CN113575285A - 5g数据互联蟹味菇自动化生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种5G数据互联蟹味菇自动化生产系统，属于食用菌生产装置技术领域，其中，菌种依次通过智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，最终形成蟹味菇，自动化程度高，减轻工人的工作负担，且蟹味菇的收益好。
Description
技术领域
本发明涉及食用菌生产装置，具体涉及一种5G数据互联蟹味菇自动化生产系统。
背景技术
21世纪以来，食用菌产业得到了快速的发展，从传统的大棚生产过度到现在的工厂化生产，从曾经的手动机械化操作到现在的自动化一体化机械生产，从个体户、公司发展到上市企业，品种也从单一的金针菇生产到真姬菇、杏鲍菇、鹿茸菇等多种系列产品。随着互联网时代的到来，5G大数据智能化时代的到来，对食用菌产业发展也是一场革命。
近二十年食用菌产业快速发展，但是大部分流程仍然停留在手工操作，即使是一些大型食用菌工厂依然采用的是人工经验配料，手动套袋，手动接种，手动转运，技术人员凭经验检查生长状况，手动采收。对于现阶段的智能化自动化套袋系统，智能转运系统所知甚少，对大数据进行分析更是无从着手，或者即使知道也是心有余而力不足。因为生产系统的改变意味着原有生产的工艺的抛弃，甚至停产。
因此，提供一种自动化程度高且操作方便的5G数据互联蟹味菇自动化生产系统，已是一个值得研究的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动化程度高且操作方便的5G数据互联蟹味菇自动化生产系统。
本发明的目的是这样实现的：一种5G数据互联蟹味菇自动化生产系统，包括智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，菌种依次通过智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，最终形成蟹味菇。
进一步的，所述智能配料系统包括储料仓、前输送线、计量仓、控制面板、搅拌机、自动加水系统、原料数据分析仪和后输送线。
进一步的，所述全自动装瓶溯源系统包括终端条形码，条码识别器和后台数据中心。
进一步的，所述AGV转运系统包括上位调度系统、地面导引系统和车载控制系统。
进一步的，所述培养室巡检分析系统包括车体端，云服务器端和监控客户端。
进一步的，所述自动上架卸架系统包括上架平台机、倍增机构提升机、推筐机构和第一PLC控制系统。
进一步的，所述自动采收包装系统包括机械手、驱动系统和第二PLC控制系统。
本发明的有益效果是：
1、本发明智能配料系统可以对每批次生产原料进行记录分析共享，后期对产品配方的优化和问题溯源提供有效的数据支撑；
2、全自动装瓶溯源系统主要改进之处在于对产品的溯源，以筐为单位，对框上面的条码进行扫码识别可以清晰的查询到生产过程中的原料配方、菌种类别、培养房间和培养条件；
3、AGV转运系统是现阶段的工厂化生产的一个亮点，可以避免人为操作不当带来的严重后果；
4、智能灭菌冷却系统，通过人为录入控制数据，以AGV转运之后，通过自动识别可以自动化关闭/开启灭菌仓门，自动控制灭菌过程，这对于现阶段的工厂化生产也是一个巨大的创新；
5、自动化接种系统，可以对液体菌种菌种接种量进行控制，对接种过程进行故障报警；
6、培养室巡检分析系统通过红外线对培养瓶进行扫描，通过感应识别培养料的温度和生长状况，传输给环境控制系统和中央控制中心，及时有效的发现问题和解决问题；
7、与传统的人工上架下架不同，自动上架卸架系统，通过机械臂的作用，可以对每一筐培养瓶上架，培养结束之后自动下架，输送至采收间。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作以下说明：
一种5G数据互联蟹味菇自动化生产系统，包括智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，菌种依次通过智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，最终形成蟹味菇。
所述智能配料系统包括储料仓、前输送线、计量仓、控制面板、搅拌机、自动加水系统、原料数据分析仪和后输送线，将主物料投入储料仓内，由前输送线传送至搅拌机内，其他多种辅料分别投入各自的计量仓内，预先将所需要的原料数量输入到控制面板内，通过设备连动或手动开启的方式准确无误的将各种物料按照事先计算的比例输送到搅拌机内。搅拌机达到设定的时间和数量后自动停止。投料口挡板门自动关闭，下一个投料挡板门开放，随之投向下一个搅拌机进行同样的操作。
物料投送完毕，搅拌机会自动开启开始干搅拌，达到预定的时间，供水系统自动供水，自动检测仪器会同步更新原料含水量和其他信息，达到预定的水分，经原料数据采集判断无误之后，搅拌机开始放料，经后输送线输送至装瓶机。
控制面板可以对原料数据进行实时显示，数量设定，投放方式更改，手动/自动相互切换，加水量和原料数据进行实时显示，故障报警，紧急停止，历史数据保存查看，同步上传到中央控制中心等多样化办公。
所述全自动装瓶溯源系统包括终端条形码，条码识别器和后台数据中心，终端条形码以筐为单位，经过激光喷码，固定于筐的外侧，经过条码识别器之后会自动的录入当前处于的操作流程相关数据信息，方便后期通过扫码仪器识别。
条码识别器安装于输送带的的侧端，与后台数据中心相连接，周转筐经过输送带到达扫码器时会自动感应识别，录入相关数据信息。
后台数据终端服务器，与生产中的各个环节的数据相对接。在条码识别器识别条形码之后，会接收相关信号，经过系统处理之后，自动对接当前操作流程的相关信息，同步更新数据，自动录入到条形码，方便扫码查询识别跟踪；全自动装瓶溯源系统是原料在装瓶之前会进行扫码识别，这是基于每一筐都有一款独一无二的条形码，经过每一道操作流程都会自动扫码识别录入信息。
AGV转运系统即是AGV-无人搬运车，是指装备有电磁或光学等等自动导引装置，能够引规定的导引路径行驶，具有安全孢菇以及各种移载功能的运输车，以可充电蓄电池为动力来源，一般可以通过电脑来控制其行进路线以及行为，所述AGV转运系统包括上位调度系统、地面导引系统和车载控制系统，上位调度系统及车载控制系统，在已知或未知的环境中，给定起始点和目标点。agv后台通过一系列的指标和数据进行组合和计算，通过优化算法选最优路径或次优路径，进行单独行或者交叉通行。后台根据位置坐标的内外顺序依次摆放，分配任务，以坐标终点agv车辆自动转移至下一个工作区域。当电池电量不足时会向控制系统发出申请，及时前往充电桩进行充电。
地面导引系统是有电磁导航，磁带导航，视觉导航，激光导航等多种形式，本系统只要利用激光导航作为导引方式。在agv车辆上安装激光发射装置，行驶路径的周围安装精确的激光反射板，通过采集的激光束确定当前的位置和方向，并通过连续的几何运算来实现agv的导引。
Agv车辆由车体由减速箱，电机，车轮等组成，采用48v直流工业蓄电池为动力系统；驱动装置由车轮，减速器，电机及速度控制器等部分组成，直线行走速度达到1米/秒，转弯时0.2-0.5米/秒，接近停位点0.1米/秒；车身的转向装置能够前后及回转全方位运动；采用叉车式主动装卸方式；车身配有红外光非接触式防碰传感器和接触式防碰传感器，并且能够自动声音报警及信号灯报警。
智能灭菌冷却系统在原有灭菌器控制面板的基础上，利用现有技术，实现远程控制操作。中控制室设立有主机系统，可以实现远程的监控和操作。同时可以对灭菌过程和数据参数进行记录，与灭菌筐条形码相互同步，便于后期问题溯源。
自动接种系统液体菌种工作程序启动之后，输送辊道运行，瓶筐运送到指定位置之后，压盖机固定住瓶体和框体，启盖机拔开瓶盖，接种驱动结构运行移动至接种位置，发出信号，16组电磁阀同时启动，按照程序设定的接种量均匀喷洒，然后接种驱动机构返回，发出信号，启盖机复位，将瓶盖盖到瓶口上，随后压盖机松开瓶体和框体，发出信号，允许辊道运转，将瓶体送出，接种过程结束，后续循环接种。
所述培养室巡检分析系统是基于人工智能和5G数据高速传输发展起来的一种无人化，信息化，智能化的农业系统。通过对培养室的温湿度，二氧化碳浓度等环境参数的自动感应，利用一种短耗能自组网的短程无线通讯技术实现传感器的传输，所有数据汇聚到中央控制中心，自动控制各种环境设备的自动运行；通过无线网关与互联网相连，利用手机或者远程计算机实时掌握农作物现场的生长状态信息，及时作出调整，所述培养室巡检分析系统包括车体端，云服务器端和监控客户端，巡检机器人的机械部件由24V锂电池提供动力，四个轮子的履带式底盘，保证在各种环境下顺利通行；整体车架采用钢结构；主要部分是电子部件，由传感器采集模块，直流电机模块，GPS+GPRS模块及算法处理模块，传感器模块（温湿度传感器，光照传感器，二氧化碳传感器，超声波传感器）。云服务器采用阿里云服务平台，客户端采用TCP/IP协议和云服务器进行交互，不仅可以实施查看当前培养瓶的生长状况，还可以对历史数据进行分析。
所述自动上架卸架系统包括上架平台机、倍增机构提升机、推筐机构和第一PLC控制系统，上架平台机由三层升降台组成，每层升降台可以容纳2排菌筐，再由液压缸提升到一定的高度，与传送带相连接。菌筐全部码放到位，升降机会上升到预定的高度，经过推筐机构推送到对应的对应的位置。
倍增机构提升机是叉车上常用的装置。液压缸向上升起，通过链条带动升降平台向上运动，形成一个动滑轮机构，液压支撑杆的行程为链条行程的一半，支撑杆支撑力为链条提升力的二倍，这样液压缸就能通过较小的行程实现提升平台较长的工作行程。
推筐机构主要是通过气体压缩产生大于1mpa的气压推动菌筐移动到培养架。气压的工作介质是空气，不会造成污染，能够远距离供气，易于实现系统的自动化控制。气压系统气压站放在固定的地点，进行集中供气，通过气管供应给行走上架机，通过气压杆的伸出和缩回晚上上筐任务。
第一PLC控制系统是一种可编程的控制器，采用一种能编程的存储器，能用于内部的存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算数等面向用户的指令，并通过数字与模拟输入、输出控制上架机的操作过程。
所述自动采收包装系统包括机械手、驱动系统和第二PLC控制系统，机械手包括手抓，手腕、手臂、基座，能够按照蟹味菇采收的动作要求完成拔取、翻转，转位等动作。
驱动系统采用液压系统中的液压油的压力来提供动力，因为工作操作系统需要的压力和流量不是很大，设计使用电磁换向阀的液压回路可以较好的提高采收过程中自动化程度。
第二PLC控制系统的设计思路是让该机械手的部件顺序动作，在任一时间段机械手都只有一个部件被驱动，而各个部件的运动方式和范围都受PLC系统的制约。蟹味菇采收动作开始时，机械手设定在准备状态，第一步手臂下降，下降完成后，手爪抵达蟹味菇的制定高度，进行第二步手爪夹紧；为完成采摘动作，手腕带动手爪及蟹味菇旋转90度；完成上述动作后，机械手向上提升完成采摘动作；手臂摆动180度，实现蟹味菇的转移；随后抵达制定的包装箱内，手爪松开，与称量包装系统联动完成采收包装工作。
本发明智能配料系统可以对每批次生产原料进行记录分析共享，后期对产品配方的优化和问题溯源提供有效的数据支撑，全自动装瓶溯源系统主要改进之处在于对产品的溯源。以筐为单位，对框上面的条码进行扫码识别可以清晰的查询到生产过程中的原料配方，菌种类别，培养房间和培养条件，AGV转运系统是现阶段的工厂化生产的一个亮点，可以避免人为操作不当带来的严重后果；智能灭菌冷却系统，通过人为录入控制数据。以AGV转运之后，通过自动识别可以自动化关闭/开启灭菌仓门，自动控制灭菌过程。这对于现阶段的工厂化生产也是一个巨大的创新；自动化接种系统，可以对液体菌种菌种接种量进行控制，对接种过程进行故障报警。而智能搬运可以对周转筐进行智能卸架，输送，上架；培养室巡检分析系统通过红外线对培养瓶进行扫描，通过感应识别培养料的温度和生长状况，传输给环境控制系统和中央控制中心，及时有效的发现问题和解决问题；与传统的人工上架下架不同，自动上架卸架系统，通过机械臂的作用，可以对每一筐培养瓶上架，培养结束之后自动下架，输送至采收间。
Claims (7)
1.一种5G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：包括智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，菌种依次通过智能配料系统、全自动装瓶溯源系统、AGV转运系统、智能灭菌冷却系统、自动化接种系统、培养室巡检分析系统、自动上架卸架系统和自动采收包装系统，最终形成蟹味菇。
2.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述智能配料系统包括储料仓、前输送线、计量仓、控制面板、搅拌机、自动加水系统、原料数据分析仪和后输送线。
3.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述全自动装瓶溯源系统包括终端条形码，条码识别器和后台数据中心。
4.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述AGV转运系统包括上位调度系统、地面导引系统和车载控制系统。
5.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述培养室巡检分析系统包括车体端，云服务器端和监控客户端。
6.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述自动上架卸架系统包括上架平台机、倍增机构提升机、推筐机构和第一PLC控制系统。
7.根据权利要求1所述的G数据互联蟹味菇自动化生产系统，其特征在于：所述自动采收包装系统包括机械手、驱动系统和第二PLC控制系统。
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