TWM631686U

TWM631686U - 菌類太空包之生產設備

Info

Publication number: TWM631686U
Application number: TW110213889U
Authority: TW
Inventors: 樊孝義; 曾永村
Original assignee: 翔元自動化機械有限公司
Priority date: 2021-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2022-09-11

Abstract

本創作提供一種菌類太空包之生產設備及其壓實與夾持方法，主要是在菌類太空包生產設備中，以電控制之設備及方式控制夾持太空包袋體移動的夾爪，可以降低夾爪受到環境因素影響而動作錯誤或失效的機會，另外還可以藉此以電控制，在對菌類太空包半成品進行壓實工序後，短暫放鬆太空包袋體並重新夾持，提高夾持太空包袋體的穩定度，從而準確定位太空包的位置，提高太空包的生產效率。

Description

菌類太空包之生產設備

本創作係有關於一種菌類太空包之製造方法，特別是有關於一種菌類太空包之生產設備及壓實與夾持方法。

一般來說，現今之菇類、菌類栽培，多採用太空包包裝方式，也就是說，將培養用原料混合均勻後，填充至直筒狀塑膠袋中。

太空包之包裝流程，大致可分為上袋步驟、填料步驟、壓實步驟、套環步驟與上蓋步驟等，袋體由輸送機構運送至填料機構以對袋體內填入原料，之後運送至壓實機構對原料進行壓實，壓實後之太空包再經過套環與上蓋而成為成品。

其中，在輸送機構運送袋體的過程中，常採用夾爪夾持袋體並移動方式進行運送，夾爪往往利用機械結構，以碰塊、定位塊觸動夾爪執行開闔動作，在菌類太空包的實作現場，碰塊、定位塊與對應的夾爪開闔裝置，容易受散落的太空包填充材或其他物料干擾影響而誤動作，成為輸送機構與整體菌類太空包生產設備運作的不穩定因素。

此外，在壓實步驟中，袋體係由夾持機構自袋口處夾持住後，使壓實桿下降而擠壓袋內之原料，使原料密實，然而，由於袋體受到壓實桿之向下施力，且受擠壓之原料會傾向於向外側延伸，造成袋體上方部分被往下拉扯，袋體下方部分產生外壁皺褶，如此一來，可能會使夾持機構夾持袋體之面積縮小，並且在壓實後使袋體整體的高度位置下降，在後續的工序中，袋體容易在反覆移動與停止的過程中劇烈搖晃，不容易準確定位袋體的位置，且容易導致袋體掉落，影響生產效率。

本創作之其中一目的在於提供一種菌類太空包之壓實與夾持方法，能避免袋體因壓實時之下壓力量變形、下滑，進而無法妥善地被夾持與套接。

為達成上述目的，本創作提供一種菌類太空包之生產設備，包含一運送機構，該運送機構包含一轉盤、一驅動單元、複數套設部與複數夾爪組，該轉盤具有複數開孔，該驅動單元連接於該轉盤而能帶動該轉盤轉動，各該套設部包含一套接座，該套接座設置於該轉盤並由該轉盤之其中一開孔向下延伸，各該夾爪組包含一夾爪驅動單元、一連桿組與二夾爪，該連桿組連接於該夾爪驅動單元與該二夾爪之間，使該夾爪驅動單元能藉由該連桿組帶動該二夾爪開闔移動，該夾爪驅動單元為電磁閥。

為達成上述目的，本創作還提供一種菌類太空包之壓實與夾持方法，供夾持一袋體並對該袋體內之至少一填充物進行壓實，該菌類太空包壓實與夾持方法包含以下步驟：就位：以一夾爪組自該袋體之側面夾持住該袋體；壓實：位於該袋體上方之一壓實桿下降至該袋體內，以對該袋體內之該至少一填充物進行壓實；重新夾持：該夾爪組鬆開該袋體而距離該袋體有一預定距離後，再次夾持住該袋體。

藉由上述方法，本創作能利用電力驅動來控制夾爪驅動單元，能以程式方式控制夾爪組的夾持與放鬆，而在菌類太空包的生產過程中準確控制夾爪組，進一步在壓實工序中，減輕袋體於受到壓實時被擠壓變形與下滑之情況，以夾爪組重新夾持的動作能使袋體自然伸展回原先高度，除了避免夾持與套接不穩的問題，亦能提高後續袋體在移動時的準確度。

10:袋體

20:承置台

30:阻擋組

40:壓實桿

50:轉盤

501:開孔

51:驅動單元

52:套設部

521:套接座

53:夾爪組

531:底座

532:夾爪驅動單元之本體

533:夾爪驅動單元之驅動頭

534:連桿組

535:夾爪

536:夾爪

54:夾爪控制組

圖1係本創作之示意圖。

圖2係本創作之轉盤與夾爪組之示意圖。

圖3與圖4係本創作之夾爪組之作動示意圖。

圖5至圖9係本創作之作動示意圖。

本創作提供一種菌類太空包之生產設備，可包含運送機構、上袋機構、填料機構、壓實機構、套環機構、上蓋機構、整列機構與裝籃機構等，由上袋機構供應太空包袋體至運送機構，運送機構攜帶該袋體後依序移動至填料機構進行填料、至壓實機構進行壓實、至套環機構進行套環、至上蓋機構進行上蓋等加工工序，加工完成後再將太空包運送至整列機構，由整列機構將太空包整列，再由裝籃機構將太空包裝籃送出，關於菌類太空包之包裝製造設備、其中的各附屬機構以及實際製作菌類太空包的方法，可參考TWM590144號專利之說明書與其中所提及的相關文獻。需附帶說明的是，菌類太空包之生產，在傳統上是以人力完成上述各工序，以將太空包填充材裝入太空包的袋體，並安裝套環與蓋體，依預定形式完成包裝，然而，倘菌類太空包之生產設備僅包含上述的運送機構、上袋機構、填料機構、壓實機構、套環機構、上蓋機構、整列機構與裝籃機構等機構中的任意一部份機構，僅在將太空包填充材、袋體、套環與蓋體等原物料運送並製作為菌類太空包的生產過程中執行局部工序，而以人力方式完成其他部分工序，或不完成全部工序而僅製做出菌類太空包的半成品者，並無不可。

請參考圖1與圖2，本創作提供的菌類太空包之生產設備，包括運送機構，運送機構包括轉盤50、驅動單元51、多個套設部52、多個夾爪組53與若干夾爪控制組54。轉盤50呈水平架設，周圍環形排列設置有八個開孔501，並以每兩個開孔為一組，將轉盤50周緣區分為四個分區，四個分區的位置分別是上袋位置、填料位置、壓實位置與下袋位置，可供前述的上袋機構、填料機構及壓實機構與運送機構的位置對應，下袋位置處則可對應安裝另一遞送機構，可將菌類太空包之半成品遞送至另一轉盤或其他設備進行加工。驅動單元51連接於轉盤50，且驅動單元具有動力單元以及傳動單元，舉例而言，動力單元可以是馬達，傳動單元可以是齒輪箱或凸輪組，使驅動單元51能間歇性地帶動轉盤50，令轉盤50每次轉動90度，將各個開孔501沿圓形的輸送路徑移動，依序經過上袋位置、填料位置、壓實位置與下袋位置，再移動至上袋位置而巡迴移動。套設部52安裝固定於轉盤50而會隨轉盤50一同移動，套設部52的數量有八組而與開孔501對應，每一套設部52包括套接座521，由開孔501向下延伸成短管狀，可供上袋機構或人力將用於製備太空包的袋體10套接於套接座521，套接座521還具有環形排列的多道裂隙，使短管狀套接座更進一步成倒置的皇冠外型。

請參考圖1至圖3，夾爪組53包括底座531、夾爪驅動單元之本體532及其驅動頭533、連桿組534與夾爪535、536，底座531安裝於轉盤下方而隨轉盤50一同轉動，並供裝設夾爪組53之各零件，於本創作其他可能的實施例中，亦可選擇略去底座531，而改將夾爪組53的其他各零件設置於轉盤；夾爪驅動單元之本體532設置於底座531，夾爪驅動單元可受流體動力驅動，使驅動頭533與本體532移動相互靠近或遠離，以將袋體10夾持於套接座521或釋放袋體10，具體而言，夾爪驅動單元例如是油壓缸或氣壓缸，本體532為油壓缸或氣壓缸之汽缸本體，驅動頭533則為活塞桿，夾爪535、536一端可樞接於底座531或夾爪驅動單元之本體532而可樞擺，連桿組534連接於夾爪驅動單元之驅動頭533以及兩夾爪535、536，在夾爪驅動單元驅動驅動頭與本體移動相互靠近與遠離時，藉由連桿組534帶動夾爪535、536樞擺而使夾爪535、536的另一端移動。如圖3所示，當驅動頭533遠離本體532，夾爪535、536的末端移動張開，放開套設部之套接座521與袋體10；如圖4所示，當驅動頭533靠近本體532，夾爪535、536的末端移動靠近，夾持於套設部之套接座521與袋體10。在本實施例中，夾爪驅動單元的驅動頭533位於本體532與套接座521之間，惟改將驅動頭533與本體532的設置位置彼此互換亦屬可行。

夾爪控制組54連接於夾爪驅動單元之本體532，可受電訊號控制觸發，控制流體動力輸入或停止輸入本體532，從而控制夾爪的開闔。具體而言，夾爪控制組54即為電磁閥，流體動力源連接於夾爪控制組54後再進一步連接至夾爪驅動單元之本體532，夾爪控制組54可受電訊號觸發開關，以開啟或關閉流體動力源之輸入，從而控制夾爪的開闔。在本實施例中，流體動力源54在夾爪控制組的下游處並聯於兩組夾爪驅動單元之本體，而能以單一夾爪控制組控制兩組夾爪開闔，惟增設多組夾爪控制組，而以單一夾爪控制組控制單一組夾爪開闔，並無不可。請參考圖5至圖9，上述的運送機構可以與壓實機構一同執行菌類太空包壓實與夾持方法，包含就位、壓實、重新夾持等步驟。

就位步驟是以夾爪組53夾持袋體10至一壓實位置，具體而言是於上袋位置夾持袋體10後以轉盤50帶動袋體10移動至壓實位置，即如圖5所示，其中，袋體10內已填充放入一定量的太空包填充材，例如木屑、豆粉，壓實位置下方具有一承置台20，壓實位置旁側具有一阻擋組30自該袋體10之側面夾持住該袋體10；其中，承置台20的具體結構可採用如TWI740245號專利中所述的升降組，或者可採用高度及位置固定的載台，承置台20可避免袋體在執行壓實工序時向下掉落，若夾爪組53夾持袋體10能力較強時，承置台20亦有省略之可能；其中，阻擋組30的具體結構可採用如TWI740245號專利中所述的固持機構，又阻擋組30可由側面夾持並抵擋袋體10，避免袋體在執行壓實工序時橫向膨脹甚或爆裂，若袋體10具較高強韌度與保持形狀能力時，阻擋組30亦有省略之可能。

壓實步驟是以一壓實桿40自該袋體10上方向下下降至該袋體10內，以對該袋體10內之太空包填充材進行壓實，再將壓實桿40移開，如圖6與圖7所示，其中的壓實桿40及其附屬機構，可採用如TWI740245號專利中所述的第一驅動單元及壓實桿，視使用者需求而定亦可增設TWI740245號專利中所述的第二驅動單元，此時，因壓實桿40將太空包填充材向下壓縮容積，袋體10會在太空包填充材向下移動時受到拉扯而下滑，於局部區域產生縐折，袋體10頂端的袋口略向下脫離套接座521，使袋體10的整體高度縮短。

重新夾持：移除壓實桿40後，驅動夾爪組53鬆開該袋體10而距離該袋體10有一預定距離後，再次夾持住該袋體10，如圖8與9所示，此處所述的一預定距離，指夾爪組53鬆開後袋體10能不受夾爪組53的夾爪535、536夾持與卡抵的距離，通常代表袋體10與夾爪組53已經幾乎或完全不接觸，可能具有約0.5至數毫米距離，使夾爪535、536的末端張開而其間距大於袋體10的外徑；由於壓實桿40已經移除，夾爪組53鬆開該袋體10後，袋體10可以受自身材料彈性或/及太空包填充材向上回彈恢復的影響，使壓實步驟中產生的縐折復平，袋體10頂端能向上局部或全部復位，再由夾爪組53再次夾持住袋體10；需要說明的是，在重新夾持的過程中，為避免袋體10向下掉落，需以承置台20承載袋體10或以阻擋組30夾持袋體10，以承置台與阻擋組中的至少一者作為袋體的位置維持裝置，在本實施例具有承置台20的情形下，阻擋組30則可於壓實桿40移開至重新夾持過程中的任意時刻鬆開袋體10。此外，本實施例中的該運送機構包括轉盤50，藉由轉盤50轉動，袋體10便能被套接座521攜帶移動，前往填料機構、壓實機構等進行不同工序，如若將轉盤改換為可移動的板體，亦無不可。實際操作時，請參考圖5，當壓實桿40向下壓實袋體10內之太空包填充材時，太空包填充材傾向於向外側擴散並向下壓縮，造成袋體10外壁產生皺褶。也使袋體10之頂端被往下拉扯，如未執行重新夾持步驟，在壓實完成、轉盤帶動袋體繼續移動後，袋體10離開承置台20，因太空包填充材受重力影響下落，會將壓實步驟產生的縐折拉平，使太空包填充材位置較低、重心較低而且遠離轉盤50，太空包填充材頂端至夾爪組之間的空袋部分長度較長，在轉盤50帶動袋體10自壓實位置移動至下袋位置等加工位置時，因轉盤50帶動袋體10在位置與位置間移動及停止，袋體的空袋部分會使袋體搖晃不止，造成袋體在後續工位的定位錯誤、失敗，甚至造成袋體掉落、傾倒，將太空包填充材灑落至周遭環境，嚴重影響生產效率。

對此，如圖8與圖9所示，在壓實桿40完成壓實作業並離開袋體10後，夾爪組53先釋放袋體10而不夾持之，使袋體10得以再次向上伸展，袋體10頂端的位置可恢復至趨近於壓實前的高度與位置，再進行後續的加工工序如移動或下袋，即可準確移動袋體，減少因袋體搖晃產生的問題。

上述夾爪組53釋放袋體10後再重新夾持，是由電訊號觸發夾爪控制組54，使之控制夾爪開闔移動來達成，觸發夾爪控制組的具體電訊號，可以藉由另外直接連接或經由連接器進一步連接的控制電路所產生的控制訊號來提供。

此外，本創作的夾爪組53採用流體動力驅動的夾爪驅動單元，並以電訊號控制之，亦即使用夾爪控制組之電磁閥，可以使用電路、程式控制夾爪組53的開闔，提高菌類太空包之生產設備的可控制程度，同時減少夾爪組53被意外掉落在周圍環境的太空包填充材污染而影響其運作的機會，提高設備使用的可靠度，兼具多重的有益功效。

上述實施例中，夾爪驅動單元為氣壓缸或油壓缸，利用流體動力帶動夾爪組的夾爪擺動，從而夾持或放鬆袋體，並且由夾爪控制組之電磁閥，以電訊號方式間接控制夾爪擺動，然而，在夾持力允許的情形下，也可能改以其他形式的電致動器直接驅動夾爪，例如電動缸，亦即利用電動缸作為夾爪驅動單元的本體及驅動頭，電動缸即可直接受電訊號觸發與控制，可以移除夾爪控制組，同樣而能利用電訊號控制夾爪驅動單元，獲得上述使用特點及有益功效。

藉此，本創作提供之菌類太空包之生產設備，藉由改採電力控制的夾爪組及新規劃設計的壓實與夾持方法，能提高設備的可控制程度、運作可靠度，同時在加工過程中減少袋體的搖晃與傾倒，提高袋體移動定位的準確度，使生產效率、良率、稼動率均穩定提高，實為相關業者所企盼，惟以上實施例僅在於說明並闡述本創作的技術內容，本專利的專利範圍應以後述的申請專利範圍為準。