KR101068819B1 - 버섯재배용 배지 자동 타공장치 - Google Patents

Abstract

복수개의 버섯 재배용 재배병 내측에 수용된 배지를 상호 연결된 연동구조를 통하여 효율적으로 가압 및 타공하기 위하여, 본 발명은 복수개 열 및 행을 이루어 재배병이 수납된 수납박스를 이동시키는 컨베이어 장치가 연결된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 작업대 상측에 선택적으로 승강되도록 배치되되, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 타공하는 복수개의 타공봉이 구비된 타공부; 상기 타공부에 연결된 연동로드에 의해 상측으로 소정의 이격길이를 가지고 구속되어 연결되며, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 가압하는 가압부; 상기 가압부의 선택적인 가압을 위한 프로파일을 갖도록 외주가 형성되며, 일측이 상기 타공부와 승강로드를 통하여 힌지 연결되며 구동수단의 동력을 전달받아 선택적으로 회전되는 캠부; 및 상기 캠부의 일면측에 상기 캠부의 외주에 의해 선택적으로 가압되어 하강되도록 배치되는 링크기구와 상기 가압부를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 제공한다.

Description

버섯재배용 배지 자동 타공장치{apparatus for punching culture medium of planting mushroom automatically}

본 발명은 버섯재배용 배지 자동 타공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 버섯 재배용 재배병 내측에 수용된 배지를 상호 연결된 연동구조를 통하여 효율적으로 가압 및 타공하는 버섯재배용 배지 자동 타공장치에 관한 것이다.

일반적으로 버섯은 영양소공급원으로서 단백질, 당, 지질, 필수 미량원소, 비타민 등을 다양하게 함유하고 있을 뿐만 아니라, 특유의 색상, 향, 미감을 구비하여 기호학적으로 우수한 영양식품으로 각광받고 있다.

이러한 버섯의 재배를 위해서는 버섯의 생육을 위한 환경의 구축과 아울러 다수의 세심한 배양작업이 필요하다. 이와 같이 다수의 섬세한 작업과정으로 인하여 생산성 및 경제성이 저하되므로, 근래에는 버석 종균의 배양과 그를 통한 재배를 공정 단위로 자동화하여 생산성 및 경제성을 향상시기 위한 연구가 이루어지고 있다.

도 1은 종래의 일반적인 버섯 재배과정을 나타낸 개략도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 톱밥에 각종 영양성분을 함유한 배지를 혼합장치(1)에 투입하여 혼합 교반시킨다. 상기 혼합교반된 배지는 입병장치(2)의 배지 컨테이너에 저장되어 있다가 상기 입병장치(2)로 유입되는 수납박스(4)에 수납된 복수개의 재배병(3) 내측으로 각각 투입된다.

이후, 복수개의 재배병들은 수납박스(4)에 수납된 상태로 마개닫기장치(5)로 이동되어 각 재배병의 상부에 마개가 안착되어 닫혀진다. 상기 마개닫기장치(5)에서 마개가 닫혀진 재배병이 수납된 수납박스(4)가 컨베이어를 통해 나오면, 이를 대차 등에 적재하여 살균/냉각실(6)로 이동시킨다. 상기 냉각/살균실(6)로 이동된 재배병은 살균과정을 거친 후, 별도로 구획된 공간에 수용되어 냉각된다.

다음으로, 재배병들이 수납된 수납박스(4)는 대차 등을 사용하여 마개열기장치(7a)에서 각각의 마개가 개봉되어, 접종장치(7b)를 통해 상기 재배병(3) 내측에 투입된 배지로 버섯종균이 분사 방식 등으로 접종된다. 이와 같이, 버섯종균이 접종된 후 상기 재배병은 습도 및 온도가 적절하게 조절된 배양실(8)로 이동되어 버섯 균사가 배양된다.

또한, 상기 재배병이 수납된 수납박스(4)는 균긁기장치(9)로 이송되어 1차 배양된 버섯균사의 표면의 노화된 균사를 제거하고 균사에 자극을 주어 버섯발생을 원활히 하도록 균긁기 작업이 수행된다. 그리고, 폐상과정 및 억제과정을 거친 후 습도, 온도 및 CO₂ 농도가 조절된 환경이 형성된 생육실(10)에서 생육과정이 수행되어 완성된 버섯이 출하되도록 한다.

한편, 종래에는 입병장치(2)에 의해 입병된 배지의 상면을 적당히 가압하고 배지의 중심부에 타공홈이 형성되도록 타공하였다.

그러나, 종래의 타공을 위한 타공부는 단순한 크랭크축과 연결되어 상하로 교반하여 승강되면서 타공을 수행하였으며, 상기 타공부 이외에 별도의 가압부 및 재배병 고정장치가 별개로 동작하였다. 이로 인해, 타공부, 가압부, 재배병 고정장치가 각각 개별적인 구동력을 전달받기 위하여 장치의 구성이 매우 복잡해지는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 복잡한 동력전달구조로 인하여 구성 부품의 수가 증가되어 유지 및 보수를 위한 관리가 어려웠다.

즉, 구성부품의 수가 많아 자동화된 공정라인의 특성상 상기 장치에 유지보수를 위한 공간 확보가 어려울 뿐만 아니라 상기 장치 자체의 부피가 불필요하게 커지므로 유지보수가 현저히 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 복수개의 버섯 재배용 재배병 내측에 수용된 배지를 상호 연결된 연동구조를 통하여 효율적으로 가압 및 타공하는 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 복수개 열 및 행을 이루어 재배병이 수납된 수납박스를 이동시키는 컨베이어 장치가 연결된 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 작업대 상측에 선택적으로 승강되도록 배치되되, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 타공하는 복수개의 타공봉이 구비된 타공부; 상기 타공부에 연결된 연동로드에 의해 상측으로 소정의 이격길이를 가지고 구속되어 연결되며, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 가압하는 가압부; 상기 가압부의 선택적인 가압을 위한 프로파일을 갖도록 외주가 형성되며, 일측이 상기 타공부와 승강로드를 통하여 힌지 연결되며 구동수단의 동력을 전달받아 선택적으로 회전되는 캠부; 및 상기 캠부의 일면측에 배치되되, 상기 캠부의 외주에 의해 선택적으로 가압베어링이 돌출되어 구비되어 상기 가압부와 연결되는 연결부재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 제공한다.

여기서, 상기 가압부의 하측에는 상기 재배병의 어깨를 선택적으로 고정하는 어깨고정부가 구비되되, 상기 어깨고정부와 상기 베이스 프레임은 가압스프링으로 연결되며, 상기 어깨고정부는 상기 가압부와 연장로드에 의해 상측으로 소정의 유격길이를 가지고 구속되어 연결됨이 바람직하다.

본 발명의 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명에 의하면, 하나의 구동수단으로 타공부, 가압부 및 어깨걸이부가 상호 순차적으로 연동하여 하강 및 상승시키는 구조를 제공하므로 효율적이고 경제적인 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 제공할 수 있다. 더욱이, 이와 같은 연동하여 작동되는 구조를 통하여 상기 가압부의 가압대가 상기 배지의 상면을 가압한 상태에서 상기 타공봉이 하강하여 배지 중앙부에 타공홈을 형성할 수 있으므로 형성된 타공홀의 형상 및 크기를 균일하고 안정적으로 유지할 수 있다.

둘째, 하나의 구동수단으로 타공부, 가압부 및 어깨걸이부에 동력을 전달할 수 있으므로 구성 부품의 수가 감소되어 경제적이며, 유지 및 보수를 위한 관리가 용이하다. 이를 통해, 상기 장치 자체의 부피를 감소시켜 자동화된 공정라인의 하부에 유지보수를 위한 공간 확보가 가능하여 간편한 유지보수가 가능하다.

도 1은 종래의 일반적인 버섯 재배과정을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 개요를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 주요부를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 주요부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 주요부를 나타낸 측면도.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 캠부의 회전에 따른 작동상태를 나타낸 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 개요를 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 주요부를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 주요부를 나타낸 측면도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치는 베이스 프레임(11), 타공부(30), 가압부(50), 캠부(35) 그리고, 연결부재(57)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 복수개 열 및 행을 이루어 재배병들(3)이 수납된 수납박스(4)는 상기 베이스 프레임(11)의 일측에 연결된 컨베이어 장치(20)를 통해 베이스 프레임(11) 일측에 위치된 작업대로 이동되면, 상기 가압부(50) 및 상기 타공부(30)는 상호 순차적으로 승하강 연동되어 가압 및 타공작업을 수행한다.

이를 위하여, 상기 타공부(30)는 상기 베이스 프레임(11)의 작업대 상측에 선택적으로 승강되도록 배치되되, 상기 재배병(3)에 수용된 배지를 선택적으로 타공하도록 재배병들에 각각 대응되는 복수개의 타공봉(31)이 구비된다.

또한, 상기 가압부(50)는 상기 타공부(30)에 연결된 연동로드(55)에 의해 소정의 이격길이를 가지고 구속되어 연결되며, 상기 재배병(3)에 수용된 배지를 선택적으로 가압하도록 구비된다. 여기서, 상기 가압부(50)에는 재배병(3) 내측에 수용된 배지의 상면을 선택적으로 가압하도록 재배병들에 각각 대응되는 복수개의 가압대(51)가 구비되며, 상기 가압대(51)의 중앙부에는 상기 타공봉(31)이 관통되는 통공이 형성된다. 따라서, 후술되는 바와 같이, 상기 가압대(51)가 상기 배지의 상면을 가압한 상태에서 상기 타공봉(31)이 하강하여 배지 중앙부에 타공홈을 형성한다.

한편, 상기 캠부(35)는 상기 가압부(50)의 선택적인 가압을 위한 외주 프로파일을 가지고 형성되며, 편심된 일측이 상기 타공부(30)와 승강로드(36)를 통하여 힌지 연결된다. 따라서, 모터 등과 같은 구동수단(90)의 동력은 체인(91)을 경유하여 회전력이 상기 캠부(35)로 전달되며, 상기 캠부(35)의 회전에 따라 상기 승강로드(36)는 상승과 하강을 반복함과 동시에, 상기 캠부(35)의 외주 프로파일에 대응하여 상기 가압부(50)는 선택적으로 하측으로 가압된다.

이때, 상기 연결부재(57)는 상기 캠부(35)의 일면측에 이격 배치되며, 상기 연결부재의 하단부에는 상기 캠부(35)의 외주 프로파일면에 의해 선택적으로 가압되어 하강되는 가압베어링(57a)이 회전가능하게 돌출된다. 또한, 상기 연결부재(57)의 하단부는 링크기구(80)와 연결되며, 상기 연결부재(57)의 상단부는 상기 가압부(50)와 연결된다. 이때, 상기 연결부재(57)는 별도의 연결축(57b)을 경유하여 가압부(50)와 연결될 수도 있다.

여기서, 상기 구동수단(90)의 동력을 전달하는 체인(91)과 연결되는 회전축(95)은 상기 연결부재(57)에 형성된 장공(57c)을 관통하여 캠부와 연결됨이 바람직하다.

상기 가압부(50) 및 상기 타공부(30)의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 가압부(50)와 상기 타공부(30)는 연동로드(55)에 의해 연결되되, 상기 연동로드(55)의 상단은 상기 타공부(30)에 소정 이격길이를 두고 구속된다. 이때, 상기 연동로드(55)는 상기 타공부(50)의 프레임 일측에 형성된 관통홀을 관통하여 배치된다.

따라서, 상기 캠부(30)가 회전되어 상기 승강로드(36)가 상승되기 시작하면, 상기 이격길이만큼은 타공부(30)만 상승된다. 상기 이격길이만큼 상승된 이후에 상기 연동로드(55) 상단에 구비된 구속너트(56)가 상기 타공부(30)의 프레임 일측에 형성된 관통홀의 상단 테두리에 구속되면 상기 타공부(30)와 함께 가압부(50)를 끌어당기는 방식으로 상승시킨다.

반대로, 상기 캠부(30)의 회전에 의해 상기 승강로드(36)가 하강되면 상기 타공부(30)와 함께 가압부(50)가 하강되며, 상기 가압부(50)가 재배병(3) 내측으로 유입되어 배지의 상면에 접하게 되면 상기 타공부(30)의 하강은 멈추게 되고 상기 연동로드(55) 상단은 상기 타공부(50)의 프레임 일측에 형성된 관통홀을 자유로이 관통된 상태가 된다(도 4의 우측 확대도 점선 부분 참조). 즉, 상기 타공부(30)는 하강되되, 연동로드(55)의 하단은 가압부(50)에 고정되어 그 위치가 유지되므로 상기 연동로드(55)의 상단이 상기 관통홀을 관통을 관통하여 이격거리만큼 돌출된다.

이후, 상기 캠부(30)가 더욱 회전되면 그의 외주 프로파일면이 상기 연결부재(57)의 하단부에 회전가능하게 돌출 배치된 가압베어링(57a)을 하측으로 가압한다(도 6c 참조). 이를 통해, 상기 연결부재(57)와 연결된 가압부(50)는 상기 캠부(35)의 외주 프로파일면에 구름접촉되는 가압베어링(57a)에 가해지는 가압력으로 배지의 상면을 가압할 수 있다.

이와 같이, 가압베어링의 가압시 연결부재(57)의 지지력을 보강하기 위하여, 상기 연결부재(57)의 하단부 가압베어링(57a)은 베이스 프레임(11)에 회전가능하게 연결된 링크기구(80)와 연결됨이 바람직하다.

한편, 상기 가압부(50)의 하측에는 상기 재배병 배지의 가압 및 타공 작업시 상기 재배병(3)의 병목 하단부인 어깨부분을 선택적으로 가압 및 고정하여 안정적인 가압 및 타공이 수행되도록 하는 어깨고정부(60)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 어깨고정부(60)와 상기 베이스 프레임(11)은 가압스프링(70)으로 연결되며, 상기 어깨고정부(60)는 상기 가압부(50)와 연장로드(61)에 의해 소정의 유격길이를 가지고 구속되도록 연결됨이 바람직하다.

상기 연장로드(61)와 어깨고정부(60)의 연결구조는 전술된 연동로드(55)와 가압부(50)의 연결구조와 실질적으로 유사하다. 즉, 가압이 완료되어 상승로드가 상승됨에 따라 상기 가압부(50)가 상승되기 시작하면, 상기 유격거리만큼은 가압부(50)만 상승된다. 상기 유격거리만큼 상승된 이후에 상기 연장로드(61) 상단에 구비된 구속너트(61a)가 상기 가압부(50)의 프레임 일측에 형성된 관통홀의 상단 테두리에 구속되어 상기 가압부(50)와 함께 어깨걸이부를 끌어올리는 방식으로 상승시킨다.

반대로, 상기 가압부(50)의 하강시에는 상기 어깨걸이부(60)와 별개로 가압부(50)만이 하강되어 배지 상면을 가압하며, 상기 연장로드(61)의 상단은 상기 가압부(50)의 프레임 일측에 형성된 관통홀을 자유로이 관통한 상태가 된다(도 4의 좌측 확대도 점선부분 참조). 즉, 상기 가압부(50)는 하강되되, 연장로드(61)의 하단은 어깨걸이부(60)에 고정되어 그 위치가 유지되므로 상기 연장로드(61)의 상단이 상기 관통홀을 관통을 관통하여 이격거리만큼 돌출된다.

이때, 상기 어깨걸이부(60)는 상기 가압스프링(70)의 인장력에 의해서 재배병(3) 어깨 부분으로 하강되어 고정된 상태를 유지한다. 이를 통하여, 이후 가압 및 타공 작동시 상기 재배병이 흔들리지 않고 안정적인 위치 유지가 가능하다.

한편, 상기 캠부(35)의 회전에 따른 타공부(30), 가압부(50), 그리고 어깨걸이부(60)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일실시예에 따른 버섯재배용 배지 자동 타공장치의 캠부의 회전에 따른 작동상태를 나타낸 측면도이다.

먼저, 도 6a에서 보는 바와 같이, 초기 상태에서 캠부(35)는 승강로드(36)를 최상측으로 상승시킨 상태가 된다. 이때, 상기 타공부(30), 가압부(50), 어깨걸이부(60)는 모두 재배병(3)으로부터 상측에 이격되어 배치된다. 이때, 상기 어깨걸이부(60)도 가압스프링(도 4의 70)의 인장력을 극복하고 상승된 상태를 유지한다.

이후, 도 6b를 참조하면, 상기 캠부(35)가 초기상태로부터 시계방향으로 대략 30°가량 회전되면 상기 승강로드(36)가 서서히 하강됨에 따라 타공부(30), 가압부(50), 어깨걸이부(60)가 함께 하강되어, 먼저 어깨걸이부(60)가 재배병(3)의 어깨부분에 안착되어 가압스프링(70)의 인장력에 의해 상기 재배병(3)을 고정하는 상태를 이룬다.

그리고, 도 6c를 참조하면, 상기 캠부(35)가 대략 90° 회전되면 상기 가압부(50)가 더욱 하강되어, 재배병(3) 내측의 배지 상면을 가압하여 다진다.

도 6d를 참조하면, 상기 캠부(35)가 대략 160° 회전되면 상기 캠부(35)의 외주 프로파일면이 가압베어링(57a)을 가압함으로써, 상기 가압베어링과 연결부재를 통해 연결된 상기 가압부(50)는 더욱 강한 힘으로 배지 상면을 가압하게 되고, 이후 타공부(30)의 타공봉이 배지 내측으로 삽입 및 가압하여 타공홀을 형성한다. 그리고, 도 6e를 참조하면, 상기 캠부(35)가 대략 160° 회전된 상태에서 상기 승강로드(36)는 최하측으로 하강된 상태가 되며, 이때 타공봉은 최하단까지 타공한 상태가 된다.

도 6e에서 보는 바와 같이, 상기 캠부(35)가 더욱 회전되면, 상기 승강로드(36)는 다시 상승하기 시작하며, 이후 타공부(30) 및 가압부(50) 간의 연동로드(도 4의 55) 상단의 구속이 이루어진 후 가압부(50) 및 어깨걸이부(60) 간의 연장로드(도 4의 61) 상단의 구속이 이루어져 각각 순차적으로 상승되어 재배병(3)을 벗어나게 된다. 상기 가압부(50) 및 어깨걸이부(60)의 상승을 위한 연동로드(55) 및 연장로드(61)의 연결구조는 전술한 바와 같다.

이와 같은 도 6a 내지 도 6f는 상기 캠부(35)에 형성된 외주 프로파일의 바람직한 일예에 따른 것이며, 상기 외주 프로파일은 변경될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에 의하면, 하나의 구동수단(도 2의 90)으로 타공부(30), 가압부(50) 및 어깨걸이부(60)를 순차적으로 하강 및 상승시키는 연동구조를 제공하므로 유지보수가 간편하며 효율적이고 경제적인 버섯재배용 배지 자동 타공장치를 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

3: 재배병 4: 수납박스
11: 베이스 프레임 20: 컨베이어 장치
30: 타공부 31: 타공봉
35: 캠부 36: 승강로드
50: 가압부 51: 가압대
57: 연결부재 60: 어깨걸이부
90: 구동수단

Claims (2)

1. 복수개 열 및 행을 이루어 재배병이 수납된 수납박스를 이동시키는 컨베이어 장치가 연결된 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임의 작업대 상측에 선택적으로 승강되도록 배치되되, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 타공하는 복수개의 타공봉이 구비된 타공부;
   상기 타공부에 연결된 연동로드에 의해 상측으로 소정의 이격길이를 가지고 구속되어 연결되며, 상기 재배병에 수용된 배지를 선택적으로 가압하는 가압부;
   상기 가압부의 선택적인 가압을 위한 프로파일을 갖도록 외주가 형성되며, 일측이 상기 타공부와 승강로드를 통하여 힌지 연결되며 구동수단의 동력을 전달받아 선택적으로 회전되는 캠부; 및
   상기 캠부의 일면측에 배치되되, 상기 캠부의 외주에 의해 선택적으로 가압베어링이 돌출되어 구비되어 상기 가압부와 연결되는 연결부재를 포함하여 이루어지되,
   상기 가압부의 하측에는 상기 재배병의 어깨를 선택적으로 고정하는 어깨고정부가 구비되되, 상기 어깨고정부와 상기 베이스 프레임은 가압스프링으로 연결되며, 상기 어깨고정부는 상기 가압부와 연장로드에 의해 상측으로 소정의 유격길이를 가지고 구속되어 연결됨을 특징으로 하는 버섯재배용 배지 자동 타공장치.
   
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