CN109691353A - 一种卧式香菇菌棒自动套袋装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，包括机架、位于机架上方的取袋机构、开口机构以及撑圆套袋机构。取袋机构的光电传感器感应到保水膜后，吸袋结构将其取出，然后传送至开口机构；设置在开口机构上的上下对称的开口吸盘打开袋口，撑圆套袋机构的撑圆支架进入袋口，通过反向运动的圆弧撑圆支架将袋口撑紧、撑圆；撑圆套袋机构运动，将保水膜套在卧式香菇菌棒自动装袋机的出料筒上，然后各机构复位。随后取袋机构通过菌袋转换，按照同样的流程将菌料袋套在有保水膜的出料筒上。本发明实现保水膜和菌料袋的高效自动套袋作业，操作简单，提高套袋作业的自动化程度，降低劳动成本；减少因人工操作造成的杂菌引入，提升香菇品质。
Description
技术领域
本发明涉及食用菌套袋机械技术领域，尤其涉及一种卧式香菇菌棒自动套袋装置。
背景技术
香菇是我国生产量最大的食用菌品种，也是我国出口创汇的十大农产品之一，目前我国的香菇栽培以菌棒方式为主。传统的卧式香菇菌棒装袋机在进行菌料装袋时，许多地方需人工协作完成，费时费力，生产效率低，不能适应香菇规模化生产。尤其是在套袋时，需要人工将保水膜及菌种袋套在出料筒上，操作复杂，生产效率低，并且容易感染杂菌。
中国专利CN 105059634 A公开了一种食用菌菌棒的立式自动套袋机，包括送袋机构、吸袋套袋机构和和撑圆装料机构，送袋机构用于连续不断的向吸袋套袋机构输送菌料袋，吸袋套袋机构用于将送袋机构上的菌种袋吸起，并吸开袋口，翻转套在撑圆装料机构的下料口上，撑圆装料机构用于将套在下料口的菌种袋撑紧，并进行装料。这种装置能够完成自动套袋与菌料装袋，但装袋效果与卧式香菇菌棒自动装袋机的装袋效果相比较差，且该装置仅能套菌料袋一种袋子，并不能满足将保水膜和菌料袋依次套在出料筒上的要求
因此需要一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，可以直接加装在卧式香菇菌棒自动装袋机上，且能依次将保水膜及菌料袋套在卧式香菇菌棒自动装袋机的出料筒上。而目前这种卧式香菇菌棒自动套袋装置市场上是没有的，卧式香菇菌棒自动套袋装置的研究对于促进香菇菌棒工厂化生产具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了提高香菇菌棒生产效率，解决卧式香菇菌棒自动装袋机生产菌棒时人工套袋费时费力的问题，具体采用取袋机构取送保水膜，随后开口机构撑开保水膜袋口，最后撑圆套袋机构将袋口撑紧、撑圆并套在卧式香菇菌棒自动装袋机的出料筒上，在套上保水膜后采用同样的操作将菌料袋也套在出料筒上，实现保水膜及菌料袋的高效自动套袋作业。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，是由机架、取袋机构、开口机构以及撑圆套袋机构组成的，所述机架包括底部支撑架，所述底部支撑架上沿轴向方向依次设置有取袋机构支架、开口机构支架以及撑圆套袋机构支架，所述取袋机构支架下方设置有保水膜盒和菌料袋盒，所述保水膜盒和菌料袋盒对齐放置，所述取袋机构由传动结构和吸袋结构组成，所述吸袋结构包括导轨，所述导轨安装在取袋机构支架上，导轨靠近开口机构一侧设有限位开关，导轨上设置有滑块，所述滑块上安装有取袋支撑板，所述取袋机构支架两端安装有第二步进电机和滑轮，所述第二步进电机传动杆上设置有同步带轮，第二步进电机与滑轮通过同步带与取袋支撑板连接，所述取袋支撑板上安装有第一步进电机和两个直线运动轴承法兰，所述第一步进电机传动杆上设置有绳轮，所述直线运动轴承法兰中设置有导向杆，所述导向杆下端安装有光杆连接件，所述光杆连接件通过一根塑料绳穿过取袋支撑板与第一步进电机上的绳轮相连，所述吸袋结构包括光杆，所述光杆一端沿轴向方向连接在光杆连接件上，光杆另一端沿径向方向安装有取袋气缸，所述取袋气缸活塞杆与取袋吸盘托板连接，所述取袋吸盘托板上并排安装有取袋吸盘，取袋吸盘托板一侧安装有光电传感器，所述开口机构包括开口机构支架，所述开口机构支架的上下横梁上分别安装有两个开口气缸，所述开口气缸与安装有开口吸盘的开口吸盘托板连接，所述撑圆套袋机构包括无杆气缸、撑圆支架和套袋气缸，所述无杆气缸沿轴向方向安装在撑圆套袋机构支架上，无杆气缸的滑块上沿径向方向安装有套袋气缸，所述套袋气缸的气缸活塞杆上设置有滚珠丝杠连接件，所述撑圆支架由两段圆弧形支架构成构成，两段圆弧形支架之间由两个滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠的一端连接有丝杠电机，其中一个滚珠丝杠的联轴器与滚珠丝杆连接件相连。
优选的，所述保水膜盒及菌料袋盒的长、宽均分别大于保水膜和菌料袋1mm,所述保水膜盒两侧要开两个尺寸相同的矩形缺口，矩形缺口宽度大于所述取袋气缸和所述取袋吸盘托板组成的吸袋结构的宽度，缺口高与保水膜盒高度相等，菌料袋盒靠近保水膜盒一侧也要开一个缺口，缺口位置与保水膜盒缺口位置对齐，缺口形状大小与保水膜盒上缺口形状大小相同。
优选的，所述取袋气缸活塞杆处于收缩状态时，取袋吸盘托板下方正对着保水膜盒，当取袋气缸活塞杆处于伸出状态时，取袋吸盘托板下方正对着菌料袋盒。
优选的，所述取袋机构的取袋吸盘托板侧面安装的光电传感器红外线发射方向朝下，当所述光电传感器检测距离小于所述取袋吸盘托板底面与所述取袋吸盘的吸嘴之间的垂直距离时，所述取袋机构停止向下移动并开始吸附保水膜或菌料袋。
优选的，所述开口机构分为上下两部分并对称安装于所述开口机构上下横梁之间，所述上横梁安装有第一开口气缸，所述第一开口气缸的活塞杆一端安装有开口吸盘托板，所述开口吸盘托板上安装有开口吸盘，当所述上下对称设置的第一开口和第二开口气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述上下对称的开口吸盘能够一一对应接触。
典型地，所述第一开口气缸的活塞杆的伸缩用于带动所述上半部分开口吸盘做向上的开口运动，所述第二开口气缸活塞杆的伸缩用于调整保水膜和菌料袋在开口机构的放置高度，使其位于所述撑圆支架下半圆弧的最低点下方2mm处。
典型地，所述开口吸盘托板上有3个用于安装所述开口吸盘的通孔，实现所述开口吸盘安装位置可调。
优选的，所述撑圆套袋机构的滚珠丝杠螺纹杆部分的前半段螺纹旋向为右旋，后半段螺纹旋向为左旋。
优选的，所述撑圆套袋机构的撑圆支架的每段圆弧形支架凸起部分内表面两端的距离应大于卧式香菇菌棒自动装袋机出料筒直径4mm,撑圆支架凸起部分形成的类圆形需能伸进开口机构张开的袋子袋口中，圆弧形支架两端滚珠丝杠连接孔的螺纹旋向为一端左旋一端右旋。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果，本发明能够直接加装在现有的广泛使用的卧式香菇菌棒自动装袋机上进行套带作业，自动套袋的同时保证菌料装袋效果，能够依次将保水膜袋和菌料袋套在香菇菌棒自动装袋机出料筒上，减少因人工操作而引入的杂菌，降低人工成本，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中机架的结构示意图。
图3为本发明中取袋机构的结构示意图。
图4为本发明中取袋机构的传动结构的结构示意图。
图5为本发明中取袋机构的吸袋结构的结构示意图。
图6为本发明中开口机构的结构示意图。
图7为开口机构的开口吸盘托板。
图8为本发明中撑圆套袋机构的结构示意图。
图9为卧式香菇菌棒自动装袋机。
附图号说明：1取袋机构，1100传动结构，1101导轨，1102滑块，1103取袋支撑板，1104滑轮，1105同步带，1106限位开关，1107导向杆，1108绳轮，1109第一步进电机，1110直线运动轴承法兰，1111同步带轮，1112第二步进电机，1113塑料绳，1114光杆连接件，1200吸袋结构，1201光杆，1202取袋气缸连接件，1203取袋气缸，1204取袋吸盘托板，1205取袋吸盘，1206光电传感器；2开口机构，201第一开口气缸，202开口吸盘，203开口吸盘托板，204第二开口气缸；3卧式食用菌菌棒装袋机，301出料筒；4撑圆套袋机构，401丝杠电机，402滚珠丝杠，403撑圆支架，404滚珠丝杠连接件，405撑圆气缸，406无杆气缸；5机架，501底部支撑架，502菌料袋盒，503保水膜盒，504取袋机构支架，505开口机构支架，506撑圆套袋机构支架。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，卧式香菇菌棒自动套袋装置，包括取袋机构1、开口机构2、撑圆套袋机构4、机架5，取袋机构1用于将保水膜及菌料袋取出并送往开口机构，开口机构2用于将取袋机构1送来的袋子的袋口张开，撑圆套袋机构4用于将开口机构2打开的袋子袋口撑圆、撑紧并套在卧式香菇菌棒自动装袋机3的出料筒301上，机架5用于为取袋机构1、开口机构2以及撑圆套袋机构4安装固定提供位置。
如图2所示，机架5包括底部支撑架501、菌料袋盒502、保水膜盒503、取袋机构支架504、开口机构支架505、撑圆套袋机构支架506，，底部支撑架501放置在地面上，底部支撑架501上沿轴向方向依次安装有取袋机构支架504、开口机构支架505和撑圆套袋机构支架506，在取袋机构支架504下方设置有大小相同且对齐放置的菌料袋盒502和保水膜盒503，保水膜盒503及菌料袋盒502的长、宽均分别大于保水膜和菌料袋1mm,保水膜盒503两侧要开两个尺寸相同且对齐的矩形缺口，以保证在取袋机构1取袋时保水膜盒503不与取袋气缸1203和取袋吸盘托板1204发生干涉，缺口高与保水膜盒503高相等，菌料袋盒502靠近保水膜盒503一侧也要开一个缺口，缺口位置与保水膜盒503缺口位置对齐，缺口形状大小与保水膜盒503上缺口形状大小相同。
如图3所示，取袋机构1包括传动结构1100和吸袋结构1200。
如图4所示，传动结构1100的导轨1101在取袋机构支架504上沿着轴向方向水平固定，导轨1101上设置有滑块1102,滑块1102能够沿着导轨1101运动，滑块1102上设置有取袋支撑板1103，第二步进电机1112和滑轮1104固定在取袋机构支架504的两端，第二步进电机1112传动杆上设置有同步带轮1111，同步带轮1111和滑轮1104上绕有同步带1105，同步带1105的两端固定在取袋支撑板1103上，第二步进电机1112转动通过同步带1105带动取袋支撑板1103沿着导轨1101运动，导轨1101上靠近开口机构一侧设有限位开关1106，当滑块1102沿导轨1101运动至限位开关1106处能触动限位开关1106，取袋支撑板1103中部设置有两个直线运动轴承法兰1110，两根导向杆1107分别安装在直线运动轴承法兰1110内，导向杆1107的下端安装有光杆连接件1114，取袋支撑板1103上设置有第一步进电机1109，第一步进电机1109传动杆上设置有绳轮1108，绳轮1108上缠绕有塑料绳1113，塑料绳1113的另一端穿过取袋支撑板1103与光杆连接件1114连接，第一步进电机1109转动能带动吸袋结构1200在竖直方向上运动，传动结构1100开始工作时，第一步进电机1109通过塑料绳1113带动吸袋结构1200向下运动，当光电传感器1206检测距离小于取袋吸盘托板1204底面与取袋吸盘1205的吸嘴之间的垂直距离时，第一步进电机1109停止工作。
如图5所示，吸袋结构1200的光杆1201一端与传动接结构1100的光杆连接件1114相连，另一端设置有取袋气缸连接件1202，取袋气缸连接件1202上沿径向方向安装有取袋气缸1203，取袋气缸1203的活塞杆上安装有取袋吸盘托板1204，取袋吸盘托板1204的上并排安装有四个取袋吸盘1205，取袋吸盘托板1204侧面设置有光电传感器1206，光电传感器1206红外线发射方向朝下，取袋气缸1203伸缩带动取袋吸盘1205移动，当取袋气缸1203活塞杆收缩时四个取袋吸盘1205下方正对着保水膜，取袋吸盘托板1204中心轴指向开口机构2的开口吸盘托板203的对称面，使得取袋支撑板1103沿导轨1101向开口机构2运动时，取袋机构1将保水膜或菌料袋运送到开口机构2的开口吸盘托板上203，当取袋气缸1203活塞杆伸出时四个取袋吸盘1205下方正对着菌料袋。
如图6所示，开口机构2分为上下两部分，上半部分第一开口气缸201的活塞杆一端安装有开口吸盘托板203，开口吸盘托板203上安装有开口吸盘202，开口机构2的下半部分与上半部分为对称安装，当上下对称设置的第一开口气缸201和第二开口气缸204的活塞杆处于伸出状态时，上下对称设置的开口吸盘202能够一一对应接触，第一开口气缸201的活塞杆的伸缩用于带动所述上半部分开口吸盘202做向上的开口运动，所述第二开口气缸204活塞杆的伸缩用于调整保水膜和菌料袋在开口机构2的放置高度，使其位于所述撑圆支架403下半圆弧的最低点下方2mm处。
如图7所示，开口吸盘托板203包括3个用于安装所述开口吸盘202的通孔，用于调整开口吸盘202的安装位置。
如图8所示，撑圆套袋机构4的无杆气缸406沿轴向方向固定在机架5的撑圆套袋机构支架506上，无杆气缸406的滑块上安装有套袋气缸405，撑圆套袋机构4的撑圆支架403由两段相同的互相分离的的圆弧形支架组成，每段圆弧形支架凸起部分内部两端的距离应大于卧式香菇菌棒自动装袋机3出料筒301直径2mm,撑圆支架403凸起部分形成的类圆形需能伸进开口机构2张开的袋口中，圆弧形支架之间由滚珠丝杠402连接，套袋气缸405的活塞杆上安装有滚珠丝杠连接件404，滚珠丝杠402的联轴器固定在滚珠丝杠连接件404上，滚珠丝杠402的螺纹杆前半段螺纹旋向为右旋，后半段螺纹旋向为左旋，圆弧形支架两端与滚珠丝杠402连接处的滚珠丝杠连接孔的螺纹旋向为一端左旋一端右旋，滚珠丝杠402的后端安装有丝杠电机401，丝杠电机401转动从而带动套在不同旋向的滚珠丝杠402螺纹杆的撑圆支架403向相反方向运动。
在实际使用时，保水膜放置在保水膜盒503中，菌料袋放置在菌料袋盒502中，取袋气缸1203在起始状态气缸活塞杆未伸出，吸袋结构1200在第一步进电机1109的带动下向下运动，当运动至与保水膜接触时，光电传感器1206感应距离小于所述取袋吸盘托板1204底面与所述取袋吸盘1205的吸嘴之间的垂直距离时，发出信号使第一步进电机1109停止转动，取袋吸盘托板1204上的取袋吸盘1205在真空泵的作用下，产生吸力，吸起保水膜，吸起后，吸起的保水膜在第一步进电机1109带动下向上运动，直到取袋吸盘1205吸嘴的平面高于开口机构2下半部分的开口吸盘202的吸嘴所在平面2mm时，第一步进电机1109停止运动，这时第二步进电机1112通过同步带1105带动取袋支撑板1103沿导轨1101朝开口机构方向运动，取袋支撑板1103触碰到限位开关1106时，第二步进电机1112停止工作，此时，已经吸附保水膜的取袋吸盘1205运动到上下对称设置的开口吸盘202之间，然后开口机构2的开口吸盘202在真空泵的作用下产生吸力，2s后，取袋吸盘1205停止吸附保水膜，取袋机构1复位，第一开口气缸201的活塞杆伸带动上半部分开口吸盘202向下运动并挤压到下半部分开口吸盘上，上下开口吸盘202稳定吸附保水膜后，第一开口气缸的活塞杆201收缩，保水膜在开口吸盘202的吸力作用下打开袋口，此时，无杆气缸406的滑块朝开口机构2方向运动，当撑圆支架403的圆弧部分进入打开的袋口时，滑块停止运动，这时撑圆支架403上的两个丝杠电机401转动带动滚珠丝杠402转动，使撑圆支架403的两段圆弧形支架形成的开口变大并将袋口撑圆、撑紧，这时无杆气缸406滑块朝着出料筒301方向滑动，同时开口机构2复位，在撑圆支架403移动至靠近卧式香菇菌棒自动装袋机3出料筒301时无杆气缸406滑块停止运动，套袋气缸405活塞杆伸长，直到撑圆支架403的圆弧部分的中心轴与出料筒301的中心轴共线，然后无杆气缸406滑块运动继续朝出料筒301方向运动，将保水膜套在菌棒装袋机3出料筒301上，这时丝杠电机401反向转动使撑圆支架403的两段圆弧形支架形成的开口缩小从而与袋口分离，然后无杆气缸406滑块向前运动一定距离，使撑圆支架403凸出部分移动出袋口，这时丝杠电机401再次带动撑圆支架403的两段圆弧形支架的开口变大，无杆气缸406滑块带动撑圆支架403从出料筒301中退出并复位，在保水膜完成套袋后还需将菌料袋套在保水膜上，菌料袋的套袋在取袋开始时取袋气缸1203的气缸活塞杆应伸出，使取袋吸盘托板1204上的取袋吸盘1205下方对准菌料袋，其余过程与保水膜的实施例相同，在此不再赘述，在将保水膜与菌料袋依次套在卧式香菇菌棒自动装袋机3出料筒301后，完成一个工作循环，整个过程采用机械化控制，控制准确度高，提高了生产效率。
以上所述因为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何改动、等同替换和改进等，均应包括在本发明范围内。
Claims (9)
1.一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：包括机架、取袋机构、开口机构以及撑圆套袋机构，所述机架包括底部支撑架，所述底部支撑架上沿轴向方向依次设置有取袋机构支架、开口机构支架以及撑圆套袋机构支架，所述取袋机构支架下方设置有保水膜盒和菌料袋盒，所述保水膜盒和菌料袋盒对齐放置，所述取袋机构由传动结构和吸袋结构组成，所述吸袋结构包括导轨，所述导轨安装在取袋机构支架上，导轨靠近开口机构一侧设有限位开关，导轨上设置有滑块，所述滑块上安装有取袋支撑板，所述取袋机构支架两端安装有第二步进电机和滑轮，所述第二步进电机传动杆上设置有同步带轮，第二步进电机与滑轮通过同步带与取袋支撑板连接，所述取袋支撑板上安装有第一步进电机和两个直线运动轴承法兰，所述第一步进电机传动杆上设置有绳轮，所述直线运动轴承法兰中设置有导向杆，所述导向杆下端安装有光杆连接件，所述光杆连接件通过一根塑料绳穿过取袋支撑板与第一步进电机上的绳轮相连，所述吸袋结构包括光杆，所述光杆一端沿轴向方向连接在光杆连接件上，光杆另一端沿径向方向安装有取袋气缸，所述取袋气缸活塞杆与取袋吸盘托板连接，所述取袋吸盘托板上并排安装有取袋吸盘，取袋吸盘托板一侧安装有光电传感器，所述开口机构包括开口机构支架，所述开口机构支架的上下横梁上分别安装有两个开口气缸，所述开口气缸与安装有开口吸盘的开口吸盘托板连接，所述撑圆套袋机构包括无杆气缸、撑圆支架和套袋气缸，所述无杆气缸沿轴向方向安装在撑圆套袋机构支架上，无杆气缸的滑块上沿径向方向安装有套袋气缸，所述套袋气缸的气缸活塞杆上设置有滚珠丝杠连接件，所述撑圆支架由两段圆弧形支架构成构成，两段圆弧形支架之间由两个滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠的一端连接有丝杠电机，其中一个滚珠丝杠的联轴器与滚珠丝杆连接件相连。
2.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述保水膜盒及菌料袋盒的长、宽均分别大于保水膜和菌料袋1mm,所述保水膜盒两侧要开两个尺寸相同的矩形缺口，矩形缺口宽度大于所述取袋气缸和所述取袋吸盘托板组成的吸袋结构的宽度，菌料袋盒靠近保水膜盒一侧也要开一个缺口，缺口位置与保水膜盒缺口位置对齐，缺口形状大小与保水膜盒上缺口形状大小相同。
3.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述取袋吸盘托板的宽度大于保水膜和菌料袋的宽度，使得取袋吸盘安装位置能够在保水膜和菌料袋的最大宽度范围调整，当取袋气缸的气缸活塞杆处于收缩状态时，取袋吸盘托板下方正对着保水膜盒，当取袋气缸的气缸活塞杆处于伸出状态时，取袋吸盘托板下方正对着菌料袋盒。
4.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述取袋机构的取袋吸盘托板侧面安装的光电传感器红外线发射方向朝下，当所述光电传感器检测距离小于所述取袋吸盘托板底面与所述取袋吸盘的吸嘴之间的垂直距离时，所述取袋机构停止向下移动并开始吸附保水膜或菌料袋。
5.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述开口机构分为上下两部分并对称安装于所述开口机构上下横梁之间，所述上横梁安装有第一开口气缸，所述第一开口气缸的活塞杆一端安装有开口吸盘托板，所述开口吸盘托板上安装有开口吸盘，当所述上下对称设置的第一开口气缸和第二开口气缸的活塞杆处于伸出状态时，所述上下对称的开口吸盘能够一一对应并接触。
6.根据权利要求5所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述第一开口气缸的活塞杆的伸缩用于带动所述上半部分开口吸盘做向上的开口运动，所述第二开口气缸活塞杆的伸缩用于调整保水膜和菌料袋在开口机构的放置高度，使其位于所述撑圆支架下半圆弧的最低点下方2mm处。
7.根据权利要求6所述一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述开口机构的开口吸盘托板上有3个用于安装所述开口吸盘的通孔，实现所述开口吸盘安装位置可调。
8.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述撑圆套袋机构的滚珠丝杠螺纹杆部分的前半段螺纹旋向为右旋，后半段螺纹旋向为左旋。
9.根据权利要求1所述的一种卧式香菇菌棒自动套袋装置，其特征在于：所述撑圆套袋机构的撑圆支架的每段圆弧形支架凸起部分内表面两端的距离应大于卧式香菇菌棒自动装袋机出料筒直径4mm,撑圆支架凸起部分形成的类圆形需能伸进开口机构张开的袋子袋口中，圆弧形支架两端的滚珠丝杠连接孔的螺纹旋向为一端左旋一端右旋。
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