的压料杆（61）和驱动所述压料杆（61）的第三驱动器（62）。

2.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述取袋器（35）包括固接于所述转臂（34）的第一导轨（351）和第二导轨（352），所述第一导轨（351）上可动安装有第一取袋部（353），所述第二导轨（352）上可动安装有第二取袋部（354），所述第一取袋部（353）和第二取袋部（354）相对的表面设有吸取部（355），所述吸取部（355）管接有气泵。

3.根据权利要求2所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述备袋槽（31）呈前侧与上侧开口的盒状，所述备袋槽（31）底板具有由前侧向后延伸的取袋口（311）。

4.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述压料杆（61）端部设有一个压头（63），所述压头（63）直径小于等于所述通孔（11）直径。

5.根据权利要求4所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述压头（63）设有若干个贯通的气孔（631）。

6.根据权利要求5所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述压料器（6）还包括位于所述基盘（1）下方与所述压料杆（61）对应的夹持器，所述夹持器包括横向夹持部（64）和纵向夹持部（65）。

7.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述装料器（5）还包括送料绞龙（52）和储料箱（53），所述储料箱（53）位于地面，所述送料绞龙（52）一端连接所述储料箱（53），另一端位于所述物料通道（51）上方。

8.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述固袋组件（2）包括定环（21）、动环（22）及第一动作器（23），所述定环（21）固接于所述通孔（11）下端的孔周，所述动环（22）为呈包围于所述定环（21）外侧的开口环，所述动环（22）的开口处安装有所述第一动作器（23）。

9.根据权利要求8所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述第一动作器（23）包括固接于所述定环（21）侧面的致动器（231），所述致动器（231）向下延伸有致动部（232），所述致动部（232）可转位于所述动环（22）的开口处；所述动环（22）的开口两端设有向上的导向部（233），所述导向部（233）安装于一个具有导向槽（235）的导向片（234），所述导向片（234）固接于所述定环（21）；所述动环（22）的开口处两端连接有复位件（24）。

10.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培基质袋抓取装料装置，其特征在于，所述接送轴（36）下端设有一个气动活塞缸（39），所述气动活塞缸（39）的活塞杆（391）指向下方，所述机械爪（38）包括若干个绕所述接送轴（36）轴线周向设置的爪片（381），所述爪片（381）包括一个基体，所述基体上端设有与所述接送轴（36）可转固接的连接部（382），所述基体侧面设有与所述活塞杆（391）铰接的受动部（383），所述基体下端设有爪头（384）。