一种食用菌栽培基质袋封装装置的制作方法

本发明涉及食用菌栽培设备技术领域，尤其涉及一种食用菌栽培基质袋封装装置。

背景技术

在食用菌栽培生产的过程中，代料栽培开始得到广泛的应用，代料栽培即使用塑料袋内装填食用菌的栽培基质后种入菌丝的方式进行栽培。相对传统的段木栽培具有减少生产周期、提高空间利用率、提高生物效率且易于采摘的优势。

目前现有的的袋装基质生产一般通过工人手动灌装的方式进行，食用菌生产的自动化进程还主要停留在基质混合、菌丝培育这些工序中，如公开号为cn204697571u所述的一种菌种基质自动装瓶装置只能应用于培育菌种菌丝是的玻璃培养瓶的灌装；如公告号为cn203261812u所述的食用菌培养料混合灌装生产线其公开的内容也只有基质混合输送的机械装置。故在栽培基质装袋的生产工序中自动化程度还比较低，手工灌装具有效率低的问题。

同时，手工灌装具有装填密度、状态不确定、难以控制的问题，在一些较难栽培的菌种种植时无法满足其需求的栽培环境稳定性。如绣球菌(sparassiscrispa)，该菌类是非褶孔菌目、绣球菌科、绣球菌属，又称绣球覃。绣球菌是一种珍稀名贵的食用菌，营养特别丰富，具有抗肿瘤、提高造血功能、提高免疫力等功效。但是其栽培对温度、湿度、酸碱度都有苛刻的要求，手动灌装无法满足这类菌类对栽培环境的需求。

尤其在栽培基质袋的装料完成后的封装过程中，传统的封装方法为用绳子系紧，该封装方式无法有效隔离袋内和袋外的空间，易导致外界水分、杂质、细菌进入栽培基质袋中污染基质；部分生产厂家通过手工套装塑料环后在塑料环上手动卡接封盖的方式进行封装以解决以上问题，封装完成后，套环和盖子在栽培基质袋口的外/内两侧形成卡扣连接以实现有效的外界隔离效果，但是手动套环装盖的方式效率低、速度慢，无法适应现有试产需求下的生产效率；同时，工人在长期重复套环-装盖的劳动下容易发生未扣紧、效率下降等问题；也容易发生安装位置不定影响分包运输、容易损伤栽培基质袋体或装填好的基质形态等问题。

故市场上亟需一种高自动化、高生产效率、高生产稳定性同时进行套环和装盖的栽培基质袋整体封装的食用菌栽培基质袋封装装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种食用菌栽培基质袋封装装置，通过该食用菌栽培基质袋封装装置可以有效的解决现有技术中存在的问题，从而可以高自动化、高效率地进行栽培基质袋的套环-装盖作业，同时套环和盖子在流水作业中可完成卡接完全、稳定的安装效果。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种食用菌栽培基质袋封装装置，包括输送机构、套环机构和装盖机构，所述输送机构呈水平的直线输送，所述套环机构和装盖机构沿该输送方向前后设置于所述输送机构上方；所述套环机构包括平行跨设于所述输送机构上方的套环工作台和套环输送器，所述套环工作台包括第一台板、第一夹持器和机械爪，所述第一台板为竖直方向可动的平板，所述第一夹持器水平前后可动连接于所述第一台板，所述第一夹持器包括两个第一夹爪，所述两个第一夹爪相近表面设有第一圆弧槽，所述套环输送器位于所述第一夹爪相对侧；所述装盖机构包括装盖工作台和装盖输送器，所述装盖工作台包括第二台板、第二夹持器、第三夹持器和竖直的装盖压杆，所述第二台板为竖直方向可动的平板，所述平板上设有装盖孔，所述第二夹持器水平前后可动连接于所述第二台板的上方，所述第二夹持器包括两个第二夹爪，所述两个第二夹爪相近表面设有第二圆弧槽，所述装盖输送器位于所述第二夹爪相对侧，所述第三夹持器包括两个相对可动地设于所述装盖孔边缘的垫板。

作为本发明的优选，所述输送机构包括水平设置的链条输送线，所述链条输送线上固接有多个间隔的链板。

作为本发明的优选，所述链板上设有容纳腔。

作为本发明的优选，在俯视投影方向，所述容纳腔、装盖孔、第一夹持器、第二夹持器和机械爪的形心共线并与所述链条输送线的输送方向相同。

作为本发明的优选，在侧视投影方向，所述装盖压杆和所述装盖孔轴线共线。

作为本发明的优选，所述机械爪包括竖直可动的主杆、固接于所述主杆下端的气动活塞缸和爪杆，所述爪杆包括绕所述主杆轴线周向设置的多个，所述爪杆上端与所述主杆铰接，所述爪杆还包括一根两端分别铰接所述气动活塞缸和所述爪杆中部的连杆。

作为本发明的优选，所述爪杆包括空腔、气孔和吸附孔，所述空腔位于所述爪杆内部，所述气孔和吸附孔由所述爪杆外壁向所述空腔贯通设置。

作为本发明的优选，所述爪杆外侧套接有吸附套，所述吸附套上设有与所述吸附孔对应的吸附部。

作为本发明的优选，所述第一夹持器下方还设有固接于所述第一台板的第四夹持器。

作为本发明的优选，所述装盖孔下方还设有固接于所述第二台板的第五夹持器。

本发明的有益效果在于：

1、通过本装置可以自动的实现栽培基质袋的封口封装工作，自动化程度高；

2、装置前后、上下的定位性能好，安装动作简单、准确，效率高，利于保护栽培基质袋；

3、安装时对套环和盖子的支撑限位效果好，安装后卡接效果好，大批量生产中在栽培基质袋上的安装位置稳定，便于后续分装运输，也有利于提高生产的稳定性。

附图说明

图1为本发明的三维示意图；

图2为本发明的套环机构处的三维示意图；

图3为本发明的机械爪处剖面示意图；

图4为本发明的装盖机构处的三维示意图；

图5为本发明套环与盖子卡接安装后的结构示意图；

图中各项分别为：1输送机构，11链条输送线，12链板，121容纳腔，2套环工作台，21第一台板，22第一夹持器，221第一夹爪，222第一圆弧槽，23机械爪，231主杆，232气动活塞缸，233爪杆，234连杆，235空腔，236气孔，237吸附孔，238吸附套，239吸附部，24第四夹持器，3套环输送器，4装盖工作台，41第二台板，411装盖孔，42第二夹持器，421第二夹爪，422第二圆弧槽，43第三夹持器，431垫板，44装盖压杆，45第五夹持器，5装盖输送器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

如图1、2、3、4所示，同时请参考图5，一种食用菌栽培基质袋封装装置，用于自动化、流水式地在栽培基质袋上实现收拢袋口-套接套环-翻折袋口-卡接盖子的封装过程，其中套环包括位于上方的圆环和由圆环下方向下延伸的喇叭口，盖子包括盖板和由盖板向下延伸的卡接柱，卡接柱卡入圆环后与其呈弹性卡接的连接状态。包括输送机构1、套环机构和装盖机构，输送机构1呈水平的直线输送，套环机构和装盖机构沿该输送方向前后设置于输送机构1上方，输送机构1包括水平设置的链条输送线11，链条输送线11上固接有多个间隔的链板12。链板12上焊接有横置的两个圆环形容纳腔121，容纳腔121用于放置栽培基质袋。

套环机构包括平行跨设于输送机构1上方的套环工作台2和套环输送器3，套环工作台2包括第一台板21、第一夹持器22和机械爪23，第一台板21为一平板，其通过分别竖直设置在链条输送带11两侧的导轨气缸组合在竖直方向可动，第一夹持器22具有间隔可动连接于第一台板21的两个，通过固接在第一台板21上的水平气缸前后可动连接于第一台板21，第一夹持器22为工业中常见的y型气动夹指，第一夹持器22包括两个y型设置的第一夹爪221，两个第一夹爪221相近表面设有第一圆弧槽222，两个第一圆弧槽222在第一夹爪221夹紧后呈圆孔形状，其内径等于套环的圆柱部分外径，同时大于收拢爪杆233的机械爪23的横向截面外接圆直径以便于其通过。套环输送器3位于第一夹爪221相对侧，包括平行横置于第一夹爪221前方的套环输送带和位于该套环输送带一端的套环振动盘自动上料器，套环振动盘自动上料器为工业中常用的振动盘上料器，用于将套环上料输送到套环输送带上供套环工作台2取用，同时其具有将套环挑选为圆环处于喇叭口上方的位姿。第一夹持器22下方还设有固接于第一台板21的第四夹持器24。第一夹持器22与第四夹持器24的纵向距离至少为套环的喇叭口的高度。

机械爪23具有对应容纳腔121的两个，每一个机械爪23包括通过一个固定的双向气缸竖直上下可动的主杆231、固接于主杆231下端的气动活塞缸232和爪杆233，爪杆233包括绕主杆231轴线周向设置的六个，爪杆233上端与主杆231铰接，爪杆233还包括一根两端分别铰接气动活塞缸232的活塞杆头和爪杆233中部的连杆234。机械爪23工作时通过主杆231的上下移动实现爪杆233的竖直位置调节；其开合调节通过气动活塞缸232实现，在气动活塞缸232的活塞杆头向下伸出时，连杆234推动爪杆233进行绕爪杆233与主杆231铰接处转动向外的张开动作，同理，在活塞杆头向上缩回时实现将爪杆233收拢的动作，上述各部件间的铰接使得爪杆233的动作轨迹更为流畅，不会发生干涉、卡滞等影响开合的问题。爪杆233包括空腔235、气孔236和吸附孔237，本实施例中的空腔235和气孔236为一体，通过机加工一次钻孔的方式从爪杆233的上端同轴钻入形成，位于爪杆233壁面的部分即为气孔236，其内的部分即为空腔235。吸附孔237由爪杆233侧面的外壁向空腔235贯通设置，其方向呈由主杆231的轴线径向向外。爪杆233外侧套接有软质塑料制成的吸附套238，吸附套238上一体成型有与吸附孔237对应的孔形吸附部239，吸附部239与吸附套238的相贯面呈圆弧形以便于和栽培基质袋充分接触。气孔236通过管线连接有外界的气泵，气泵通过抽气的方式在爪杆233处形成吸附栽培基质袋的负压效果。

装盖机构包括装盖工作台4和装盖输送器5，装盖工作台4包括第二台板41、第二夹持器42、第三夹持器43和竖直的装盖压杆44，第二台板41为一平板，其通过分别竖直设置在链条输送带11两侧的导轨气缸组合在竖直方向可动，平板上设有装盖孔411，第二夹持器42具有对应容纳腔121的两个，第二夹持器通过固结于第二台板上的水平气缸，前后可动地连接于第二台板41上，第二夹持器42位工业常用的y型气动夹指，其前端包括两个第二夹爪421，两个第二夹爪421相近表面设有第二圆弧槽422，两个第二圆弧槽422在第二夹爪421夹紧后呈圆孔形状，其内径等于盖子的盖板部分外径。第三夹持器43包括两个相对可动地设于装盖孔411边缘的垫板431，两个垫板431通过气缸致动具有相对靠近/远离的动作轨迹，垫板431的相对处具有可合拢为一个圆孔的半圆孔，该半圆孔的直径等于套环的圆环部分直径。装盖输送器5位于第二夹爪421相对侧，包括平行横置于第二夹爪421前方的盖子输送带和位于该盖子输送带一端的盖子振动盘自动上料器，盖子振动盘自动上料器为工业中常用的振动盘上料器，用于将盖子上料输送到盖子输送带上供盖子工作台4取用，同时其具有将盖子挑选为盖板处于卡接柱上方的位姿。装盖孔411下方还设有固接于第二台板41的第五夹持器45。第五夹持器45与第三夹持器43的纵向距离至少为套环的喇叭口的高度。

在俯视投影方向，容纳腔121、装盖孔411、第一夹持器22、第二夹持器42和机械爪23的形心共线并与链条输送线11的输送方向相同。在侧视投影方向，装盖压杆44和装盖孔411轴线共线。从而在前后的输送、套环、装盖的移动、工作、定位时具有更好的精确性以提高效率，降低可能的对栽培基质袋的干涉损伤。

在工作时，装填好基质的开口栽培基质袋被放入容纳腔121内以两个一组的方式随链板12向前输送，首先来到套环机构的下方停止，此时，栽培基质袋的开口正好位于机械爪23的下方，位于初始位置的第一夹爪221位于机械爪23和袋口之间，该位置的第一夹爪221合拢后第一圆弧槽222拼合成的圆孔轴线与机械爪23的主杆231同轴。此后，第一夹持器22向前伸出至套环输送器3处，通过第一夹爪221的第一圆弧槽222夹持在其上输送的套环的圆环段，并在夹持完成后向后回到初始位置。此后机械爪23向下运动穿过套环伸入栽培基质袋袋口内，气动活塞缸232下行是爪杆233张开向外接触袋口的壁面，气孔236连接的气泵抽气形成负压使得袋口被爪杆233上的吸附部239吸附带动，此后气动活塞缸232上行将爪杆233收拢即将袋口收拢。此后，第一台板21下降使得套环向下套过收拢袋口的机械爪23并处于袋口下方的颈部位置。此后，第四夹持器24在套环下方夹紧以对套环进行竖直方向的支撑，保证安装的稳定性，同时爪杆233再次张开并在主杆231的下降下将袋口翻折于套环的外侧，此时即完成对栽培基质袋的套环工序，然后气泵停止工作，机械爪23离开袋口并回复初始位置，套环工作台2上各部件同样回复初始位置。此后，链板12将套环完成的栽培基质袋往后输送至装盖机构下方并停止，此时，栽培基质袋的套环恰好位于装盖压杆44的同轴下方，装盖孔411同轴位于两者之间，位于初始位置的第二夹爪421位于装盖压杆44和装盖孔411，该位置的第二夹爪421合拢后第二圆弧槽422拼合成的圆孔轴线与装盖孔411同轴，垫板431的两个半圆孔组合成的圆柱孔也与装盖孔411同轴。此后，第二夹持器42向前伸出至装盖输送器5处，通过第二夹爪421的第二圆弧槽422夹持在其上输送的盖子的盖板段，并在夹持完成后向后回到初始位置。此后，第二台板41下降使得装有套环的袋口穿过装袋孔411，其下降后套环的圆环段位于两个垫板431之间，第二夹持器42夹持的盖子的卡接柱下端恰好与套环的圆环段的上端处于同一平面，此时两端垫板431相向夹紧在圆环段的两侧将其限位，同时第五夹持器45夹紧套环下方的栽培基质袋颈部并对套环形成向上的支撑。此后，第二夹爪421松开较小的角度使得盖子呈自然放置于套环上的状态，此时的第二夹爪421只对盖子其限位导向的作用。此后装盖压杆44急动向下，其快速下降的冲击力作用于盖子的上方并将其卡接入压入圆环段中形成卡接。此时，装盖工序即完成，装盖机构的各组件在此后松开复位，完成装盖工序的栽培基质袋即完成封装程序，被链板12送入后续分装运输等工序中。

上述工作过程中的位置判断由形成开关或红外感应器等常用的工控元件检测，各零部件的动作控制由plc伺服系统和气缸进行控制调节。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。