本发明涉及一种卷料式双套袋冲压装袋机，属于食用菌生产设备技术领域。
背景技术：
香菇、草菇、蘑菇、木耳，银耳和猴头等食用菌是一类有机，营养和保健的绿色产品；食用菌不仅味美，而且营养丰富，常被人们称作健康食品，如香菇不仅含有各种人体必须的氨基酸，还具有降低血液中的胆固醇，治疗高血压的作用，近年来还发现香菇、蘑菇，金针菇和猴头中含有增强人体抗癌能力的物质。目前，现有技术中的食用菌装袋机多数是半自动装袋机，它需要至少3人来进行操作，主要是进行套袋、取袋操作，而且时有来不及套袋而发生停机的现象。人工机械性的操作动作，使人容易产生疲劳。而且在取袋、放袋时过程中容易将已压实好的料面及打好的洞堵住，导致产量提高困难；装袋效率低下，一般为1000袋/小时。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种结构设计合理，采用全自动化操作，工作效率高的卷料式双套袋冲压装袋机。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为卷料式双套袋冲压装袋机，包括机架，所述机架的中心安装有间歇式推盘机构，所述间歇式推盘机构的四个方向上依次安装有卷料送袋机构、下料装包机构、冲压支撑机构及出包输送机构，所述卷料送袋机构上还安装有套袋撑袋机构，所述卷料送袋机构用于将袋卷上的菌袋按照指定尺寸切割，并将菌袋输送至间歇式推盘机构的下方；所述套袋撑袋机构用于将间歇式推盘机构下方的菌袋张开，并套在间歇式推盘机构上；所述间歇式推盘机构用于将菌袋依次输送至下料装包工位、冲压工位及出包工位，每转动90°到达一个工位；所述下料装包机构用于将搅拌桶内的培养料装入菌袋内；所述冲压支撑机构用于对菌袋内的培养料进行压实；所述出包输送机构用于将装满培养料且压实的菌袋输送至下一工序。
优选的，所述间歇式推盘机构包括转盘、料筒、推盘同步轴、固定连杆轴、转盘槽轮和转盘定位固定轴，所述转盘的中心通过转盘主轴安装在机架上，所述转盘槽轮同心固定在转盘上，所述转盘的圆周上安装有多个料筒，所述推盘同步轴、固定连杆轴和转盘定位固定轴均安装在机架上，所述推盘同步轴的顶部与冲压驱动电机相连接，所述推盘同步轴的底部安装有推盘曲柄，所述推盘曲柄的端部安装有曲柄连杆连接轴，所述曲柄连杆连接轴的底部安装有推盘连杆，所述推盘连杆的一端转动安装有固定连杆，所述固定连杆的端部转动安装在固定连杆轴上，且位于推盘曲柄的下方，所述推盘连杆的另一端安装有用于卡入转盘槽轮内的推盘轴承，所述推盘同步轴上还安装有定位凸轮，所述定位凸轮位于推盘曲柄的上方，所述转盘定位固定轴的底部转动安装有定位连杆，所述定位连杆的一端转动安装有凸轮随动轮，所述凸轮随动轮用于沿定位凸轮面滚动，所述定位连杆的另一端安装有定盘轴，所述转盘槽轮的圆周上还设置有定盘槽，所述定盘轴卡入定盘槽内，所述定位连杆上还安装有定位拉簧，所述定位拉簧的一端固定在定位连杆上，另一端固定在机架上。
优选的，所述转盘的底部安装有固定轨道及多个同步夹齿轮组，所述固定轨道固定在机架上，每个所述同步夹齿轮组包括两个相啮合的同步夹齿轮，两个所述同步夹齿轮上分别安装有夹持臂，所述夹持臂的端部安装有同步夹，两个所述同步夹分别位于料筒的两侧，用于夹持菌袋，相邻所述同步夹齿轮组的两个同步夹齿轮上分别安装有同步夹左连杆和同步夹右连杆，所述同步夹左连杆和同步夹右连杆的端部通过销轴铰接连接，且销轴上安装有同步夹滚轮，所述同步夹滚轮用于沿固定轨道滚动，所述同步夹滚轮上设置有同步夹复位拉簧，所述机架上还安装有推块气缸，所述推块气缸的活塞杆上安装有推块，所述推块用于推动同步夹滚轮。
优选的，所述卷料送袋机构包括固定板、袋卷、袋转向轴和主送袋胶辊，所述固定板固定在机架上，所述固定板的两侧对称设置有两个袋卷，所述固定板上还安装有多个用于菌袋转向的袋转向轴，所述固定板的顶部安装有主送袋胶辊，所述主送袋胶辊与输袋电机相连接，所述固定板上还安装有无袋检测传感器及标记定长感应传感器，所述菌袋上设置有多个用于感应的标记，所述固定板的底部设置有定长送袋胶辊，所述定长送袋胶辊上连接有定长送袋电机，所述定长送袋胶辊的下部安装有菌袋切割机构，所述菌袋切割机构的下部安装有用于前后移动的小车，所述小车上安装有用于吸附菌袋且能够左右移动开袋的吸盘，所述吸盘通过风管与负压风机相连接，所述风管上安装有控制阀。
优选的，所述固定板上还对称安装有两个备用袋卷，所述固定板上还设置有移动长孔，所述移动长孔内安装有能够上下自由移动的袋缓存感应辊，所述袋缓存感应辊用于压紧菌袋，且沿移动长孔上下移动，所述固定板上还安装有缓存辊上止点和缓存辊下止点。
优选的，所述套袋撑袋机构包括安装座、固定圈、旋转同步圈和撑袋爪，所述安装座可升降的安装在机架上，所述安装座的中部滑动安装有驱动滑板，所述驱动滑板的两侧安装有驱动齿条，所述安装座上安装有用于驱动驱动滑板移动的驱动气缸，所述驱动滑板的两侧安装有固定圈，所述固定圈内转动安装有旋转同步圈，所述旋转同步圈内安装有多个撑袋爪，所述撑袋爪通过连接轴转动安装在旋转同步圈上，所述连接轴均安装在上驱动板上，且上驱动板上设置有与驱动齿条相啮合的啮合齿，所述撑袋爪的端部安装有限位孔，所述限位孔内安装有限位销轴，所述撑袋爪的底部设置有撑袋凸起，所述撑袋凸起用于与料筒上的u型长孔相对应。
优选的，所述固定圈和旋转同步圈之间设置有轴承，所述撑袋爪的数量为8个；所述驱动滑板上安装有气缸导向杆，所述气缸导向杆上安装有气缸驱动块，所述气缸驱动块和驱动滑板之间安装有气缸复位弹簧。
优选的，所述冲压支撑机构包括支撑升降机构和冲压机构，所述支撑升降机构主要由支撑固定座、冲压支撑块、升降连接板、推动气缸和抱袋机构构成，所述支撑固定座安装在机架上，且位于转盘的底部，所述支撑固定座上设置有两个升降导柱，所述升降导柱上滑动安装有升降连接板，所述升降连接板上安装有冲压支撑块，所述冲压支撑块的底部安装有升降滚轮，所述升降导柱之间安装有水平轨道，所述水平轨道上安装有异形滑块，所述异形滑块上设置有斜面，所述升降滚轮沿斜面移动，所述支撑固定座上安装有用于驱动异形滑块移动的推动气缸，所述支撑固定座的顶部安装有抱袋机构；
所述冲压机构主要由冲压驱动电机、冲压连杆、冲压曲柄、冲压轨道和冲压管构成，所述冲压驱动电机安装在机架上，且位于转盘的上方，所述冲压驱动电机的输出端安装有冲压曲柄，所述冲压连杆的一端固定在机架上，另一端通过冲压连接板与冲压管铰接连接，所述冲压曲柄的自由端通过冲压拉杆与冲压连杆的前端铰接连接，所述冲压管竖直且与料筒同心设置，且滑动安装在冲压管锁块内，所述冲压管锁块滑动安装在冲压轨道上，所述冲压轨道固定在机架上，所述冲压驱动电机的输出轴还连接有传动轴，所述传动轴安装在机架上，且传动轴上安装有与推盘同步轴连接的传动齿轮。
优选的，所述抱袋机构主要由两个能够自由开合的抱袋瓦及用于驱动抱袋瓦开合的抱袋推叉，所述抱袋推叉上安装有推动滚轮，所述推动滚轮与抱袋瓦的外壁相接触。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明结构设计合理，采用全自动机械化生产代替手工操作，集送袋、撑袋、装料、压实、落袋于一体，彻底解决了人工套袋的行业难题，减轻劳动者紧张程度，解放了操作者，可一人操作几台机器，大大提高了生产效率高，并且整个装置方便实用、便于维修。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的俯视图。
图4为本发明中卷料送袋机构的结构示意图
图5为图4的侧视图。
图6为本发明中冲压及转盘的结构示意图。
图7为图6的俯视图。
图8为本发明中间歇式推盘机构的结构示意图。
图9为本发明中间歇式推盘机构动作机构原理图。
图10为本发明中同步夹的结构示意图。
图11为本发明中套袋撑袋机构的结构示意图。
图12为本发明中套袋撑袋机构的截面结构示意图。
图13为本发明中套袋撑袋机构的张开闭合对比图。
图14为本发明中支撑升降机构的结构示意图。
图15为本发明中支撑升降机构的俯视图。
图16为本发明中支撑升降机构的动作机构原理图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图3所示，卷料式双套袋冲压装袋机，包括机架1，机架1的中心安装有间歇式推盘机构2，间歇式推盘机构2的四个方向上依次安装有卷料送袋机构3、下料装包机构4、冲压支撑机构5及出包输送机构6，卷料送袋机3构上还安装有套袋撑袋机构7，卷料送袋机构3用于将袋卷上的菌袋按照指定尺寸切割，并将菌袋输送至间歇式推盘机构2的下方；套袋撑袋机构7用于将间歇式推盘机构下方的菌袋张开，并套在间歇式推盘机构2上；间歇式推盘机构2用于将菌袋依次输送至下料装包工位、冲压工位及出包工位，每转动90°到达一个工位；下料装包机构4包括搅拌桶及下料电机，下料电机将搅拌桶内的培养料装入菌袋内；冲压支撑机构5用于对菌袋内的培养料进行压实；出包输送机构6用于将装满培养料且压实的菌袋输送至下一工序。
如图6至图9所示，间歇式推盘机构包括转盘8、料筒9、推盘同步轴10、固定连杆轴11、转盘槽轮12和转盘定位固定轴13，转盘8的中心通过转盘主轴14安装在机架1上，转盘槽轮12同心固定在转盘8上，转盘8的圆周上安装有多个料筒9，推盘同步轴10、固定连杆轴11和转盘定位固定轴13均安装在机架1上，推盘同步轴10的顶部与冲压驱动电机83相连接，推盘同步轴10的底部安装有推盘曲柄16，推盘曲柄16的端部安装有曲柄连杆连接轴17，曲柄连杆连接轴17的底部安装有推盘连杆18，推盘连杆18的一端转动安装有固定连杆19，固定连杆19的端部转动安装在固定连杆轴11上，且位于推盘曲柄16的下方，推盘连杆18的另一端安装有用于卡入转盘槽轮内的推盘轴承20，推盘同步轴10上还安装有定位凸轮21，定位凸轮21位于推盘曲柄16的上方，转盘定位固定轴13的底部转动安装有定位连杆22，定位连杆22的一端转动安装有凸轮随动轮23，凸轮随动轮23用于沿定位凸轮21面滚动，定位连杆22的另一端安装有定盘轴24，转盘槽轮12的圆周上还设置有定盘槽25，定盘轴24卡入定盘槽25内，定位连杆22上还安装有定位拉簧26，定位拉簧26的一端固定在定位连杆22上，另一端固定在机架1上。
转盘是用于对菌袋进行固定，并将菌袋依次移动至各个工位。卷料送袋机构输送过来的菌袋，通过套袋撑袋机构套在转盘的料筒上，然后通过转盘进行移动。在使用时，转盘分为四个工位，做四等分间歇旋转运动，固定连杆轴11和推盘同步轴10，转盘定位固定轴13,转盘主轴14为固定支点，且相对位置有尺寸要求。推盘同步轴10转一周为一个周期，其中旋转120度为转盘运动时间，即推盘的时间。其余240度为转盘停止时间，即曲柄空行程。一周期转盘运动和停止的时间比例为1:2。转盘槽轮12和转盘8连接为一体。推盘同步轴10带动推盘曲柄16转动一周，通过曲柄连杆连接轴17带动推盘连杆18摆动，安装在推盘连杆18上的推盘轴承20在转盘槽轮12的槽中运动，从而推动转盘8旋转。同时推盘同步轴10带动定位凸轮21旋转，凸轮随动轮23在凸轮面上滚动，带动定盘轴24做周期性摆动动作。即在转盘即将旋转之前，定位凸轮21旋转至最高点，带动定盘轴24离开定盘槽25，转盘8旋转停止定位之际，定位凸轮21旋转至最低点，通过连接在定位连杆22上的定位拉簧26带动带动定盘轴24进入槽轮盘的定盘槽25实现定位，由此往复运动。采用这种结构定位准确，推盘加减速明显，无冲击，停止平稳。
其中，如图10所示，转盘8的底部安装有固定轨道27及多个同步夹齿轮组28，固定轨道27固定在机架1上，每个同步夹齿轮组28包括两个相啮合的同步夹齿轮，两个同步夹齿轮上分别安装有夹持臂29，夹持臂29的端部安装有同步夹30，两个同步夹30分别位于料筒9的两侧，用于夹持菌袋，相邻同步夹齿轮组28的两个同步夹齿轮上分别安装有同步夹左连杆15和同步夹右连杆31，同步夹左连杆15和同步夹右连杆31的端部通过销轴32铰接连接，且销轴32上安装有同步夹滚轮33，同步夹滚轮33用于沿固定轨道27滚动，同步夹滚轮33上设置有同步夹复位拉簧34，机架1上还安装有推块气缸35，推块气缸35的活塞杆上安装有推块36，推块36用于推动同步夹滚轮33。
同步夹主要是用于夹持菌袋，当套袋撑袋机构将菌袋套装料筒时，需要同步夹对菌袋进行固定，以便于移动，菌袋不掉落。同时为满足装袋机工艺要求，实现同步夹对袋子的夹放动作。要求在套袋工位，同步夹张开，在袋子被套袋爪提升到指定位置后，在转盘不旋转的状态下，同步夹将袋子夹紧在料筒上。然后转盘转到下料工位和冲压工位，同步夹都处于夹紧状态。到出包工位同步夹会张开一定距离，让袋子脱离料筒。在使用时，固定轨道固定机架不动。同步夹齿轮实现同步夹左右两边的同时开合，同步夹通过同步夹左连杆和同步夹右连杆的摆动实现开合，同步夹左连杆和同步夹右连杆的一端设有同步夹滚轮，通过同步夹滚轮在固定轨道上滚动来驱动滚轮上下运动，从而带动同步夹左连杆和同步夹右连杆同步摆动。同步夹的张开回位靠回位弹簧来完成。在套袋工位，在袋子被套袋爪提升到指定位置后，在转盘不旋转的状态下，推块气缸推动带动推块运动，推块将同步夹滚轮移动，使同步夹滚轮推至固定轨道的高点，此时同步夹将袋子夹紧在料筒上。当转盘转一个角度（在下个工位之前）推块气缸回到初始状态，等待下一次动作。固定轨道的轨迹半径在出包工位有变小，通过回位弹簧，可在转盘转到出包位是，放松同步夹，让袋子脱离料筒。
如图4和图5所示，卷料送袋机构包括固定板37、袋卷38、袋转向轴39和主送袋胶辊40，固定板37固定在机架1上，固定板37的两侧对称设置有两个袋卷38，固定板37上还安装有多个用于菌袋转向的袋转向轴39，固定板37的顶部安装有主送袋胶辊40，主送袋胶辊40与输袋电机41相连接，固定板37上还安装有无袋检测传感器42及标记定长感应传感器43，菌袋上设置有多个用于感应的标记，固定板37的底部设置有定长送袋胶辊44，定长送袋胶辊44上连接有定长送袋电机45，定长送袋胶辊44的下部安装有菌袋切割机构46，菌袋切割机构46的下部安装有用于前后移动的小车47，小车47上安装有用于吸附菌袋且能够左右移动开袋的吸盘48，吸盘48通过风管49与负压风机50相连接，风管49上安装有控制阀51。
其中，固定板37上还对称安装有两个备用袋卷52，固定板37上还设置有移动长孔53，移动长孔53内安装有能够上下自由移动的袋缓存感应辊54，袋缓存感应辊54用于压紧菌袋，且沿移动长孔上下移动，固定板37上还安装有缓存辊上止点55和缓存辊下止点56。
袋卷和备用袋卷分别为两卷，采用对称布置，左右两个a卷先同时使用，左右两个b卷作为备用。当无袋检测传感器感应到无袋子时，报警停机提示袋已用完，使用者只需将备用卷的袋头用胶带连接前一卷停在感应开关附近的尾部后，启动设备就能正常继续工作。菌袋通过袋转向轴，将袋子按规定的轨迹传送，通过输袋电机带动主送袋胶辊转动，从而带动菌袋的传动。袋缓存感应辊靠自重将袋子拉直，并在运行过程中起到定长送袋的缓冲作用，避免定长送袋出现打滑和拖不动的问题。在工作中，缓存感应辊碰到缓存辊上止点时，输袋电机动作，拖动卷料转动，缓存感应辊在重力作用下，慢慢下降到缓存辊下止点。当与缓存辊下止点接触时，输袋电机停止转动，送袋停止，同时定长送袋胶辊在定长送袋电机的带动下开始转动，此时缓存感应辊慢慢上升，感应到缓存辊上止点时，定长送袋电机停止转动，输袋电机又开始转动送袋，以此循环反复。定长送袋电机带动定长送袋胶辊转动，带动袋子运动。当每个袋尾的黑点被标记定长感应传感器检测到后，定长送袋电机停止，同时菌袋切割机构动作，切刀将袋子割断，两个吸盘在负压风机的作用下，将割断的袋口吸附，然后两个吸盘相对分离移动，将袋口张开，然后小车带动吸盘向后移动至转盘料筒的下方，然后通过套袋撑袋机构将菌袋套装再料筒上。
如图11至图13所示，套袋撑袋机构包括安装座57、固定圈58、旋转同步圈59和撑袋爪60，安装座57可升降的安装在机架1上，安装座57的中部滑动安装有驱动滑板61，驱动滑板61的两侧安装有驱动齿条62，安装座57上安装有用于驱动驱动滑板移动的驱动气缸63，驱动滑板61的两侧安装有固定圈58，固定圈58内转动安装有旋转同步圈59，旋转同步圈59内安装有多个撑袋爪60，撑袋爪60通过连接轴64转动安装在旋转同步圈59上，连接轴64均安装在上驱动板65上，且上驱动板65上设置有与驱动齿条相啮合的啮合齿66，撑袋爪60的端部安装有限位孔67，限位孔67内安装有限位销轴68，撑袋爪60的底部设置有撑袋凸起69，撑袋凸起69用于与料筒上的u型长孔70相对应。
其中，固定圈58和旋转同步圈59之间设置有轴承71，撑袋爪60的数量为8个；驱动滑板61上安装有气缸导向杆72，气缸导向杆72上安装有气缸驱动块73，气缸驱动块73和驱动滑板61之间安装有气缸复位弹簧74。
当菌袋移动至料筒的正下方时，安装座在驱动机构的作用下，向下移动，8个撑袋爪均插入料筒内，且底部插入菌袋内。这样驱动气缸推出，带动驱动齿条和驱动块前移，从而通过齿形啮合带动两边的上驱动板旋转一定角度。上驱动板通过连接轴带动旋转同步圈和撑袋爪旋转，此时，撑袋爪的尾端有限位孔，限位销轴在限位孔中运动，从而限制撑袋爪的运动轨迹。当8根撑袋爪呈放射轨迹向外张开，将袋口张紧后，驱动气缸继续推出，将弹簧压缩，通过弹簧的弹力，将袋口稳定张开且不掉落，而后张爪组件整体上升，完成套袋工作后，驱动气缸缩回，回到初始状态。一个气缸同时驱动左右两套张爪机构动作。
如图6、图14至图16所示，冲压支撑机构包括支撑升降机构和冲压机构，支撑升降机构主要由支撑固定座75、冲压支撑块76、升降连接板77、推动气缸78和抱袋机构构成，支撑固定座75安装在机架1上，且位于转盘8的底部，支撑固定座75上设置有两个升降导柱78，升降导柱78上滑动安装有升降连接板77，升降连接板77上安装有冲压支撑块76，冲压支撑块76的底部安装有升降滚轮79，升降导柱78之间安装有水平轨道80，水平轨道80上安装有异形滑块81，异形滑块81上设置有斜面，升降滚轮79沿斜面移动，支撑固定座75上安装有用于驱动异形滑块移动的推动气缸82，支撑固定座75的顶部安装有抱袋机构；
其中，冲压机构主要由冲压驱动电机83、冲压连杆84、冲压曲柄85、冲压轨道86和冲压管87构成，冲压驱动电机83安装在机架1上，且位于转盘8的上方，冲压驱动电机83的输出端安装有冲压曲柄85，冲压连杆84的一端固定在机架1上，另一端通过冲压连接板88与冲压管87铰接连接，冲压曲柄85的自由端通过冲压拉杆95与冲压连杆84的前端铰接连接，冲压管87竖直且与料筒8同心设置，且滑动安装在冲压管锁块89内，冲压管锁块89滑动安装在冲压轨道86上，冲压轨道86固定在机架1上，冲压驱动电机83的输出轴还连接有传动轴90，传动轴90安装在机架1上，且传动轴90上安装有与推盘同步轴连接的传动齿轮91。抱袋机构主要由两个能够自由开合的抱袋瓦92及用于驱动抱袋瓦开合的抱袋推叉93，抱袋推叉93上安装有推动滚轮94，推动滚轮94与抱袋瓦92的外壁相接触。
当菌袋套在料筒上后，转盘将菌袋移动至下料装包机构的下方，将培养料装入菌袋内。装填完成后，菌袋输送至冲压工位。冲压支撑块需要上升30mm行程后，顶到袋底部，然后再进行冲压动作，并且冲压支撑块需能抵抗一定的冲压力。当袋子下料后移动到冲压工位，推动气缸将异形滑块从右往左推动，水平轨道作为导向。起初，轴承先接触异形滑块斜面并在斜面上滚动将冲压支撑块推上30mm,当异形滑块继续移动，冲压支撑块的升降滚轮接触异形滑块的上平面一定面积后，气缸行程推出到位，此时升降块上升到位且承受的力由水平轨道支撑承受。冲压支撑块、升降连接板和升降块为一体，从而现冲压支撑块的上升下降。同时抱袋瓦与冲压支撑块升降同步动作，在抱袋推叉的作用下，将两个抱袋瓦抱住菌袋，用于承载侧向压力。
然后利用冲压管对培养料进行压实，压盘安装在冲压管上做直线上下升降运动，满足装袋的工艺要求。冲压管锁块用于固定冲压管。冲压连杆、冲压拉杆、冲压连接板和冲压曲柄形成冲压连杆机构，冲压固定销为固定支点，连接在冲压连杆尾部，各连杆通过铰链连接。冲压管锁块固定在冲压轨道上，冲压曲柄由冲压电机带动做旋转运动，从而带动冲压管锁块上下升降运动。冲压电机为主动力，驱动冲压曲柄做圆周运动的同时，通过传动齿轮和传动轴将动力同时传送给推盘同步轴做圆周运动。冲压机构运动一个周期同时推盘机构也完成一周期，并且当推盘连杆带动转盘转动时，冲压盘刚好运动位于转盘上方，当转盘停止时，冲压盘处于冲压阶段即位于转盘内。整过程联动且互补干涉。
以上所述仅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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。