一种食用菌固体接种方法及其装置与流程

本发明涉及食用菌生产机械技术领域,更具体地说，它涉及一种食用菌固体接种方法及其装置。

背景技术：

食用菌工厂化栽培是最具现代农业特征的产业化生产方式。通过移植、嫁接、和集成创新等模式，将工业化的技术手段引入食用菌栽培领域，在相对可控的环境和设施条件下，组织起高效率的机械化、自动化作业，是实现食用菌生产规模化、集约化、标准化和周年化生产的必经之路。

自20世纪70年代法国首先分离获得菌株并进行商业化栽培以来，食用菌接种环节一般固体接种和液体接种两种模式，在工厂化食用菌栽培中，菌种多以固体种为主。采用固体菌种接种方法，即在装有培养料的培养容器杀菌处理后，向其填充固体颗粒状菌种，从而来获得更多食用菌的过程。但是现有技术中的食用菌固体接种装置，在实际生产过程中，存在以下问题：自动化程度不高，生产效率低，各工序在切换时消耗时间较长，进而导致外部环境的浮游杂菌容易侵入，不利于良性繁殖；每个培养容器的接种量不一致，造成发菌状态一致性不好。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动化程度高、生产效率高、接种均匀、可有效防止浮游菌侵入的食用菌固体接种装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种食用菌固体接种装置，包括机架和设在机架上用于运输托盘的水平运输机构；培养容器纵横排列于所述托盘内；所述水平运输机构上沿托盘的运输方向依次设置有两个用于阻挡托盘运动的第一挡料机构和第二挡料机构，所述第一挡料机构和第二挡料机构将水平运输机构分隔成两个工位，所述第一挡料机构处设置有用于实现均匀接种的接种管路机构，所述第二挡料机构处设置有用于将培养容器瓶盖打开的开盖机构；当第一挡料机构在挡住货物时，产生第一次检测信号，该检测信号传送至一控制装置；所述控制装置响应于该检测信号控制第一挡料机构退出运输路径并控制第二挡料机构进入运输路径，另外，控制装置控制接种管路机构拾取菌种；当第二挡料机构在挡住货物时，产生第二次检测信号，该检测信号传送至所述控制装置，所述控制装置响应于该检测信号控制第一挡料机构再次进入运输路径，其次，控制装置控制开盖机构将培养容器的瓶盖向上拔出，另外，控制装置控制水平运输机构反向转动；当第一挡料机构再次挡住货物时，产生第三次检测信号，该检测信号传送至所述控制装置，所述控制装置响应于该检测信号控制接种管路机构将拾取的菌种进行接种，另外，控制装置控制水平运输机构正向转动；当第二挡料机构再次挡住货物时，产生第四次检测信号，该检测信号传送至所述控制装置，所述控制装置响应于该检测信号控制开盖机构将盖子盖上，另外，控制装置控制第二挡料机构退出运输路径。

优选的，所述水平运输机构包括第一电机、链条、以及架设于所述机架上的一排送料辊，所述电机的输出轴以及送料辊的两端均设有与链条啮合的齿轮，所述电机通过链条带动送料辊传动。

优选的，所述第一挡料机构和第二挡料机构均包括竖直设置于送料辊下方的第一升降气缸和挡板，所述挡板与第一升降气缸的活塞杆固定连接，所述第一挡料机构和第二挡料机构于送料辊左、右两侧分别设置有红外接收器和红外发射器，所述第一升降气缸的气路与所述控制装置连通，所述红外接收器、红外发射器与所述控制装置电连接。

优选的，所述接种管路机构包括位于第一挡料机构上方的放料台，所述放料台上间隙设置有若干转盘，所述转盘中心分体设置有中心轴，每个所述转盘上方均放置有放料桶，所述中心轴穿过所述放料桶并于轴端固定有搅拌棒，所述转盘包括主动转盘和从动转盘，所述主动转盘和从动转盘之间通过带轮联动连接，所述主动转盘啮合有齿轮，所述齿轮连接有控制其转动的第二电机，所述放料台上于所述放料桶一侧对应开设有若干通孔，所述放料台上方设置有第一升降台，所述第一升降台连接有控制其上下运动的第二升降气缸，所述第一升降台上方架设有接种组件，所述接种组件包括滑动架和若干固定于滑动架下方的接种枪，每个接种枪对应设置于相应放料桶上方，所述滑动架连接有控制接种枪从放料桶移至相应通孔处的第一平移气缸，所述接种枪呈空心管状设置，所述接种枪内上部滑动配合有挤压杆，所述挤压杆连接有控制其上下运动的第三升降气缸，所述第二升降气缸、第三升降气缸、第一平移气缸的气路均与所述控制装置连通。

优选的，所述开盖机构包括位于所述第二挡料机构上方的第二升降台，所述第二升降台底端沿培养容器运输方向间隙设置有若干限位板，相邻两块限位板之间留有供培养容器穿过的间隙，每块所述限位板底端沿其长度方向均一体连接有圆柱形的导向轴，所述导向轴嵌设于培养容器瓶盖与瓶身形成的间隙中，所述限位板于导向轴上方朝向培养容器一侧延伸形成长条形的拔盖板，所述拔盖板上表面与培养容器瓶盖的下表面相互抵接，所述第二升降台连接有控制其上下运动的第四升降气缸，所述第四升降气缸的气路均与所述控制装置连通。

优选的，所述控制装置包括plc控制器和多个分别用于控制第一至第四升降气缸、第一平移气缸的电磁阀，多个所述电磁阀与plc控制器电连接，还包括控制所述第一电机的变频器，所述变频器与plc控制器电连接。

为实现上述目的，本发明还提供了一种食用菌固体接种方法，用于实现自动高效均匀接种，包括以下步骤：

a.利用水平运输机构将盛放培养容器的托盘运输至第一挡料机构处；

b.当第一挡料机构在挡住货物时，产生第一次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构退出运输路径并控制第二挡料机构进入运输路径，同时，控制装置控制接种管路机构拾取菌种；

c.当第二挡料机构在挡住货物时，产生第二次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构再次进入运输路径，其次，控制装置控制开盖机构将培养容器的瓶盖向上拔出，另外，控制装置控制水平运输机构反向转动，带动托盘朝向接种管路机构处；

d.当第一挡料机构再次挡住货物时，产生第三次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制接种管路机构将拾取的菌种注射至培养容器中，另外，控制装置控制水平运输机构正向转动，带动托盘朝向开盖机构处；

e.当第二挡料机构再次挡住货物时，产生第四次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制开盖机构将盖子盖上，另外，控制装置控制第二挡料机构退出运输路径。

该技术方案与现有技术相比具有：自动化程度高，每道工序都能实现整体性作业，效率高，各工序来回切换时间短，可有效防止浮游菌侵入，保证菌丝良性繁殖，并能够实现每个培养容器均匀接种，提高接种质量。

附图说明

图1为本发明一种食用菌液体接种装置实施例的立体结构图i；

图2为本发明一种食用菌液体接种装置实施例的立体结构图ii；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为图2中b处的局部放大图；

图5为转盘处的立体结构图；

图6为开盖机构的立体结构图。

图中：1、机架；2、水平运输机构；21、送料辊；3、第一挡料机构；31、第一升降气缸；32、挡板；33、红外接收器；34、红外发射器；4、第二挡料机构；5、接种管路机构；51、放料台；52、转盘；53、中心轴；54、放料桶；55、搅拌棒；56、带轮；57、第二齿轮；58、第二电机；59、通孔；510、第一升降台；511、第二升降气缸；512、滑动架；513、接种枪；514、第一平移气缸；515、挤压杆；516、第三升降气缸；6、开盖机构；61、第二升降台；62、限位板；63、导向轴；64、拔盖板；65、第四升降气缸。

具体实施方式

参照图1至图6对本发明一种食用菌液体接种装置实施例做进一步说明。

如图1与图2所示，这种食用菌固体接种装置包括机架1和设在机架1上用于运输托盘的水平运输机构2，培养容器纵横排列于托盘内；水平运输机构2上沿托盘的运输方向依次设置有两个用于阻挡托盘运动的第一挡料机构3和第二挡料机构4，第一挡料机构3和第二挡料机构4将水平运输机构2分隔成两个工位，第一挡料机构3处设置有接种管路机构5，用于实现均匀接种，第二挡料机构4处设置有开盖机构6，用于将所有托盘内培养容器的瓶盖打开，当托盘沿着第一水平运输机构2向前运动至第一挡料机构3处，产生第一次检测信号，第一次检测信号发送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构3退出运输路径并控制第二挡料机构4进入运输路径，同时，控制装置控制接种管路机构5拾取菌种；托盘直接跳过接种管路机构5向前运动至开盖机构6处，于第二挡料机构4处发生抵触，收到第二次检测信号并传送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构3再次进入运输路径，其次，控制装置控制开盖机构6将培养容器的瓶盖向上拔出，另外，控制装置控制水平运输机构2反向转动，进而带动托盘超接种管路机构5方向前进，并于第一挡料机构3处再次发生抵触；当第一挡料机构3再次挡住货物时，产生第三次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制接种管路机构5将拾取的菌种均匀注射进培养容器中，接种完成后，控制装置控制水平运输机构2正向转动，进而带动托盘朝开盖机构6处前进，并于第二挡料机构4处再次发生抵触；当第二挡料机构4再次挡住托盘时，产生第四次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制开盖机构6将盖子盖上进行密封，当盖子全部盖上后，控制装置控制第二挡料机构4退出运输路径，将接种完成并密封后的培养容器进行存储；该技术方案自动化程度高，每道工序都能实现整体性作业，效率高，各工序来回切换时间短，可有效防止浮游菌侵入，保证菌丝良性繁殖，并能够实现每个培养容器均匀接种，提高接种质量。

如图1与图3所示，水平运输机构2包括第一电机（图中未示出）、链条（图中未示出）、以及架设于机架1上的一排送料辊21，电机的输出轴以及送料辊21的两端均设有与链条啮合的第一齿轮（图中未示出），电机通过链条带动送料辊21传动，进而带动送料辊21上的托盘向前运动；

如图3所示，第一挡料机构3和挡料机构结构相同，均包括竖直设置于送料辊21下方的第一升降气缸31和挡板32，挡板32与第一升降气缸31的活塞杆固定连接，第一升降气缸31工作活塞杆上下运动可以带动挡板32上下移动，进而实现第一挡料机构3和第二挡料机构4的退出或进入运输路径，当托盘运输至第一挡料机构3或第二挡料机构4时，托盘挡住红外信号，红外接收器33收不到红外发射器34发射的信号，向控制装置发送一检测信号，控制装置响应于该检测信号控制各单元按程序进行工作；

如图4和图5所示，接种管路机构5包括位于第一挡料机构3上方的放料台51，放料台51上间隙设置有若干转盘52，每个转盘52上方均放置有放料桶54，放料桶54内放置有菌种，放料台51上方设置有第一升降台510，第一升降台510上方架设有滑动架512和若干固定于滑动架512下方的接种枪513，在收到第一次检测信号时，第二升降气缸511带动第一升降台510向下运动，进而带动接种枪513向下运动，每个接种枪513对应设置于相应放料桶54上方，接种枪513呈空心管状设置，在向下运动后可以将放料桶54内的菌种填充至枪头处，拾取菌种后通过第二升降气缸511回到原先位置；转盘52包括主动转盘52和从动转盘52，第二电机58带动第二齿轮57转动进而带动主动转盘52转盘52，主动转盘52再通过带轮56进一步带动所有的从动转盘52转动，转盘52中心分体设置有中心轴53，由于为分体设置，中心轴53可以相对转盘52不动，转盘52转动带动上方放料桶54一起转动，进而实现固定于中心轴53上并穿设于放料桶54内的搅拌棒55与放料桶54相对转动，起到搅拌的作用，保证放料桶54内的菌种在每一次接种完成后高度相对均匀，更便于接种枪513拾取菌种；放料台51上于放料桶54一侧对应开设有若干通孔59，且第一升降台510上的滑动架512连接有控制接种枪513从放料桶54移至相应通孔59处的第一平移气缸514，当收到第三次检测信号时，第一平移气缸514驱动滑动架512发生水平移动，将每个接种枪513分别移至对应通孔59处，在第二升降气缸511带动下，接种枪513向下穿过通孔59移至每个培养容器上方，接种枪513内上部滑动配合有挤压杆515，挤压杆515在第三升降气缸516驱动下向下运动，将接种枪513枪头处的菌种挤压至培养容器内完成接种。

如图6所示，开盖机构6包括位于第二挡料机构4上方的第二升降气缸61，第二升降气缸61底端沿培养容器运输方向间隙设置有若干限位板62，相邻两块限位板62之间留有供培养容器穿过的间隙，在水平运输机构2的驱动下，间歇性地将多个呈纵横排列且由截面为t字型的瓶盖和圆柱形瓶身构成的培养容器输送至第二升降气缸61下方，每一列培养容器在水平运输机构2驱动下进入相邻两块限位板62之间，每块限位板62底端沿其长度方向均一体连接有圆柱形的导向轴63，当培养容器向前运动的过程中，长条形的导向轴63刚好可以嵌设于每个培养容器瓶盖与瓶身形成的间隙中，导向轴63可以起到导向的作用，保证每一列培养容器按照轨迹向前运动，防止其左右发生偏移，限位板62于导向轴63上方朝向培养容器一侧延伸形成长条形的拔盖板64，在培养容器两侧的导向轴63限位作用下，拔盖板64上表面可以保证与每个培养容器瓶盖的下表面相互抵接，在受到第二次检测信号时，第四升降气缸65驱动第二升降气缸61向上运动，进而带动拔盖板64向上运动，相邻两根拔盖板64控制一列培养容器，一次性将所有培养容器的瓶盖全部拔出，大大提高生产效率；同理，在收到第四次检测信号时，第四升降气缸65驱动第二升降气缸61向下运动，将所有瓶盖盖上实现密封。

另外，控制装置包括plc控制器和多个分别用于控制第一至第四升降气缸65、第一平移气缸514的电磁阀，多个电磁阀与plc控制器电连接，还包括控制第一电机的变频器，变频器与plc控制器电连接（plc控制器的两个y点与变频器的正反转端子连接，再将plc的com端子和变频器的com连接）。本实施例未给出控制装置的具体电路图，而电磁阀与气缸的连接方式、变频器与第一电机的连接方式也为较简单的技术手段，本领域技术人员应当能够理解其工作原理。

本发明还提供了一种食用菌固体接种方法，包括以下步骤：

a.利用水平运输机构2将盛放培养容器的托盘运输至第一挡料机构处；

b.当第一挡料机构3在挡住货物时，产生第一次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构3退出运输路径并控制第二挡料机构4进入运输路径，同时，控制装置控制接种管路机构5拾取菌种；

c.当第二挡料机构4在挡住货物时，产生第二次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制第一挡料机构3再次进入运输路径，其次，控制装置控制开盖机构6将培养容器的瓶盖向上拔出，另外，控制装置控制水平运输机构2反向转动，带动托盘朝向接种管路机构5处；

d.当第一挡料机构3再次挡住货物时，产生第三次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制接种管路机构5将拾取的菌种注射至培养容器中，另外，控制装置控制水平运输机构2正向转动，带动托盘朝向开盖机构6处；

e.当第二挡料机构4再次挡住货物时，产生第四次检测信号，该检测信号传送至控制装置，控制装置控制开盖机构6将盖子盖上，另外，控制装置控制第二挡料机构4退出运输路径。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。